JP5831004B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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本発明は、定着装置および画像形成装置に関し、特に、熱ローラ定着方式による定着装置および当該定着装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a fixing device and an image forming apparatus, and more particularly, to a fixing device using a heat roller fixing method and an image forming apparatus including the fixing device.
プリンタ、複写機等の画像形成装置において、トナー画像を記録シートに定着させる定着装置として多く採用されている熱ローラ定着方式のものは、加圧ローラと円筒状をした加熱ローラとを有する。
加熱ローラの中空部には、ヒータランプ等の熱源が設けられており、これにより加熱ローラの外周面を内周面側から加熱する。加熱ローラと平行に設けられた加圧ローラは、加熱ローラに押圧され、加熱ローラとの間でニップを形成する。そして、当該ニップに未定着状態のトナー画像が形成された記録シートを通過させることにより、加熱ローラ外周面から伝導される熱エネルギーと加圧ローラによる圧力の作用によって定着が行われる。
In an image forming apparatus such as a printer or a copying machine, a heat roller fixing method that is widely used as a fixing device for fixing a toner image on a recording sheet includes a pressure roller and a cylindrical heating roller.
A heat source such as a heater lamp is provided in the hollow portion of the heating roller, thereby heating the outer peripheral surface of the heating roller from the inner peripheral surface side. The pressure roller provided in parallel with the heating roller is pressed by the heating roller and forms a nip with the heating roller. Then, by passing a recording sheet on which an unfixed toner image is formed in the nip, fixing is performed by the action of heat energy conducted from the outer peripheral surface of the heating roller and pressure by the pressure roller.
一般的に、加熱ローラの両端は、金属製のころがり軸受によって回転自在に支持されている。しかし、金属製のころがり軸受は熱伝導性が高いため、当該軸受を介して熱が逃げてしまう。すなわち、本来、トナー画像の定着に使用されるべき熱が無駄になる上、前記軸受を介して熱伝導されることにより、加熱の必要のない定着装置部分も加熱されることになる。 Generally, both ends of the heating roller are rotatably supported by metal rolling bearings. However, since a metal rolling bearing has high thermal conductivity, heat escapes through the bearing. That is, the heat that should be originally used for fixing the toner image is wasted, and the portion of the fixing device that does not need to be heated is also heated by conducting heat through the bearing.
そこで、近年の省エネルギーの要請から、加熱ローラに与えられた熱を有効に利用すべく、加熱ローラの両端を合成樹脂製のすべり軸受で支持することが考えられる。
これによれば、加熱ローラは、金属製のころがり軸受よりも熱伝導性の低い合成樹脂製すべり軸受で支持されるため、当該すべり軸受を介して浪費される熱が少なくなるので、加熱ローラに与えられた熱のより多くをトナー画像の定着に用いることが可能となり、熱の有効利用が図られる。
In view of the recent demand for energy saving, it is conceivable that both ends of the heating roller are supported by synthetic resin plain bearings in order to effectively use the heat applied to the heating roller.
According to this, since the heating roller is supported by the synthetic resin sliding bearing having lower thermal conductivity than the metal rolling bearing, the heat wasted through the sliding bearing is reduced. More of the applied heat can be used for fixing the toner image, and the heat can be effectively used.
ところで、良好な熱定着を実現するため、加圧ローラは、例えば400[N]といった大きな押圧力で加熱ローラに押圧されており、加熱ローラ両端のすべり軸受が当該押圧力(ラジアル荷重)を受け止める。すべり軸受は、前記ラジアル荷重をその内周面の半周で受け止めるが、当該半周の内でもその周方向中央部分に荷重が集中する。この状態で、加熱ローラが回転するため、荷重が集中する前記中央部分の摩耗の進行がその他の部分よりも早くなる。その結果、すべり軸受の内周面の横断面は、円形から徐々に歪んでいき、加熱ローラの滑らかな回転が阻害されてしまう。 By the way, in order to realize good heat fixing, the pressure roller is pressed against the heating roller with a large pressing force of, for example, 400 [N], and the sliding bearings at both ends of the heating roller receive the pressing force (radial load). . The plain bearing receives the radial load in a half circumference of the inner peripheral surface, but the load is concentrated in the central portion in the circumferential direction within the half circumference. In this state, since the heating roller rotates, the progress of wear of the central portion where the load is concentrated becomes faster than the other portions. As a result, the cross section of the inner peripheral surface of the slide bearing gradually distorts from a circular shape, and the smooth rotation of the heating roller is hindered.
本発明は、上記した課題に鑑み、すべり軸受内面の歪みが可能な限り低減でき、もって、加熱ローラの円滑な回転を確保できる定着装置、および当該定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 In view of the above-described problems, the present invention provides a fixing device that can reduce the distortion of the inner surface of the slide bearing as much as possible, and can ensure smooth rotation of the heating roller, and an image forming apparatus including the fixing device. With the goal.
