JP6253322B2 - Fixing device - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらのうちの複数の機能を備えた複合機などの画像形成装置に用いて好適な定着装置に関する。 The present invention, copiers, printers, facsimile relates to a preferred fixing apparatus used in an image forming apparatus such as a multifunction peripheral having a plurality of functions of these.
近年では、装置が小型化するにつれて、従来以上に、各モジュールを駆動させるための駆動部も小型化が求められ、さらに、同一の駆動源から複数の動作を行うことができる駆動が求められている。例えば、正逆回転可能な駆動源により駆動される駆動回転体としての駆動ギアに噛み合って、駆動ギアの回転方向に応じて揺動する1個の揺動回転体を有する構成が従来から知られている(例えば特許文献1)。この構成の場合、揺動ギアが揺動することで2個のギア列(駆動経路)の何れかにモータから駆動が伝達される経路を切り替える。 In recent years, as devices have become smaller, the drive unit for driving each module is required to be smaller than before, and moreover, a drive capable of performing a plurality of operations from the same drive source is required. Yes. For example, a configuration having one oscillating rotating body that meshes with a driving gear as a driving rotating body driven by a drive source capable of rotating in the forward and reverse directions and swings in accordance with the rotation direction of the driving gear is conventionally known. (For example, Patent Document 1). In this configuration, the path through which the drive is transmitted from the motor to one of the two gear trains (drive paths) is switched by swinging the swing gear.
上述のように1個の揺動ギアを有する構成の場合、駆動経路を切り替えられるのは2個のギア列となり、より多くの駆動経路への切り替えを行うことはできない。 In the case of the configuration having one swing gear as described above, the drive path can be switched by two gear trains, and switching to more drive paths cannot be performed.
ここで、駆動経路を切り替えるためにワンウェイクラッチを用いることが考えられる。例えば、駆動ギアの周囲にそれぞれが複数の入力ギアを接続する。それぞれの入力ギアには、ワンウェイクラッチを介して同軸上に出力ギアを配置し、それぞれの出力ギアにギア列を接続する。そして、駆動ギアを所定方向に回転した場合に、何れかの入力ギアからはワンウェイクラッチ及び出力ギアを介してギア列に動力を伝達し、他の入力ギアと出力ギアとの間ではワンウェイクラッチにより駆動伝達が切断されるようにする。この結果、駆動ギアの回転方向に応じて駆動経路を切り替えることができる。 Here, it is conceivable to use a one-way clutch to switch the drive path. For example, a plurality of input gears are connected around the drive gear. Each input gear is provided with an output gear coaxially via a one-way clutch, and a gear train is connected to each output gear. When the drive gear is rotated in a predetermined direction, power is transmitted from one of the input gears to the gear train via the one-way clutch and the output gear, and the one-way clutch is used between the other input gears and the output gear. The drive transmission is cut off. As a result, the drive path can be switched according to the rotation direction of the drive gear.
但し、このようにワンウェイクラッチを用いた構成の場合、それぞれの駆動経路で出力ギアと入力ギアとの2つのギアが必要となる。 However, in such a configuration using the one-way clutch, that Do need two gears and an output gear and the input gear in each drive path.
本発明は、このような事情に鑑み、複数の駆動経路への切り替えを行える構成を実現すべく発明したものである。 In view of such circumstances, the present invention has been invented to realize a configuration capable of switching to a plurality of drive paths.
