JP6915309B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートにトナー像を熱定着させる定着装置に関する。

従来、定着装置として、加熱側のローラあるいはフィルムの外周面を直接加熱する、外部加熱方式の定着装置が種々提案されている。例えば、特許文献１では、定着ローラとヒータで形成される加熱ニップ部により定着ローラを加熱し、定着ローラと加圧ローラで形成される定着ニップ部でシートにトナー像を定着させている。

具体的に、この技術では、ヒータを支持する回動可能なヒータアームと、加圧ローラを支持する回動可能な加圧ローラアームと、各アームを連結するバネとを備えている。そして、各アームをバネによって互いに近づく方向に引っ張ることで、定着ローラに対してヒータと加圧ローラが押し付けられて、加熱ニップ部と定着ニップ部が形成されている。また、この技術では、ヒータアームの梃子比と加圧ローラの梃子比が同じであることから、加熱ニップ部での押圧力と、定着ニップ部での押圧力は、同じ値となっている。

特開２０１１−１３３５０２号公報

ところで、熱定着性などを考慮して、加熱ニップ部での押圧力と、定着ニップ部での押圧力とを、異なる値に設定したい場合がある。この場合、例えば押圧力の異なる２つのバネを用意し、各アームを各バネで押圧することが考えられるが、部品点数が増加するという問題が生じる。

そこで、本発明は、簡易な構成で、二箇所のニップ部での押圧力を異なる値に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、第１加圧体と、第２加圧体と、前記第１加圧体と前記第２加圧体との間に挟まれる定着部材と、第１軸を中心に回動し、前記第１加圧体を前記定着部材に向けて押圧する第１押圧部を有する第１アームと、第２軸を中心に回動し、前記第２加圧体を前記定着部材に向けて押圧する第２押圧部を有する第２アームと、前記第１アームと前記第２アームに接続され、前記第１押圧部と前記第２押圧部とを互いに近づく方向に付勢する弾性体と、前記定着部材と前記第１軸と前記第２軸とが固定される壁部と、を備える。
前記第１アームは、前記第１押圧部に対して前記第１軸とは反対側に位置し、かつ、前記弾性体が接続される第１接続部を有する。
前記第２アームは、前記第２押圧部に対して前記第２軸とは反対側に位置し、かつ、前記弾性体が接続される第２接続部を有する。
前記第１軸から前記第１押圧部までの距離Ｌ１１に対する前記第１軸から前記第１接続部までの距離Ｌ１２の比Ｌ１２／Ｌ１１である第１梃子比Ｒ１と、前記第２軸から前記第２押圧部までの距離Ｌ２１に対する前記第２軸から前記第２接続部までの距離Ｌ２２の比Ｌ２２／Ｌ２１である第２梃子比Ｒ２とが異なる。

この構成によれば、各アームの梃子比を異なる値とすることで、部品点数の増加を抑制しつつ、第１加圧体から定着部材に加わる押圧力と、第２加圧体から定着部材に加わる押圧力とを異なる値にすることができる。

本発明によれば、簡易な構成で、二箇所のニップ部での押圧力を異なる値にすることができる。

本発明の第１の実施形態に係る定着装置を備えたカラープリンタを簡略的に示す断面図である。 定着装置を示す断面図である。 第１アームや第２アーム等を示す図であり、各ニップ部に押圧力が発生している状態を示す図である。 第１アームや第２アーム等を示す図であり、各ニップ部での押圧力が解除された状態を示す図である。 第２の実施形態に係る定着装置を示す図であり、各ニップ部に押圧力が発生している状態を示す図である。 第２の実施形態に係る定着装置を示す図であり、各ニップ部での押圧力が解除された状態を示す図である。 第３の実施形態に係る定着装置を示す図であり、各ニップ部に押圧力が発生している状態を示す図である。 第３の実施形態に係る定着装置を示す図であり、各ニップ部での押圧力が解除された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、以下の説明においては、まず、カラープリンタ１の全体構成を説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することとする。

以下の説明において、方向は、図１に示す方向で説明する。具体的には、図１の右側を「前」とし、図１の左側を「後」とし、図１の紙面手前側を「左」とし、図１の紙面奥側を「右」とする。また、図１の上下方向を「上下」とする。

図１に示すように、カラープリンタ１は、本体筐体１０内に、記録シートの一例としての用紙Ｐを供給する給紙部２０と、給紙された用紙Ｐに画像を形成する画像形成部３０と、搬送部９０とを備えている。

給紙部２０は、用紙Ｐを収容する給紙トレイ２１と、給紙トレイ２１内の用紙Ｐを画像形成部３０へ搬送する用紙搬送機構２２とを備えている。

画像形成部３０は、スキャナユニット４０と、４つのプロセスカートリッジ５０と、転写ユニット７０と、定着装置１００とを備えている。

スキャナユニット４０は、本体筐体１０内の上部に設けられ、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー、レンズおよび反射鏡などを備えている。スキャナユニット４０は、レーザビームを各感光ドラム５１の表面上に高速走査にて照射する。

プロセスカートリッジ５０は、給紙部２０の上方で前後方向に配列されており、感光ドラム５１、現像ローラ５３、図示しない帯電器およびトナー収容室などを備えて構成されている。

転写ユニット７０は、給紙部２０と４つのプロセスカートリッジ５０との間に設けられ、駆動ローラ７１と、従動ローラ７２と、搬送ベルト７３と、転写ローラ７４を備えている。

