JP6878998B2

JP6878998B2 - 定着装置

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Publication number: JP6878998B2
Application number: JP2017063388A
Authority: JP
Inventors: 竹内　健二; 健二竹内; 真仁梶田
Original assignee: Brother Industries Ltd
Current assignee: Brother Industries Ltd
Priority date: 2017-03-28
Filing date: 2017-03-28
Publication date: 2021-06-02
Anticipated expiration: 2037-03-28
Also published as: US10379469B2; US20180284662A1; JP2018165792A

Description

本発明は、記録媒体に転写された現像剤像を熱定着する定着装置に関する。

従来、無端ベルトを用いた定着装置において、無端ベルト内に２つの加圧部材を備えたものがある。例えば、特許文献１には、無端ベルト内に加圧パッドと加圧ローラの２つの加圧部材を設け、これらの加圧部材と定着ローラとの間で無端ベルトを挟む構成が開示されている。

この技術では、普通紙などを熱定着する場合には、定着ローラを２つの加圧部材に向けて押圧することで、２つの加圧部材と定着ローラとの間に幅広のニップ部が形成される。また、特殊な記録媒体を熱定着する場合には、定着ローラを加圧ローラから退避させ、加圧パッドを定着ローラに向けて押圧することで、加圧パッドと定着ローラとの間に幅狭のニップ部が形成される。そして、このような幅狭のニップ部で熱定着することで、特殊な記録媒体に皺が発生するのを抑制することが可能となっている。

特開２０１４−２６２９５号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、特殊な記録媒体を熱定着する場合には、ニップ幅を狭くすることで記録媒体に皺が発生するのを抑制することはできるものの、普通紙などを熱定着する場合に比べ、ニップ圧のピークを１か所しか作ることができない。そのため、特許文献１の技術では、記録媒体の無端ベルトからの剥離性が低下してしまい、用紙詰まり、つまりジャムが発生しやすくなるおそれがある。

そこで、本発明は、無端ベルトからの記録媒体の剥離性が悪化するのを抑制することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る定着装置は、回転する無端ベルトと、対向部材と、前記無端ベルトの内周面に接触し、前記対向部材との間で前記無端ベルトを挟む第１加圧部材と、前記無端ベルトの内周面に接触し、前記対向部材との間で前記無端ベルトを挟む第２加圧部材と、前記第１加圧部材および前記第２加圧部材を支持するフレームと、前記無端ベルトのうち、前記第１加圧部材と前記第２加圧部材との間に位置する部分の移動方向において、前記第１加圧部材を、第１位置と、当該第１位置とは異なる第２位置との間で移動させる移動機構と、前記フレームおよび前記対向部材のうち一方を他方に向けて付勢することで、前記第１加圧部材および前記第２加圧部材と前記対向部材との間に前記無端ベルトを挟むための挟持力を発生させる付勢機構と、を備える。
前記定着装置では、前記第１加圧部材が、前記第１位置に位置するときと、前記第２位置に位置するときの両方において、前記第１加圧部材および前記第２加圧部材と前記対向部材との間に前記付勢機構による挟持力が発生している。

この構成によれば、第１加圧部材を移動機構によって第１位置または第２位置に移動させることで、第１加圧部材および第２加圧部材と対向部材との間のニップ部の幅を変更することができる。また、第１加圧部材が、第１位置に位置するときと、第２位置に位置するときの両方において、対向部材と各加圧部材との間に挟持力が発生するので、ニップ部の幅に関わらず、ニップ圧のピークを２か所作ることができる。これにより、例えば記録媒体の種類に応じてニップ部の幅を変更した場合であっても、無端ベルトからの記録媒体の剥離性が悪化するのを抑制することができる。

本発明によれば、無端ベルトからの記録媒体の剥離性が悪化するのを抑制することができる。

本発明の第１の実施形態に係る定着装置を備えるレーザプリンタの概略構成を示す図である。ニップ幅が第１幅であるときの定着装置を右から見た断面図である。ニップ幅が第２幅であるときの定着装置を右から見た断面図である。定着装置の各部材を分解して示す斜視図である。上下方向に直交する面で切った定着装置の断面を上から見た断面図である。ステイ周りの構造を示す断面図であり、図５のＩ−Ｉ断面図（ａ）と、図５のＩＩ−ＩＩ断面図（ｂ）と、図５のＩＩＩ−ＩＩＩ断面図（ｃ）である。揺動ギヤとカムの動作を示す図（ａ），（ｂ）である。第２の実施形態に係る定着装置を右から見た断面図であり、ニップ幅が第１幅であるときの状態を示す図である。第２の実施形態に係る定着装置を右から見た断面図であり、ニップ幅が第２幅であるときの状態を示す図である。加圧アームと軸受の連結部分を示す図である。上下方向に直交する面で切った加圧ローラ周りの構造の断面を上から見た断面図である。第３の実施形態に係る定着装置を右から見た断面図であり、ニップ幅が第１幅であるときの状態を示す図である。第３の実施形態に係る定着装置を右から見た断面図であり、ニップ幅が第２幅であるときの状態を示す図である。

［第１の実施形態］
次に、本発明の第１の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、以下の説明では、まず、本発明の定着装置１００を備えたレーザプリンタ１の概略構成について説明した後、本発明の特徴部分について詳しく説明する。

また、以下の説明において、方向は、図１に示す方向で説明する。すなわち、図１における左側を「前」、右側を「後」とし、手前側を「右」、奥側を「左」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。

図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２内に、用紙Ｓを供給する給紙部３と、露光装置４と、用紙Ｓ上にトナー像を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｓ上のトナー像を熱定着する定着装置１００とを主に備えている。

給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、給紙トレイ３１と、給紙機構３３とを備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、給紙機構３３によってプロセスカートリッジ５に向けて供給される。

露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、図示しないレーザ発光部や、符号を省略して示すポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。この露光装置４では、レーザ発光部から出射される画像データに基づくレーザ光（鎖線参照）が、感光体ドラム６１の表面で高速走査されることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。