本発明に係る定着装置は、第1の回転体と、記録材を搬送しながら記録材上のトナー画像を定着するニップ部を、前記第1の回転体と協働して形成する第2の回転体と、前記第1の回転体と前記第2の回転体の少なくとも一方を他方に向けて加圧することで前記第1の回転体と前記第2の回転体にトナー画像を定着処理可能な前記ニップ部を形成させる第1の位置と、前記第1の位置に対して前記ニップ部が解除される第2の位置と、を取り得る加圧部材と、前記第1の位置から前記第2の位置となるよう前記加圧部材を移動させる移動機構と、前記ニップ部から搬送される記録材を搬送する搬送回転体と、駆動ギアと、前記駆動ギアを、第1の方向と、前記第1の方向と反対の第2の方向と、に回転駆動可能な駆動源と、前記駆動ギアの回転により揺動する揺動ギアであって、第1のギアに噛み合うことで前記駆動ギアの回転駆動力を前記第1の回転体の回転に伝達する第1の揺動位置と、前記第1のギアとの噛み合いが外れることで前記駆動ギアの回転駆動力を前記第1の回転体の回転に伝達しない第2の揺動位置と、を取り得るように揺動する第1の揺動ギアと、前記駆動ギアの回転により揺動する揺動ギアであって、第2のギアと噛み合うことで前記駆動ギアの回転駆動力を前記搬送回転体の回転に伝達する第3の揺動位置と、第3のギアと噛み合うことで前記駆動ギアの回転駆動力を前記移動機構に伝達する第4の揺動位置と、を取り得るように揺動する第2の揺動ギアと、を備え、前記駆動ギアが前記第1の方向に回転することに連動して、前記第1の揺動ギアは前記第1の揺動位置で前記駆動ギアの回転駆動力を前記第1の回転体の回転に伝達しつつ、前記第2の揺動ギアは前記第3の揺動位置で前記駆動ギアの回転駆動力を前記搬送回転体の回転に伝達し、前記駆動ギアが前記第2の方向に回転することに連動して、前記第1の揺動ギアは前記第2の揺動位置に位置しつつ、前記第2の揺動ギアは前記第4の揺動位置で前記駆動ギアの回転駆動力を前記移動機構に伝達する、ことを特徴とする。 The fixing device according to the present invention forms a first rotating body and a nip portion for fixing a toner image on the recording material while conveying the recording material in cooperation with the first rotating body. A toner image can be fixed to the first rotating body and the second rotating body by pressurizing at least one of the rotating body, the first rotating body, and the second rotating body toward the other. A pressure member capable of taking a first position where the nip portion is formed and a second position where the nip portion is released with respect to the first position; and the second position from the first position to the second position. A moving mechanism for moving the pressure member so as to be in the position, a transport rotating body for transporting the recording material transported from the nip portion, a drive gear, the drive gear, the first direction, and the first A drive source that can be driven to rotate in a second direction opposite to the direction of 1, and the rotation of the drive gear. A swing gear that swings by the first gear, and a first swing position that transmits the rotational driving force of the drive gear to the rotation of the first rotating body by meshing with the first gear, and the first gear A first oscillating gear that oscillates so as to be able to assume a second oscillating position where the rotational driving force of the driving gear is not transmitted to the rotation of the first rotating body by disengaging the gear. A third oscillating gear that oscillates by rotation of the drive gear, wherein the third oscillating position transmits the rotational driving force of the drive gear to the rotation of the conveying rotator by meshing with the second gear; A second oscillating gear that oscillates so as to obtain a fourth oscillating position that engages with a third gear to transmit the rotational driving force of the drive gear to the moving mechanism, and In conjunction with rotation of the drive gear in the first direction, the first swing gear is While the rotational driving force of the drive gear is transmitted to the rotation of the first rotating body at the first swing position, the second swing gear is the rotational driving force of the drive gear at the third swing position. Is transmitted to the rotation of the transport rotating body, and in conjunction with the drive gear rotating in the second direction, the first swing gear is positioned at the second swing position, the second swing gear to transmit the rotational driving force of said driving gear at a rocking position of the fourth to the moving mechanism, it you characterized.
本発明によれば、タイミングを同じとしたい駆動経路への切替をほぼ同時に行うように、駆動ギアの回転により第1の揺動ギアと前記第2の揺動ギアとが揺動されるため、複数の駆動経路への切り替えを適切なタイミングで行える。また、これら駆動経路の切り替えにワンウェイクラッチを設ける必要をなくすことができる。 According to the present invention, substantially simultaneously performed switching to the drive path to be the same timing, because the first swing gear and the second swing gear is swung by the rotation of the drive gear Switching to a plurality of drive paths can be performed at an appropriate timing . Further, it is possible to eliminate the need to provide a one-way clutch for switching these drive paths.
<第1の実施形態>
本発明の第1の実施形態について、図1ないし図11を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図1を用いて説明する。
<First Embodiment>
A first embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. First, a schematic configuration of the image forming apparatus of the present embodiment will be described with reference to FIG.
