JP6988207B2 - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、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、媒体上のトナー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、加熱ユニット（加熱ベルト）を移動させるレシプロ機構（移動手段）と、レシプロ機構を制御する制御部と、を備えている。レシプロ機構は、一対の傾斜面を有するレシプロカムと、傾斜面と係合するレシプロ軸と、レシプロカムとレシプロ軸とを相対移動させるモーターと、を備えている。制御部は、加熱ユニットの移動方向が切り替わる領域で、所定枚数のシートがニップ部を通過する毎にモーターを所定時間駆動して加熱ユニットを移動させる動作を断続的に繰り返す制御を行う。この定着装置は、上記制御によって、シートのエッジが通る加熱ベルトの表面が摩耗（損傷）することを低減している。

特許第６０７１３５０号公報

しかしながら、上記した定着装置では、レシプロカムとレシプロ軸とを相対移動させるモーターや、モーターを制御する制御部を必要とするため、レシプロ機構の構造が複雑になると共に、製造コストも増加するという問題があった。

本発明は、上記課題を解決するために、簡単且つ安価な構成で、媒体のエッジによる定着部材の表面の摩耗を低減す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、軸周りに回転しながら媒体上のトナーを加熱する定着部材と、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接近させる方向に移動させ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を他方から離間させる方向に移動させて前記加圧領域を減圧する圧力調整部と、前記圧力調整部が前記加圧領域を減圧する動作を前記定着部材に伝達して前記定着部材を軸方向に移動させる連動移動部と、を備えている。

この場合、前記連動移動部は、前記圧力調整部による前記加圧領域の減圧の繰り返しに伴って、前記定着部材を軸方向一方または軸方向他方に向かって徐々に移動させることが好ましい。

他の場合、前記連動移動部は、前記圧力調整部によって前記加圧領域を減圧する度に、前記定着部材を所定距離ずつ軸方向一方または軸方向他方に向かって移動させることが好ましい。

この場合、前記圧力調整部は、前記加圧部材を支持する部材に接触しながら軸周りに正逆回転し、前記定着部材に対して前記加圧部材を接近または離間する方向に移動させる偏心カムと、前記偏心カムを回転駆動させる駆動源と、を含み、前記連動移動部は、前記定着部材を軸方向一方に向かって付勢する付勢部材と、前記偏心カムの回転が伝達されて軸周りに正逆回転する第１回転体と、前記第１回転体の軸と平行に延びた軸周りに正逆回転する第２回転体と、前記第１回転体と前記第２回転体との間に架設され、前記第１回転体の回転を前記第２回転体に伝達するリンクと、前記第２回転体と同一軸上に設けられ、軸周りに正回転しながら前記定着部材を軸方向他方に向かって押し込む量を変化させる斜面カムと、前記第２回転体と前記斜面カムとの間に設けられ、前記第２回転体の正回転を前記斜面カムに伝達し、且つ前記斜面カムに対する前記第２回転体の逆回転の伝達を規制するワンウェイクラッチと、を含んでいることが好ましい。

この場合、前記リンクには、前記第１回転体の第１突起部に連結される第１連結穴と、前記第２回転体の第２突起部に連結される第２連結穴と、が形成され、前記第２連結穴は、前記リンクの長手方向に延びた長穴であり、前記第２突起部を前記第２連結穴に沿って移動させることで前記第１回転体を一時的に空回りさせることが好ましい。

上記した目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載の定着装置を備えている。

本発明によれば、簡単且つ安価な構成で、媒体のエッジによる定着部材の表面の摩耗を低減することができる。

本発明の一実施形態に係るプリンターを示す概略図（正面図）である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の内部構造を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の圧力調整部等（加圧状態）を示す背面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の圧力調整部等（減圧状態）を示す背面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の連動移動部等を示す背面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の内部構造であって、加圧領域が加圧状態から減圧状態に遷移する過程を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の連動移動部等であって、加圧領域が加圧状態から減圧状態に遷移する過程を示す背面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の内部構造（減圧状態）を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の連動移動部等（減圧状態）を示す背面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の内部構造であって、加圧領域が減圧状態から加圧状態に遷移する過程を示す側面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置の連動移動部等であって、加圧領域が減圧状態から加圧状態に遷移する過程を示す背面図である。

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、各図に示す「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。

［プリンターの全体構成］
図１を参照して、画像形成装置の一例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を示す概略図（正面図）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、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、例えば、普通紙等のシートＳ（媒体）を収容する給紙カセット３が設けられている。装置本体２の上面には、排紙トレイ４が設けられている。なお、シートＳは、紙製に限らず、樹脂製等であってもよい。