上記の目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、熱源を内蔵する加熱ローラに加圧部材を押圧してニップ部を形成し、当該ニップ部に通紙させることによって記録シート上のトナー像を当該記録シートに定着させる定着装置において、前記加熱ローラはすべり軸受を介して支持体に軸支されると共に、前記加圧部材を前記加熱ローラに押圧した押圧状態と前記加圧部材を前記加熱ローラから離間した離間状態とに切り替える押圧・離間機構と、前記すべり軸受を前記支持体に対しその軸心周りに所定の角度回動させ、前記すべり軸受の周方向における部位を回動前後で異ならせる回動手段とを有し、前記回動手段は、前記押圧・離間機構が、前記押圧状態から離間状態に切り替えるタイミングで、前記すべり軸受を回動させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a fixing device according to the present invention forms a nip portion by pressing a pressure member against a heating roller having a built-in heat source, and allows the toner on the recording sheet to pass through the nip portion. in the fixing device for fixing an image on the recording sheet, the heating roller is pivotally supported on the support via a slide bearing Rutotomoni, wherein the pressure member pressing state of pressing the heating roller the pressure member wherein A pressing / separating mechanism that switches to a separated state separated from the heating roller, and the slide bearing is rotated by a predetermined angle around its axis with respect to the support body, and a portion in the circumferential direction of the slide bearing is rotated before and after the rotation. and a rotating means for varying the rotating means, the pressing-spacing mechanism, the timing of switching to the separated state from the pressing state, especially that rotating the slide bearing To.
また、前記回動手段は、前記すべり軸受の外周面の周方向に形成された歯列からなる爪車と、前記爪車と噛み合う爪と、を有し、前記爪が前記加圧部材の押圧・離間動作に連動して移動し、前記爪車を回動させることを特徴とする。 Further, the rotating means has a claw wheel formed of a tooth row formed in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the slide bearing, and a claw meshing with the claw wheel, and the claw presses the pressure member. -It moves in conjunction with the separation operation to rotate the claw wheel.
この場合に、前記爪は前記加圧部材の離間動作に伴い、前記歯列に係合して前記爪車を所定の角度分回動させるとともに、前記爪は押圧動作に伴い前記歯列を乗り越えたのちにストッパーとして前記歯列に係合することを特徴とする。
また、前記爪車に形成された歯の数をT個、1回当たりの回動角度を前記爪車の歯数にしてt個、とした場合、Tとtとは、Tがtよりも大きく、かつTはtで割り切れない関係にあることを特徴とする。
In this case, the claw engages with the tooth row in accordance with the separation operation of the pressure member and rotates the claw wheel by a predetermined angle, and the claw gets over the tooth row with the pressing operation. After that, it is engaged with the dentition as a stopper.
Further, when the number of teeth formed on the ratchet wheel is T, and the rotation angle per rotation is t, where the number of teeth of the ratchet wheel is t, T and t are as follows. It is characterized in that it is large and T is indivisible by t.
また、本発明は、熱源を内蔵する加熱ローラに加圧部材を押圧してニップ部を形成し、当該ニップ部に通紙させることによって記録シート上のトナー像を当該記録シートに定着させる定着装置において、前記加熱ローラはすべり軸受を介して支持体に軸支されており、前記すべり軸受を前記支持体に対しその軸心周りに所定の角度回動させ、前記すべり軸受の周方向における部位を回動前後で異ならせる回動手段と、前記加圧部材を前記加熱ローラに押圧した押圧状態と前記加圧部材を前記加熱ローラから離間した離間状態とに切り替える押圧・離間機構と、前記ニップ部を通過した記録シートの枚数をカウントするカウント手段とを有し、前記回動手段は、モータと、前記モータの動力を前記すべり軸受に伝達する動力伝達機構と、前記モータの回転制御を行う制御手段とを含み、前記制御手段は、前記カウント手段によるカウント枚数が所定枚数以上であって、かつ、前記加圧部材が前記離間状態となる毎に、前記すべり軸受を回動させることを特徴とする。Further, the present invention provides a fixing device that fixes a toner image on a recording sheet by forming a nip portion by pressing a pressure member against a heating roller having a built-in heat source and passing the nip portion through the nip portion. The heating roller is pivotally supported on a support via a slide bearing, and the slide bearing is rotated by a predetermined angle around its axis with respect to the support, so that a portion in the circumferential direction of the slide bearing is defined. Rotating means for making the difference before and after rotation, a pressing / separating mechanism for switching between a pressing state in which the pressing member is pressed against the heating roller and a separating state in which the pressing member is separated from the heating roller, and the nip portion Counting means for counting the number of recording sheets that have passed through, and the rotating means includes a motor, a power transmission mechanism for transmitting the power of the motor to the slide bearing, and the module. Control means for performing rotation control of the motor, and the control means is configured such that each time the number of sheets counted by the counting means is equal to or greater than a predetermined number and the pressure member is in the separated state, It is made to rotate.
