JP6187338B2

JP6187338B2 - 定着装置、画像形成装置

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Publication number: JP6187338B2
Application number: JP2014052449A
Authority: JP
Inventors: 清岩井
Original assignee: Fuji Xerox Co Ltd; Fujifilm Business Innovation Corp
Current assignee: Fujifilm Business Innovation Corp
Priority date: 2014-03-14
Filing date: 2014-03-14
Publication date: 2017-08-30
Anticipated expiration: 2034-03-14
Also published as: JP2015175986A

Description

本発明は、定着装置、画像形成装置に関する。

特許文献１の定着装置に備えられた加熱部は、励磁コイルと、発熱層を有する定着ベルトと、透磁率変化開始温度から透磁率が連続的に低下し始める感温磁性部材と、感温磁性部材を定着ベルトに接離させる接離機構部と、を有している。

特開２００９−２８２４１３号公報

本発明の課題は、移動部材を、無端部材の内周面と接触する接触位置と無端部材の内周面と離間する離間位置とに移動させる簡易な構成を得ることである。

請求項１に係る定着装置は、磁界を発生する磁界発生部材と、前記磁界発生部材と外周面の一部が対向し、前記磁界の電磁誘導により発熱し、回転する無端状の無端部材と、前記無端部材を挟んで前記磁界発生部材の反対側に配置され、前記無端部材の内周面に沿う円弧状とされ、前記磁界の電磁誘導により発熱し、前記内周面と接触する接触位置と前記内周面と離間する離間位置とを含む複数の位置に移動する移動部材と、前記移動部材が前記接触位置に移動するように、前記移動部材を付勢する付勢部材と、前記付勢部材の付勢力に対抗する対抗力を前記移動部材に付与することで、前記移動部材を前記接触位置から前記離間位置に移動させ、前記対抗力を解除すると、前記移動部材の前記接触位置への移動を許容する対抗部材と、前記無端部材の回転軸方向から見て、前記移動部材を挟んで前記磁界発生部材に対して反対側で前記移動部材の一端側の部分と前記移動部材の他端側の部分とに跨るように配置され、前記移動部材の一端側の部分と前記移動部材の他端側の部分とを支持し、前記対抗部材の前記対抗力を前記移動部材に伝達すると共に、前記磁界発生部材によって発生する磁界が透過するのを抑制する支持部材と、を備えることを特徴とする。

請求項２に係る定着装置は、請求項１に記載の定着装置において、前記付勢部材は、前記無端部材の回転軸方向から見て、前記移動部材の一端側に配置された第一付勢部と、前記移動部材の他端側に配置された第二付勢部と、を備えることを特徴とする。

請求項３に係る定着装置は、請求項１又は２に記載の定着装置において、前記移動部材は、前記離間位置、前記接触位置、及び前記移動部材の一部と前記内周面とが接触する中間位置に移動し、前記対抗部材が前記対抗力の一部を前記移動部材に付与することで、前記対抗部材が、前記移動部材を前記接触位置から前記中間位置に移動させ、さらに、前記対抗部材が前記対抗力の他の一部を前記移動部材に付与することで、前記対抗部材が、前記移動部材を前記中間位置から前記離間位置に移動させることを特徴とする。

請求項４に係る画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部によって画像が形成された記録媒体に画像を定着させる請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置と、を備えることを特徴とする。

請求項１の定着装置によれば、付勢機構の付勢力に対抗する対抗力を移動部材に付与することで移動部材を接触位置から離間位置に移動させ、対抗力を解除すると、移動部材の接触位置への移動を許容する対抗部材を備えていない場合と比して、移動部材を、無端部材の内周面と接触する接触位置と無端部材の内周面と離間する離間位置とに移動させる簡易な構成を得ることができる。
さらに、磁界発生部材によって発生する磁界が、支持部材を透過する場合と比して、支持部材を用いて、支持部材を挟んで磁界発生部材の反対側に配置された部材に対する磁界の影響を抑制することができる。

請求項２の定着装置によれば、回転軸方向から見て、移動部材の中央だけを内周面に向けて付勢する場合と比して、移動部材の姿勢を安定させた状態で、移動部材が接触位置に移動するように移動部材を付勢することができる。

請求項３の定着装置によれば、移動部材が、移動部材の一部と内周面とが接触する中間位置に移動しない場合と比して、無端部材の温度を１℃昇温させるための熱量の設定値を増やすことができる。

請求項４の画像形成装置によれば、請求項１〜４の何れか１項に記載の定着装置を備えていない場合と比して、画像形成装置が小型化される。

本発明の第１実施形態に係る定着装置に用いられる定着ベルト等を示した断面図である。本発明の第１実施形態に係る定着装置に用いられる定着ベルト等を示した断面図である。本発明の第１実施形態に係る定着装置に用いられる対抗機構等を示した断面図である。本発明の第１実施形態に係る定着装置に用いられる定着ベルト、励磁コイル等を示した断面図である。本発明の第１実施形態に係る定着装置を示した断面図である。本発明の第１実施形態に係る定着装置を示した断面図である。本発明の第１実施形態に係る定着装置を示した断面図である。（Ａ）（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る定着装置に用いられる感温磁性板の断面図、及び感温磁性部材の透磁率と温度の関係を示した模式図である。本発明の第１実施形態に係る定着装置に用いられる定着ベルトの断面図である。本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に用いられる画像形成ユニットを示した構成図である。本発明の第１実施形態に係る画像形成装置を示した概略構成図である。本発明の第２実施形態に係る定着装置に用いられる定着ベルト等を示した断面図である。本発明の第２実施形態に係る定着装置に用いられる定着ベルト等を示した断面図である。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態に係る定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置の一例を図１〜図１１に従って説明する。なお図中に示す矢印Ｖは、鉛直方向であって装置上下方向を示し、矢印Ｈは水平方向であって装置幅（装置左右）方向を示し、矢印Ｄは水平方向であって装置奥行方向を示す。