[画像形成装置]
本実施形態の画像形成装置10は、電子写真方式を採用するフルカラープリンタである。このような画像形成装置10は、トナー画像を形成する画像形成部11と、画像形成部11により形成されたトナー画像を転写する記録材を搬送する記録材搬送部12とを備える。なお、記録材としては、例えば、転写シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・OHPシート・印刷用紙・フォーマット紙などのシート材などが挙げられる。画像形成部11は、複数の画像形成ステーション1a、1b、1c、1dを中間転写ベルト13の走行方向に並べた、所謂タンデム型の構成を有する。各画像形成ステーション1a、1b、1c、1dでは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像がそれぞれ形成される。本実施形態の場合、各画像形成ステーション1a、1b、1c、1dは、プロセスカートリッジにより構成される。
[Image forming apparatus]
The
各画像形成ステーションでは、次のようにトナー画像を形成する。まず、感光ドラム14の表面を帯電ローラなどの帯電装置により帯電し、帯電した感光ドラム14の表面を露光装置15により、画像情報に応じてレーザなどにより露光することで静電潜像を形成する。次いで、現像装置によりこの静電潜像をトナーにより現像することで、感光ドラム14の表面にトナー画像を形成する。
Each image forming station forms a toner image as follows. First, the surface of the
各画像形成ステーションの感光ドラム14の表面に形成されたトナー画像は、順次、一次転写部T1にて中間転写ベルト13に重ねて転写されることで、中間転写ベルト13上にフルカラーのトナー画像が形成される。一次転写部T1には、感光ドラム14と中間転写ベルト13を挟んで対向配置される一次転写部としての一次転写ローラ16が配置されている。そして、一次転写ローラ16と感光ドラム14との間に一次転写バイアスを印加することで、感光ドラム14上のトナー画像が中間転写ベルト13に転写される。
The toner image formed on the surface of the
中間転写ベルト13上のトナー画像は、記録材搬送部12により搬送される記録材Pに二次転写部T2にて転写される。二次転写部T2には、中間転写ベルト13を挟んで互いに対向配置される二次転写内ローラ17a、二次転写外ローラ17bが配置されている。そして、二次転写内ローラ17aと二次転写外ローラ17bとの間に二次転写バイアスを印加することで、中間転写ベルト13上のトナー画像が記録材Pに転写される。トナー画像が転写された記録材Pは、加熱装置としての定着装置100で加熱、加圧されることでトナー画像が定着される。定着装置100の詳細については後述する。トナー画像が定着された記録材Pは、排出ローラ18により排出トレイ19に排出される。
The toner image on the
記録材搬送部12は、複数の搬送ローラから構成され、カセット20に収容された記録材Pをピックアップローラ21によりピックアップして、搬送経路22に搬送する。搬送経路22に搬送された記録材Pは、レジストローラ対23により画像形成部11に形成されたトナー画像とタイミングを合わせて二次転写部T2に搬送される。また、定着装置100から排出された記録材Pは、上述のように排出トレイ19に排出される他、両面印刷を行うべく反転して反転搬送経路30に搬送される。反転搬送経路30を搬送された記録材Pは、搬送経路22に合流して、上述と同様に二次転写部T2に搬送される。
The recording
また、本実施形態の場合、上述のような各種装置を配置した装置本体24に開閉扉25を開閉自在に設けている。開閉扉25は、搬送経路22や定着装置100が配置される側に、回動軸26を中心に回動自在に設けられている。そして、開閉扉25を開放することで、定着装置100及び搬送経路22が露出して、定着装置100の着脱や、搬送経路22でジャムした記録材の除去が可能となる。このために、定着装置100は、装置本体24に着脱自在に設けられている。また、搬送経路22に配置されたレジストローラ対23などの搬送ローラ対の片側のローラ、及び、二次転写部T2を構成する二次転写外ローラ17bは、開閉扉25側に設けられている。そして、開閉扉25を開放した際には、対向するローラや中間転写ベルト13と離間するようになっている。
In the case of the present embodiment, an opening / closing
[定着装置]
次に、本実施形態の加熱装置としての定着装置100の詳細について、図2及び図3を用いて説明する。定着装置100は、回転体としての定着フィルム101と、ニップ形成部材として定着フィルム101と対向配置される対向ローラ102とを有する。そして、これら定着フィルム101と対向ローラ102との間で記録材を挟持搬送するニップ部Nを形成して、加熱源としてのヒータ104によりニップ部Nを通過する記録材に形成されたトナー画像を加熱する。また、ニップ部Nは、加圧解除機構103により加圧解除可能となっている。更に、ニップ部Nを通過した記録材は、排出手段としての排出部400により定着装置100から排出される(図1参照)。排出部400は、後述する図5に示すように、1対の排出ローラ401、402から構成される。
[Fixing device]
Next, details of the fixing