駆動ローラ７１および従動ローラ７２は、前後方向に離間して平行に配置され、その間に無端状の搬送ベルト７３が張設されている。また、搬送ベルト７３の内側には、各感光ドラム５１との間で搬送ベルト７３を挟持する転写ローラ７４が、各感光ドラム５１に対向して４つ配置されている。

定着装置１００は、４つのプロセスカートリッジ５０および転写ユニット７０の後側に配置されている。定着装置１００は、第１加圧体および加熱部材の一例としての加熱ユニット１１０と、定着部材の一例としての定着ローラ１２０と、第２加圧体および加圧部材との一例としての加圧ローラ１３０を備えている。

この画像形成部３０では、図示せぬ帯電器が、回転する感光ドラム５１の表面を一様に帯電する。スキャナユニット４０は、感光ドラム５１の表面にレーザビームを出射して、感光ドラム５１の表面を露光することで、感光ドラム５１の表面に画像データに基づく静電潜像を形成する。

次いで、回転駆動される現像ローラ５３が、感光ドラム５１の静電潜像に現像剤であるトナーを供給して、感光ドラム５１の表面上に現像剤像を形成する。その後、給紙部２０から供給された用紙Ｐを、感光ドラム５１と転写ローラ７４との間で搬送することで、感光ドラム５１上の現像剤像を用紙Ｐに転写する。次いで、定着装置１００が、用紙Ｐに、現像剤像を熱定着させる。

搬送部９０は、第２搬送ローラ９２と、排出ローラ９３とを備えている。用紙Ｐは、第２搬送ローラ９２および排出ローラ９３によって本体筐体１０の外部に排出されて排出トレイ１２上に載置される。

図２に示すように、加熱ユニット１１０は、定着ローラ１２０に接して定着ローラ１２０を加熱するためのユニットである。加熱ユニット１１０は、定着ローラ１２０を挟んで加圧ローラ１３０と反対側に位置している。加熱ユニット１１０は、エンドレスベルト１１１と、ヒータの一例としてのハロゲンランプ１１２と、ニップ板１１３と、反射板１１４と、ステイ１１５と、サイドガイド１１６と、を備えている。

エンドレスベルト１１１は、耐熱性と可撓性を有する無端状のベルトであり、ニップ板１１３と定着ローラ１２０に挟まれて回転する。エンドレスベルト１１１は、定着ローラ１２０と接触することで加熱ニップ部ＨＮを形成する。

ハロゲンランプ１１２は、ニップ板１１３およびエンドレスベルト１１１を加熱するヒータであり、ニップ板１１３から所定の間隔をあけて配置されている。

ニップ板１１３は、左右方向に延びる長尺状の部材であり、筒状のエンドレスベルト１１１の内周面に摺接する面を有している。そして、このニップ板１１３は、ハロゲンランプ１１２から受けた輻射熱をエンドレスベルト１１１を介して定着ローラ１２０に伝達する。つまり、ハロゲンランプ１１２は、ニップ板１１３およびエンドレスベルト１１１を介して定着ローラ１２０を加熱する。ニップ板１１３は、例えば、アルミニウム板などの金属板などで構成されている。

反射板１１４は、ハロゲンランプ１１２からの輻射熱をニップ板１１３に向けて反射する部材である。反射板１１４は、ハロゲンランプ１１２を取り囲むように、ハロゲンランプ１１２から所定の間隔をあけて配置されている。この反射板１１４によってハロゲンランプ１１２からの輻射熱をニップ板１１３に集めることで、ニップ板１１３およびエンドレスベルト１１１を速やかに加熱することができる。

ステイ１１５は、前後方向におけるニップ板１１３の両端部を反射板１１４を介して支持することでニップ板１１３の剛性を確保する部材である。ステイ１１５は、断面視略Ｕ字状に形成され、ハロゲンランプ１１２および反射板１１４を外側から囲うように配置されている。

サイドガイド１１６は、エンドレスベルト１１１の内周面をガイドするガイド部１１６Ｇを有するとともに、エンドレスベルト１１１の左右方向の移動を規制する部材である。サイドガイド１１６は、エンドレスベルト１１１の一端側と他端側に１つずつ設けられている。サイドガイド１１６は、ハロゲンランプ１１２、ニップ板１１３、反射板１１４およびステイ１１５を支持している。

定着ローラ１２０は、加熱ユニット１１０の下に配置され、加熱ユニット１１０と加圧ローラ１３０との間に挟まれている。定着ローラ１２０は、中空の金属管からなるローラ軸１２１と、ローラ軸１２１の外周に形成されたゴム層からなるローラ本体１２２とを有している。定着ローラ１２０は、図示せぬ駆動源から駆動力が伝達されることで、図示時計回りに回転する。

加圧ローラ１３０は、定着ローラ１２０の下に配置され、定着ローラ１２０との間で用紙Ｐを挟んで搬送する部材である。加圧ローラ１３０は、中実の金属棒からなる加圧ローラ軸１３１と、ゴム層からなる加圧ローラ本体１３２とを有している。加圧ローラ本体１３２は、加圧ローラ軸１３１の外周に形成され、用紙Ｐに接している。加圧ローラ軸１３１の直径は、定着ローラ１２０のローラ軸１２１の直径よりも小さくなっている。また、加圧ローラ本体１３２のゴム層は、定着ローラ１２０のローラ本体１２２のゴム層よりも柔らかい材料で出来ており、定着ローラ１２０のローラ本体１２２のゴム層よりも厚みが大きくなっている。加圧ローラ１３０は、定着ローラ１２０と接触することで加圧ニップ部ＰＮを形成する。