（全体構成）
本実施形態に係る画像形成装置１０では、図１１に示されるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナー（現像剤）による画像形成を行う画像形成部の一例としての画像形成ユニット１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが、画像形成装置１０の筐体１１内の中央側で装置幅方向に対して斜め左下方向へ向けて配列されている。なお、画像形成ユニット１２の配置順は、右上から左下へ向けて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋとなっている。

また、各画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋは、収容される各色のトナーを除いて同様の構成となっている。したがって、以後の説明では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色を区別するときには、数字の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの英字を付加した符号で説明するが、各色を区別する必要がない場合は、数字の後のＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの英字は省略する。

各画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋの上方には、各画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋで形成されたトナー像（画像）を記録媒体の一例としてのシート部材Ｐに転写させる転写ユニット１４が設けられている。転写ユニット１４は、無端状の中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の内側に配置され、各画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋの各トナー像を中間転写ベルト１６に転写させるための４つの一次転写ロール１８Ｙ、１８Ｍ、１８Ｃ、１８Ｋと、中間転写ベルト１６上で重ねられたトナー像をシート部材Ｐに転写させるための二次転写ロール２０とを含んで構成されている。

中間転写ベルト１６は、二次転写ロール２０と対向して配置され、図示しないモータで駆動される駆動ロール２６と、回転可能に支持された支持ロール２２とに巻き掛けられており、駆動ロール２６が、図示しないモータで駆動されて回転することにより、中間転写ベルト１６が矢印Ａ方向（図示の時計回り方向）に循環移動されるようになっている。

各一次転写ロール１８Ｙ〜１８Ｋは、中間転写ベルト１６を挟んで、それぞれの画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋの後述する像保持体２８と対向して配置されている。そして、各一次転写ロール１８Ｙ〜１８Ｋには、トナー極性とは逆極性（本実施形態では一例として正極性）の転写電圧が印加されるようになっている。

また、二次転写ロール２０にも、トナー極性とは逆極性の転写電圧が印加されるようになっている。なお、中間転写ベルト１６の支持ロール２２が設けられている位置の外周面には、図示しないクリーニング装置が設けられており、このクリーニング装置によって、中間転写ベルト１６上の残留トナーや紙粉等が除去されるようになっている。

一方、画像形成ユニット１２の下方には、シート部材Ｐが収納された給紙部４６が設けられている。また、給紙部４６の左端から鉛直上方向には、シート部材Ｐが搬送される用紙搬送路５０が設けられている。

用紙搬送路５０には、シート部材Ｐを給紙部４６から送り出す送出ロール４８と、シート部材Ｐを搬送する一対のロールで構成された搬送ロール５２と、中間転写ベルト１６上の画像の移動タイミングとシート部材Ｐの搬送タイミングとを合わせる一対のロールで構成された位置合わせロール５４とが設けられている。

そして、給紙部４６から送出ロール４８によって順次送り出されたシート部材Ｐは、用紙搬送路５０を経由し、位置合わせロール５４によって中間転写ベルト１６の二次転写位置まで搬送されるようになっている。

用紙搬送路５０上における二次転写ロール２０の下流側（上方）には、定着装置１００が設けられている。定着装置１００は、定着ベルト１０２と加圧ロール１０４（押付部材の一例）を有しており、シート部材Ｐを加熱・加圧してシート部材Ｐに転写されたトナー画像をシート部材Ｐに定着させるようになっている。なお、定着装置１００については、詳細を後述する。

また、用紙搬送路５０上で定着装置１００の下流側には、定着後のシート部材Ｐを筐体１１の外側へ排出する一対のロールで構成された排出ロール６６が設けられており、排出ロール６６で排出されたシート部材Ｐは、筐体１１の上面に形成された排出部６７に排出されるようになっている。なお、筐体１１内で、転写ユニット１４の上方には、画像形成装置１０の各部の駆動制御を行う制御部３６が設けられている。

次に、画像形成ユニット１２について説明する。

図１０で示されるように、画像形成ユニット１２は、矢印Ｂ方向（図示の反時計回り方向）に回転駆動される像保持体２８と、像保持体２８の外周面に接触して像保持体２８を帯電させる帯電ロール７２と、像保持体２８の外周面に露光光を照射して静電潜像を形成する露光手段の一例としての露光ユニット７０と、像保持体２８の外周面の静電潜像をトナーで現像する現像ロール７８と、転写後の像保持体２８の外周面に光を照射して除電を行う除電ランプ７４と、除電後の像保持体２８の外周面を清掃するクリーニングブレード７６とを有している。

また、帯電ロール７２、露光ユニット７０、現像ロール７８、除電ランプ７４、クリーニングブレード７６は、それぞれ像保持体２８の外周面と対向して、像保持体２８の回転方向上流側から下流側へ向けて、この順番で配置されている。

さらに、帯電ロール７２に対して像保持体２８の反対側には、帯電ロール７２の外周面に付着したトナーの外添剤などを取り除くためのクリーニングロール６８が回転可能に設けられている。帯電ロール７２は、図示しない通電手段に接続されており、従動回転しながら画像形成時に通電され、像保持体２８の外周面を帯電させるようになっている。

現像ロール７８の下側には、図示しないトナー供給部から供給された現像剤（一例として、樹脂製のトナーと金属製のキャリアの混合物）を撹拌（混合）して現像ロール７８に供給する螺旋状の２本の搬送部材３８が設けられている。また、現像ロール７８の外周面と対向して薄層形成ロール２４が設けられている。

薄層形成ロール２４は、像保持体２８よりも現像ロール７８の回転方向の上流側で、現像ロール７８の外周面と間隔を空けて配置されており、現像ロール７８の外周面上における現像剤の通過量を規制して、現像ロール７８上に予め決められた厚さの現像剤層（薄層）を形成するようになっている。

