JP2017181759A - 定着装置およびこれを備える画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸方向一部の押圧力を変更することで定着ニップの状態を変更する定着装置を提供する。【解決手段】本発明の定着装置１２は、回転可能に設けられ、ＩＨヒーター３３に加熱される定着ベルト３０と、回転可能に設けられ、定着ベルト３０との間に定着ニップＮを形成する加圧ローラー３１と、定着ベルト３０の回転軸方向に延設され、定着ベルト３０の内周面３０ａに圧接する圧接面４７を有する押圧部材４１と、圧接面４７の回転軸方向一部に形成される変圧面４８に作用する押圧力を変更可能に構成される押圧調整部４２と、を備えている。【選択図】図２

Description

本発明は、シートにトナー像を定着させる定着装置およびこれを備える画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置は、用紙等のシート上に転写されたトナー像を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、加熱される無端状の定着ベルトに圧接する加圧ロールを備えている。定着ベルトの内周面には、定着ベルトを加圧ロールに押し付ける押圧パッドが当接している。押圧パッドは、弾性係数の高い材料で形成されている。押圧パッドは、定着ベルトの移動方向上流側よりも下流側において、加圧ロールに強く押し付けられている。定着ベルトを圧接部の出口で大きな曲率で回転させることで、記録紙は、定着ベルトから適切に引き離される。

特開２００５−２２１５３３号公報

ところで、定着ベルトに対する押圧パッドの押圧力は、記録紙（シート）の種類に応じて変更することが好ましい。上記した定着装置では、当該押圧力の変更が可能であるものと解される。例えば、薄い用紙や封筒に印刷（画像形成）する場合、押圧力を弱めてシワの発生を抑制することができる。しかしながら、押圧力が弱くなると、適切なシートの搬送および適切なトナー像の定着処理を行うことができない虞があった。

上記のような問題は、定着ベルトに圧接する押圧パッドの圧接部（圧接面）の形状を変更することで解決できることがある。しかしながら、上記した定着装置は、押圧パッドを変更する（切り替える）ことができなかった。

本発明は上記した課題を解決すべく、回転軸方向一部の押圧力を変更することで、定着ニップの状態を変更する定着装置およびこれを備える画像形成装置を提供する。

上記した課題を解決するため、本発明の定着装置は、回転可能に設けられ、熱源に加熱される定着部材と、回転可能に設けられ、前記定着部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、前記定着部材の回転軸方向に延設され、前記定着部材の内周面に圧接する圧接面を有する押圧部材と、前記圧接面の前記回転軸方向一部に形成される変圧面に作用する押圧力を変更可能に構成される押圧調整部と、を備えている。

この場合、前記押圧調整部は、前記押圧部材の前記変圧面に対応して配置される偏心カムと、前記偏心カムを偏心軸周りに回転させる駆動部と、を含み、前記偏心カムは、前記押圧部材の前記変圧面の反対側に当接した状態で回転されることで、前記変圧面に作用する前記押圧力を変更することが好ましい。

他の場合、前記変圧面は、前記圧接面の前記回転軸方向に沿って複数設定され、前記押圧調整部は、前記各変圧面に作用する前記押圧力を変更可能に構成されていることが好ましい。

この場合、前記押圧調整部は、前記押圧部材の前記変圧面に対応して配置される複数の偏心カムと、前記複数の偏心カムを偏心軸周りに回転させる駆動部と、を含み、前記複数の偏心カムは、それぞれ、前記押圧部材の前記変圧面の反対側に当接した状態で回転されることで、前記変圧面に作用する前記押圧力を変更することが好ましい。

この場合、前記偏心カムの回転角度を検知する検知部と、前記検知部の検知結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を更に備えていることが好ましい。

この場合、前記押圧調整部は、前記定着部材の回転方向上流側よりも下流側において前記変圧面に作用する押圧力を大きくすることが好ましい。

他の場合、前記押圧調整部は、前記定着部材の回転方向下流側よりも上流側において前記変圧面に作用する押圧力を大きくすることが好ましい。

この場合、前記定着ニップを通過するシートの種類に基づいて前記押圧調整部を制御する制御部を更に備えていることが好ましい。

他の場合、環境温度と環境湿度の少なくとも一方に基づいて前記押圧調整部を制御する制御部を更に備えていることが好ましい。

上記した課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、シートにトナー像を転写させる画像形成部と、前記シートに前記トナー像を定着させる上記のいずれかに記載の定着装置と、を備えている。

