JP2019168525A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】媒体の剥離性能を良好に保ちながら定着ベルトの回転負荷の増加を抑制することができる定着装置を提供する。【解決手段】定着装置７は、軸周りに回転しながらシートＳ上のトナー像を加熱する定着ベルト２１と、軸周りに回転しながら定着ベルト２１との間に加圧領域Ｎを形成し、加圧領域Ｎを通過するシートＳ上のトナーを加圧する加圧ローラー２２と、定着ベルト２１を挟んで加圧部材Ｎに対向して配置され、定着ベルト２１を加圧ローラー２２に押し付ける押圧パッド２８と、押圧パッド２８よりもシートＳの通過方向下流側において定着ベルト２１を挟んで加圧ローラー２２に対向して配置されている可動部材４０と、可動部材４０を一方向に移動させて定着ベルト２１を加圧ローラー２２の側に押し出し、可動部材４０を他方向に移動させて定着ベルト２１の押し出しを解除する押出調整部４１と、を備えている。【選択図】図７

Description

本発明は、媒体にトナー像を定着させる定着装置および画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、媒体にトナー像を熱定着させる定着装置を備えている。

例えば、特許文献１に記載の定着装置は、定着ベルトと加圧ロールとの定着ニップ部間を通過する記録媒体上の未定着トナー像を加熱・加圧して定着像とするものである。定着ベルトの内部には、シリコーンゴム等の弾性層を有するパッド部材が設けられている。パッド部材の表面は、相対する定着ベルトとは反対の曲率を有する円弧状になっている。また、パッド部材は、定着ニップ部の出口側に相当する側の弾性層の厚さが、入口側よりも厚くなるように構成されている。すなわち、定着ベルトの曲率が定着ニップ部の内部とその出口近傍で反転するように構成されている。この定着装置では、定着ニップ部の出口近傍において定着ベルトを凸形状とすることで、薄い記録媒体が定着ベルトから適切に分離されていた。

特開２００４−２０５５３８号公報

しかしながら、上記した定着装置では、定着ベルトを凸形状とすることで薄い記録媒体の剥離性能を良好にすることができたが、この定着ベルトの凸形状では、普通紙等の標準的な記録媒体や厚い記録媒体に対して適正な定着像を形成することができない虞があった。すなわち、標準的な記録媒体等は、薄い記録媒体よりもコシが強いため定着ベルトから分離し易く、定着ベルトの凸形状によって必要以上に早く定着ベルトから分離してしまう虞があった。その結果、定着像に不良が発生する可能性があった。また、定着ニップ部の出口近傍に相当する部分において定着ベルトが常に凸形状とされるため、定着ベルトとパッド部材との間に常に高い摩擦抵抗（回転負荷）が作用することになる。その結果、定着ベルト等の劣化が進行し易いという問題もあった。

本発明は、上記課題を解決するために、媒体の剥離性能を良好に保ちながら定着ベルトの回転負荷の増加を抑制することができる定着装置および画像形成装置を提供する。

上記した目的を達成するため、本発明の定着装置は、軸周りに回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着ベルトと、軸周りに回転しながら前記定着ベルトとの間に加圧領域を形成し、前記加圧領域を通過する前記媒体上のトナーを加圧する加圧部材と、前記定着ベルトを挟んで前記加圧部材に対向して配置され、前記定着ベルトを前記加圧部材に押し付ける押圧部材と、前記押圧部材よりも前記媒体の通過方向下流側において前記定着ベルトを挟んで前記加圧部材に対向して配置されている可動部材と、前記可動部材を一方向に移動させて前記定着ベルトを前記加圧部材の側に押し出し、前記可動部材を他方向に移動させて前記定着ベルトの押し出しを解除する押出調整部と、を備えている。

この場合、前記定着ベルトと前記加圧部材の何れか一方を他方に押し付けて前記加圧領域を加圧し、前記定着ベルトと前記加圧部材の何れか一方の押し付けを解除して前記加圧領域を減圧する圧力調整部を更に備え、前記押出調整部は、前記圧力調整部による前記加圧領域の圧力調整に連動して、前記可動部材を前記定着ベルトに押し付けた押付位置と、前記定着ベルトに対する前記可動部材の押し付けを解除した解除位置と、の間で前記可動部材を移動させ、前記押出調整部は、前記圧力調整部によって前記加圧領域が加圧された状態で前記可動部材を前記押付位置に配置して前記定着ベルトを前記加圧部材の側に押し出し、前記圧力調整部によって前記加圧領域が加圧された状態で前記可動部材を前記解除位置に配置して前記定着ベルトの押し出しを解除し、前記圧力調整部によって前記加圧領域が減圧された状態で前記可動部材を前記解除位置に配置して前記定着ベルトの押し出しを解除することが好ましい。

この場合、前記圧力調整部は、前記定着ベルトと前記加圧部材の何れか一方を支持する部材に接触しながら軸周りに正逆回転し、前記定着ベルトと前記加圧部材の何れか一方を他方に接近または離間させる偏心カムと、前記偏心カムを回転駆動させる駆動源と、を含み、前記押出調整部は、前記駆動源からの駆動力によって前記偏心カムと連動して正逆回転する連動カムと、前記連動カムが接触しながら回転することで支点部を中心に揺動する第１リンクと、前記第１リンクが接触しながら揺動することで軸方向に移動する第２リンクと、前記可動部材を他方向に向かって付勢する付勢部材と、前記第２リンクに設けられ、前記第２リンクが軸方向一方に移動した場合に前記付勢部材の付勢力に抗して前記可動部材を一方向に押し出し、前記第２リンクが軸方向他方に移動した場合に前記可動部材に対する押し出しを解除する押出カムと、を含んでいることが好ましい。

