JP2016143016A - Fixation unit and image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、定着ユニット、および定着ユニットを着脱可能に備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing unit and an image forming apparatus that is detachably provided with a fixing unit.
従来、画像形成装置の装置本体に着脱可能な定着ユニットとして、ギア列を用いて装置本体の駆動源から定着ユニットへ駆動力を伝達する構成が知られている。例えば、定着ユニットに設けられる互いに圧接する定着フィルムと加圧ローラの圧接状態を解除する圧解除カムへギア列を介して駆動力を伝達する構成が知られている。ギア列の構成としては、定着ユニット側のギアの回転方向に遊びを持たせる構成が提案されている。例えば、特許文献1に開示される定着ユニットは、加圧ローラギアの回転方向に遊びを持たせ、その遊びが大きくなる方向に付勢手段により付勢力を与える構成を採用している。 2. Description of the Related Art Conventionally, as a fixing unit that can be attached to and detached from an apparatus main body of an image forming apparatus, a configuration that transmits a driving force from a driving source of the apparatus main body to a fixing unit using a gear train is known. For example, a configuration is known in which driving force is transmitted via a gear train to a fixing film provided in a fixing unit, which is in pressure contact with each other, and a pressure release cam that releases a pressure contact state between pressure rollers. As a configuration of the gear train, a configuration has been proposed in which play is provided in the rotation direction of the gear on the fixing unit side. For example, the fixing unit disclosed in Patent Document 1 employs a configuration in which play is provided in the rotation direction of the pressure roller gear and biasing force is applied by biasing means in a direction in which the play increases.
上記従来例の構成では、以下のような課題があった。圧解除カム(押圧部材)が加圧板に付勢されることで先行回転する時、ギア列に存在する回転方向の遊びが詰まることによる、衝突音を回避することができない。装置本体の駆動モータから圧解除カムまでに介在するギア数が多くなればなる程、そのギア列で積み上げられた回転方向の遊び量は大きくなり、衝突音も大きくなる。 The configuration of the conventional example has the following problems. When the pressure release cam (pressing member) is urged by the pressure plate to perform the preceding rotation, it is impossible to avoid a collision sound due to clogging of the rotational play existing in the gear train. As the number of gears interposed from the drive motor of the apparatus main body to the pressure release cam increases, the amount of play in the rotational direction accumulated in the gear train increases, and the collision noise also increases.
また、ギアの回転方向に遊びを持たせる構成を圧解除カムを駆動するギア列に採用した場合、装置の出荷時など定着ユニットを装置本体から取り外した状態で、ユーザが誤って入力側のギアに触れるなどし、圧解除カムの位相がずれてしまうおそれがある。 In addition, when the gear train that drives the pressure release cam is used to provide play in the rotation direction of the gear, the user accidentally enters the gear on the input side with the fixing unit removed from the device body, such as when the device is shipped. There is a risk that the pressure releasing cam will be out of phase.
上記課題に鑑みて、本発明は、定着ユニットを装置本体から取り外した状態で、押圧部材の位相を誤ってずらしてしまうことを抑制することを目的とする。 In view of the above problems, an object of the present invention is to suppress erroneously shifting the phase of a pressing member in a state where the fixing unit is detached from the apparatus main body.
上記目的を達成するため、本発明に係る定着ユニットは、
画像形成装置の装置本体に着脱可能であって、定着部材と、前記定着部材と互いに圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材とを有し、前記定着ニップ部で記録材を挟持搬送して未定着トナー像を記録材上に定着する定着ユニットにおいて、
前記定着部材と前記加圧部材とのいずれか一方を他方に対して付勢して前記定着部材と前記加圧部材とを互いに圧接させる付勢部材と、
前記付勢部材を押圧可能に設けられ、回転することにより前記付勢部材に対する押圧状態を変化させることで、前記定着部材と前記加圧部材とのいずれか一方に前記付勢部材から働く付勢力を変化させて、前記定着部材と前記加圧部材との間に働く圧接力を変化させることが可能な押圧部材と、
駆動源からの回転駆動力を前記押圧部材に伝達することにより前記押圧部材を回転させることが可能な駆動伝達機構と、
を備え、
前記駆動伝達機構は、
遊星ギアと、
前記駆動源からの回転駆動力により回転するギア部と、前記遊星ギアを自転可能に支持し前記ギア部と一体に回転する支持部とを備える入力側ギア部材と、
前記遊星ギアと噛み合い、前記押圧部材と共に回転する出力側ギアと、
前記遊星ギアと噛み合い、前記装置本体に前記定着ユニットが取り付けられた状態において前記装置本体に設けられる規制部により回転が規制される被規制ギアと、
を有し、
前記装置本体に前記定着ユニットが取り付けられて前記規制部により前記被規制ギアの回転が規制された状態において、前記駆動源からの回転駆動力により回転する前記ギア部と共に前記支持部が回転し、前記出力側ギアが回転するように前記遊星ギアが公転しながら自転する伝達状態となり、
前記装置本体から前記定着ユニットが取り外された状態において、前記押圧部材は前記付勢部材との間に働く摩擦力により回転が規制され、前記入力側ギア部材に回転負荷が加わった場合、前記出力側ギアが回転しないで前記遊星ギアが公転しながら自転する遮断状態となることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the fixing unit according to the present invention includes:
The image forming apparatus is detachable from a main body of the image forming apparatus, and includes a fixing member and a pressure member that presses the fixing member to form a fixing nip portion. The recording material is sandwiched and conveyed by the fixing nip portion. In the fixing unit for fixing the unfixed toner image on the recording material,
A biasing member that biases one of the fixing member and the pressure member against the other to press the fixing member and the pressure member against each other;
An urging force provided from the urging member to either the fixing member or the pressure member by changing the pressing state against the urging member by being provided so as to be able to press the urging member and rotating. And a pressing member capable of changing a pressure contact force acting between the fixing member and the pressure member,
A drive transmission mechanism capable of rotating the pressing member by transmitting a rotational driving force from a driving source to the pressing member;
With
The drive transmission mechanism is
With planetary gear,
An input side gear member comprising: a gear portion that is rotated by a rotational driving force from the drive source; and a support portion that rotatably supports the planetary gear and rotates integrally with the gear portion;
An output side gear that meshes with the planetary gear and rotates with the pressing member;
A regulated gear that meshes with the planetary gear and whose rotation is regulated by a regulating unit provided in the apparatus body in a state where the fixing unit is attached to the apparatus body;
Have
In a state where the fixing unit is attached to the apparatus body and the rotation of the regulated gear is regulated by the regulating unit, the support unit rotates together with the gear unit that is rotated by a rotational driving force from the driving source, It becomes a transmission state in which the planetary gear rotates while revolving so that the output side gear rotates,
In a state where the fixing unit is removed from the apparatus main body, rotation of the pressing member is restricted by a frictional force acting between the pressing member and the input side gear member is subjected to a rotational load. A side gear is not rotated, and the planetary gear is in a shut-off state in which it rotates while revolving.
また、上記目的を達成するために本発明の画像形成装置は、上記定着ユニットを着脱可能であって、前記規制部を備える前記装置本体を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention is characterized in that the fixing unit is detachable and has the apparatus main body provided with the restricting portion.
本発明によれば、定着ユニットを装置本体から取り外した状態で、押圧部材の位相を誤ってずらしてしまうことを抑制することができる。 According to the present invention, it is possible to suppress erroneously shifting the phase of the pressing member in a state where the fixing unit is detached from the apparatus main body.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. That is, it is not intended to limit the scope of the present invention to the following embodiments.
(実施例1)
<画像形成装置の全体構成>
図1を参照して、実施例1に係るカラー電子写真画像形成装置(以下、単に画像形成装置という)の全体構成について説明する。図1は、実施例1に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。実施例1では、画像形成装置の一例としてレーザカラープリンタを用いて説明を行うが、定着ユニットを装置本体に着脱可能な画像形成装置であれば他の構成であってもよい。
Example 1
<Overall configuration of image forming apparatus>
With reference to FIG. 1, an overall configuration of a color electrophotographic image forming apparatus (hereinafter simply referred to as an image forming apparatus) according to a first embodiment will be described. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view illustrating the overall configuration of the image forming apparatus according to the first embodiment. In the first embodiment, a laser color printer is used as an example of the image forming apparatus. However, other configurations may be used as long as the fixing unit can be attached to and detached from the apparatus main body.