加熱ユニット１１０、定着ローラ１２０および加圧ローラ１３０は直列に並んでいる。詳しくは、加熱ニップ部ＨＮの中心Ｔは、定着ローラ１２０の回転中心Ｑと加圧ローラ１３０の回転中心Ｓを通る直線Ｌ１上に位置している。なお、加熱ニップ部ＨＮの中心Ｔは、定着ローラ１２０の回転方向における中心である。

図３に示すように、定着装置１００は、壁部の一例としてのサイドフレーム１４０と、第１アーム１５０と、第２アーム１６０と、弾性体の一例としての引張コイルバネ１７０と、離間カム１８０とをさらに備えている。

サイドフレーム１４０は、加熱ユニット１１０、定着ローラ１２０および加圧ローラ１３０の左右方向外側に１つずつ設けられている。サイドフレーム１４０は、前壁１４１と、後壁１４２と、前壁１４１および後壁１４２の下端部を連結する連結部１４３とを有する板状のフレームである。前壁１４１は、後壁１４２と所定間隔をあけて離れており、前壁１４１と後壁１４２の間には、ガイド溝１４４が形成されている。ガイド溝１４４は、上下方向に直線状に延びている。

定着ローラ１２０の両端部は、ガイド溝１４４を通ってサイドフレーム１４０の外側に突出し、プレート１２６によって回転可能に支持されている。プレート１２６は、前壁１４１と後壁１４２に跨って設けられ、前壁１４１および後壁１４２に固定されている。

サイドガイド１１６は、ガイド溝１４４によって上下方向に移動可能に支持される被ガイド部１１６Ａと、第１アーム１５０に回動可能に連結される連結軸部１１６Ｂとを有している。

第１アーム１５０は、前後方向に延びる部材であり、後側の端部が第１軸Ａ１を介してサイドフレーム１４０の後壁１４２に支持されることで、第１軸Ａ１を中心にして回動可能となっている。第１アーム１５０は、加熱ユニット１１０を定着ローラ１２０に向けて押圧する第１押圧部１５１と、引張コイルバネ１７０の一端が接続される第１接続部１５２とを有している。

本実施形態において、第１押圧部１５１は、連結軸部１１６Ｂを回動可能に支持する孔の内周面のうち上半分の部位である。なお、第１押圧部は、加熱ユニット１１０を定着ローラ１２０に押圧しているときにおいて、加熱ユニット１１０に接触していればよく、形状は本実施形態の形状に限定されない。例えば、第１押圧部は、突起状に形成されていてもよい。

第１接続部１５２は、第１押圧部１５１に対して第１軸Ａ１とは反対側に位置している。本実施形態において、第１接続部１５２は、引張コイルバネ１７０の一端と係合する孔の下部、つまり引張コイルバネ１７０の一端と接触する部位である。なお、第１接続部は、加熱ユニット１１０を定着ローラ１２０に押圧しているときにおいて、引張コイルバネ１７０に接触していればよく、形状は本実施形態の形状に限定されない。例えば、第１接触部は、突起状に形成されていてもよい。

加圧ローラ１３０の両端部は、ガイド溝１４４を通ってサイドフレーム１４０の外側に突出し、第２アーム１６０によって回転可能に支持されている。

第２アーム１６０は、前後方向に延びる部材であり、後側の端部が第２軸Ａ２を介してサイドフレーム１４０の後壁１４２に支持されることで、第２軸Ａ２を中心にして回動可能となっている。第２アーム１６０は、加圧ローラ１３０を定着ローラ１２０に向けて押圧する第２押圧部１６１と、引張コイルバネ１７０の他端が接続される第２接続部１６２とを有している。

本実施形態において、第２押圧部１６１は、加圧ローラ軸１３１を回転可能に支持する孔の内周面のうち下半分の部位である。なお、第２押圧部は、加圧ローラ１３０を定着ローラ１２０に押圧しているときにおいて、加圧ローラ１３０に接触していればよく、形状は本実施形態の形状に限定されない。例えば、第２押圧部は、突起状に形成されていてもよい。

第２接続部１６２は、第２押圧部１６１に対して第２軸Ａ２とは反対側に位置している。本実施形態において、第２接続部１６２は、引張コイルバネ１７０の他端と係合する孔の上部、つまり引張コイルバネ１７０の他端と接触する部位である。なお、第２接続部は、加圧ローラ１３０を定着ローラ１２０に押圧しているときにおいて、引張コイルバネ１７０に接触していればよく、形状は本実施形態の形状に限定されない。例えば、第２接触部は、突起状に形成されていてもよい。

次に、各軸Ａ１，Ａ２、各押圧部１５１，１６１および各接続部１５２，１６２の位置の関係について説明する。なお、以下の説明において、距離の測定基準となる基準点は、各軸Ａ１，Ａ２についてはその中心であり、各押圧部１５１，１６１については前後方向の中心である。なお、後述する第３軸Ａ３についても同様である。

第１軸Ａ１から第１押圧部１５１までの距離Ｌ１１は、第２軸Ａ２から第２押圧部１６１までの距離Ｌ２１よりも大きくなっている。また、第１軸Ａ１から第１接続部１５２までの距離Ｌ１２は、第２軸Ａ２から第２接続部１６２までの距離Ｌ２２よりも大きくなっている。さらに、第１押圧部１５１から第１接続部１５２までの距離Ｌ１３と、第２押圧部１６１から第２接続部１６２までの距離Ｌ２３は、等しくなっている。