上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかの定着装置を備えている。

本発明によれば、媒体の剥離性能を良好に保ちながら定着ベルトの回転負荷の増加を抑制することができる。

本発明の一実施形態に係るカラープリンターの内部構造を示す概略図（正面図）である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を模式的に示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を模式的に示す平面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の圧力調整部等（加圧状態）を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の圧力調整部等（減圧状態）を示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置であって、連動移動部の可動部材を解除位置に配置した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置であって、連動移動部の可動部材を解除位置に配置した状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置であって、連動移動部の可動部材を押付位置に配置した状態を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置であって、連動移動部の可動部材を押付位置に配置した状態を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置であって、加圧領域を減圧状態とし、連動移動部の可動部材を解除位置に配置した状態を示す斜視図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の実施形態について説明する。なお、図面に示す「Ｆｒ」は「前」を示し、「Ｒｒ」は「後」を示し、「Ｌ」は「左」を示し、「Ｒ」は「右」を示し、「Ｕ」は「上」を示し、「Ｄ」は「下」を示している。また、「上流」および「下流」並びにこれらに類する用語は、シートＳの搬送方向（通過方向）の「上流」および「下流」並びにこれらに類する概念を指す。

［カラープリンターの概要］
図１を参照して、画像形成装置の一例としてのカラープリンター１について説明する。図１はカラープリンター１の内部構造を示す概略図（正面図）である。

カラープリンター１は、略直方体状の外観を構成する装置本体２を備えている。装置本体２の下部には、紙製のシートＳ（媒体）を収容する給紙カセット３が着脱可能に設けられている。装置本体２の上面には、排紙トレイ４が設けられている。なお、シートＳは、紙製に限らず、樹脂製のシート等であってもよい。

カラープリンター１は、給紙装置５と、作像装置６と、定着装置７と、を装置本体２の内部に備えている。給紙装置５は、給紙カセット３から排紙トレイ４までの間に延びた搬送路Ｐの上流端部に設けられている。定着装置７は搬送路Ｐの下流側に設けられ、作像装置６は搬送路Ｐにおいて給紙装置５と定着装置７との間に設けられている。

作像装置６は、４つのトナーコンテナ１０と、中間転写ベルト１１と、４つのドラムユニット１２と、光走査装置１３と、を含んでいる。４つのトナーコンテナ１０には、４色（イエロー，マゼンタ，シアン，ブラック）のトナー（現像剤）が収容されている。ドラムユニット１２は、感光体ドラム１４と、帯電装置１５と、現像装置１６と、一次転写ローラー１７と、クリーニング装置１８と、を含んでいる。一次転写ローラー１７は、感光体ドラム１４との間に中間転写ベルト１１を挟むように設けられている。中間転写ベルト１１の右側には、二次転写ローラー１９が接触して転写ニップを形成している。

カラープリンター１の制御装置（図示せず）は各装置を適宜制御し、以下のように画像形成処理を実行する。帯電装置１５は、感光体ドラム１４の表面を帯電させる。感光体ドラム１４は、光走査装置１３から出射された走査光を受け、静電潜像を担持する。現像装置１６は、トナーコンテナ１０から供給されたトナーを用いて感光体ドラム１４上の静電潜像をトナー像に現像する。一次転写ローラー１７は、感光体ドラム１４上のトナー像を回転する中間転写ベルト１１に一次転写する。中間転写ベルト１１は、回転しながら４色のトナー像を重ねたフルカラーのトナー像を担持する。シートＳは、給紙装置５によって給紙カセット３から搬送路Ｐに送り出される。二次転写ローラー１９は、転写ニップを通過するシートＳに中間転写ベルト１１上のトナー像を二次転写する。定着装置７は、トナー像をシートＳに定着させる。その後、シートＳは排紙トレイ４に排出される。クリーニング装置１８は感光体ドラム１４上に残ったトナーを除去する。

［定着装置］
図２ないし図４を参照して、定着装置７について詳細に説明する。図２は定着装置７を模式的に示す断面図である。図３は定着装置７を模式的に示す平面図である。図４は圧力調整部２５等（加圧状態）を示す正面図である。

図２および図３に示すように、定着装置７は、筐体２０と、定着ベルト２１と、加圧ローラー２２と、発熱部２３と、押圧構造２４と、圧力調整部２５と、連動移動部２６と、を備えている。筐体２０は、装置本体２に支持されている（図１参照）。定着ベルト２１および加圧ローラー２２は、筐体２０の内部にて軸周りに回転可能に設けられている。発熱部２３は、定着ベルト２１を加熱するための熱源である。押圧構造２４は、定着ベルト２１の内側（内部空間）に設けられている。圧力調整部２５は、定着ベルト２１に対する加圧ローラー２２の接触圧を調整するためのユニットである。連動移動部２６は、圧力調整部２５に連動して定着ベルト２１の形状を変更するためのユニットである。

＜筐体＞
筐体２０は前後方向に長い略直方体状に形成され、筐体２０の内部にはシートＳが通過する搬送路Ｐの一部が形成されている（図１参照）。図２に示すように、筐体２０の下側には、定着ベルト２１と加圧ローラー２２との接触部分（加圧領域Ｎ）に向けてシートＳを案内するガイド板２０Ａが設けられている。筐体２０の上側には、加圧領域Ｎを通過したシートＳを定着ベルト２１から剥がすための分離爪２０Ｂが設けられている。

＜定着ベルト＞
図２および図３に示すように、定着ベルト２１は、無端状のベルトであって、前後方向に長い略円筒状に形成されている。定着ベルト２１は、例えば、耐熱性および弾性を有する合成樹脂等で形成されている。なお、定着ベルト２１の前後両端部には、一対のキャップＣＰが取り付けられている（図３参照）。