本発明によれば、回転軸方向一部の押圧力を変更することで、定着ニップの状態を変更することができる。

本発明の第１実施形態に係るプリンターの内部構造を模式的に示す断面図である。 図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。 図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。 本発明の第１実施形態に係るプリンターの制御系を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置の圧力形成部の一部（第１の状態）の平面および側面を模式的に示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置の圧力形成部の一部（第２の状態）の平面および側面を模式的に示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置の圧力形成部の一部（第３の状態）の平面および側面を模式的に示す説明図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置の圧力形成部の一部（第４の状態）の平面および側面を模式的に示す説明図である。 本発明の第２実施形態に係る定着装置を模式的に示す断面図である。

以下、添付の図面を参照しつつ、本発明の好適な実施形態について説明する。なお、以下、各図に示す方向を基準に説明する。

図１を参照して、第１実施形態に係る画像形成装置としてのプリンター１について説明する。図１はプリンター１の内部構造を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明において、「搬送方向」とは、シートＳが搬送される方向を指す。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の搬送方向における「上流」および「下流」並びにこれらに類する概念を指す。

プリンター１は、装置本体２と、給紙カセット３と、排紙トレイ４と、を備えている。給紙カセット３は、装置本体２の下部に設けられ、枚葉のシートＳ（の束）を収容している。排紙トレイ４は、装置本体２の上面に設けられている。

また、プリンター１は、給紙部１０と、画像形成部１１と、定着装置１２と、排紙部１３と、制御装置１４と、を備えている。給紙部１０は、給紙カセット３から排紙トレイ４まで延びる搬送路１５の上流端部に設けられている。給紙部１０は、給紙カセット３内のシートＳを１枚ずつ搬送路１５に送り出す。画像形成部１１は、搬送路１５の中間部に設けられ、定着装置１２は、画像形成部１１よりも搬送路１５の下流側に設けられている。排紙部１３は、搬送路１５の下流端部に設けられている。制御装置１４（制御部）は、プリンター１を統括制御する。

画像形成部１１は、トナーコンテナ２０から供給されたトナー（現像剤）を用いてトナー像を形成するドラムユニット２１を含んでいる。ドラムユニット２１は、光走査装置２２に露光されることで形成された静電潜像をトナー像に現像する。画像形成部１１（ドラムユニット２１）は、搬送路１５を搬送されるシートＳにトナー像を転写させる。定着装置１２は、シートＳにトナー像を定着させる。画像形成されたシートＳは、排紙部１３によって排紙トレイ４に排出される。

次に、図２ないし図８を参照して、定着装置１２について説明する。図２は、図１のＩＩ−ＩＩ断面図である。図３は、図２のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図である。図４はプリンター１の制御系を示すブロック図である。図５ないし図８は、圧力形成部３４の一部（第１〜第４の状態）の平面および側面を模式的に示す説明図である。

図２および図３に示すように、定着装置１２は、定着ベルト３０と、加圧ローラー３１と、定着駆動部３２と、ＩＨヒーター３３と、圧力形成部３４と、を含んでいる。定着装置１２は、いわゆる摺動ベルト方式を採用している。

定着部材としての定着ベルト３０は、可撓性を有し無端状に形成されている。定着ベルト３０は、左右方向（回転軸方向）に長い円筒状に形成されている。定着ベルト３０は、定着フレーム（図示せず）に回転（周回走行）可能に設けられている。なお、図示は省略するが、定着ベルト３０は、内側から基材層、弾性層、離型層を積層して形成されている。基材層は、金属粉末等を混合したポリイミド樹脂で形成されている。弾性層は、例えば、シリコンゴムで形成され、離型層は、例えば、フッ素系樹脂で形成されている。

図２に示すように、定着ベルト３０の左右方向両端部には、一対のキャップ３５が装着されている。各キャップ３５は、有底円筒状に形成されている。各キャップ３５の内周面と定着ベルト３０の外周面との間には、円環状の弾性部材３５ａが介設されている。各キャップ３５の外周面には、接続ギア３５ｂが形成されている。各キャップ３５の底面（左右端面）の中央には、円形の挿通穴３５ｃが穿設されている。

定着ベルト３０の右側には、回転検知機構３６が設けられている。回転検知機構３６は、伝達ギア３６ａと、回転パルス板３６ｂと、回転検知センサー３６ｃと、を含んでいる。伝達ギア３６ａは、右側のキャップ３５の接続ギア３５ｂに噛み合って、定着ベルト３０の回転を回転パルス板３６ｂに伝達する。回転パルス板３６ｂは、周方向に等間隔に並ぶ複数の遮光片（図示せず）を有している。回転検知センサー３６ｃは、回転パルス板３６ｂを挟んで発光部と受光部とが対向するフォトインタラプターである。回転検知センサー３６ｃは、回転パルス板３６ｂの回転に伴って変化する受光情報を制御装置１４に送信する。なお、回転検知センサー３６ｃは、１つ以上設けられ、左右一対のキャップ３５の少なくとも一方の回転を検知すればよい。