定着フィルム101は、円筒状の薄肉金属の基層上に弾性層が形成された円筒状の耐熱性の部材であり、定着フィルム101の両端部に配置された軌道規制部材105にルーズに外嵌させてある。このような定着フィルム101は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚を100μm以下、好ましくは20μm以上50μm以下のものとしている。なお、定着フィルム101としては、基層がSUS等の金属からなるものや、耐熱性のあるPTFE、PFA、FEPからなる単層フィルムとしても良い。或いは、基層がポリイミド、ポリアミドイミド、PEEK、PES、PPS等で、その外周表面にPTFE、PFA、FEP等をコーティングもしくは被覆した複合層フィルムとしても良い。
The fixing
対向ローラ102は、例えば鉄などの金属からなる芯金と、芯金周りに同心一体に成形被覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性・弾性材層とで構成されており、表層に離型層を設けてある。例えば、離型層はフッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、PFA、PTFE、FEP等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。芯金の両端部にPEEK、PPS、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂よりなる不図示の加圧部支持部材を装着し、回動可能に支持されている。また、対向ローラ102は、装置本体24に設けられた後述する駆動源としてのモータ131により駆動切替装置130を介して駆動される。定着フィルム101は、対向ローラ102を回転駆動させることで従動して回転し、ニップ部Nで挟持した記録材を搬送する。
The opposing
上述のように定着フィルム101の両端部を外嵌する軌道規制部材105は、耐熱性の樹脂であるPET、PPS、LCP等からなる部材である。このような軌道規制部材105は、定着装置100の側板に移動可能に支持されており、定着フィルム101を回動可能に支持すると共に定着装置100のケース内に配設する。そして、軌道規制部材105は、定着フィルム101の回転を案内すると共に、定着フィルム101の長手方向(ニップ部Nでの記録材搬送方向と交差する方向)への突き当て部として機能する。
As described above, the
定着フィルム101の内部には、長手方向に亙ってステー106が配置されており、ステー106の両端部は、軌道規制部材105に支持されている。このようなステー106は、主に鉄やSUS等の金属からなる部材である。また、ステー106の対向ローラ102側には圧接部材107を配置している。そして、ステー106を比較的柔軟な樹脂製の圧接部材107に押し当てることで、圧接部材107に長手方向(ニップ部Nでの記録材搬送方向と交差する方向)の強度を持たせ、かつ圧接部材107を矯正させるようにしている。
Inside the fixing
圧接部材107は、横断面略半円弧状の耐熱性・断熱性の部材である。例えば、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、PEEK樹脂、PES樹脂、PPS樹脂、PFA樹脂、PTFE樹脂、LCP樹脂等の絶縁性及び耐熱性の良い材料により形成されている。そして、圧接部材107は、定着フィルム101のバックアップや、定着フィルム101を介して対向ローラ102に向けて圧接することで形成されるニップ部Nの加圧、定着フィルム101の回転時の搬送安定性を図る役目をする。
The
圧接部材107には、加熱源としてのセラミックヒータ(以下、ヒータと記す)104を支持している。ヒータ104は、圧接部材107のニップ部N側の面に長手方向に沿って形成された溝内に嵌め込まれ支持されている。このヒータ104は、細長薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備させた通電発熱抵抗体層を基本構成とするもので、発熱抵抗体層に対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する低熱容量のヒータである。
The
また、本実施形態の場合、定着フィルム101を加圧部材108により対向ローラ102に向けて加圧することで、上述のニップ部Nを形成している。このような加圧部材108は、図3に示すように、加圧弾性部材としてのバネ109を張架して、バネ109の弾性力により軌道規制部材105を対向ローラ102方向に加圧する(押し付ける)ものである。したがって、加圧部材108は、軌道規制部材105及びステー106を介して圧接部材107を対向ローラ102に向けて加圧する。圧接部材107が加圧されることで、定着フィルム101と対向ローラ102との間で上述のニップ部Nが形成される。
In the present embodiment, the nip portion N is formed by pressing the fixing
加圧解除機構103は、上述のような加圧部材108を移動させて、ニップ部Nを加圧状態と加圧解除状態とに切り替えるものである。このような加圧解除機構103は、カム103aと、加圧部材108に形成されたカム103aのカム面と接触するカム接触面103bとを備える。カム103aは、装置本体24に設けられた後述する駆動源としてのモータ131により駆動切替装置130を介して駆動され、カム面を加圧部材108のカム接触面103bに接触又は離間させることで、ニップ部Nの加圧と加圧解除とを行う。
The
