JP2019191215A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着部材の大型化を抑制しつつ定着部材の撓み量を小さく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、筐体２０の内側にて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、筐体２０の内側にて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、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を減圧する圧力調整部２４と、定着ベルト２１を筐体２０に支持させる支持軸部３０が筐体２０を貫通しており、筐体２０の外側に延びた支持軸部３０の軸方向両側を圧力調整部２４による加圧方向と同一方向に付勢する矯正付勢部２５と、を備えている。【選択図】図３

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、熱ローラーと、これに押し付けられる圧ローラーと、を備えている。圧ローラーは、ゴム層を積層した筒体と、筒体を貫通し、且つ軸受を介して筒体を支持する軸体と、を有している。筒体の両端部は、２つの第１の弾性支持機構によって弾性的に支持され、軸体の両端部は、２つの第２の弾性支持機構によって弾性的に支持されている。圧ローラーが長手方向の４点で支持されるため、圧ローラーの熱ローラーに対する押圧力が長手方向で均一になり、用紙の斜め搬送やジャムが防止される。

特開平８−１９０２９９号公報

圧ローラーの熱ローラーに対する押圧力は、用紙搬送用のローラー対の押圧力に比べて、非常に大きいため、熱ローラーを支持する軸体が僅かに撓む（湾曲する）ことがあった。しかしながら、上記した定着装置では、押圧力によって熱ローラーの軸体が撓むことについて十分に考慮されていなかった。このため、上記の定着装置では、長手方向で押圧力が均一にならず、用紙に皺が入る等の問題が発生していた。

上記のような問題は、熱ローラーの軸体を太くして軸体の剛性を向上させることで解決することができる。しかしながら、軸体を太くすると熱ローラーも太くなるため、定着装置が大型化するという別の問題が生じていた。

本発明は、上記課題を解決するために、定着部材の大型化を抑制しつつ定着部材の撓み量を小さく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、筐体と、前記筐体の内側にて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部材と、前記筐体の内側にて軸周りに回転しながら前記定着部材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、前記定着部材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、前記定着部材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と、前記定着部材と前記加圧部材の何れか他方を前記筐体に支持させる支持軸部が前記筐体を貫通しており、前記筐体の外側に延びた前記支持軸部の軸方向両側を前記圧力調整部による加圧方向と同一方向に付勢する矯正付勢部と、を備えている。

この場合、前記矯正付勢部は、前記支持軸部の軸方向両側に対応して前記筐体の外側に固定されている一対の補助筐体と、前記一対の補助筐体と前記支持軸部の軸方向両側との間に架設され、前記支持軸部の軸方向両側を加圧方向と同一方向に付勢する一対の付勢部材と、を含むことが好ましい。

この場合、前記圧力調整部に対応して前記筐体の外側に設けられている第２の矯正付勢部を更に備え、前記定着部材は、前記支持軸部を介して前記筐体に支持され、前記圧力調整部は、前記加圧部材を支持する可動部材に対し、カム軸部に固定された偏心カムを接触させながら回転させることで前記可動部材を移動させ、前記加圧領域の圧力を変更し、前記第２の矯正付勢部は、前記筐体を貫通して前記筐体の外側に延びた前記カム軸部の軸方向両側を前記圧力調整部による加圧方向とは逆方向に付勢することが好ましい。

この場合、前記第２の矯正付勢部は、前記カム軸部の軸方向両側に対応して前記筐体の外側に固定されている一対の第２の補助筐体と、前記一対の第２の補助筐体と前記カム軸部の軸方向両側との間に架設され、前記カム軸部の軸方向両側を加圧方向とは逆方向に付勢する一対の第２の付勢部材と、を含むことが好ましい。

この場合、前記定着部材は、前記支持軸部を介して前記筐体に支持され、前記圧力調整部は、前記加圧部材を支持する可動部材に対し、カム軸部に固定された偏心カムを接触させながら回転させることで前記可動部材を移動させ、前記加圧領域の圧力を変更し、前記矯正付勢部は、前記支持軸部の軸方向両側と前記カム軸部の軸方向両側との間に架設され、前記支持軸部と前記カム軸部とを互いに引き離す方向に付勢する一対の付勢部材を含むことが好ましい。

この場合、前記筐体は、前記支持軸部の軸方向両側を支持する一対のサイドフレームと、前記一対のサイドフレームの間に架設されている補強フレームと、を含むことが好ましい。