図２および図３に示すように、加圧部材としての加圧ローラー３１は、左右方向に長い円筒状に形成されている。加圧ローラー３１は、定着フレームに回転可能に設けられている。加圧ローラー３１は、定着ベルト３０の下側から定着ベルト３０に圧接している。定着ベルト３０と加圧ローラー３１との間には、定着ニップＮが形成されている。加圧ローラー３１は、円筒形の芯材３１ａの周面に弾性層３１ｂ等を積層して形成されている。芯材３１ａは、例えば、ステンレスやアルミニウム等の金属で形成されている。芯材３１ａの右端部には、駆動ギア３１ｃが固定されている。弾性層３１ｂは、例えば、シリコンゴムやシリコンスポンジで形成されている。なお、図示は省略するが、弾性層３１ｂの表面には、離型層（フッ素系樹脂等）が積層されている。

図２に示すように、定着駆動部３２は、定着駆動モーター３２ａと、駆動中間ギア３２ｂと、を含んでいる。定着駆動モーター３２ａは、駆動中間ギア３２ｂを介して駆動ギア３１ｃに接続されている。定着駆動モーター３２ａは、加圧ローラー３１を軸周りに回転駆動させる。

図２および図３に示すように、熱源としてのＩＨヒーター３３は、定着ベルト３０の上側（定着ニップＮの反対側）に配置されている。ＩＨヒーター３３は、磁界を発生させて、定着ベルト３０を加熱する。

圧力形成部３４は、定着ベルト３０を加圧ローラー３１に押し付けるために設けられている。圧力形成部３４は、保持ステー４０と、押圧部材４１と、押圧調整部４２と、角度検知機構４３と、を含んでいる。

保持ステー４０は、定着ベルト３０内で左右方向に延設されている。保持ステー４０の左右両端部は、左右一対のキャップ３５の挿通穴３５ｃに遊挿されている。保持ステー４０の左右両端部は、定着ベルト３０内から外側に延出し、定着フレームに支持されている。保持ステー４０の上方には、円弧状のベルトガイド４４が固定されている（図３参照）。ベルトガイド４４の外周面は、定着ベルト３０の内周面に接触している。保持ステー４０とベルトガイド４４との間には、回転空間ＳＰが形成されている。

押圧部材４１は、定着ベルト３０の内部で左右方向に延設されている。押圧部材４１は、押圧パッド４５と、基材４６と、を含んでいる。押圧パッド４５および基材４６は、例えば、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂で形成されている。

押圧パッド４５は、左右方向に長い略直方体状に形成されている。基材４６は、左右方向に長い略板状に形成されている。押圧パッド４５の上面は基材４６の下面に固定され、基材４６の上面は保持ステー４０の下面に固定されている。つまり、押圧パッド４５は、基材４６を介して保持ステー４０に固定されている。押圧パッド４５は、定着ベルト３０の内周面３０ａに圧接する圧接面４７を有している。圧接面４７は、押圧パッド４５の下面として形成されている。押圧パッド４５は、定着ベルト３０を挟んで加圧ローラー３１に押し付けられている。これにより、定着ベルト３０と加圧ローラー３１との間に定着ニップＮが形成される。

なお、フッ素系樹脂から成る摺接シート（図示せず）が、圧接面４７に固定されていてもよい。また、例えば、ポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＴＦＥ等から成るコーティングが、定着ベルト３０の内周面３０ａに施されていてもよい。

ここで、図２に示すように、押圧パッド４５の圧接面４７には、左右方向（回転軸方向）の一部（部分的な領域）に３つの変圧面４８が形成されている。３つの変圧面４８は、左右方向に等間隔に設定されている。詳細には、３つの変圧面４８は、圧接面４７の左右方向中央部と両端部とに設定されている。以下に説明する押圧調整部４２は、各変圧面４８に作用する押圧力を変更可能に構成されている。

図２および図３に示すように、押圧調整部４２は、偏心軸５０と、３つの偏心カム５１と、駆動部５２と、を含んでいる。

偏心軸５０は、定着ベルト３０の内部で回転中心付近において左右方向に延設されている。保持ステー４０の左右両端部（各キャップ３５の外側）には、一対の軸受部５０ａが設けられている。偏心軸５０は、左右一対の軸受部５０ａの間に架設されている。これにより、偏心軸５０は、回転空間ＳＰ内で軸周りに回転可能に支持される。偏心軸５０の右端部は、軸受部５０ａを挿通し、保持ステー４０よりも右側に延出している。偏心軸５０の右端部には、調整駆動ギア５０ｂが固定されている。