実施例1に係る画像形成装置は、装置本体101に対して着脱可能なプロセスカートリッジ5Y、5M、5C、5Kを備えている。ここで、装置本体101とは、画像形成装置のうちプロセスカートリッジ5、定着ユニット17など装置本体101に着脱可能な構成を除いた部分である。なお、これらプロセスカートリッジ5Y、5M、5C、5Kは、画像形成する色が異なることを除いて構成は実質的に同じである。以下、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すための添え字Y、M、C、Kについて特に区別を要しない場合においては省略して説明を行う。
The image forming apparatus according to the first embodiment includes
プロセスカートリッジ5は、感光ドラム1、現像装置23、クリーニング装置24、を備えている。現像装置23は、感光ドラム1上に形成された静電潜像を現像剤としてのトナーにより現像する現像ローラ3、現像ローラ3にトナーを供給する供給ローラ12、現像装置23に収容されるトナーを撹拌する撹拌部材34を有している。
The process cartridge 5 includes a photosensitive drum 1, a developing device 23, and a cleaning device 24. The developing device 23 includes a developing
また、装置本体101において、プロセスカートリッジ5の下方にはレーザユニット7が配置されている。レーザユニット7は、画像信号に基づく露光を感光ドラム1に対して行う。感光ドラム1は、帯電ローラ2によって所定の負極性の電位に帯電された後、レーザユニット7によって露光されてそれぞれ静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ローラ3によって反転現像されて負極性のトナーが付着され、それぞれイエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKのトナー像が形成される。
In the apparatus
また、装置本体101には、中間転写ベルトユニットが設けられている。中間転写ベルトユニットは、中間転写ベルト8、駆動ローラ9、二次転写対向ローラ10を有している。また、各感光ドラム1Y、1M、1C、1Kに対向して、中間転写ベルト8の内周面側には一次転写ローラ6Y、6M、6C、6Kが配設されており、不図示のバイアス印加手段により転写バイアスが印加される構成となっている。
Further, the apparatus
各感光ドラムは矢印B方向に回転し、中間転写ベルト8は矢印A方向に回転する。感光ドラム1Y、1M、1C、1K上に形成されたトナー像は、一次転写ローラ6Y、6M、6C、6Kに正極性のバイアスを印加することにより、感光ドラム1Y上のトナー像から順次、中間転写ベルト8上に一次転写される。そして、4色のトナー像が重なった状態で二次転写ローラ11まで搬送される。
Each photosensitive drum rotates in the direction of arrow B, and the
また、装置本体101の下部には、給搬送装置が設けられている。給搬送装置は、紙等の記録材Pを収納する給紙カセット13、給紙カセット13に収納される記録材Pを給紙する給紙ローラ14、給紙された記録材Pを搬送する搬送ローラ対15を有する。給搬送装置から搬送された記録材Pはレジストローラ対16によって二次転写ローラ11へ搬送される。
Further, a feeding / conveying device is provided at the lower part of the apparatus
そして、二次転写ローラ11に正極性のバイアスを印加することにより、中間転写ベルト8上に形成された4色のトナー像が記録材Pに二次転写される。トナー像が二次転写された記録材Pは、定着ユニット(定着装置)17へ搬送され、定着フィルム18と加圧ローラ19とによって加熱、加圧されてトナー像が定着される。トナー像が定着された記録材Pは排紙ローラ対20によって装置本体101の外部へ排出される。
Then, a four-color toner image formed on the
<定着ユニットの構成>
次に、図2を参照して、実施例1の定着ユニットの構成について説明する。図2は、実施例1の定着ユニットの構成を示す外観斜視図である。定着ユニット17は、定着部材としての定着フィルム18と、定着フィルム18と互いに圧接して定着ニップ部を形成する加圧部材としての加圧ローラ19とを有する。そして、定着ユニット17は、定着ニップ部で記録材Pを挟持搬送して、二次転写された未定着トナー像を記録材P上(記録材上)
に定着する。
<Configuration of fixing unit>
Next, the configuration of the fixing unit according to the first exemplary embodiment will be described with reference to FIG. FIG. 2 is an external perspective view illustrating a configuration of the fixing unit according to the first exemplary embodiment. The fixing
To settle.
また、図2に示すように、定着ユニット17は、定着フレーム50、フィルムホルダー51、加圧板(板部材)52、加圧バネ(バネ部材)53、圧解除軸54、押圧部材としての圧解除カム55、不思議遊星ギア機構56を有している。なお、加圧板52と加圧バネ53が本発明の付勢部材に対応する構成である。なお、実施例1においては、加圧バネ53からの付勢力を加圧板52を介して定着フィルム18に与える構成を採用したが、これに限られるものではなく、付勢部材としての加圧バネから直接定着フィルム18に付勢力を与えるような構成であってもよい。
As shown in FIG. 2, the fixing
加圧ローラ19は、定着フレーム50に回転可能に支持されている。定着フィルム18の内側には、定着フィルム18を円筒状に保持する支持ホルダー(不図示)が設けられている。また、支持ホルダーには、定着フィルム18を介して、定着ニップ部を加熱するための加熱体としてのヒータ(不図示)が設けられている。フィルムホルダー51は、定着フィルム18を回転可能に保持するように定着フィルム18の両端部に設けられている。フィルムホルダー51は、定着フレーム50の切り欠き溝50aに沿って移動可能に支持されている(図4参照)。
The
加圧板52は、先端(図2中の下方側の端部)が定着フレーム50の穴50bを回転支点として回転可能に支持されている。加圧板52の後端(図2中の上方側の端部)は、定着フレーム50に保持された加圧バネ53により付勢されている。加圧板52は、加圧バネ53による付勢力により、穴50bを回転支点として、フィルムホルダー51を切り欠き溝50aに沿って移動させ、定着フィルム18を加圧ローラ19に対して圧接させる。このようにして、定着フィルム18と加圧ローラ19との間に定着ニップ部が形成される。この定着ニップ部に未定着トナー像の転写された記録材Pが通過し、加熱、加圧されてトナー像が定着される。
The
<定着圧解除構成>
次に、図2〜図4を参照して、実施例1における定着圧解除構成について説明する。図3は、実施例1の不思議遊星ギア機構を示す分解斜視図である。図4は、実施例1における圧解除構成を説明する説明図である。
<Fixing pressure release configuration>
Next, with reference to FIGS. 2 to 4, the fixing pressure releasing configuration in the first embodiment will be described. FIG. 3 is an exploded perspective view showing the mysterious planetary gear mechanism of the first embodiment. FIG. 4 is an explanatory diagram illustrating a pressure release configuration according to the first embodiment.