＜加圧ローラー＞
加圧部材の一例としての加圧ローラー２２は、前後方向に長い略円筒状に形成され、定着ベルト２１の右側に配置されている。加圧ローラー２２は、金属製の芯金２２Ａと、その外周面に積層されたシリコンスポンジ等の弾性層２２Ｂと、を含んでいる。加圧ローラー２２（芯金２２Ａ）には、ギア列（図示せず）を介して駆動モーターＭが接続されている。加圧ローラー２２（芯金２２Ａ）の軸方向両端部は一対の可動フレーム２０Ｃに回転可能に支持されている（図３参照）。可動フレーム２０Ｃは、例えば、金属材料によって形成され、筐体２０に揺動可能に支持されている。加圧ローラー２２は、軸周りに回転しながら定着ベルト２１との間に加圧領域Ｎを形成する機能を有している。なお、加圧領域Ｎとは、圧力が０Ｐａである上流側の位置から圧力が作用する位置を経由して再び圧力が０Ｐａとなる下流側の位置までの領域を指している。

＜発熱部＞
図２に示すように、発熱部２３は、定着ベルト２１を挟んで加圧ローラー２２の反対側（左側）に配置されている。発熱部２３は、コイルホルダー２３Ａと、ＩＨコイル２３Ｂと、アーチコア２３Ｃと、を含んでいる。コイルホルダー２３Ａは、定着ベルト２１の外面に沿うように前後方向に長い略半円筒状に形成され、定着ベルト２１との間に隙間を挟んで配置されている。ＩＨコイル２３Ｂは、コイルホルダー２３Ａに保持され、フェライト等の強磁性体で形成されたアーチコア２３Ｃに覆われている。なお、熱源として誘導加熱型の発熱部２３を定着ベルト２１の外側に配置したが、これに代えて、定着ベルト２１の内部にハロゲンヒーターやカーボンヒーター等を配置してもよい。

＜押圧構造＞
図２および図３に示すように、押圧構造２４は、支持部材２７と、押圧パッド２８と、ベルトガイド２９と、が設けられている。

（支持部材）
支持部材２７は、例えば、金属材料によって前後方向（軸方向）延びた略角筒状に形成されている。支持部材２７は定着ベルト２１を軸方向に貫通し、支持部材２７の軸方向両端部は定着ベルト２１よりも外側に延びて筐体２０に固定されている（図３参照）。支持部材２７は、一対のキャップＣＰを介して定着ベルト２１を回転可能に支持している。

（押圧パッド）
押圧部材の一例としての押圧パッド２８は、例えば、耐熱性を有する硬質の合成樹脂等によって軸方向に長い略直方体状に形成されている。押圧パッド２８は、加圧ローラー２２よりも軸方向に長く、定着ベルト２１よりも軸方向に短く形成されている。押圧パッド２８は、定着ベルト２１を挟んで加圧ローラー２２に対向して配置され、支持部材２７に固定されている。押圧パッド２８は、押圧面２８Ａを定着ベルト２１の内周面に接触させ、定着ベルト２１を加圧ローラー２２に押し付ける機能を有している。なお、押圧パッド２８の外周には、定着ベルト２１との摩擦抵抗を低減させるための摺動シートが巻かれている（図示せず）。

押圧パッド２８の加圧ローラー２２側の面（以下、「押圧面２８Ａ」ともいう。）は、加圧ローラー２２の外周面に倣って略円弧状に窪んでいる。すなわち、押圧面２８Ａの加圧領域Ｎの入口側（上流側）と出口側（下流側）とは、加圧領域Ｎの中間領域よりも加圧ローラー２２側に突き出している。押圧パッド２８（押圧面２８Ａ）は、定着ベルト２１の曲率を、加圧領域Ｎの入口側と中間領域とで反転させ、且つ加圧領域Ｎの中間領域と出口側とで反転させるように形成されている。なお、加圧領域Ｎでは、中間領域よりも入口側（上流側）および出口側（下流側）で圧力が高くなる。

（ベルトガイド）
ベルトガイド２９は、例えば、磁性を有するステンレス等の金属材料によって軸方向に長い略半円筒状に形成されている。ベルトガイド２９の一端部は支持部材２７に固定され、ベルトガイド２９の湾曲面は押圧パッド２８とは反対側となる定着ベルト２１の内周面に接触している。ベルトガイド２９は、定着ベルト２１を略円筒形状に維持する機能等を有している。

＜圧力調整部＞
図３および図４に示すように、圧力調整部２５は、一対の調整アーム３０と、一対の調整バネ３１と、一対の偏心カム３２と、カムモーター３３と、を含んでいる。

（調整アーム）
調整アーム３０は、可動フレーム２０Ｃを挟んで加圧ローラー２２の反対側（右側）に配置されている。調整アーム３０は、可動フレーム２０Ｃの回動軸２０Ｄに回動可能に支持されている。一対の調整アーム３０の下部には、一対の作動コロ３４が回転可能に支持されている。なお、調整アーム３０や作動コロ３４は、例えば、金属材料によって形成されている。

（調整バネ）
調整バネ３１は、所謂コイルスプリングであって、調整アーム３０の下部に配置されている。調整バネ３１は、可動フレーム２０Ｃと調整アーム３０との間に架設されている。調整バネ３１は、可動フレーム２０Ｃと調整アーム３０とを互いに引き離す方向に付勢している。

（偏心カム）
一対の偏心カム３２は、一対の調整アーム３０に対応するように前後方向に延びたカム連結軸３５に固定されている。カム連結軸３５は、加圧ローラー２２の右側で、加圧ローラー２２と略平行に設けられている。カム連結軸３５の軸方向両端部（前後両端部）は、筐体２０に回転可能に支持されている。なお、偏心カム３２やカム連結軸３５は、例えば、金属材料によって形成されている。

偏心カム３２は、回転中心（カム連結軸３５）から外周面までの距離（偏心半径）を不定とした所謂円板カムである。上記した一対の調整アーム３０の作動コロ３４は、それぞれ、調整バネ３１に付勢されて偏心カム３２の外周面（カム面）に押し付けられている。偏心カム３２の周面には、加圧カム面Ｆ１と減圧カム面Ｆ２とを含む曲面が連続して形成されている。加圧カム面Ｆ１の偏心半径は、減圧カム面Ｆ２の偏心半径よりも大きく形成されている。なお、偏心カム３２は、加圧カム面Ｆ１と減圧カム面Ｆ２とを含む全ての範囲で偏心半径を連続的に増減させた曲面形状を有している。