各偏心カム５１は、偏心軸５０から外周面（カム面５５）までの距離を一定としない円板カムである（図３参照）。３つの偏心カム５１は、左右方向（回転軸方向）に等間隔に配置され、偏心軸５０に固定されている。また、３つの偏心カム５１は、押圧部材４１の３つの変圧面４８に対応して配置されている。なお、保持ステー４０には、偏心カム５１（変圧面４８）に対応する位置に貫通穴４０ａが開口している。３つの偏心カム５１は、それぞれ、貫通穴４０ａを貫通し、押圧部材４１の各変圧面４８の反対側に圧接（当接）した状態で回転可能に設けられている。つまり、各偏心カム５１のカム面５５は、基材４６の上面としての摺接面４９に対して摺動可能に当接している。

図３に示すように、各偏心カム５１のカム面５５には、第１低点部５５１と、第２低点部５５２と、第１高点部５５３と、第２高点部５５４と、が設定されている。第１低点部５５１は、第２低点部５５２から９０°回転した位置に設定されている。同様に、第１高点部５５３は、第２高点部５５４から９０°回転した位置に設定されている。また、第１高点部５５３は、第１低点部５５１から１８０°回転した位置に設定されている。第２高点部５５４は、第２低点部５５２から１８０°回転した位置に設定されている。第１低点部５５１と偏心軸５０との間の距離Ｄ１は、第２低点部５５２と偏心軸５０との間の距離Ｄ２と同一の長さである。第１高点部５５３と偏心軸５０との間の距離Ｄ３は、第２高点部５５４と偏心軸５０との間の距離Ｄ４と同一の長さである。距離Ｄ３，Ｄ４は、距離Ｄ１，Ｄ２よりも長くなっている。なお、距離Ｄ１，Ｄ２（距離Ｄ３，Ｄ４）は異なる長さであってもよい。

左右方向両端部の偏心カム５１は、同位相となる姿勢で偏心軸５０に固定されている（図５参照）。左右方向中央部の偏心カム５１は、左右方向両端部の偏心カム５１に対して９０°位相をずらした姿勢で偏心軸５０に固定されている（図５参照）。なお、以下、説明の便宜上、左右方向両端部の偏心カム５１を「端部カム５１ａ」とも呼び、左右方向中央部の偏心カム５１を「中央カム５１ｂ」とも呼ぶこととする。また、２つのカム５１ａ，５１ｂに共通する説明では、符号「５１」のみを付す。なお、各端部カム５１ａに対応する変圧面４８を「端部変圧面４８ａ」とも呼び、中央カム５１ｂに対応する変圧面４８を「中央変圧面４８ｂ」とも呼ぶこととする。また、２つの変圧面４８ａ，４８ｂに共通する説明では、符号「４８」のみを付す。

図２に示すように、駆動部５２は、調整モーター５２ａと、調整ギア列５２ｂと、を含んでいる。調整モーター５２ａは、調整ギア列５２ｂを介して調整駆動ギア５０ｂに接続されている。調整モーター５２ａは、各偏心カム５１を偏心軸５０周りに回転駆動させる（図３の破線矢印参照）。調整モーター５２ａは、例えば、ギヤードモーター等であって、各偏心カム５１の回転位置（姿勢）を保持可能に構成されている。

検知部としての角度検知機構４３は、角度パルス板４３ａと、角度検知センサー４３ｂと、を含んでいる。角度パルス板４３ａは、偏心軸５０の右端部に固定され、偏心軸５０と一体に回転する。角度パルス板４３ａは、周方向に並ぶ複数の遮光片（図示せず）を有している。角度検知センサー４３ｂは、角度パルス板４３ａを挟んで発光部と受光部とが対向するフォトインタラプターである。角度検知センサー４３ｂは、角度パルス板４３ａの回転に伴って変化する受光情報を制御装置１４に送信する。角度検知機構４３は、各偏心カム５１の回転角度を検知する。

ところで、プリンター１は、ユーザーが入力操作を行うための操作パネル６０（図４参照）を備えている。ユーザーは、操作パネル６０またはプリンター１に接続された外部端末（図示せず）を操作して、シートＳの大きさや種類を入力する。また、プリンター１は、各種装置等に電力を供給する電源（図示せず）と、装置本体２内に外気を取り込む冷却ファン（図示せず）と、を含んでいる。この電源や冷却ファンには、環境温度や環境湿度を検知する温湿度センサー６１（図４参照）が設けられている。

