JP2009198949A - Image heating device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子写真式の複写機、プリンタ、FAXもしくはこれらの機能を複数備えた複合機等に用いられ、シート上の未定着トナー像を定着したりシート上に定着されたトナー像を加熱することで画像の光沢度を向上させる画像加熱装置に関する。 The present invention is used in an electrophotographic copying machine, a printer, a FAX, or a multifunction machine having a plurality of these functions, and fixes an unfixed toner image on a sheet or heats a toner image fixed on a sheet. It is related with the image heating apparatus which improves the glossiness of an image by doing.
従来、電子写真式の画像形成装置には、図6に示すように、定着ローラ100と加圧ローラ200間に形成された定着ニップで、シート上に形成されたトナー像を加熱、加圧することにより定着させる画像加熱装置が搭載されている。
Conventionally, an electrophotographic image forming apparatus heats and presses a toner image formed on a sheet at a fixing nip formed between a
このような基本構造を持つ画像加熱装置では、連続定着処理中に定着ローラ100の長手両端部が中央部に比して温度上昇してしまうことにより定着ニップの形状が大きく変動してしまうことを防止している。
In the image heating apparatus having such a basic structure, the shape of the fixing nip greatly fluctuates due to the temperature rise at both longitudinal end portions of the
その手法として、連続定着処理中に複写回数が所定の値に達した時点で加圧ローラ200に作用させる圧力を減じることで対応している。そのため、円形カム300を用いて下加圧レバー400を変位させる機構を採用している。
As a technique for this, the pressure applied to the
具体的には、図示しない駆動モータによってカム300を回転させて下加圧レバー400及び圧縮バネ600を介して上加圧レバー500を押し上げることにより、図6に示すように定着ニップでの加圧力が大きくなるようにしている。
Specifically, the
一方、複写回数が所定の値に達すると、図7に示すように、駆動モータによって円形カム300を180°回動させる。その結果、上加圧レバー500が下降し圧縮バネ600が伸長することで、その圧縮力が小さくなって定着ニップでの加圧力が減少する。
On the other hand, when the number of times of copying reaches a predetermined value, the
しかしながら、従来の画像加熱装置では、円形カム300が180°の位置にある(図6参照)とき、圧縮バネ600による大きな反力が円形カム300の勾配面を介して駆動モータにそのまま伝達されてしまう。
However, in the conventional image heating apparatus, when the
従って、このような反力に打ち勝つようにしながら円形カム300を180°の位置に停止させ続けるためには、駆動モータを励磁させ続けるなど、そのための大きな動力を発生させる手段が必要となってしまう。その結果、電力消費量が増大し、省エネルギー化の妨げとなってしまう。
Therefore, in order to keep the
このような大きな動力を発生させる手段を設けずに対応するには、例えば、図6の状態のときの円形カム300の上面、つまり下加圧レバー400との当接面の形状を加圧方向に対して垂直面にすることが考えられる(図8参照)。
In order to respond without providing a means for generating such large power, for example, the shape of the upper surface of the
なお、図8は、円形カム300の展開図を示したものである。横軸は、円形カム300が図7の状態にあるときを基準(0°)とし、縦軸は、円形カム300の回転中心から外面までの距離(半径)を示している。
FIG. 8 is a development view of the
ところが、円形カム300に垂直面を形成した場合、円形カム300の垂直面と勾配面との角度差が大きくなる。このため、円形カム300が回転し、円形カム300の下加圧レバー400との当接部位が垂直面から勾配面に差し掛かった瞬間(α°位相)に駆動モータに衝撃が加わり駆動モータの耐久性が劣化する。
However, when a vertical surface is formed on the
また、駆動モータの動力をギア列を介して円形カム300に伝達する構成の場合、円形カム300の下加圧レバー400との当接部位が垂直面から勾配面に差し掛かった瞬間にギア列にガタ詰めなどによる異音が発生する。さらに、ギア列に衝撃が加わりギア列の耐久性が劣化してしまう。
Also, in the case of a configuration in which the power of the drive motor is transmitted to the
本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カムを停止させ続けるのに大きな動力を必要とせず、省エネルギー化が図れる画像加熱装置を提供することである。 The technical problem of the present invention has been made in view of the circumstances as described above, and an object thereof is to provide an image heating apparatus that does not require a large amount of power to keep the cam stopped and can save energy. That is.
前記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、シート上のトナー像をその間のニップ部で加熱する第1及び第2の画像加熱ユニットと、前記第1の画像加熱ユニットに対し前記第2の画像加熱ユニットを接離させるべく前記第2の画像加熱ユニットに作用しこれを変位させるカムと、前記カムを回転駆動する駆動手段と、を有する画像加熱装置において、前記駆動手段から入力された駆動力を前記カムへと伝達するとともに、前記カムからの反力をロックして前記駆動手段への伝達を遮断する逆入力遮断クラッチを有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a typical configuration according to the present invention includes a first image heating unit that heats a toner image on a sheet at a nip portion between the first image heating unit, and the first image heating unit. An image heating apparatus comprising: a cam that acts on and displaces the second image heating unit so as to contact and separate the second image heating unit; and a driving unit that rotationally drives the cam. In addition to transmitting the input driving force to the cam, a reverse input blocking clutch that locks the reaction force from the cam and blocks transmission to the driving means is provided.