駆動源の一例としてのカムモーター３３は、カム連結軸３５の前端部にギア列（図示せず）を介して接続されている。カムモーター３３は、偏心カム３２（カム連結軸３５）を回転駆動させる。

＜圧力調整部の作用＞
次に、図４および図５を参照して、圧力調整部２５の作用について説明する。図５は圧力調整部２５等（減圧状態）を示す正面図である。なお、本実施形態の説明では、図４および図５において、時計回りの回転を「正回転」と呼び、反時計回りの回転を「逆回転」と呼び、両方に往復する回転を「正逆回転」と呼ぶ。

図４に示すように、偏心カム３２の加圧カム面Ｆ１が作動コロ３４に接触した状態では、調整アーム３０および可動フレーム２０Ｃが左方向に押し付けられている。このため、加圧ローラー２２は定着ベルト２１に食い込むように強く押し付けられ、加圧領域Ｎにおける圧力が増加する（加圧状態）。

図５に示すように、減圧カム面Ｆ２が作動コロ３４に接触するまで偏心カム３２が逆回転すると、調整アーム３０および可動フレーム２０Ｃは右方向に移動する。このため、加圧ローラー２２は定着ベルト２１から離れる方向に移動し、加圧領域Ｎにおける圧力が減少する（減圧状態）。なお、減圧状態から偏心カム３２が正回転して、加圧カム面Ｆ１が作動コロ３４に接触すると、再び加圧領域Ｎが加圧状態になる（図４参照）。

以上のように、偏心カム３２は、加圧ローラー２２を支持する部材（可動フレーム２０Ｃや調整アーム３０等）に接触しながら軸周りに正逆回転し、定着ベルト２１に対して加圧ローラー２２を昇降（接近または離間する方向に移動）させる。このようにして、圧力調整部２５は、加圧ローラー２２を定着ベルト２１に押し付けて加圧領域Ｎを加圧し、加圧ローラー２２の押し付けを解除して加圧領域Ｎを減圧する。

＜連動移動部＞
次に、図３、図６ないし図８を参照して、連動移動部２６について説明する。図６は連動移動部２６の可動部材４０を解除位置Ｐ１に配置した状態を示す斜視図である。図７は連動移動部２６の可動部材４０を解除位置Ｐ１に配置した状態を示す断面図である。図８は連動移動部２６の可動部材４０を押付位置Ｐ２に配置した状態を示す斜視図である。

なお、筐体２０には、定着ベルト２１の表面温度を検知するための温度センサー（図示せず）が設けられている。駆動モーターＭ、発熱部２３（ＩＨコイル２３Ｂ）、カムモーター３３および温度センサー等は、各種の駆動回路（図示せず）を介してカラープリンター１の制御装置に電気的に接続されている。

図６および図７に示すように、連動移動部２６は、可動部材４０と、押出調整部４１と、を含んでいる。可動部材４０は、加圧領域Ｎの出口よりも僅かに下流側（加圧領域Ｎの出口近傍）において定着ベルト２１を内側から押し出すための部材である。押出調整部４１は、圧力調整部２５に連動して可動部材４０を移動させるためのユニットである。

（可動部材）
図６および図７に示すように、可動部材４０は、例えば、押圧パッド２８と同一素材によって軸方向に長い略板状に形成されている。可動部材４０は、押圧パッド２８よりも下流側において定着ベルト２１を挟んで加圧ローラー２２に対向して配置されている（図７参照）。

可動部材４０は、押圧パッド２８の下流側の側端面に沿って移動可能に設けられている。図７に示すように、押圧パッド２８の下流側の側端面には左右方向に延びた複数（例えば前後一対）の第１案内溝Ｇ１が凹設されており、可動部材４０には複数の第１案内溝Ｇ１にスライド可能に係合する複数（例えば前後一対）の凸条部４０Ａが形成されている（図７では片方のみを図示した。）。可動部材４０は、凸条部４０Ａを第１案内溝Ｇ１に係合させることで第１案内溝Ｇ１に案内されながら移動するように構成されている。

（押出調整部）
図６および図７に示すように、押出調整部４１は、連動カム４２と、第１リンク４３と、第２リンク４４と、前後一対の可動用付勢部材４５と、前後一対の押出カム４６と、を含んでいる。

（連動カム）
図６および図８に示すように、連動カム４２は、後方に配置された偏心カム３２の後端面と一体成型されている（金属製）。連動カム４２は、偏心カム３２の後端面において加圧カム面Ｆ１の近傍から後方に突設されている。連動カム４２は、加圧カム面Ｆ１の輪郭に沿って湾曲した突起である。図８に示すように、連動カム４２の先端には、第１押出面４２Ａと第１傾斜面４２Ｂとが連続して形成されている。第１押出面４２Ａは、連動カム４２の最先端に位置し、偏心カム３２の後端面と平行に形成されている。第１傾斜面４２Ｂは、加圧カム面Ｆ１から減圧カム面Ｆ２に回転する方向に下り勾配となるように（基端側に傾斜するように）形成されている。

（第１リンク）
図３および図６に示すように、第１リンク４３は、例えば金属材料によって、左右方向に延びた略棒状に形成されている。第１リンク４３は、圧力調整部２５から支持部材２７の近傍までに亘って延びている。第１リンク４３の右端部には支点部４３Ａが形成され、支点部４３Ａは筐体２０に回転可能に支持されている。また、第１リンク４３には、連動カム４２（第１押出面４２Ａと第１傾斜面４２Ｂ）に接触する第１カムフォロア５０が突設されている。第１カムフォロア５０は、第１リンク４３の前側面に一体に形成された突起である。

