JP4291608B2 - Fixing device and image forming apparatus using the same - Google Patents
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Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタおよびファクシミリなどに用いられる誘導加熱などを利用してトナー像を記録媒体に定着する定着装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、誘導加熱定着装置において、加熱部材から加圧部材への熱損失を防ぐことによりクイックスタートを可能にするため、加熱部材、あるいは加圧部材近傍で検出された温度情報に基づいて、加圧部材と加熱部材との間の圧接力を変化させ、ニップ幅を変更するようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。
【0003】
【特許文献1】
特開2000−206825号公報
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述の従来の誘導加熱定着装置は、コイルへの通電開始時、定着スリーブと加圧ローラとの圧接力を低減して軽圧によるニップ幅の変更を行うために、加圧ローラ軸を上下動させるバネやカム等の圧接力変更手段を加圧ローラに対して定着スリーブの反対側へ設ける構成であり、これらの構成の追加により定着装置が大型化するなどの問題があった。
【0005】
本発明は、この問題点を解決したものであって、圧接力変更手段にかかる構成を小型化し、イニシャライズ時の加熱ローラの圧接、離接をスムーズに行うことを可能とした定着装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的としたものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、定着回転体と、この定着回転体に圧接する加圧回転体と、前記定着回転体と対向する表面を部分的に加熱する加熱手段と、正逆転可能な駆動源と、前記定着回転体と前記加圧回転体のうち一方の回転体を駆動回転体として、前記駆動源が正転及び逆転のいずれの場合も前記駆動回転体を所定方向へ回転させる駆動力を伝達する駆動伝達手段と、前記駆動源の逆転により前記加圧回転体と前記定着回転体との間隔を変化させて回転体間の圧接状態を加圧状態と軽圧状態とに切り替える圧接状態切替手段とを備え、前記駆動伝達手段は、駆動力を伝達する経路として、前記駆動源が正転の場合の第1伝達経路と前記駆動源が逆転の場合の第2伝達経路とから成り、これら伝達経路には前記駆動回転体へ所定方向の駆動力を伝達する共通駆動伝達部材が設けられ、更に、前記第2伝達経路には前記駆動源が逆転の場合の駆動力の方向を反転させて前記共通駆動伝達部材に伝える中間駆動伝達部材が設けられたことを特徴とする定着装置である。
【0007】
【発明の実施の形態】
本発明の第1の態様は、定着回転体と、この定着回転体に圧接する加圧回転体と、前記定着回転体と対向する表面を部分的に加熱する加熱手段と、正逆転可能な駆動源と、前記定着回転体と前記加圧回転体のうち一方の回転体を駆動回転体として、前記駆動源が正転及び逆転のいずれの場合も前記駆動回転体を所定方向へ回転させる駆動力を伝達する駆動伝達手段と、前記駆動源の逆転により前記加圧回転体と前記定着回転体との間隔を変化させて回転体間の圧接状態を加圧状態と軽圧状態とに切り替える圧接状態切替手段とを備え、前記駆動伝達手段は、駆動力を伝達する経路として、前記駆動源が正転の場合の第1伝達経路と前記駆動源が逆転の場合の第2伝達経路とから成り、これら伝達経路には前記駆動回転体へ所定方向の駆動力を伝達する共通駆動伝達部材が設けられ、更に、前記第2伝達経路には前記駆動源が逆転の場合の駆動力の方向を反転させて前記共通駆動伝達部材に伝える中間駆動伝達部材が設けられたことを特徴とする定着装置である。
【0008】
本発明によれば、回転体の駆動源を逆転させるだけで、定着回転体と加圧回転体との間隔を変化させ、回転体間の加圧と軽加圧の状態をスムーズに切り替えることができ、しかも、回転体の駆動源を正逆転させても、回転体の回転を停止させることなく回転方向を一方向に固定することができる。
【0009】
本発明の第2の態様は、第1の態様の定着装置において、装置のイニシャライズ時等に前記駆動源の正転逆転を制御する制御手段を備えたものである。
【0010】
本発明によれば、イニシャライズ処理時等に、回転体の駆動源を用いて回転体間の間隔を変化させることができ、装置全体を大型化することなく、回転体間の加圧と軽加圧の状態をスムーズに切り替えることができる。
【0011】
本発明の第3の態様は、第2の態様の定着装置において、前記制御手段は、前記定着回転体と前記加圧回転体との間が加圧状態又は軽圧状態のいずれであるかを検出する検出手段からの出力に基づき前記駆動源の制御を行うものとした。
【0012】
本発明によれば、回転体の駆動源の正転逆転を圧接状態切替手段の状態に基づいて容易に制御することができる。
【0013】
本発明の第4の態様は、第3の態様の定着装置において、前記検出手段は、軽圧状態と加圧状態を検出する一対のセンサで構成される。
【0014】
本発明によれば、一対のセンサ出力により、回転体の駆動源の正転逆転を確実に制御することができる。