現像ロール７８は、固定されたマグネットロール（図示省略）と、マグネットロールの外側で回転可能に設けられた筒状の現像スリーブ（図示省略）とで構成されている。なお、現像ロール７８と像保持体２８との間には、現像時に電圧が付与されて電界が形成され、現像ロール７８は、回転しながら現像剤中のトナーを像保持体２８の静電潜像に向けて移動させるようになっている。

また、画像形成ユニット１２は、下ハウジング１３と上ハウジング１５とで構成される本体部を有している。下ハウジング１３には、現像ロール７８、搬送部材３８、薄層形成ロール２４が設けられており、上ハウジング１５には、像保持体２８、露光ユニット７０、帯電ロール７２、クリーニングロール６８、クリーニングブレード７６、除電ランプ７４が設けられている。

（全体構成の作用）
次に、画像形成装置１０の画像形成工程について説明する。

図１１で示されるように、画像形成装置１０の各ユニットが作動状態になると、制御部３６で画像処理が施された画像データは、各色の色材階調データに変換され、露光ユニット７０に順次出力される。

各色の色材階調データに応じて露光ユニット７０が各露光光を出射し、帯電ロール７２によって帯電した各像保持体２８の外周面を露光する。これにより、各像保持体２８の外周面に静電潜像が形成される。

各像保持体２８の外周面に形成された静電潜像は、現像ロール７８によってそれぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー画像（現像剤像）として現像（顕在化）される。そして、各画像形成ユニット１２Ｙ〜１２Ｋの像保持体２８上に順次形成された各色のトナー像は、４つの一次転写ロール１８Ｙ〜１８Ｋによって中間転写ベルト１６上に順次多重転写される。

中間転写ベルト１６上に多重転写された各色のトナー像は、給紙部４６から搬送されてきたシート部材Ｐ上に二次転写ロール２０によって二次転写される。そして、シート部材Ｐ上の各色のトナー像が定着装置１００で定着され、定着後のシート部材Ｐは、排出ロール６６によって排出部６７に排出される。

なお、トナー像の一次転写が終了した後の像保持体２８の外周面は、クリーニングブレード７６によって残留トナーや紙粉等が除去される。

（定着装置の構成）
次に、定着装置１００について説明する。

定着装置１００は、図７に示されるように、シート部材Ｐの進入又は排出のための開口１２０Ａ、１２０Ｂが形成された筐体１２０を備えている。筐体１２０の内部には、無端状の定着ベルト１０２（無端部材の一例）が備えられている。定着ベルト１０２の両端には、円筒状で回転軸を備えたキャップ部材（図示省略）が嵌合して固定されており、定着ベルト１０２が、回転軸を中心として、回転可能に支持されている。また、一方のキャップ部材には、定着ベルト１０２を回転させるモータ（図示省略）の回転力が伝達されるギヤが形成されている。そして、モータを稼働させることで、定着ベルト１０２は矢印Ｅ方向へ回転するようになっている。

また、定着ベルト１０２の外周面の一部と対向する位置には、絶縁性の部材で構成されたボビン１０８が配置されている。

〔ボビン〕
ボビン１０８は、図７に示されるように、定着ベルト１０２の回転軸方向（本実施形態では、装置奥行方向と同一方向）から見て、定着ベルト１０２の外周面に倣った円弧状とされている。さらに、ボビン１０８において、定着ベルト１０２に対して反対側の面の周方向の中央側に凸部１０８Ａが形成されている。なお、ボビン１０８と定着ベルト１０２との間隔は１〜３ｍｍ程度となっている。

ボビン１０８には、通電によって磁界Ｈを発生する励磁コイル１１０（磁界発生部材の一例）が、凸部１０８Ａを中心として複数回巻き回されている。励磁コイル１１０と対向する位置には、ボビン１０８の円弧状に倣って円弧状に形成された磁性体コア１１２が配置され、磁性体コア１１２はボビン１０８又は励磁コイル１１０に支持されている。

〔定着ベルト〕
定着ベルト１０２は、図９に示されるように、内側から外側に向けて配置される基層１２４、発熱層１２６、弾性層１２８、及び離型層１３０を含んで構成されており、これらが積層され一体となっている。また、定着ベルト１０２は、一例として、直径が３０ｍｍ、幅方向長さが３７０ｍｍとなっている。

基層１２４は、発熱層１２６を支持する強度を有し、耐熱性があり、磁界Ｈの磁束を貫通させ、磁界の作用により発熱しにくい部材で構成されている。本実施形態では、基層１２４として、厚さ３５μｍの非磁性ステンレス鋼が用いられている。

発熱層１２６は、電磁誘導により発熱する部材で構成されている。また、発熱層１２６は、磁界Ｈの磁束を貫通させるために、磁界Ｈが侵入可能な厚さである表皮深さよりも薄くされている。本実施形態では、発熱層１２６として、厚さ１０μｍの銅が用いられている。

弾性層１２８は、弾性と耐熱性とを有する部材で構成されている。本実施形態では、弾性層１２８として、厚さ２００μｍのシリコンゴムが用いられている。

離型層１３０は、シート部材Ｐを定着ベルト１０２から剥離し易くする部材で構成されている。本実施形態では、離型層１３０として、厚さ３０μｍの四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂が用いられている。

さらに、図７に示されるように、定着ベルト１０２の内側で、励磁コイル１１０と径方向に対向しない領域で、かつ、シート部材Ｐの排出側の領域（図中上側の領域）に、定着ベルト１０２の温度を検知する温度検知センサ１３４が配置されている。

また、定着ベルト１０２の内側には、ボビン１０８に対して定着ベルト１０２を挟んで径方向の反対側には、定着ベルト１０２の内周面に沿う円弧状とされ、定着ベルト１０２の内周面と接触する接触部材１５２（移動部材の一例）が備えられている。