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、定着部材の大型化を抑制しつつ定着部材の撓み量を小さくすることができる。

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。 本発明の第１実施形態に係る定着装置を模式的に示す断面図である。 本発明の第１実施形態に係る定着装置を模式的に示す平面図である。 本発明の第１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。 本発明の第１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。 本発明の第１実施形態に係る定着装置であって、支持軸部の撓みの矯正を説明する平面図である。 本発明の第２実施形態に係る定着装置を模式的に示す平面図である。 本発明の第３実施形態に係る定着装置を模式的に示す平面図である。

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、媒体の一例としての紙製のシートＳ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。

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。

［第１実施形態：定着装置］
図２ないし図４を参照して、第１実施形態に係る定着装置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２４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、圧力調整部２４と、矯正付勢部２５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。圧力調整部２４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。矯正付勢部２５は、定着ベルト２１を支持する支持軸部３０の撓みを矯正するためのユニットである。

＜筐体＞
図３に示すように、筐体２０は、例えば、板金製で前後方向に長い略直方体状に形成されている。筐体２０は、一対のサイドフレーム２０Ａと、補強フレーム２０Ｂと、を含んでいる。一対のサイドフレーム２０Ａは前後方向に離間して配置されている。一対のサイドフレーム２０Ａの右端部には連結部２０Ｃが連結され、一対のサイドフレーム２０Ａと連結部２０Ｃとは平面から見て左側を開放した略Ｕ字状に一体に形成されている。補強フレーム２０Ｂは、一対のサイドフレーム２０Ａの左端部の間に架設されている。

＜定着ベルト＞
図２および図３に示すように、定着部材の一例としての定着ベルト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）。

図２に示すように、定着ベルト２１の内側（内部空間）には、支持軸部３０と、押圧パッド３１と、ベルトガイド３２と、が設けられている。

（支持部材）
図２および図３に示すように、支持軸部３０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。図３に示すように、支持軸部３０は、定着ベルト２１を軸方向に貫通している。支持軸部３０の軸方向両側は、定着ベルト２１よりも外側に延びて一対のサイドフレーム２０Ａに固定（支持）されている。また、支持軸部３０の軸方向両端部は、一対のサイドフレーム２０Ａを貫通して外側に延びている。支持軸部３０は、一対のキャップＣＰを介して定着ベルト２１を筐体２０に支持させる機能を有している。すなわち、定着ベルト２１は、支持軸部３０を介して筐体２０に支持され、支持軸部３０の周りを回転可能に設けられている。

（押圧パッド）
押圧パッド３１は、例えば、耐熱性を有する硬質の合成樹脂製で、加圧ローラー２２よりも軸方向に長く、且つ定着ベルト２１よりも軸方向に短い略直方体状に形成されている。図２に示すように、押圧パッド３１は、定着ベルト２１の内周面に接触した状態で支持軸部３０に固定され、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３１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）。

（ベルトガイド）
ベルトガイド３２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３２の一端部は支持軸部３０に固定され、ベルトガイド３２の湾曲面は押圧パッド３１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３２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。

＜加圧ローラー＞
図２および図３に示すように、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は、筐体２０の内側にて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。

＜圧力調整部＞
図３および図４に示すように、圧力調整部２４は、一対の可動アーム３３と、一対の調整アーム３４と、一対の調整バネ３５と、一対の偏心カム３６と、カムモーター３７と、を含んでいる。

（可動アーム、調整アーム）
可動部材の一例としての可動アーム３３は、加圧ローラー２２の芯金２２Ａの軸方向両端部を回転可能に支持している。調整アーム３４は、可動アーム３３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３４は、可動アーム３３の回動軸３３Ａに接続されている。可動アーム３３および調整アーム３４は、それぞれ、回動軸３３Ａを介して筐体２０に揺動可能に支持されている。一対の調整アーム３４の下部には、一対の作動コロ３４Ａが回転可能に支持されている。なお、可動アーム３３、調整アーム３４および作動コロ３４Ａ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３５は、所謂コイルスプリングであって、可動アーム３３と調整アーム３４との間に架設されている。調整バネ３５は、可動アーム３３と調整アーム３４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３６は、前後方向に延びたカム軸部３８に固定されている。カム軸部３８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。カム軸部３８の軸方向両側は、一対のサイドフレーム２０Ａに回転可能に支持されている。また、カム軸部３８の軸方向両端部は、一対のサイドフレーム２０Ａを貫通して外側に延びている。なお、偏心カム３６やカム軸部３８は、例えば、金属材料によって形成されている。

