JP2007024950A - 加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】加圧部材と被加圧部材を加圧するときの衝撃音の発生の低減化。加圧部材と被加圧部材を離間させるときの駆動源の駆動トルクの低減化。
【解決手段】カム１０に対して作用する補助・抑制手段１５・１７・２０を有する。この補助・抑制手段は、カムが付勢手段１４の付勢力を増大させる方向に作用部材５を移動させる場合には、カムの回転を補助し、カムが付勢手段１４の付勢力を減少させる方向に作用部材５を移動させる場合には、カムの回転を抑制する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真方式、或いは静電記録方式の画像形成装置に搭載される画像加熱定着装置（以下、定着装置と記す）として用いれば好適な加熱装置に関する。

画像形成装置に搭載される定着装置では、定着ローラと加圧ローラとを加圧バネで加圧させてニップ部を形成し、このニップ部に未定着トナー画像が転写されたシートを通過させて加熱および加圧することによりシート面上に未定着トナー画像の定着を行なっている。

未定着トナー画像の良好な定着性を得るために、定着ローラもしくは加圧ローラの少なくとも一方のローラ表面には、ゴム等の弾性層が設けられている。ここで、定着ローラと加圧ローラを圧接したままで放置するとローラ表面の弾性層が変形してしまう場合がある。

この弾性層の変形を防止する手段として、図１６および図１７に示すような加圧・離間機構を備えた定着装置８０が考案されている（特許文献１）。

この定着装置８０は、定着ローラ８１および加圧ローラ８２のローラ表層部にそれぞれ弾性層８１ａ・８２ａ（図１７）を有している。そして定着装置８０は、定着ローラ８１に対して加圧ローラ８２を加圧および離間させる機構を備えている。

定着ローラ８１は定着フレーム８４に回転可能に支持されている。加圧ローラ８２は加圧フレーム８６に回転可能に支持されている。加圧フレーム８６は定着フレーム８４に固定された支持軸８７により揺動可能に支持されている。この加圧フレーム８６は加圧バネ８８により加圧ローラ８２が定着ローラ８１に押圧されるように付勢されている。そして、カム軸９０に設けられたカム８９を回転させることにより加圧フレーム８６を加圧バネ８８の加圧力に抗して揺動させることで定着ローラ８１と加圧ローラ８２の加圧・離間状態を切換えるように構成している。

また、上記の定着装置８０において定着ローラ８１の駆動とカム８９の駆動は、コスト削減のために同一の駆動源であるモーター９８により行なわれている。モーター９８から定着ローラ８１へと繋がる駆動伝達ギア列９７・９６・９５・１０７・１０６・１１２のうち所定のギア１０７にはワンウェイクラッチ１０７ａが組み込まれている。またモーター９８からカム軸９０へと繋がる駆動伝達ギア列９７・９６・９５・１０９・１０８・９４・９３・９２・９１のうち所定のギア１０９にはワンウェイクラッチ１０９ａが組み込まれている。そして定着ローラ８１とカム８９への駆動伝達の切換えは、ワンウェイクラッチ１０７ａ・１０９ａを用い、モーター９８の回転方向を正逆に切換えることにより行なわれている。具体的にはモーター９８のギア９７が矢印９７ａの方向に回転すると、モーターの駆動はワンウェイクラッチ１０７ａにより定着ローラ８１のみへ伝達され、カム軸９０には伝達されない。逆に、モーター９８のギア９７が矢印９７ｂの方向に回転すると、モーターの駆動はワンウェイクラッチ１０９ａによりカム軸９０のみに伝達されることになる。

定着ローラ８１と加圧ローラ８２との加圧・離間動作は、画像形成装置本体のＣＰＵ（不図示）の判断により、カム８９を１８０°回転させるごとに、加圧状態から離間状態へ、離間状態から加圧状態へと連続的に自在に切換えることが出来る。

この切換え機構により、画像形成装置が待機状態（スタンバイ状態）にある場合などは、定着ローラ８１と加圧ローラ８２とを離間させておくことが可能となり、各ローラの弾性層８１ａ・８２ａの変形を防止することが出来る。