本発明の第5の態様は、記録媒体上に保持されたトナー像を定着する定着装置を備えた画像形成装置であって、前記定着装置は、定着回転体と、この定着回転体に圧接する加圧回転体と、前記定着回転体と対向する表面を部分的に加熱する加熱手段と、正逆転可能な駆動源と、前記定着回転体と前記加圧回転体のうち一方の回転体を駆動回転体として、前記駆動源が正転及び逆転のいずれの場合も前記駆動回転体を所定方向へ回転させる駆動力を伝達する駆動伝達手段と、前記駆動源の逆転により前記加圧回転体と前記定着回転体との間隔を変化させて回転体間の圧接状態を加圧状態と軽圧状態とに切り替える圧接状態切替手段とを備え、前記駆動伝達手段は、駆動力を伝達する経路として、前記駆動源が正転の場合の第1伝達経路と前記駆動源が逆転の場合の第2伝達経路とから成り、これら伝達経路には前記駆動回転体へ所定方向の駆動力を伝達する共通駆動伝達部材が設けられ、更に、前記第2伝達経路には前記駆動源が逆転の場合の駆動力の方向を反転させて前記共通駆動伝達部材に伝える中間駆動伝達部材が設けられたことを特徴とする画像形成装置である。
【0015】
本発明によれば、回転体の駆動源を逆転させるだけで、定着回転体と加圧回転体との間隔を変化させ、回転体間の加圧と軽加圧の状態をスムーズに切り替えることができ、しかも、回転体の駆動源を正逆転させても、回転体の回転を停止させることなく回転方向を一方向に固定することができる。
【0016】
本発明の第6の態様は、第5の態様の画像形成装置において、装置のイニシャライズ時等に前記駆動源の正転逆転を制御する制御手段を備えたことを特徴とする画像形成装置である。
【0017】
本発明によれば、イニシャライズ処理時等に、回転体の駆動源を用いて回転体間の間隔を変化させることができ、装置全体を大型化することなく、回転体間の加圧と軽加圧の状態をスムーズに切り替えることができる。
【0018】
本発明の第7の態様は、第6の態様の画像形成装置において、前記制御手段は、前記定着回転体と前記加圧回転体との間が加圧状態又は軽圧状態のいずれであるかを検出する検出手段からの出力に基づき前記駆動源の制御を行うものとした。
【0019】
本発明によれば、回転体の駆動源の正転逆転を圧接状態切替手段の状態に基づいて容易に制御することができる。
【0020】
本発明の第8の態様は、第7の態様の画像形成装置において、前記検出手段は、軽圧状態と加圧状態を検出する一対のセンサで構成される。
【0021】
本発明によれば、一対のセンサ出力により、回転体の駆動源の正転逆転を確実に制御することができる。
【0022】
以下、本発明の定着装置及び画像形成装置が適用された複合機の実施の形態について図面を参照して具体的に説明する。
【0023】
図1は、本実施の形態に係る複合機の全体構成図である。同図に示す複合機は、装置本体100の内部に、現像器101及び感光体102からなるプロセスユニットと、誘導加熱方式の定着ユニット103とを備えている。
【0024】
装置本体100の下部には給紙カセット104(同図には3段式のカセットが図示)が挿脱可能に設けられ、装置本体100の上端部に自動給紙装置(ADF)105が設置されている。自動給紙装置105の下面に対向するように読取ユニット106の読み取り面が配置されている。
【0025】
また、装置本体100には給紙カセット104から繰り出された用紙をプロセスユニット、定着ユニット103を経由させた後に装置外部へ排紙させる給紙機構が設けられている。給紙カセット104の給紙口近傍にピックアップローラ111が設けられ、ピックアップローラ111により取り出された用紙は給紙ローラ112によって紙パスへ給紙される。紙パス上の現像器101手前にレジストローら113が設けられている。レジストローら113まで搬送された用紙は感光体102上への像形成動作に同期して紙送り速度が制御される。定着ユニット103を通過した用紙は排紙ローラ114によってトレイ107上へ排紙されるが、用紙の両面に画像形成する両面コピーの場合は、定着ユニット103を通過した後、排紙ローラ114を逆回転させて背面紙パス115に送り込み、背面紙パス115を通して再びレジストローラ113の位置に戻すこととなる。
【0026】
このような複合機において、自動給紙装置105によって読み取り面上に送り込まれた原稿は、読取ユニット106により光学的に走査されて画像データに変換され、図示していないLSUへ出力される。現像器101が現像ローラの表面に均一にトナーを付着させる一方、LSUが感光体102に画像データに基づいた潜像を形成することにより、感光体102にトナー像が形成される。そこへ、レジストローら113によって用紙が送り込まれ、感光体102から用紙にトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙が定着ユニット103で定着ローラ116及び加圧ローラ117の間を通過する際に、定着ローラ116の熱でトナーが熱溶融して用紙に定着する。
【0027】
なお、複合機の場合は、図示していないFAXユニットで受信した画像データがLSUへ出力される場合もあるし、ネットワークプリンタ機能を搭載している場合はプリンタエンジンから供給される画像データがLSUへ出力される場合もある。
【0028】
図2は、定着ユニット103の断面図である。定着ユニット103は、定着ローラ116と加圧ローラ117とが圧接した状態で配置されており、加圧ローラ117が駆動側となって、定着ローラ116が加圧ローラ117に連れ回りする。定着ローラ116の外周面であって用紙通路とは反対側の外周面の約半分を軸方向に沿って覆うようにIHユニット120が設置されている。
【0029】
IHユニット120は、センタコア121、サイドコア122,123、アーチコア124からなるコアを備え、当該コアに対して誘導加熱コイル125が巻回されている。誘導加熱方式の定着ユニット103は、この誘導加熱コイル125に流す電流の方向を高周波数で反転させることにより、IHユニット120と対面している定着ローラ116表面の発熱ベルト126にジュール熱を発生させて加熱する。なお、発熱ベルト126の構造としてローラ軸心側から表面に向けて、SUS304、Cuメッキ、弾性層、離型層を積層したものを採用しているが、発熱ベルトの構造はこれに限定されるものではない。
【0030】