そして、このように各距離Ｌ１１〜Ｌ１３，Ｌ２１〜Ｌ２３が設定されることで、距離Ｌ２１に対する距離Ｌ２２の比Ｌ２２／Ｌ２１である第２梃子比Ｒ２は、距離Ｌ１１に対する距離Ｌ１２の比Ｌ１２／Ｌ１１である第１梃子比Ｒ１よりも大きくなっている。詳しくは、本実施形態では、第２梃子比Ｒ２は、第１梃子比Ｒ１よりも約１．２倍程度大きくなっている。なお、第２梃子比Ｒ２は、第１梃子比Ｒ１の１．１倍から１．８倍までの範囲で設定するのが好ましく、１．２倍から１．６倍までの範囲で設定するのがより好ましい。

引張コイルバネ１７０は、第１押圧部１５１と第２押圧部１６１とを互いに近づく方向に付勢するバネであり、第１アーム１５０の第１接続部１５２と第２アーム１６０の第２接続部１６２に接続されている。前述したように第１押圧部１５１から第１接続部１５２までの距離Ｌ１３と、第２押圧部１６１から第２接続部１６２までの距離Ｌ２３が等しくなっていることで、引張コイルバネ１７０は、前後方向に延びる第１アーム１５０および第２アーム１６０に対して略直交するように配置されている。

離間カム１８０は、第１アーム１５０と第２アーム１６０とを互いに離れる方向に押圧するための部材である。離間カム１８０は、第１アームと１５０と第２アーム１６０との間に配置され、第３軸Ａ３を介してサイドフレーム１４０の前壁１４１に回動可能に支持されている。離間カム１８０は、第１軸Ａ１よりも第１接続部１５２に近く、かつ、第２軸Ａ２よりも第２接続部１６２に近い位置に配置されている。

離間カム１８０は、長尺状の部材であり、図３に示す第１位置と、図４に示す第２位置との間で回動可能となっている。離間カム１８０は、第１位置において前後方向に沿って延びており、第２位置において上下方向に沿って延びている。離間カム１８０には、図示せぬ正逆回転可能な駆動源から回転駆動力が入力される。離間カム１８０は、駆動源から一方向の回転駆動力が入力されることで、第１位置から第２位置へ図示反時計回りに回動する。また、離間カム１８０は、駆動源から他方向の回転駆動力が入力されることで、第２位置から第１位置へ図示時計回りに回動する。

離間カム１８０は、第１アーム１５０を押圧する第１カム面１８１と、第２アーム１６０を押圧する第２カム面１８２とを有している。ここで、離間カム１８０の長手方向の各端面は、第３軸Ａ３の軸方向から見て円弧状に形成されている。そして、円弧状の各端面の一部が、第１カム面１８１および第２カム面１８２となっている。詳しくは、第１カム面１８１は、離間カム１８０が第１位置から第２位置に回動するまでの間において、第１アーム１５０と接触する部分である。また、第２カム面１８２は、離間カム１８０が第１位置から第２位置に回動するまでの間において、第２アーム１６０と接触する部分である。

離間カム１８０の回動中心である第３軸Ａ３は、第１アーム１５０よりも第２アーム１６０に近い位置に配置されている。また、第３軸Ａ３から第１カム面１８１までの最大距離は、第３軸Ａ３から第２カム面１８２までの最大距離よりも大きくなっている。

言い換えると、第３軸Ａ３から第１カム面１８１までの最大距離は、第３軸Ａ３から第１アーム１５０までの最小距離よりも大きくなっている。また、第３軸Ａ３から第２カム面１８２までの最大距離は、第３軸Ａ３から第１アーム１５０までの最小距離よりも小さく、かつ、第３軸Ａ３から第２アーム１６０までの最小距離よりも大きくなっている。

ここで、第３軸Ａ３から第１カム面１８１までの最大距離は、離間カム１８０が第２位置に位置する状態における、第１カム面１８１と第１アーム１５０との接点から第３軸Ａ３までの距離である。また、第３軸Ａ３から第１アーム１５０までの最小距離は、離間カム１８０が第１位置に位置する状態、つまり離間カム１８０が第１アーム１５０に接触していない状態における、第３軸Ａ３から第１アーム１５０までの最小距離である。

また、第３軸Ａ３から第２カム面１８２までの最大距離は、離間カム１８０が第２位置に位置する状態における、第２カム面１８２と第２アーム１６０との接点から第３軸Ａ３までの距離である。また、第３軸Ａ３から第２アーム１６０までの最小距離は、離間カム１８０が第１位置に位置する状態、つまり離間カム１８０が第２アーム１６０に接触していない状態における、第３軸Ａ３から第２アーム１６０までの最小距離である。

次に、各アーム１５０，１６０や離間カム１８０の作用について説明する。
図３に示すように、加熱ユニット１１０および加圧ローラ１３０を定着ローラ１２０に押圧している状態において、各アーム１５０，１６０には、引張コイルバネ１７０から同じ付勢力Ｆ１が加えられている。しかしながら、第２アーム１６０の第２梃子比Ｒ２の方が、第１アーム１５０の第１梃子比Ｒ１よりも大きくなっているので、第２アーム１６０が加圧ローラ１３０を押圧する力Ｆ３は、第１アーム１５０が加熱ユニット１１０を押圧する力Ｆ２よりも大きくなる。

