(57)【要約】【課題】ニップ状態を調整することができる定着装置を提供することを目的とする。【解決手段】定着装置１００は、筒状の定着フィルム１１０と、定着フィルム１１０の内側に配置された発熱体（ハロゲンランプ１２０）と、定着フィルム１１０の内面に摺接するように配置され、発熱体からの輻射熱を受けるニップ部材（ニップ板１３０）と、弾性変形可能であり、弾性変形した状態でニップ部材との間で定着フィルム１１０を挟むことで定着フィルム１１０との間にニップ部を形成するバックアップ部材（加圧ローラ１５０）とを備える。ニップ部材は、記録シート（用紙Ｐ）の搬送方向に並んだ第１部材１３１と第２部材１３２を有し、第１部材１３１に対して第２部材１３２を、ニップ部材とバックアップ部材との対向方向に相対的に移動させることで、ニップ状態を調整する調整部材１７０が設けられている。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状の定着フィルムと、
前記定着フィルムの内側に配置された発熱体と、
前記定着フィルムの内面に摺接するように配置され、前記発熱体からの輻射熱を受けるニップ部材と、
弾性変形可能であり、弾性変形した状態で前記ニップ部材との間で前記定着フィルムを挟むことで前記定着フィルムとの間にニップ部を形成するバックアップ部材とを備えた定着装置であって、
前記ニップ部材は、記録シートの搬送方向に並んだ第１部材と第２部材を有し、
前記第１部材に対して前記第２部材を、前記ニップ部材と前記バックアップ部材との対向方向に相対的に移動させることで、ニップ状態を調整する調整部材を備えたことを特徴とする定着装置。
【請求項２】
前記第１部材と前記第２部材は、互いに回動可能に連結されていることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録シートに転写された現像剤像を熱定着する定着装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置に用いられる定着装置として、円筒状の定着フィルムと、定着フィルム内に配置されるヒータと、定着フィルムを介して加圧ローラとの間にニップ部を形成するニップ板とを備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この定着装置では、ニップ板で支持された定着フィルムと加圧ローラとの間（ニップ部）で、用紙（記録シート）を搬送しつつ、用紙上の現像剤像を熱定着している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−２３３８８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、従来のような定着装置では、普通紙や厚紙用紙などの厚さの異なる用紙を良好に熱定着するためなどの目的で、ニップ部における圧力（以下、「ニップ圧」ともいう。）およびニップ部の幅（以下、ニップ幅ともいう）などのニップ部の状態（以下、「ニップ状態」ともいう。）を調整することが望まれている。
【０００５】
そこで、本発明は、ニップ状態を調整することができる定着装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決する本発明は、筒状の定着フィルムと、前記定着フィルムの内側に配置された発熱体と、前記定着フィルムの内面に摺接するように配置され、前記発熱体からの輻射熱を受けるニップ部材と、弾性変形可能であり、弾性変形した状態で前記ニップ部材との間で前記定着フィルムを挟むことで前記定着フィルムとの間にニップ部を形成するバックアップ部材とを備えた定着装置であって、前記ニップ部材は、記録シートの搬送方向に並んだ第１部材と第２部材を有し、前記第１部材に対して前記第２部材を、前記ニップ部材と前記バックアップ部材との対向方向に相対的に移動させることで、ニップ状態を調整する調整部材を備えたことを特徴とする。
【０００７】
本発明によれば、第１部材に対して第２部材を、ニップ部材とバックアップ部材との対向方向に相対的に移動させることで、ニップ部材のうちバックアップ部材で押圧される部分の面積を変化させることができるので、ニップ幅やニップ圧などのニップ状態を調整することができる。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、ニップ状態を調整することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の実施形態に係る定着装置を備えたレーザプリンタの概略構成を示す図である。
【図２】本発明の実施形態に係る定着装置の概略構成を示す図である。
【図３】調整部材を示す斜視図（ａ）と、側面図（ｂ）である。
【図４】加圧ローラに駆動力を伝達する機構やニップ圧を解除する解除機構を示す説明図（ａ），（ｂ）である。