また、ニップ部でシートのジャムが発生したことを検知した場合に、定着ローラ８１と加圧ローラ８２とを離間するようにプログラミングしておけば、ジャムシートの除去を容易に行なうことが出来るという利点もある。
特開２０００−１２２４６０号公報

従来は、当時として望まれる定着ローラと加圧ローラとの加圧動作に伴って発生する衝撃音を十分に防止できるものであった。また、定着ローラと加圧ローラを加圧状態から離間動作へと移行させる際に加圧フレームを揺動させるときのモータの駆動トルクを十分に低減できるものであった。

しかしながら、近年、更に求められるようになった衝撃音の発生の低減化、およびモータの駆動トルクの低減化を達成するためには、更なる改良が求められるようになった。

そこで、本発明の目的は、加圧部材と被加圧部材を加圧するときの衝撃音の発生を低減できる加熱装置を提供することにある。

また、本発明の他の目的は、加圧部材と被加圧部材を離間させるときの駆動源の駆動トルクを低減できる加熱装置を提供することにある。

本発明に係る加熱装置の代表的な構成は、加圧部材と、前記加圧部材と加圧されてニップ部を形成する被加圧部材と、前記加圧部材と前記被加圧部材の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送しつつ加熱する加熱装置において、駆動源と、前記加圧部材を前記被加圧部材に対して移動可能に支持する作用部材と、前記作用部材を付勢し、前記加圧部材を前記被加圧部材に加圧させる付勢手段と、前記駆動源により回転駆動され、前記付勢手段の付勢力を増大させる方向、または前記付勢手段の付勢力を減少させる方向に前記作用部材を移動させるカムと、前記カムが前記付勢手段の付勢力を増大させる方向に前記作用部材を移動させる場合には、前記カムの回転を補助し、前記カムが前記付勢手段の付勢力を減少させる方向に前記作用部材を移動させる場合には、前記カムの回転を抑制する補助・抑制手段と、を有することを特徴とする加熱装置、である。

本発明によれば、補助・抑制手段によりカムの回転を補助するので、加圧部材と被加圧部材を離間させるときの駆動源の駆動トルクを低減できる。また、補助・抑制手段によりカムの回転を抑制するので、加圧部材と被加圧部材を加圧するときの衝撃音の発生を低減できる。

以下、本発明を図面に基づいて説明する。

（１）画像形成装置例
図１５は本発明に係る加熱装置を画像加熱定着装置（以下、定着装置と記す）として搭載できる画像形成装置の一例の概略模型図である。本例の画像形成装置は転写式電子写真プロセス利用のレーザープリンタである。

電子写真画像形成機構部において、１０１は像担持体としての回転ドラム型の電子写真感光体（以下、感光ドラムと記す）である。矢印の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。

１０２は帯電手段としての接触帯電ローラである。回転する感光ドラム１０１の外周面を所定の極性・電位に一様に帯電処理する。

１０３は露光手段としてのレーザースキャナである。画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調したレーザー光を出力して、回転する感光ドラム１０１の一様帯電処理面を走査露光Ｌする。これにより感光ドラム面に走査露光パターンに対応した静電潜像が形成される。

１０４は現像装置である。感光ドラム面の静電潜像をトナー画像として反転現像または正規現像する。

１０５は転写手段としての転写ローラである。感光ドラム１０１に対して所定の押圧力で接触して転写ニップ部Ｔを形成している。この転写ニップ部Ｔに不図示の給送機構部から被加熱材としての記録材（以下、シートと記す）Ｓが所定の制御タイミングにて給送されて転写ニップ部Ｔを挟持搬送されていく。また転写ローラ１０５には所定の制御タイミングで所定の転写バイアスが印加される。これにより、転写ニップ部Ｔを挟持搬送されるシートＳの面に感光ドラム１０１面側のトナー画像が順次に静電転写される。

転写ニップ部Ｔを出たシートＳは感光ドラム１０１面から分離されて定着装置１に導入される。定着装置１は導入されたシートＳ上の未定着トナー画像を永久固着画像として加熱・加圧定着する。そしてシートＳを排出搬送する。

１０６は感光ドラムクリーニング器であり、シート分離後の感光ドラム上の転写残トナーを除去する。転写残トナーが除去されて清浄面化された感光ドラム面は繰り返して作像に供される。