〔接触部材〕
接触部材１５２は、層状に配置される感温磁性部材である感温磁性板１１４と、感温磁性板１１４に対して内側に層状に配置される基板１５４とを有している。

感温磁性板１１４は、図８（Ａ）に示されるように、感温特性を有する。

定着ベルト１０２の定着（加熱）設定温度以上で、定着ベルト１０２の耐熱温度以下の温度領域にある透磁率変化開始温度から、透磁率が連続的に低下し始める感温特性を有する部材で構成されている。本実施形態では、感温磁性板１１４として、厚さ３００μｍの鉄‐ニッケル合金（Ｆｅ−Ｎｉ）が用いられている。

なお、透磁率変化開始温度とは、透磁率（ＪＩＳＣ２５３１で測定）が低下し始める温度であり、磁界の磁束の貫通量が変化し始める点をいう（図８（Ｂ）参照）。

基板１５４は、感温磁性板１１４で生じた熱を保持すると共に、保持した熱を装置奥行方向に伝導する部材で構成されている。これにより、感温磁性板１１４の装置奥行方向の温度分布が同様となり、局部的な（部分的な）昇温が抑制されるようになっている。また、感温磁性板１１４の温度が上昇して透磁率変化開始温度以上で透磁率が低下した場合には、定着ベルト１０２を貫通する磁束が減少し定着ベルト１０２の発熱量が抑制されるようになっている。本実施形態では、基板１５４として、厚さ４００μｍのアルミニウムが用いられている。

また、図７に示されるように、定着ベルト１０２の内側で、励磁コイル１１０と径方向に対向しない領域で、かつ、シート部材Ｐの進入側の領域（図中下側の領域）に、感温磁性板１１４の温度を検知する温度検知センサ１３５が配置されている。

一方、接触部材１５２の内側（図中左側）には、支持部材１１８が備えられている。

〔支持部材〕
支持部材１１８は、装置奥行方向に延び、アルミニウム板を折り曲げて形成され、前述した表皮深さ以上の厚さを有しており、磁界Ｈの磁束が貫通しない部材で構成されている。

支持部材１１８は、接触部材１５２の上端（一端側の部分の一例）と接触部材１５２の下端（他端側の部分の一例）とに跨るように配置されている。そして、支持部材１１８の上端が、接触部材１５２の上端を支持し、支持部材１１８の下端が、接触部材１５２の下端を支持している。

また、支持部材１１８において上端と下端との間の部分には、後述するロッド１８４が貫通する貫通孔１１８Ａが形成されている。

さらに、支持部材１１８が装置幅方向に移動するように、支持部材１１８を支持するフレーム１５８が備えられている。

〔フレーム〕
フレーム１５８は、図４に示されるように、支持部材１１８を挟んで接触部材１５２に対して反対側に配置されている。そして、フレーム１５８は、装置奥行方向に延びる本体部材１６０と、支持部材１１８の上側の部分を支持する上側支持部材１６２と、支持部材１１８の下側の部分を支持する下側支持部材１６４と、を備えている。

本体部材１６０は、装置奥行方向に延びるように配置されている。また、本体部材１６０は、装置奥行方向から見て外形が五角形とされ、本体部材１６０の内部には、空間１６０Ａが形成されている。そして、本体部材１６０の装置奥行方向の両端は、筐体１２０に固定されている。

また、本体部材１６０の上面１６０Ｂに、上側支持部材１６２が取り付けられ、本体部材１６０の下面１６０Ｃに、下側支持部材１６４が取り付けられている。

上側支持部材１６２は、図１に示されるように、円柱状の棒材を折り曲げることで逆Ｌ字状に形成され、装置奥行方向に間隔を空けて複数個配置されている。上側支持部材１６２において、支持部材１１８に向けて装置幅方向に延びる延設部１６２Ｂには、径寸法が広げられた拡径部１６２Ａが形成されている。さらに、延設部１６２Ｂの先端側は、支持部材１１８に形成された図示せぬ貫通孔を貫通している。これにより、支持部材１１８の上側の部分は、延設部１６２Ｂに案内されて装置幅方向に移動するようになっている。

さらに、拡径部１６２Ａと支持部材１１８との間には、支持部材１１８を介して接触部材１５２の上側の部分（一端側の部分一例）を定着ベルト１０２の内周面に向けて付勢するコイルバネ１６６（第一付勢部の一例）が配置されている。

下側支持部材１６４は、円柱状の棒材を折り曲げることでＬ字状に形成され、装置奥行方向に間隔を空けて複数個配置されている。下側支持部材１６４において、支持部材１１８に向けて装置幅方向に延びる延設部１６４Ｂには、径寸法が広げられた拡径部１６４Ａが形成されている。さらに、延設部１６４Ｂの先端側は、支持部材１１８に形成された図示せぬ貫通孔を貫通している。これにより、支持部材１１８の下側の部分は、延設部１６４Ｂに案内されて装置幅方向に移動するようになっている。

さらに、拡径部１６４Ａと支持部材１１８との間には、支持部材１１８を介して接触部材１５２の下側の部分（他端側の部分一例）を定着ベルト１０２の内周面に向けて付勢するコイルバネ１７０（第二付勢部の一例）が配置されている。

このように、接触部材１５２を定着ベルト１０２の内周面に向けて付勢する付勢部材の一例としての付勢機構１５０は、コイルバネ１６６及びコイルバネ１７０を含んで構成されている。なお、コイルバネ１７０及びコイルバネ１６６の付勢力（ばね力）については、後述する対抗機構１８０と共に説明する。

一方、本体部材１６０の内部に形成された空間１６０Ａには、支持部材１１８を本体部材１６０側に引き込み、接触部材１５２と定着ベルト１０２の内周面とを離間させる対抗機構１８０（対抗部材の一例）が備えられている。

〔対抗機構〕
対抗機構１８０は、図３に示されるように、装置奥行方向を軸方向とする偏心カム１８２と、偏心カム１８２の周面に基端が接し、先端が貫通孔１１８Ａを貫通するロッド１８４とを備えている。偏心カム１８２及びロッド１８４は、装置奥行方向において、支持部材１１８の両側に配置されている。