プロセスカートリッジ５は、露光装置４の下方に配置され、本体筐体２に設けられたフロントカバー２１を開いたときにできる開口から本体筐体２に対して着脱可能となっている。このプロセスカートリッジ５は、ドラムユニット６と、現像ユニット７とから構成されている。

ドラムユニット６は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。また、現像ユニット７は、ドラムユニット６に対して着脱可能となっており、現像ローラ７１と、供給ローラ７２と、層厚規制ブレード７３と、トナーを収容するトナー収容部７４とを主に備えている。

このプロセスカートリッジ５では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光装置４からのレーザ光の高速走査によって露光されることで、感光体ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。また、トナー収容部７４内のトナーは、供給ローラ７２を介して現像ローラ７１に供給され、現像ローラ７１と層厚規制ブレード７３の間に進入して一定厚さの薄層として現像ローラ７１上に担持される。

現像ローラ７１上に担持されたトナーは、現像ローラ７１から感光体ドラム６１上に形成された静電潜像に供給される。これにより、静電潜像が可視像化され、感光体ドラム６１上にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｓが搬送されることで感光体ドラム６１上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。

定着装置１００は、プロセスカートリッジ５の後方に設けられている。トナー像が転写された用紙Ｓが定着装置１００を通過すると、トナー像が用紙Ｓ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、搬送ローラ２３，２４によって排紙トレイ２２上に排出される。

図２に示すように、定着装置１００は、対向部材の一例としての加熱ローラ１１０と、加圧ユニット２００と、定着フレーム１２０と、フレームの一例としての加圧アーム１３０と、付勢機構の一例としての引張コイルバネ１４０と、を備えている。定着フレーム１２０は、例えば樹脂などで形成されている。

加熱ローラ１１０は、左右方向に沿った回転軸線を中心に回転するローラである。加熱ローラ１１０は、金属からなる円筒状の素管１１１と、素管１１１の外周面に設けられる弾性層１１２とを備えている。弾性層１１２は、シリコーンゴムなどの弾性変形可能な材料で形成されている。素管１１１は、定着フレーム１２０に回転可能に支持されている。素管１１１の内部には、ヒータ１１３が設けられている。

加圧アーム１３０は、金属などからなる板状の部材であり、一端部が定着フレーム１２０に回動可能に支持されている。加圧アーム１３０は、加圧ユニット２００の左右両側に１つずつ設けられ、加圧ユニット２００の左右方向の各端部を支持している。

引張コイルバネ１４０は、加圧アーム１３０を上方、詳しくは加熱ローラ１１０に向けて付勢することで、加熱ローラ１１０と加圧ユニット２００との間にニップ圧を発生させるバネである。引張コイルバネ１４０は、加圧アーム１３０の回動軸とは反対側の他端部と定着フレーム１２０とに連結されている。

なお、図示は省略するが、定着装置１００は、加圧アーム１３０を図２に示す押圧位置から、当該押圧位置よりも加熱ローラ１１０から離れた退避位置（図示略）に切り替えるための切替機構を備えている。加圧アーム１３０が押圧位置に位置するときには、加熱ローラ１１０と加圧ユニット２００との間に所定のニップ圧が発生し、加圧アーム１３０が退避位置に位置するときには、加熱ローラ１１０と加圧ユニット２００との間のニップ圧が所定のニップ圧よりも弱くなる、例えば０となっている。

加圧ユニット２００は、加熱ローラ１１０の下に配置されている。加圧ユニット２００は、無端ベルト２１０と、第１加圧部材の一例としての加圧パッド２２０と、第２加圧部材の一例としての加圧ローラ２３０と、移動機構２４０と、摺接部材の一例としての可動ガイド２５０と、変位機構２６０と、を備えている。

無端ベルト２１０は、加熱ローラ１１０によって加熱される耐熱性と可撓性を有するベルトである。無端ベルト２１０は、加熱ローラ１１０と摩擦係合した状態で加熱ローラ１１０が回転することで、当該加熱ローラ１１０に従動回転する。詳しくは、無端ベルト２１０は、図２において時計回りに回転する。無端ベルト２１０は、その幅方向が左右方向に沿うように配置されている。無端ベルト２１０の幅、つまり左右方向の長さは、加圧パッド２２０の左右方向の長さよりも大きく、かつ、加圧ローラ２３０の後述するローラ本体２３１の左右方向の長さよりも大きい。

無端ベルト２１０のうち加圧パッド２２０と加圧ローラ２３０との間に位置する所定部分２１１は、略前後方向に移動している。つまり、本実施形態では、所定部分２１１の移動方向は、前後方向に相当している。

加圧パッド２２０は、加圧ローラ２３０よりも前側、つまり前述した移動方向の上流側の位置で、加圧アーム１３０に対して前後方向に移動可能となっている。加圧パッド２２０は、シリコーンゴムなどの弾性変形可能な材料からなるパッド本体２２１と、パッド本体２２１を支持するホルダ２２２とを備えている。

パッド本体２２１は、無端ベルト２１０の内周面に接触し、加熱ローラ１１０との間で無端ベルト２１０を挟んでいる。パッド本体２２１は、左右方向に長い直方体状に形成されている。パッド本体２２１は、加熱ローラ１１０の弾性層１１２よりも柔らかく、つまり弾性変形しやすくなるように構成されている。パッド本体２２１は、ホルダ２２２の上面に固定されている。

ホルダ２２２は、左右方向に長い直方体状に形成されている。ホルダ２２２は、上下方向において、パッド本体２２１よりも大きい。ホルダ２２２の下面は、上下方向において、加圧ローラ２３０よりも下に位置している。ホルダ２２２は、後述するステイ２４１を介して加圧アーム１３０に支持されている。これにより、加圧アーム１３０によって加圧パッド２２０が加熱ローラ１１０に押圧されて、加圧パッド２２０と加熱ローラ１１０との間に無端ベルト２１０を挟むための挟持力が発生している。

ホルダ２２２の下面は、ステイ２４１の後述する下壁２４１Ａ上において前後方向にスライド移動可能となっている。これにより、加圧パッド２２０は、図２に示す第１位置と、図３に示す、第１位置とは異なる第２位置との間で前後方向に移動可能となっている。