（２）定着装置１
図１は定着装置１の側面模型図、図２は同じく中央省略正面模型図、図３は同じく中央省略縦断正面模型図である。

定着装置１は、加圧部材である加圧ローラ３と、被加圧部材である定着ローラ２と、を備えている。この定着ローラ２と加圧ローラ３とは、定着フレーム４、定着下フレーム９、加圧装置２５などにより当接・離間可能に構成されている。

定着ローラ２は、金属製の芯金２ａと、芯金２ａの外周部にシリコンゴムからなる弾性層２ｂと、を備えている。定着ローラ２は、軸受け７を介して定着フレーム４に回転可能に支持されている。

加圧ローラ３は、定着ローラ２と同様に、金属製の芯金３ａと、シリコンゴムからなる弾性層３ｂと、を備えている。加圧ローラ３は、軸受け８を介して作用部材（第１の作用部材）としての加圧アーム５に回転可能に支持されている。

加圧アーム５は、定着フレーム４に固定された軸６に一端が揺動可能に支持されている。加圧アーム５の他端は定着下フレーム９との間に縮設された付勢手段としての加圧スプリング１４により加圧ローラ３を定着ローラ２に圧接させるように付勢されている。

加圧アーム５の他端部には、カム１０と転がり接触するコロ部材（以下、コロと記す）１２がコロ軸１３を介して回動可能に取り付けられている。

定着下フレーム９には、軸受け２２を介してカム軸１１が回動可能に支持されている。カム軸１１には、コロ１２と対応する長手位置にカム１０が固定されている。

カム１０をはさんでコロ１２と対向する位置には、カム１０と転がり接触するコロ１５部材（以下、コロと記す）がアーム１７にコロ軸１６を介して回動可能に取り付けられている。このアーム１７は第２の作用部材であり、縦長の長穴１７ａを有している。そしてアーム１７は、定着フレーム４に固定された軸１８および１９に長穴１７ａがガイドされて定着フレームに鉛直方向に移動可能に取り付けられている。また、フレーム４に設けられた曲げ起こし２１とアーム１７との間には、第２の付勢手段である加圧スプリング２０が組み込まれている。この加圧スプリング２０は、アーム１７とコロ１５をカム１０に付勢している。すなわち、上記のアーム１７と、加圧スプリング２０と、コロ１５とで補助・抑制手段を構成している。

次に図４を用いて各部への駆動の伝達について説明する。図４は駆動伝達機構部の説明図である。

定着装置１の各部を駆動する唯一の駆動源であるモーター４３は、モーターギア４３ａが露出するかたちで外側フレーム４２に固定されている。モーターギア４３ａに噛み合うギア４１はギア軸３３に固定されている。ギア軸３３は、定着下フレーム９に設けられた軸受け３５と、内側フレーム３４に設けられた軸受け３６にそれぞれ回動可能に支持されている。ギア軸３３にはギア３７およびギア３８がはめ込まれている。このギア３７および３８にはそれぞれワンウェイクラッチ３９および４０が組み込まれている。

ワンウェイクラッチ３９および４０は互いにロック方向が反対になるよう設定されている。すなわち、ギア軸３３が正面方向（図４の右側から見た方向）から見て時計回りに回転駆動された場合には、ワンウェイクラッチ３９のみがロックし、ギア軸３３とギア３７とが一体になって回転し、ギア３８には駆動力は伝達されない。逆にギア軸３３が反時計周りに回転駆動された場合には、ワンウェイクラッチ４０のみがロックし、ギア軸３３とギア３８とが一体になって回転し、ギア３７には駆動力は伝達されない。

そして、ギア３７には、定着下フレーム９に設けた軸３１に回動自在に取り付けられたギア３２が噛み合い、定着ローラ２の一端に固定されたギア３０へとモーター４３の回転駆動力を伝達するようになっている。

また、ギア３８には、カム軸１１の一端に固定されたギア３１が噛み合っており、カム軸１１へとモーター４３の回転駆動力を伝達するようになっている。

すなわち、上記のモーターギア４３ａと、ギア４１と、ギア軸３３と、ギア３８と、ギア３１とでモーター４３の回転駆動力をカム１０に伝達する駆動伝達経路を構成している。そしてこの駆動伝達経路においてギア３８に駆動切換え手段であるワンウェイクラッチ４０を設けている。