さらに、本発明は、熱源を内蔵する加熱ローラに加圧部材を押圧してニップ部を形成し、当該ニップ部に通紙させることによって記録シート上のトナー像を当該記録シートに定着させる定着装置において、前記加熱ローラはすべり軸受を介して支持体に軸支されており、前記加圧部材を前記加熱ローラに押圧した押圧状態と前記加圧部材を前記加熱ローラから離間した離間状態とに切り替える押圧・離間機構と、前記加圧部材が前記離間状態にあるとき、前記すべり軸受を前記支持体に対しその軸心周りに所定の角度回動させ、前記すべり軸受の周方向における部位を回動前後で異ならせる回動手段とを有し、前記回動手段は、モータと、前記モータの動力を前記すべり軸受に伝達する動力伝達機構と、前記モータの回転制御を行う制御手段とを含み、前記動力伝達機構は、前記すべり軸受の外周面の周方向に形成された歯列からなるウォームホイールと、前記ウォームホイールと歯合して当該ウォームホイールを回転させるウォームと、を含むことを特徴とする。 Furthermore, the present invention provides a fixing device for fixing a toner image on a recording sheet to the recording sheet by forming a nip portion by pressing a pressure member against a heating roller incorporating a heat source, and passing the nip portion through the nip portion. The heating roller is pivotally supported by a support via a slide bearing, and is switched between a pressing state in which the pressing member is pressed against the heating roller and a separated state in which the pressing member is separated from the heating roller. When the pressing / separating mechanism and the pressurizing member are in the separated state, the sliding bearing is rotated by a predetermined angle around its axis with respect to the support, and a portion in the circumferential direction of the sliding bearing is rotated. Rotating means for making the front and rear different, and the rotating means includes a motor, a power transmission mechanism for transmitting the power of the motor to the slide bearing, and a control means for controlling the rotation of the motor. Wherein the said power transmission mechanism that includes a worm wheel made of teeth which are formed in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the sliding bearing, a worm for rotating the worm wheel engaged said worm wheel and the teeth, the It is characterized by.
また、前記回動手段は、前記加圧部材の加圧力によるラジアル荷重が最も大きく作用する前記すべり軸受の荷重集中部位が、回動前後で異なる位置となるように、前記すべり軸受を回動させることを特徴とする。
上記の目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、電子写真方式で記録シート上に画像を形成する画像形成装置であって、記録シート上に形成されたトナー像の定着装置として、上記した定着装置を備えたことを特徴とする。
Further, the rotating means rotates the slide bearing so that a load concentration portion of the slide bearing where the radial load due to the pressing force of the pressurizing member acts most is different before and after the rotation. It is characterized by that.
In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus that forms an image on a recording sheet by an electrophotographic method, and as a fixing device for a toner image formed on the recording sheet, The above fixing device is provided.
上記の構成からなる定着装置によれば、所定のタイミングですべり軸受が支持体に対しその軸心周りに所定の角度回動されて、前記すべり軸受の周方向における部位を回動前後で異ならせることができるため、ラジアル荷重が最も大きく作用する内周面部分が変更されない場合に生じるすべり軸受内面の歪みが可能な限り低減でき、もって、加熱ローラの円滑な回転を確保できることとなる。 According to the fixing device having the above-described configuration, the sliding bearing is rotated by a predetermined angle around its axis with respect to the support body at a predetermined timing, so that the circumferential portion of the sliding bearing is different before and after the rotation. Therefore, the distortion of the inner surface of the slide bearing that occurs when the inner peripheral surface portion on which the radial load is most exerted is not changed can be reduced as much as possible, and the smooth rotation of the heating roller can be ensured.
以下、本発明に係る定着装置およびこれを備えた画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
<実施の形態1>
図1は、実施の形態1に係るタンデム型プリンタ10(以下、単に「プリンタ10」と言う。)の概略構成を示す図である。なお、ここでは、プリンタを例に取り上げているが、本発明は複写機やファクシミリ等の画像形成装置にも適用できる。
DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Embodiments of a fixing device and an image forming apparatus having the same according to the present invention will be described below with reference to the drawings.