偏心カム１８２の軸部１８２Ａの両端は、筐体１２０に図示せぬ軸受を介して回転可能に支持され、この軸部１８２Ａには、図示せぬ駆動部材（例えば、ステッピングモータ）から回転力が伝達されるようになっている。

ロッド１８４は、本体部材１６０に形成された貫通孔１６０Ｄ、及び貫通孔１１８Ａを貫通している。そして、ロッド１８４の先端が基端に対して下方に位置するように、ロッド１８４は、装置幅方向に対して傾斜している。さらに、ロッド１８４の基端には、径寸法が広げられた拡径部１８４Ａが形成され、ロッド１８４の先端には、径寸法が広げられた拡径部１８４Ｂが形成されている。

また、拡径部１８４Ａと貫通孔１６０Ｄの周縁との間には、コイルバネ１８６が配置されている。このコイルバネ１８６は、拡径部１８４Ａを偏心カム１８２の外周面に押し付けるように、ロッド１８４を偏心カム１８２側に向けて付勢している。

これに対して、ロッド１８４の先端は、支持部材１１８の貫通孔１１８Ａを貫通し、貫通したロッド１８４の先端に前述した拡径部１８４Ｂが形成されている。

図５に示されるように、離間位置に移動した接触部材１５２と定着ベルト１０２の内周面との距離が、装置奥行方向から見て、予め決められた範囲内に入るように、接触部材１５２の位置を規制するストッパー１４０、１４２が備えられている。

ストッパー１４０、１４２は、装置奥行方向に間隔を空けて夫々６個配置されている。ストッパー１４０は、離間位置に移動した接触部材１５２の位置を規制するように、支持部材１１８の上側の部分と当たり、ストッパー１４２は、離間位置に移動した接触部材１５２の位置を規制するように、支持部材１１８の下側の部分と当たるようになっている。

次に、コイルバネ１６６、コイルバネ１７０、及びコイルバネ１８６の付勢力（ばね力）について説明する。

以下の説明では、全てのコイルバネ１６６によって接触部材１５２の上側を定着ベルト１０２の内周面に向けて付勢する力を「上側付勢力」と称する。これに対して、全てのコイルバネ１７０によって接触部材１５２の下側を定着ベルト１０２の内周面に向けて付勢する力を「下側付勢力」と称する。また、全てのコイルバネ１８６によってロッド１８４を偏心カム１８２側に向けて付勢する力を「対抗付勢力」と称する。さらに、図５に示されるように、ロッド１８４による引込力が支持部材１１８に作用する部位を部位Ｇする。

そして、対抗付勢力は、全ての状態で、上側付勢力と下側付勢力とを合計した付勢力に対して強くされている。

また、接触部材１５２が離間位置に移動した状態で、上側付勢力によって部位Ｇに生じる回転モーメントが、下側付勢力によって部位Ｇに生じる回転モーメントに比して大きくなるよう各パラメータが決められている。本実施形態では、パラメータとしては、コイルバネ１６６、１７０のばね定数及び圧縮量、装置上下方向における部位Ｇからコイルバネ１６６、１７０までの距離（図中Ｔ１、Ｔ２）が挙げられる。

この構成により、偏心カム１８２を回転させることで、ロッド１８４がロッド１８４の長手方向に移動し、上側付勢力及び下側付勢力に対抗する対抗力が支持部材１１８に付与され、コイルバネ１６６及びコイルバネ１７０を縮ませる。これにより、支持部材１１８及び接触部材１５２が装置幅方向に移動するようになっている。そして、偏心カム１８２を回転させて支持部材１１８を最も本体部材１６０側に引き込むと、図５に示されるように、接触部材１５２の全体が定着ベルト１０２の内周面と離間し、接触部材１５２が離間位置に移動するようになっている。

また、接触部材１５２が離間位置に移動した状態から、偏心カム１８２を９０度回転させる。そうすると、支持部材１１８及び接触部材１５２の移動が一部許容され、支持部材１１８が傾き、図２に示されるように、接触部材１５２の上側の部分（上側の半分程度：図中範囲Ｋ）が定着ベルト１０２の内周面と接し、接触部材１５２が中間位置に移動するようになっている。

さらに、接触部材１５２が中間位置に移動した状態から、図示せぬ駆動部材の回転力により、偏心カム１８２が９０度回転する。そうすると、支持部材１１８及び接触部材１５２の移動が全部許容され、接触部材１５２の下側の部分が装置幅方向に移動し、図１に示されるように、接触部材１５２の全体が定着ベルト１０２の内周面と接触し、接触部材１５２が接触位置に移動するようになっている。

なお、前述した動作に対して逆の動作を行うことで、接触部材１５２が、接触位置から中間位置に移動し、さらに、中間位置から離間位置に移動するようになっている。

そして、ユーザからの指示等により制御部３６が接触部材１５２を移動させることで、定着装置１００は、急速立上モードと、高生産性モードと、中間モードと、に切り替えられるようになっている。

急速立上モードは、ユーザによってジョブが指示された後の定着ベルト１０２の昇温時間（以下「ベルト昇温時間」）を短くすることを優先するモードである。急速立上モードでは、接触部材１５２は、離間位置に移動している。

高生産性モードは、定着ベルト１０２が昇温して指示されたジョブ（複数枚のシート部材Ｐに画像を形成するジョブ）が開始されてから終了するまでのジョブが実行されている時間（以下「ジョブ実行時間」）を短くすることを優先するモードでる。高生産性モードでは、接触部材１５２は、接触位置に移動している。

高生産性モードの際のベルト昇温時間は、急速立上モードの際のベルト昇温時間に比して長いが、高生産性モードの際のジョブ実行時間は、急速立上モードの際のジョブ実行時間に比して短くなっている。