また、上記のモーターギア４３ａと、ギア４１と、ギア軸３３と、ギア３７と、ギア３２と、ギア３０とでモーター４３の回転駆動力を定着ローラ２に伝達する駆動伝達経路を構成している。そしてこの駆動伝達経路においてギア３７に駆動切換え手段であるワンウェイクラッチ３９を設けている。

図４の中のギア回転方向を示す矢印は、ここでは定着ローラ２を回転駆動させる場合の回転方向を示しており、この場合モーター４３は反時計回りに回転する。

ここで、上記のカム１０や加圧アーム５、アーム１７などを中心に構成される加圧装置２５の動作について図５〜図７を用いて詳しく説明する。図５はカム１０の各回転角度における加圧アーム５とコロ１２、アーム１７とコロ１５の動作を示したものである。図６はモーター４３の回転駆動力がカム軸１１へと伝達される場合について説明した図である。図７は加圧ローラ３が定着ローラ２から離間された状態の定着装置１の側面模型図である。

まず図５の（I）を用いてカム１０のカム形状について説明する。カム外形形状は大小２種類の半径の円弧を用いて構成されており、それぞれの円弧の繋ぎ目にａ、ｃ、ｄの符号を振ってある。最大のカム径となるｃ〜ｄ間は、カム軸１１と同軸に中心を持つ半径の大きな円弧２６であり、ｃ〜ｄ間ではカム径は一定である。ａ〜ｃ間は半径が小さく偏心した円弧２７であり、最小のカム径になるａ点から徐々にカム径を大きくしながらｃ点で円弧２６に接している。ｄ〜ａ間はａ〜ｃ間と対称な形状の円弧２８である。

図５の（I）は、カム１０が０°の位置にあり、定着ローラ２に加圧ローラ３が当接された状態を表している。カム１０はカム径の最も小さなａ点付近が下側のコロ１２に近接する位置にあって且つコロ１２と接触しないようになっている。これは、加圧スプリング１４（図１）による上向きの付勢力がすべて加圧ローラ３と定着ローラ２との圧接力として用いられるようにするためである。またこの時、上側のコロ１５は、カム１０の円弧２６により加圧スプリング２０（図１）の付勢力に抗して上方向に押し上げられた状態になっている。コロ１５がｃ〜ｄ間でカム１０と接触している間は、カム径が一定であるためカム１０に対して回転力を与えず、この状態を維持することが出来る。

（II）は、カム１０が時計回りに約４０°回転した状態である。この状態は円弧２７上のｂ点がコロ１２と接触を始める点であり、同時にコロ１５はｄ点を越えて円弧２８に沿って下降を始めたところである。

（III）はさらに９０°まで回転した状態であり、コロ１２は円弧２７で押し下げられる途中、コロ１５は円弧２８に沿って下降している途中である。（II）から（III）の状態では、カム１０はコロ１２から回転を抑制（減速）させる方向（反時計回り）に抗力を受け、一方でコロ１５からは回転を補助（加速）する方向（時計回り）に回転力を受けている。言い換えれば、カム１０の円弧２７でコロ１２を押し下げて加圧アーム５を加圧スプリング１４の付勢力が増大する方向に移動させている。これによってアーム１７は加圧スプリング２０によりカム１０の円弧２８にコロ１５を介してカムの回転を補助する回転力を与えている。

（IV）はさらに１８０°まで回転し、図７に示すように加圧ローラ３が定着ローラ２から完全に離間した状態である。この状態は（I）とは逆にコロ１２がｃ点を越えて最も下がった位置にあり、コロ１５はｅ点を越えてカム１０とは接触しない位置にある。コロ１５がこれ以上下がらないのは、軸１８がアーム１７の長穴１７ａの端部に突き当たっているからである。また、この状態は（I）と同様にカム１０に回転力の働かない平衡状態であるといえる。