また、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まで延びた搬送路８の上流端部に設けられている。作像装置６は搬送路８の中間部に設けられ、定着装置７は搬送路８の下流側に設けられている。

作像装置６は、トナーコンテナ１０と、ドラムユニット１１と、光走査装置１２と、を含んでいる。トナーコンテナ１０は、例えば、黒色のトナー（現像剤）を収容している。ドラムユニット１１は、感光体ドラム１３と、帯電装置１４と、現像装置１５と、転写ローラー１６と、を含んでいる。転写ローラー１６は、下側から感光体ドラム１３に接触して転写ニップを形成している。なお、トナーは、トナーとキャリアとを混合した二成分現像剤であってもよいし、磁性トナーから成る一成分現像剤であってもよい。

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１４は、感光体ドラム１３の表面を帯電させる。感光体ドラム１３は、光走査装置１２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１５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１３上の静電潜像をトナー像に現像する。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８に送り出され、感光体ドラム１３上のトナー像は転写ニップを通過するシートＳに転写される。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。

［定着装置］
次に、図２ないし図５を参照して、定着装置７について説明する。図２は定着装置７を示す断面図である。図３は定着装置７の内部構造を示す側面図である。図４は圧力調整部２４等（加圧状態）を示す背面図である。図４は圧力調整部２４等（減圧状態）を示す背面図である。

図２および図３に示すように、定着装置７は、筐体２０と、定着部材２１と、加圧ローラー２２と、発熱ユニット２３と、圧力調整部２４と、連動移動部２５と、を備えている。定着部材２１および加圧ローラー２２は、筐体２０の内部に設けられている。発熱ユニット２３は、定着部材２１を加熱するための熱源である。圧力調整部２４は、定着部材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。連動移動部２５は、定着部材２１を軸方向（前後方向）に往復移動させるためのユニットである。

＜筐体＞
図２および図３に示すように、筐体２０は、ケース２０Ａと、一対の固定板金２０Ｂと、一対の可動板金２０Ｃと、を含んでいる。

ケース２０Ａは、前後方向に長い略直方体に形成され、装置本体２の内部に支持されている（図１参照）。ケース２０Ａの左右両面には、シートＳを通過させるための開口が形成されている。ケース２０Ａの右面開口には、定着部材２１に含まれる定着ベルト２１Ａと加圧ローラー２２との接触部分（加圧領域Ｎ）にシートＳを導くための進入ガイド３１が設けられている。ケース２０Ａの左面開口には、シートＳを下流側に送り出すための搬送ローラー対３２が設けられている（図２参照）。一対の固定板金２０Ｂは、前後方向に離間して配置され、ケース２０Ａの内部に固定されている（図３参照）。一対の可動板金２０Ｃは、一対の固定板金２０Ｂの内側において前後方向に離間して配置されている。一対の可動板金２０Ｃは、一対の固定板金２０Ｂの左端部に回動軸３０を介して支持されている（図４参照）。可動板金２０Ｃは、回動軸３０を中心に回動（揺動）可能に支持されている。

＜定着部材＞
図２および図３に示すように、定着部材２１は、定着ベルト２１Ａと、一対のキャップ２１Ｂと、を含んでいる。

定着ベルト２１Ａ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２１Ａの表層は、例えば、ポリイミド樹脂等の耐熱性および弾性を有する合成樹脂材料等で構成されている。一対のキャップ２１Ｂは、定着ベルト２１Ａの軸方向両端部に装着されている。キャップ２１Ｂは、円環状の弾性部材（図示せず）を挟んで定着ベルト２１Ａの端部外周面に密着している。

図２に示すように、定着ベルト２１Ａの内部（内側）には、押圧構造２６が設けられている。押圧構造２６は、支持部材２６Ａと、押圧部材２６Ｃと、を含んでいる。

支持部材２６Ａは、例えば、金属材料によって前後方向に長い略矩形筒状に形成されている。支持部材２６Ａは、定着部材２１（定着ベルト２１Ａおよびキャップ２１Ｂ）を軸方向に貫通して一対の固定板金２０Ｂに支持されている。定着部材２１は、支持部材２６Ａに対して回転可能、且つ軸方向に移動可能に支持されている。押圧部材２６Ｃは、支持部材２６Ａの下面に固定された耐熱性樹脂製の厚板状の部材であって、加圧ローラー２２に押し付けられた定着ベルト２１Ａを受け止める機能を有している。なお、定着ベルト２１Ａの内部には、定着ベルト２１Ａの略円筒形状を保持するためのベルトガイド（図示せず）が設けられている。ベルトガイドは、透磁率の大きな合金で形成され、発熱ユニット２３によって加熱される。