図3は定着ローラ116、加圧ローラ117及びカム機構を抜き出した斜視図である。平行に配置された定着ローラ116及び加圧ローラ117の一端部に主カム機構200が設置され、他端部に副カム機構300が設置されている。定着ローラ116はその両端部が定着ユニット103のユニット本体(固定側)に軸受けを介して固定されている。一方、加圧ローラ117はその両端部が主カム機構200の回動アーム201及び副カム機構300の回動アーム301に軸受けを介して保持されている。主カム機構200には駆動源となるモータ202が設置されており、モータ202による駆動力は駆動伝達部材203を介して反対側の副カム機構300へ伝達されるように構成される。
【0031】
主カム機構200の構成について説明する。まず、図4(a)(b)を参照して定着ローラ116と加圧ローラ117との圧接状態を切り替える構造について説明する。回動アーム201は、下端部にアーム自体の回動支点となる回動軸231を有し、中間部に定着ローラ116側に開放したローラ保持部232を有する。ローラ保持部232には加圧ローラ117の一端部が回転自在に保持されている。一方、回動アーム201の上端部にフックを引っかけるための突起部233が形成されている。この突起部233から定着ローラ116側へほぼ水平に所定距離だけ離れてカム234が設置されている。カム234の側面には偏心位置にフックを引っかけるための突起部235が形成されている。そして、カム234の偏心位置に設けた突起部235と、回動アーム201の上端部に設けた突起部233との間にバネ236が張架されている。すなわち、図4(a)に示すように、カム234が回転して偏心位置(突起部235)が回動アーム201の上端部から最も離れた位置に来たときに、加圧ローラ117は定着ローラ116に最も大きな力で圧接される(加圧状態)。また、図4(b)に示すように、カム234が回転して偏心位置(突起部235)が回動アーム201の上端部から最も近づく位置に来たときに、加圧ローラ117は定着ローラ116に最も小さな力で圧接される(軽圧状態)。カム234が1回転するたびに上記加圧状態と軽圧状態とが繰り返されることになる。なお、定着ローラ116及び加圧ローラ117の他端部を保持する副カム機構300においても後述する通り同様のカム機構が備えられている。
【0032】
次に、図5を参照して、モータ202が正転しても逆転しても、常に加圧ローラ117を正転させる構造について説明する。
【0033】
図5に示す機構において、モータ202の回転軸と同軸である回転軸210に正転ギヤ211及び逆転ギヤ212が取り付けられている。正転ギヤ211は回転軸210が逆転する場合は空回りするワンウェイクラッチが内蔵されていて、回転軸210が正転(イ方向の回転)したときは回転(正転)するが、逆転(ロ方向の回転)したときは空回りする。逆転ギヤ212は回転軸210が正転する場合は空回りするワンウェイクラッチが内蔵されていて、回転軸210が逆転(ロ方向の回転)したときは回転(逆転)するが、正転(イ方向の回転)したときは空回りする。正転ギヤ211に対して二重ギヤを構成する第1ギヤ213が歯合している。この二重ギヤの回転軸に同軸状に設けられたギヤ214に対して加圧ローラギヤ215が歯合している。加圧ローラギヤ215は、加圧ローラ117の回転軸に対して同軸に固定されたギヤである。したがって、モータ202が正転した場合、正転ギヤ211から、第1ギヤ213、ギヤ214、加圧ローラギヤ215と正転方向の回転力が伝達され加圧ローラ117が正転することになる。
【0034】
一方、逆転ギヤ212には第1中間ギヤ216が歯合しており、この第1中間ギヤ216に対して上記二重ギヤの第2ギヤ217が歯合している。逆転ギヤ212の回転(ロ方向の回転)を、第1中間ギヤ216を介して第2ギヤ217に伝えることで、二重ギヤ(第2ギヤ217)には正転方向(イ方向の回転)の回転力が作用するものとなり、加圧ローラギヤ215に正転方向の回転力が伝達され加圧ローラ117が正転することになる。
【0035】
このように、モータ202が正転した場合及び逆転した場合のいずれにおいても加圧ローラ117は正転することになる。本実施の形態では、モータ202の回転方向を切り替えて逆転させることにより軽圧状態にする。なお、モータ202の回転方向を正逆転させる際、加圧ローラ117の回転を停止してしまうと、発熱ベルト126に加熱むらが生じ、しいては定着不良となる可能性がある。そこで、モータ202を逆転している期間も加圧ローラ117を回転させておくようにしている。また、モータ202の回転を反転させた場合も加圧ローラ117及び定着ローラ116の回転を停止させる必要がないので、ローラの回転方向を一方向に固定することができ、機械的なストレスを軽減できる利点がある。
【0036】
次に、カム234に対してモータ202の駆動力がどのように伝達されるかについて説明する。逆転ギヤ212は、第1中間ギヤ216を介して第2中間ギヤ218に連結され、さらに第3中間ギヤ219に連結されている。第3中間ギヤ219に対してカムギヤ220が歯合している。カムギヤ220に対して戻り防止板221が同心状に固定されている。戻り防止板221に対してカム234が同心状に固定されている。
【0037】
したがって、モータ202を逆転させた場合、逆転ギヤ212の回転力が第1,第2,第3の中間ギヤ216,218,219を介してカムギヤ220に伝えられ、カムギヤ220と一体となって戻り防止板221及びカム234が回転する。一方、モータ202を正転させた場合、逆転ギヤ212が空転して戻り防止板221及びカム234には正転方向の回転力は伝わらない。
【0038】