ここで、上記した制御装置１４は、記憶部（図示せず）に記憶されたプログラム等に基づいて演算処理を実行する演算処理部（図示せず）を含んでいる。図４に示すように、定着駆動モーター３２ａ、ＩＨヒーター３３、回転検知センサー３６ｃ、調整モーター５２ａ、角度検知センサー４３ｂ、操作パネル６０および温湿度センサー６１等（各装置等）は、制御装置１４に電気的に接続されている。各装置等は、制御装置１４によって適宜制御される。なお、図示は省略するが、画像形成処理に必要な他の装置等も、制御装置１４に接続され制御される。

次に、圧力形成部３４の作用について説明する。調整モーター５２ａは、制御装置１４に制御されて、偏心軸５０（各偏心カム５１）を回転させる。各偏心カム５１は、カム面５５を押圧部材４１の摺接面４９に当接させた状態で回転されることで、各変圧面４８に作用する押圧力を変更する。各偏心カム５１は、各点部５５１〜５５４のいずれか１つを押圧部材４１の摺接面４９の幅方向中央部（ニップ幅の中央部）に当接させるように配置されている。なお、「幅」および「ニップ幅」並びにこれらに類する用語は、定着ニップＮにおける定着ベルト３０の回転方向（または搬送方向）の長さを指す。

例えば、図５に示すように、各端部カム５１ａの第１低点部５５１と、中央カム５１ｂの第２低点部５５２とが、押圧部材４１（基材４６）の摺接面４９に当接した状態を考える。この状態を「第１の状態」と呼ぶ。このとき、３つの変圧面４８には、第１の押圧力が作用する。すると、押圧部材４１（圧接面４７）は、左右方向に亘って略一定の圧力で定着ベルト３０の内周面３０ａに押し付けられる。なお、この状態で形成される定着ニップＮを第１定着ニップＮ１とも呼ぶ。

続いて、図６に示すように、第１の状態から偏心軸５０を時計回りに９０°回転させると、各端部カム５１ａの第２低点部５５２と、中央カム５１ｂの第１高点部５５３とが、摺接面４９に当接した状態になる。この状態を「第２の状態」と呼ぶ。このとき、各端部変圧面４８ａには第１の押圧力が作用し、中央変圧面４８ｂには第１の押圧力よりも大きな第２の押圧力が作用する。すると、押圧部材４１の左右方向中央部は、左右両端部よりも、定着ベルト３０の内周面３０ａに強い力で押し付けられる。なお、この状態で形成される定着ニップＮを第２定着ニップＮ２とも呼ぶ。

続いて、図７に示すように、第２の状態から偏心軸５０を時計回りに９０°回転させると、各端部カム５１ａの第１高点部５５３と、中央カム５１ｂの第２高点部５５４とが、摺接面４９に当接した状態になる。なお、この状態を「第３の状態」と呼ぶ。このとき、３つの変圧面４８には、第２の押圧力が作用する。すると、押圧部材４１は、左右方向に亘って略一定の圧力（第１の状態時よりも強い圧力）で定着ベルト３０の内周面３０ａに押し付けられる。なお、この状態で形成される定着ニップＮを第３定着ニップＮ３とも呼ぶ。

続いて、図８に示すように、第３の状態から偏心軸５０を時計回りに９０°回転させると、各端部カム５１ａの第２高点部５５４と、中央カム５１ｂの第１低点部５５１とが、摺接面４９に当接した状態になる。なお、この状態を「第４の状態」と呼ぶ。このとき、各端部変圧面４８ａには第２の押圧力が作用し、中央変圧面４８ｂには第１の押圧力が作用する。すると、押圧部材４１の左右方向中央部は、左右両端部よりも、定着ベルト３０の内周面３０ａに弱い力で押し付けられる。なお、この状態で形成される定着ニップＮを第４定着ニップＮ４とも呼ぶ。

ここで、押圧部材４１は、定着ベルト３０の内周面３０ａに押し付けられる力の大きさによって幅方向に弾性変形する。したがって、図５および図７に示すように、第１の状態および第３の状態では、押圧パッド４５の圧接面４７は、左右方向（回転軸方向）に亘って略一定の幅に形成される。このとき、第１定着ニップＮ１および第３定着ニップＮ３も、左右方向に亘って略一定のニップ幅に形成される。図６に示すように、第２の状態では、圧接面４７と第２定着ニップＮ２とは、左右方向中央部から両端部に向けて次第に幅狭くなるように形成される。つまり、第２定着ニップＮ２等は、左右方向中央部で膨れている。図８に示すように、第４の状態では、圧接面４７と第４定着ニップＮ４とは、左右方向中央部から両端部に向けて次第に幅広くなるように形成される。つまり、第２定着ニップＮ２等は、左右方向中央部でくびれている。なお、４つの定着ニップＮ１〜Ｎ４に共通する説明では、符号「Ｎ」のみを付す。

