JP5121879B2 - Fixing device and image forming apparatus including the same - Google Patents
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本発明は、記録用紙上に形成されたトナー像を定着させる定着装置及びそれを備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device that fixes a toner image formed on a recording sheet and an image forming apparatus including the same.
この種の定着装置は、電子写真法、静電記録法、磁気写真法等の画像形成装置に適用され、トナー像が転写された記録用紙(普通紙、静電記録用紙、写真用紙等)を一対の定着用回転部材(ベルトやローラ)間に挟みこんで加熱及び加圧し、記録用紙上のトナー像を定着させるものである。 This type of fixing device is applied to an image forming apparatus such as an electrophotographic method, an electrostatic recording method, and a magnetic photographic method, and uses a recording paper (plain paper, electrostatic recording paper, photographic paper, etc.) to which a toner image is transferred. It is sandwiched between a pair of fixing rotation members (belts and rollers) and heated and pressurized to fix the toner image on the recording paper.
このような定着装置においては、定着用回転部材の周面がトナー等により汚れるので、ブレード、フェルト、ウェブシート等により定着用回転部材の周面を清掃する必要がある。また、画像形成装置の処理速度が高速であって、単位時間当たりの印刷枚数が多い場合は、定着装置の定着用回転部材の汚れが増大して、ブレードやフェルトによる定着用回転部材の清掃では汚れを落としきれないので、ウェブシートによる清掃を採用することが多い。 In such a fixing device, since the peripheral surface of the fixing rotation member is contaminated with toner or the like, it is necessary to clean the peripheral surface of the fixing rotation member with a blade, a felt, a web sheet, or the like. In addition, when the processing speed of the image forming apparatus is high and the number of printed sheets per unit time is large, the fixing rotating member of the fixing device becomes dirty, and cleaning of the fixing rotating member with a blade or a felt is required. Cleaning with a web sheet is often employed because the dirt cannot be removed.
例えば、特許文献1では、ウェブシートを供給ローラから送り出して、ウェブシートを巻き取りローラに巻き取り、送り出しから巻き取りまでの途中でウェブシートを定着用ローラに押し付けて、定着用ローラの周面を清掃している。また、モータにより巻き取りローラを駆動して微速回転させ、ウェブシートの巻き取り及び送り出しを行っている。
For example, in
また、特許文献2では、ウェブシートを巻き取る巻き取りローラを駆動するためにウェブ駆動ソレノイドを用いている。
Moreover, in
しかしながら、ウェブシートによる清掃を採用して、定着用回転部材の汚れを効果的に落とすことができても、特許文献1、2のようにウェブシートの巻き取りローラを微速回転させるためのモータやソレノイドを設けると、ブレードやフェルトと比較して、消費電力の増大やコストの上昇を招いた。
However, even if the cleaning by the web sheet is employed to effectively remove the fixing rotating member, a motor for rotating the web sheet take-up roller at a low speed as in
このため、定着用回転部材を回転させるためのモータを、ウェブシートの巻き取りローラを回転させるためにも兼用することが考えられる。この場合、定着用回転部材と比較すると、ウェブシートの巻き取りローラの回転速度が非常に低いため、大きな減速比が必要となる。 For this reason, it is conceivable that a motor for rotating the fixing rotation member is also used for rotating the web sheet take-up roller. In this case, the rotation speed of the web sheet take-up roller is very low as compared with the fixing rotation member, so that a large reduction ratio is required.
ところが、各定着用回転部材の軸間距離を変更する構成においては、定着用回転部材の軸とウェブシートの巻き取りローラの軸の位置関係も変化するため、1つのモータにより定着用回転部材及びウェブシートの巻き取りローラを共に回転させることができ、かつウェブシートの巻き取りローラの減速比を十分に大きくすることが可能な動力伝達機構を構成することが困難であった。 However, in the configuration in which the distance between the shafts of the fixing rotation members is changed, the positional relationship between the shaft of the fixing rotation member and the shaft of the web sheet take-up roller also changes. It has been difficult to construct a power transmission mechanism that can rotate the web sheet take-up roller together and that can sufficiently increase the reduction ratio of the web sheet take-up roller.
そこで、本発明は、上記従来の問題点に鑑みなされたものであり、1つの駆動源を用いて、定着用回転部材及びウェブシートの巻き取りローラをそれぞれ適宜の回転速度で回転させることができ、かつ定着用回転部材の軸とウェブシートの巻き取りローラの軸との位置関係が変化しても、定着用回転部材及びウェブシートの巻き取りローラを共に回転させることが可能な定着装置及びそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。 Accordingly, the present invention has been made in view of the above-described conventional problems, and the rotation member for fixing and the web sheet take-up roller can be rotated at appropriate rotation speeds using one drive source. And a fixing device capable of rotating both the fixing rotary member and the web sheet take-up roller even if the positional relationship between the axis of the fixing rotary member and the axis of the web sheet take-up roller changes, and the fixing device An object of the present invention is to provide an image forming apparatus including the above.