また、図5に示すように、戻り防止板221等によるロック機構が設けられている。カム234の偏心位置に相当する戻り防止板221上の点(P)と戻り防止板221の回転中心とを結ぶ直線を挟んで対向する両サイドに切り欠き222,223を形成している。カム234の偏心位置(P)が回動アーム201の上端部から最も離れる状態の直前(図4(a)に示す状態)に、ロック部材224が切り欠き223にはまり込み、偏心位置(P)が回動アーム201の上端部から最も近づいた状態(図4(b)に示す状態)のときに、ロック部材224が切り欠き222にはまり込むように構成されている。ロック部材224は常に反時計回り方向に付勢されているものとする。これにより、駆動源側からカム234に対して戻り方向の力が作用しても当該戻り方向の回転をブロックする形でロック部材224が切り欠き222,223に当接するので、カム234が回転してローラ間の間隔が変化してしまう不具合を防止できる。
【0039】
以上の説明は主カム機構200のものであるが、副カム機構300においても主カム機構200と同期して同様に動作する。すなわち、図3に示すように、主カム機構200におけるカムギヤ220に連結したギヤ225の中心に駆動伝達部材203の一端部を挿入し、駆動伝達部材203の他端部を副カム機構300におけるカムギヤ302に連結するギヤ303の中心に挿入している。カムギヤ302には、戻り防止板及びカムが固定されている。副カム機構300に設けられた回動アーム301、バネ304、戻り防止板、カム及びロック機構(ロック部材305等)は主カム機構200と同等に構成されており、主カム機構200に同期して動作する。
【0040】
本実施の形態では、圧接状態を検出するための検出手段を副カム機構300に備えている。図6に、図3におけるニ方向から見た検出手段の斜視図を示す。図4(a)(b)に示す戻り防止板221と同形状の戻り防止板を挟み込む形で、センサA回転板310とセンサB回転板311とが同心状に接合されている。センサB回転板311に対してカム234と同形状のカムが固定されている。センサA回転板310は、真円状の外形を有し、外周上の2箇所であって回転中心を挟んで対向する位置に切欠き310a、310bを有する。センサB回転板311は、外周の半分が長径部311aを形成し、残りの半分が短径部311bを形成している。そして、センサA回転板310に対して遮光センサAが設けられている。遮光センサAは、センサA回転板310の切欠き310a、310bを検出する。また、センサB回転板311に対して遮光センサBが設けられている。遮光センサBは、センサB回転板311の長径部311aと短径部311bとの境界を検出する。遮光センサAが一方の切欠き310a又は310bを検出する直前に、遮光センサBが一方の境界(長径部311aと短径部311bの境界)を同時に検出するように、遮光センサAと遮光センサBとの相対的な回転角が調整されている。
【0041】
次に、以上のように構成された本実施の形態の具体的な動作について、図7を参照して説明する。
【0042】
最初に、遮光センサA,Bの出力信号(透過、遮光)と、定着ローラ116,加圧ローラ117間の圧接状態との関係について説明する。本実施の形態では、軽圧状態のときには、遮光センサA,Bの出力信号が共に(透過、透過)の状態となり、加圧状態のときには遮光センサAの出力信号が透過となり、且つ遮光センサBの出力信号が遮光となるように設定している。
【0043】
モータ202及びIHユニット120の駆動制御は図示されていない制御ユニットが行っている。制御ユニットに対して遮光センサA,Bの出力信号が入力されている。制御ユニットは、電源投入時又は待機モード時(省電力モード)からの復帰時に、イニシャライズを実行する。まず、遮光センサA及びBが共に(透過、透過)の位置にあることを確認する。上記したように、遮光センサA及びBの出力信号が(透過、透過)の場合は、図4(b)に示す軽圧状態となっていることを意味する。
【0044】
制御ユニットは、軽圧状態であることを確認すると、IHユニット120に対して温度上昇動作の指令(通電指令)を出力した後、モータ202に対して正転指令を出す。モータ202が正転すると、加圧ローラ117が正転すると共に当該加圧ローラ117に対して軽圧状態で圧接している定着ローラ116がつれ回りする。また、主カム機構200によりモータ202の正転はカムギヤ220には伝達されないので主カム機構200のカム234は回転しない。また、主カム機構200のカムギヤ220が回転しないため、駆動伝達部材203を介して連結されている副ギヤ機構300にも回転力は伝達されないため、副ギヤ機構300のカムも回転しない。したがって、モータ202が正転している間はカムが回転しないため、当初の軽圧状態が維持される。
【0045】
IHユニット120による昇温動作を開始してから所定時間経過すると、発熱ベルト126が定着温度に到達するので、制御ユニットはIHユニット120に対する昇温動作を完了してスルーダウンを開始する。そして、定着動作を開始するために図4(b)に示す軽圧状態から図4(a)に示す加圧状態に切り替える動作を開始する。すなわち、モータ202を停止させてから逆転指令を出力する。モータ202が逆転すると、主カム機構200により逆転方向の回転が正転方向の回転に変換されて加圧ローラ117に伝達される。この結果、加圧ローラ117に圧接している定着ローラ116も正転することとなる。
【0046】
一方、モータ202の逆転は、主カム機構200によりカムギヤ220に伝達され、図5に示すように矢印ハ方向に回転する。この回転は駆動伝達部材203を介して副カム機構300のカムへも伝達される。図7に示すように、カム234等の回転が開始すると、遮光センサAの出力信号は透過から遮光へ変化し、遮光センサBの出力信号は透過のままとなる。
【0047】
図4(b)に示す軽圧状態からカム234等が180度回転すると図4(a)に示す加圧状態となる。図7に示すように、カム234等が180度回転する直前で、遮光センサBの出力信号が透過から遮光に変化する。制御ユニットは、この時点でモータ202の停止動作を開始し、遮光センサAの出力信号が遮光から透過へ変化するタイミングでモータ202が完全に停止するように制御する。この結果、定着ローラ116は加圧ローラ117に対して加圧状態で圧接することになる。すなわち、定着ローラ116は記録紙に対してトナーを定着可能な圧力で圧接されることとなる。