【図５】ニップ幅を大きくした状態を示す説明図（ａ）と、小さくした状態を示す説明図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
次に、本発明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、本発明の実施形態に係る定着装置１００を備えたレーザプリンタ１（画像形成装置）の概略構成について説明した後、定着装置１００の詳細な構成について説明する。
【００１１】
＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体筐体２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３と、露光装置４と、用紙Ｐ上にトナー像（現像剤像）を転写するプロセスカートリッジ５と、用紙Ｐ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。
【００１２】
なお、以下の説明において、方向は、レーザプリンタを使用するユーザを基準にした方向で説明する。すなわち、図１における右側を「前」、左側を「後」とし、手前側を「左」、奥側を「右」とする。また、図１における上下方向を「上下」とする。
【００１３】
給紙部３は、本体筐体２内の下部に設けられ、用紙Ｐを収容する給紙トレイ３１と、用紙Ｐの前側を持ち上げる用紙押圧板３２と、給紙ローラ３３と、給紙パット３４と、紙粉取りローラ３５，３６と、レジストローラ３７とを主に備えている。給紙トレイ３１内の用紙Ｐは、用紙押圧板３２によって給紙ローラ３３に寄せられ、給紙ローラ３３と給紙パット３４によって１枚ずつ分離され、紙粉取りローラ３５，３６およびレジストローラ３７を通ってプロセスカートリッジ５に向けて搬送される。
【００１４】
露光装置４は、本体筐体２内の上部に配置され、レーザ発光部（図示せず）と、回転駆動するポリゴンミラー４１と、レンズ４２，４３と、反射鏡４４，４５，４６とを主に備えている。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、ポリゴンミラー４１、レンズ４２、反射鏡４４，４５、レンズ４３、反射鏡４６の順に反射または通過して、感光体ドラム６１の表面で高速走査される。
【００１５】
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に対して着脱可能に装着される構成となっている。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。
【００１６】
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に対して着脱可能に装着される構成となっており、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（現像剤）を収容するトナー収容部７４とを主に備えている。
【００１７】
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。
【００１８】
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Ｐ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Ｐ上に転写される。
【００１９】
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。用紙Ｐ上に転写されたトナー像（トナー）は、定着装置１００を通過することで用紙Ｐ上に熱定着される。トナー像が熱定着された用紙Ｐ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。
【００２０】
＜定着装置の詳細構成＞
図２に示すように、定着装置１００は、定着フィルム１１０と、発熱体の一例としてのハロゲンランプ１２０と、ニップ部材の一例としてのニップ板１３０と、反射板１４０と、バックアップ部材の一例としての加圧ローラ１５０と、ステイ１６０とを備えている。
【００２１】
定着フィルム１１０は、耐熱性と可撓性を有する無端状（筒状）のフィルムであり、その両端部が図示せぬガイド壁により回転が案内されている。
【００２２】
ハロゲンランプ１２０は、ニップ板１３０および定着フィルム１１０を加熱することで用紙Ｐ上のトナーを加熱する公知の発熱体であり、定着フィルム１１０の内側において定着フィルム１１０およびニップ板１３０の内面から所定の間隔をあけて配置されている。
【００２３】
ニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を受ける板状の部材であり、筒状の定着フィルム１１０の内面に摺接するように配置されている。そして、このニップ板１３０は、ハロゲンランプ１２０から受けた輻射熱を定着フィルム１１０を介して用紙Ｐ上のトナーに伝達する。
【００２４】
このニップ板１３０は、後述するスチール製のステイ１６０より熱伝導率が大きい、例えば、アルミニウム板などで形成されている。より詳細に、ニップ板１３０は、用紙Ｐの搬送方向に並んだ第１部材１３１と第２部材１３２を有し、第１部材１３１に対して第２部材１３２が相対的に回動可能（移動可能）に構成されている。
【００２５】
具体的に、第１部材１３１と第２部材１３２は、ヒンジ１３３によって互いに回動可能に連結されている。そして、第１部材１３１は定着フレーム（例えば図３（ａ）に示す定着フレーム１８０の左側壁１８０Ｌとは反対側の右側壁）に固定されており、この固定された第１部材１３１に対して第２部材１３２が、後述する調整部材１７０（図３（ａ）参照）によって回動可能となっている。
【００２６】
なお、前述したハロゲンランプ１２０や、後述する反射板１４０およびステイ１６０も定着フレーム１８０に固定されており、この定着フレーム１８０は本体筐体２に固定されている。
【００２７】
また、第１部材１３１と第２部材１３２は、ヒンジ１３３で連結される端部とは反対側（搬送方向上流側と下流側）の端部１３４，１３５が上方に折り曲げられ、その下面が曲面状に形成されている。これにより、定着フィルム１１０がニップ板１３０の端部に摺接して削れることが抑制されている。
【００２８】
なお、第１部材１３１の上面には、黒色の塗装を施したり、熱吸収部材を設けたりしてもよい。これによれば、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率良く吸収することができる。
【００２９】
図３（ａ）に示すように、調整部材１７０は、第１部材１３１に対して第２部材１３２を、ニップ板１３０と加圧ローラ１５０との対向方向（ニップ板１３０を加圧ローラ１５０から近接・離間させる方向）に相対的に回動（移動）させることで、ニップ幅等のニップ状態を調整するものである。具体的に、調整部材１７０は、定着フレーム１８０に回動可能に支持される円盤状部１７１と、円盤状部から軸方向外側に突出する突出部１７２と、突出部１７２から径方向外側に突出するように設けられることで定着フレーム１８０外に位置する操作片１７３とを備えている。
【００３０】
なお、図３（ａ）では、便宜上、定着フレーム１８０のうち円盤状部１７１の回転中心よりも上側部分を取り除いて図示しているが、円盤状部１７１の外周面１７１Ａの全周が定着フレーム１８０に回動可能に支持されている。
【００３１】
円盤状部１７１は、その回動中心がヒンジ１３３の回動中心と一致するように配置され、その軸方向内面には、その回動軸から径方向にずれた位置に第２部材１３２が固定されている。そのため、操作片１７３をユーザが回動することで、第２部材１３２が回動するようになっている。
【００３２】
また、円盤状部１７１の外周面１７１Ａは、その軸方向外側部分が定着フレーム１８０に支持されており、定着フレーム１８０で支持されていない軸方向内側部分（定着フレーム１８０内に配置される部分）には、図３（ｂ）に示すように、バネ係合部１７４と係合片１７５がそれぞれ径方向外側に突出するように設けられている。なお、図３（ｂ）では、便宜上、定着フレーム１８０をすべて取り除き、定着フレーム１８０に設けられる調整部材１７０、板バネ１８１および規制部材１８２のみを図示している。
【００３３】
バネ係合部１７４は、定着フレーム１８０に設けられた板バネ１８１に形成される２箇所の凹部１８１Ａのそれぞれに係合可能となっており、各凹部１８１Ａと係合した状態においてその位置に保持されるようになっている。具体的に、２箇所の凹部１８１Ａは、略上下方向（円盤状部１７１の周方向）に並んで設けられ、円盤状部１７１に向けて開口するように形成されている。
【００３４】
係合片１７５は、定着フレーム１８０に略上下方向（円盤状部１７１の周方向）に並んで設けられた２つの規制部材１８２の間に配置され、各規制部材１８２と回動方向で当接可能となっている。具体的に、係合片１７５は、バネ係合部１７４が上側の凹部１８１Ａに係合するときに上側の規制部材１８２に下側から当接し、バネ係合部１７４が下側の凹部１８１Ａに係合するときに下側の規制部材１８２に上側から当接する。これにより、調整部材１７０の回動角度が規制されている。
【００３５】
図２に示すように、反射板１４０は、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱（主に前後方向や上方向に向けて放射された輻射熱）をニップ板１３０に向けて反射する部材であり、定着フィルム１１０の内側においてハロゲンランプ１２０を取り囲むように、ハロゲンランプ１２０から所定の間隔をあけて配置されている。
