JP6880500B2 - 定着装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、シートの表面に担持されたトナー像を加熱して定着させる定着装置と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される定着装置において、駆動手段によって加圧ローラなどの加圧回転体を回転駆動して、加圧回転体の回転にともない定着ベルトや定着ローラなどの定着回転体を従動回転（連れ回り）させるものが知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１の定着装置は、定着ベルト、加圧ローラ、定着ベルトを介して加圧ローラに圧接してニップ部を形成するニップ部形成部材（固定部材）、定着ベルトの内周面に対向するように設置されたヒータ（加熱手段）、等で構成されている。
そして、駆動モータの駆動力が、加圧ローラの軸部に設置されたギアに伝達されて、加圧ローラが回転駆動される。そして、ニップ部における加圧ローラとの摩擦抵抗によって、定着ベルトも加圧ローラの回転にともない従動回転（連れ回り）することになる。

従来の定着装置は、加圧ローラ（加圧回転体）のギアに駆動力が入力されることによって、加圧ローラを定着ベルト（定着回転体）に対して近づける方向（又は、遠ざける方向）に移動させる力が作用してしまって、ニップ部における圧力（ニップ圧）が安定しないで、定着画像にムラが生じてしまう可能性があった。
このような不具合を解決するために、そのように加圧ローラを移動させる力をキャンセルするように回動する回動部材を設置する方策が考えられるが、その場合に回動部材を設置することで装置が極端に大型化しないようにする必要がある。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、装置がそれほど大型化することなく、加圧回転体のギアに駆動力が入力されることによってニップ部におけるニップ圧が不安定になる不具合が生じにくい、定着装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明における定着装置は、加熱手段によって加熱される定着回転体と、前記定着回転体に当接してシートが搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、前記加圧回転体の軸部を回転可能に保持する軸受と、前記加圧回転体が前記定着回転体に対して接離する方向に移動できるように前記軸受を保持する筐体と、前記筐体において支軸を中心に回動可能に設置されて、前記軸受に当接するレバー部材と、前記加圧回転体が前記定着回転体に圧接するように前記レバー部材を付勢する付勢部材と、前記加圧回転体の軸部に設置されて、前記加圧回転体とともに回転するギアと、前記ギアに噛合するアイドラギアを回転可能に保持するスタッドを具備して、前記レバー部材の回動と連動して前記筐体において回転中心軸を中心に回動する回動部材と、を備え、前記回動部材は、前記レバー部材に当接するものである。

本発明によれば、装置がそれほど大型化することなく、加圧回転体のギアに駆動力が入力されることによってニップ部におけるニップ圧が不安定になる不具合が生じにくい、定着装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 定着装置を示す構成図である。 定着装置を幅方向にみた上面図である。 ニップ部の近傍を示す拡大図である。 定着ベルトとガイド部材とを幅方向に示す概略図である。 定着装置の駆動側を示す概略図である。 定着装置の非駆動側の要部を示す概略図である。 定着装置のギア列を示す概略図である。 比較例としての、定着装置の駆動側を示す概略図である。 変形例１としての、定着装置の駆動側を示す概略図である。 変形例２としての、定着装置の駆動側を示す概略図である。 変形例３としての、定着装置の駆動側を示す概略図である。 変形例４としての、定着装置の駆動側を示す概略図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置１における全体の構成・動作について説明する。
図１に示すように、本実施の形態における画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱可能（交換可能）に設置されている。
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。

各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部、等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面に各色の画像が形成されることになる。

感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、モータによって図１の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像部７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８の表面に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送されたシートＰ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、シートＰに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送されるシートＰは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８（タイミングローラ対）等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、給紙部１２には、用紙等のシートＰが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートＰがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対９８に搬送されたシートＰは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、シートＰが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、シートＰ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写されたシートＰは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ベルト２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像がシートＰ上に定着される（定着工程である）。
その後、シートＰは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出されたシートＰは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２〜図８にて、画像形成装置本体１に設置される、定着装置２０の構成・動作について詳述する。
定着装置２０は、シートＰ（未定着状態のトナーが担持されたシートである。）を加熱しながら搬送する装置である。
図２〜図４等を参照して、定着装置２０は、定着回転体としての定着ベルト２１、ニップ部形成部材２６、補強部材２３、加熱手段（加熱源）としてのヒータ２５、加圧回転体としての加圧ローラ３１、温度検知センサ４０（温度検知手段）、シート状部材２２（潤滑剤供給部材）、等で構成される。