また、図３に示すように、第１リンク４３と筐体２０との間には、第１リンク４３を連動カム４２に向かって付勢する第１付勢部材４７が架設されている。第１付勢部材４７は、所謂コイルスプリングであって、第１カムフォロア５０を連動カム４２のカム面に押し付ける機能を有している。

（第２リンク）
図６および図７に示すように、第２リンク４４は、例えば金属材料によって、定着ベルト２１と平行に延びた略棒状に形成されている。第２リンク４４は、支持部材２７と可動部材４０との間に配置されている。第２リンク４４は、定着ベルト２１を前後方向に貫通している（図３参照）。第２リンク４４の後端部は定着ベルト２１よりも外側に延びて第１リンク４３の先端部に当接している（図３および図６参照）。

第２リンク４４は、押圧パッド２８の下流側の側端面に沿って軸方向に移動可能に設けられている。図７に示すように、押圧パッド２８の下流側の側端面には前後方向に延びた複数（例えば前後一対）の第２案内溝Ｇ２が凹設されており、第２リンク４４には複数の第２案内溝Ｇ２にスライド可能に係合する複数（例えば前後一対）の案内凸部４４Ａが形成されている（図７では片方のみを図示した。）。可動部材４０は、案内凸部４４Ａを第２案内溝Ｇ２に係合させることで第２案内溝Ｇ２に案内されながら移動するように構成されている。

また、図３に示すように、第２リンク４４の前端部は定着ベルト２１よりも外側に延びている。第２リンク４４の前端部と筐体２０との間には、第２リンク４４を第１リンク４３に向かって付勢する第２付勢部材４８が架設されている。第２付勢部材４８は、所謂コイルスプリングであって、第２リンク４４を第１リンク４３に押し付ける機能を有している。なお、第２付勢部材４８は、第１付勢部材４７よりも小さい（弱い）付勢力に設定されている。

（可動用付勢部材）
図７に示すように、一対の可動用付勢部材４５は、例えば、捩りコイルばねであって、押圧パッド２８の前後両端部に設けられている（図７では片方のみを図示した。）。一対の可動用付勢部材４５は、可動部材４０を定着ベルト２１から引き離す方向（他方向）に向かって付勢する機能を有している。

（押出カム）
図６に示すように、一対の押出カム４６は、第２リンク４４の前後両側に一体成型されている（金属製）。押出カム４６は、第２リンク４４から可動部材４０に向かって突設されている。押出カム４６の先端には、第２押出面４６Ａと第２傾斜面４６Ｂとが連続して形成されている。第２押出面４６Ａは、押出カム４６の最先端に位置し、可動部材４０の左側面と平行に形成されている。第２傾斜面４６Ｂは、第２押出面４６Ａから後方に下り勾配となるように（基端側に傾斜するように）形成されている。

また、可動部材４０の第２リンク４４との対向面（左側面）には、一対の第２カムフォロア５１が一体成型されている。一対の第２カムフォロア５１は、第２リンク４４の一対の押出カム４６に対応する位置に形成され、可動部材４０の左側面から第２リンク４４に向かって突設されている。第２カムフォロア５１は押出カム４６を点対称となるように反転したような形状であって、第２カムフォロア５１の先端には押出対向面５１Ａと傾斜対向面５１Ｂとが連続して形成されている。

［連動移動部の作用］
ここで、図６ないし図１０を参照して、連動移動部２６の作用について説明する。図９は連動移動部２６の可動部材４０を押付位置Ｐ２に配置した状態を示す断面図である。図１０は加圧領域Ｎを減圧状態とし、連動移動部２６の可動部材４０を解除位置Ｐ１に配置した状態を示す斜視図である。

連動移動部２６の押出調整部４１は、可動部材４０を右方向（一方向）に移動させて定着ベルト２１を加圧ローラー２２の側に押し出し、可動部材４０を左方向（他方向）に移動させて定着ベルト２１の押し出しを解除する機能を有している。連動カム４２は、カムモーター３３からの駆動力によって偏心カム３２と連動して（一体となって）正逆回転する。第１リンク４３は、連動カム４２が第１カムフォロア５０に接触しながら回転することで支点部４３Ａを中心に揺動する。第２リンク４４は、第１リンク４３が接触しながら揺動することで軸方向（前後方向）に移動する。押出カム４６は、第２リンク４４が後方（軸方向一方）に移動した場合に可動用付勢部材４５の付勢力に抗して可動部材４０を右方向（一方向）に押し出し、第２リンク４４が前方（軸方向他方）に移動した場合に可動部材４０に対する押し出しを解除する。以下、連動移動部２６の作用を更に詳細に説明する。

図６および図７に示すように、加圧領域Ｎが加圧状態（加圧カム面Ｆ１が作動コロ３４に接触した状態）になると、第１リンク４３の第１カムフォロア５０は、連動カム４２の第１傾斜面４２Ｂの直前部分に対向している。第１カムフォロア５０は連動カム４２から離れているため、第１リンク４３は第１付勢部材４７に付勢されて前方に回動した位置に配置されている。第２リンク４４は、第１リンク４３に押され、第２付勢部材４８の付勢力に抗して前方にスライドした位置に配置されている。この状態で、押出カム４６は可動部材４０の第２カムフォロア５１の前方に外れた位置に移動しているため、可動部材４０は可動用付勢部材４５に付勢されて定着ベルト２１の内面から僅かに離れた（定着ベルト２１に対する押し付けを解除した）解除位置Ｐ１に移動している。可動部材４０が解除位置Ｐ１に移動したことによって、第２カムフォロア５１の傾斜対向面５１Ｂが押出カム４６の第２傾斜面４６Ｂに面接触している。なお、第２リンク４４は第１付勢部材４７と第２付勢部材４８との付勢力が均衡する位置で停止するため、第２傾斜面４６Ｂと傾斜対向面５１Ｂとが面接触した状態が維持される。