<
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a tandem printer 10 (hereinafter simply referred to as “
図1に示すように、プリンタ10は、筐体12内部に水平に架設され、矢印Aの方向に走行する転写ベルト14、転写ベルト14の走行方向に列設された4つの作像ユニット16C,16M,16Y,16K、各作像ユニットに対応して設けられた1次転写ローラ18C,18M,18Y,18K、および2次転写ユニット20を含み、各作像ユニット16C,16M,16Y,16Kによって形成された各色成分のトナー像を、一旦転写ベルト14に重ね合わせて転写した後、記録シートSに転写してカラー画像を形成する、いわゆる中間転写方式の画像形成装置である。
As shown in FIG. 1, the
作像ユニット20C,22M,22Y,20Kの各々は、像担持体である感光体ドラム22C,22M,22Y,22Kを中心としてその周囲に配された帯電ユニット24C,24M,24Y,24K、現像ユニット26C,26M,26Y,26Kを有している。作像ユニット20C,…,20Kの下方には、露光ユニット28が配されており、各感光体ドラム22C,…,22Kに向けて、光変調されたレーザ光LBが出射される。矢印Bの方向に回転される感光体ドラム22C,…,22Kの表面は、帯電ユニット24C,…,24Kによって一様に帯電された後、前記レーザ光LBによって露光されて、その表面に静電潜像が形成され、当該静電潜像は現像ユニット16C,…,16Kによってトナー像に現像される。なお、各現像ユニット16C,…,16Kは、レーザ光の光変調色成分に対応して、C(シアン)、M(マゼンタ)、Y(イエロー)、K(ブラック)のトナーを現像剤として感光体ドラム22C,…,22Kに供給する。
Each of the
各感光体ドラム22C,…,22Kに形成されたトナー像は、1次転写ローラ18C,…,18Kと感光体ドラム22C,…,22Kとの間に発生する電界の作用を受けて、走行する転写ベルト14上に順次転写される。
一方、給紙カセット30からピックアップローラ32によって繰り出された記録シートSは、転写ベルト14上のトナー像が2次転写ユニット20に到達するタイミングに合わせて、レジストローラ34によって2次転写ユニット20へと搬送される。2次転写ユニット20は、転写ベルト14上に重ね合わされたトナー像を、記録シートS上へ転写する。
The toner images formed on the photosensitive drums 22C,..., 22K travel by receiving the action of an electric field generated between the primary transfer rollers 18C,..., 18K and the photosensitive drums 22C,. The images are sequentially transferred onto the
On the other hand, the recording sheet S fed from the
記録シートS上のトナー像は、定着装置36によって定着された後、排出ローラ38によって、排紙トレイ40へ排出される。
なお、プリンタ10は、制御部42を有しており、制御部42はCPU44にROM46、RAM48が接続された構成を有している。CPU44は、ROM46に格納された各種制御プログラムを実行することにより、上記した各ユニット、装置を統括的に制御して円滑な画像形成動作を実現する。
The toner image on the recording sheet S is fixed by the fixing
The
図2に定着装置36の正面図を、図3に図2におけるE−E線に沿って切断した半断面図の一部をそれぞれ示す。
定着装置36は、加熱ローラ50と加圧部材である加圧ローラ52とを有する。
加熱ローラ50は、金属製の円筒部材の外周面に離型層(不図示)を形成してなるものであり、その中空部には、熱源であるヒータランプ54が内蔵されている。
2 shows a front view of the fixing
The fixing
The
加熱ローラ50は、両端が、記録シートSが通紙される中央部よりも縮径されている(以下、縮径された端部を「縮径部58」と称する。)。加熱ローラ50は、縮径部58がすべり軸受60を介して、支持体である金属製の支持板62に軸支されて支持されている。なお、加熱ローラ50の図3に現れていないもう一方の端部も、すべり軸受60と同様のすべり軸受を介して、支持板62と同様の支持板に軸支されている。
Both ends of the
すべり軸受60は、フランジ部63を有するスリーブ軸受である。フランジ部63と反対側の外周面には、周方向に複数個(本例では、56個)の歯64が等ピッチで形成されてなる歯列が形成されて、爪車66が構成されている。すべり軸受60は、ポリアセタール、フッ素樹脂、ナイロンその他の合成樹脂からなり、ステンレスその他の金属よりも熱伝導率が低いと言う意味で断熱性を有する。
The
加圧ローラ52は、金属製の芯金68外周面にシリコーンゴム、フッ素樹脂からなる弾性層70が形成されてなるものである。芯金68は、全体的に円柱状をしており、弾性層70が形成されてなる中央部の両端に、中央部よりも縮径された縮径部72を有している。加圧ローラ52は、縮径部72が金属製のころがり軸受74を介して揺動板76に軸支されている。
The
揺動板76は、図2において紙面に垂直な方向に一様な厚みを有する金属製の板材である。揺動板76は、長手方向が紙面に垂直な方向に配されたシャフト78に取り付けられており、揺動板76は、シャフト78の軸心周りに揺動可能になっている。なお、シャフト78は、不図示の筐体に固定されている。
揺動板76には、一端部が鉤状に形成された爪80の他端部が、ピン82を介して取り付けられており、爪76はピン82の軸心周りに回動可能になっている。爪80の鉤状端部(以下、「鉤部80A」と言う。)は、爪車66のいずれかの歯64に係合している。
The
The other end of the
爪80と揺動板76との間には、ねじりコイルばね81が掛け渡されている。ねじりコイルばね81の復元力により、爪80には、ピン82の軸心周りに、反時計方向に回動しようとする作用が働いている。これにより、鉤部80Aは、常に、爪車66の外周に当接状態にある。
揺動板76は、また、ころがり軸受74を挟んでシャフト78と反対側に、短冊状のレバー部84を有している。
A
The
レバー部84の基部近傍と支持板62との間には、引張りコイルばね86が張架されている。引張りコイルばね86の復元力が、揺動板76に対し、シャフト78を中心として反時計回りに回転させようとする向きに常に作用している。