＜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ーンスポンジ等の弾性層２２Ｂと、を含んでいる。芯金２２Ａの前後両端部は、一対の可動板金２０Ｃの上部に回転可能に支持されている。芯金２２Ａにはギア列等を介して駆動モーター（図示せず）が接続され、加圧ローラー２２は駆動モーターによって回転駆動される。

＜発熱ユニット＞
図２に示すように、発熱ユニット２３は、隙間を挟んで定着ベルト２１Ａの上方に配置されている。発熱ユニット２３は、ユニットケース２３Ａと、ＩＨコイル２３Ｂと、を含んでいる。ユニットケース２３Ａは、定着ベルト２１Ａの上側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ている。ＩＨコイル２３Ｂは、ユニットケース２３Ａの内部に設けられている。ＩＨコイル２３Ｂに高周波電流を流すことで磁界が発生し、定着ベルト２１Ａの上側が加熱される。なお、筐体２０には、定着ベルト２１Ａ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。

＜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、一対の押圧アーム４０と、一対の押圧バネ４１と、一対の偏心カム４２と、カムモーター４３と、を含んでいる。なお、図３では、押圧バネ４１の図示を省略している。

一対の押圧アーム４０は、一対の可動板金２０Ｃの下側に配置されている。一対の押圧アーム４０は、それぞれ、可動板金２０Ｃの回動軸３０に回動可能に支持されている。一対の押圧アーム４０の下部内側面には、一対の作動コロ４４が回転可能に支持されている。一対の押圧バネ４１は、所謂コイルスプリングであって、一対の押圧アーム４０の右側に配置されている。一対の押圧バネ４１は、それぞれ、可動板金２０Ｃと押圧アーム４０との間に架設されている。押圧バネ４１は、可動板金２０Ｃと押圧アーム４０とを互いに引き離す方向に付勢している。

一対の偏心カム４２は、一対の可動板金２０Ｃ（押圧アーム４０）に対応するように前後方向に延びたカム連結軸４５に固定されている。カム連結軸４５は、加圧ローラー２２の右下方で、加圧ローラー２２と略平行に設けられている。カム連結軸４５の軸方向両端部（前後両端部）は、一対の固定板金２０Ｂに回転可能に支持されている。なお、カム連結軸４５の後端部は、後方の固定板金２０Ｂを貫通して後方に延びている。また、カム連結軸４５の後端部には、伝達ギア４６が固定されている。

偏心カム４２は、回転中心（カム連結軸４５）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。上記した一対の押圧アーム４０の作動コロ４４は、それぞれ、押圧バネ４１に付勢されて偏心カム４２の外周面（カム面）に押し付けられている。偏心カム４２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４２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。

駆動源としてのカムモーター４３は、カム連結軸４５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４３は、駆動回路等を介してプリンター１の制御装置に電気的に接続されて駆動制御される。カムモーター４３は、偏心カム４２（カム連結軸４５）を回転駆動させる。

＜圧力調整部の作用＞
カムモーター４３の駆動によって、偏心カム４２がカム連結軸４５を中心に正逆回転すると、押圧アーム４０は回動軸３０を中心に上下方向に往復移動（揺動）する。なお、本実施形態の説明では、図４（後述する図６、図７Ｂ、図８Ｂ、図９Ｂも同じ。）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」と呼び、両方に往復する回転を「正逆回転」と呼ぶ。

例えば、図４に示すように、偏心カム４２の加圧カム面Ｆ１が作動コロ４４に接触した状態では、押圧アーム４０（作動コロ４４）および可動板金２０Ｃが押し上げられた状態になる。このため、加圧ローラー２２は、定着ベルト２１Ａに食い込むように強く押し付けられている。つまり、定着ベルト２１Ａと加圧ローラー２２との間に形成された加圧領域Ｎが加圧された加圧状態になる。

図５に示すように、減圧カム面Ｆ２が作動コロ４４に接触するまで偏心カム４２が逆回転すると、押圧アーム４０および可動板金２０Ｃは下降する。すると、加圧ローラー２２が定着ベルト２１Ａ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４２が正回転して、加圧カム面Ｆ１が作動コロ４４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、偏心カム４２は、加圧ローラー２２を支持する部材（可動板金２０Ｃや押圧アーム４０等）に接触しながら軸周りに正逆回転し、定着部材２１に対して加圧ローラー２２を昇降（接近または離間する方向に移動）させる。そして、圧力調整部２４は、加圧ローラー２２を定着部材２１（定着ベルト２１Ａ）に接近させる方向に定着ベルト２１Ａを移動させて加圧領域Ｎを加圧し、加圧ローラー２２を定着部材２１から離間させる方向に移動させて加圧領域Ｎを減圧する。なお、加圧領域Ｎとは、圧力が０Ｐａである上流側の位置から最大圧力とな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。