中間モードは、ベルト昇温時間及びジョブ実行時間の両方について、ユーザに許容されるモードである、中間モードでは、接触部材１５２は、中間位置に移動している。

中間モードの際のベルト昇温時間は、急速立上モードの際のベルト昇温時間に比して長く、高生産性モードのベルト昇温時間に比して短くなっている。さらに、中間モードの際のジョブ実行時間は、急速立上モードのジョブ実行時間に比して短く、高生産性モードのジョブ実行時間に比して長くなっている。

なお、急速立上モード、高生産性モード、及び中間モードの詳細については、後述する作用と共に説明する。

一方、図７に示されるように、本体部材１６０において支持部材１１８が配置される側に対して反対側には、加圧ロール１０４との間で定着ベルト１０２を挟む押圧パット１３２が固定されている。本実施形態では、押圧パット１３２を構成する材料として、液晶ポリマー（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＰｏｌｙｍｅｒ）が用いられている。

〔加圧ロール〕
加圧ロール１０４は、図７に示されるように、アルミニウム等の金属からなる芯金１０４Ａと、この芯金１０４Ａに被覆される厚さ５ｍｍの発泡シリコンゴムのスポンジ弾性層１０４Ｂと、を備えている。さらに、加圧ロール１０４は、このスポンジ弾性層１０４Ｂの外側に、厚さ５０μｍのカーボン入りの四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（ＰＦＡ）からなる離型層（図示省略）を備えている。

また、加圧ロール１０４の芯金１０４Ａは、図示せぬリトラクト機構によって移動し、装置幅方向に移動するようになっている。そして、このリトラクト機構によって、加圧ロール１０４は、定着ベルト１０２と接して定着ベルト１０２を加圧する加圧位置（図６、図７参照）と、定着ベルト１０２と離間する非加圧位置（図５参照）とに移動するようになっている。

さらに、加圧ロール１０４の芯金１０４Ａには、図示せぬモータからの回転力が伝達され、加圧ロール１０４は、図７に示す矢印Ｆ方向（矢印Ｅ方向と反対方向）に回転するようになっている。

（定着装置の作用）
次に、ユーザからの指示等により、定着装置１００が急速立上モードで稼働する場合、定着装置１００が高生産性モードで稼働する場合、及び定着装置１００が中間モードで稼働する場合、について説明する。

〔急速立上モード〕
定着装置１００の非稼働状態では、図５に示されるように、加圧ロール１０４は、定着ベルト１０２と離間する非加圧位置に移動しており、接触部材１５２は、定着ベルト１０２の内周面と離間する離間位置に移動している。

ユーザによりジョブが指示され、画像形成装置１０が稼働すると、トナー画像が転写されたシート部材Ｐが定着装置１００へ向けて搬送される。そして、定着装置１００では、制御部３６の制御によって、接触部材１５２の離間位置への移動が維持される。また、定着ベルト１０２が、図示せぬモータからの回転力を受けて矢印Ｅ方向に回転する。

さらに、励磁コイル１１０に交流電流が供給され、励磁コイル１１０の周囲に磁気回路としての磁界Ｈが生成消滅を繰り返す。そして、磁界Ｈが定着ベルト１０２の発熱層１２６（図９参照）を横切ると、磁界Ｈの変化を妨げる磁界が生じるように発熱層１２６に渦電流が発生する。これより、定着ベルト１０２が発熱する。ここで、接触部材１５２が離間位置に移動しているため、接触部材１５２が接触位置に移動している場合に比して、定着ベルト１０２を１℃昇温させるための熱量（以下「ベルト熱量」）が小さい。これにより、ベルト昇温時間は、接触部材１５２が接触位置に移動している場合に比して、短い。

定着ベルト１０２が定着設定温度に達した後、加圧ロール１０４は、図示せぬモータからの回転力を受けて矢印Ｆ方向に回転する。さらに、リトラクト機構が作動し、加圧ロール１０４が、図６に示されるように、非加圧位置から加圧位置に移動する。加圧ロール１０４が、加圧位置に移動すると、定着ベルト１０２へ伝達されている回転力が解除され、定着ベルト１０２は、回転する加圧ロール１０４に従動して回転する。

そして、定着装置１００に向けて搬送られたシート部材Ｐは、定着設定温度（１７０℃）となっている定着ベルト１０２と、加圧ロール１０４とによって押圧され、トナー画像がシート部材Ｐの表面に定着する。そして、トナー画像が定着したシート部材Ｐは、排出ロール６６によって排出部６７に排出される（図１１参照）。

定着ベルト１０２の温度は、シート部材Ｐと接することで低下する。温度が低下した定着ベルト１０２の温度は、温度検知センサ１３４によって検知され、定着ベルト１０２の温度が定着設定温度を下回っている場合は、再度、励磁コイル１１０に交流電流が供給され、定着ベルト１０２の温度が上昇する。このように、励磁コイル１１０への交流電流の供給と供給停止を繰り返すことで、励磁コイル１１０によって磁界Ｈが間欠的に生じ、定着ベルト１０２の温度が定着設定温度に維持される。

ここで、前述したように、接触部材１５２が離間位置に移動しているため、ベルト熱量が小さい。これにより、定着ベルト１０２がシート部材Ｐと接することで低下する定着ベルト１０２の温度の変化量は、接触部材１５２が接触位置に移動している場合の定着ベルト１０２の温度の変化量に比して、大きい。このため、定着ベルト１０２を再度昇温しなければならい。

そして、制御部３６は、定着ベルト１０２が昇温される時間を考慮し、シート部材Ｐの搬送速度（又は搬送間隔）を調整する。

〔高生産性モード〕
高生成性モードについては、急速立上モードとは異なる部分を主に説明する。

ユーザによりジョブが指示され、画像形成装置１０が稼働すると、トナー画像が転写されたシート部材Ｐが定着装置１００へ向けて搬送される。そして、定着装置１００では、制御部３６の制御によって、偏心カム１８２が１８０度回転し、図１に示されるように、接触部材１５２の全体が定着ベルト１０２の内周面と接触し、接触部材１５２が離間位置から接触位置に移動する。また、定着ベルト１０２が、図示せぬモータからの回転力を受けて矢印Ｅ方向に回転する。