ここで、定着回転体としての定着ベルト２１は、加圧ローラ３１に外接して、加圧ローラ３１の回転にともない従動回転する無端状のベルト部材である。定着ベルト２１は、薄肉で可撓性を有する無端状ベルトであって、図２の矢印方向（反時計方向）に回転（従動回転）する。定着ベルト２１は、内周面（ニップ部形成部材２６との摺接面である。）側から、基材層、弾性層、離型層が順次積層されていて、その全体の厚さが１ｍｍ以下に設定されている。
定着ベルト２１の基材層は、層厚が３０〜５０μｍであって、ニッケル、ステンレス等の金属材料やポリイミド等の樹脂材料で形成されている。
定着ベルト２１の弾性層は、層厚が１００〜３００μｍであって、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム、フッ素ゴム、等のゴム材料で形成されている。弾性層を設けることで、ニップ部における定着ベルト２１表面の微小な凹凸が形成されなくなり、シートＰ上のトナー像Ｔに均一に熱が伝わりユズ肌画像の発生が抑止される。
定着ベルト２１の離型層は、層厚が５〜５０μｍであって、ＰＦＡ（テトラフルオロエチレン−パーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体）、ＰＴＦＥ（ポリテトラフルオロエチレン）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルフォン）、等の材料で形成されている。離型層を設けることで、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保される。

定着ベルト２１の内側（内周面側）には、ニップ部形成部材２６、ヒータ２５（加熱手段）、補強部材２３、シート状部材２２、等が設置されている。
ここで、ニップ部形成部材２６は、定着ベルト２１の内側（内周面側）において定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接して、シートＰが搬送されるニップ部を形成している。すなわち、ニップ部形成部材２６は、定着ベルト２１の内周面に摺接するように設置されている。そして、ニップ部形成部材２６が定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接することで、シートＰが搬送されるニップ部が形成される。

そして、定着ベルト２１（定着回転体）は、その内部に設置されたヒータ２５（加熱手段）の輻射熱により直接的に加熱される。すなわち、加熱手段としてのヒータ２５は、シートＰを加熱するために定着ベルト２１を加熱するものである。ヒータ２５（加熱手段）は、ニップ部とは異なる定着ベルト２１の周方向の領域を加熱領域として加熱するように構成されている。
詳しくは、加熱手段としてのヒータ２５は、ハロゲンヒータ（又は、カーボンヒータ）であって、その両端部が定着装置２０の筐体４３（側板）に固定されている（図３を参照できる。）。そして、制御部６０により出力制御されたヒータ２５（加熱手段）の輻射熱によって、定着ベルト２１においてニップとは異なる加熱領域（ヒータ２５に対向する領域である。）が主として加熱される。さらに、加熱された定着ベルト２１の表面からシートＰ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。なお、ヒータ２５の出力制御は、定着ベルト２１表面に対向するサーモパイル、サーミスタ等の温度検知センサ４０（温度検知手段）によるベルト表面温度の検知結果に基いておこなわれる。また、このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ベルト２１の温度（定着温度）を所望の温度に設定することができる。
なお、本実施の形態では、定着ベルト２１の内周面側に２本のヒータ２５（加熱手段）を設置したが、定着ベルト２１の内周面側に１本又は３本以上のヒータを設置することもできる。

このように、本実施の形態における定着装置２０は、定着ベルト２１の一部のみが局所的に加熱されるのではなく、定着ベルト２１が周方向の比較的広い範囲にわたって加熱されることになるために、装置を高速化した場合であっても定着ベルト２１が充分に加熱されて定着不良の発生を抑止することができる。すなわち、比較的簡易な構成で効率よく定着ベルト２１を加熱できるために、ウォームアップ時間やファーストプリント時間が短縮化されるとともに、装置の小型化が達成される。
特に、本実施の形態における定着装置２０は、定着ベルト２１がヒータ２５（加熱手段）によって直接的に加熱されるように構成されているため、定着ベルト２１の加熱効率がさらに向上するとともに、定着装置２０をさらに低コスト化・小型化することができる。

図５を参照して、ガイド部材２９は、定着ベルト２１の略筒状の姿勢が保持されるように定着ベルト２１の幅方向両端部を内周面側からそれぞれガイドするものである。
詳しくは、２つのガイド部材２９は、耐熱性樹脂材料等で形成されていて、定着装置２０の幅方向両端部の筐体４３（側板）にそれぞれ嵌め込まれている。ガイド部材２９には、定着ベルト２１の略円筒の姿勢を維持しながら定着ベルト２１を保持するためのガイド部２９ａや、定着ベルト２１の幅方向の移動（ベルト寄り）を規制するためのストッパ部、等が設けられている。
なお、ガイド部材２９は、ニップ部形成部材２６によるニップ部の形成を妨げないように、ニップ部を除く周方向の範囲であって、幅方向両端に配置されている。

なお、本実施の形態において、定着ベルト２１の内周面に接触する部材は、幅方向両端でルーズに接触するガイド部材２９と、ニップ部形成部材２６（実際にはシート状部材２２を介している。）と、のみであって、それ以外に内周面に接触して定着ベルト２１の回転をガイドするような部材（ベルトガイド）は存在しない。
このように、本実施の形態における定着装置２０は、定着ベルト２１のさらなる加熱効率の向上や装置の低コスト化・小型化等を目的として、パイプ状の加熱部材を取り外して、パイプ状の加熱部材を介することなく定着ベルト２１を加熱手段（ヒータ２５）によって直接的に加熱する構成を採用している。