上記課題を解決するために、本発明の定着装置は、相互に圧接された定着用回転部材及びローラと、前記定着用回転部材及びローラを回転させる回転駆動手段と、前記定着用回転部材又はローラの周面を清掃する清掃ウェブシートを巻き取るか又は送り出す清掃ウェブシート用ローラとを備える定着装置であって、前記回転駆動手段により回転駆動される揺動用カムと、前記清掃ウェブシート用ローラに回転駆動力を伝達する回転伝達手段と、前記回転伝達手段の入力軸に設けられたワンウェイクラッチと、前記ワンウェイクラッチに接続され、前記揺動用カムに摺接するように付勢された揺動レバーと、前記定着用回転部材及びローラをそれぞれ軸支する第1及び第2フレームとを備え、前記定着用回転部材及びローラの圧接状態と圧解状態の切替えが可能となるように前記第1フレームに対して第2フレームが変位可能に支持され、前記揺動用カム及び前記揺動レバーが前記第1及び第2フレームにそれぞれ設けられ、前記第2フレームの変位位置にかかわらず、前記第2フレームの揺動レバーが前記第1フレームの揺動用カムに摺接し、前記回転駆動手段により前記揺動用カムが回転されると、前記揺動用カムに摺接する前記揺動レバーが繰り返し揺動して、前記揺動レバーの揺動が前記ワンウェイクラッチを介して前記回転伝達手段の入力軸に一方向の間欠回転となって伝達され、この間欠回転が前記回転伝達手段を介して前記清掃ウェブシート用ローラに伝達される。 In order to solve the above-described problems, a fixing device according to the present invention includes a fixing rotating member and a roller that are pressed against each other, a rotation driving unit that rotates the fixing rotating member and the roller , and the fixing rotating member or roller. A cleaning web sheet roller that winds or sends out a cleaning web sheet that cleans the peripheral surface of the roller, and includes a swing cam that is rotationally driven by the rotation driving means, and the cleaning web sheet roller. A rotation transmitting means for transmitting a rotational driving force; a one-way clutch provided on an input shaft of the rotation transmitting means; a swing lever connected to the one-way clutch and urged so as to slidably contact the swing cam; , said fixing rotary member and the roller and first and second frames respectively pivotally supported, the pressure contact state of the fixing rotary member and the roller and圧解shape The second frame is supported so as to be displaceable with respect to the first frame, and the swing cam and the swing lever are provided on the first and second frames, respectively. Regardless of the displacement position of the frame, when the swing lever of the second frame is in sliding contact with the swing cam of the first frame and the swing cam is rotated by the rotation driving means, the swing cam slides on the swing cam. The rocking lever in contact with the rocking lever is repeatedly rocked, and the rocking of the rocking lever is transmitted as an intermittent rotation in one direction to the input shaft of the rotation transmitting means via the one-way clutch. It is transmitted to the cleaning web sheet roller through a rotation transmitting means.
このような本発明の定着装置では、第1フレームに対して第2フレームを変位させることにより、つまり定着用回転部材の軸に対してローラの軸を変位させることにより、定着用回転部材及びローラの圧接状態と圧解状態の切替えが可能である。 In such a fixing device of the present invention , the fixing rotation member and the roller are displaced by displacing the second frame with respect to the first frame, that is, by displacing the axis of the roller relative to the axis of the fixing rotation member. It is possible to switch between the pressure contact state and the pressure state.
この場合、揺動レバーと揺動用カムの位置関係も変化することになるが、揺動レバーが揺動用カムに摺接していれば、揺動用カムの回転に伴って揺動レバーが揺動するため、揺動用カムから揺動レバーへと回転駆動力を伝達して、清掃ウェブシート用ローラを回転させることができる。 In this case, the positional relationship between the swing lever and the swing cam also changes. However, if the swing lever is in sliding contact with the swing cam, the swing lever swings with the rotation of the swing cam. Therefore, the rotational driving force can be transmitted from the swing cam to the swing lever to rotate the cleaning web sheet roller.
また、揺動用カムの回転が揺動レバーの揺動となり、揺動レバーの揺動がワンウェイクラッチを介して一方向の間欠回転となって伝達されるため、大きな減速比を得ることができる。 Further, since the rotation of the swing cam becomes the swing of the swing lever, and the swing of the swing lever is transmitted as an intermittent rotation in one direction via the one-way clutch, a large reduction ratio can be obtained.
また、本発明の定着装置においては、前記揺動レバーを前記揺動用カムから離間退避させる退避手段を前記第2フレームに設けている。 In the fixing device of the present invention, the second frame is provided with retracting means for retracting and retracting the swing lever from the swing cam.
揺動レバーが揺動用カムから離間退避されると、揺動レバーが停止するので、清掃ウェブシート用ローラが停止して、清掃ウェブシートの巻き取りや送り出しが停止される。 When the swing lever is moved away from the swing cam, the swing lever stops, so that the cleaning web sheet roller stops, and the cleaning web sheet winding and feeding are stopped.
更に、本発明の定着装置においては、前記揺動レバー、前記ワンウェイクラッチ、前記回転伝達手段、及び前記清掃ウェブシート用ローラは、前記第2フレームに設けられている。 Furthermore, in the fixing device of the present invention, the swing lever, the one-way clutch, the rotation transmission means, and the cleaning web sheet roller are provided on the second frame.
この場合、揺動レバー、ワンウェイクラッチ、回転伝達手段、及び清掃ウェブシート用ローラが第2フレームの第2定着用回転部材と共に変位する。 In this case, the swing lever, the one-way clutch, the rotation transmission means, and the cleaning web sheet roller are displaced together with the second fixing rotation member of the second frame.
次に、本発明の画像形成装置は、上記本発明の定着装置を備えている。このような画像形成装置においても、上記本発明の定着装置と同様の作用効果を奏する。 Next, an image forming apparatus of the present invention includes the fixing device of the present invention. Even in such an image forming apparatus, the same effects as those of the fixing apparatus of the present invention are achieved.