次に、圧力形成部３４による変圧制御について説明する。なお、各偏心カム５１は第１の状態であるものとする。なお、制御装置１４の記憶部には、摺接面４９に対する各カム面５５（各点部５５１〜５５４）の当接位置を認識するために必要な回転角度を示す情報等が予め記憶（設定）されている。制御装置１４は、角度検知センサー４３ｂの検知結果に基づいて偏心軸５０（各偏心カム５１）の回転角度（各偏心カム５１の状態）を認識する。制御装置１４は、記憶部に記憶された情報と角度検知センサー４３ｂの検知結果とから調整モーター５２ａの回転角度を算出する。

ユーザーが操作パネル６０または外部端末から入力したシートＳの大きさや種類を示す情報は、制御装置１４に送信される。制御装置１４は、定着ニップＮを通過するシートＳの種類に基づいて押圧調整部４２を制御する（変圧制御）。制御装置１４は、角度検知センサー４３ｂの検知結果に基づいて各偏心カム５１の回転角度（各偏心カム５１の状態）を認識し、調整モーター５２ａを制御する。押圧調整部４２は、押圧部材４１の摺接面４９に対する各偏心カム５１のカム面５５の当接位置を変更する。

例えば、普通紙や厚紙等のシワが入り難いシートＳに定着処理を行う場合、制御装置１４は、各偏心カム５１を第１の状態に移行する（切り替える）制御を行う。つまり、制御装置１４は、第１定着ニップＮ１を形成する制御を行う（図５参照）。ここでは、各偏心カム５１は既に第１の状態に移行しているため、制御装置１４は、その状態を維持する制御を行う。つまり、調整モーター５２ａは駆動されない。

次に、例えば、封筒や薄紙等のシワが入り易いシートＳに定着処理を行う場合、制御装置１４は、各偏心カム５１を第４の状態に移行し、第４定着ニップＮ４を形成する制御を行う（図８参照）。調整モーター５２ａは、制御装置１４に制御されて、図５で時計回りに偏心軸５０を２７０°回転させる。これにより、各偏心カム５１は、第１の状態から第４の状態に移行し、第４定着ニップＮ４が形成される（図８参照）。なお、各偏心カム５１の回転方向は、図３等で、時計回りでもよいし、反時計回りでもよい。

その後、制御装置１４は、画像形成部１１等による画像形成処理を実行する。定着駆動モーター３２ａは、制御装置１４に制御され、加圧ローラー３１を回転させる。定着ベルト３０は、加圧ローラー３１に従動して回転し、回転検知センサー３６ｃは、回転パルス板３６ｂの回転を検知する（図２参照）。制御装置１４は、回転検知センサー３６ｃの検知結果を受信し、ＩＨヒーター３３を作動させる。ＩＨヒーター３３は、定着ベルト３０を加熱する。定着装置１２は、定着ニップＮを通過するシートＳを加圧且つ加熱して、シートＳにトナー像を定着させる（定着処理）。なお、回転検知センサー３６ｃが回転パルス板３６ｂ（定着ベルト３０）の回転を検知できない場合、制御装置１４は、ＩＨヒーター３３を作動させず、操作パネル６０等にエラーメッセージ等を表示させる。

以上のように、シートＳの種類に応じてニップ幅（第１〜第４定着ニップＮ１〜Ｎ４の何れかに）を変更することができる。これにより、例えば、封筒や薄紙等のシワを発生させ易いシートＳに対して定着処理を行う場合であっても、シワの発生を抑制することができる。

なお、上記の変圧制御の説明では、一例として、普通紙や厚紙等に定着処理を行う場合、第１定着ニップＮ１を形成していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、制御装置１４は、厚紙と普通紙（厚紙よりも薄く、薄紙よりも厚い）とで異なる変圧制御を行ってもよい。すなわち、制御装置１４は、厚紙に定着処理を行う場合に第１定着ニップＮ１（図５参照）を形成する変圧制御を行い、普通紙に定着処理を行う場合に第３定着ニップＮ３（図７参照）を形成する（各偏心カム５１を第３の状態に切り替える）変圧制御を行ってもよい。変圧制御の手順は、上記の薄紙等の場合と同様であるため、その説明は省略する。なお、シートＳの種類によっては、制御装置１４は、第２定着ニップＮ２（図６参照）を形成する（各偏心カム５１を第２の状態に切り替える）変圧制御を行ってもよい。