ここで、本実施の形態では、ニップ部形成部材２６及び定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１のローラ部に当接するように、補強部材２３が定着ベルト２１の内側に設置されている。補強部材２３は、ニップ部を形成するニップ部形成部材２６の強度を補強するものである。
図３を参照して、補強部材２３は、幅方向の長さがニップ部形成部材２６よりも長くなるように形成されていて、その幅方向両端部が定着装置２０の筐体４３（側板）に保持されている。
そして、補強部材２３がニップ部形成部材２６及び定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に当接することで、ニップ部においてニップ部形成部材２６が加圧ローラ３１の加圧力を受けて大きく変形する不具合を抑止している。この補強部材２３は、上述した機能を満足するために、ステンレスや鉄等の機械的強度が高い金属材料で形成することが好ましい。

なお、本実施の形態において、補強部材２３とヒータ２５との間に、反射板を設置することもできる。これにより、ヒータ２５から補強部材２３に向かう熱（補強部材２３を加熱する熱であって、赤外線である。）が反射板で反射されて定着ベルト２１の加熱に用いられることになるために、定着ベルト２１の加熱効率がさらに向上することになる。なお、反射板の材料としては、アルミニウムやステンレス等を用いることができる。
また、補強部材２３における、ヒータ２５に対向する面の一部又は全部に、鏡面処理を施したり断熱部材を設けたりした場合であっても、同じような効果を得ることができる。

図２を参照して、加圧回転体としての加圧ローラ３１は、芯金３２上に弾性層３３が設けられたものであって、駆動手段としての駆動モータ６１によって所定方向（図２の時計方向である。）に回転駆動されるものである。
加圧ローラ３１の芯金３２は、金属材料で形成された中空構造体である。加圧ローラ３１の弾性層３３は、発泡性シリコーンゴム、シリコーンゴム、フッ素ゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ、ＰＴＦＥ等からなる薄肉の離型層を設けることもできる。加圧ローラ３１は定着ベルト２１に圧接して、双方の部材間に所望のニップ部を形成する。また、図３を参照して、加圧ローラ３１には駆動モータ６１による駆動力が入力されるギア６５が設置されていて、加圧ローラ３１は駆動モータ６１によって図２中の矢印方向（時計方向）に回転駆動される。また、加圧ローラ３１は、その幅方向両端部が定着装置２０の筐体４３（側板）に軸受４２を介して回転可能に支持されている。

加圧ローラ３１の弾性層３３を発泡性シリコーンゴム等のスポンジ状の材料で形成した場合には、ニップ部に作用する加圧力を減ずることができるために、ニップ部形成部材２６に生じる負荷を軽減することができる。さらに、加圧ローラ３１の断熱性が高められて、定着ベルト２１の熱が加圧ローラ３１側に移動しにくくなるために、定着ベルト２１の加熱効率が向上する。
なお、加圧ローラ３１（定着装置２０）を回転駆動する駆動機構については、後で図６、図８等を用いて詳しく説明する。
また、本実施の形態における定着装置２０には、加圧ローラ３１を定着ベルト２１（ニップ部形成部材２６）に向けて加圧する加圧機構も設置されているが、これについても後で図６等を用いて詳しく説明する。

図４を参照して、定着ベルト２１の内周面に摺接するニップ部形成部材２６は、加圧ローラ３１との対向面（摺接面）が、加圧ローラ３１の曲率にならうように凹状に形成されている。これにより、シートＰは加圧ローラ３１の曲率にならうようにニップ部から送出されるために、定着工程後のシートＰが定着ベルト２１に吸着して分離しないような不具合を抑止することができる。
なお、本実施の形態では、ニップ部を形成するニップ部形成部材２６の形状を凹状に形成したが、ニップ部を形成するニップ部形成部材２６の形状を平面状に形成することもできる。すなわち、ニップ部形成部材２６の摺接面（加圧ローラ３１に対向する面である。）が平面形状になるように形成することができる。これにより、ニップ部の形状がシートＰの画像面に対して略平行になって、定着ベルト２１とシートＰとの密着性が高まるために定着性が向上する。さらに、ニップ部の出口側における定着ベルト２１の曲率が大きくなるために、ニップ部から送出されたシートＰを定着ベルト２１から容易に分離することができる。

なお、ニップ部形成部材２６を形成する材料としては、樹脂材料や金属材料を用いることができるが、加圧ローラ３１による加圧力を受けても大きく撓むことがない程度の剛性があり、熱性と断熱性とを有する樹脂材料（液晶ポリマー（ＬＣＰ）、ポリアミドイミド（ＰＡＩ）、ポリエーテルサルフォン（ＰＥＳ）、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、ポリエーテルニトリル（ＰＥＮ）、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）等である。）が好適である。本実施の形態では、ニップ部形成部材２６の材料として、液晶ポリマー（ＬＣＰ）を用いている。