加熱ニップ部ＨＮや加圧ニップ部ＰＮに用紙Ｐが詰まった場合などにおいて、駆動源を駆動させると、離間カム１８０が第１位置から図示反時計回りに回動する。離間カム１８０が第２位置に向けて回動していくと、各カム面１８１，１８２が各アーム１５０，１６０を互いに引き離す方向に押圧する。詳しくは、各カム面１８１，１８２は、各アーム１５０，１６０の押圧部１５１，１６１と接続部１５２，１６２の間の部分に接触して押圧する。これにより、図４に示すように、各アーム１５０，１６０の押圧部１５１，１６１が引き離されるので、各ニップ部ＨＮ，ＰＮでの押圧力が解除される。

以上、本実施形態によれば、前述した効果に加え、以下のような効果を得ることができる。
第１梃子比Ｒ１と第２梃子比Ｒ２を異なる値にするだけで、各ニップ部ＨＮ，ＰＮでの押圧力を変更することができるので、各アーム１５０，１６０にそれぞれ対応する個別のバネを用いる必要がなく、部品点数の増加を抑制することができる。

第２梃子比Ｒ２を第１梃子比Ｒ１よりも大きくすることで、第１梃子比Ｒ１と第２梃子比Ｒ２とが同じ場合と比較して、加圧ニップ部ＰＮでの押圧力やニップ幅を大きくすることができるので、良好な熱定着を行うことができる。
また、加熱ニップ部ＨＮでの押圧力は、第１梃子比Ｒ１と第２梃子比Ｒ２とが同じ場合と比較して小さくすることができ、加熱ユニット１１０と定着ローラ１２０との間の摺動抵抗を低減することができる。また、加熱ニップ部ＨＮでの押圧力を小さくすることで、加熱ユニット１１０の左右方向における中央部と両端部との荷重差が小さくなり、加熱ユニット１１０が左右方向で撓みにくくなる。このため、加熱ニップ部ＨＮでの押圧力が大きい場合と比較して、例えばニップ板１１３の厚みを薄くすることができ、昇温効率を高めることができる。

第１押圧部１５１から第１接続部１５２までの距離Ｌ１３と、第２押圧部１６１から第２接続部１６２までの距離Ｌ２３を等しくすることで、各アーム１５０，１６０に対して引張コイルバネ１７０を略直交するように配置することができるので、引張コイルバネ１７０の付勢力を各アーム１５０，１６０に効率的に付与することができる。

離間カム１８０を、第１軸Ａ１よりも第１接続部１５２に近く、かつ、第２軸Ａ２よりも第２接続部１６２に近い位置に配置したので、例えば離間カムを第１接続部および第２接続部よりも第１軸および第２軸の近くに配置する場合に比べ、離間カム１８０の駆動トルクを小さくすることができる。つまり、離間カム１８０を、力点の近くに配置したので、例えば支点の近くに離間カムを配置する場合と比べ、離間カム１８０の駆動トルクを小さくすることができる。

第３軸Ａ３を第１アーム１５０よりも第２アーム１６０に近い位置に配置するとともに、第３軸Ａ３から第１カム面１８１までの最大距離を、第３軸Ａ３から第２カム面１８２までの最大距離よりも大きくしたので、離間カム１８０の駆動トルクを小さくすることができる。

［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５に示すように、第２の実施形態に係る定着装置２００では、第１の実施形態とは異なる構造の第１アーム２５０、第２アーム２６０および離間カム２８０を備えている。

第１アーム２５０は、長尺状の第１アーム本体２５１と、第１アーム本体２５１から離間カム２８０に向けて突出する第１突出部２５２とを有している。第１アーム本体２５１は、後側の端部が第１軸Ａ１を介してサイドフレーム１４０の後壁１４２に回動可能に支持されている。第１アーム本体２５１は、第１の実施形態と同様の第１押圧部１５１および第１接続部１５２を有している。

第２アーム２６０は、長尺状の第２アーム本体２６１と、第２アーム本体２６１から離間カム２８０に向けて突出する第２突出部２６２とを有している。第２突出部２６２の第２アーム本体２６１からの突出量は、第１突出部２５２の第１アーム本体２５１からの突出量よりも大きくなっている。なお、各突出部２５２，２６２の突出量は、離間カム２８０の位置に応じて適宜設定することができる。例えば、第２突出部２６２の突出量を第１突出部２５２の突出量よりも小さくしてもよいし、各突出部２５２，２６２の突出量を等しくしてもよい。

第２突出部２６２は、上下方向において、離間カム２８０を間に挟んで第１突出部２５２に対向している。つまり、本実施形態では、第１突出部２５２と第２突出部２６２が対向する方向は、上下方向に相当する。

離間カム２８０は、第１アーム２５０と第２アーム２６０とを互いに離れる方向に押圧するカムであり、第１突出部２５２と第２突出部２６２との間に配置されている。離間カム２８０は、第３軸Ａ３を介してサイドフレーム１４０の前壁１４１に回動可能に支持されている。

離間カム２８０は、当該離間カム２８０の回動中心軸ＡＣに直交する直線ＶＬに対して、線対称形状となっている。離間カム２８０の回動中心軸ＡＣは、離間カム２８０の重心を通っている。そして、離間カム２８０の回動中心軸ＡＣから第１突出部２５２の、離間カム２８０との接触面までの距離は、離間カム２８０の回動中心軸ＡＣから第２突出部２６２の、離間カム２８０との接触面までの距離と等しくなっている。