加圧ローラ19と定着フィルム18が互いに圧接されたままの状態で放置されると、定着フィルム18及び加圧ローラ19の表面の弾性層が永久変形してしまう問題がある。また、定着ニップ部に記録材Pが残った状態でユーザがジャム処理を行うと、加圧ローラ19と定着フィルム18が圧接されていることにより、記録材Pが破れ、破れた記録材Pの切れ端が機内に残留してしまう問題がある。これら問題を回避するために、実施例1においては、本体出荷時、ジャム時、指定されたジョブ後等に、加圧ローラ19と定着フィルム18との圧接状態を解除するよう構成している。
If the
図4に示すように、加圧ローラ19と定着フィルム18の圧接状態を解除するために、圧解除カム55が、加圧板52上における、フィルムホルダー51の加圧点Vと、加圧バネ53の付勢点Wの間に配置されている。圧解除カム55には、不思議遊星ギア機構56を介して装置本体101の駆動源からの回転駆動力が伝達される。
As shown in FIG. 4, in order to release the pressure contact state between the
図3に示すように、不思議遊星ギア機構56は、圧解除カム55と共に回転する出力側ギア55a、遊星ギア57、被規制ギアとしての固定ギア58、入力側ギア部材としてのキャリア59で構成される。実施例1の出力側ギア55aは、外周側の歯部が遊星ギアと噛み合う太陽ギアである。また、図2に示すように、圧解除軸54が定着フレーム50に対して、回転可能に支持されている。圧解除カム55は、圧解除軸54に対し、同期して
回転できるように、平行ピン等で固定されている。
As shown in FIG. 3, the mysterious
固定ギア58、キャリア59は圧解除軸54に対し、自由に回転できるように支持されている。キャリア59は、装置本体101側の駆動列と噛合うギア部としての入力側ギア59aと、遊星ギア57を自転可能に支持するボス59bを有する。固定ギア58は、定着ユニット17が装置本体101に取り付けられた時に、固定ギア58の回転を規制する被規制部58aを有する。
The fixed
定着ユニット17が装置本体101に取り付けられた状態において、固定ギア58の回転は規制される。その状態で、装置本体101の駆動源からの回転駆動力により入力側ギア59aが回転すると、遊星ギア57が公転しながら自転する。そして、遊星ギア57の自転により遊星ギア57と噛み合う出力側ギア55aが回転し、圧解除カム55が回転する伝達状態となる。
In the state where the fixing
定着ユニット17が装置本体101から取り外された状態において、固定ギア58の回転は規制されておらず自由に回転可能となっている。一方、圧解除カム55は、定着ユニット17が装置本体101から取り外された状態においては、図4(c)に示した加圧バネ53からの付勢力に抗して加圧板52を押圧する押圧位置にある。この時、圧解除カム55は、加圧バネ53の付勢力により回転が規制されるように摩擦力を受けている。そのため、定着ユニット17を装置本体101から取り外した状態で、キャリア59(入力側)に回転負荷が加わり、遊星ギア57が公転しながら自転した場合であっても、固定ギア57が空転するのみで出力側ギア55a(出力側)は回転しない。すなわち、圧解除カム55が回転しない遮断状態となる。このように、実施例1の不思議遊星ギア機構56は、回転駆動力の伝達、遮断を切り替え可能なクラッチ機能を有している。
When the fixing
また、遊星ギア57は、出力側ギア55aと固定ギア58の両方と噛合うようにキャリア59上のボス59bに自転可能に設けられている。そして、出力側ギア55aと固定ギア58は、歯数が異なり、遊星ギア57と同時に噛合えるように適切に転位されている。これにより、出力側ギア55a(出力側)からキャリア59(入力側)を回転することができない構成となっている(セルフロック機能)。以上説明したように、実施例1の不思議遊星ギア機構56は、上記クラッチ機能に加えてセルフロック機能を有している。
Further, the
<定着圧解除動作>
次に、図4、図5を参照して、実施例1における定着圧解除動作について説明する。図4(a)は、圧解除カム55が加圧板52を押圧していない非押圧位置にある圧接状態を示しており、図4(b)は、圧解除カム55が回転途中であり加圧板52を押圧している状態を示している。また、図4(c)は、圧解除カム55が静止して加圧板52を押圧する押圧位置にある圧解除状態を示しており、図4(d)は、圧解除カム55が回転し、図4(c)の押圧位置から図4(d)の非押圧位置へ戻る途中の状態を示す図である。図5は、不思議遊星ギア機構に作用する力を説明する図である。なお、図4、図5においては、装置本体101から圧解除カム55に駆動源からの回転駆動力が伝達される状態、すなわち定着ユニット17が装置本体101に取り付けられた状態にある。
<Fixing pressure release operation>
Next, with reference to FIGS. 4 and 5, the fixing pressure releasing operation in the first embodiment will be described. 4A shows a pressure contact state where the
実施例1の圧解除カム55は、加圧板52を押圧可能に設けられ、回転することにより加圧板52に対する押圧状態を変化させることで、定着フィルム18に加圧板52から働く付勢力を変化させる。このような構成により、定着フィルム18と加圧ローラ19との間に働く圧接力を変化させることが可能となっている。
The
まず、圧接状態から圧解除状態に移行する時の動作について説明する。装置本体101の駆動源からの回転駆動力により、キャリア59が回転し、キャリア59に設けられるボ
ス59bが図5(a)の矢印E方向に回転すると共に遊星ギア57が矢印E方向に公転する。それにより、遊星ギア57が、固定ギア58を支点として矢印F方向に自転しながら、出力側ギア55aに接触する。さらに、遊星ギア57の公転及び自転に伴い出力側ギア55aが矢印D方向に回転し、圧解除カム55が矢印C方向に回転する。
First, the operation when shifting from the pressure contact state to the pressure release state will be described. The
図4(b)に示すように、圧解除カム55は、矢印C方向に回転を始め、加圧板52を押圧し、定着フィルム18を加圧ローラ19から離間させる圧解除動作(離間動作)を開始する。圧解除カム55が押圧位置に到達した時、すなわち、圧解除カム55のうち面半径が最大の部分が加圧板52に当接する位置に到達した時、圧解除動作は完了する。この時の状態を図4(c)に示す。
As shown in FIG. 4B, the
圧解除状態において加圧板52から圧解除カム55に付勢される付勢力fは、圧解除軸54の中心方向を向いているため、圧解除カム55には回転トルクが発生せず、圧解除カム55は安定状態で静止している。
Since the urging force f urged from the