また、レバー部84の先端部近傍には、板カム88が設けられている。板カム88は、長手方向が紙面に垂直方向に設けられた、カムシャフト90に固定されている。カムシャフト90は、不図示のモータから不図示の動力伝達機構を介して、矢印Fの向きに回動される。これに伴い、カムシャフト90に一体的に固定されている板カム88もカムシャフト90の軸心周りに回動する。
A
A
なお、加圧ローラ52の図2に現れていない他端部部分にも対応させて、上記したころがり軸受74、揺動板76、爪80、ねじりコイルばね81、引張りコイルばね86、および板カム88と同様の部材が、同様の態様で設けられている。また、加圧ローラ52は、不図示のモータから不図示の動力伝達機構を介して伝達される動力により、画像形成中、図2において時計回り(矢印Kの向き)に回転される。
Note that the rolling
上記の構成からなる定着装置36では、画像形成が実行されている間は、板カム88は図2に示す位置にある。このとき、引張りコイルばね86の復元力によって、加圧ローラ52は加熱ローラ50に押圧され、加圧ローラ52の弾性層70の一部が弾性変形してニップ部を形成する。そして、回転する加圧ローラ52に従動して加熱ローラ50が反時計回りに回転し、未定着状態のトナー像が形成された記録シートSを前記ニップ部に通紙させることによって、当該記録シートSにトナー像が定着される。
In the fixing
ここで、加圧ローラ52の両端部に設けられた引張りコイルばね86によって加圧ローラ52は加熱ローラ50を、例えば400[N]の力で押圧する。この押圧力によるラジアル荷重がすべり軸受60に作用する。当該ラジアル荷重は、すべり軸受60の内周面の約半周に作用するが、その半周の内でもその周方向中央の部位に最も大きく作用する。以下、加圧ローラ52の押圧力によるラジアル荷重が最も大きく作用する内周面の周方向における前記部位を「荷重集中部位」と称することとする。このため、なんら手当てをしない場合には、[発明が解決しようとする課題]欄で説明した通り、すべり軸受の内周面の横断面形状が、円形から徐々に歪んでいき、加熱ローラの滑らかな回転が阻害されてしまう。
Here, the
そこで、すべり軸受60を支持板62に対し、その軸心周りに、所定のタイミングで所定の角度だけ回動させることとしている。実施の形態1では、支持板62、シャフト78、揺動板76、引張りコイルばね86、板カム88、およびカムシャフト90を主な構成要素とする押圧・離間機構によって、加圧ローラ52を加熱ローラ50に押圧した押圧状態から加圧ローラ52を加熱ローラ50から離間した離間状態に切り替えるタイミングで前記すべり軸受60を回動させる。
Therefore, the
具体的に説明すると、図2に示す状態で、板カム88が矢印Fの向きに回動されると、レバー部84が板カム88の周面に押圧され、図4に示すように、揺動板76全体が、矢印Gの向きに揺動する。このとき、一端部が揺動板76に連結され、他端部の鉤部80Aが爪車66の歯64に係合した爪80が一点鎖線で示す位置から移動し、この移動に伴い、爪車66が、矢印Jの向きに所定の角度分(本例では、3歯分)だけ回動される。
More specifically, when the
板カム88が、さらに矢印Fの向きに回動され、図2に示す状態に戻る際には、爪80の鉤部80Aは、爪車66の歯64を三個乗り越えて、図2に示す位置に復帰する。このとき、すべり軸受60は、加熱ローラ50の自重等により生ずる支持板62との間の摩擦力のため、回動することはない。なお、加熱ローラ50が加圧ローラ52に従動して回転する際には、爪80がストッパーとなって、すべり軸受60(爪車66)が加熱ローラ50と共回りするのが阻止される。
When the
このように、加圧ローラ52の押圧・離間動作に伴い、すべり軸受60は小刻みに間欠的に回動されるため、荷重集中部位も少しずつズレることとなるので、すべり軸受内面の歪みを可能な限り低減でき、もって、加熱ローラ50の円滑な回転が確保できることとなる。
ここで、上記の通り、爪車66の歯数は56個で、一回に3歯分だけ回動される。56を3で割り算すると2余るため(すなわち、割り切れないため)、爪車66が1回転される毎に、爪80の鉤部80Aが係合する歯64が1個ずつズレることとなる。よって、揺動板76の揺動幅が、爪車66の歯64のピッチ(配置間隔)を大きく超えるものであっても、結局、1歯ずつ小刻みに爪車66が送られることと等しい結果となり、すべり軸受内面の荷重集中部位を可能な限りくまなく変更することが可能となる。
As described above, the sliding
Here, as described above, the
なお、加圧ローラ52は、画像形成中は、図2に示すように加熱ローラ50に押圧され、画像形成中以外は、図4に示すように加熱ローラ50から離間される。常時加圧することとした場合、長期間に渡って画像形成がなされないと、加圧ローラ52の弾性変形部分が完全に元に復原されないおそれがあり、そうなると記録シートの円滑な通紙の妨げとなる。これに対し、本実施の形態では、上記のように、画像形成中以外(すなわち、加圧ローラ52が回転駆動されないとき)は、加圧ローラ52を加熱ローラ50から離間して、加圧ローラ52に弾性変形を起こさせないようにしているため、常時加圧するとした場合の上記の問題の発生を防止することができる。
<実施の形態2>
実施の形態2に係るプリンタは、実施の形態1のプリンタ10とは、主として定着装置におけるすべり軸受の回動手段が異なる以外は、基本的に同様の構成である。よって、実施の形態2を説明する図面において、実施の形態1と実質的に同様の構成部分には同じ符号を付して、必要に応じて言及するに止め、以下、異なる部分を中心に説明する。
The
<
The printer according to the second embodiment has basically the same configuration as that of the
図5は、実施の形態2に係る定着装置100を示す正面図であり、図2と同様に描いたものである。
定着装置100は、モータ102と、モータ102の出力軸104に嵌合されたウォーム106とを有している。
定着装置100に用いるすべり軸受108は、実施の形態1のすべり軸受60と同様、フランジ部63を有するスリーブ軸受である。フランジ部63と反対側の外周面には、周方向に複数個の歯110が等ピッチで形成されてなる歯列が形成されて、ウォームホイール112が構成されている。なお、すべり軸受108が合成樹脂からなるのは、実施の形態1と同様である。
FIG. 5 is a front view showing the fixing
The fixing
The sliding bearing 108 used in the