なお、上記した発熱ユニット２３（ＩＨコイル２３Ｂ）、駆動モーターおよび温度センサー等は、各種の駆動回路を介してプリンター１の制御装置に電気的に接続されている。制御装置は、接続された装置等を制御する。

［定着装置の作用］
ここで、図２を参照して、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。

まず、制御装置は、駆動モーターや発熱ユニット２３を駆動制御する。加圧ローラー２２は駆動モーターの駆動力を受けて回転し、定着部材２１（定着ベルト２１Ａ）は加圧ローラー２２に従動して回転する（図２の実線細矢印参照）。発熱ユニット２３は、定着ベルト２１Ａを加熱する。温度センサーは、定着ベルト２１Ａ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発熱ユニット２３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内に進入し、定着ベルト２１Ａは、軸周りに正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、プリンター１（定着装置７）の停止（休止）時、筐体２０内（加圧領域Ｎ）でシートＳの搬送不良（ジャム）が発生した場合、封筒等の皺になりやすい媒体に画像形成処理（定着処理）を実施する場合等、制御装置はカムモーター４３を駆動制御し、加圧領域Ｎを減圧状態とする。

このような定着装置７では、シートＳが定着ベルト２１Ａと加圧ローラー２２との間に挟まれて搬送される。定着装置７による定着処理が繰り返し行われ、シートＳのエッジ（幅方向両端部）が定着ベルト２１Ａの略同じ場所を繰り返し通過すると、定着ベルト２１Ａの表層（表面）に傷が付く（摩耗する）ことがある。そこで、本実施形態に係る定着装置７は、圧力調整部２４が加圧領域Ｎを減圧する動作を定着部材２１に伝達して定着部材２１を軸方向に移動させる連動移動部２５を備え、シートＳのエッジによる定着ベルト２１Ａの表面の摩耗を低減している。

＜連動移動部＞
図３および図６を参照して、連動移動部２５について説明する。図６は連動移動部２５等を示す背面図である。

連動移動部２５は、連動バネ５０と、第１回転体５１と、第２回転体５２と、リンク５３と、斜面カム５４と、ワンウェイクラッチ５５と、を含んでいる。連動移動部２５は、主に、後方の固定板金２０Ｂの後側に配置されている。

図３に示すように、付勢部材の一例としての連動バネ５０は、所謂コイルスプリングであって、定着部材２１の前方に配置されている。連動バネ５０は、前方のキャップ２１Ｂと前方の固定板金２０Ｂとの間に架設されている。連動バネ５０は、定着部材２１を後方（軸方向一方）に向かって付勢している。

図３および図６に示すように、第１回転体５１は、略円板状に形成された歯車であって、後方の固定板金２０Ｂから後方に延びた第１回転軸６０に回転可能に支持されている。第１回転軸６０は、加圧ローラー２２の下方、且つカム連結軸４５の左方に隣接し、加圧ローラー２２等と平行に延びている。第１回転体５１は、カム連結軸４５の後端部に固定された伝達ギア４６に噛み合っている。このため、第１回転体５１は、偏心カム４２に連動して軸周りに正逆回転する。第１回転体５１の後面には、略円筒状の第１突起部６１Ａが形成されている。第１突起部６１Ａは、第１回転体５１の中心（第１回転軸６０）に近い位置で、第１回転体５１の後面から後方に突出している。

第２回転体５２は、第１回転体５１よりも小径となる略円板状に形成されている。第２回転体５２は、斜面カム５４から後方に延びた支持軸６４に回転可能に支持されている。第２回転体５２は、第１回転体５１の軸と平行に延びた軸周りに正逆回転する。第２回転体５２は、第１回転体５１の上方に配置されている。詳細には、第２回転体５２の中心は、第１回転体５１の中心（第１回転軸６０）から鉛直上方に延ばした垂直線上に配置されている。また、第２回転体５２の後面は、第１回転体５１の後面に略揃えられている。第２回転体５２の後面には、略円筒状の第２突起部６１Ｂが形成されている。第２突起部６１Ｂは、第２回転体５２の後面から後方に突出している。