本発明によれば、カムを停止させ続けるのに大きな動力を発生させる手段を要すること無くニップ部での圧力が維持され、省エネルギー化を図ることができるとともに、ニップ部での圧力を変更する際の異音の発生を防止することができる。 According to the present invention, the pressure at the nip portion is maintained without requiring a means for generating a large amount of power to keep the cam stopped, and energy saving can be achieved and the pressure at the nip portion can be changed. The generation of abnormal noise can be prevented.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図1は、本発明の一実施の形態に係る画像加熱装置の構成を示す断面図、図2は、画像加熱装置の駆動手段の斜視図である。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. 1 is a cross-sectional view showing a configuration of an image heating apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a perspective view of a driving unit of the image heating apparatus.
図1に示す画像加熱装置において、1は定着上ユニットを示し、この定着上ユニット1には、両端部をベアリング3で回転駆動可能に支持された中空円筒状の第1の画像加熱ユニットである加熱ローラ4が取り付けられている。
In the image heating apparatus shown in FIG. 1, reference numeral 1 denotes an upper fixing unit. The upper fixing unit 1 is a hollow cylindrical first image heating unit supported at both ends by a
加熱ローラ4の内部には加熱ヒータ5が設けられ、この加熱ヒータ5は加熱ローラ4を適正な温度に保つためにその内部から加熱する。さらに、加熱ローラ4の外周面には、該外周面をクリーニングするクリーニングウェッブ6が設けられ、このクリーニングウェッブ6のウェッブローラ7が加熱ローラ4の外周面を押圧している。
A
なお、図中、8は定着上ユニット1を覆うカバーであり、9は定着上ユニット1の枠体である。また、2は定着下ユニットである。定着下ユニット2には、シートの搬入を案内する入口ガイド10と、両端部をベアリング11で回転可能に支持され加熱ローラ4に対し接離する第2の画像加熱ユニットである加圧ローラ12とが取り付けられている。さらに、加圧ローラ12を加熱ローラ4へ圧接させるための加圧アーム13が取り付けられている。
In the figure, 8 is a cover that covers the upper fixing unit 1, and 9 is a frame of the upper fixing unit 1. Reference numeral 2 denotes a fixing lower unit. The lower fixing unit 2 includes an
加圧アーム13には加圧ばね14の一端が固定され、この加圧ばね14は加圧ローラ12を加熱ローラ4に付勢する方向と略同一な方向に配置される。また、加圧ばね14の他端は、加圧レバー15に固定される。
One end of a
加圧レバー15は、加圧ばね14を加圧ローラ12が加熱ローラ4に圧接される方向と略同一な方向に圧縮可能なように定着下ユニット2に回動可能に取り付けられる。加圧レバー15の下部にはカム16が配置され、このカム16は加圧レバー15と接し、カム16が回転することにより加圧レバー15が支軸17を中心に揺動し、加圧ばね14を圧縮させ加圧アーム13に対して付勢力を発生させる。これにより、加圧ローラ12は加熱ローラ4に圧接され、加圧ローラ12と加熱ローラ4とによって挟持部Nが形成される。
The
図2において、18a〜18iはカム16を駆動させる駆動伝達手段18を構成するギアである。ギア18aはカム16のカム軸19に噛合され、カム16に駆動力が伝達される。また、ギア18iがモータなどの駆動手段20に噛合され、駆動手段20が駆動力を発生することで駆動伝達手段18を介してカム16を回転させ、加圧レバー15の位置を変位させる。
In FIG. 2,
駆動伝達手段18のギア18cとギア18dの間には逆入力遮断クラッチ21が設けられる。この逆入力遮断クラッチ21はカム16からの反力をロックし、反力が駆動手段20に伝達されないようにし、駆動手段20の駆動力は伝達しカム16を回転させる。
A reverse
これにより、カム16の勾配面でカム16を停止させた場合やカム16をその他の回転付勢力によって回転力が与えられている場合でも駆動伝達手段18を通じて駆動手段20へ駆動力を伝達することを防ぎ、かつカム位相を保持することが可能になる。そのため、カム位相を保持するための駆動力の供給をする必要がなくなり、省電力化が可能になる。
As a result, even when the
図3に示すカム16の展開図を図4に示す。図4において、カム16のカム面は、あらかじめ設定された位相位置におけるカム勾配面22と、このカム勾配面22を除くローラ圧接位相範囲であるカム勾配面23と、ローラ離間位相範囲であるカム勾配面24とからなる。
FIG. 4 shows a development view of the
カム勾配面22の勾配(傾斜角度)θ2とカム勾配面23の勾配θ1との関係は、(Fsinθ2cosθ2)/L>Mかつθ1>θ2となるように設定されている。ここで、Fはカム面22における加圧レバー15から受けるカム中心方向の力、Lはカム面22におけるカム中心からの距離、Mはカム軸19を駆動列18のガタが発生しないように付勢するために必要なトルクである。
The relationship between the gradient (tilt angle) θ2 of the
これにより、あらかじめ設定された挟持位置位相の微小ずれによる挟持圧の変動を挟持位置変更位相領域であるカム勾配面23よりも小さくすることができ、その位相位置において挟持圧を調整することで調整精度を向上させる。
As a result, it is possible to make the fluctuation of the clamping pressure due to the slight deviation of the clamping position phase set in advance smaller than the
また、カム16に対してローラ圧接位相範囲内において、加圧レバー15を脱圧させる方向にカム勾配面からの反力により回転付勢力を与え続けることになる。そして、カム勾配面22からカム16の挟持部の挟持圧を変動させるためにカム勾配面(挟持位置変更位相領域)23への位相変更時に急激なトルク発生によるガタ詰の異音や衝撃の発生を抑止する。
Further, within the roller pressure contact phase range with respect to the
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。 The embodiment of the present invention has been described in detail above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and the scope does not depart from the spirit of the invention described in the claims of the present invention. Thus, various changes can be made.