また、図４を参照して、ニップ部形成部材２６には、定着ベルト２１との摺動抵抗を減ずるために、ＰＴＦＥ等の低摩擦材料からなるシート状部材２２が覆設されている。詳しくは、シート状部材２２は、ニップ部の位置でニップ部形成部材２６と定着ベルト２１との間に幅方向のほぼ全域にわたって介在されるように、ニップ部形成部材２６の周囲（図４に示すような断面でみたニップ部形成部材２６の周囲である。）の一部又は全部を覆うように設置されている。また、本実施の形態におけるシート状部材２２は、潤滑剤が含浸された繊維材料（ＰＴＦＥ等のフッ素樹脂からなる布部材である。）で形成されている。これにより、ニップ部形成部材２６と定着ベルト２１とが当接する面に潤滑剤が保持された状態になる。したがって、ニップ部形成部材２６と定着ベルト２１との摺接によって双方の部材２１、２６が磨耗する不具合が軽減される。
なお、シート状部材２２に含浸される潤滑剤としては、フッ素グリス、シリコーングリス、シリコーンオイル等を用いることができる。本実施の形態では、シート状部材２２に含浸される潤滑剤として、特に耐摩耗性に優れるフッ素グリスを用いている。

このように、本実施の形態では、ニップ部形成部材２６と定着ベルト２１との間に、潤滑剤が含浸されたシート状部材２２を設けているために、定着ベルト２１がニップ部形成部材２６に対して間接的に摺接する部分に潤滑剤が介在されていることになる。これに対して、潤滑剤が含浸されたシート状部材を設置せずに、ニップ部形成部材２６と定着ベルト２１との間に潤滑剤を直接的に塗布することにより、定着ベルト２１がニップ部形成部材２６に対して直接的に摺接する部分に潤滑剤を介在させても良い。

以下、上述のように構成された定着装置２０の通常時の動作について簡単に説明する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、ヒータ２５に電力が供給されるとともに、加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。これにより、ニップ部における加圧ローラ３１との摩擦力によって、定着ベルト２１も図２中の矢印方向に従動回転（連れ回り）する。
その後、給紙部１２からシートＰが給送されて、２次転写ローラ８９の位置で、シートＰ上に未定着のカラー画像が担持（転写）される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持されたシートＰは、ガイド板に案内されながら図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ベルト２１及び加圧ローラ３１のニップ部に送入される。
そして、ヒータ２５によって加熱された定着ベルト２１による加熱と、補強部材２３によって補強されたニップ部形成部材２６と加圧ローラ３１との押圧力とによって、シートＰの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、ニップ部から送出されたシートＰは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。

以下、本実施の形態における定着装置２０において、特徴的な構成・動作について、詳しく説明する。
先に図２等を用いて説明したように、本実施の形態における定着装置２０には、定着ベルト２１や加圧ローラ３１やニップ部形成部材２６などの部材が設置されている。
定着ベルト２１は、ヒータ２５（加熱手段）によって加熱される定着回転体として機能するものである。加圧ローラ３１は、定着ベルト２１（定着回転体）に当接してシートＰが搬送されるニップ部を形成する加圧回転体として機能するものである。特に、本実施の形態では、定着ベルト２１の内側において定着ベルト２１を介して加圧ローラ３１に圧接してニップ部を形成するニップ部形成部材２６が設けられている。

また、図６、図７を参照して、本実施の形態における定着装置２０には、加圧ローラ３１の軸部３１ａを回転可能に保持する軸受４２が設けられている。加圧ローラ３１の軸部３１ａは、芯金３２の幅方向両端部にそれぞれ圧入されている。そして、幅方向両端部の軸部３１ａをそれぞれ保持するように、幅方向両端部（駆動側と非駆動側とである。）にそれぞれ軸受４２が設置されている。
また、定着装置２０には、加圧ローラ３１が定着ベルト２１に対して接離する方向（図２、図６、図７の左右方向であって、以下、適宜に「接離方向」と呼ぶ。）に移動できるように軸受４２を保持する筐体４３（側板）が設けられている。図６、図７に示すように、筐体４３には、接離方向に延在するように切欠き部４３ａが幅方向両端部にそれぞれ形成されている。そして、これらの切欠き部４３ａにそれぞれ軸受４２が嵌合されることで、筐体４３に対して加圧ローラ３１が接離方向にスライド移動可能に保持されるとともに回転可能に保持されることになる。

また、定着装置２０には、レバー部材５１が、筐体４３において支軸５１ａを中心に回動可能に設置されている。また、レバー部材５１は、軸受４２に当接するように設置されている。具体的に、レバー部材５１は、軸受４２に対してニップ部から遠い側（図６の右方である。）で当接するように設置されている。レバー部材５１は、その一端側が支軸５１ａとなり、その他端に後述する引張スプリング５２が接続され、その中央部が軸受４２に当接する部分（図６にて破線Ｂで囲んだ部分である。）になっている。レバー部材５１は、幅方向両端部にそれぞれ設置されている。
また、定着装置２０には、加圧ローラ３１が定着ベルト２１に圧接するようにレバー部材５１を付勢する付勢部材としての引張スプリング５２が設置されている。引張スプリング５２（付勢部材）は、その一端側がレバー部材５１に接続され、その他端側が筐体４３に接続されている。
このような構成により、レバー部材５１と引張スプリング５２とは、加圧ローラ３１を定着ベルト２１（ニップ部形成部材２６）に向けて加圧する加圧機構として機能することになる。