本実施形態では、加圧パッド２２０が第１位置に位置するときに、加圧パッド２２０と加圧ローラ２３０との間の距離が第１距離となり、加圧パッド２２０が第２位置に位置するときに、加圧パッド２２０と加圧ローラ２３０との間の距離が、第１距離よりも小さな第２距離となっている。つまり、第２位置は、第１位置よりも加圧ローラ２３０に近い位置となっている。そして、加圧パッド２２０が第１位置に位置するときと、第２位置に位置するときの両方において、加圧パッド２２０と加熱ローラ１１０との間に引張コイルバネ１４０による挟持力が発生するように、各位置が設定されている。これにより、加圧パッド２２０が第１位置に位置するときには、無端ベルト２１０と加熱ローラ１１０との接触部分であるニップ部の前後方向の幅が、第１幅Ｎ１となり、加圧パッド２２０が第２位置に位置するときには、ニップ部の前後方向の幅が、第１幅Ｎ１よりも小さな第２幅Ｎ２となっている。

加圧ローラ２３０は、左右方向に沿った回転軸線を中心に回転するローラである。加圧ローラ２３０は、無端ベルト２１０の内周面に接触し、加熱ローラ１１０との間で無端ベルト２１０を挟んでいる。加圧ローラ２３０は、円筒状の外周面を有するローラ本体２３１と、ローラ本体２３１の左右方向の各端面から突出する回転軸２３２とを備えている。

ローラ本体２３１は、シリコーンゴムなどの弾性変形可能な材料からなっている。ローラ本体２３１は、加熱ローラ１１０の弾性層１１２よりも硬く、つまり弾性変形しにくくなるように構成されている。なお、図２では、加熱ローラ１１０の弾性層１１２およびローラ本体２３１のどちらも変形していないように図示しているが、実際には、加熱ローラ１１０の弾性層１１２がローラ本体２３１の周面に沿うように変形している。

回転軸２３２は、加圧アーム１３０に固定された軸受２３３によって回転可能に支持されている。つまり、加圧ローラ２３０は、軸受２３３を介して加圧アーム１３０に支持されている。これにより、加圧アーム１３０によって加圧ローラ２３０が加熱ローラ１１０に押圧されて、加圧ローラ２３０と加熱ローラ１１０との間に無端ベルト２１０を挟むための挟持力が発生している。なお、本実施形態では、加圧ローラ２３０と軸受２３３が、第２加圧部材に相当する。

そして、回転軸２３２が加圧アーム１３０に固定された軸受２３３に支持されることで、加圧ローラ２３０は、加圧アーム１３０に対して、前後上下方向における位置が固定されている。言い換えると、加圧ローラ２３０は、加圧アーム１３０に対して、無端ベルト２１０の幅方向に直交する方向における位置が固定されている。これにより、加圧ローラ２３０は、加圧パッド２２０の位置に関わらず、常に加熱ローラ１１０に向けて押圧されている。そのため、加圧パッド２２０が第１位置に位置するときと、第２位置に位置するときの両方において、加圧ローラ２３０と加熱ローラ１１０との間には、引張コイルバネ１４０による挟持力が発生している。

移動機構２４０は、前後方向において、加圧パッド２２０を、図２に示す第１位置と、図３に示す第２位置との間で移動させる機構である。移動機構２４０は、ステイ２４１と、第１付勢部材の一例としての圧縮コイルバネ２４２と、カム２４３と、図７に示す揺動ギヤＧ１、駆動ギヤＧ２および回動軸２４３Ａと、を主に備えている。

図４に示すように、ステイ２４１は、左右方向に長い部材であり、左右方向の各端部が各加圧アーム１３０に固定されている。ステイ２４１は、下壁２４１Ａと、下壁２４１Ａの前端から上方に向けて延びる前壁２４１Ｂと、下壁２４１Ａの後端から上方に向けて延びる後壁２４１Ｃとを有している。下壁２４１Ａは、加圧パッド２２０を下から支持している（図６（ａ）参照）。

下壁２４１Ａの左右方向の各端部には、上下方向に貫通する孔Ａ１が形成されている。孔Ａ１は、後述する可動ガイド２５０の突出部２５４を通すための孔であり、左右方向においてカム本体２４３Ｂと可動ガイド２５０の突出部２５４と同じ位置に配置されている（図５、図６（ｃ）参照）。下壁２４１Ａの左右方向の各端面における後端部には、加圧アーム１３０に向けて突出する凸部Ａ２が形成されている。

前壁２４１Ｂは、後壁２４１Ｃよりも上方に突出している。前壁２４１Ｂの左右方向の各端面における上部には、加圧アーム１３０に向けて突出する凸部Ｂ２が形成されている。図２に示すように、前壁２４１Ｂの前面には、無端ベルト２１０の内周面をガイドする固定ガイド２７０が固定されている。固定ガイド２７０の無端ベルト２１０と接触する外面は、断面視略円弧状に形成されている。

図４に示すように、後壁２４１Ｃは、下壁２４１Ａの左側の凸部Ａ２の先端から右側の凸部Ａ２の先端にわたって形成されている。そして、加圧アーム１３０には、ステイ２４１の凸部Ｂ２を支持する第１支持孔１３１と、ステイ２４１の凸部Ａ２および後壁２４１Ｃの左右方向の端部を支持するＬ形状の第２支持孔１３２が形成されている。加圧アーム１３０の各支持孔１３１，１３２によって支持されたステイ２４１は、加圧アーム１３０に対する位置が固定されている。

図５に示すように、圧縮コイルバネ２４２は、加圧パッド２２０を第１位置から第２位置に向けて付勢するバネである。本実施形態では、圧縮コイルバネ２４２は、加圧パッド２２０を加圧ローラ２３０に向けて付勢している。圧縮コイルバネ２４２は、左右方向において、後述するカム本体２４３Ｂと加圧パッド２２０の間に配置されている。また、圧縮コイルバネ２４２は、前端部がステイ２４１の前壁２４１Ｂの後面に固定されている。圧縮コイルバネ２４２の後端部には、カム２４３の回動軸２４３Ａに当接する当接部材２４４が設けられている。図６（ｂ）に示すように、当接部材２４４は、カム２４３の回動軸２４３Ａの外周面に沿った略半円筒状の凹部２４４Ａを有している。