図４に示すように、偏心カム３６は、回転中心（カム軸部３８）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３４の作動コロ３４Ａは、それぞれ、調整バネ３５に付勢されて偏心カム３６の外周面（カム面）に押し付けられている。偏心カム３６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３６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。

（カムモーター）
カムモーター３７は、カム軸部３８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３７は、偏心カム３６（カム軸部３８）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２４の作用について説明する。図５は圧力調整部２４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」と呼ぶ。

図４に示すように、偏心カム３６の加圧カム面Ｆ１が作動コロ３４Ａに接触した状態では、調整アーム３４および可動アーム３３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３４Ａに接触するまで偏心カム３６が逆回転すると、調整アーム３４および可動アーム３３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３６が正回転して、加圧カム面Ｆ１が作動コロ３４Ａ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、圧力調整部２４は、加圧ローラー２２を支持する可動アーム３３に対し、カム軸部３８に固定された偏心カム３６を接触させながら回転させることで可動アーム３３を移動させ、加圧領域Ｎの圧力を変更する。このようにして、圧力調整部２４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。

［定着装置の作用］
ここで、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。また、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３７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。

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）。

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３２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。

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３７を駆動制御して偏心カム３６を回転させて、偏心カム３６の減圧カム面Ｆ２が作動コロ３４Ａに接触した状態にする。

ところで、加圧状態において、加圧ローラー２２の定着ベルト２１（押圧パッド３１）に対する押圧力は、シートＳの搬送用のローラー対（図示せず）の押圧力に比べて、非常に大きいため、定着ベルト２１を支持する支持軸部３０が加圧方向（図３では左方向）に凸となるように僅かに撓む（湾曲する）ことがある。支持軸部３０が撓むと、加圧領域Ｎの圧力が軸方向で均一にならず、シートＳに皺が入る等の問題が生じることもある。そこで、第１実施形態に係る定着装置７では、支持軸部３０の撓みを矯正する矯正付勢部２５を備えている。

＜矯正付勢部＞
図３および図６を参照して、矯正付勢部２５について説明する。図６は支持軸部３０の撓みの矯正を説明する平面図である。

図３に示すように、矯正付勢部２５は、一対の補助筐体２５Ａと、一対の付勢部材２５Ｂと、を含んでいる。

（補助筐体）
補助筐体２５Ａは、例えば、板金製で略Ｕ字状の断面を有する箱状に形成されている。一対の補助筐体２５Ａは、支持軸部３０の軸方向両側に対応して筐体２０（一対のサイドフレーム２０Ａ）の外側に固定されている。詳細には、補助筐体２５Ａは、サイドフレーム２０Ａを貫通して外側に突き出した支持軸部３０の端部を覆うように設けられている。補助筐体２５Ａは、その内面に対して支持軸部３０が干渉しない程度の寸法に形成されている。

（付勢部材）
付勢部材２５Ｂは、所謂コイルスプリングであって、補助筐体２５Ａの内部空間に配置されている。一対の付勢部材２５Ｂは、一対の補助筐体２５Ａと支持軸部３０の軸方向両側との間に架設されている。詳細には、付勢部材２５Ｂは、サイドフレーム２０Ａから外側に離れた位置で、補助筐体２５Ａの右側内面と支持軸部３０の軸方向端部との間に架け渡されている。一対の付勢部材２５Ｂは、支持軸部３０の軸方向両側を加圧方向（図３では左方向）と同一方向に付勢する機能を有している。

図６に二点鎖線で示すように、支持軸部３０は、一対のサイドフレーム２０Ａの間で加圧ローラー２２の押圧力（図６に破線で示す白抜き矢印参照）によって加圧方向に凸となるように僅かに撓む。なお、図６では、説明の便宜のため、支持軸部３０の撓みを強調して示している。一方で、支持軸部３０の軸方向両側には一対の付勢部材２５Ｂによって加圧方向に向かう付勢力（図６に実線で示す白抜き矢印参照）が働くため、支持軸部３０には一対のサイドフレーム２０Ａの貫通部分３０Ａを支点として撓みを元に戻すようなモーメント（図６の黒塗り矢印参照）が発生する。その結果、図６に実線で示すように、加圧ローラー２２の押圧力による支持軸部３０の撓みが緩和されることになる。