また、図８（及び、図６）に示すように、定着装置２０の駆動側には、加圧ローラ３１を回転駆動するためのギア列（ギア６５、第１アイドラギア６４、第２アイドラギア６３である。）が設けられている。
ギア６５（加圧ローラギア）は、加圧ローラ３１の軸部３１ａ(駆動側の軸部である。）に設置されていて、加圧ローラ３１とともに回転する平歯車（又は、ハスバ歯車）である。
第１アイドラギア６４は、ギア６５（加圧ローラギア）に噛合するアイドラギアであって、後述する回動部材５３に設置されたスタッド５４（軸部材）に回転可能に保持されている。
第２アイドラギア６３は、第１アイドラギア６４（アイドラギア）に噛合して駆動を伝達するものであって、後述する回動部材５３の回転中心軸５３ａに回転可能に設置(保持)されている。また、本実施の形態において、第２アイドラギア６３は、駆動モータ６１（駆動手段）のモータ軸に設置された駆動ギア６２に噛合するように構成されている。
このような構成により、駆動モータ６１が稼働されることで、駆動モータ６１の駆動力が第２アイドラギア６３に伝達されて、その駆動力がさらに第１アイドラギア６４を介してギア６５に伝達されて、加圧ローラ３１が図６、図８の時計方向に回転駆動されることになる。また、そのような加圧ローラ３１の回転駆動にともない、定着ベルト２１が図６、図８の反時計方向に従動回転することになる。すなわち、駆動モータ６１、駆動ギア６２、ギア列６３〜６５が、定着装置２０を駆動する駆動機構として機能することになる。

ここで、本実施の形態における定着装置２０は、駆動機構６１〜６５によって加圧ローラ３１（加圧回転体）が回転駆動されるときにギア６５（加圧ローラギア）に作用する力によって、加圧ローラ３１が定着ベルト２１（定着回転体）に対して当接する方向（図６の左方である。）に移動するように構成されている。
詳しくは、定着装置２０のギア列６３〜６５は、それぞれ、図６の破線矢印方向に回転するように構成されている。特に、加圧ローラ３１とともに回転するギア６５は、図６の時計方向に回転するように構成されている。そのため、加圧ローラ３１のギア６５には、第１アイドラギア６４から駆動力が伝達されるときに、図６の黒矢印方向に力を受けることになる。そして、この力が、いわゆる「駆動引込力」として、加圧ローラ３１を定着ベルト２１に近づける方向（ニップ部におけるニップ圧が高まる方向である。）に移動させるように作用することになる。

そして、このように「駆動引込力」が生じると、定着装置２０におけるニップ圧が安定しないで、定着画像にムラが生じてしまいやすくなる。特に、ギア６５が設置された駆動側では「駆動引込力」の影響が強くなり、ギア６５が設置されていない非駆動側では「駆動引込力」の影響が弱くなるため、駆動側のニップ圧が非駆動側のニップ圧に比べて強くなり、幅方向にわたって均一なニップ圧が得られずに、定着画像ムラが生じやすくなる。
特に、本実施の形態では、定着回転体として、定着ローラではなくて、可撓性を有する定着ベルトを用いていて、ニップ部形成部材２６を用いて形成するニップ部において定着ベルト２１にかかるトルクが大きくなる。そのため、「駆動引込力」が生じると、定着ベルト２１に変形が生じてしまって、定着ベルト２１の走行不良や定着画像不良などの不具合が生じやすくなる。

本実施の形態における定着装置２０は、上述したような「駆動引込力」による不具合を軽減するために、「駆動引込力」をキャンセルする駆動引込力キャンセル機構として機能する回動部材５３を設けている。
そして、本実施の形態において、回動部材５３は、レバー部材５１の回動と連動して、筐体４３において回転中心軸５３ａを中心に回動するように構成されている。

詳しくは、図６に示すように、回動部材５３は、「駆動引込力」がほとんど生じない非駆動側には設置されておらず、駆動側の筐体４３において回転中心軸５３ａを中心に回動可能に保持されている。回動部材５３は、金属材料からなる板状部材であって、その板面から起立するようにスタッド５４（第１アイドラギア６４を保持するための軸部である。）が設置されている。
そして、回動部材５３は、駆動機構６１〜６５によって加圧ローラ３１が回転駆動されるときに第１アイドラギア６４（アイドラギア）を介してスタッド５４に作用する力によって、加圧ローラ３１が定着ベルト２１に対して離間する方向（図６の時計方向である。）にレバー部材５１とともに回動することになる。

さらに具体的に、本実施の形態において、回動部材５３は、レバー部材５１との間に軸受４２を挟むように、軸受４２に当接している。回動部材５３は、回転中心軸５３ａから離れた一端側に軸受４２に当接するフック状部が形成されていて、軸受４２に対してニップ部の側（図６の左方であって、破線Ａで囲んだ位置である。）で当接している。