図４に示すように、カム２４３は、回動軸２４３Ａと、当該回動軸２４３Ａとともに回動するカム本体２４３Ｂとを有している。回動軸２４３Ａは、無端ベルト２１０の幅方向に沿って設けられ、ホルダ２２２を左右方向に貫通するように配置されている。詳しくは、ホルダ２２２には、左右方向に貫通する長孔２２２Ａが形成され、回動軸２４３Ａは、長孔２２２Ａを貫通するように配置されている。つまり、長孔２２２Ａに回動軸２４３Ａが挿通されて係合することで、カム２４３が、加圧パッド２２０に設けられている。加圧パッド２２０と加熱ローラ１１０との間で挟持力が発生する方向、つまり上下方向において、長孔２２２Ａの長さは、回動軸２４３Ａの外径よりも大きい。

長孔２２２Ａは、上下方向に長い孔である。回動軸２４３Ａは、ホルダ２２２に対して上下方向に移動可能となっている。長孔２２２Ａの上下方向の長さは、加圧アーム１３０の上下方向の移動量（前述した押圧位置から退避位置までの移動量）よりも大きくなっている。また、長孔２２２Ａの下端は、加圧アーム１３０が押圧位置に位置するときに、カム２４３の回動軸２４３Ａよりも下に位置する（図６（ａ）参照）。

カム本体２４３Ｂは、ホルダ２２２の左右方向両側に１つずつ設けられている。カム本体２４３Ｂは、回動軸２４３Ａから当該回動軸２４３Ａの径方向外側に突出するように形成され、回動軸２４３Ａとともに回動可能となっている。カム本体２４３Ｂの回動軸２４３Ａから最も遠い先端面は、加圧パッド２２０が図２に示す第１位置するときに、後方を向いて軸受２３３に接触する。つまり、加圧パッド２２０は、カム本体２４３Ｂの先端面が軸受２３３と接触することで、第１位置に位置している。

また、カム本体２４３Ｂの先端面は、加圧パッド２２０が図３に示す第２位置するときに、軸受２３３から離れている。つまり、加圧パッド２２０は、カム本体２４３Ｂの先端面が軸受２３３から離間することで、第２位置に位置している。また、カム本体２４３Ｂの先端面は、加圧パッド２２０が図３に示す第２位置するときには、下方を向いて後述する可動ガイド２５０の突出部２５４に接触する。

回動軸２４３Ａの端部は、加圧アーム１３０に形成された挿通孔１３３を通って、定着フレーム１２０に設けられた円弧状の軸受１２１に支持されている。軸受１２１は、回動軸２４３Ａを貫通した状態で支持する円弧孔１２１Ａを有している。これにより、回動軸２４３Ａは、円弧孔１２１Ａに沿って略前後方向に移動可能となっている。

挿通孔１３３は、回動軸２４３Ａが挿通される孔であり、その前後方向の長さが、回動軸２４３Ａの外径よりも大きくなっている。詳しくは、挿通孔１３３の前後方向の長さは、回動軸２４３Ａの前後方向の移動量よりも大きく、挿通孔１３３の上下方向の長さは、加圧アーム１３０の上下方向の移動量よりも大きい。これにより、加圧アーム１３０が、回動軸２４３Ａに干渉することが抑制されている。

回動軸２４３Ａの端部は、定着フレーム１２０よりも左右方向外側に突出している。回動軸２４３Ａの端部には、揺動ギヤＧ１が固定されている。

図７（ａ）に示すように、揺動ギヤＧ１は、定着フレーム１２０に回動可能に支持された駆動ギヤＧ２と噛み合うとともに、駆動ギヤＧ２の周囲を移動、詳しくは揺動するギヤである。なお、駆動ギヤＧ２周りに揺動ギヤＧ１を移動させるためには、駆動ギヤＧ２の回動軸と揺動ギヤＧ１の回動軸２４３Ａとを連結するアーム部材などを設けるなど、公知の揺動ギヤ機構の構造を採用すればよい。回動軸２４３Ａは、加圧パッド２２０が図２に示す第１位置に位置するときに、円弧孔１２１Ａの前端部に位置している。この際、カム本体２４３Ｂの先端は、後方を向いている。

駆動ギヤＧ２に図示せぬ駆動源から所定方向の回転駆動力が伝達されると、図７（ｂ）に示すように、駆動ギヤＧ２が図示反時計回りに回動し、揺動ギヤＧ１が時計回りに回動しながら駆動ギヤＧ２の周囲を図示反時計回りに移動する。この際、回動軸２４３Ａも図示時計回りに回動しながら、円弧孔１２１Ａの前端部から後端部に移動する。回動軸２４３Ａの後方への移動は、圧縮コイルバネ２４２（図２参照）の付勢力でアシストされるので、回動軸２４３Ａは後方へスムーズに移動する。回動軸２４３Ａが回動すると、カム本体２４３Ｂも時計回りに回動して、先端の向きが後方から下方に切り替えられる。

駆動ギヤＧ２に図示せぬ駆動源から所定方向とは逆方向の回転駆動力が伝達されると、図７（ａ）に示すように、駆動ギヤＧ２が図示時計回りに回動し、揺動ギヤＧ１が反時計回りに回動しながら駆動ギヤＧ２の周囲を図示時計回りに移動する。この際、回動軸２４３Ａも図示反時計回りに回動しながら、円弧孔１２１Ａの後端部から前端部に移動する。回動軸２４３Ａが回動すると、カム本体２４３Ｂも反時計回りに回動して、先端の向きが下方から後方に切り替えられる。カム本体２４３Ｂの先端の向きが下方から後方に切り替わる過程において、カム本体２４３Ｂの先端が軸受２３３（図２参照）を押す力の反作用によって、加圧パッド２２０が圧縮コイルバネ２４２（図２参照）の付勢力に抗して第２位置から第１位置に移動する。