このような本発明によれば、揺動用カムの回転が揺動レバーの揺動(往復回転)となり、揺動レバーの揺動がワンウェイクラッチを介して一方向の間欠回転となって伝達されるため、大きな減速比を得ることができる。 According to the present invention, the rotation of the swing cam is the swing of the swing lever (reciprocal rotation), and the swing of the swing lever is transmitted as an intermittent rotation in one direction via the one-way clutch. Therefore, a large reduction ratio can be obtained.
また、回転駆動手段側の定着用回転部材の軸と回転伝達手段側の清掃ウェブシート用ローラの軸との位置関係が変化して、揺動レバーと揺動用カムとの位置関係が変化しても、揺動レバーが揺動用カムに摺接している限りは、揺動用カムの回転に伴って揺動レバーが揺動して、揺動用カムから揺動レバーへと回転駆動力が伝達され、清掃ウェブシート用ローラが回転する。 Further, the positional relationship between the shaft of the fixing rotation member on the rotation driving means side and the shaft of the cleaning web sheet roller on the rotation transmission means side changes, and the positional relationship between the swing lever and the swing cam changes. As long as the swing lever is in sliding contact with the swing cam, the swing lever swings as the swing cam rotates, and the rotational driving force is transmitted from the swing cam to the swing lever. The cleaning web sheet roller rotates.
以下、本発明の実施形態を添付図面を参照して詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the accompanying drawings.
図1は、本発明の定着装置の一実施形態を適用した画像形成装置の主要部を拡大して示す断面図である。この画像形成装置1は、電子写真法に基づくものであり、感光体ドラム2、転写ベルト3、定着装置4等を備えている。感光体ドラム2は、その表面に光感光層を有するものであって、一定の回転速度で矢印Aの方向に回転駆動されている。この感光体ドラム2の回転に伴い、帯電装置(図示せず)により感光体ドラム2の表面が所定の電位に均一に帯電され、露光装置(図示せず)により感光体ドラム2の表面が露光されて、その表面に静電潜像が形成され、現像装置(図示せず)により感光体ドラム2の表面の静電潜像がトナー像に現像される。
FIG. 1 is an enlarged cross-sectional view showing a main part of an image forming apparatus to which an embodiment of a fixing device of the present invention is applied. The
転写ベルト3は、感光体ドラム2の表面速度と同一の速度で矢印Bの方向に周回駆動されており、感光体ドラム2に圧接されて、相互間にニップ域を形成している。このニップ域には、その下方から搬送されて来た記録用紙Pが導入され、このニップ域で記録用紙Pが搬送されつつ、感光体ドラム2表面のトナー像が記録用紙Pに転写される。転写ベルト3には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス(トナーの帯電極性(−)とは逆極性(+)の高電圧)が印加されている。
The
この記録用紙Pは、上方に搬送されて、定着装置4へと導かれ、ここで加熱及び加圧されて、記録用紙P上のトナー像が定着される。この記録用紙Pは、搬送経路5を通じて更に上方へと搬送され、排紙トレイ(図示せず)等に排出される。
The recording paper P is conveyed upward and guided to the
図2は、本実施形態の定着装置4を示す断面図である。図2に示すように定着装置4は、加圧ローラ11、加熱ローラ12、加熱補助ローラ13、及び加熱ローラ12と加熱補助ローラ13間に架け渡された無端状の定着ベルト14を備えており、加圧ローラ11と加熱ローラ12を定着ベルト14を介して相互に押圧して、定着ベルト14と加圧ローラ11間にニップ域Nを形成している。
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the
加圧ローラ11は、中空軸の外表面に弾性層を設け、この弾性層の外表面に離型層を形成してなる3層構造のローラである。この加圧ローラ11内部(中空軸の内部)には、該ローラ11を加熱する熱源のヒータランプ(ハロゲンランプ)が設けられている。
The
加熱ローラ12は、中空軸の外表面に弾性層を設けたものであるが、弾性層が十分に厚くされている。
The
定着ベルト14は、熱伝導が良好な材質からなる無端状のベルトであって、その外周面に離型層を有する。
The fixing
加熱補助ローラ13は、中空軸の外表面に表層を設けたものであり、加熱補助ローラ13内部(中空軸の内部)には、該ローラ13を加熱する熱源のヒータランプ(ハロゲンランプ)が設けられている。
The
ここで、加熱ローラ12の弾性層が十分に厚くされていることから、加圧ローラ11と加熱ローラ12が定着ベルト14を介して相互に押圧されると、加熱ローラ12の弾性層が大きく凹んで、定着ベルト14と加熱ローラ12間に広いニップ域Nが形成される。各ローラ11、12、13がそれぞれの矢印の方向に回転されると、加熱補助ローラ13により定着ベルト14が加熱されつつニップ域Nを介して周回移動する。この状態で、記録用紙がニップ域Nを通じて搬送されると、記録用紙が定着ベルト14及び加圧ローラ11により加熱及び加圧され、記録用紙上のトナー像が定着される。
Here, since the elastic layer of the