（V）は２２０°まで回転した状態で、（II）と逆に円弧２７上のｂ点がコロ１５と接触を始める点であり、同時にコロ１２はｄ点を越えて上昇し始めたところである。

（VI）はさらに２７０°まで回転した状態であり、コロ１５は円弧２７で押し上げられる途中、コロ１２は円弧２８に沿って上昇している途中である。（V）から（VI）の状態では、カム１０はコロ１５から回転を抑制（減速）させる方向（反時計回り）に抗力を受け、一方でコロ１２からは回転を補助（加速）する方向（時計回り）に回転力を受けている。言い換えれば、カム１０の円弧２８でコロ１２を押し上げて加圧アーム５を加圧スプリング１４の付勢力が減少する方向に移動させている。これによってアーム１７は加圧スプリング２０によりカム１０の円弧２７にコロ１５を介してカムの回転を抑制する抗力を与えている。

更にカム１０が回転すると、コロ１２が上昇して加圧ローラ３が定着ローラ２に当接され、（I）の平衡状態へと戻る。

カム１０への回転駆動は、先に述べた通りモーター４３の回転方向に依存し、モーター４３が図６に矢印で示すように、正面方向（図５の右側から見た方向）から見て時計回りに回転駆動された場合にのみ伝達される。このため、モーター４３によりカム１０を回転駆動できる方向は一方向に限定され、モーター４３側からカム１０を反転駆動させることは出来ない。しかしながら、カム１０自体に反転させる力が働いた場合には、ワンウェイクラッチ４０の作用によりモーター４３にはこの回転力は伝達されず、カム１０がカム軸１１とともにフリーで回転することが出来てしまう。

次に図８および図９を用いてカム軸１１にかかる負荷トルクについて説明する。

図８はカム１０を０°から３６０°まで１回転させた場合の負荷トルクの推移を模式的に表したグラフである。トルクの大きさは、カム１０の回転方向と同じ方向にトルクがかかる場合、つまりカム１０の回転を補助（加速）する方向を（−）、逆にカムの回転を抑制（減速）する方向を（＋）としている。つまり、（＋）方向のトルクはモーター４３の駆動負荷となり、（−）方向のトルクはカム１０を早回しする力となる。

また、カム１０において、コロ１２を介して第１の付勢手段である加圧スプリング１４から受けるトルクを第１の回転トルク、コロ１５を介して第２の付勢手段である加圧スプリング２０から受けるトルクを第２の回転トルクとする。グラフ中のａ〜ｅの各符号は図５のカム１０上の各点と対応した位置を表しており、（I）〜（VI）の符号も図５のカム回転角度と対応している。

第１の回転トルクは、コロ１２がカム１０と接触していないためａ点からｂ点まではゼロで推移し、その後ｂ点からｃ点にかけては大きく（＋）側にピークを形成し、ｃ点からｄ点の間はコロ１２などの回転時の摩擦損失分の（＋）側トルクのみがかかる。ｄ点からｅ点にかけては（−）側に大きくピークを形成し、再びｅ点でゼロになる。

第２の回転トルクは、第１の回転トルクの位相を１８０°ずらしたものであり、第１の回転トルクと同様にｃ点からｄ点の間はコロ１５などの回転時の摩擦損失分の（＋）側トルクのみがかかる。

そして、第１の回転トルクと第２の回転トルクとを差し引きしたものが図９で示す合成回転トルクとなる。それぞれの（＋）側と（−）側のトルクが部分的に相殺され、（＋）側（−）側ともにトルクのピーク値が合成前の半分程度まで小さくなっていることが解る。これによってモーター４３の駆動トルクを低減できる。

また、合成前のトルクグラフでは、第１、第２の回転トルクともに、ｄ点を越えた時点で（−）側に大きくトルクが振れていたが、これはカム１０を急速に加速していることを表している。ワンウェイクラッチ４０の作用により、カム１０を早回しすると無抵抗で回転してしまうため、ｅ点でカム１０がコロ１２またはコロ１５に衝突するまで高速で回転することになる。従来はこの衝突による大きな衝撃音や振動の発生が問題であったが、本実施形態では２つの回転トルクが合成されることにより、ｄ点を越えて（−）側に一旦振れたトルクもその後（＋）側へと移るため、ｅ点での高速での衝突を回避することができる。これによって定着ローラ２と加圧ローラ３の衝撃音の発生を低減できる。

次に、上述のような構成を有する定着装置１の動作について説明する。

定着装置１が搭載される画像形成装置で、通常の画像形成を行う場合、カム１０は０°（図５）の位置にあり、図１のように定着ローラ２に加圧ローラ３が加圧されて各ローラの弾性層２ａ・３ａが変形することによりニップＮを形成している。