このような回動軸２４３Ａの前後方向への移動によって、回動軸２４３Ａと係合する加圧パッド２２０も前後方向へ移動することができるので、加圧パッド２２０を第１位置と第２位置に適宜位置させることができる。なお、回動軸２４３Ａが加圧パッド２２０に形成された上下方向に長い長孔２２２Ａに係合することによって、円弧孔１２１Ａに沿って移動する回動軸２４３Ａの上下方向の動きが長孔２２２Ａで吸収することができるので、加圧パッド２２０が上下動するのを抑えることが可能となっている。

図２に示すように、可動ガイド２５０は、無端ベルト２１０の内周面をガイドする部材であり、図２に示す第３位置と、当該第３位置よりもカム２４３の回動中心から離れた第４位置（図３の位置）との間を上下方向に移動可能となっている。図４に示すように、可動ガイド２５０は、無端ベルト２１０の内周面に接触する断面視略円弧状のガイド面２５１と、上面２５２と、端面２５３とを有している。上面２５２は、上下方向においてガイド面２５１とは反対側に位置している。上面２５２は、上下方向に直交している。図２に示すように、上面２５２は、可動ガイド２５０が第３位置に位置するときにステイ２４１の下壁２４１Ａと接触し、可動ガイド２５０が第４位置に位置するときにステイ２４１の下壁２４１Ａから離れる。

可動ガイド２５０の左右方向の各端部には、上面２５２から上方に突出する突出部２５４が形成されている。突出部２５４は、上方に向けて凸となる断面視略円弧状に形成されている。突出部２５４は、可動ガイド２５０が第３位置に位置するときに、ステイ２４１の下壁２４１Ａに形成された孔Ａ１を通って下壁２４１Ａよりも上方に突出している。

端面２５３は、左右方向に直交する面であり、上面２５２とガイド面２５１の左右方向の各端部を繋いでいる。端面２５３には、加圧アーム１３０に向けて突出する２つの突起２５５が形成されている。各突起２５５は、前後方向に間隔を空けて配置されている。

加圧アーム１３０には、各突起２５５を上下方向に移動可能に支持する２つの長孔１３４が形成されている。これにより、可動ガイド２５０は、加圧アーム１３０に対して上下方向に移動可能となっている。

変位機構２６０は、移動機構２４０の動作に連動して、可動ガイド２５０の位置を変位させる機構である。詳しくは、変位機構２６０は、移動機構２４０の動作によって加圧パッド２２０が第１位置（図２の位置）から第２位置（図３の位置）に移動する場合に、可動ガイド２５０を第３位置（図２の位置）から第４位置（図３の位置）に移動させるように構成されている。また、変位機構２６０は、移動機構２４０の動作によって加圧パッド２２０が第２位置から第１位置に移動する場合に、可動ガイド２５０を第４位置から第３位置に移動させるように構成されている。

具体的に、変位機構２６０は、前述したカム２４３、可動ガイド２５０の各突起２５５および加圧アーム１３０の各長孔１３４と、可動ガイド２５０を第４位置から第３位置に向けて付勢する図示せぬ引張コイルバネと、を備えている。カム２４３は、加圧パッド２２０が第２位置に位置するときに、可動ガイド２５０の突出部２５４に接触して可動ガイド２５０を第４位置に保持している（図３参照）。また、カム２４３は、加圧パッド２２０が第１位置に位置するときに、可動ガイド２５０から離間している（図２参照）。

次に、定着装置１００の各部材の動作について説明する。最初に、加圧パッド２２０を第１位置から第２位置に移動させるときの各部材の動作を説明する。

加圧パッド２２０を前後方向に移動させる場合には、まず、加圧アーム１３０を押圧位置から退避位置に切り替える。これにより、加熱ローラ１１０と加圧パッド２２０の間のニップ圧が解除され、加圧パッド２２０を動かしやすくすることができる。なお、以下の説明では、加圧パッド２２０の移動について、図２および図３を使って説明するが、加熱ローラ１１０は加圧ユニット２００から離れた状態であることとする。

図２に示すように、ニップ圧が解除された加圧パッド２２０が第１位置に位置する状態において、図７（ａ）に示す駆動ギヤＧ２に所定方向の回転駆動力を入力すると、揺動ギヤＧ１が図７（ｂ）の位置へ回動しながら移動する。これにより、カム２４３の回動軸２４３Ａが円弧孔１２１Ａに沿って後方に移動するとともに、カム本体２４３Ｂの先端面の向きが後方から下方へ切り替わる。

このようにカム本体２４３Ｂが回動すると、図３に示すように、カム本体２４３Ｂの先端面が軸受２３３から外れる。そのため、加圧パッド２２０は、駆動ギヤＧ２からの力と圧縮コイルバネ２４２の付勢力を受ける回動軸２４３Ａによって後方に押されて、第１位置から第２位置へ移動する。また、この際、可動ガイド２５０は、カム本体２４３Ｂによって下方に押されて、第３位置から第４位置に移動する。

その後、加圧アーム１３０を退避位置から押圧位置に切り替える。これにより、加熱ローラ１１０と加圧パッド２２０および加圧ローラ２３０との間で無端ベルト２１０を挟む挟持力が発生することで、ニップ部の幅が、第１幅Ｎ１から当該第１幅Ｎ１よりも小さな第２幅Ｎ２に切り替わる。

また、この際、加圧パッド２２０と加圧ローラ２３０との間隔が小さくなることで、これらの間に加熱ローラ１１０が入り込む量が少なくなって、無端ベルト２１０が弛むおそれがある。これに対し、本実施形態では、可動ガイド２５０が第３位置よりも外側の第４位置に位置するので、無端ベルト２１０に適度な張力を付与することができる。

図３に示すように、ニップ圧が解除された加圧パッド２２０が第２位置に位置する状態において、図７（ｂ）に示す駆動ギヤＧ２に所定方向とは逆方向の回転駆動力を入力すると、揺動ギヤＧ１が図７（ａ）の位置へ回動しながら移動する。これにより、カム２４３の回動軸２４３Ａが円弧孔１２１Ａに沿って前方に移動するとともに、カム本体２４３Ｂの先端面の向きが下方から後方へ切り替わる。