リンク５３は、細長い板状に形成されている。リンク５３の長手方向両端部には、第１連結穴６２Ａと第２連結穴６２Ｂとが形成されている。第１連結穴６２Ａは、第１突起部６１Ａを回転可能な状態で嵌合させるための丸穴である。第２連結穴６２Ｂは、リンク５３の長手方向に延び、第２突起部６１Ｂを移動可能な状態で嵌合させるための長穴である。第１連結穴６２Ａは第１回転体５１の第１突起部６１Ａに連結され、第２連結穴６２Ｂは第２回転体５２の第２突起部６１Ｂに連結されることになる。したがって、リンク５３は、第１回転体５１と第２回転体５２との間に架設され、第１回転体５１の回転を第２回転体５２に伝達する。

なお、リンク５３（各連結穴６２Ａ，６２Ｂ）が第１回転体５１の中心と第２回転体５２の中心とを結ぶ直線上に配置されると、第１回転体５１等の回転が阻害される。このため、リンク５３は、第１回転体５１等の中心から左右何れか一方にずれた位置に配置する。例えば、本実施形態では、加圧領域Ｎが加圧状態である場合において、第１突起部６１Ａは第１回転体５１の中心から左斜め上方に位置し、第２突起部６１Ｂは第２回転体５２の中心から左斜め上方に位置している（図６参照）。また、第２突起部６１Ｂは、第２連結穴６２Ｂの下端部に位置している（図６参照）。

斜面カム５４は、前端面を傾斜させた略円柱状に形成されている。斜面カム５４は、後方の固定板金２０Ｂから後方に延びた第２回転軸６３に回転可能に支持されている。斜面カム５４の後端面には、第２回転体５２を回転可能に支持する支持軸６４が形成されている。支持軸６４は、第２回転軸６３と同一軸上に形成されている。したがって、斜面カム５４は、第２回転体５２と同一軸上に設けられている。

斜面カム５４の前端面（傾斜面）は、第２回転軸６３に対して傾いている。この傾斜面の径方向外側には、円環状のカム面が形成されている。円環状のカム面には、押込みカム面Ｆ１０と押戻しカム面Ｆ２０とを含む斜面が連続して形成されている。押込みカム面Ｆ１０は、回転中心を挟んで押戻しカム面Ｆ２０の反対側に形成されている。押込みカム面Ｆ１０は、斜面カム５４の中で最も前方に突き出した部分であり、押戻しカム面Ｆ２０は、斜面カム５４の中で最も後方に位置する部分である。斜面カム５４の前端面は、回転中心と２つのカム面Ｆ１０，Ｆ２０とを結ぶ直線を対称中心として対称となる傾斜を有している。

斜面カム５４の前端面（傾斜面）は、押込伝達部材６５を介して定着部材２１の後端部（後方のキャップ２１Ｂ）に接触している。押込伝達部材６５は、略棒状に形成され、後方の固定板金２０Ｂに対して軸方向に往復移動可能に支持されている。押込伝達部材６５の前端部は、後方のキャップ２１Ｂの下側後面に滑る状態で接触している。押込伝達部材６５の後端部は、斜面カム５４の前端面（円環状のカム面）に滑る状態で接触している。斜面カム５４は、押込伝達部材６５を介して軸周りに正回転しながら定着部材２１を前方（軸方向他方）に向かって押し込む量を変化させる。

ワンウェイクラッチ５５は、第２回転体５２と斜面カム５４との間に設けられている。
詳細には、ワンウェイクラッチ５５の外輪が第２回転体５２の軸受け部に嵌合し、斜面カム５４の支持軸６４がワンウェイクラッチ５５の内輪に嵌合している。ワンウェイクラッチ５５は、第２回転体５２の正回転を斜面カム５４に伝達し、且つ斜面カム５４に対する第２回転体５２の逆回転の伝達を規制する（伝達しない）ように構成されている。

＜連動移動部の作用＞
図３、図６、図７Ａ、図７Ｂ、図８Ａ、図８Ｂ、図９Ａおよび図９Ｂを参照して、連動移動部２５の作用について説明する。図７Ａは、定着装置７の内部構造であって、加圧領域Ｎが加圧状態から減圧状態に遷移する過程を示す側面図である。図７Ｂは、連動移動部２５等であって、加圧領域Ｎが加圧状態から減圧状態に遷移する過程を示す背面図である。図８Ａは、定着装置７の内部構造（減圧状態）を示す側面図である。図８Ｂは、連動移動部２５等（減圧状態）を示す背面図である。図９Ａは、定着装置７の内部構造であって、加圧領域Ｎが減圧状態から加圧状態に遷移する過程を示す側面図である。図９Ｂは、連動移動部２５等であって、加圧領域Ｎが減圧状態から加圧状態に遷移する過程を示す背面図である。なお、ここでは、偏心カム４２の加圧カム面Ｆ１が作動コロ４４に接触した状態（加圧状態）を初期状態とする（図３および図６参照）。また、初期状態において、押込伝達部材６５は斜面カム５４の押込みカム面Ｆ１０に接触し、定着部材２１は連動バネ５０の付勢力に抗して斜面カム５４に最も押し込まれた位置（前端位置）にあることとする（図３参照）。