一方、定着装置4は、加圧ローラ11の周面を清掃するクリーニングユニット6を備えている。このクリーニングユニット6は、オイル(シリコンオイル等)を含侵した薄い(100μm厚み前後)布からなるウェブシート21を巻き付けた送り出しローラ22と、ウェブシート21の先端を接続した巻き取りローラ23と、送り出しローラ22から送り出されて巻き取りローラ23へと巻き取られるウェブシート21を架け渡す複数のテンションローラ24と、送り出しローラ22と巻き取りローラ23間でウェブシート21を加圧ローラ11に圧接させる圧接ローラ25とを備えている。圧接ローラ25によりウェブシート21が加圧ローラ11表面に圧接され、ウェブシート21により加圧ローラ11表面に付着している付着トナーが拭きとり除去される。
On the other hand, the fixing
ウェブシート21は、記録用紙の印刷枚数、印刷処理時間、トナーの消費量に応じて、巻き取りローラ23に少しずつ巻き取られて、送り出しローラ22から少しずつ送り出される。これにより、圧接ローラ25と加圧ローラ11間のニップ域におけるウェブシート21の部分が更新されて、ウェブシート21による清掃能力が維持される。
The
ところで、このような定着装置4において、定着用の加圧ローラ11や加熱ローラ12の駆動源を、ウェブシート21の送り出しローラ22や巻き取りローラ23を回転させるためにも兼用することが好ましいが、定着用の各ローラ11、12の回転速度と比較して、ウェブシート21の各ローラ22、23の回転速度が非常に低いため、大きな減速比が必要となる。
By the way, in such a
また、後で詳しく述べるように定着用の各ローラ11、12を圧接させた圧接状態と、定着用の各ローラ11、12間の圧力を解除した圧解状態とを切替えて設定するべく、定着用の各ローラ11、12の軸間距離を変更している。そして、この軸間距離の変更に伴い、定着用の各ローラ11、12の軸とウェブシート21の各ローラ22、23の軸との位置関係も変化するが、この位置関係が変化しても、これらのローラ11、12、22、23を共に回転させる必要がある。例えば、厚手の封書等を印刷するときには、定着用の各ローラ11、12間を圧解状態に設定するが、このときにも加圧ローラ11の周面を清掃するべく、定着用の各ローラ11、12だけではなく、ウェブシート21の各ローラ22、23をも回転させるのが好ましい。
Further, as will be described in detail later, in order to switch and set a pressure contact state in which the fixing
そこで、本実施形態では、画像形成装置の駆動源により定着装置4の定着用の各ローラ11、12を回転駆動し、カム、揺動レバー、及びワンウェイクラッチを用いることにより、定着用の各ローラ11、12の回転を大幅に減速してウェブシート21の各ローラ22、23に伝達し、かつ定着用の各ローラ11、12の軸間距離の変化にかかわらず、定着用の各ローラ11、12及びウェブシート21の各ローラ22、23を共に回転させている。
Therefore, in the present embodiment, the fixing
次に、そのようなカム、揺動レバー、及びワンウェイクラッチを用いた回転駆動機構を詳しく説明する。 Next, the rotation drive mechanism using such a cam, a swing lever, and a one-way clutch will be described in detail.
図3は、加圧ローラ11の軸11a、加熱ローラ12の軸12a、加熱補助ローラ13の軸13a、送り出しローラ22の軸22a、巻き取りローラ23の軸23a、各テンションローラ24、及び圧接ローラ25の軸25aの位置関係を模式的に示す側面図である。
3 shows the
また、図4は、加圧ローラ11の軸11a、加熱ローラ12の軸12a、送り出しローラ22の軸22a、巻き取りローラ23の軸23aに固定されたそれぞれのギア11G、12G、22G、23Gと、各ギア11G、12G、22G、23Gに回転を伝達する他のギア等を模式的に示す側面図である。
4 shows the
ここで、定着装置4の定着用の各ローラ11、12やウェブシート21の各ローラ22、23の駆動源は、画像形成装置1側に設けられており、定着装置4が画像形成装置1に着脱自在に装着されたときに、画像形成装置1側の回転駆動されている出力軸のギア(図示せず)が定着装置4の入力軸の入力ギア31Gに歯合して、入力ギア31Gが回転駆動される。
Here, the driving sources of the fixing
入力ギア31Gが回転駆動されると、入力ギア31Gに固定の小ギア31gが回転駆動され、小ギア31gに歯合する加圧ローラ11のギア11Gが矢印方向に回転して、加圧ローラ11も同方向に回転する。
When the
また、入力ギア31Gが回転駆動されると、入力ギア31Gに歯合するギヤ32G及び該ギヤ32Gに固定の小ギア32gが回転し、小ギア32gに歯合する加熱ローラ12のギア12Gが矢印方向に回転する。ギア12Gと加熱ローラ12の軸12aとの間にはワンウェイクラッチ(図示せず)が介在している。加圧ローラ11の回転駆動力が定着ベルト14を介して加熱ローラ12に伝達され、加熱ローラ12が従動回転している限りは、ギア12Gからワンウェイクラッチを介して加熱ローラ12の軸12aへと回転トルクが伝達されず、定着ベルト14もしくは加熱ローラ12がスリップして、加熱ローラ12の回転速度が低下したときにだけ、ワンウェイクラッチがロックし、ギア12Gからワンウェイクラッチを介して加熱ローラ12の軸12aへと回転トルクが伝達され、加熱ローラ12の回転遅れが防止される。
When the
また、加圧ローラ11の周面の速度と定着ベルト14の周面の速度とが略同一に設定され、加圧ローラ11と定着ベルト14間のニップ域Nを通じて、記録用紙が上方向に搬送される。
Further, the speed of the peripheral surface of the
更に、ギヤ32Gに歯合するギア33G及び該ギヤ33Gに固定の小ギア33gが回転し、小ギア33gに歯合するギア34Gが回転し、ギア34Gに歯合するカムギア35Gが回転し、カムギア35Gに固定の揺動用カム36が矢印方向に回転する。
Further, the
揺動レバー37は、バネ38により軸39周りで反時計回り方向に付勢されて、揺動用カム36の周面に当接している。揺動レバー37と軸39との間には、揺動レバー37の時計周り方向の回転のみを軸39に伝達する第1ワンウェイクラッチ41が介在している。
The