次に、圧解除状態から圧接状態に戻る時の動作について説明する。上記動作と同様、装置本体101の駆動源からの回転駆動力が、不思議遊星ギア機構56を介して、圧解除カム55に伝達され、圧解除カム55が矢印C方向に回転を始める。図4(d)に示すように、圧解除カム55は、矢印C方向に回転を始め、加圧板52を矢印p方向に押し下げ、圧接動作を開始する。この時、加圧板52から圧解除カム55に付勢される力fは、圧解除カム55の回転中心より下側に向いて働く。そのため、圧解除カム55の回転方向と同じ方向(矢印C方向)の回転トルクが発生する。これにより圧解除カム55は、所謂先行回転することとなる。これにより、駆動伝達が逆転し、出力側から入力側へ向けて駆動伝達されることとなる。
Next, the operation when returning from the pressure release state to the pressure contact state will be described. Similar to the above operation, the rotational driving force from the drive source of the apparatus
圧解除カム55の先行回転により(回転負荷が加わることにより)、出力側ギア55aが遊星ギア57に図5中矢印D方向で衝突し、遊星ギア57に駆動力fが作用する。一方、遊星ギア57は、固定ギア58から反力gを受ける。駆動力fと反力gは、反対方向に働き互いに打ち消し合うため、遊星ギア57は自転しない。
Due to the preceding rotation of the pressure release cam 55 (by applying a rotational load), the
その後、図4(a)の状態まで圧解除カム55が到達した時、圧解除状態から圧接状態に戻る動作は完了する。以上のような構成を採用することで、実施例1においては、圧解除状態から圧接状態の過程で駆動伝達が逆転する影響で発生し得る、遊星ギア57の自転による入力側の駆動列の遊び詰まりによる衝撃音を大幅に低減することが可能となる。なお、ボス59b、遊星ギア57の数は、いくつでも良いが、安定した駆動力の伝達を行うためには複数設けられる構成が好ましい。例えば、3以上の遊星ギア57が設けられる構成であっても、駆動力fと反力gが互いに打ち消し合う構成であれば、遊び詰まりによる衝撃音が大きくなることはない。
Thereafter, when the
<定着ユニット装着動作>
さらに、図6を参照して、実施例1における定着ユニットの装着動作について説明する。図6は、実施例1における定着ユニットの装着動作を順に示す図である。なお、図6においては、振り子ギア61の構成を示すため、本体フレーム62の構成の一部を省略して図示する。
<Fixing unit mounting operation>
Further, with reference to FIG. 6, the mounting operation of the fixing unit in the first embodiment will be described. FIGS. 6A and 6B are diagrams sequentially illustrating a fixing unit mounting operation according to the first exemplary embodiment. In FIG. 6, in order to show the configuration of the
まず、装置本体101が有する本体フレーム62の構成について説明する。本体フレーム62は、定着ユニット17を保持し、位置決め可能な形状となっている。また、本体フレーム62には、被規制ギアとしての固定ギア58の回転を規制するための規制部(切り欠き)としての切り欠き部60と、駆動源からの回転駆動力を定着ユニット17に伝達するための振り子ギア61が設けられている。
First, the configuration of the
振り子ギア61は、振り子ギア61aと、振り子ギア61bと、保持部61cにより構成される。振り子ギア61bは、定着ユニット17のキャリア59に設けられる入力側ギア59aと噛み合う。振り子ギア61aは、上流の駆動列から駆動を受け、その回転駆動力を振り子ギア61bに伝達する。振り子ギア61bは、回転中心61dに対し、保持部61cにより揺動可能に動作する。
The
次に、定着ユニット17を装置本体101に装着する動作について説明する。まず、定着ユニット17を本体フレーム62上の保持部(不図示)に乗せる。この状態では、図6(a)に示すように、定着ユニット17は図中上下方向にラフに位置決めされ、固定ギア58の被規制部58aは本体切り欠き部60から離れている。
Next, an operation for mounting the fixing
そのため、固定ギア58の回転が拘束されず空転し、キャリア59の入力側ギア59aには回転負荷がかからない状態となっている。固定ギア58は空転状態のため、被規制部58aの位相はどこにあるかわからない。図6(a)では、被規制部58aの位相が位置決め方向に対し、90度ずれている状態とした。
Therefore, the rotation of the fixed
次に、図6(b)に示すように、定着ユニット17を本体取り付け方向(矢印H方向)に押し込んでいくと、固定ギア58の被規制部58aが、本体切り欠き部60の位相合わせ部60aに接触する。そのままさらに矢印H方向に押し込んでいくと、被規制部58aは図6(b)中矢印K方向に回転し、被規制部58aの位相が位置決め方向に合わされる。
Next, as shown in FIG. 6B, when the fixing
図6(c)に示すように、定着ユニット17を矢印H方向に更に押し込んでいくと、固定ギアの被規制部58aが本体切り欠き部60の中央付近のストレート部60bを通過する。この過程で、キャリア59の入力側ギア59aが装置本体101側の振り子ギア61bと噛み合い、振り子ギア61bは図中矢印L方向に回転する。この時、入力側ギア59aと振り子ギア61bの歯先同士が接触しても、固定ギア58の被規制部58aがストレート部60bと喧嘩しないように、固定ギア58の被規制部58aに対し、ストレート部60bにクリアランスが設けられている。
As shown in FIG. 6C, when the fixing
図6(d)に示すように、定着ユニット17を矢印H方向に更に押し込んでいくと、固定ギア58の被規制部58aが本体切り欠き部60の斜面を沿って、位置決め部60cに到着する。この状態において、固定ギア58が回転方向に対して拘束されるため、固定ギア58は回転できない状態となる。このように、定着ユニット17は装置本体101に取り付けられた状態となり、装置本体101の駆動源からの回転駆動力を振り子ギア61を介して、キャリア59に伝え、圧解除カム55を回転させる伝達状態となる。
As shown in FIG. 6D, when the fixing
以上説明したように、実施例1においては、定着ユニット17を装置本体101から取り外した状態で、圧解除カム55aは回転しないようクラッチ機能を有する不思議遊星ギア機構56を用いた。そのため、定着ユニット17を装置本体101から取り外した状態で、ユーザが誤ってキャリア59に触れて動かしてしまい、圧解除カム55の位相を変えてしまうといったヒューマンエラーの発生を抑制することができる。また、圧解除状態から圧接状態になる際に、出力側の圧解除カム55が先行回転する場合、遊星ギア57が自転しないよう構成したため、ギア列の遊び詰まりによる衝撃音を低減することができる。
As described above, in the first embodiment, the wonder
(実施例2)