例えば、図5は他の実施の形態のカムの展開図である。同図において、カムのカム面にはあらかじめ設定された複数の挟持圧に対応した位相である挟持位置位相領域28を有する。そして、挟持位置位相領域28の勾配角度をθ1、挟持位置変更位相領域29の勾配角度をθ2としたときにθ1とθ2の関係は、(Fsinθ1cosθ1)/L>Mかつθ2>θ1となるように設定されている。
For example, FIG. 5 is a development view of a cam according to another embodiment. In the figure, the cam surface of the cam has a clamping
ここで、Fは、カム面28における加圧レバーから受けるカム中心方向の力、Lはカム面28におけるカム中心からの距離、Mはカム軸19を駆動列18のガタが発生しないように付勢するために必要なトルクである。
Here, F is the force in the cam center direction received from the pressure lever on the
これにより、あらかじめ設定された挟持位置位相の微小ずれによる挟持圧の変動を挟持位置変更位相領域29よりも小さくする。さらに、カム16に対して常に加圧レバー15を脱圧させる方向にカム勾配面からの反力により回転付勢力を与え続けることになる。
As a result, the fluctuation of the clamping pressure due to the slight deviation of the clamping position phase set in advance is made smaller than that of the clamping position
これにより、挟持位置位相領域28からカム16の挟持部の挟持圧を変動させるための挟持位置変更位相領域29への位相変更時に、急激なトルク発生によるガタ詰の異音や衝撃の発生を抑止することができる。
This suppresses the generation of noise and shock due to sudden torque generation when the phase is changed from the clamping
1 定着上ユニット
2 定着下ユニット
3 ベアリング
4 加熱ローラ
5 加熱ヒータ
6 クリーニングウェッブ
7 ウェッブローラ
8 カバー
9 筐体
10 入口ガイド
11 ベアリング
12 加圧ローラ
13 加圧アーム
14 加圧ばね
15 加圧レバー
16 カム
17 支軸
18 駆動伝達手段
19 カム軸
20 駆動手段
21 逆入力遮断クラッチ
22 付勢力調整位相領域
23 挟持位置可変位相領域
24 ローラ離間領域
28 挟持位置位相領域
29 挟持位置変更位相領域
N 挟持部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Upper fixing unit 2
10 Entrance guide
11 Bearing
12 Pressure roller
13 Pressure arm
14 Pressure spring
15 Pressure lever
16 cams
17 Spindle
18 Drive transmission means
19 Camshaft
20 Drive means
21 Reverse input cutoff clutch
22 Energizing force adjustment phase region
23 Nipping position variable phase region
24 Roller separation area
28 Nipping position phase region
29 Nipping position change phase area N Nipping part
Claims (3)
前記駆動手段から入力された駆動力を前記カムへと伝達するとともに、前記カムからの反力をロックして前記駆動手段への伝達を遮断する逆入力遮断クラッチを有することを特徴とする画像加熱装置。 First and second image heating units that heat a toner image on a sheet at a nip portion between the second image heating unit and the second image heating unit to make contact with and away from the first image heating unit. In an image heating apparatus having a cam that acts on and displaces the heating unit, and a driving means that rotationally drives the cam.
An image heating comprising: a reverse input blocking clutch that transmits a driving force input from the driving unit to the cam and locks a reaction force from the cam to block transmission to the driving unit. apparatus.
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---|---|---|---|
JP2008042640A JP2009198949A (en) | 2008-02-25 | 2008-02-25 | Image heating device |
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