バネ38により揺動レバー37が付勢されて揺動用カム36に当接していることから、揺動用カム36が回転すると、揺動レバー37が矢印Cに示すように揺動(往復回転)し、この揺動に伴い、揺動レバー37の時計回り方向の回転のみが第1ワンウェイクラッチ41を通じて軸39に伝達され、軸39が時計回り方向に間欠回転する。例えば、揺動用カム36が1回転する度に、軸39が7.5°〜15°程度回転する。この揺動用カム36と揺動レバー37の組み合わせにより、大きな減速比が得られている。
Since the
軸39の回転は、回転伝達ユニットGUで更に減速されつつ、ギア23Gに伝達され、巻き取りローラ23が矢印の方向に微速回転する。これにより、巻き取りローラ23にウェブシート21が少しずつ巻き取られ、送り出しローラ22からウェブシート21が少しずつ送り出され、送り出しローラ22が従動回転する。
The rotation of the
図5は、回転伝達ユニットGUの構成を模式的に示す正面図である。この回転伝達ユニットGUでは、揺動レバー37と軸39の一端との間に第1ワンウェイクラッチ41が介在している。また、軸39の他端が第2ワンウェイクラッチ42で軸支され、第2ワンウェイクラッチ42が回転伝達ユニットGUのフレームに固定されている。
FIG. 5 is a front view schematically showing the configuration of the rotation transmission unit GU. In the rotation transmission unit GU, a first one-way clutch 41 is interposed between the
先に述べたように揺動レバー37の時計回り方向の回転のみが第1ワンウェイクラッチ41を通じて軸39に伝達されるが、このときには第2ワンウェイクラッチ42がフリーとなって、軸39が時計回り方向に回転する。また、揺動レバー37が反時計回り方向に回転して戻るときには、第1ワンウェイクラッチ41がフリーとなるが、反時計回り方向の僅かな回転トルクが第1ワンウェイクラッチ41を介して軸39に伝達されて、反時計回り方向に軸39が回転する可能性があることから、第2ワンウェイクラッチ42により軸39の反時計回り方向の回転を禁止している。従って、第1及び第2ワンウェイクラッチ41、42の組み合わせにより、軸39が時計回り方向に確実に間欠回転するようにされている。
As described above, only the clockwise rotation of the
また、軸39には、5個のギア44g、45G、45g、46G、46gが設けられている。小ギア44gは、軸39に固定されて、軸39と共に回転する。ギア45G及び小ギア45gは、相互に固定されて、軸39周りで回転自在に支持されている。ギア46G及び小ギア46gも、相互に固定されて、軸39周りで回転自在に支持されている。
The
巻き取りローラ23の軸23aにも、5個のギア47G、47g、48G、48g、23Gが設けられている。ギア23Gは、巻き取りローラ23の軸23aに固定されて、巻き取りローラ23の軸23aと共に回転する。ギア47G及び小ギア47gは、相互に固定されて、軸23a周りで回転自在に支持されている。ギア48G及び小ギア48gも、相互に固定されて、軸23a周りで回転自在に支持されている。
The
軸39の各ギア44g、45G、45g、46G、46gと軸23aの各ギア47G、47g、48G、48g、23Gがそれぞれ歯合している。軸39が時計回り方向に回転すると、軸39に固定の小ギア44gが回転し、この回転がギア47G及び小ギア47g→ギア45G及び小ギア45g→ギア48G及び小ギア48g→ギア46G及び小ギア46g→ギア23Gと伝達されて減速され、ギア23G及び該ギア23Gに固定の軸23aが微速回転し、巻き取りローラ23も矢印方向(図3に示す)に微速回転する。
The
更に、ギア23Gが回転すると、ギア23Gに歯合する小ギア51g及び該小ギア51gに固定のギア51Gが回転し、ギア51Gに歯合する小ギア(図示せず)及び該小ギアに固定のギア52Gが回転し、ギア52Gに歯合するギア22Gが回転する。ギア22Gは、第3ワンウェイクラッチ43と共に矢印方向(図4に示す)に回転する。
Further, when the
この第3ワンウェイクラッチ43は、ギア22Gと送り出しローラ22の軸22aとの間に介在し、送り出しローラ22の軸22a周りで矢印方向(図4に示す)にフリー回転する。このため、ギア22G及び第3ワンウェイクラッチ43が矢印方向に回転しても、ギア22Gから第3ワンウェイクラッチ43を介して送り出しローラ22の軸22aへと矢印方向の回転トルクが伝達されることはなく、送り出しローラ22が回転駆動されることもなく、巻き取りローラ23へのウェブシート21の巻き取りに追従して、送り出しローラ22からウェブシート21が送り出され、送り出しローラ22が従動回転するだけである。
The third one-way clutch 43 is interposed between the
また、巻き取りローラ23におけるウェブシート21の巻径が太く、送り出しローラ22におけるウェブシート21の巻径が細くなると、巻き取り速度及び送り出し速度が速くなって、送り出しローラ22の従動回転速度が速くなるので、巻き取りローラ23の軸23aから第3ワンウェイクラッチ43までの間で回転速度が増速されている。このため、巻き取り速度及び送り出し速度が速くなったときには、第3ワンウェイクラッチ43も速く回転し、送り出しローラ22の従動回転が維持される。
Further, when the winding diameter of the
第3ワンウェイクラッチ43は、例えばウェブシート21が加圧ローラ11に巻き込まれたときに、矢印方向の軸22aの回転でロックして、送り出しローラ22からのウェブシート21の過度の送り出しを防止するために設けられている。
For example, when the
図6(a)は、定着装置4及び回転伝達ユニットGUのフレーム構成を模式的に示す側面図である。図6(a)に示すように定着装置4は、第1フレーム61及び第2フレーム62を有し、また回転伝達ユニットGUは、ユニットフレーム63を有している。
FIG. 6A is a side view schematically showing the frame configuration of the fixing
第1フレーム61では、加熱ローラ12の軸12a及び加熱補助ローラ13の軸13aが支持され、また各ギア31G、32G、32g(図3に示す)、33G、33g(図3に示す)、34G、35Gが軸支されている。
In the