（加圧状態から減圧状態に遷移）
まず、図７Ａおよび図７Ｂに示すように、制御装置がカムモーター４３の駆動を開始すると、偏心カム４２および伝達ギア４６はカム連結軸４５を中心に逆回転する。伝達ギア４６に噛み合った第１回転体５１は、正回転してリンク５３を引き下げて行く。

リンク５３の引き下げに伴って、第２回転体５２の第２突起部６１Ｂは、第２連結穴６２Ｂの中を相対的に上方に移動して行く（図６および図７Ｂ参照）。このとき、第１回転体５１は正回転しているが、第２回転体５２は停止している。このように、第２連結穴６２Ｂは、第２突起部６１Ｂを第２連結穴６２Ｂに沿って移動させることで第１回転体５１を一時的に空回りさせる。

図７Ｂに示すように、第１回転体５１の正回転（リンク５３の引き下げ）が進むと、第２突起部６１Ｂは、第２連結穴６２Ｂの上端部に到達し、リンク５３と共に引き下げられ始める。すると、図８Ａおよび図８Ｂに示すように、第２回転体５２が正回転し始める。第２回転体５２の正回転はワンウェイクラッチ５５を介して斜面カム５４に伝達され、斜面カム５４も正回転する。押込伝達部材６５は、斜面カム５４の押込みカム面Ｆ１０から押戻しカム面Ｆ２０に向かう方向に相対的に回動し始める。すると、斜面カム５４による定着部材２１を押し込む量が減少するため、定着部材２１は連動バネ５０に付勢されて後方（軸方向一方）に移動し始める（図８Ａ参照）。

そして、偏心カム４２の減圧カム面Ｆ２が作動コロ４４に接触した状態（減圧状態）になると（図８Ｂ参照）、制御装置はカムモーター４３の駆動を停止し、偏心カム４２および伝達ギア４６の逆回転が停止する。また、第１回転体５１、第２回転体５２および斜面カム５４等の正回転も停止する。第１回転体５１は一時的に空転したため、第２回転体５２の回転角度は、第１回転体５１の回転角度よりも小さく（半分以下）なっている。したがって、斜面カム５４の回転角度も小さいため、定着部材２１は僅かに後方に移動した位置で、連動バネ５０によって押込伝達部材６５に押し付けられた状態に保持される。

（減圧状態から加圧状態に遷移）
次に、加圧領域Ｎを減圧状態から加圧状態（初期状態）に戻す場合について説明する。図９Ａおよび図９Ｂに示すように、制御装置がカムモーター４３の駆動を開始すると、偏心カム４２および伝達ギア４６はカム連結軸４５を中心に正回転する。第１回転体５１は逆回転してリンク５３を押し上げて行く。

リンク５３の押し上げに伴って、第２回転体５２の第２突起部６１Ｂは、第２連結穴６２Ｂの中を相対的に下方に移動して行く（図８Ｂおよび図９Ｂ参照）。このとき、第１回転体５１は逆回転しているが、第２回転体５２は停止している。つまり、第１回転体５１は空回りしている。

図９Ｂに示すように、第１回転体５１の逆回転（リンク５３の押し上げ）が進むと、第２突起部６１Ｂは、第２連結穴６２Ｂの下端部に到達し、リンク５３と共に押し上げられ始める。すると、第２回転体５２が逆回転し始める（図７Ａおよび図７Ｂの破線矢印参照）。第２回転体５２の逆回転は、ワンウェイクラッチ５５によって遮断されるため、第２回転体５２は空回りする。したがって、斜面カム５４および定着部材２１は停止している。

そして、偏心カム４２の加圧カム面Ｆ１が作動コロ４４に接触した状態（加圧状態）になると（図６参照）、制御装置はカムモーター４３の駆動を停止し、偏心カム４２および伝達ギア４６の正回転が停止する。また、第１回転体５１および第２回転体５２の逆回転も停止し、第１突起部６１Ａ、第２突起部６１Ｂおよびリンク５３は、元の位置（初期状態）に戻る（図３および図６参照）。定着部材２１は、加圧領域Ｎを加圧状態から減圧状態にした際に僅かに後方に移動し位置を維持している。加圧ローラー２２は、僅かに後方に移動した定着部材２１の定着ベルト２１Ａに押し付けられる。