このようにカム本体２４３Ｂが回動すると、図２に示すように、カム本体２４３Ｂの先端面が軸受２３３を押圧する。そのため、加圧パッド２２０は、駆動ギヤＧ２からの力とカム本体２４３Ｂが軸受２３３を押圧する力の反作用の力を受ける回動軸２４３Ａによって前方に押されて、第２位置から第１位置へ移動する。また、この際、カム本体２４３Ｂが可動ガイド２５０から外れるので、可動ガイド２５０は図示せぬバネの付勢力によって、第４位置から第３位置に移動する。

その後、加圧アーム１３０を退避位置から押圧位置に切り替える。これにより、加圧パッド２２０および加圧ローラ２３０と加熱ローラ１１０との間で無端ベルト２１０を挟む挟持力が発生することで、ニップ部の幅が、第２幅Ｎ２から当該第２幅Ｎ２よりも大きな第１幅Ｎ１に切り替わる。

また、この際、加圧パッド２２０と加圧ローラ２３０との間隔が大きくなることで、これらの間に加熱ローラ１１０が入り込む量が多くなって、無端ベルト２１０に大きな負荷が加わるおそれがある。これに対し、本実施形態では、可動ガイド２５０が第４位置よりも内側の第３位置に位置するので、無端ベルト２１０に大きな負荷が加わるのを抑えることができる。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
加圧パッド２２０を移動機構２４０によって第１位置または第２位置に移動させることで、加圧ユニット２００と加熱ローラ１１０との間のニップ部の幅を変更することができる。また、加圧パッド２２０が、第１位置に位置するときと、第２位置に位置するときの両方において、加熱ローラ１１０と加圧パッド２２０および加圧ローラ２３０との間に挟持力が発生するので、ニップ部の幅に関わらず、ニップ圧のピークを２か所作ることができる。これにより、例えば用紙Ｓの種類に応じてニップ部の幅を変更した場合であっても、無端ベルト２１０からの用紙Ｓの剥離性が悪化するのを抑制することができる。

２つの加圧部材（加圧パッド２２０、加圧ローラ２３０）のうち、無端ベルト２１０の所定部分２１１の移動方向の下流側の加圧部材の位置を、加圧アーム１３０に対して固定したので、移動方向下流側の加圧部材を動かすことなく、ニップ幅を変更することができる。そのため、用紙Ｓの剥離性をより向上することができる。

回転しない軸受２３３にカム本体２４３Ｂが当接するので、カム本体２４３Ｂの摩耗を抑えることができる。

移動機構２４０の動作に連動して、可動ガイド２５０の位置を変位させる変位機構２６０を設けたので、ニップ幅の変更に関わらず、無端ベルト２１０の張り具合を安定させることができる。

加圧パッド２２０を移動させるためのカム２４３を用いて、可動ガイド２５０を移動させる構成としたので、例えば、加圧パッドを移動させるカムとは別のカムで可動ガイドを移動させる構成と比べ、部品点数を削減することができる。

［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、前記した第１の実施形態に係る定着装置１００の一部の構造を変更したものであるため、第１の実施形態と略同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略することとする。

図８および図９に示すように、第２の実施形態に係る定着装置３００は、加圧パッド２２０が加圧アーム１３０に固定され、加圧ローラ２３０が加圧アーム１３０に対して前後方向に移動可能である点で、第１の実施形態と異なっている。つまり、第２の実施形態では、加圧ローラ２３０が第１加圧部材に相当し、加圧パッド２２０が第２加圧部材に相当している。

加圧パッド２２０は、加圧アーム１３０に固定されたステイ３４１に固定されている。加圧パッド２２０には、カム２４３が設けられている。加圧パッド２２０は、カム２４３の回動軸２４３Ａを回動可能に支持している。詳しくは、加圧パッド２２０に形成される回動軸２４３Ａが通る孔は、第１の実施形態のような長孔２２２Ａではなく、丸孔となっている。これにより、カム２４３は、加圧パッド２２０に対して前後上下方向の位置が固定されている。そのため、第２の実施形態では、第１の実施形態のような揺動ギヤＧ１を備えた機構が不要となり、カム２４３を駆動するための構造を簡易化することが可能となっている。

ステイ３４１は、断面視Ｌ形状に形成されている。ステイ３４１は、カム本体２４３Ｂを通すためのスリット３４１Ａを有している。可動ガイド３５０は、第１の実施形態とは突出部２５４を備えない点だけで異なり、その他の構造は第１の実施形態と略同様となっている。

加圧ローラ２３０は、図８に示す第１位置と、図９に示す第２位置との間で前後方向に移動可能となっている。詳しくは、図１０に示すように、加圧アーム１３０には、加圧ローラ２３０を支持する軸受２３３が嵌合する嵌合孔１３５を有している。嵌合孔１３５は、前後方向に長い長孔となっている。つまり、嵌合孔１３５の前後方向の長さは、軸受２３３の外径よりも大きい。そして、軸受２３３は、嵌合孔１３５によって前後方向に移動可能に支持されている。

図１１に示すように、加圧アーム１３０には、第１付勢部材の一例としての圧縮コイルバネ２４２が設けられている。詳しくは、加圧アーム１３０は、加圧ローラ２３０の軸受２３３から後側に離れて配置される支持部１３６を有している。圧縮コイルバネ２４２は、軸受２３３と支持部１３６の間に配置されており、加圧ローラ２３０を加圧パッド２２０に向けて付勢している。

そして、図８に示すように、加圧ローラ２３０は、カム本体２４３Ｂの先端面が軸受２３３と接触することで、第１位置に位置している。また、図９に示すように、加圧ローラ２３０は、カム本体２４３Ｂの先端面が軸受２３３から離間することで、圧縮コイルバネ２４２の付勢力によって第２位置に位置している。

次に、定着装置３００の各部材の動作について説明する。なお、加圧アーム１３０の切替動作は第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

図８に示すように、加圧ローラ２３０が第１位置に位置する状態において、カム２４３に図示時計回りの回転駆動力を入力すると、カム本体２４３Ｂが図示時計回りに回動して、カム本体２４３Ｂの先端面が軸受２３３から外れる。これにより、図９に示すように、圧縮コイルバネ２４２によって加圧ローラ２３０が第１位置から第２位置に移動する。また、この際、可動ガイド３５０は、カム本体２４３Ｂによって下方に押されて、第３位置から第４位置に移動する。