そして、ウォームホイール112にウォーム106が歯合しており、モータ102を回転駆動することにより、すべり軸受108が回動される。これによれば、実施の形態1とは異なり、加圧ローラ52の押圧・離間動作とは無関係に任意のタイミングですべり軸受けを回動させることができる。
また、定着装置100は、板カム88が図5に実線で示す位置にあるため、加圧ローラ52が加熱ローラ50を押圧しているのか、あるいは、板カム88が一点鎖線で示す位置にあるため加圧ローラ52が加熱ローラ50から離間しているのかを検出するためのカムセンサ114が設けられている。カムセンサ114は、実線で示す板カム88のカムシャフト90から最も遠い部分の近傍を挟み、対向配置された発光素子と受光素子(いずれも不図示)とを有する。発光素子からの出射光が板カム88に遮られて受光素子で受光されないときは、加圧ローラ52が加熱ローラ50を押圧している状態であると判断され、受光素子が前記出射光を受光しているときは、加圧ローラ52が加熱ローラ50から離間している状態であると判断される。
The
Further, in the
実施の形態2のプリンタでは、図1に示すように、記録シートSの搬送路中、定着装置の下流側直後にあって、通過する記録シートSを検出するシート検出センサ116が設けられている。
制御部42のCPU44は、カムセンサ114、シート検出センサ116の検出結果に基づいて所定のタイミングで、モータ102を起動し、すべり軸受108を間欠的に回動させる。具体的には、定着装置100(ニップ部)を通過した記録シートSが所定枚数(例えば、1000枚)以上になり、加圧ローラ52が加熱ローラ50から離間しているときに回動させる。
In the printer according to the second embodiment, as shown in FIG. 1, a
The
図6に、ROM46に格納されている軸受間欠回動制御プログラムのフローチャートを示す。当該プログラムは、プリンタのスイッチがオンされたときに起動される。
制御手段であるCPU44は、シート検出センサ116の検出結果に基づき、記録シートSが定着装置100(ニップ部)を通過したと判断すると(ステップS1でYES)、変数nの値を1つインクリメントする(ステップS2)。よって、ステップS1とステップS2とが、ニップ部を通過した記録シートの枚数をカウントするカウント手段として機能する。累積通過枚数であるnの値が、予め定められた所定の値N(例えば、N=1000)以上か否かを判断する(ステップS3)。
FIG. 6 shows a flowchart of a bearing intermittent rotation control program stored in the
When the
nがN未満の場合は(ステップS3でNO)、ステップS1に戻り、記録シートSの通過枚数の記録処理を繰り返して実行する(ステップS1〜3)。
nがN以上の場合は(ステップS3でYES)、カムセンサ114の検出結果に基づいて、加圧ローラ52が加熱ローラ50から離間しているか否かを判定する(ステップS4)。
If n is less than N (NO in step S3), the process returns to step S1, and the recording process of the number of passing sheets S is repeated (steps S1 to S3).
If n is greater than or equal to N (YES in step S3), it is determined based on the detection result of the
離間していないと判定した場合は(ステップS4でNO)、ステップS1に戻り、加圧ローラ52が加熱ローラ50から離間するまで、ステップS1〜4の処理を繰り返す。
一方、加圧ローラ52が加熱ローラ50から離間していると判定した場合は(ステップS4でYES)、モータ102を起動して、すべり軸受108を所定角度(例えば、5度)回動させたのち、記録シートSの累積通過枚数を示すnをリセットした後(ステップS6)、ステップS1に戻り、以降、上記S1〜6の処理を繰り返す。
If it is determined that they are not separated (NO in step S4), the process returns to step S1, and the processes in steps S1 to S4 are repeated until the
On the other hand, when it is determined that the
以上の通り、実施の形態2では、記録シートSの定着装置100(ニップ部)の通過枚数が所定の枚数Nに到達した後、初めて加圧ローラ52が加熱ローラ50から離間したときに、すべり軸受108を回動させることとしている。これにより、一の回動から次の回動に至る間に、すべり軸受内面の荷重集中部位に生じる摩耗の程度が毎回同程度にすることができるため、すべり軸受内面の周方向における摩耗を可能な限り均一にすることができ、その結果、すべり軸受内面の歪みが生じにくくなる。
As described above, in the second embodiment, when the number of sheets passing through the fixing device 100 (nip portion) of the recording sheet S reaches the predetermined number N, the slip is performed when the
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明は上記した形態に限らないことは勿論であり、例えば、以下の形態とすることもできる。
(1)すべり軸受の1回当たりの回動角度であるが、上記した量に限らない。要は、360度の整数倍以外の角度であれば構わない。すべり軸受内面の荷重集中部位を変更するのが目的であるため、一の回動の結果、当該一の回動前と同じ回動位置に戻らなければ良いからである。換言すれば、荷重集中部位を回動前後で異ならせれば構わないからである。
As described above, the present invention has been described based on the embodiment. However, the present invention is not limited to the above-described form, and for example, the following form may be adopted.