以上のような圧力調整部２４による加圧領域Ｎの減圧を繰り返し行うと、斜面カム５４は所定角度（略等角度）ずつ正回転し、定着部材２１は所定距離（略等間隔）ずつ後方に移動する。すなわち、押込伝達部材６５が押込みカム面Ｆ１０から押戻しカム面Ｆ２０に向かって相対回転する場合、斜面カム５４による押し込み量が徐々に減少するため、定着部材２１は徐々に後方（軸方向一方）に移動する。一方、定着部材２１が前端位置から連動バネ５０に付勢されて最も押し戻された位置（後端位置）まで移動した後、押込伝達部材６５は押戻しカム面Ｆ２０から押込みカム面Ｆ１０に向かって相対回転することになる。この場合、斜面カム５４による押し込み量が徐々に増加するため、定着部材２１は徐々に前方（軸方向他方）に移動する。以上のように、圧力調整部２４が加圧領域Ｎを減圧する動作毎に、連動移動部２５が定着部材２１を軸方向に段階的に往復移動させる。

以上説明した本実施形態に係る定着装置７では、連動移動部２５が、圧力調整部２４による減圧動作と定着部材２１の軸方向の移動（往復移動）とを機械的に連動させる構成とした。すなわち、圧力調整部２４によって加圧領域Ｎを減圧するための駆動力（カムモーター４３の駆動力）が、連動移動部２５によって定着部材２１を軸方向に移動させる動力に変換される構成とした。この構成によれば、加圧領域Ｎが加圧状態から減圧状態に遷移することを要因として、自動的に定着ベルト２１Ａを軸方向に移動させることができる。これにより、定着部材２１の移動用モーターを別途設け、それを制御装置で制御する場合に比べて、定着部材２１を移動させるための構造（連動移動部２５の構造）を簡単且つ安価に構成することができる。また、これにより、定着部材２１とシートＳとの接触位置が軸方向にずれるため、シートＳのエッジによる定着部材２１の表面の摩耗を低減することができる。

また、加圧領域Ｎが加圧状態から減圧状態に遷移する過程において、連動移動部２５が定着部材２１を移動させる構成とした。この構成によれば、加圧領域Ｎを加圧状態にしたまま定着部材２１を移動させる場合に比べて、定着部材２１を小さな力で移動させることができる。これにより、加圧ローラー２２との接触部分において定着部材２１にかかる負荷を低減することができる。

また、本実施形態に係る定着装置７では、連動移動部２５が、圧力調整部２４による加圧領域Ｎの減圧の繰り返しに伴って、定着部材２１を前方または後方に向かって徐々に移動（往復）させる構成とした。換言すれば、連動移動部２５は、圧力調整部２４によって加圧領域Ｎを減圧する度に、定着部材２１を所定距離ずつ前方または後方に向かって移動（往復）させる構成とした。この構成によれば、定着部材２１の表面とシートＳのエッジとの接触部分を、定着部材２１の軸方向に亘って複数箇所に分散させることができる。これにより、定着部材２１の表面の摩耗を有効に低減することができる。

また、本実施形態に係る定着装置７では、第１回転体５１、リンク５３および第２回転体５２が偏心カム４２の回転を斜面カム５４に伝達し、斜面カム５４が連動バネ５０に付勢された定着部材２１の軸方向の位置（押し込み量）を変更する構成とした。この構成によれば、加圧ローラー２２を昇降させるためのカムモーター４３を、定着部材２１を軸方向に往復移動させる駆動源として兼用することができる。これにより、定着部材２１の移動用モーターを別途設けた場合に比べて、連動移動部２５の構造を簡単且つ安価に構成することができる。

また、本実施形態に係る定着装置７では、第２回転体５２の第２突起部６１Ｂが第２連結穴６２Ｂに沿って移動している間は、第１回転体５１の回転が第２回転体５２に伝達されない構成とした。この構成によれば、第２回転体５２（斜面カム５４）の回転角度を、第１回転体５１（偏心カム４２）の回転角度よりも小さくすることができる。これにより、定着部材２１の段階的な移動量を細かくすることができ、定着部材２１の表面に対するシートＳのエッジの接触箇所を分散することができる。

なお、本実施形態に係る定着装置７では、加圧ローラー２２を回転駆動させ、定着部材２１を従動回転させていたが、これに限らず、定着部材２１を回転駆動させ、加圧ローラー２２を従動回転させてもよい。