そして、励磁コイル１１０（図４参照）によって生じる磁界Ｈにより、定着ベルト１０２が発熱する。ここで、接触部材１５２が接触位置に移動しているため、接触部材１５２が離間位置に移動している場合に比して、ベルト熱量が大きくなる。これにより、ベルト昇温時間は、接触部材１５２が離間位置に移動している場合に比して、長くなる。

定着ベルト１０２が定着設定温度に達した後、加圧ロール１０４は、リトラクト機構によって、非加圧位置から加圧位置に移動する。そして、定着装置１００に向けて搬送られたシート部材Ｐは、定着設定温度となっている定着ベルト１０２と、加圧ロール１０４とによって押圧され、トナー画像がシート部材Ｐの表面に定着する。

ここで、前述したように、接触部材１５２が接触位置に移動しているため、ベルトを含めた熱容量が大きい。また、接触部材１５２も磁界Ｈにより発熱している。

そして、定着ベルト１０２がシート部材Ｐと接することで低下する温度の変化量は、接触部材１５２が離間位置に移動している場合に比して、小さくなる。これにより、定着ベルト１０２を再度昇温させる頻度は、接触部材１５２が離間位置に移動している場合に比して低くなる。

そして、制御部３６は、定着ベルト１０２が昇温される時間を考慮し、シート部材Ｐの搬送速度（又は搬送間隔）を調整する。定着ベルト１０２を再度昇温させる頻度が、接触部材１５２が離間位置に移動している場合に比して低くなるため、シート部材Ｐの搬送速度が、接触部材１５２が離間位置に移動している場合に比して速くなる。これにより、ジョブ実行時間は、接触部材１５２が離間位置に移動している場合（急速立上モード）に比して、短くなる。

〔中間モード〕
中間モードについては、急速立上モードとは異なる部分を主に説明する。

ユーザによりジョブが指示され、画像形成装置１０が稼働すると、トナー画像が転写されたシート部材Ｐが定着装置１００へ向けて搬送される。そして、定着装置１００では、制御部３６の制御によって、偏心カム１８２が９０度回転し、図２に示されるように、接触部材１５２の上側の部分が定着ベルト１０２の内周面と接し、接触部材１５２が中間位置に移動する。また、定着ベルト１０２が、図示せぬモータからの回転力を受けて矢印Ｅ方向に回転する。

そして、励磁コイル１１０（図４参照）によって生じる磁界Ｈにより、定着ベルト１０２が発熱する。ここで、接触部材１５２が中間位置に移動しているため、接触部材１５２が離間位置に移動している場合に比して、ベルト熱量が大きくなり、接触部材１５２が接触位置に移動している場合に比して、ベルト熱量が小さくなる。これにより、ベルト昇温時間は、接触部材１５２が離間位置に移動している場合に比して長くなり、接触部材１５２が接触位置に移動している場合に比して短くなる。

ここで、前述したように、接触部材１５２が中間位置に移動しているため、接触部材１５２が離間位置に移動している場合に比して、ベルトを含めた熱容量が大きく、接触部材１５２が接触位置に移動している場合に比して、ベルト熱量が小さい。また、接触部材１５２も磁界Ｈにより発熱している。

そして、定着ベルト１０２を再度昇温させる頻度は、接触部材１５２が離間位置に移動している場合に比して低くなり、接触部材１５２が接触位置に移動している場合に比して高くなる。

このため、シート部材Ｐの搬送速度が、接触部材１５２が離間位置に移動している場合に比して速くなり、接触部材１５２が接触位置に移動している場合に比して遅くなる。これにより、ジョブ実行時間は、接触部材１５２が離間位置に移動している場合に比して短くなり、接触部材１５２が接触位置に移動している場合に比して長くなる。

（まとめ）
以上説明したように、定着装置１００は、接触部材１５２が接触位置に移動するように接触部材１５２を付勢する付勢機構１５０と、接触部材１５２を接触位置から離間位置に移動させる対抗機構１８０と、を備えている。これより、対抗機構１８０、及び付勢機構１５０を用いない構成と比して、接触部材１５２を、接触位置と離間位置とに移動させる簡易な構成が得られる。

また、付勢機構１５０、及び対抗機構１８０が、定着ベルト１０２の内部に配置されているため、定着ベルト１０２の外部に、付勢機構又は対抗機構が配置される場合と比して、装置奥行方向における定着装置１００の専有空間が小さくされる。

また、付勢機構１５０は、接触部材１５２の上側の部分を定着ベルト１０２の内周面に向けて付勢するコイルバネ１６６と、接触部材１５２の下側の部分を定着ベルト１０２の内周面に向けて付勢するコイルバネ１７０とを備えている。このため、接触部材１５２の中央だけを定着ベルト１０２の内周面に向けて付勢する場合と比して、接触部材１５２の姿勢を安定させた状態で、接触部材１５２が定着ベルト１０２の内周面に向けて付勢される。

また、支持部材１１８は、装置奥行方向に延び、励磁コイル１１０によって生じる磁界Ｈの磁束が貫通しない厚さとなっている。このため、磁界Ｈが、偏心カム１８２等に到達するのが抑制され、磁界Ｈによる偏心カム１８２等への影響が抑制される。

また、接触部材１５２を離間位置に移動させることで、ベルト昇温時間が優先される急速立上モードとなり、接触部材１５２を接触位置に移動させることで、ジョブ実行時間が優先される高生産性モードとなる。さらに、接触部材１５２を中間位置に移動させることで、ベルト昇温時間及びジョブ実行時間の両方について、ユーザに許容される中間モードとなる。

また、画像形成装置１０においては、装置奥行方向における定着装置１００の専有空間が小さくされることで、画像形成装置１０が小型化される。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態に係る定着装置、及び画像形成装置の一例について図１２、図１３に従って説明する。なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略し、第１実施形態と異なる部分を主に説明する。