次に、図7〜図10を参照して、本発明の実施例2について説明する。図7は、実施例2の定着ユニットを示す外観斜視図である。図8は、実施例2のウォームギア機構と不思議遊星ギア機構を示す斜視図である。図9は、実施例2の不思議遊星ギア機構の分解斜視
図である。図10は、実施例2の動作説明図である。なお、図10においては、遊星ギア57と太陽ギア71の構成を示すため、キャリア59の構成の一部を省略して図示する。
(Example 2)
Next, Embodiment 2 of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 is an external perspective view showing the fixing unit of the second embodiment. FIG. 8 is a perspective view showing the worm gear mechanism and the wonder planetary gear mechanism of the second embodiment. FIG. 9 is an exploded perspective view of the mysterious planetary gear mechanism of the second embodiment. FIG. 10 is an operation explanatory diagram of the second embodiment. In FIG. 10, in order to show the configuration of the
実施例1では、クラッチ機能とセルフロック機能とを併せ持つ不思議遊星ギア機構を、圧解除カムに駆動の伝達をする駆動伝達機構に採用した構成について説明した。それに対して、実施例2においては、クラッチ機能を有する不思議遊星ギア機構と、セルフロック機能を有するウォームギア機構とを駆動伝達機構に採用した構成について説明する。なお、実施例1で説明した画像形成装置、定着ユニットと同様の構成については同一の符号を用いてその説明は省略する。 In the first embodiment, the configuration in which the mysterious planetary gear mechanism having both the clutch function and the self-locking function is employed in the drive transmission mechanism that transmits the drive to the pressure release cam has been described. On the other hand, in the second embodiment, a configuration in which a mysterious planetary gear mechanism having a clutch function and a worm gear mechanism having a self-locking function are employed as a drive transmission mechanism will be described. Note that the same reference numerals are used for the same configurations as those of the image forming apparatus and the fixing unit described in the first embodiment, and description thereof is omitted.
<定着圧解除構成>
まず、実施例2のクラッチ機構を有する不思議遊星ギア機構について説明する。図8、図9に示すように、不思議遊星ギア機構70は、出力側ギアとしての太陽ギア71、入力側ギア部材としてのキャリア59、遊星ギア57、被規制ギアとしての固定ギア79より構成されている。太陽ギア71、キャリア59、固定ギア79は、本体フレーム62に回転可能に支持される軸78に対し、自由に回転できるように支持されている。
<Fixing pressure release configuration>
First, the mysterious planetary gear mechanism having the clutch mechanism of the second embodiment will be described. As shown in FIGS. 8 and 9, the mysterious
太陽ギア71は、ウォームギア73と噛み合うウォームホイール74と一体に構成される。キャリア59は、装置本体101側のギア列と噛合うギア部としての入力側ギア59aと、遊星ギア57を自転可能に支持する支持部としてのボス59bを有する。遊星ギア57は、出力側ギアとしての太陽ギア71と被規制ギアとしての固定ギア79の両方と噛み合うように配設されている。固定ギア79は、内周面側に歯が設けられる内ギアで、遊星ギア57と噛み合うように配置される。また、固定ギア79には、定着ユニット17を装置本体101に取り付けた時に、固定ギア79の回転を拘束する被規制部79aが設けられている。
The
実施例1と同様に、固定ギア79の回転が拘束されない状態では、キャリア59(入力)を回転させても、固定ギア79が空転し、駆動源からの回転駆動力は太陽ギア71に伝達されない。すなわち、不思議遊星ギア機構70はクラッチ機能を有する。
As in the first embodiment, in a state where the rotation of the fixed
次に、セルフロック機能を有するウォームギア機構について説明する。実施例2のウォームギア機構は、ウォームギア73、ウォーム軸77、ウォームギア75で構成される。図8に示すように、ウォームホイール74はウォームギア73と噛み合うように配設されている。ウォームギア73、ウォームギア75は、ウォーム軸77に対し、同期して回転できるように、平行ピン等で固定されている。ウォーム軸77は、定着フレーム50に両端を自由に回転できるように支持されている。
Next, a worm gear mechanism having a self-locking function will be described. The worm gear mechanism of the second embodiment includes a
また、ウォームホイール76は、ウォームギア75と噛み合うように配設されている。そして、ウォームホイール76及び圧解除カム55は、圧解除軸54に対し、同期して回転できるように、平行ピン等で固定されている。圧解除軸54は、定着フレーム50に対して、回転可能に支持されている。
The
上記構成において、ウォームギアの噛合い部は2か所存在する。1つ目の噛み合いであるウォームギア73とウォームホイール74は、ウォームホイール74からウォームギア73に駆動が伝達されるため、ウォームギアの駆動条件を可逆に設計する必要がある。つまり、ウォームギアの進み角>摩擦角になるように設計する。2つ目の噛み合いであるウォームギア75とウォームホイール76は、ウォームギア75からウォームホイール76に駆動伝達される。そして、出力側からの駆動力を入力に伝えないセルフロック機能を持たせたいため、ウォームギアの駆動条件を非可逆に設計する必要がある。つまり、ウォームギアの進み角<摩擦角になるように設計する。これによって、セルフロック機能を実現