図９に示すように、加圧ローラ２３０が第２位置に位置する状態において、カム２４３に図示反時計回りの回転駆動力を入力すると、カム本体２４３Ｂが図示反時計回りに回動して、カム本体２４３Ｂの先端面が可動ガイド３５０から退避していくことで、可動ガイド３５０が図示せぬバネによって第４位置から第３位置に移動する。また、カム本体２４３Ｂの先端部分が軸受２３３に当接すると、カム本体２４３Ｂによって軸受２３３が圧縮コイルバネ２４２の付勢力に抗して後方に押圧される。これにより、加圧ローラ２３０が第２位置から第１位置に移動する。

以上、第２の実施形態によれば、以下の効果を得ることができる。
前後上下方向の位置が固定された加圧パッド２２０にカム２４３を設けるので、カム２４３に駆動力を伝達する構造を簡易化することができる。

［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、本実施形態は、前記した第１の実施形態に係る定着装置１００の一部の構造を変更したものであるため、第１の実施形態と略同様の構成要素については、同一符号を付し、その説明を省略することとする。

図１２に示すように、第３の実施形態に係る定着装置４００は、主に、可動ガイド４５０が無端ベルト２１０から加わる力で移動する点で、第１の実施形態と異なっている。具体的に、この形態において、ステイ４４１は、前述した孔Ａ１を備えない点と、第１の実施形態と異なる前壁４４１Ｂを有する点で、第１の実施形態と異なっている。

前壁４４１Ｂは、下壁２４１Ａの前端部から上方に突出する第１壁Ｂ１１と、第１壁Ｂ１１の上端部から前方に突出する第２壁Ｂ１２と、第２壁Ｂ１２の前端部から上方に突出する第３壁Ｂ１３とを有している。第３壁Ｂ１３の後面には、圧縮コイルバネ２４２の一端が固定されている。

可動ガイド４５０は、加圧アーム１３０に前後方向に移動可能に支持されている。なお、可動ガイド４５０と加圧アーム１３０との連結構造は、第１の実施形態における可動ガイド２５０と加圧アーム１３０との連結構造と略同様に構成すればよい。

第１壁Ｂ１１と可動ガイド４５０との間には、第３付勢部材の一例としてのガイド付勢バネ４４２が設けられている。ガイド付勢バネ４４２は、可動ガイド４５０を前方に向けて付勢、つまり第３位置から第４位置に向けて付勢している。そして、この形態において、変位機構は、ガイド付勢バネ４４２と、可動ガイド４５０と加圧アーム１３０との連結構造とを備え、加圧パッド２２０を移動させるためのカム２４３を備えていない。

また、下壁２４１Ａの下面には、固定ガイド４７０が固定されている。可動ガイド４５０と固定ガイド４７０の各外面は、断面視略円弧状に形成され、無端ベルト２１０の内周面に接触している。

また、カム本体２４３Ｂの先端面、つまり軸受２３３と当接する当接面は、軸受２３３の一部を収容する凹部２４３Ｃを有している。凹部２４３Ｃは、軸受２３３の外周面に沿った断面視円弧状に形成されている。

次に、定着装置４００の各部材の動作について説明する。なお、加圧アーム１３０の切替動作や加圧パッド２２０の動作は第１の実施形態と同様であるため、説明は省略する。

図１２から図１３の順に示すように、加圧パッド２２０を第１位置から第２位置に移動させて、加圧ユニット２００を加熱ローラ１１０に押圧させると、加圧パッド２２０と加圧ローラ２３０と間隔が狭いことから、無端ベルト２１０が弛んだ状態となる。このように無端ベルト２１０が弛む場合には、ガイド付勢バネ４４２の付勢力によって可動ガイド４５０が第３位置から第４位置に移動することで、無端ベルト２１０に適度な張力を付与することができる。

また、図１３から図１２の順に示すように、加圧パッド２２０を第２位置から第１位置に移動させて、加圧ユニット２００を加熱ローラ１１０に押圧させると、加圧パッド２２０と加圧ローラ２３０と間隔が広いことから、無端ベルト２１０の張力が高くなる。このように無端ベルト２１０の張力が高くなる場合には、無端ベルト２１０が可動ガイド４５０をガイド付勢バネ４４２の付勢力に抗して押圧することで、可動ガイド４５０が第４位置から第３位置に移動する。これにより、例えば可動ガイド４５０が第４位置で固定された構造と比べ、無端ベルト２１０に大きな負荷が加わるのを抑えることができる。

以上、第３の実施形態によれば、以下のような効果を得ることができる。
カム本体２４３Ｂの先端面が凹部２４３Ｃを有するので、加圧パッド２２０を第１位置に良好に保持することができる。

可動ガイド４５０を第３位置から第４位置に向けて付勢するガイド付勢バネ４４２を設けることで、無端ベルト２１０の弛張具合に応じて可動ガイド４５０を移動させることができる。また、この構造では、加圧パッド２２０を移動させるためのカム２４３を、可動ガイド４５０の移動に利用しないので、カム２４３にかかる負荷を抑えることができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。

前記実施形態では、フレームとして加圧アーム１３０を例示したが、本発明はこれに限定されず、フレームは、例えば定着フレームであってもよい。なお、この場合、付勢機構によって加熱ローラ１１０を定着フレームに向けて付勢してもよい。

前記実施形態では、対向部材として加熱ローラ１１０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば無端ベルト内に熱源を設ける場合には、対向部材は、例えば加圧ローラであってもよい。

前記実施形態では、第１加圧部材のみを移動させたが、本発明はこれに限定されず、第１加圧部材および第２加圧部材の両方を移動させることで、ニップ幅を変更するように構成してもよい。

前記実施形態では、第２位置を、第１位置よりも第２加圧部材に近い位置としたが、本発明はこれに限定されず、第２位置は、第１位置よりも第２加圧部材から遠い位置としてもよい。つまり、第１付勢部材が、第１加圧部材を第２加圧部材から離れる方向に付勢してもよい。

前記実施形態では、カムとして回動するカム２４３を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、カムは、直線上を移動する直動カムであってもよい。