そして、駆動機構６１〜６５によって加圧ローラ３１が回転駆動されると、第１アイドラギア６４には、第２アイドラギア６３から伝達される駆動力Ｆ１が白矢印方向に作用して、ギア６５に駆動力を伝達するときにギア６５から受ける反力Ｆ２が白矢印方向に作用することになる。これらの力Ｆ１、Ｆ２は、いずれも、第１アイドラギア６４を介してスタッド５４に作用して、回動部材５３を回転中心軸５３ａを中心に図６の時計方向に回動させる力（回転モーメント）となる。また、このように回動部材５３が回転中心軸５３ａを中心に図６の時計方向に回動すると、回動部材５３によって図６の右方に押動された軸受４２によってレバー部材５１も同方向に押動されて、レバー部材５１が支軸５１ａを中心に図６の時計方向（ニップ圧が弱められる方向である。）に回動することになる。
なお、第２アイドラギア６３には、駆動ギア６２から伝達される駆動力や、第１アイドラギアギア６４に駆動力を伝達するときに第１アイドラギア６４から受ける反力が作用することになるが、これらの力を第２アイドラギア６３を介して受けるのは回転中心軸５３ａであるため、回動部材５３を回動させる回転モーメントは生じないことになる。換言すると、第２アイドラギア６３を回転中心軸５３ａに設置することで、上述したような回動部材５３の回動がロスおこなわれることになる。

このような回動部材５３（及び、レバー部材５１）の動作によって、加圧ローラ３１が回転駆動するときに「駆動引込力」がほとんど生じないことになり、定着装置２０におけるニップ圧が安定しなくなる不具合が生じにくくなる。特に、駆動側のニップ圧が非駆動側のニップ圧に比べて強くなることなく、幅方向にわたって均一なニップ圧を得ることができる。さらに、「駆動引込力」が生じにくくなることで、定着ベルト２１に変形が生じる不具合も軽減されることになる。

さらに、本実施の形態における定着装置２０は、回動部材５３が軸受４２の一端側に当接して、レバー部材５１が軸受４２の他端側に当接して、回動部材５３とレバー部材５１とが軸受４２を介して連動して回動するように構成しているため、回動部材５３を設置しても定着装置２０がそれほど大型化したり重量化したりすることはない。さらには、定着装置２０における回動部材５３やレバー部材５１の組付け性やメンテナンス性も向上することになる。
すなわち、図９に示す定着装置１２０のように、回動部材１５３（回転中心軸１５３ａを中心に回動可能に筐体４３に設置されている。）が軸受４２の全体を保持するように形成されて、その回動部材１５３にレバー部材５１が直接的に当接するように構成した場合には、定着装置２０が右方に大型化してしまったり、回動部材１５３が大型化する分だけ定着装置２０が重量化してしまったりすることになる。さらに、図９に示す定着装置１２０においては、レバー部材５１と回動部材１５３とが係合しているため、本実施の形態のものとは異なり、レバー部材５１と回動部材１５３とをそれぞれ単独で組付けたり取り外したりする作業が難しくなる（回動部材１５３やレバー部材５１の組付け性やメンテナンス性が悪くなる）。

ここで、図６を参照して、本実施の形態において、回動部材５３は、回転中心軸５３ａを中心に回動したときに、軸受４２が回動部材５３（フック状部）との当接状態を維持したまま摺動するように形成されている。
詳しくは、回動部材５３のフック状部（軸受４２に当接する当接面である。）は、軸受４２の接離方向に対して略直交する方向（図６の略上下方向である。）の移動を制限するのではなくて、その略直交する方向に軸受４２が回動部材５３に対して相対的に移動（摺動）できるように形成されている。具体的に、回動部材５３のフック状部（当接面）は、接離方向に対して略直交する方向を長手方向とする仮想長円の外周半分の軌跡にほぼ沿うように形成されている。
このような構成により、回動部材５３が回動するときに、軸受４２の接離方向の動作が回動部材５３によって妨げられることなく、軸受４２を介した回動部材５３とレバー部材５１との連動がスムーズにおこなわれることになる。

＜変形例１＞
図１０は、変形例１としての定着装置２０の駆動側を示す概略図であって、本実施の形態における図６に対応する図である。
図１０に示すように、変形例１では、回動部材５３が、軸受４２に当接することなく、レバー部材５１に直接的に当接するように構成されている。詳しくは、回動部材５３の先端部に形成されたフック状部は、軸受４２に当接しないように大きな径で形成されていて、そのフック状部の先端がレバー部材５１に当接するように形成されている。
このように構成した場合であっても、回動部材５３とレバー部材５１とは、本実施の形態のものと同様に、互いに連動して回動することになる。そして、変形例１においても、駆動機構６１〜６５によって加圧ローラ３１が回転駆動されると、回動部材５３（及び、レバー部材５１）が「駆動引込力」をキャンセルする方向に回動することになるため、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
また、変形例１において、回動部材５３は、レバー部材５１が軸受４２に当接する位置よりも支軸５１ａに対して遠い位置（図１０にて破線で囲んだ位置である。）でレバー部材５１に当接している。このように構成した場合には、力点と作用点との関係から、回動部材５３によって小さい力でレバー部材５１を時計方向に回動させることができる。