離間カム２８０は、図５に示す第１位置と、図６に示す第２位置との間で回動可能となっている。離間カム２８０は、第１位置において前後方向に沿って延びており、第２位置において上下方向に沿って延びている。離間カム２８０には、第１の実施形態と同様の駆動源から回転駆動力が入力される。

離間カム２８０の長手方向の最大長さは、各アーム本体２５１，２６１間の最小距離よりも小さくなっている。ここで、各アーム本体２５１，２６１間の最小距離は、離間カム２８０が第１位置に位置する状態、つまり離間カム２８０が各アーム２５０，２６０に接触していない状態における、各アーム本体２５１，２６１間の距離である。

離間カム２８０は、第１アーム２５０を押圧する第１カム面２８１と、第２アーム２６０を押圧する第２カム面２８２と、第１当接面２８３と、第２当接面２８４とを有している。第１カム面２８１から第３軸Ａ３までの距離と、第２カム面２８２から第３軸Ａ３までの距離は等しくなっている。また、第３軸Ａ３から第１アーム２５０の第１突出部２５２までの最小距離と、第３軸Ａ３から第２アーム２６０の第２突出部２６２までの最小距離も、等しくなっている。

第１当接面２８３は、加熱ユニット１１０と定着ローラ１２０との間の第１ニップ幅が第１所定値以上となった場合に第１アーム２５０の第１突出部２５２と当接する面である。詳しくは、例えば定着ローラ１２０の経年劣化により、第１ニップ幅が徐々に大きくなって第１所定値以上になった場合に、第１突出部２５２が第１当接面２８３に当接して、それ以上第１アーム２５０が動くことが規制される。

第２当接面２８４は、加圧ローラ１３０と定着ローラ１２０との間の第２ニップ幅が第２所定値以上となった場合に第２アーム２６０の第２突出部２６２と当接する面である。詳しくは、例えば定着ローラ１２０や加圧ローラ１３０の経年劣化により、第２ニップ幅が徐々に大きくなって第２所定値以上になった場合に、第２突出部２６２が第２当接面２８４に当接して、それ以上第２アーム２６０が動くことが規制される。

以上、第２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。
各アーム２５０，２６０に離間カム２８０に向けて突出する突出部２５２，２６２を設けたので、離間カム２８０の大きさを小さくすることができる。

離間カム２８０の形状や回動中心軸ＡＣの位置や各突出部２５２，２６２の各接触面との距離が前述したように構成されることで、離間カム２８０を第１位置から第２位置に回動させると、離間カム２８０を各突出部２５２，２６２に同時に接触させることができる。そのため、各アーム２５０，２６０を同時に引き離していくことができるので、加熱ユニット１１０と加圧ローラ１３０を定着ローラ１２０から同時にリリースすることができる。

離間カム２８０に第１当接面２８３および第２当接面２８４を設けたので、例えば定着ローラ１２０の経年劣化によって、第１アーム２５０または第２アーム２６０が定着ローラ１２０に向けて移動した場合であっても、その移動を第１当接面２８３または第２当接面２８４で規制することができるので、加熱ニップ部ＨＮまたは加圧ニップ部ＰＮでのニップ幅が大きくなりすぎるのを抑えることができる。

なお、図５においては、第２突出部２６２の突出量を第１突出部２５２の突出量よりも大きくしたが、本発明はこれに限定されず、各突出部の突出量は同じでもよいし、第１突出部２５２の突出量を第２突出部２６２よりも大きくしてもよい。

また、本実施形態では、各カム面２８１，２８２から第３軸Ａ３までの距離を等しくしたので、駆動源として、一方向のみに回転駆動するものを使用することができ、駆動源にかかるコストを低減することができる。なお、この場合、第１カム面が第２カム面としても機能するとともに、第２カム面が第１カム面としても機能することになる。

［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７に示すように、第３の実施形態に係る定着装置３００は、第１離間カム３８１と、第２離間カム３８２と、伝達機構３９０とを備えている。

第１離間カム３８１は、第１アーム１５０を第２アーム１６０から離れる方向に押圧するカムである。第１離間カム３８１は、第１アーム１５０と第２アーム１６０との間、詳しくは第１アーム１５０と第２離間カム３８２との間に配置されている。

第１離間カム３８１は、一端部が第４軸Ａ４を介してサイドフレーム１４０の前壁１４１に回動可能に支持されている。第１離間カム３８１の他端部には、第１アーム１５０を押圧する第１カム面３８１Ａが設けられている。

第２離間カム３８２は、第２アーム１６０を第１アーム１５０から離れる方向に押圧するカムである。第２離間カム３８２は、第１アーム１５０と第２アーム１６０との間、詳しくは第２アーム１６０と第１離間カム３８１との間に配置されている。

第２離間カム３８２は、一端部が第５軸Ａ５を介してサイドフレーム１４０の前壁１４１に回動可能に支持されている。第２離間カム３８２の他端部には、第２アーム１６０を押圧する第２カム面３８２Ａが設けられている。

第５軸Ａ５から第２カム面３８２Ａまでの距離は、第４軸Ａ４から第１カム面３８１Ａまでの距離よりも大きくなっている。なお、各カムの大きさや各カムの回動中心の配置によっては、各回動中心から各カム面までの距離は、同じとしてもよいし、本実施形態とは逆の関係となっていてもよい。