また、本実施形態に係る定着装置７では、熱源として発熱ユニット２３が採用されていたが、これに代えて、定着ベルト２１Ａの内部にハロゲンヒーターやカーボンヒーター等の熱源を設けてもよい。

また、本実施形態に係る定着装置７では、圧力調整部２４が、定着部材２１に対して加圧ローラー２２を昇降（接近または離間する方向に移動）させていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、加圧ローラー２２に対して定着部材２１を接近または離間する方向に移動させる構成としてもよい。

また、本実施形態に係る定着装置７では、連動移動部２５が定着部材２１を略等間隔に移動させていたが、本発明はこれに限定されない。例えば、圧力調整部２４によって加圧領域Ｎを減圧する度に、定着部材２１が異なる間隔で移動するように、斜面カム５４のカム面形状（プロファイル）を変更してもよい。また、連動移動部２５が、定着部材２１を軸方向一方に徐々に移動させ、定着部材２１を軸方向他方に一度に最大移動距離を移動させるように、斜面カム５４のプロファイルを変更してもよい。また、連動移動部２５が、定着部材２１を往復移動させていたが、これに限らず、軸方向一方向のみに移動可能に構成されていてもよい。また、第２連結穴６２Ｂは、長穴であったが、これに限らず、第２突起部６１Ｂを回転可能な状態で嵌合させるための丸穴であってもよい。

また、本実施形態の説明では、時計回りの回転を「正回転」とし、反時計回りの回転を「逆回転」としたが、本発明はこれに限定されない。例えば、時計回りの回転を「逆回転」とし、反時計回りの回転を「正回転」としてもよい。

また、本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 プリンター（画像形成装置）
２ 装置本体
７ 定着装置
２１ 定着部材
２２ 加圧ローラー（加圧部材）
２４ 圧力調整部
２５ 連動移動部
４２ 偏心カム
４３ カムモーター（駆動源）
５０ 連動バネ（付勢部材）
５１ 第１回転体
５２ 第２回転体
５３ リンク
５４ 斜面カム
５５ ワンウェイクラッチ
６１Ａ 第１突起部
６１Ｂ 第２突起部
６２Ａ 第１連結穴
６２Ｂ 第２連結穴
Ｎ 加圧領域
Ｓ シート（媒体）

Claims (4)

1. 軸周りに回転しながら媒体上のトナーを加熱する定着部材と、
   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接近させる方向に移動させ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を他方から離間させる方向に移動させて前記加圧領域を減圧する圧力調整部と、
   前記圧力調整部が前記加圧領域を減圧する動作を前記定着部材に伝達して前記定着部材を軸方向に移動させる連動移動部と、を備え、
   前記圧力調整部は、
   前記加圧部材を支持する部材に接触しながら軸周りに正逆回転し、前記定着部材に対して前記加圧部材を接近または離間する方向に移動させる偏心カムと、
   前記偏心カムを回転駆動させる駆動源と、を含み、
   前記連動移動部は、
   前記定着部材を軸方向一方に向かって付勢する付勢部材と、
   前記偏心カムの回転が伝達されて軸周りに正逆回転する第１回転体と、
   前記第１回転体の軸と平行に延びた軸周りに正逆回転する第２回転体と、
   前記第１回転体と前記第２回転体との間に架設され、前記第１回転体の回転を前記第２回転体に伝達するリンクと、
   前記第２回転体と同一軸上に設けられ、軸周りに正回転しながら前記定着部材を軸方向他方に向かって押し込む量を変化させる斜面カムと、
   前記第２回転体と前記斜面カムとの間に設けられ、前記第２回転体の正回転を前記斜面カムに伝達し、且つ前記斜面カムに対する前記第２回転体の逆回転の伝達を規制するワンウェイクラッチと、を含み、
   前記リンクには、
   前記第１回転体の第１突起部に連結される第１連結穴と、
   前記第２回転体の第２突起部に連結される第２連結穴と、が形成され、
   前記第２連結穴は、前記リンクの長手方向に延びた長穴であり、前記第２突起部を前記第２連結穴に沿って移動させることで前記第１回転体を一時的に空回りさせることを特徴とする定着装置。
2. 前記連動移動部は、前記圧力調整部による前記加圧領域の減圧の繰り返しに伴って、前記定着部材を軸方向一方または軸方向他方に向かって徐々に移動させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記連動移動部は、前記圧力調整部によって前記加圧領域を減圧する度に、前記定着部材を所定距離ずつ軸方向一方または軸方向他方に向かって移動させることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
4. 請求項１ないし３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。
   

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