【００３６】
このような反射板１４０によってハロゲンランプ１２０からの輻射熱をニップ板１３０に集めることで、ハロゲンランプ１２０からの輻射熱を効率良く利用することができ、ニップ板１３０および定着フィルム１１０を速やかに加熱することができる。
【００３７】
反射板１４０は、赤外線および遠赤外線の反射率が大きい、例えば、アルミニウム板などを断面視略Ｕ形状に湾曲させて形成されている。より詳細に、反射板１４０は、湾曲形状（断面視略Ｕ形状）をなす反射部１４１と、反射部１４１の両端部から前後方向外側に沿って延びるフランジ部１４２とを主に有している。なお、熱反射率を高めるため、反射板１４０は、鏡面仕上げを施したアルミニウム板などを用いて形成してもよい。
【００３８】
加圧ローラ１５０は、弾性変形可能な部材であり、ニップ板１３０の下方に配置されている。そして、この加圧ローラ１５０は、図４（ａ）に示すように、押圧機構２３０によってニップ板１３０に押し付けられており、これにより、弾性変形した状態でニップ板１３０との間で定着フィルム１１０を挟むことで定着フィルム１１０との間にニップ部を形成している。
【００３９】
また、加圧ローラ１５０は、本体筐体２内に設けられたモータ等の駆動源２１０から後述する伝達機構２２０等を介して駆動力が伝達されて回転駆動するように構成されており、回転駆動することで定着フィルム１１０（または用紙Ｐ）との摩擦力により定着フィルム１１０を従動回転させる。これにより、トナー像が転写された用紙Ｐは、加圧ローラ１５０と加熱された定着フィルム１１０の間（ニップ部）を搬送されることでトナー像（トナー）が熱定着される。
【００４０】
押圧機構２３０は、定着フレーム１８０に揺動可能に設けられ、回動中心から径方向にずれた位置で加圧ローラ１５０を回転可能に支持する押圧アーム２３１と、加圧ローラ１５０をニップ板１３０に押し付ける方向に押圧アーム２３１を引っ張る引張コイルバネ２３２とを備えている。そして、この押圧機構２３０によって加圧ローラ１５０とニップ板１３０との間で発生するニップ圧は、解除機構２４０によって解除可能となっている。
【００４１】
解除機構２４０は、押圧アーム２３１に作用することにより加圧ローラ１５０をニップ板１３０から離すように移動させる機構であり、主に、操作レバー２４１と、回動軸２４２と、カム部２４３を備えて構成されている。
【００４２】
操作レバー２４１は、その一端が定着フレーム１８０の左右の側壁に貫通する回動軸２４２に一体に固定され、回動軸２４２は、定着フレーム１８０に回動可能に支持されている。
【００４３】
カム部２４３は、回動軸２４２から径方向外側に突出するように回動軸２４２に一体に固定されている。そのため、操作レバー２４１を回動させてカム部２４３で押圧アーム２３１を下方に押圧すると、図４（ｂ）に示すように、押圧アーム２３１が引張コイルバネ２３２の付勢力に抗して下方に揺動することで、加圧ローラ１５０がニップ板１３０から離れてニップ圧が解除される。
【００４４】
また、この状態から操作レバー２４１を元の位置に戻すと、図４（ａ）に示すように、引張コイルバネ２３２の付勢力により押圧アーム２３１が上方に揺動することで、加圧ローラ１５０がニップ板１３０に押圧されてニップ圧が発生する。
【００４５】
なお、このように加圧ローラ１５０を上下に移動させる構造を採用する場合には、各位置で加圧ローラ１５０への駆動力の伝達が良好に行われるような伝達機構を採用する必要がある。本実施形態では、図４（ａ）に示すような伝達機構２２０が採用されている。
【００４６】
具体的に、この伝達機構２２０は、サンギヤ２２１、プラネタリギヤ２２２、揺動アーム２２３および引張コイルバネ２２４を備えている。
サンギヤ２２１は、定着フレーム１８０に回転可能に支持されるギヤであり、本体筐体２内に設けられた駆動源２１０から駆動力が入力されるようになっている。
【００４７】
プラネタリギヤ２２２は、サンギヤ２２１に噛み合うとともに、サンギヤ２２１周りを転動可能となるギヤであり、揺動アーム２２３の一端に回動可能に支持されている。
揺動アーム２２３は、その他端がサンギヤ２２１の回転軸に回動可能に支持されている。
【００４８】
引張コイルバネ２２４は、揺動アーム２２３を加圧ローラ１５０側に常時引っ張るように付勢しており、これにより、加圧ローラ１５０の回転軸に同軸に固定される加圧ローラ駆動ギヤ１５２にプラネタリギヤ２２２が常時噛み合うようになっている。そのため、加圧ローラ１５０を上下に移動させた場合であっても、プラネタリギヤ２２２がサンギヤ２２１と加圧ローラ駆動ギヤ１５２に常時噛み合うため、駆動源２１０から加圧ローラ１５０への駆動力の伝達が上下の各位置で良好に行われる。
【００４９】