以上説明した第１実施形態に係る定着装置７では、矯正付勢部２５が、筐体２０の外側に延びた支持軸部３０の軸方向両側を圧力調整部２４による加圧方向と同一方向に付勢する構成とした。この構成によれば、支持軸部３０の貫通部分３０Ａが支点となって支持軸部３０の撓みを解消するようなモーメントを発生させることができる。これにより、筐体２０の内側（一対のサイドフレーム２０Ａの間）での支持軸部３０の撓み量（変形量）を小さくすることができる。その結果、加圧領域Ｎでの圧力を軸方向で略均一にすることができ、適正な定着処理を実現することができる。また、撓み量を小さくするために支持軸部３０の剛性を上げる必要がなくなるため、定着ベルト２１の大型化（大径化）を抑制することもできる。

また、定着ベルト２１（押圧パッド３１）を介して支持軸部３０が押圧されると、一対のサイドフレーム２０Ａは軸方向外側に押し出す力が働く。したがって、仮に、筐体２０において補強フレーム２０Ｂが存在しない場合、一対のサイドフレーム２０Ａは、軸方向外側に僅かに開くように撓むことになる。これに対し、第１実施形態に係る定着装置７によれば、一対のサイドフレーム２０Ａが補強フレーム２０Ｂで連結されているため、一対のサイドフレーム２０Ａが外側に開くことを阻止することができる。これにより、一対のサイドフレーム２０Ａの間隔が一定に維持されるため、矯正付勢部２５によって支持軸部３０の撓みを適切に矯正することができる。

［第２実施形態］
次に、図７を参照して、第２実施形態に係る定着装置８について説明する。図７は定着装置８を模式的に示す平面図である。なお、以降の説明では、第１実施形態に係る定着装置７と同様または対応する構成については同一の符号を付し、定着装置７と同様または対応する説明は省略する。

第２実施形態に係る定着装置８には、第２の矯正付勢部２６が圧力調整部２４に対応して筐体２０の外側に設けられている。第２の矯正付勢部２６は、一対の第２の補助筐体２６Ａと、一対の第２の付勢部材２６Ｂと、を含んでいる。

（第２の補助筐体）
第２の補助筐体２６Ａは、補助筐体２５Ａと略同一形状に形成されている。一対の第２の補助筐体２６Ａは、カム軸部３８の軸方向両側に対応して筐体２０（一対のサイドフレーム２０Ａ）の外側に固定されている。詳細には、第２の補助筐体２６Ａは、サイドフレーム２０Ａを貫通して外側に突き出したカム軸部３８の端部を覆うように設けられている。第２の補助筐体２６Ａは、その内面に対してカム軸部３８が干渉しない程度の寸法に形成されている。

（第２の付勢部材）
第２の付勢部材２６Ｂは、所謂コイルスプリングであって、第２の補助筐体２６Ａの内部空間に配置されている。一対の第２の付勢部材２６Ｂは、一対の第２の補助筐体２６Ａとカム軸部３８の軸方向両側との間に架設されている。詳細には、第２の付勢部材２６Ｂは、サイドフレーム２０Ａから外側に離れた位置で、第２の補助筐体２６Ａの左側内面とカム軸部３８の軸方向端部との間に架け渡されている。一対の第２の付勢部材２６Ｂは、カム軸部３８の軸方向両側を加圧方向とは逆方向（図７では右方向）に付勢する機能を有している。つまり、第２の矯正付勢部２６は、矯正付勢部２５と左右対称となる構造を有している。

なお、第２の補助筐体２６Ａ内に軸周りに回転するカム軸部３８を支持する軸受部（図示せず）が設けられてもよい。この軸受部は加圧方向に沿って移動可能に設けられ、第２の付勢部材２６Ｂは軸受部を介してカム軸部３８を付勢してもよい。