＜変形例２＞
図１１は、変形例２としての定着装置２０の駆動側を示す概略図であって、本実施の形態における図６に対応する図である。
図１１に示すように、変形例２においても、前記変形例１と同様に、回動部材５３が、軸受４２に当接することなく、レバー部材５１に直接的に当接するように構成されている。詳しくは、回動部材５３においてナイフ状に形成された先端部が、レバー部材５１に当接するように形成されている。
このように構成した場合であっても、回動部材５３とレバー部材５１とは、本実施の形態のものと同様に、互いに連動して回動することになる。そして、変形例２においても、駆動機構６１〜６５によって加圧ローラ３１が回転駆動されると、回動部材５３（及び、レバー部材５１）が「駆動引込力」をキャンセルする方向に回動することになるため、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。
ここで、変形例２において、回動部材５３は、レバー部材５１が軸受４２に当接する位置よりも支軸５１ａに対して近い位置（図１１にて破線で囲んだ位置である。）でレバー部材５１に当接している。このように構成した場合には、回転中心軸５３ａからレバー部材５１（当接位置）までの距離が短くなるため、回動部材５３を回動してレバー部材５１を時計方向に回動させる力を大きくすることができるとともに、回動部材５３を小型化することができる。

＜変形例３＞
図１２は、変形例３としての定着装置２０の駆動側を示す概略図であって、本実施の形態における図６に対応する図である。
変形例３における定着装置２０は、前記実施の形態のものとは異なり、加圧ローラ３１が回転駆動されるときにギア６５に作用する力によって、加圧ローラ３１が定着ベルト２１に対して離間する方向（図１２の右方である。）に移動するように構成されている。
詳しくは、変形例３における定着装置２０は、シートＰの搬送方向、加圧ローラ３１の回転方向、定着ベルト２１の回転方向、ギア列６３〜６５の回転方向、がそれぞれ、前記実施の形態のものに対して逆方向になるように構成されている。特に、加圧ローラ３１のギア６５は、図１２の反時計方向に回転するため、第１アイドラギア６４から駆動力が伝達されるときに、図１２の黒矢印方向に力を受けることになる。そして、この力が、いわゆる「駆動引離力」として、加圧ローラ３１を定着ベルト２１から遠ざける方向（ニップ部におけるニップ圧が弱まる方向である。）に移動させるように作用することになる。そして、このように「駆動引離力」が生じる場合にも、定着装置２０におけるニップ圧が安定しないで、定着画像にムラが生じてしまいやすくなる。
このとき、変形例３において、回動部材５３は、「駆動引離力」をキャンセルするように動作することになる。具体的に、回動部材５３は、加圧ローラ３１が回転駆動されるときに第１アイドラギア６４を介してスタッド５４に作用する力（白矢印方向の力である。）によって、加圧ローラ３１が定着ベルト２１に対して当接する方向（図１２の反時計方向である。）にレバー部材５１とともに回動することになる。
このような構成により、変形例３においては、駆動機構６１〜６５によって加圧ローラ３１が回転駆動されると、回動部材５３（及び、レバー部材５１）が「駆動引離力」をキャンセルする方向に回動することになるため、本実施の形態のものと同様に、定着装置２０におけるニップ圧を幅方向にわたって均一化することができる。

＜変形例４＞
図１３は、変形例４としての定着装置２０の駆動側を示す概略図であって、本実施の形態における図６に対応する図である。
変形例４における定着装置２０も、前記変形例３のものと同様に、加圧ローラ３１が回転駆動されるときにギア６５に作用する力によって、加圧ローラ３１が定着ベルト２１に対して離間する方向（図１３の右方である。）に移動するように構成されている。
また、変形例４における定着装置２０は、前記変形例１、２のものと同様に、回動部材５３が、軸受４２に当接することなく、レバー部材５１に直接的に当接するように構成されている。ただし、変形例４における定着装置２０は、前記変形例１、２のものとは異なり、「駆動引離力」をキャンセルする方向に回動部材５３をレバー部材５１とともに回動する必要があるため、レバー部材５１を図１３の反時計方向に回動させるためにレバー部材５１（軸受４２との当接位置に対して支軸５１ａの反対側に延伸された部分である。）に当接する当接部５３ｂを回動部材５３に設けている。
このように構成した場合にも、変形例３のものと同様に、駆動機構６１〜６５によって加圧ローラ３１が回転駆動されると、回動部材５３（及び、レバー部材５１）が「駆動引離力」をキャンセルする方向に回動することになるため、定着装置２０におけるニップ圧を幅方向にわたって均一化することができる。