(1) Although it is the rotation angle per time of the slide bearing, it is not limited to the above-described amount. In short, any angle other than an integral multiple of 360 degrees is acceptable. This is because the purpose is to change the load concentration portion on the inner surface of the slide bearing, and as a result of one rotation, it is not necessary to return to the same rotation position as before the one rotation. In other words, it is only necessary to change the load concentration portion before and after the rotation.
(2)上記実施の形態1,2では、すべり軸受に歯を直接形成して、爪車またはウォームホイールを構成したが、これに限らず、爪車またはウォームホイールは別個に製作し、これを、すべり軸受に一体的に取り付けても構わない。例えば、中空円板の外周に歯列を周方向に等間隔で形成したものを、すべり軸受の外周に嵌合させても構わない。
(3)上記実施の形態1では、爪車の歯数(以下、「全歯数」と言う。)を56個、すべり軸受の1回の回動のため爪で送る歯数(以下、「送り歯数」と言う)を3個としたが、全歯数と送り歯数は上記の個数に限らないことは言うまでもなく、任意に設定できる(ただし、全歯数は送り歯数よりも大きい)。送り歯数を1個としても構わないし、2個や4個以上としても構わない。
(2) In the first and second embodiments, the tooth is directly formed on the slide bearing to configure the claw wheel or the worm wheel. However, the present invention is not limited thereto, and the claw wheel or the worm wheel is manufactured separately. Alternatively, it may be integrally attached to the slide bearing. For example, what formed the tooth row | line | column in the circumferential direction at equal intervals on the outer periphery of a hollow disc may be fitted to the outer periphery of a slide bearing.
(3) In the first embodiment, the number of teeth of the ratchet wheel (hereinafter referred to as “total number of teeth”) is 56, and the number of teeth to be sent by the nail for one rotation of the slide bearing (hereinafter referred to as “ The total number of teeth and the number of feed teeth is not limited to the above number, but can be set arbitrarily (however, the total number of teeth is larger than the number of feed teeth). ). The number of feed dogs may be one, or two or four or more.
この場合に、上記した例のように、全歯数を送り歯数で割り切れない数としても構わない。すなわち、全歯数をT[個]、送り歯数をt[個]とした場合(Tとtは、正の整数で、T>t)に、Tとtとが、Tがtで割り切れない関係としても構わない。このようにすることにより、前述した効果が得られる。 In this case, as in the example described above, the total number of teeth may not be divisible by the number of feed teeth. In other words, when T is the total number of teeth and t is the number of feed teeth (T and t are positive integers, T> t), T and t are divisible by t. It doesn't matter if there is no relationship. By doing in this way, the effect mentioned above is acquired.
本発明に係る定着装置は、例えば、プリンタ、複写機等の画像形成装置において、記録シート上の未定着トナー像を当該記録シートに定着させる定着装置として好適に利用可能である。 The fixing device according to the present invention can be suitably used as a fixing device for fixing an unfixed toner image on a recording sheet to the recording sheet in an image forming apparatus such as a printer or a copying machine.
36,100 定着装置
50 加熱ローラ
52 加圧ローラ
54 ヒータランプ
60,108 すべり軸受
62 支持板
66 爪車
76 揺動板
78 シャフト
80 爪
86 引張りコイルばね
88 板カム
90 カムシャフト
102 モータ
104 出力軸
106 ウォーム
112 ウォームホイール
36,100
Claims (8)
前記加熱ローラはすべり軸受を介して支持体に軸支されると共に、
前記加圧部材を前記加熱ローラに押圧した押圧状態と前記加圧部材を前記加熱ローラから離間した離間状態とに切り替える押圧・離間機構と、
前記すべり軸受を前記支持体に対しその軸心周りに所定の角度回動させ、前記すべり軸受の周方向における部位を回動前後で異ならせる回動手段と
を有し、
前記回動手段は、前記押圧・離間機構が、前記押圧状態から離間状態に切り替えるタイミングで、前記すべり軸受を回動させることを特徴とする定着装置。 In a fixing device for fixing a toner image on a recording sheet to the recording sheet by forming a nip portion by pressing a pressure member against a heating roller incorporating a heat source, and passing the nip portion through the nip portion.
The heating roller is pivotally supported on the support via a slide bearing Rutotomoni,
A pressing / separating mechanism that switches between a pressing state in which the pressing member is pressed against the heating roller and a separating state in which the pressing member is separated from the heating roller;
The pre SL sliding bearing by a predetermined angle, rotates around its central axis relative to the support, and rotating means for varying the site in the circumferential direction of the sliding bearing in the front and rear pivot
Have
The fixing device , wherein the rotating means rotates the sliding bearing at a timing when the pressing / separating mechanism switches from the pressing state to the separating state .