カム軸部３８は、一対のサイドフレーム２０Ａの間で加圧ローラー２２の押圧力の反力（図７に一点鎖線で示す白抜き矢印参照）によって加圧方向とは逆向き（図７では右方向）に凸となるように僅かに撓む。一方で、カム軸部３８の軸方向両側には一対の第２の付勢部材２６Ｂによって加圧方向とは逆向きに向かう付勢力（図７に実線で示す白抜き矢印参照）が働くため、カム軸部３８には一対のサイドフレーム２０Ａの貫通部分３８Ａを支点として撓みを元に戻すようなモーメント（図７の黒塗り矢印参照）が発生する。その結果、加圧ローラー２２の押圧力の反力によるカム軸部３８の撓みが緩和されることになる。

以上説明した第２実施形態に係る定着装置８では、第２の矯正付勢部２６が、筐体２０を貫通して筐体２０の外側に延びたカム軸部３８の軸方向両側を圧力調整部２４による加圧方向とは逆方向に付勢する構成とした。この構成によれば、カム軸部３８の貫通部分３８Ａが支点となってカム軸部３８の撓みを解消するようなモーメントを発生させることができる。これにより、一対のサイドフレーム２０Ａの間でのカム軸部３８の撓み量（変形量）を小さくすることができる。その結果、圧力調整部２４による加圧領域Ｎの圧力調整を安定して行うことができ、適正な定着処理を実現することができる。また、撓み量を小さくするためにカム軸部３８の剛性を上げる必要がなくなるため、圧力調整部２４の大型化を抑制することもできる。

［第３実施形態］
次に、図８を参照して、第３実施形態に係る定着装置９について説明する。図８は定着装置９を模式的に示す平面図である。なお、以降の説明では、第１および第２実施形態に係る定着装置７，８と同様または対応する構成については同一の符号を付し、定着装置７，８と同様または対応する説明は省略する。

第３実施形態に係る定着装置９には、矯正付勢部２７が支持軸部３０からカム軸部３８までに亘って筐体２０の外側に設けられている。矯正付勢部２７は、一対の補助筐体２７Ａと、一対の付勢部材２７Ｂと、を含んでいる。

（補助筐体）
補助筐体２７Ａは、補助筐体２５Ａよりも左右方向に長い箱状に形成されている。補助筐体２７Ａは、支持軸部３０の端部とカム軸部３８の端部とを覆うように設けられている。なお、定着装置９では、補助筐体２７Ａが省略されてもよい。

（付勢部材）
付勢部材２７Ｂは、所謂コイルスプリングであって、補助筐体２７Ａの内部空間に配置されている。一対の付勢部材２７Ｂは、サイドフレーム２０Ａから外側に離れた位置で、支持軸部３０の軸方向両側とカム軸部３８の軸方向両側との間に架設されている。一対の付勢部材２７Ｂは、支持軸部３０とカム軸部３８とを互いに引き離す方向に付勢する機能を有している（図８に実線で示す白抜き矢印参照）。

支持軸部３０およびカム軸部３８には、一対のサイドフレーム２０Ａの貫通部分３０Ａ，３８Ａを支点として撓みを元に戻すようなモーメント（図８の黒塗り矢印参照）が発生する。その結果、支持軸部３０およびカム軸部３８の撓みが緩和されることになる。

以上説明した第３実施形態に係る定着装置９によれば、支持軸部３０およびカム軸部３８に復元方向のモーメントが作用するため、一対のサイドフレーム２０Ａの間での支持軸部３０の撓み量およびカム軸部３８の撓み量を小さくすることができる。

なお、第１〜第３実施形態に係る定着装置７〜９では、圧力調整部２４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２４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。この場合、加圧ローラー２２を筐体２０に支持させる芯金２２Ａ（支持軸部）が筐体２０を貫通しており、矯正付勢部２５等が、筐体２０の外側に延びた芯金２２Ａ（支持軸部）の軸方向両側を圧力調整部２４による加圧方向と同一方向に付勢することが好ましい。

また、第１〜第３実施形態に係る定着装置７では、圧力調整部２４が、２つの状態（加圧状態または減圧状態）の間で加圧ローラー２２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、圧力調整部２４は、偏心カム３６のカム面のプロファイルを変更して、３つの状態以上の間で加圧ローラー２２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、圧力調整部２４が調整アーム３４や調整バネ３５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３４や調整バネ３５等を省略し、偏心カム３６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（可動アーム３３）を移動させてもよい。