図１２に示されるように、第２実施形態の定着装置２００の本体部材１６０の上面１６０Ｂに、上側支持部材２０２が取り付けられ、本体部材１６０の下面１６０Ｃに、下側支持部材２０４が取り付けられている。

上側支持部材２０２は、円柱状の棒材を折り曲げることで逆Ｌ字状に形成され、装置奥行方向に間隔を空けて複数個配置されている。上側支持部材２０２において、支持部材１１８に向けて装置幅方向に延びる延設部２０２Ｂの先端側は、支持部材１１８に形成された円状の貫通孔１１８Ｃを貫通している。これにより、支持部材１１８の上側の部分は、延設部２０２Ｂに案内されて装置幅方向に移動するようになっている。

下側支持部材２０４は、円柱状の棒材を折り曲げることでＬ字状に形成され、装置奥行方向に間隔を空けて複数個配置されている。下側支持部材２０４において、支持部材１１８に向けて装置幅方向に延びる延設部２０４Ｂの先端側は、支持部材１１８に形成された円状の貫通孔１１８Ｄを貫通している。これにより、支持部材１１８の下側の部分は、延設部２０４Ｂに案内されて装置幅方向に移動するようになっている。

このように、上側支持部材２０２及び下側支持部材２０４によって、支持部材１１８が装置幅方向に移動するようになっている。

さらに、本体部材１６０の貫通孔１６０Ｄの周縁と、支持部材１１８の貫通孔１１８Ａの周縁との間には、付勢機構２１０を構成するコイルバネ２１２が配置されている。このコイルバネ２１２は、支持部材１１８を介して接触部材１５２を定着ベルト１０２の内周面に向けて付勢している。

そして、全てのコイルバネ１８６の付勢力は、全ての状態で、全てのコイルバネ２１２の付勢力に比して強くされている。

この構成において、偏心カム１８２を回転させることで、図１２、図１３に示されるように、接触部材１５２が、接触位置と離間位置とに移動するようになっている。

他の第２実施形態の作用については、付勢機構１５０が上側に配置されるコイルバネ１６６、及び下側に配置されるコイルバネ１７０を備えていることによって奏する作用以外の第１実施形態の作用と同様である。

なお、本発明を特定の実施形態について詳細に説明したが、本発明は係る実施形態に限定されるものではなく、本発明の範囲内にて他の種々の実施形態をとることが可能であることは当業者にとって明らかである。例えば、上記第１実施形態の接触部材１５２の中間位置では、接触部材１５２の上側の部分が定着ベルト１０２の内周面と接したが、接触部材１５２の下側の部分が定着ベルト１０２の内周面と接してもよい。

また、上記第１実施形態の接触部材１５２の中間位置では、接触部材１５２の上側の半分程度が定着ベルト１０２の内周面と接したが、接触部材１５２と定着ベルト１０２の内周面とが接する面積については、必要とされるベルト熱量に基づいて決めればよい。

また、上記第１実施形態では、接触部材１５２の中間位置は、１箇所だけであったが、複数個所であってもよい。

また、上記第１実施形態では、接触部材１５２が中間位置に移動したが、接触部材１５２が接触位置と離間位置とだけに移動してもよい。

１０画像形成装置
１２画像形成ユニット（画像形成部の一例）
１００定着装置
１０２定着ベルト（無端部材の一例）
１１８支持部材
１５０付勢機構（付勢部材の一例）
１５２接触部材（移動部材の一例）
１６６コイルバネ（第一付勢部の一例）
１７０コイルバネ（第二付勢部の一例）
１８０対抗機構（対抗部材の一例）
２００定着装置
２１０付勢機構（付勢部材の一例）
２１２コイルバネ

Claims

磁界を発生する磁界発生部材と、
前記磁界発生部材と外周面の一部が対向し、前記磁界の電磁誘導により発熱し、回転する無端状の無端部材と、
前記無端部材を挟んで前記磁界発生部材の反対側に配置され、前記無端部材の内周面に沿う円弧状とされ、前記磁界の電磁誘導により発熱し、前記内周面と接触する接触位置と前記内周面と離間する離間位置とを含む複数の位置に移動する移動部材と、
前記移動部材が前記接触位置に移動するように、前記移動部材を付勢する付勢部材と、
前記付勢部材の付勢力に対抗する対抗力を前記移動部材に付与することで、前記移動部材を前記接触位置から前記離間位置に移動させ、前記対抗力を解除すると、前記移動部材の前記接触位置への移動を許容する対抗部材と、
前記無端部材の回転軸方向から見て、前記移動部材を挟んで前記磁界発生部材に対して反対側で前記移動部材の一端側の部分と前記移動部材の他端側の部分とに跨るように配置され、前記移動部材の一端側の部分と前記移動部材の他端側の部分とを支持し、前記対抗部材の前記対抗力を前記移動部材に伝達すると共に、前記磁界発生部材によって発生する磁界が透過するのを抑制する支持部材と、
を備える定着装置。
前記付勢部材は、
前記無端部材の回転軸方向から見て、前記移動部材の一端側に配置された第一付勢部と、前記移動部材の他端側に配置された第二付勢部と、を備える請求項１に記載の定着装置。
前記移動部材は、前記離間位置、前記接触位置、及び前記移動部材の一部と前記内周面とが接触する中間位置に移動し、
前記対抗部材が前記対抗力の一部を前記移動部材に付与することで、前記対抗部材が、前記移動部材を前記接触位置から前記中間位置に移動させ、さらに、前記対抗部材が前記対抗力の他の一部を前記移動部材に付与することで、前記対抗部材が、前記移動部材を前記中間位置から前記離間位置に移動させる請求項１又は２に記載の定着装置。
記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部によって画像が形成された記録媒体に画像を定着させる請求項１〜３の何れか１項に記載の定着装置と、
を備える画像形成装置。