前記実施形態に示した各バネは、前記実施形態のような種類に限定されず、その他の種類、例えばトーションバネや板バネなどに適宜変更してもよい。

前記実施形態では、加圧パッド２２０や可動ガイド２５０などの部材を移動可能に支持する機構を、孔と突起で構成したが、本発明はこれに限定されず、例えば、突起と当該突起を移動可能に支持するガイドレールとで構成してもよい。

第１の実施形態のように揺動ギヤを用いて第１加圧部材を移動させる構造においては、第１付勢部材とカムを設けなくてもよい。この場合、例えば、摺接部材としての可動ガイド２５０の代わりに、ステイ２４１に固定する固定ガイドを可動ガイド２５０が配置されている位置（図２の位置）に設けてもよいし、摺接部材を移動させるためのカムを、移動機構とは別に設けてもよい。

また、前記した実施形態および変形例で説明した各要素を、任意に組み合わせて実施してもよい。

１００定着装置
１１０加熱ローラ
１３０加圧アーム
１４０引張コイルバネ
２１０無端ベルト
２１１所定部分
２２０加圧パッド
２３０加圧ローラ
２４０移動機構

Claims

回転する無端ベルトと、
対向部材と、
前記無端ベルトの内周面に接触し、前記対向部材との間で前記無端ベルトを挟む第１加圧部材と、
前記無端ベルトの内周面に接触し、前記対向部材との間で前記無端ベルトを挟む第２加圧部材と、
前記第１加圧部材および前記第２加圧部材を支持するフレームと、
前記無端ベルトのうち、前記第１加圧部材と前記第２加圧部材との間に位置する部分の移動方向において、前記第１加圧部材を、第１位置と、当該第１位置とは異なる第２位置との間で移動させる移動機構と、
前記フレームおよび前記対向部材のうち一方を他方に向けて付勢することで、前記第１加圧部材および前記第２加圧部材と前記対向部材との間に前記無端ベルトを挟むための挟持力を発生させる付勢機構と、を備え、
前記第１加圧部材が、前記第１位置に位置するときと、前記第２位置に位置するときの両方において、前記第１加圧部材および前記第２加圧部材と前記対向部材との間に前記付勢機構による挟持力が発生し、
前記移動機構は、
前記第１加圧部材を前記第１位置から前記第２位置に向けて付勢する第１付勢部材であって、前記第１加圧部材を前記第２加圧部材に向けて付勢する第１付勢部材と、
前記第１加圧部材に設けられ、前記第１加圧部材を前記第１付勢部材の付勢力に抗して前記第２位置から前記第１位置に向けて移動させるカムと、を備え、
前記第１加圧部材は、前記カムが前記第２加圧部材と接触することで、前記第１位置に位置することを特徴とする定着装置。
前記第１加圧部材は、前記カムが前記第２加圧部材から離間することで、前記第２位置に位置することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
前記第１加圧部材は、前記第２加圧部材よりも前記移動方向上流側の位置で、前記フレームに対して前記移動方向に移動可能であり、
前記第２加圧部材は、前記フレームに対して、前記無端ベルトの幅方向に直交する方向における位置が固定されていることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の定着装置。
前記フレームは、前記カムの回動軸が挿通される挿通孔を有し、
前記挿通孔の前記移動方向の長さは、前記カムの回動軸の外径よりも大きいことを特徴とする請求項３に記載の定着装置。
前記第２加圧部材は、加圧ローラと、前記加圧ローラの回動軸を支持する軸受と、を含み、
前記第１加圧部材は、前記カムが前記軸受に当接することで、前記第１位置に位置することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の定着装置。
回転する無端ベルトと、
対向部材と、
前記無端ベルトの内周面に接触し、前記対向部材との間で前記無端ベルトを挟む第１加圧部材と、
前記無端ベルトの内周面に接触し、前記対向部材との間で前記無端ベルトを挟む第２加圧部材と、
前記第１加圧部材および前記第２加圧部材を支持するフレームと、
前記無端ベルトのうち、前記第１加圧部材と前記第２加圧部材との間に位置する部分の移動方向において、前記第１加圧部材を、第１位置と、当該第１位置とは異なる第２位置との間で移動させる移動機構と、
前記フレームおよび前記対向部材のうち一方を他方に向けて付勢することで、前記第１加圧部材および前記第２加圧部材と前記対向部材との間に前記無端ベルトを挟むための挟持力を発生させる付勢機構と、を備え、
前記第１加圧部材が、前記第１位置に位置するときと、前記第２位置に位置するときの両方において、前記第１加圧部材および前記第２加圧部材と前記対向部材との間に前記付勢機構による挟持力が発生し、
前記移動機構は、
前記第１加圧部材を前記第１位置から前記第２位置に向けて付勢する第１付勢部材であって、前記第１加圧部材を前記第２加圧部材に向けて付勢する第１付勢部材と、
前記第２加圧部材に設けられ、前記第１加圧部材を前記第１付勢部材の付勢力に抗して前記第２位置から前記第１位置に向けて移動させるカムと、を備え、
前記第１加圧部材は、前記カムが前記第１加圧部材と接触することで、前記第１位置に位置することを特徴とする定着装置。
前記第１加圧部材は、前記カムが前記第１加圧部材から離間することで、前記第２位置に位置することを特徴とする請求項６に記載の定着装置。
前記第１加圧部材は、前記第２加圧部材よりも前記移動方向下流側の位置で、前記フレームに対して前記移動方向に移動可能であり、
前記第２加圧部材は、前記フレームに対して、前記無端ベルトの幅方向に直交する方向における位置が固定されていることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の定着装置。
前記第１加圧部材は、加圧ローラと、前記加圧ローラの回転軸を支持する軸受と、を含み、
前記フレームは、前記軸受が嵌合する嵌合孔を有し、
前記嵌合孔の前記移動方向の長さは、前記軸受の外径よりも大きいことを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
前記カムは、前記軸受に当接することを特徴とする請求項９に記載の定着装置。
前記カムの前記軸受との当接面は、前記軸受の一部を収容する凹部を有することを特徴とする請求項５に記載の定着装置。