【0048】
制御ユニットは、遮光センサAの出力信号が遮光から透過へ変化し、光センサBの出力信号が遮光であることを確認すると、定着動作を開始する。モータ202に対して正転指令を出し、IHユニット120に対して通電指令を出す。このタイミングで記録動作が実行されてトナー像の形成されている記録紙が定着ユニット103へ送り込まれ、加圧状態にある加圧ローラ117と定着ローラ116との間を通過する。通過の際に、定着ローラ116の発熱ベルト126からの熱でトナーが溶融し、ローラ間の圧力により溶融したトナーが記録紙に定着する。連続して印刷する場合、モータ202の正転及びIHユニット120による誘導加熱動作は、そのまま続行される。
【0049】
制御ユニットは、定着動作が完了したら、加圧ローラ117と定着ローラ116との圧接状態を加圧状態から軽圧状態へ変化させる。図7に示すように、IHユニット120に対しては定着動作を完了させてスルーダウンを開始させる一方、モータ202に停止指令を出し、モータ202を停止させた後、モータ202に逆転指令を出す。
【0050】
モータ202が逆転することにより、カム234等が回転し、カム234等に連動してセンサA用回転板310及びセンサB用回転板311が回転する。そして、動作開始から180度回転する直前で、遮光センサBの出力信号が遮光から透過に変化する。制御ユニットは、このタイミングでモータ202の停止動作を開始する。そして、遮光センサAの出力信号が遮光から透過に変化したところで、モータ202が完全に停止する。この結果、加圧ローラ117と定着ローラ116との圧接状態は、図4(b)に示す軽圧状態へと変化する。この状態が待機モードとなる。再び、記録動作を開始する場合は、図7に示す手順を繰り返すことになる。
【0051】
このように、本実施の形態によれば、加圧ローラ117の駆動源(モータ202)を用いて定着ローラ116と加圧ローラ117との間隔を変化させることができ、装置全体を大型化することなく、ローラ間の圧接状態をスムーズに切替えることができる。また、加圧ローラ117の駆動源であるモータ202を逆転させるだけで、定着ローラ116と加圧ローラ117との間隔を変化させることができ、ローラ間の加圧と軽加圧の状態をスムーズに切り替えることができる。
【0052】
なお、以上の説明では加圧ローラ117を可動側にして定着ローラ116に対して圧接させる構成であるが、定着ローラ116を可動側にして加圧ローラ117に対して圧接させる構成としてもよい。
【0053】
【発明の効果】
以上詳記したように本発明によれば、イニシャライズ時等において、回転体の駆動源を逆転させるだけで、回転体間の加圧と軽加圧の状態をスムーズに切り替えることができ、しかも、回転体の駆動源を正逆転させても、回転体の回転を停止させることなく回転方向を一方向に固定することができるので、機械的なストレスを軽減できるとともに、回転体の回転を停止してしまうことによる加熱むら、しいては定着不良を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の一実施の形態に係る複合機の全体構成図
【図2】 図1に示す複合機に設けられた定着ユニットの断面図
【図3】 図2に示す定着ユニットにおけるローラ及び駆動機構を抜き出して示す斜視図
【図4】 (a)加圧状態におけるカム機構の概略的な側面図
(b)軽圧状態におけるカム機構の概略的な側面図
【図5】 主カム機構の構成を示す斜視図
【図6】 副カム機構の構成を示す斜視図
【図7】 上記実施の形態における定着動作とモータの回転方向とセンサ状態との関係を示すタイミング図
【符合の説明】
100 装置本体
101 現像器
102 感光体
103 定着ユニット
116 定着ローラ
117 加圧ローラ
120 IHユニット
126 発熱ベルト
200 主カム機構
201、301 回動アーム
202 モータ
236 カム
234 バネ
300 副カム機構
310 センサA回転板
311 センサB回転板[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention is used in electrophotographic copying machines, printers, facsimiles, and the like.Induction heating, etc.To fix the toner image on the recording mediumFixing deviceAnd an image forming apparatus using the same.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, in induction heating fixing devices, in order to enable quick start by preventing heat loss from the heating member to the pressure member, pressure is applied based on temperature information detected in the vicinity of the heating member or pressure member. There has been known one in which the nip width is changed by changing the pressure contact force between the member and the heating member (see, for example, Patent Document 1).