図２に示すように、ステイ１６０は、ニップ板１３０の第２部材１３２の前部および後部を反射板１４０のフランジ部１４２を介して支持することでニップ板１３０の剛性を確保する部材である。ステイ１６０は、反射板１４０（反射部１４１）の外面形状に沿った形状（断面視略Ｕ形状）を有して反射板１４０を覆うように配置されている。このようなステイ１６０は、比較的剛性が大きい、例えば、鋼板などを断面視略Ｕ形状に折り曲げることで形成されている。
【００５０】
次に、ニップ状態の調整方法について説明する。
図５（ａ）に示すように、ニップ板１３０の第１部材１３１と第２部材１３２とをともに水平な状態にする場合には、加圧ローラ１５０が第１部材１３１と第２部材１３２の双方に接触し、そのニップ幅は広めの幅Ｎ１となる。この状態から、操作片１７３を上に揺動させると、図５（ｂ）に示すように、第２部材１３２が上方に回動して加圧ローラ１５０から離れることで、ニップ幅がＮ１よりも小さな幅Ｎ２となる。すなわち、ニップ幅を小さくすることができるとともに、加圧ローラ１５０との接触面積が小さくなることによりニップ圧を高くすることができる。
【００５１】
なお、ニップ幅等を変更する場合には、前述した解除機構２４０でニップ圧を解除した後に、操作片１７３を操作して第２部材１３２を回動させてもよい。この場合には、加圧ローラ１５０から第２部材１３２に対して加わる押圧力の影響を受けることなく、操作片１７３をスムーズに操作することができる。
【００５２】
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。
第１部材１３１に対して第２部材１３２を、ニップ板１３０と加圧ローラ１５０との対向方向に回動させることで、ニップ板１３０のうち加圧ローラ１５０で押圧される部分の面積を変化させることができるので、ニップ幅やニップ圧などのニップ状態を調整することができる。
【００５３】
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１部材１３１に対して第２部材１３２を回動させたが、本発明はこれに限定されず、例えば第１部材に対して面直方向に第２部材を移動させてもよい。
【００５４】
前記実施形態では、ニップ圧を解除させる解除機構２４０を設けたが、本発明はこれに限定されず、解除機構を設けずに、すなわちニップ圧を解除することなく第２部材を第１部材に対して回動（移動）させてもよい。また、第２部材の回動（移動）は、センサや、アクチュエータ等の駆動源によって自動的に行ってもよい。
【００５５】
前記実施形態では、反射板１４０やステイ１６０を設けたが、本発明はこれに限定されず、反射板やステイを設けない構成としてもよい。
前記実施形態では、発熱体としてハロゲンランプ１２０（ハロゲンヒータ）を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、赤外線ヒータやカーボンヒータなどであってもよい。
【００５６】
前記実施形態では、ニップ部材として板状のニップ板１３０を例示したが、本発明はこれに限定されず、板状でない厚めの部材を採用してもよい。
前記実施形態では、バックアップ部材として加圧ローラ１５０を例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ベルト状の加圧部材などであってもよい。
【００５７】
前記実施形態では、加圧ローラ１５０（バックアップ部材）をニップ板１３０に押圧することでニップ部を形成する構成を例示したが、本発明はこれに限定されず、ニップ板をバックアップ部材に押圧することでニップ部を形成する構成としてもよい。なお、この場合には、解除機構として、ニップ板をバックアップ部材から離すように移動させることで、ニップ圧を解除させる機構を採用してもよい。
【００５８】
前記実施形態では、記録シートとして、普通紙やはがきなどの用紙Ｐを例示したが、本発明はこれに限定されず、例えば、ＯＨＰシートなどであってもよい。
【００５９】
前記実施形態では、本発明の定着装置を備えた画像形成装置として、レーザプリンタ１を例示したが、これに限定されず、例えば、ＬＥＤによって露光を行うＬＥＤプリンタであってもよいし、プリンタ以外の複写機や複合機などであってもよい。また、前記実施形態では、モノクロ画像を形成する画像形成装置を例示したが、これに限定されず、カラー画像を形成する画像形成装置であってもよい。
【符号の説明】
【００６０】
１００  定着装置
１１０  定着フィルム
１２０  ハロゲンランプ
１３０  ニップ板
１３１  第１部材
１３２  第２部材
１５０  加圧ローラ
１７０  調整部材
１８０  定着フレーム
Ｐ      用紙
【図１】
2011154325.tif 000003
【図２】
2011154325.tif 000004
【図３】
2011154325.tif 000005
【図４】
2011154325.tif 000006
【図５】
2011154325.tif 000007