以上説明した第１実施形態に係る定着装置１２によれば、押圧調整部４２は、圧接面４７の左右方向一部（各変圧面４８）から定着ベルト３０の内周面３０ａに与えられる押圧力を調整（増減）する。当該押圧力を増減させることで、定着ニップＮのニップ幅が変更（増減）される。これにより、適切なシートＳの搬送と適切なトナー像の定着処理とを担保することができ、且つ、シートＳにシワが発生し難い定着ニップＮを形成することができる。

また、第１実施形態に係る定着装置１２によれば、３つの変圧面４８が左右方向（回転軸方向）に並設され、押圧調整部４２が各変圧面４８に作用する押圧力を増減する。例えば、中央変圧面４８ｂの押圧力よりも各端部変圧面４８ａの押圧力を増加させると、押圧部材４１の圧接面４７は、左右方向中央部よりも両端部で幅広くなる。したがって、定着ニップＮのニップ幅も、左右方向中央部よりも両端部で幅広く形成される。この場合、定着ニップＮでのシートＳを搬送する力（搬送力）は、左右方向中央部よりも両端部で大きくなっている。これにより、シートＳは左右方向両側に広げられながら搬送されるため、シワの発生を抑制することができる。

また、第１実施形態に係る定着装置１２によれば、押圧部材４１が各偏心カム５１の外周面（カム面５５）上を相対的に摺動することで、各変圧面４８に作用する押圧力が調整（増減）される。このように、押圧調整部４２としてカム機構を採用することで、安定した押圧力の調整を行うことができる。さらに、制御装置１４は、角度検知機構４３の検知結果に基づいて、各変圧面４８から定着ベルト３０の内周面３０ａに付与される押圧力を制御することができる。これにより、所望の定着ニップＮ（第１〜第４定着ニップＮ１〜Ｎ４）を形成することができる。

次に、第１実施形態の変形例に係る定着装置１２について説明する。なお、以下の説明では、第１実施形態に係る定着装置１２と同様の構成については、同一の符号を付し、同様の説明は省略する。

高温多湿の環境下では、シートＳに含まれる水分が増加するため、シートの搬送不良やシワが入り易くなる。そこで、変形例に係る定着装置１２は、環境条件に応じて各偏心カム５１の状態（ニップ幅）を変更するように構成されている。

制御装置１４は、電源や冷却ファンに設けた温湿度センサー６１（図６参照）の検知結果に基づいて押圧調整部４２（調整モーター５２ａ）を制御する。詳細には、温湿度センサー６１の検知結果が所定の湿度を越えると、制御装置１４は、各偏心カム５１を第４の状態に移行する（第４定着ニップＮ４を形成する）制御を行う。これにより、水分を多く含んでシワを発生させ易いシートＳに対して定着処理を行う場合であっても、シワの発生を抑制することができる。なお、変圧制御の基準となる所定の湿度（温度）は、制御装置１４の記憶部に予め記憶（設定）されている。

なお、制御装置１４は、湿度に代えて、温湿度センサー６１に検知される温度に基づいて、切替制御を実行してもよい。すなわち、制御装置１４は、環境温度と環境湿度の少なくとも一方に基づいて押圧調整部４２を制御するように設定されている。

次に、図９を参照して、第２実施形態に係る定着装置１２について説明する。図９は第２実施形態に係る定着装置１２を模式的に示す断面図である。なお、以下の説明では、第１実施形態に係る定着装置１２（変形例含む。以下同じ。）と同様の構成については、同一の符号を付し、同様の説明は省略する。

定着装置１２の押圧調整部４２は、定着ベルト３０の回転方向上流側（前側）よりも下流側（後側）において各変圧面４８に作用する押圧力を大きく（強く）するように構成されている。具体的には、各偏心カム７０は、押圧部材４１の摺接面４９において、定着ベルト３０の回転方向下流側を押圧するように偏った形状を成している（図９の実線参照）。各偏心カム７０は、各変圧面４８の前側に当接した姿勢で保持される。これにより、各変圧面４８に作用する押圧力に偏りが生じ、押圧部材４１（定着ベルト３０）は、定着ニップＮにおいて搬送方向下流側を加圧ローラー３１側に食い込む。

以上説明した第２実施形態に係る定着装置１２によれば、押圧パッド４５の各変圧面４８（圧接面４７）には、定着ベルト３０の回転方向上流側と下流側とで異なる押圧力が作用する。これにより、ニップ幅の調整が可能になるため、定着ニップＮの通過前後におけるシートＳの搬送を円滑にすることができる。そして、シートＳのカール（巻き癖）の強さを調整することができる。また、定着ベルト３０の回転方向上流側よりも下流側において各変圧面４８（圧接面４７）の押圧力を強くすることで、定着ニップＮを通過後のシートＳを定着ベルト３０から引き離すことができる。つまり、シートＳの剥離性を向上させることができる。なお、押圧調整部４２は、定着ベルト３０の回転方向下流側（後側）よりも上流側（前側）において各変圧面４８に作用する押圧力を大きく（強く）するように構成してもよい（図９の二点鎖線参照）。