第2フレーム62では、加圧ローラ11の軸11aが支持されている。第2フレーム62は、入力ギア31の軸31aの部位で第1フレーム61に連結され、入力ギア31の軸31a周りで矢印Dに示すように往復回転可能である。この往復回転角度は、3.5°程度である。
In the
ユニットフレーム63では、回転伝達ユニットGUが支持されている。ユニットフレーム63は、第2フレーム62の左側壁部に着脱自在に固定される。
In the
ここで、通常は、図6(a)に示すようにバネ(図示せず)により第2フレーム62が入力ギア31の軸31a周りで時計回り方向に付勢され、第2フレーム62側の加圧ローラ11の軸11aが第1フレーム61側の加熱ローラ12の軸12aに接近して、加圧ローラ11と加熱ローラ12が定着ベルト14を介して相互に押圧され、定着ベルト14と加圧ローラ11間にニップ域Nが形成される。この状態が圧接状態である。
Here, normally, as shown in FIG. 6A, the
この圧接状態は、通常の厚さの記録用紙を定着ベルト14と加圧ローラ11間のニップ域Nに挟み込んで、記録用紙上のトナー像を定着するときに設定される。
This pressure contact state is set when a recording sheet having a normal thickness is sandwiched in a nip area N between the fixing
また、図6(b)に示すようにバネの付勢力に抗して、第2フレーム62が入力ギア31の軸31a周りで反時計回り方向に回転移動されると、第2フレーム62側の加圧ローラ11の軸11aが第1フレーム61側の加熱ローラ12の軸12aからより離れて、加熱ローラ12と定着ベルト14が僅かに接触する状態となる。この状態が圧解状態である。
6B, when the
圧解状態では、加圧ローラ11の軸11aが加熱ローラ12の軸12aからより離れるだけではなく、加熱ローラ12の軸12aに対して巻き取りローラ23の軸23aも変位する。
In the pressed state, not only the
この圧解状態は、厚手の封書等を印刷するときに設定される。圧解状態であれば、厚手の封書等を定着ベルト14と加熱ローラ12間に挟みこんだときに、封書に適宜な圧力と熱を加えて、封書上のトナー像を良好に定着することができる。
This uncompressed state is set when printing a thick sealed letter or the like. In the compressed state, when a thick sealed letter or the like is sandwiched between the fixing
また、圧解状態は、印刷及び定着を行わないときにも設定される。圧接状態では、加圧ローラ11と加熱ローラ12が定着ベルト14を介して相互に押圧され、加熱ローラ12の弾性層が大きく凹むので、このまま加熱ローラ12を長時間放置しておくと、加熱ローラ12が変形して、これが定着不良の原因となる。このため、印刷及び定着を行わないときには、圧解状態を設定して、加熱ローラ12の弾性層に凹みが生じないようにする。
The compressed state is also set when printing and fixing are not performed. In the pressure contact state, the
図6(a)、(b)から明らかなように、圧接状態及び圧解状態の切替えに際しては、第2フレーム62が入力ギア31の軸周りで回転移動するだけであるから、この切替えにより入力ギア31と加圧ローラ11のギア11Gとの軸間距離が変化することはなく、入力ギア31とギア11Gとの歯合状態が維持され、また入力ギア31とギア32Gとの軸間距離も変化することはなく、入力ギア31とギア32Gとの歯合状態が維持される。このため、圧接状態及び圧解状態のいずれが設定されているかにかかわらず、加圧ローラ11及び加熱ローラ12を回転させることができ、記録用紙や封書の定着処理が可能である。
As apparent from FIGS. 6A and 6B, when the pressure contact state and the pressure disengagement state are switched, the
ただし、圧接状態及び圧解状態の切替えにより加熱ローラ12の軸12aと巻き取りローラ23の軸23aとの位置関係が変化し、揺動用カム36と揺動レバー37との位置関係も変化する。
However, the positional relationship between the
ところが、圧接状態及び圧解状態のいずれが設定されても、バネ38により揺動レバー37が軸39周りで反時計回り方向に付勢されて、揺動レバー37が揺動用カム36の周面に当接する。このため、圧接状態及び圧解状態のいずれが設定されているかにかかわらず、加圧ローラ11及び加熱ローラ12の回転に伴い、揺動用カム36が回転すると、揺動レバー37が揺動して、巻き取りローラ23及び送り出しローラ22が微速回転し、ウェブシート21による加圧ローラ11表面の清掃が可能である。
However, regardless of whether the pressure contact state or the pressure disengagement state is set, the
更に、図6(c)に示すようにユニットフレーム63は、第2フレーム62の左側壁部に対して取外し可能に装着されており、ユニットフレーム63を交換することが可能である。
Further, as shown in FIG. 6C, the
次に、揺動用カム36及び揺動レバー37の動作について詳しく説明する。図7(a)は、図6(a)に示すよう加圧ローラ11と加熱ローラ12が定着ベルト14を介して相互に押圧された圧接状態での揺動用カム36及び揺動レバー37の周辺機構を模式的に示す側面図である。
Next, operations of the
図7(a)に示すように揺動レバー37と軸39との間には第1ワンウェイクラッチ41が介在し、バネ38により揺動レバー37が軸39周りで反時計回り方向に付勢されて揺動用カム36の周面に当接している。揺動用カム36が回転すると、揺動レバー37が矢印Cに示すように揺動(往復回転)し、揺動レバー37の時計回り方向の回転のみが第1ワンウェイクラッチ41を通じて軸39に伝達され、軸39が時計回り方向に間欠回転する。
As shown in FIG. 7A, the first one-way clutch 41 is interposed between the