また、定着ローラ２および加圧ローラ３内部には加熱手段であるハロゲンヒーター（以下、ヒーターと記す）４５・４６が備えられている。画像形成装置の電源スイッチ（不図示）がオンされた場合には、ヒーター４５・４６は駆動電源４７から供電されて各ローラ表面を加熱する。定着ローラ２の表面側に配設された温度検知素子４８で定着ローラ表面の温度を検知し、その検知温度に基づいて温調制御回路４９が駆動電源４７をオン・オフ制御することにより、各ローラ表面温度を所定の定着温度（目標温度）になるように加熱制御している。シートＳが定着装置１に到達するより前に、モーター４３が反時計回りに回転しはじめ、ワンウェイクラッチ３９がロックして定着ローラ２に駆動が伝達され、加圧ローラ３もこれに従動する。そして前述の電子写真画像形成機構部から上面に未定着トナー画像ｔを形成担持させたシートＳがニップＮに導かれ、ニップＮにおいて定着ローラ２と加圧ローラ３とで挟持搬送される。その搬送過程において未定着トナー画像ｔが加熱および加圧されることによりシートＳへの未定着トナー画像の定着が完了する。

その後、電子写真画像形成機構部で所定時間画像形成が行われないと、画像形成装置は待機電力を減らすためにスリープモード（待機（スタンバイ）モード）へと移行する。この時、定着装置１では、定着ローラ２と加圧ローラ３が当接されたままである。そのため、定着ローラ２と加圧ローラ３の弾性層２ｂおよび３ｂが永久変形してしまうことを防止するために、定着ローラと加圧ローラの離間動作が行なわれる。この離間動作は、モーター４３が画像形成時とは反対の時計回りに回転することにより、ワンウェイクラッチ４０がロックし、モーターの駆動力がギア３１を介してカム軸１１へと伝達される。このときのカム軸１１の回転速度は約２０ｒｐｍ程度である。そしてカム１０を約１８０°回転させることにより、コロ１２と加圧アーム５が加圧スプリング１４の付勢力に抗して押し下げられ、加圧ローラ３が定着ローラ２から完全に離間され、図７の状態となる。この動作においては、アーム１７は加圧スプリング２０によりカム１０の円弧２８にコロ１５を介してカムの回転を補助する回転力を与えるので、カム軸１１の回転トルクを低く抑えることが出来る。

次に、スリープモードから復帰し再び画像形成を行なう場合には定着ローラ２と加圧ローラ３とを加圧させて定着可能な状態にする必要がある。この場合も離間動作時と同様にモーター４３を時計回りに一定量回転させ、カム１０を約１８０°回転させることによりコロ１２と加圧アーム１５が上昇し、加圧ローラ３が定着ローラ２に加圧される。この動作においては、アーム１７は加圧スプリング２０によりカム１０の円弧２７にコロ１５を介してカムの回転を抑制する抗力を与えるので、カム１０が早回しされて衝撃音が発生することを低減することが出来る。

また、スリープモードに入っていない状態で画像形成装置の電源スイッチ（不図示）がオフされた場合には、上述の如く必ず定着ローラ２と加圧ローラ３を離間してから電源が切れるように構成している。また電源スイッチがオンされた場合には、すぐに定着ローラ２と加圧ローラ３の当接を行なうように構成している。

更に、定着装置１付近でジャムが検出された時にも、定着ローラ２と加圧ローラ３の離間動作を行い、ニップＮに挟まれたままのシートも容易に取り除けるようにし、ジャム処理完了後には再び定着ローラ２と加圧ローラ３の加圧動作を行なうように構成している。

次に実施例１で述べた加圧装置２５および定着装置１を一部変更した実施形態について説明する。尚、以降の説明においては、先の実施例１と同様な部材・部分については同符号を付して説明を省略する。

図１０は本実施形態の加圧装置５１を備えた定着装置５０の中央省略正面模型図である。

加圧装置５１は、２つのカムをカム軸１１上に並べて設けるようにしたものである。第１の作用部材である加圧アーム５側のコロ１２と対応する位置には第１のカム５２を設け、第２の作用部材であるアーム１７側のコロ１５と対応する位置には第２のカム５３を設け、これらがカム軸１１と一体となって回転するようになっている。