以上説明したように、本実施の形態における定着装置２０は、加圧ローラ３１（加圧回転体）が定着ベルト２１（定着回転体）に対して接離する方向に移動できるように軸受４２を保持する筐体４３や、軸受４２に当接して支軸５１ａを中心に回動可能に設置されたレバー部材５１や、レバー部材５１を圧接方向に付勢する引張スプリング５２（付勢部材）や、加圧ローラ３１とともに回転するように軸部３１ａに設置されたギア６５や、ギア６５に噛合する第１アイドラギア６４（アイドラギア）を回転可能に保持するスタッド５４を具備してレバー部材５１の回動と連動して筐体４３において回転中心軸５３ａを中心に回動する回動部材５３が設置されている。
これにより、定着装置２０がそれほど大型化することなく、加圧ローラ３１のギア６５に駆動力が入力されることによってニップ部におけるニップ圧が不安定になる不具合を生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態では、定着ベルト２１を加熱する加熱手段（加熱源）としてヒータ２５を用いたが、定着ベルトを加熱する加熱手段（加熱源）はこれに限定されることなく、例えば、加熱手段として電磁誘導コイルを用いることもできるし、加熱手段として抵抗発熱体を用いることもできる。
そして、このような場合にも、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態では、定着回転体として定着ベルト２１を用いた定着装置２０に対して本発明を適用したが、定着回転体として定着ローラを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。
そして、このような場合には、先に説明したように定着回転体として定着ベルト２１を用いた場合に比べて定着回転体の変形が顕著に軽減されるような効果は少ないものの、本実施の形態のものとほぼ同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

なお、本願明細書等において、「幅方向」とは、シートの搬送方向に対して直交する方向であって、定着ベルトや加圧ローラの回転軸方向と同じ方向であるものと定義する。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ベルト（定着回転体）、
２２ シート状部材、
２３ 補強部材、
２５ ヒータ（加熱手段）、
２６ ニップ部形成部材（固定部材）、
２９ ガイド部材（フランジ）、
３１ 加圧ローラ（加圧回転体）、
３１ａ 軸部、
４２ 軸受、
４３ 筐体（保持部材）、
５１ レバー部材（加圧レバー）、
５１ａ 支軸、
５２ 引張スプリング（付勢部材）、
５３ 回動部材（回動板）、
５３ａ 回転中心軸、
５４ スタッド（軸部材）、
６１ 駆動モータ（駆動手段）、
６２ 駆動ギア、
６３ 第２アイドラギア、
６４ 第１アイドラギア（アイドラギア）、
６５ ギア、
Ｐ シート（記録媒体）。

特許第５９５０１５２号公報

Claims (8)

1. 加熱手段によって加熱される定着回転体と、
   前記定着回転体に当接してシートが搬送されるニップ部を形成する加圧回転体と、
   前記加圧回転体の軸部を回転可能に保持する軸受と、
   前記加圧回転体が前記定着回転体に対して接離する方向に移動できるように前記軸受を保持する筐体と、
   前記筐体において支軸を中心に回動可能に設置されて、前記軸受に当接するレバー部材と、
   前記加圧回転体が前記定着回転体に圧接するように前記レバー部材を付勢する付勢部材と、
   前記加圧回転体の軸部に設置されて、前記加圧回転体とともに回転するギアと、
   前記ギアに噛合するアイドラギアを回転可能に保持するスタッドを具備して、前記レバー部材の回動と連動して前記筐体において回転中心軸を中心に回動する回動部材と、
   を備え、
   前記回動部材は、前記レバー部材に当接することを特徴とする定着装置。
2. 前記加圧回転体が回転駆動されるときに前記ギアに作用する力によって、前記加圧回転体が前記定着回転体に対して当接する方向に移動するように構成され、
   前記回動部材は、
   前記筐体において前記回転中心軸を中心に回動可能に保持されて、
   前記加圧回転体が回転駆動されるときに前記アイドラギアを介して前記スタッドに作用する力によって、前記加圧回転体が前記定着回転体に対して離間する方向に前記レバー部材とともに回動することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記加圧回転体が回転駆動されるときに前記ギアに作用する力によって、前記加圧回転体が前記定着回転体に対して離間する方向に移動するように構成され、
   前記回動部材は、
   前記筐体において前記回転中心軸を中心に回動可能に保持されて、
   前記加圧回転体が回転駆動されるときに前記アイドラギアを介して前記スタッドに作用する力によって、前記加圧回転体が前記定着回転体に対して当接する方向に前記レバー部材とともに回動することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 前記回動部材は、前記レバー部材が前記軸受に当接する位置よりも前記支軸に対して遠い位置で前記レバー部材に当接することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
5. 前記回動部材は、前記レバー部材が前記軸受に当接する位置よりも前記支軸に対して近い位置で前記レバー部材に当接することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記アイドラギアに噛合して駆動を伝達する第２アイドラギアが前記回転中心軸に設置されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記定着回転体は、定着ベルトであって、
   前記加圧回転体は、加圧ローラであって、
   前記定着ベルトの内側において前記定着ベルトを介して前記加圧ローラに圧接して前記ニップ部を形成するニップ部形成部材を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
8. 請求項１〜請求項７のいずれかに記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images