[0003]
[Patent Document 1]
JP 2000-206825 A
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional induction heating fixing device uses a pressure roller shaft to reduce the pressure contact force between the fixing sleeve and the pressure roller and change the nip width by light pressure when energization of the coil is started. There is a configuration in which a pressing force changing means such as a spring or a cam that moves up and down is provided on the opposite side of the fixing sleeve with respect to the pressure roller.
[0005]
The present invention solves this problem, and it is possible to downsize the configuration of the pressure contact force changing means and smoothly perform the pressure contact and separation of the heating roller at the time of initialization.Fixing deviceAn object of the present invention is to provide an image forming apparatus using the same.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
The present invention fixesRotating bodyAnd this fixingRotating bodyPressurized againstRotating bodyWhen,Heating means for partially heating the surface facing the fixing rotator, a drive source capable of forward / reverse rotation, and one of the fixing rotator and the pressure rotator as a drive rotator as the drive A drive transmission means for transmitting a driving force for rotating the drive rotator in a predetermined direction regardless of whether the source is forward rotation or reverse rotation, and an interval between the pressure rotator and the fixing rotator by reverse rotation of the drive source Pressure contact state switching means for changing the pressure contact state between the rotating bodies between a pressurized state and a light pressure state by changingThe drive transmission means comprises:A path for transmitting the driving force includes a first transmission path when the drive source is rotating forward and a second transmission path when the drive source is rotating backward, and these transmission paths have a predetermined direction to the drive rotating body. A common drive transmission member for transmitting the driving force of the intermediate drive transmission member, and an intermediate drive transmission member for reversing the direction of the driving force when the drive source is reversely rotated and transmitting it to the common drive transmission member in the second transmission path Was providedThe fixing device is characterized in that.
[0007]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
The first aspect of the present invention is fixing.Rotating bodyAnd this fixingRotating bodyPressurized againstRotating bodyWhen,Heating means for partially heating the surface facing the fixing rotator, a drive source capable of forward / reverse rotation, and one of the fixing rotator and the pressure rotator as a drive rotator as the drive A drive transmission means for transmitting a driving force for rotating the drive rotator in a predetermined direction regardless of whether the source is forward rotation or reverse rotation, and an interval between the pressure rotator and the fixing rotator by reverse rotation of the drive source Pressure contact state switching means for changing the pressure contact state between the rotating bodies between a pressurized state and a light pressure state by changingThe drive transmission means comprises:A path for transmitting the driving force includes a first transmission path when the drive source is rotating forward and a second transmission path when the drive source is rotating backward, and these transmission paths have a predetermined direction to the drive rotating body. A common drive transmission member for transmitting the driving force of the intermediate drive transmission member, and an intermediate drive transmission member for reversing the direction of the driving force when the drive source is reversely rotated and transmitting it to the common drive transmission member in the second transmission path Was providedThe fixing device is characterized in that.
[0008]
According to the present invention,Rotating bodyJust reverse the drive source ofFixing rotating body and pressure rotating bodyChange the interval betweenRotating bodyCan smoothly switch between pressurization and light pressurization,Rotating bodyEven if the drive source ofRotating bodyThe rotation direction can be fixed in one direction without stopping the rotation.
[0009]
Of the present inventionAccording to a second aspect, the fixing device according to the first aspect includes control means for controlling forward / reverse rotation of the drive source at the time of initialization of the device.It is.
[0010]
According to the present invention, during initialization processing, etc.Rotating bodyWith the driving sourceRotating bodyInterval can be changed, and without increasing the size of the entire device,Rotating bodyIt is possible to smoothly switch between pressurization and light pressurization.
[0011]
According to a third aspect of the present invention, in the fixing device according to the second aspect, the control means includes the fixing unit.Rotating bodyAnd pressurizationRotating bodyThe drive source is controlled based on the output from the detecting means for detecting whether the pressure is between the pressurized state or the light pressure state.