図１１は、第１のカム５２および第２のカム５３のカム形状を表した図である。図１２は第１のカム５２および第２のカム５３を１回転させた場合のカム軸１１にかかる負荷トルクの推移を模式的に表したグラフである。

本実施例の定着装置５０の特徴は、上記のようにカムを２つに分けることにより、それぞれに独自のカム形状を与えることが出来、それぞれのトルク曲線や位相を独自に設定することが出来る点にある。

ここでは加圧アーム５側のカム５２のカム形状は、実施例１のカム１０そのままにして、アーム１７側のカム５３のカム形状を変更したものである。図１２の合成回転トルクの推移は、実施例１の図９の合成回転トルク推移と比べてピーク値がさらに小さく抑えられていることがわかる。

このカム５２およびカム５３のカム形状はあくまでもその一例であり、様々なカム形状を組み合わせて用いることが出来る。すなわち、第１、第２のカム５２・５３にそれぞれ最適なカム形状を与えることが出来るため、トルク低減効果および衝撃音の発生低減効果をより高めることが出来る。

次に実施例１で述べた加圧装置２５および定着装置１をさらに一部変更した実施形態について説明する。

図１３は本実施形態の加圧装置５６を備えた定着装置５５の中央省略正面模型図である。図１４は、第１のカム１０および第２のカム５７のカム形状を表した図である。

加圧装置５６は、先の実施例２と同様に２つのカムをカム軸１１上に並べて設けるようにしたものである。すなわち、第２の作用部材であるアーム５９とコロ部材であるコロ５８、第２の付勢手段である加圧スプリング６０などを第１の作用部材である加圧アーム５の隣りに並列に配置したものである。また図１４に示すように、コロ５８と対応する第２のカム５７は、第１のカム１０に対してその位相を約１８０°ずらして取り付けた形になっている。

このような形態であっても実施例１の加圧装置２５と同様に、カム軸１１の負荷トルクのピーク値を小さく抑えることが出来、カムが早回しされて衝撃音が発生することを低減出来る。

また、実施例２の加圧装置５１と同様に、カム１０とカム５７の形状、位相をそれぞれ独自に設定することが出来るため、更にトルクのピーク値を小さくすることも可能である。

以上説明したように、実施例１の定着装置１によれば、定着ローラ２と加圧ローラ３の離間時のカム軸１１にかかる負荷トルクのピーク値を低く抑え、モーター４３の駆動トルクを小さくすることが出来る。また、定着ローラ２と加圧ローラ３の加圧時の衝撃音の発生を低減することが出来る。

また、実施例２の定着装置５０によれば、定着ローラ２と加圧ローラ３の離間時のカム軸１１にかかる負荷トルクのピーク値をさらに低く抑えることが出来る。

また、実施例３の定着装置５５によれば、第２の作用部材であるアーム５９を第１の作用部材である加圧アーム５と並べて配置することが出来、よりコンパクトに定着装置を構成することが出来る。

また、実施例１〜３の定着装置において、加圧アーム５およびアーム１７・５９はそれぞれコロ１２・１５・５８を介して対応するカム１０・５２・５３・５７と接触しているので、カムの回転駆動時の摩擦によるトルク損失を減らすことが出来る。

〔その他〕
１）実施例の定着装置はモーター４３により駆動伝達経路を介して定着ローラ２を駆動する定着ローラ駆動方式であるが、これに限られずモーター４３により駆動伝達経路を介して加圧ローラ３を駆動する加圧ローラ駆動方式を採用する装置構成としてもよい。

２）実施例の定着装置は定着ローラ２および加圧ローラ３にヒーター４５・４６を配設させたが、これに限られず定着ローラ２および加圧ローラ３の何れか一方にヒーターを配設させる装置構成としてもよい。

３）本発明の加熱装置は、実施例の画像加熱定着装置に限られず、未定着画像を記録材に仮定着する仮定着装置、定着画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する表面改質装置等の像加熱装置としても有効である。