伝達機構３９０は、１つの駆動源４００からの駆動力を第１離間カム３８１および第２離間カム３８２に伝達するための機構である。ここで、駆動源４００としては、例えばモータなどを利用することができる。

伝達機構３９０は、第１離間カム３８１と一体的に回動する第１ギヤ３９１と、第２離間カム３８２と一体的に回動する第２ギヤ３９２とを備えている。詳しくは、第１ギヤ３９１と第１離間カム３８１は、互いに固定されており、第４軸Ａ４を中心にして回動可能となっている。

第２ギヤ３９２は、駆動源４００からの駆動力が入力される駆動ギヤであり、第２離間カム３８２の回動中心軸と同軸上に配置されている。第２ギヤ３９２と第２離間カム３８２は、互いに固定されており、第５軸Ａ５を中心にして回動可能となっている。

第２ギヤ３９２は、第１ギヤ３９１と噛み合っている。第２ギヤ３９２には、正逆回転可能な駆動源４００からの駆動力が入力される。各ギヤ３９１，３９２は、前壁１４１に形成された凹部１４１Ａ内に配置され、各アーム１５０，１６０よりも左右方向内側に位置している。

第１離間カム３８１は、図７に示す第１位置と、図８に示す第２位置との間で回動可能となっている。第１離間カム３８１は、第１位置において第４軸Ａ４から前方に向けて延び、第２位置において第４軸Ａ４から上方に向けて延びている。

第２離間カム３８２は、図７に示す第３位置と、図８に示す第４位置との間で回動可能となっている。第２離間カム３８２は、第３位置において第５軸Ａ５から前方に向けて延び、第４位置において第５軸Ａ５から下方に向けて延びている。

第１離間カム３８１が第１位置、第２離間カム３８２が第３位置に位置する状態において、駆動源４００から一方向の回転駆動力が第２ギヤ３９２に入力されると、第２ギヤ３９２と第２離間カム３８２が図示時計回りに一体に回動して、第２離間カム３８２が第４位置まで回動する。また、この際、第２ギヤ３９２に噛み合う第１ギヤ３９１が図示反時計回りに回動するので、第１ギヤ３９１と第１離間カム３８１が図示反時計回りに一体に回動して、第１離間カム３８１が第２位置まで回動する。なお、各離間カム３８１，３８２を第１位置、第３位置に戻す場合には、駆動源４００から他方向の回転駆動力が第２ギヤ３９２に入力されることで、各離間カム３８１，３８２が前述した動作と逆の動作で回動して第１位置、第３位置に戻る。

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。
１つの駆動源４００によって各離間カム３８１，３８２を動かすことができるので、例えば２つの駆動源で各離間カムを動かす構造に比べ、部品点数の増加を抑えることができる。

第１離間カム３８１と一体的に回動する第１ギヤ３９１と、第２離間カム３８２と一体的に回動する第２ギヤ３９２とを互いに噛み合わせたので、例えば第１ギヤと第２ギヤとを離間させ、第１ギヤと第２ギヤとに噛み合う他のギヤを別に設ける構造に比べ、伝達機構３９０を簡易な構成とすることができる。

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、第２梃子比Ｒ２を第１梃子比Ｒ１よりも大きくしたが、本発明はこれに限定されず、第１梃子比と第２梃子比Ｒ２は異なっていればよく、例えば、第１梃子比を第２梃子比よりも大きくしてもよい。

前記実施形態では、押圧力の解除時に、定着ローラ１２０から加熱ユニット１１０および加圧ローラ１３０をともに離間させたが、本発明はこれに限定されず、押圧力の解除時において定着ローラ１２０に加熱ユニット１１０および加圧ローラ１３０が接触していてもよい。つまり、離間カムの操作によって、加熱ニップ部および加圧ニップ部の圧力状態が切り替わるように構成されていればよい。

前記実施形態では、第１加圧体、第２加圧体、定着部材として、加熱ユニット１１０、加圧ローラ１３０、定着ローラ１２０を例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、第１加圧体を第１加圧ローラ、第２加圧体を第２加圧ローラ、定着部材を、内部にヒータを備えた加熱ローラとしてもよい。また、第１加圧ローラと第２加圧ローラと定着部材の内部にそれぞれヒータを配置してもよい。

前記実施形態では、離間カム１８０によって、各押圧部１５１，１６１と各接続部１５２，１６２との間の部分を押圧するように構成したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、接続部をアームの端部から離した位置に設定した場合には、接続部に対して押圧部とは反対側の部分を離間カムで押圧してもよい。

前記実施形態では、弾性体として引張コイルバネ１７０を例示したが、本発明はこれに限定されず、弾性体は、例えばトーションバネや板バネなどであってもよい。また、各アームの各接続部側の部分が互いに交差して、第１接続部と第２接続部の上下方向の位置が前記実施形態とは逆になっている場合には、第１接続部と第２接続部を互いに離れる方向に押圧する圧縮コイルバネなどを弾性体として使用してもよい。

前記実施形態では、ヒータの一例としてハロゲンランプ１１２を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばエンドレスベルト１１１の内周面と直接接触して加熱するカーボンヒータなどであってもよい。カーボンヒータを用いる場合、ニップ板１１３や反射板１１４は用いなくてもよい。

前記実施形態では、加熱部材の一例としてエンドレスベルト１１１の内部にハロゲンランプ１１２を備えた加熱ユニット１１０を例示したが、本発明はこれに限定されず、加熱部材は、例えば円筒状の金属部材の内部にハロゲンランプなどのヒータを備えた加熱ローラであってもよい。また、加熱部材は、エンドレスベルトや円筒状の金属部材の外部にヒータを配置したものであってもよい。