次に、図８および図９に示すように、加圧領域Ｎを加圧状態に維持しつつ更に偏心カム３２が回転すると、第１リンク４３の第１カムフォロア５０は連動カム４２の第１傾斜面４２Ｂ上を相対的に移動して第１押出面４２Ａに接触した状態になる。すると、第１リンク４３は第１付勢部材４７の付勢力に抗して押し出されて後方に回動し、第２リンク４４は第２付勢部材４８に付勢されて後方にスライドする。押出カム４６（第２傾斜面４６Ｂ）が可動部材４０の第２カムフォロア５１の傾斜対向面５１Ｂ上を移動し、第２押出面４６Ａが可動部材４０の第２カムフォロア５１の押出対向面５１Ａに接触した状態になる。この状態で、可動部材４０は、可動用付勢部材４５の付勢力に抗して定着ベルト２１の内面に押し付けられた押付位置Ｐ２に移動している。定着ベルト２１は押付位置Ｐ２に配置された可動部材４０によって加圧ローラー２２の側に押し出されるため、加圧領域Ｎの出口よりも僅かに下流側（出口近傍）において定着ベルト２１に凸形状２１Ａが形成される（図９参照）。なお、凸形状２１Ａは加圧ローラー２２に接触していないため、凸形状２１Ａが加圧領域Ｎを構成することはない。

次に、図１０に示すように、加圧領域Ｎが加圧状態から減圧状態（減圧カム面Ｆ２が作動コロ３４に接触した状態）に遷移すると、第１リンク４３の第１カムフォロア５０は、連動カム４２の各カム面（４２Ａ，４２Ｂ）上を移動して連動カム４２から離間する。すると、第１リンク４３は、第１付勢部材４７に付勢されて前方に回動し、第２付勢部材４８の付勢力に抗して第２リンク４４を前方にスライドさせる。この状態で、押出カム４６は可動部材４０の第２カムフォロア５１の前方に外れて第２カムフォロア５１の傾斜対向面５１Ｂが押出カム４６の第２傾斜面４６Ｂに面接触し、可動部材４０は可動用付勢部材４５に付勢されて解除位置Ｐ１に移動している。

以上のように、連動移動部２６の押出調整部４１は、圧力調整部２５による加圧領域Ｎの圧力調整に連動して、可動部材４０を定着ベルト２１に押し付けた押付位置Ｐ２と、定着ベルト２１に対する可動部材４０の押し付けを解除した解除位置Ｐ１と、の間で可動部材４０を移動させる。また、押出調整部４１は、圧力調整部２５によって加圧領域Ｎが加圧された状態で可動部材４０を押付位置Ｐ２に配置して定着ベルト２１を加圧ローラー２２の側に押し出す（図９参照）。また、押出調整部４１は、圧力調整部２５によって加圧領域Ｎが加圧された状態で可動部材４０を解除位置Ｐ１に配置して定着ベルト２１の押し出しを解除する（図７参照）。さらに、押出調整部４１は、圧力調整部２５によって加圧領域Ｎが減圧された状態で可動部材４０を解除位置Ｐ１に配置して定着ベルト２１の押し出しを解除する。

［定着装置の作用］
次に、定着装置７の作用（定着処理）について説明する。なお、定着処理を実施する場合、加圧領域Ｎは加圧状態とされている。

まず、制御装置は、駆動モーターＭやＩＨコイル２３Ｂ等を駆動制御する。加圧ローラー２２は駆動モーターＭの駆動力を受けて回転し、定着ベルト２１は加圧ローラー２２に従動して回転する（図２の矢印参照）。図２に示すように、定着ベルト２１は、加圧領域Ｎにおいて加圧ローラー２２と押圧パッド２８との間に挟まれて押圧面２８Ａに倣って湾曲しながら移動する。

次に、ＩＨコイル２３Ｂは、電源（図示せず）から電力の供給を受けて磁界を発生させ、定着ベルト２１を誘導加熱する。ベルトガイド２９は、定着ベルト２１を透過した漏洩磁束を吸収して自己発熱し、定着ベルト２１の加熱を補助する。温度センサーは、定着ベルト２１の表面温度を検出し、入力回路を介して検出信号を制御装置に送信する。制御装置は、温度センサーから設定温度（例えば１５０〜２００℃）に達したことを示す検出信号を受信すると、その設定温度を維持するようにＩＨコイル２３Ｂを制御しながら、既に説明した画像形成処理の実行を開始する。トナー像が転写されたシートＳは筐体２０の内部に進入する。定着ベルト２１は、軸周りに回転しながら加圧領域Ｎを通過するシートＳ上のトナー（トナー像）を加熱する。加圧ローラー２２は、軸周りに回転しながら加圧領域Ｎを通過するシートＳ上のトナーを加圧する。すると、トナー像がシートＳに定着する。そして、トナー像が定着したシートＳは、筐体２０の外部に送り出されて排紙トレイ４に排出される。

ところで、加圧領域Ｎから排出されたシートＳは、定着ベルト２１の曲率変化を利用して定着ベルト２１から剥離される。すなわち、定着ベルト２１は加圧領域Ｎの中間領域と出口側とで曲率を反転させた形状であるため、シートＳ自体のコシ（剛性）によって加圧領域Ｎの出口側における定着ベルト２１の変形に倣うことができず、シートＳが定着ベルト２１から分離するようになっている。例えば、普通紙や厚紙等の比較的コシの強いシートＳであれば、上記した原理によってシートＳを定着ベルト２１から分離することができる。しかし、例えば、薄紙等の比較的コシの弱いシートＳは、溶融したトナーを介して定着ベルト２１に貼り付いてしまい、定着ベルト２１から剥がれずに定着ベルト２１の変形に倣って搬送されてしまう虞があった。そこで、この定着装置７では、押出調整部４１がシートＳの厚みに応じて定着ベルト２１の曲率変化量を変更するように構成されている。