[0012]
According to the present invention,Rotating bodyThe forward / reverse rotation of the drive source can be easily controlled based on the state of the pressure contact state switching means.
[0013]
Of the present inventionThe fourth aspect is the fixing device according to the third aspect.The detecting means comprises a pair of sensors for detecting a light pressure state and a pressurized state.
[0014]
According to the present invention, a pair of sensor outputsRotating bodyThe forward / reverse rotation of the drive source can be reliably controlled.
According to a fifth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including a fixing device for fixing a toner image held on a recording medium, wherein the fixing device is, ConstantArrivalRotating bodyAnd this fixingRotating bodyPressurized againstRotating bodyWhen,Heating means for partially heating the surface facing the fixing rotator, a drive source capable of forward / reverse rotation, and one of the fixing rotator and the pressure rotator as a drive rotator as the drive A drive transmission means for transmitting a driving force for rotating the drive rotator in a predetermined direction regardless of whether the source is forward rotation or reverse rotation, and an interval between the pressure rotator and the fixing rotator by reverse rotation of the drive source Pressure contact state switching means for changing the pressure contact state between the rotating bodies between a pressurized state and a light pressure state by changingThe drive transmission means comprises:A path for transmitting the driving force includes a first transmission path when the drive source is rotating forward and a second transmission path when the drive source is rotating backward, and these transmission paths have a predetermined direction to the drive rotating body. A common drive transmission member for transmitting the driving force of the intermediate drive transmission member, and an intermediate drive transmission member for reversing the direction of the driving force when the drive source is reversely rotated and transmitting it to the common drive transmission member in the second transmission path Was providedAn image forming apparatus characterized by the above.
[0015]
According to the present invention,Rotating bodyJust reverse the drive source and fixRotating bodyAnd pressurizationRotating bodyChange the interval betweenRotating bodyCan smoothly switch between pressurization and light pressurization,Rotating bodyEven if the drive source ofRotating bodyThe rotation direction can be fixed in one direction without stopping the rotation.
[0016]
Of the present inventionAccording to a sixth aspect, in the image forming apparatus according to the fifth aspect, there is provided control means for controlling forward / reverse rotation of the drive source at the time of initialization of the apparatus.An image forming apparatus including the image forming apparatus.
[0017]
According to the present invention, during initialization processing, etc.Rotating bodyWith the driving sourceRotating bodyInterval can be changed, and without increasing the size of the entire device,Rotating bodyIt is possible to smoothly switch between pressurization and light pressurization.
[0018]
According to a seventh aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the sixth aspect, the control means is the fixing unit.Rotating bodyAnd pressurizationRotating bodyThe drive source is controlled based on the output from the detecting means for detecting whether the pressure is between the pressurized state or the light pressure state.
[0019]
According to the present invention,Rotating bodyThe forward / reverse rotation of the driving source can be easily controlled based on the state of the pressure contact state switching means.
[0020]
Of the present inventionThe eighth aspect is the seventh aspect.In the image forming apparatus, the detection unit includes a pair of sensors that detect a light pressure state and a pressure state.
[0021]
According to the present invention, a pair of sensor outputsRotating bodyThe forward / reverse rotation of the drive source can be reliably controlled.
[0022]
Hereinafter, the present inventionFixing deviceAn embodiment of a multifunction machine to which the image forming apparatus is applied will be specifically described with reference to the drawings.
[0023]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a multifunction peripheral according to the present embodiment. The multifunction machine shown in FIG. 1 includes a process unit including a developing
[0024]
A paper feed cassette 104 (a three-stage cassette is shown in the figure) is detachably provided at the lower part of the apparatus
[0025]
In addition, the apparatus
[0026]
In such a multi-function peripheral, the original fed onto the reading surface by the automatic paper feeder 105 is optically scanned by the
[0027]
In the case of a multi-function peripheral, image data received by a FAX unit (not shown) may be output to the LSU. When a network printer function is installed, the image data supplied from the printer engine is LSU. May be output.
[0028]
FIG. 2 is a cross-sectional view of the fixing
[0029]
The
[0030]
FIG. 3 is a perspective view in which the fixing
[0031]
The configuration of the
[0032]
Next, a structure that always rotates the
[0033]
In the mechanism shown in FIG. 5, a
[0034]
On the other hand, the first
[0035]
As described above, the
[0036]
Next, how the driving force of the
[0037]
Therefore, when the
[0038]
Further, as shown in FIG. 5, a lock mechanism is provided by a
[0039]
Although the above description is for the
[0040]
In the present embodiment, the
[0041]
Next, a specific operation of the present embodiment configured as described above will be described with reference to FIG.