できる。
In the above configuration, there are two meshing portions of the worm gear. The
以上説明したように、実施例2においては、出力側から入力側へ駆動力を伝達できないようにするセルフロック機能をウォームギア機構で実現し、入力側から出力側への駆動伝達の伝達、遮断を切り替えるクラッチ機能を不思議遊星ギア機構70で実現する。
As described above, in the second embodiment, the worm gear mechanism realizes the self-locking function that prevents the driving force from being transmitted from the output side to the input side, and transmits and blocks the drive transmission from the input side to the output side. The switching clutch function is realized by the mysterious
<定着圧解除動作>
次に、図10を参照して、実施例2における定着圧解除動作を説明する。まず、圧接状態から圧解除状態に移行する時の動作について説明する。なお、圧解除カム55の回転方向が実施例1と逆方向になっているが、その他の定着圧解除構成、動作は実施例1の図4で説明したものと同様である。
<Fixing pressure release operation>
Next, with reference to FIG. 10, the fixing pressure releasing operation in the second embodiment will be described. First, the operation when shifting from the pressure contact state to the pressure release state will be described. Although the rotation direction of the
装置本体101の駆動源からの回転駆動力により、キャリア59が矢印M方向回転し、キャリア59上のボス59bが図10(a)の矢印N方向に回転する。これにより、固定ギア79を支点として、遊星ギア57が矢印P方向に回転し、太陽ギア71が矢印Q方向に回転する。太陽ギア71の回転と共にウォームホイール74は矢印Q方向に回転する。それにより、ウォームギア73が矢印S方向に回転し、ウォーム軸77及びウォームギア75も矢印S方向に回転する。さらに、ウォームギア75の回転に伴い、ウォームホイール76が矢印T方向に回転する。その結果、圧解除カム55は、矢印U方向に回転を始め、加圧板52を押圧し、圧解除動作(離間動作)を開始する。
The
そして、圧解除カム55のカム面半径最大の部分が圧解除位置に到達した時、圧解除動作(離間動作)は完了する。その状態で、加圧板52から圧解除カム55に作用する付勢力fは、圧解除軸54の中心方向を向いているため、圧解除カム55には回転トルクが発生せず、安定状態で静止する。この時、フィルムホルダー51には、加圧板52からの付勢力fが伝わらないため、定着圧解除状態となる。
When the maximum cam surface radius portion of the
次に、圧解除状態から圧接状態に戻る時の動作について説明する。上記動作と同様、装置本体101の駆動源からの回転駆動力が、不思議遊星ギア機構70、ウォームギア機構を介して、圧解除カム55に伝達され、圧解除カム55が回転を始める。圧解除カム55は、矢印U方向に回転を始め、加圧板52を押し下げ、圧接動作を開始する。この時、加圧板52から圧解除カム55に付勢される力fは、圧解除カム55の回転中心より下側に向いて働く。そのため、圧解除カム55の回転方向と同じ方向の回転トルクが発生する。これにより圧解除カム55は、所謂先行回転することとなる。これにより、駆動伝達が逆転し、出力側から入力側へ向けて駆動伝達されることとなる。
Next, the operation when returning from the pressure release state to the pressure contact state will be described. Similar to the above operation, the rotational driving force from the drive source of the apparatus
圧解除カム55の先行回転による回転トルクは、圧解除軸54を介してウォームホイール76に伝達される。しかしながら、上述したように、この部分のウォームギアの駆動条件を非可逆に設計しているため、ウォームホイール76からウォームギア75に駆動力は伝達されない。そのため、キャリア59(入力側)は回転しない(セルフロック機能)。
The rotational torque due to the preceding rotation of the
定着ユニット17の装置本体101への装着動作は実施例1と同様であるため、その説明は省略する。実施例2においては、不思議遊星ギア機構70は、クラッチとして働き、定着ユニット17を装置本体101から取り外した状態では、キャリア59(入力)を回転させても、固定ギア79が空転し、駆動力を圧解除カム55上(出力)に伝達しない。そのため、ユーザが定着ユニット17を外した状態で誤って、キャリア59を動かし圧解除カム55の位相を変えてしまうといったヒューマンエラーを回避することができる。また、圧解除状態から圧接状態になる際に、出力側の圧解除カム55が先行回転する場合、遊星ギア57が自転しない構成を採用したため、不思議遊星ギア機構(入力側)のギア列の遊び詰まりによる衝撃音を低減することができる。
Since the mounting operation of the fixing
なお、実施例1、2においては、定着部材としての定着フィルムを加圧部材としての加圧ローラに対して加圧板により付勢する構成としたが、本発明においては、定着部材と加圧部材とのいずれか一方を他方に対して付勢する構成であればよい。すなわち、加圧部材を定着部材に対して加圧板により付勢することにより、加圧部材と定着部材とを互いに圧接させる構成であってもよい。 In Examples 1 and 2, the fixing film as the fixing member is urged by the pressure plate against the pressure roller as the pressure member. However, in the present invention, the fixing member and the pressure member are used. Any configuration may be used as long as one of the two is biased with respect to the other. In other words, the pressure member and the fixing member may be pressed against each other by urging the pressure member against the fixing member with a pressure plate.