また、L字型の制御レバー71は、ユニットフレーム63における軸71aで回転自在に軸支されており、制御レバー71の一端裏側にピン71bが内側に向いて突設され、このピン71bが揺動レバー37右側の枠部37a内側に差し込まれている。この枠部37aが制御レバー71のピン71bに引っ掛かって、制御レバー71のピン71bにより揺動レバー37の上方への動きが規制されるようになっている。
Further, the L-shaped
制御レバー71中央にはフォーク部71cが設けられており、プランジャー72先端を上方から見ると、フォーク部71cの内側にプランジャー72のくびれ部72aが挟み込まれている。プランジャー72は、ソレノイド73中央の孔に挿入されており、ソレノイド73の消勢状態では、バネ74によりプランジャー72が上方に付勢されてソレノイド73から突出し、またソレノイド73の付勢状態では、プランジャー72がバネ74の付勢力に抗してソレノイド73内側に引き込まれる。
A
ソレノイド73が付勢されて、プランジャー72がソレノイド73内側に引き込まれると、プランジャー72のくびれ部72aを挟み込む制御レバー71のフォーク部71cが引き下げられて、制御レバー71が軸71aを中心にして反時計回りに回転し、制御レバー71のピン71bが上昇する。これにより、揺動レバー37右側の枠部37aがピン71bに突き当たるまで揺動レバー37の反時計周り方向の回転が可能になり、揺動レバー37の揺動が可能になる。
When the
このとき、バネ38の付勢力により揺動レバー37が反時計回りに回転し、揺動レバー37が揺動用カム36の周面に当接する。そして、図7(a)〜図7(d)に示すようにカムギア35G及び揺動用カム36が回転すると、揺動レバー37が揺動用カム36の周面に追従して上下に揺動する。
At this time, the oscillating
図6(a)に示すように加圧ローラ11と加熱ローラ12が定着ベルト14を介して相互に押圧された圧接状態では、図8(a)に示すように制御レバー71のピン71bが揺動用カム36に接近して、ピン71bにより規制される揺動レバー37の揺動角度範囲が広くなるため、揺動レバー37の揺動角度が15°と大きくなる。
In the pressure contact state where the
また、図6(b)に示すような圧解状態では、図8(b)に示すように制御レバー71のピン71bが揺動用カム36から離れて、ピン71bにより規制される揺動レバー37の揺動角度範囲が狭くなり、揺動レバー37の揺動角度が7.5°と小さくなる。
6B, the
圧接状態及び圧解状態のいずれにおいても、カムギア35G及び揺動用カム36が回転すると、揺動レバー37が揺動用カム36の周面に追従して上下に揺動するため、巻き取りローラ23にウェブシート21が巻き取られ、送り出しローラからウェブシート21が送り出される。
In either the pressure contact state or the pressure disengagement state, when the
また、図9に示すようにソレノイド73が消勢され、プランジャー72がソレノイド73から突出すると、プランジャー72のくびれ部72aを挟み込む制御レバー71のフォーク部71cが押し上げられて、制御レバー71が軸71aを中心にして時計回りに回転し、制御レバー71のピン71bが下方に移動する。このとき、ピン71bは、揺動レバー37右側の枠部37aに引っ掛かって、揺動レバー37右側を引き下げ、バネ38の付勢力に抗して揺動レバー37を時計回りに回転させる。これにより、揺動レバー37が揺動用カム36の周面から離間される。
9, when the
このように揺動レバー37が揺動用カム36の周面から離間した状態では、揺動用カム36が回転しても、揺動レバー37の停止した状態が維持される。
When the
例えば、画像形成装置1の電源投入時のウォームアップ期間や待機期間においては、定着用の各ローラ11、12を回転させても、ウェブシート21の巻き取りや送り出しを行う必要がないため、揺動レバー37を揺動用カム36の周面から離間させて、揺動レバー37を停止させ、送り出しローラ22や巻き取りローラ23を停止させる。また、巻き取りローラ23におけるウェブシート21の巻径が大きくなって、巻き取りローラ23への巻き取り速度が速くなると、ウェブシート21の巻き取り量及び送り出し量が多くなり過ぎるので、揺動レバー37の停止期間を設定して、ウェブシート21の巻き取りや送り出しを休止し、ウェブシート21の巻き取り量を調節する。
For example, during the warm-up period and standby period when the
このように本実施形態の定着装置4では、揺動用カム36の回転が揺動レバー37の揺動となり、揺動レバー37の揺動が第1ワンウェイクラッチ41を介して一方向の間欠回転となって伝達されるため、大きな減速比を得ることができる。
Thus, in the
また、第1フレーム61に対して第2フレーム62が変位して、加熱ローラ12の軸12aに対して巻き取りローラ23の軸23aが変位し、揺動用カム36と揺動レバー37との位置関係が変化しても、揺動レバー37が揺動用カム36に摺接していることから、揺動用カム36の回転に伴って揺動レバー37が揺動し、揺動用カム36から揺動レバー37へと回転駆動力が伝達されて、巻き取りローラ23を回転させることができる。
Further, the
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について説明したが、本発明は係る例に限定されないことは言うまでもない。当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと解される。 As mentioned above, although preferred embodiment of this invention was described referring an accompanying drawing, it cannot be overemphasized that this invention is not limited to the example which concerns. It will be apparent to those skilled in the art that various changes and modifications can be made within the scope of the claims, and these are naturally within the technical scope of the present invention. It is understood.