実施例１に係る定着装置の側面模型図である。 実施例１に係る定着装置の中央省略正面模型図である。 実施例１に係る定着装置の定着装置の中央省略縦断正面模型図である。 実施例１に係る定着装置の駆動伝達機構部の説明図である。 実施例１に係る定着装置のカムの動作を説明する図である。 実施例１に係る定着装置の駆動伝達機構部の説明図である。 実施例１に係る定着装置の側面模型図である。 実施例１に係る定着装置のカム軸にかかる負荷トルクを示すグラフである。 実施例１に係る定着装置のカム軸にかかる負荷トルクを示すグラフである。 実施例２に係る定着装置の中央省略正面模型図である。 実施例２に係る定着装置のカム部分を表す図である。 実施例２に係る定着装置のカム軸にかかる負荷トルクを示すグラフである。 実施例３に係る定着装置の中央省略正面模型図である。 実施例３に係る定着装置のカム部分を表す図である。 画像形成装置の構成模型図である。 従来の定着装置の斜視図である。 従来の定着装置の側面図である。

符号の説明

１‥‥定着装置
２‥‥定着ローラ
３‥‥加圧ローラ
４‥‥定着フレーム
５‥‥加圧アーム
１０・５２・５３・５７‥‥カム
１１‥‥カム軸
１２・１５・５８‥‥コロ
１７・５９‥‥アーム
３７・３８‥‥ギア
３９・４０‥‥ワンウェイクラッチ

Claims (7)

1. 加圧部材と、前記加圧部材と加圧されてニップ部を形成する被加圧部材と、前記加圧部材と前記被加圧部材の少なくとも一方を加熱する加熱手段と、を有し、前記ニップ部で被加熱材を挟持搬送しつつ加熱する加熱装置において、
   駆動源と、
   前記加圧部材を前記被加圧部材に対して移動可能に支持する作用部材と、
   前記作用部材を付勢し、前記加圧部材を前記被加圧部材に加圧させる付勢手段と、
   前記駆動源により回転駆動され、前記付勢手段の付勢力を増大させる方向、または前記付勢手段の付勢力を減少させる方向に前記作用部材を移動させるカムと、
   前記カムが前記付勢手段の付勢力を増大させる方向に前記作用部材を移動させる場合には、前記カムの回転を補助し、前記カムが前記付勢手段の付勢力を減少させる方向に前記作用部材を移動させる場合には、前記カムの回転を抑制する補助・抑制手段と、
   を有することを特徴とする加熱装置。
2. 前記補助・抑制手段は、前記カムの回転に応じて移動する第２の作用部材と、前記第２の作用部材を前記カムに付勢する第２の付勢手段と、を有し、前記第２の作用部材は、前記カムが前記付勢手段の付勢力を増大させる方向に前記作用部材を移動させる場合には、前記第２の付勢手段によって前記カムに回転を補助する回転力を与え、前記カムが前記付勢手段の付勢力を減少させる方向に前記作用部材を移動させる場合には、前記第２の付勢手段によって前記カムに回転を抑制する抗力を与えることを特徴とする請求項１に記載の加熱装置。
3. 前記作用部材と前記第２の作用部材は、それぞれ、前記カムと転がり接触するコロ部材を有することを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
4. 前記カムは、前記駆動源により回転駆動される同一軸上に、前記作用部材を移動させる第１のカムと、前記第２の作用部材を移動させる第２のカムをそれぞれ有することを特徴とする請求項３に記載の加熱装置。
5. 更に、前記駆動源の回転駆動力の伝達を、前記カムと、前記加圧部材と前記被加圧部材のうちの何れか一方に選択的に切換える駆動切換え手段を有することを特徴とする請求項２に記載の加熱装置。
6. 前記駆動切換え手段は、前記カムへの駆動伝達経路内、および加圧部材と前記被加圧部材のうちの何れか一方への駆動伝達経路内にそれぞれ設けたワンウェイクラッチであり、前記駆動源の回転方向を正転および逆転に切換えることにより前記駆動源の回転駆動力の伝達を切換えることを特徴とする請求項５に記載の加熱装置。
7. 前記加圧部材および前記被加圧部材の少なくとも一方は、前記カムを回転駆動する駆動源と同一の駆動源により回転駆動されるローラ部材であることを特徴とする請求項１乃至６の何れかに記載の加熱装置。