17…定着ユニット、18…定着フィルム(定着部材)、19…加圧ローラ(加圧部材)、55…圧解除カム(押圧部材)、55a…出力側ギア、56…不思議遊星ギア機構(駆動伝達機構)、57…遊星ギア、58…固定ギア(被規制ギア)、59…キャリア(入力側部材)
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記定着部材と前記加圧部材とのいずれか一方を他方に対して付勢して前記定着部材と前記加圧部材とを互いに圧接させる付勢部材と、
前記付勢部材を押圧可能に設けられ、回転することにより前記付勢部材に対する押圧状態を変化させることで、前記定着部材と前記加圧部材とのいずれか一方に前記付勢部材から働く付勢力を変化させて、前記定着部材と前記加圧部材との間に働く圧接力を変化させることが可能な押圧部材と、
駆動源からの回転駆動力を前記押圧部材に伝達することにより前記押圧部材を回転させることが可能な駆動伝達機構と、
を備え、
前記駆動伝達機構は、
遊星ギアと、
前記駆動源からの回転駆動力により回転するギア部と、前記遊星ギアを自転可能に支持し前記ギア部と一体に回転する支持部とを備える入力側ギア部材と、
前記遊星ギアと噛み合い、前記押圧部材と共に回転する出力側ギアと、
前記遊星ギアと噛み合い、前記装置本体に前記定着ユニットが取り付けられた状態において前記装置本体に設けられる規制部により回転が規制される被規制ギアと、
を有し、
前記装置本体に前記定着ユニットが取り付けられて前記規制部により前記被規制ギアの回転が規制された状態において、前記駆動源からの回転駆動力により回転する前記ギア部と共に前記支持部が回転し、前記出力側ギアが回転するように前記遊星ギアが公転しながら自転する伝達状態となり、
前記装置本体から前記定着ユニットが取り外された状態において、前記押圧部材は前記付勢部材との間に働く摩擦力により回転が規制され、前記入力側ギア部材に回転負荷が加わった場合、前記出力側ギアが回転しないで前記遊星ギアが公転しながら自転する遮断状態となることを特徴とする定着ユニット。 The image forming apparatus is detachable from a main body of the image forming apparatus, and includes a fixing member and a pressure member that presses the fixing member to form a fixing nip portion. The recording material is sandwiched and conveyed by the fixing nip portion. In the fixing unit for fixing the unfixed toner image on the recording material,
A biasing member that biases one of the fixing member and the pressure member against the other to press the fixing member and the pressure member against each other;
An urging force provided from the urging member to either the fixing member or the pressure member by changing the pressing state against the urging member by being provided so as to be able to press the urging member and rotating. And a pressing member capable of changing a pressure contact force acting between the fixing member and the pressure member,
A drive transmission mechanism capable of rotating the pressing member by transmitting a rotational driving force from a driving source to the pressing member;
With
The drive transmission mechanism is
With planetary gear,
An input side gear member comprising: a gear portion that is rotated by a rotational driving force from the drive source; and a support portion that rotatably supports the planetary gear and rotates integrally with the gear portion;
An output gear that meshes with the planetary gear and rotates with the pressing member;
A regulated gear that meshes with the planetary gear and whose rotation is regulated by a regulating unit provided in the apparatus body in a state where the fixing unit is attached to the apparatus body;
Have
In a state where the fixing unit is attached to the apparatus body and the rotation of the regulated gear is regulated by the regulating unit, the support unit rotates together with the gear unit that is rotated by a rotational driving force from the driving source, It becomes a transmission state in which the planetary gear rotates while revolving so that the output side gear rotates,
In a state where the fixing unit is removed from the apparatus main body, rotation of the pressing member is restricted by a frictional force acting between the pressing member and the input side gear member is subjected to a rotational load. The fixing unit is in a shut-off state in which the planetary gear rotates while revolving without rotating the side gear.
前記被規制ギアは、前記切り欠きに嵌り前記被規制ギアの回転を規制する被規制部を有することを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。 The restricting portion is a notch formed in a main body frame included in the apparatus main body,
The image forming apparatus according to claim 9, wherein the regulated gear includes a regulated portion that fits into the notch and regulates rotation of the regulated gear.
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-
2015
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