例えば、上記実施形態では、加圧ローラ11と加熱ローラ12を定着ベルト(定着用回転部材)14を介して相互に押圧させているが、加圧ローラ(定着用回転部材もしくはローラ)11と加熱ローラ(定着用回転部材もしくはローラ)12を相互に直接圧接させる構成においても、本発明を適用することができる。
For example, in the above-described embodiment, the
1 画像形成装置
2 感光体ドラム
3 転写ベルト
4 定着装置
11 加圧ローラ
12 加熱ローラ
13 加熱補助ローラ
14 定着ベルト(定着用回転部材)
21 ウェブシート
22 送り出しローラ
23 巻き取りローラ
24 テンションローラ
25 圧接ローラ
36 揺動用カム
37 揺動レバー
38 バネ
41 第1ワンウェイクラッチ
42 第2ワンウェイクラッチ
43 第3ワンウェイクラッチ
61 第1フレーム
62 第2フレーム
63 ユニットフレーム
GU 回転伝達ユニット
DESCRIPTION OF
21
Claims (4)
前記回転駆動手段により回転駆動される揺動用カムと、
前記清掃ウェブシート用ローラに回転駆動力を伝達する回転伝達手段と、
前記回転伝達手段の入力軸に設けられたワンウェイクラッチと、
前記ワンウェイクラッチに接続され、前記揺動用カムに摺接するように付勢された揺動レバーと、
前記定着用回転部材及びローラをそれぞれ軸支する第1及び第2フレームとを備え、
前記定着用回転部材及びローラの圧接状態と圧解状態の切替えが可能となるように前記第1フレームに対して第2フレームが変位可能に支持され、前記揺動用カム及び前記揺動レバーが前記第1及び第2フレームにそれぞれ設けられ、前記第2フレームの変位位置にかかわらず、前記第2フレームの揺動レバーが前記第1フレームの揺動用カムに摺接し、
前記回転駆動手段により前記揺動用カムが回転されると、前記揺動用カムに摺接する前記揺動レバーが繰り返し揺動して、前記揺動レバーの揺動が前記ワンウェイクラッチを介して前記回転伝達手段の入力軸に一方向の間欠回転となって伝達され、この間欠回転が前記回転伝達手段を介して前記清掃ウェブシート用ローラに伝達されることを特徴とする定着装置。 A fixing rotating member and a roller that are pressed against each other, a rotation driving unit that rotates the fixing rotating member and the roller, and a cleaning web sheet that cleans the peripheral surface of the fixing rotating member or the roller is wound or sent out. A fixing device comprising a cleaning web sheet roller,
A swing cam that is rotationally driven by the rotational drive means;
Rotation transmission means for transmitting a rotational driving force to the cleaning web sheet roller;
A one-way clutch provided on the input shaft of the rotation transmitting means;
A swing lever connected to the one-way clutch and urged to slidably contact the swing cam;
A first frame and a second frame that pivotally support the fixing rotation member and the roller, respectively.
The second frame is supported so as to be displaceable with respect to the first frame so that the pressure contact state and the pressure disengagement state of the fixing rotation member and the roller can be switched, and the swing cam and the swing lever are Provided on each of the first and second frames, regardless of the displacement position of the second frame, the swing lever of the second frame is in sliding contact with the swing cam of the first frame;
When the rocking cam is rotated by the rotation driving means, the rocking lever slidably contacting the rocking cam repeatedly rocks, and the rocking lever swings through the one-way clutch to transmit the rotation. The fixing device is transmitted to the input shaft of the means as intermittent rotation in one direction, and the intermittent rotation is transmitted to the cleaning web sheet roller via the rotation transmission means.
前記揺動レバーを前記揺動用カムから離間退避させる退避手段を前記第2フレームに設けたことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1 ,
The fixing device according to claim 1, wherein a retracting means for separating and retracting the swing lever from the swing cam is provided in the second frame.
前記揺動レバー、前記ワンウェイクラッチ、前記回転伝達手段、及び前記清掃ウェブシート用ローラは、前記第2フレームに設けられたことを特徴とする定着装置。 The fixing device according to claim 1 , wherein:
The fixing device according to claim 1, wherein the swing lever, the one-way clutch, the rotation transmitting unit, and the cleaning web sheet roller are provided on the second frame.
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