前記すべり軸受の外周面の周方向に形成された歯列からなる爪車と、
前記爪車と噛み合う爪と、
を有し、
前記爪が前記加圧部材の押圧・離間動作に連動して移動し、前記爪車を回動させることを特徴とする請求項1に記載の定着装置。 The rotating means is
A claw wheel comprising a tooth row formed in the circumferential direction of the outer peripheral surface of the sliding bearing;
A claw meshing with the claw wheel,
Have
The fixing device according to claim 1, wherein the pawl is moved in conjunction with the pressing-separating operation of the pressing member, wherein the rotating the ratchet wheel.
1回当たりの回動角度を前記爪車の歯数にしてt個、
とした場合、
Tとtとは、Tがtよりも大きく、かつTはtで割り切れない関係にあることを特徴とする請求項2または3に記載の定着装置。 T number of teeth formed on the claw wheel,
T rotation angle per rotation is the number of teeth of the claw wheel,
If
The T and t, T is greater than t, and T is the fixing device according to claim 2 or 3, characterized in that a relationship is not divisible by t.
前記加熱ローラはすべり軸受を介して支持体に軸支されており、
前記すべり軸受を前記支持体に対しその軸心周りに所定の角度回動させ、前記すべり軸受の周方向における部位を回動前後で異ならせる回動手段と、
前記加圧部材を前記加熱ローラに押圧した押圧状態と前記加圧部材を前記加熱ローラから離間した離間状態とに切り替える押圧・離間機構と、
前記ニップ部を通過した記録シートの枚数をカウントするカウント手段と
を有し、
前記回動手段は、モータと、前記モータの動力を前記すべり軸受に伝達する動力伝達機構と、前記モータの回転制御を行う制御手段とを含み、
前記制御手段は、前記カウント手段によるカウント枚数が所定枚数以上であって、かつ、前記加圧部材が前記離間状態となる毎に、前記すべり軸受を回動させることを特徴とする定着装置。 In a fixing device for fixing a toner image on a recording sheet to the recording sheet by forming a nip portion by pressing a pressure member against a heating roller incorporating a heat source, and passing the nip portion through the nip portion.
The heating roller is pivotally supported on the support via a plain bearing,
The pre SL sliding bearing by a predetermined angle, rotates around its central axis relative to the support, and rotating means for varying the site in the circumferential direction of the sliding bearing in the front and rear pivot,
A pressing / separating mechanism that switches between a pressing state in which the pressing member is pressed against the heating roller and a separating state in which the pressing member is separated from the heating roller;
Counting means for counting the number of recording sheets passing through the nip portion;
Have
The rotation means includes a motor, a power transmission mechanism that transmits the power of the motor to the slide bearing, and a control means that performs rotation control of the motor,
The fixing device is characterized in that the control means rotates the slide bearing every time the number counted by the counting means is a predetermined number or more and the pressure member is in the separated state .
前記加熱ローラはすべり軸受を介して支持体に軸支されており、
前記加圧部材を前記加熱ローラに押圧した押圧状態と前記加圧部材を前記加熱ローラから離間した離間状態とに切り替える押圧・離間機構と、
前記加圧部材が前記離間状態にあるとき、前記すべり軸受を前記支持体に対しその軸心周りに所定の角度回動させ、前記すべり軸受の周方向における部位を回動前後で異ならせる回動手段と
を有し、
前記回動手段は、モータと、前記モータの動力を前記すべり軸受に伝達する動力伝達機構と、前記モータの回転制御を行う制御手段とを含み、
前記動力伝達機構は、前記すべり軸受の外周面の周方向に形成された歯列からなるウォームホイールと、
前記ウォームホイールと歯合して当該ウォームホイールを回転させるウォームと、
を含むことを特徴とする定着装置。 In a fixing device for fixing a toner image on a recording sheet to the recording sheet by forming a nip portion by pressing a pressure member against a heating roller incorporating a heat source, and passing the nip portion through the nip portion.
The heating roller is pivotally supported on the support via a plain bearing,
A pressing / separating mechanism that switches between a pressing state in which the pressing member is pressed against the heating roller and a separating state in which the pressing member is separated from the heating roller;
When the pressure member is in the separated state, the sliding bearing is rotated by a predetermined angle around its axis with respect to the support body, and the rotation of the sliding bearing in the circumferential direction is changed before and after the rotation. Means and
Have
The rotation means includes a motor, a power transmission mechanism that transmits the power of the motor to the slide bearing, and a control means that performs rotation control of the motor,
The power transmission mechanism includes a worm wheel including a tooth row formed in a circumferential direction of the outer peripheral surface of the slide bearing;
A worm that meshes with the worm wheel and rotates the worm wheel;
A fixing device comprising:
記録シート上に形成されたトナー像の定着装置として、請求項1〜7のいずれか1項に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus for forming an image on a recording sheet by an electrophotographic method,
As a fixing device for toner image formed on a recording sheet, an image forming apparatus comprising the fixing device according to any one of claims 1-7.
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