例えば、普通紙等の比較的コシの強いシートＳに画像形成（定着処理）を行う場合、制御装置は、カムモーター３３を駆動制御して偏心カム３２を回転させて、偏心カム３２の加圧カム面Ｆ１が作動コロ３４に接触した状態、且つ第１リンク４３の第１カムフォロア５０が連動カム４２から外れた状態にする（図６および図７参照）。これにより、可動部材４０は解除位置Ｐ１に配置され、凸形状２１Ａの無い通常の定着ベルト２１の曲率変化が構成される。この状態で、制御装置は、上記した画像形成処理（定着処理）を実行する。加圧領域Ｎから排出されたシートＳは、通常の定着ベルト２１（押圧面２８Ａ）の曲率変化を利用して定着ベルト２１から剥離される。

例えば、薄紙等の比較的コシの弱いシートＳに画像形成（定着処理）を行う場合、制御装置は、カムモーター３３を駆動制御して偏心カム３２を回転させて、偏心カム３２の加圧カム面Ｆ１が作動コロ３４に接触した状態、且つ連動カム４２の第１押出面４２Ａが第１リンク４３の第１カムフォロア５０に接触した状態にする（図８および図９参照）。これにより、可動部材４０は、押付位置Ｐ２に配置され、定着ベルト２１の加圧領域Ｎの出口近傍に凸形状２１Ａを形成する（図９参照）。この凸形状２１Ａによって加圧領域Ｎの出口近傍で定着ベルト２１の曲率の変化量が増加する。この状態で、制御装置は、上記した画像形成処理（定着処理）を実行する。加圧領域Ｎから排出されたシートＳは、定着ベルト２１の凸形状２１Ａによって排出方向を加圧ローラー２２の側に向けられて凸形状２１Ａに倣うことができないため、自然と定着ベルト２１から剥離される。

なお、画像形成（定着処理）を停止または休止する場合、制御装置は、カムモーター３３を駆動制御して偏心カム３２を回転させて、偏心カム３２の減圧カム面Ｆ２が作動コロ３４に接触した状態にする（図１０参照）。

以上説明した本実施形態に係る定着装置７では、押出調整部４１が可動部材４０を移動させて定着ベルト２１の押出量を調整する構成とした。この構成によれば、可動部材４０によって定着ベルト２１を加圧ローラー２２の側に押し出して加圧領域Ｎの出口近傍に凸形状２１Ａを形成することができる。これにより、加圧領域Ｎから排出されたシートＳの搬送方向を加圧ローラー２２の側に向けることができる。また、このシートＳは凸形状２１Ａに倣うことができず貼り付き難いため、例えば、コシの弱い薄いシートＳであっても定着ベルト２１から適切に分離することができる。一方で、可動部材４０による定着ベルト２１の押し出しを解除して加圧領域Ｎの出口近傍に凸形状２１Ａを無くすこともできる。これにより、例えば、コシの強いシートＳを定着ベルトから適切に分離することができる。以上のように、シートＳの厚み（コシの強弱）に応じて定着ベルト２１の形状を変更することができるため、シートＳの厚み等に関わらず、シートＳの剥離性能を良好に保つことができる。その結果、適正な定着処理を行うことができ、良好な定着画像を得ることができる。

また、必要な場合にのみ定着ベルト２１に凸形状２１Ａが形成されるため、定着ベルト２１と押圧パッド２８との間に高い摩擦抵抗（回転負荷）が作用する時間を低減することができる。これにより、定着ベルト２１の回転負荷の増加が抑制されるため、定着ベルト２１、押圧パッド２８および可動部材４０等の劣化を抑制することができる。

また、本実施形態に係る定着装置７では、圧力調整部２５による加圧領域Ｎの圧力調整に連動して、押出調整部４１が、可動部材４０を移動させて定着ベルト２１の押出量を調整する構成とした。この構成によれば、シートＳの厚み等に応じて、加圧領域Ｎの圧力と、加圧領域Ｎの出口近傍における定着ベルト２１の押出量とを同時期に調整することができる。これにより、シートＳの剥離性能を良好に保ちながら適正な定着処理を行うことができる。また、定着装置７の停止時（休止時）には、加圧領域Ｎを減圧し、且つ可動部材４０を解除位置Ｐ１に配置することができるため、定着ベルト２１に無駄な荷重がかかることを予防することができる。これにより、定着ベルト２１等の劣化が抑制され、定着ベルト２１等の高寿命化を図ることができる。

また、本実施形態に係る定着装置によれば、カムモーター３３の駆動力を、偏心カム３２に加えて、連動カム４２および各リンク４３，４４等を介して可動部材４０に伝達することができる。また、圧力調整部２５のカムモーター３３を押出調整部４１の連動カム４２の駆動源として兼用することができる。これにより、偏心カム３２と連動カム４２とを異なる別々のモーターで回転させる場合に比べて、製造コストを低減することができる。

なお、本実施形態に係る定着装置７では、可動部材４０が押圧パッド２８に移動可能に支持されていたが、これに限らず、例えば、可動部材４０は支持部材２７に移動可能に支持されていてもよい（図示せず）。また、これと同様に、第２リンク４４が支持部材２７に移動可能に支持されていてもよい（図示せず）。

また、本実施形態に係る定着装置７では、押出調整部４１が、２つの位置（解除位置Ｐ１または押付位置Ｐ２）の間で可動部材４０を移動させる構成としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、押出調整部は、連動カムのカム面のプロファイルを変更して、３箇所以上の間で可動部材４０を移動させる構成としてもよい（図示せず）。

また、本実施形態に係る定着装置７では、押出調整部４１がカム機構やリンク機構の組み合わせで構成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、他の押出調整部として、ソレノイドやラックアンドピニオン機構等を利用して可動部材４０を移動させてもよい（図示せず）。また、本実施形態に係る定着装置７では、第１リンク４３と第２リンク４４とが別々の部材として構成されていたが、これに限らず、第１リンク４３と第２リンク４４とを連結して一体の部材としてもよい。