[0042]
First, the relationship between the output signals (transmission and light shielding) of the light shielding sensors A and B and the pressure contact state between the fixing
[0043]
The drive control of the
[0044]
Upon confirming that the control unit is in the light pressure state, the control unit outputs a temperature increase operation command (energization command) to the
[0045]
When a predetermined time elapses after the temperature raising operation by the
[0046]
On the other hand, the reverse rotation of the
[0047]
When the
[0048]
When the control unit confirms that the output signal of the light shielding sensor A changes from light shielding to transmission and the output signal of the optical sensor B is light shielding, the control unit starts the fixing operation. A normal rotation command is issued to the
[0049]
When the fixing operation is completed, the control unit changes the pressure contact state between the
[0050]
When the
[0051]
Thus, according to the present embodiment,Pressure roller 117The distance between the fixing
[0052]
In the above explanation,Pressure roller 117On the movable sideFixing roller 116Although it is a configuration to press against,Fixing roller 116On the movable sidePressure roller 117It is good also as a structure made to press-contact with.
[0053]
【The invention's effect】
As described in detail above, according to the present invention, at the time of initialization, etc.Rotating bodyJust reverse the drive source ofRotating bodyCan smoothly switch between pressurization and light pressurization,Rotating bodyEven if the drive source ofRotating bodyAs the rotation direction can be fixed in one direction without stopping the rotation, mechanical stress can be reduced,Rotating bodyUneven heating caused by stopping the rotation of the toner, and thus fixing failure can be prevented.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an overall configuration diagram of a multifunction peripheral according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a cross-sectional view of a fixing unit provided in the multifunction machine shown in FIG.
FIG. 3 is a perspective view showing a roller and a drive mechanism extracted from the fixing unit shown in FIG. 2;
FIG. 4A is a schematic side view of the cam mechanism in a pressurized state.
(B) Schematic side view of cam mechanism in light pressure state
FIG. 5 is a perspective view showing the configuration of the main cam mechanism.
FIG. 6 is a perspective view showing the configuration of the auxiliary cam mechanism.
FIG. 7 is a timing chart showing the relationship among the fixing operation, the rotation direction of the motor, and the sensor state in the embodiment.
[Explanation of sign]
100 Main unit
101 Developer
102 photoconductor
103 Fixing unit
116 fixing roller
117Pressure roller
120 IH units
126 Heating belt
200 Main cam mechanism
201, 301 Rotating arm
202 motor
236 cam
234 Spring
300 Secondary cam mechanism
310 Sensor A rotating plate
311 Sensor B rotating plate
Claims (8)
前記駆動伝達手段は、駆動力を伝達する経路として、前記駆動源が正転の場合の第1伝達経路と前記駆動源が逆転の場合の第2伝達経路とから成り、これら伝達経路には前記駆動回転体へ所定方向の駆動力を伝達する共通駆動伝達部材が設けられ、
更に、前記第2伝達経路には前記駆動源が逆転の場合の駆動力の方向を反転させて前記共通駆動伝達部材に伝える中間駆動伝達部材が設けられたことを特徴とする定着装置。A fixing rotator, and a pressure rotating body pressed against the fixing rotary member, a heating means for heating the fixing rotary body and the facing surfaces partially, with a reversible drive source, and the fixing rotator the Drive transmission means for transmitting a driving force for rotating the drive rotator in a predetermined direction when one of the pressure rotators is a drive rotator and the drive source is rotating forward or reverse; and Pressure contact state switching means for changing a pressure contact state between the rotating bodies between a pressure state and a light pressure state by changing a distance between the pressure rotating body and the fixing rotating body by reversing a drive source ;
The drive transmission means includes a first transmission path when the drive source is forward rotating and a second transmission path when the drive source is reverse rotation as a path for transmitting the driving force. A common drive transmission member for transmitting a driving force in a predetermined direction to the drive rotating body;
Further, the fixing device is characterized in that the second transmission path is provided with an intermediate drive transmission member for reversing the direction of the drive force when the drive source is reversely rotated and transmitting it to the common drive transmission member .
前記駆動伝達手段は、駆動力を伝達する経路として、前記駆動源が正転の場合の第1伝達経路と前記駆動源が逆転の場合の第2伝達経路とから成り、これら伝達経路には前記駆動回転体へ所定方向の駆動力を伝達する共通駆動伝達部材が設けられ、
更に、前記第2伝達経路には前記駆動源が逆転の場合の駆動力の方向を反転させて前記共通駆動伝達部材に伝える中間駆動伝達部材が設けられたことを特徴とする画像形成装置。An image forming apparatus having a fixing device for fixing a toner image held on the recording medium, the fixing device includes a constant wear rotating body, a pressure rotating body pressed against the fixing rotary member, said fixing A heating means for partially heating the surface facing the rotator, a drive source capable of forward and reverse rotation, and one of the fixing rotator and the pressure rotator as a drive rotator, In both cases of forward rotation and reverse rotation, the drive transmission means for transmitting the driving force for rotating the drive rotator in a predetermined direction, and the interval between the pressure rotator and the fixing rotator is changed by the reverse rotation of the drive source. Pressure contact state switching means for switching the pressure contact state between the rotating bodies to a pressurized state and a light pressure state ,
The drive transmission means includes a first transmission path when the drive source is forward rotating and a second transmission path when the drive source is reverse rotation as a path for transmitting the driving force. A common drive transmission member for transmitting a driving force in a predetermined direction to the drive rotating body;
Further, the second transmission path is provided with an intermediate drive transmission member that reverses the direction of the drive force when the drive source is reversely rotated and transmits it to the common drive transmission member .
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