なお、第１および第２実施形態に係る定着装置１２は、３つの偏心カム５１，７０（以下、偏心カム５１等という。）を設けていたが、本発明はこれに限定されない。偏心カム５１等は、１つ以上設けられていればよい。例えば、単一の偏心カム５１等を押圧部材４１の左右方向中央部に当接させてもよいし、４つ以上の偏心カム５１等を押圧部材４１に当接させてもよい。なお、第１および第２実施形態では、３つの偏心カム５１等が同一形状であったが、本発明はこれに限定されない。例えば、各端部カム５１ａが変圧面４８に付与する押圧力を大きくなるように形成されていてもよい。この場合、第１，第３の定着ニップＮ１，Ｎ３は、左右方向中央部でくびれることになる。また、この場合、第４定着ニップＮ４は、第１，第３の定着ニップＮ１，Ｎ３よりも、左右方向中央部で大きくくびれることになる。

なお、第１および第２実施形態では、制御装置１４は、プリンター１を統括制御するものであったが、これに限らず、定着装置１２を制御する専用の制御部を設けてもよい。また、第１および第２実施形態では、熱源としてＩＨヒーター３３を採用していたが、本発明はこれに限定されない。例えば、定着ベルト３０の内部にハロゲンヒーター等の熱源を設けてもよい。

なお、第１および第２実施形態の説明では、一例として、本発明をモノクロのプリンター１に適用した場合を示したが、これに限らず、例えば、カラープリンター、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これを備える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。上記実施形態における構成要素は、適宜、既存の構成要素等との置き換えや組み合わせが可能であって、上記実施形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ プリンター（画像形成装置）
１１ 画像形成部
１２ 定着装置
１４ 制御装置（制御部）
３０ 定着ベルト（定着部材）
３０ａ 内周面
３１ 加圧ローラー（加圧部材）
３３ ＩＨヒーター（熱源）
４１ 押圧部材
４２ 押圧調整部
４３ 角度検知機構（検知部）
４７ 圧接面
４８ 変圧面
５０ 偏心軸
５１，７０ 偏心カム
５２ 駆動部
Ｎ 定着ニップ
Ｓ シート

Claims (10)

1. 回転可能に設けられ、熱源に加熱される定着部材と、
   回転可能に設けられ、前記定着部材との間に定着ニップを形成する加圧部材と、
   前記定着部材の回転軸方向に延設され、前記定着部材の内周面に圧接する圧接面を有する押圧部材と、
   前記圧接面の前記回転軸方向一部に形成される変圧面に作用する押圧力を変更可能に構成される押圧調整部と、を備えていることを特徴とする定着装置。
2. 前記押圧調整部は、
   前記押圧部材の前記変圧面に対応して配置される偏心カムと、
   前記偏心カムを偏心軸周りに回転させる駆動部と、を含み、
   前記偏心カムは、前記押圧部材の前記変圧面の反対側に当接した状態で回転されることで、前記変圧面に作用する前記押圧力を変更することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記変圧面は、前記圧接面の前記回転軸方向に沿って複数設定され、
   前記押圧調整部は、前記各変圧面に作用する前記押圧力を変更可能に構成されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記押圧調整部は、
   前記押圧部材の前記変圧面に対応して配置される複数の偏心カムと、
   前記複数の偏心カムを偏心軸周りに回転させる駆動部と、を含み、
   前記複数の偏心カムは、それぞれ、前記押圧部材の前記変圧面の反対側に当接した状態で回転されることで、前記変圧面に作用する前記押圧力を変更することを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記偏心カムの回転角度を検知する検知部と、
   前記検知部の検知結果に基づいて前記駆動部を制御する制御部と、を更に備えていることを特徴とする請求項２または４に記載の定着装置。
6. 前記押圧調整部は、前記定着部材の回転方向上流側よりも下流側において前記変圧面に作用する押圧力を大きくすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記押圧調整部は、前記定着部材の回転方向下流側よりも上流側において前記変圧面に作用する押圧力を大きくすることを特徴とする請求項１ないし５のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記定着ニップを通過するシートの種類に基づいて前記押圧調整部を制御する制御部を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の定着装置。
9. 環境温度と環境湿度の少なくとも一方に基づいて前記押圧調整部を制御する制御部を更に備えていることを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の定着装置。
10. シートにトナー像を転写させる画像形成部と、
    前記シートに前記トナー像を定着させる請求項１ないし９のいずれかに記載の定着装置と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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