また、第１〜第３実施形態に係る定着装置７〜９では、定着部材の一例として定着ベルト２１が採用されていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、定着部材の他の例として、金属製の筒体（支持軸部）上に合成樹脂製の弾性層やベルトを積層した定着ローラー（図示せず）が採用されてもよい。筒体（支持軸部）の軸方向両側は、サイドフレーム２０Ａを貫通し、且つサイドフレーム２０Ａに回転可能に支持されることが好ましい。この場合、補助筐体２５Ａ等の内側に移動可能な軸受部（図示せず）を設け、付勢部材２５Ｂ等は軸受部を介して筒体を付勢することが好ましい。

また、第１〜第３実施形態に係る定着装置７〜９では、矯正付勢部２５〜２７の付勢部材２５Ｂ，２６Ｂ，２７Ｂが、所謂コイルスプリングであったが、これに代えて、例えば、板バネやゴム等の弾性材であってもよい。また、第１〜第３実施形態に係る定着装置７〜９では、加圧ローラー２２が回転駆動されていたが、これに代えて、定着ベルト２１が回転駆動されてもよい。

また、第１〜第３実施形態に係る定着装置７〜９では、一対のサイドフレーム２０Ａの間に補強フレーム２０Ｂが架設されていたが、一対のサイドフレーム２０Ａの剛性が十分に高ければ、補強フレーム２０Ｂを省略してもよい。

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）
７，８，９ 定着装置
２０ 筐体
２０Ａ サイドフレーム
２０Ｂ 補強フレーム
２１ 定着ベルト（定着部材）
２２ 加圧ローラー（加圧部材）
２４ 圧力調整部
２５，２７ 矯正付勢部
２５Ａ，２７Ａ 補助筐体
２５Ｂ，２７Ｂ 付勢部材
２６ 第２の矯正付勢部
２６Ａ 第２の補助筐体
２６Ｂ 第２の付勢部材
３０ 支持軸部
３６ 偏心カム
３８ カム軸部
Ｓ シート（媒体）

Claims (7)

1. 筐体と、
   前記筐体の内側にて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部材と、
   前記筐体の内側にて軸周りに回転しながら前記定着部材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、
   前記定着部材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、前記定着部材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と、
   前記定着部材と前記加圧部材の何れか他方を前記筐体に支持させる支持軸部が前記筐体を貫通しており、前記筐体の外側に延びた前記支持軸部の軸方向両側を前記圧力調整部による加圧方向と同一方向に付勢する矯正付勢部と、を備えていることを特徴とする定着装置。
2. 前記矯正付勢部は、
   前記支持軸部の軸方向両側に対応して前記筐体の外側に固定されている一対の補助筐体と、
   前記一対の補助筐体と前記支持軸部の軸方向両側との間に架設され、前記支持軸部の軸方向両側を加圧方向と同一方向に付勢する一対の付勢部材と、を含むことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記圧力調整部に対応して前記筐体の外側に設けられている第２の矯正付勢部を更に備え、
   前記定着部材は、前記支持軸部を介して前記筐体に支持され、
   前記圧力調整部は、前記加圧部材を支持する可動部材に対し、カム軸部に固定された偏心カムを接触させながら回転させることで前記可動部材を移動させ、前記加圧領域の圧力を変更し、
   前記第２の矯正付勢部は、前記筐体を貫通して前記筐体の外側に延びた前記カム軸部の軸方向両側を前記圧力調整部による加圧方向とは逆方向に付勢することを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記第２の矯正付勢部は、
   前記カム軸部の軸方向両側に対応して前記筐体の外側に固定されている一対の第２の補助筐体と、
   前記一対の第２の補助筐体と前記カム軸部の軸方向両側との間に架設され、前記カム軸部の軸方向両側を加圧方向とは逆方向に付勢する一対の第２の付勢部材と、を含むことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
5. 前記定着部材は、前記支持軸部を介して前記筐体に支持され、
   前記圧力調整部は、前記加圧部材を支持する可動部材に対し、カム軸部に固定された偏心カムを接触させながら回転させることで前記可動部材を移動させ、前記加圧領域の圧力を変更し、
   前記矯正付勢部は、前記支持軸部の軸方向両側と前記カム軸部の軸方向両側との間に架設され、前記支持軸部と前記カム軸部とを互いに引き離す方向に付勢する一対の付勢部材を含むことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
6. 前記筐体は、
   前記支持軸部の軸方向両側を支持する一対のサイドフレームと、
   前記一対のサイドフレームの間に架設されている補強フレームと、を含む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. 請求項１ないし６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。

Images