アームの回転軸、押圧部、接続部などの各部位の位置や各部位間の距離は、前記実施形態に限定されず、適宜変更してもよい。

前記実施形態では、記録シートの一例として、厚紙、はがき、薄紙などの用紙Ｐを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えばＯＨＰシートであってもよい。

前記実施形態では、加熱ユニット１１０、定着ローラ１２０および加圧ローラ１３０を直列に並べたが、直列でなくてもよい。例えば、加熱ニップ部ＨＮの中心Ｔを、定着ローラ１２０の回転中心Ｑと加圧ローラ１３０の回転中心Ｓを通る直線Ｌ１上よりも定着ローラ１２０の回転方向における下流側に配置してもよい。

前記実施形態では、加圧部材の一例として加圧ローラ１３０を例示したが、本発明はこれに限定されず、加圧部材は、例えば回転しない加圧パッドなどであってもよい。

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
１１１ エンドレスベルト
１２０ 定着ローラ
１３０ 加圧ローラ
１５０ 第１アーム
１５１ 第１押圧部
１５２ 第１接続部
１６０ 第２アーム
１６１ 第２押圧部
１６２ 第２接続部
１７０ 引張コイルバネ

Claims (10)

1. 第１加圧体と、
   第２加圧体と、
   前記第１加圧体と前記第２加圧体との間に挟まれ、ヒータによって加熱される定着部材と、
   第１軸を中心に回動し、前記第１加圧体を前記定着部材に向けて押圧する第１押圧部を有する第１アームと、
   第２軸を中心に回動し、前記第２加圧体を前記定着部材に向けて押圧する第２押圧部を有する第２アームと、
   前記第１アームと前記第２アームに接続され、前記第１押圧部と前記第２押圧部とを互いに近づく方向に付勢する弾性体と、
   前記定着部材と前記第１軸と前記第２軸とが固定される壁部と、
   前記第１アームと前記第２アームとの間に回動可能に設けられ、前記第１アームを押圧する第１カム面と、前記第２アームを押圧する第２カム面とを有する離間カムと、を備え、
   前記第１アームは、前記第１押圧部に対して前記第１軸とは反対側に位置し、かつ、前記弾性体が接続される第１接続部を有し、
   前記第２アームは、前記第２押圧部に対して前記第２軸とは反対側に位置し、かつ、前記弾性体が接続される第２接続部を有し、
   前記第１軸から前記第１押圧部までの距離Ｌ１１に対する前記第１軸から前記第１接続部までの距離Ｌ１２の比Ｌ１２／Ｌ１１である第１梃子比Ｒ１と、前記第２軸から前記第２押圧部までの距離Ｌ２１に対する前記第２軸から前記第２接続部までの距離Ｌ２２の比Ｌ２２／Ｌ２１である第２梃子比Ｒ２とが異なることを特徴とする定着装置。
2. 前記第１加圧体は、前記ヒータを有する加熱部材であり、
   前記第２加圧体は、前記定着部材との間で記録シートを搬送する加圧部材であり、
   前記第２梃子比Ｒ２は、前記第１梃子比Ｒ１よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記第１押圧部から前記第１軸までの距離が、前記第２押圧部から前記第２軸までの距離よりも大きいことを特徴とする請求項２に記載の定着装置。
4. 前記第１押圧部から前記第１接続部までの距離と、前記第２押圧部から前記第２接続部までの距離が等しいことを特徴とする請求項２または請求項３に記載の定着装置。
5. 前記離間カムは、前記第１軸よりも前記第１接続部に近く、かつ、前記第２軸よりも前記第２接続部に近い位置に配置されてい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。
6. 前記離間カムの回動中心は、前記第１アームよりも前記第２アームに近い位置に配置され、
   前記離間カムの回動中心から前記第１カム面までの最大距離は、前記回動中心から前記第１アームまでの最小距離よりも大きく、
   前記離間カムの回動中心から前記第２カム面までの最大距離は、前記回動中心から前記第１アームまでの最小距離よりも小さく、かつ、前記回動中心から前記第２アームまでの最小距離よりも大きいことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
7. 前記離間カムの回動中心から前記第１アームまでの最小距離は、前記離間カムの回動中心から前記第２アームまでの最小距離と等しいことを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置。
8. 前記第１アームは、前記離間カムに向けて突出する第１突出部を有し、
   前記第２アームは、前記離間カムに向けて突出する第２突出部を有することを特徴とする請求項７に記載の定着装置。
9. 前記離間カムは、当該離間カムの回動中心軸に直交する直線に対して、線対称形状であり、
   前記離間カムの回動中心軸は、前記離間カムの重心を通っており、
   前記離間カムの回動中心軸から前記第１突出部の、前記離間カムとの接触面までの距離は、前記離間カムの回動中心軸から前記第２突出部の、前記離間カムとの接触面までの距離と等しいことを特徴とする請求項８に記載の定着装置。
10. 前記離間カムは、
    前記第１加圧体と前記定着部材との間の第１ニップ幅が第１所定値以上となった場合に前記第１アームと当接する第１当接面と、
    前記第２加圧体と前記定着部材との間の第２ニップ幅が第２所定値以上となった場合に前記第２アームと当接する第２当接面と、を有することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれか１項に記載の定着装置。

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