また、本実施形態に係る定着装置７では、連動カム４２が偏心カム３２と一体成型されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、連動カム４２が、偏心カム３２とは別の独立したカムとして設けられて、カム連結軸３５に固定されていてもよい（図示せず）。また、第１リンク４３の第１カムフォロア５０が省略され、連動カム４２が第１リンク４３に直接接触していてもよい。また、可動部材４０には、第２カムフォロア５１に代えて、押出カム４６を逃すための凹部が形成されていてもよい（図示せず）。この場合、押出カム４６が凹部に入り込むと、可動部材４０は解除位置Ｐ１に配置され、押出カム４６が凹部から外れて可動部材４０に接触すると、可動部材４０は押付位置Ｐ２に配置されることになる。

また、本実施形態に係る定着装置７では、カムモーター３３によって圧力調整部２５と押出調整部４１とが連動するように構成されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、偏心カム３２と連動カム４２とを、別々の軸に支持させて別々のモーターで回転駆動してもよい。つまり、圧力調整部２５による加圧領域Ｎの圧力調整と、押出調整部４１による可動部材４０を移動（定着ベルト２１の押出量調整）とが、別個独立して実行される構成としてもよい。

また、本実施形態に係る定着装置７では、圧力調整部２５が調整アーム３０や調整バネ３１を介して加圧ローラー２２を移動させていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、調整アーム３０や調整バネ３１等を省略し、偏心カム３２が、加圧ローラー２２の芯金２２Ａまたは芯金２２Ａを軸支するベアリング等に接触しながら回転することで、加圧ローラー２２（可動フレーム２０Ｃ）を移動させてもよい。

また、本実施形態に係る定着装置７では、圧力調整部２５が加圧ローラー２２を移動させて定着ベルト２１に押し付けていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、圧力調整部２５は、定着ベルト２１を加圧ローラー２２に押し付けて加圧領域Ｎを加圧し、定着ベルト２１の押し付けを解除して加圧領域Ｎを減圧するように構成されてもよい。また、本実施形態に係る定着装置７では、加圧ローラー２２が回転駆動されていたが、これに限らず、定着ベルト２１が回転駆動されてもよい。

また、上記実施形態の説明では、一例として、本発明をカラープリンター１に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、モノクロプリンター、複写機、ファクシミリまたは複合機等に本発明を適用してもよい。

なお、上記実施形態の説明は、本発明に係る定着装置および画像形成装置における一態様を示すものであって、本発明の技術範囲は、上記実施形態に限定されるものではない。

１ カラープリンター（画像形成装置）
７ 定着装置
２１ 定着ベルト
２２ 加圧ローラー（加圧部材）
２５ 圧力調整部
２６ 押圧パッド（押圧部材）
３２ 偏心カム
３３ カムモーター（駆動源）
４０ 可動部材
４１ 押出調整部
４２ 連動カム
４３ 第１リンク
４３Ａ 支点部
４４ 第２リンク
４５ 可動用付勢部材（付勢部材）
４６ 押出カム
Ｎ 加圧領域
Ｐ２ 押付位置
Ｐ１ 解除位置
Ｓ シート（媒体）

Claims (4)

1. 軸周りに回転しながら媒体上のトナー像を加熱する定着ベルトと、
   軸周りに回転しながら前記定着ベルトとの間に加圧領域を形成し、前記加圧領域を通過する前記媒体上のトナーを加圧する加圧部材と、
   前記定着ベルトを挟んで前記加圧部材に対向して配置され、前記定着ベルトを前記加圧部材に押し付ける押圧部材と、
   前記押圧部材よりも前記媒体の通過方向下流側において前記定着ベルトを挟んで前記加圧部材に対向して配置されている可動部材と、
   前記可動部材を一方向に移動させて前記定着ベルトを前記加圧部材の側に押し出し、前記可動部材を他方向に移動させて前記定着ベルトの押し出しを解除する押出調整部と、を備えていることを特徴とする定着装置。
2. 前記定着ベルトと前記加圧部材の何れか一方を他方に押し付けて前記加圧領域を加圧し、前記定着ベルトと前記加圧部材の何れか一方の押し付けを解除して前記加圧領域を減圧する圧力調整部を更に備え、
   前記押出調整部は、
   前記圧力調整部による前記加圧領域の圧力調整に連動して、前記可動部材を前記定着ベルトに押し付けた押付位置と、前記定着ベルトに対する前記可動部材の押し付けを解除した解除位置と、の間で前記可動部材を移動させ、
   前記押出調整部は、
   前記圧力調整部によって前記加圧領域が加圧された状態で前記可動部材を前記押付位置に配置して前記定着ベルトを前記加圧部材の側に押し出し、
   前記圧力調整部によって前記加圧領域が加圧された状態で前記可動部材を前記解除位置に配置して前記定着ベルトの押し出しを解除し、
   前記圧力調整部によって前記加圧領域が減圧された状態で前記可動部材を前記解除位置に配置して前記定着ベルトの押し出しを解除することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記圧力調整部は、
   前記定着ベルトと前記加圧部材の何れか一方を支持する部材に接触しながら軸周りに正逆回転し、前記定着ベルトと前記加圧部材の何れか一方を他方に接近または離間させる偏心カムと、
   前記偏心カムを回転駆動させる駆動源と、を含み、
   前記押出調整部は、
   前記駆動源からの駆動力によって前記偏心カムと連動して正逆回転する連動カムと、
   前記連動カムが接触しながら回転することで支点部を中心に揺動する第１リンクと、
   前記第１リンクが接触しながら揺動することで軸方向に移動する第２リンクと、
   前記可動部材を他方向に向かって付勢する付勢部材と、
   前記第２リンクに設けられ、前記第２リンクが軸方向一方に移動した場合に前記付勢部材の付勢力に抗して前記可動部材を一方向に押し出し、前記第２リンクが軸方向他方に移動した場合に前記可動部材に対する押し出しを解除する押出カムと、を含んでいることを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の定着装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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