ニップ部Nの加圧時は、図3のように、カム103aの位相を、加圧部材108のカム接触面103bがカム103aのカム面と接触しないようにしている。これにより、加圧部材108がバネ109の弾性力により軌道規制部材105を加圧して、ニップ部Nを加圧される。
At the time of pressurization of the nip portion N, as shown in FIG. 3, the phase of the
一方、加圧解除時は、カム103aが図3の状態から略180°回転し、カム103aのカム面が加圧部材108のカム接触面103bと接触して、加圧部材108をバネ109の弾性力に抗して押し上げる。これにより、ニップ部Nの加圧が解除される。
On the other hand, when the pressure is released, the
このように構成される定着装置100は、図4に示すように、装置本体24に装着され、駆動切替装置130により駆動される。駆動切替装置130は、装置本体24に装着された定着装置100の近傍に備えられ、定着装置100の装置本体24への着脱に伴い、定着装置100に設けられた各駆動部としてのギアと接続又は分離する。即ち、定着装置100は、図5に示すように、各駆動部としてのギア142、143、144を備えている。ギア142は、ニップ部Nで記録材を搬送する部材としての対向ローラ102に駆動を伝達する搬送駆動部である。また、ギア143は、加圧解除機構103のカム103aに駆動を伝達する加圧解除駆動部である。また、ギア144は、排出部400の排出ローラ401に駆動を伝達する排出駆動部である。これら各ギア142、143、144は、次述する駆動切替装置130の各駆動経路をそれぞれ駆動伝達可能に接続され、駆動切替装置130の動作に応じてそれぞれ駆動が伝達される。
As shown in FIG. 4, the fixing
[駆動切替装置]
次に、駆動切替装置130について、図6ないし図11を用いて説明する。駆動切替装置130は、駆動源としてのモータ131と、駆動回転体としての駆動ギア132と、複数の揺動回転体としての第1揺動ギア133、第2揺動ギア134と、複数の駆動経路としての各ギア列とを有する。また、駆動切替装置130は、図6に示すように箱状の第1フレーム151を有する。図示の例では、第1フレーム151の片側を開放させているが、実際の使用時には、図7に示すように、第1フレーム151の開放側を平板状の第2フレーム152で覆っている。そして、後述する各ギアを第1フレーム151と第2フレーム152との間に配置して、これら各フレームにそれぞれギアの回転軸の両端部を回転自在に支持している。
[Drive switching device]
Next, the
モータ131は、正逆回転可能なDCブラシレスモータであり、第1フレーム151の背面側(第2フレーム152と反対側)に対して位置決め固定されている。このようなモータ131は、不図示の電源から給電されることで回転駆動する。なお、モータ131は、DCブラシレスモータに限らず、正逆回転できるものであれば、例えばステッピングモータなど他のモータであっても良い。
The
駆動ギア132は、図6に示すように、第1フレーム151の開放側に回転自在に支持されている。このような駆動ギア132は、後述する図10、11に示すように、モータ131の周面がギア形状に加工された出力軸131aと噛み合って、モータ131により回転駆動される。なお、出力軸131aは、周面をギア形状に加工していなくても、軸にギアを圧入などにより固定するものでも良い。
As shown in FIG. 6, the
第1揺動回転体としての第1揺動ギア133及び第2揺動回転体としての第2揺動ギア134は、駆動ギア132と噛み合って(接触して)回転駆動され、駆動ギア132の回転方向に応じてそれぞれ駆動ギア132の回転中心を中心として揺動する。本実施形態では、第1揺動ギア133と第2揺動ギア134とは、駆動ギア132の回転中心を中心として揺動する回転半径を同一としている。即ち、第1揺動ギア133と第2揺動ギア134とは、後述する図10及び図11に示すように、駆動ギア132の回転中心を中心とする同一円α上を揺動する。
The first
[揺動ギア]
ここで、第1揺動ギア133及び第2揺動ギア134の構成について、図8を用いて説明する。なお、第1揺動ギア133と第2揺動ギア134とは同じ構成である。第1揺動ギア133(第2揺動ギア134)は、図8(a)に示すように、ギア部材139と、ホルダ部材140と、弾性部材141とを有する。
[Oscillating gear]
Here, the structure of the
ギア部材139は、円筒状に形成され、外周面にギア歯が形成されており、駆動ギア132など隣接するギアと噛み合う。本実施形態では、第1揺動ギア133と第2揺動ギア134とは、共通のギア部材139を使用することで、モジュール及び歯数を同一としている。
The
ホルダ部材140は、ギア部材139内に挿入されてギア部材139を回転自在に支持する。具体的には、ギア部材139の内周面は、大径部と小径部とが軸方向に並んで配置される段付き形状としており、後述する図9に示すように、小径部の内周面139aにホルダ部材140に設けられた円形の輪郭形状を有するリブ140cが内嵌される。この結果、ギア部材139がリブ140cに回転自在に支持される。
The
弾性部材141は、板バネにより構成され、図8(b)に示すように、一端部をホルダ部材140に固定すると共に、他端側をギア部材139の大径部の内周面139bに矢印F方向に弾性的に付勢した状態で当接させている。そして、ギア部材139を揺動させる際にギア部材139に回転負荷を与えることで、第1揺動ギア133(第2揺動ギア134)に揺動力を発生させる。
The
また、ホルダ部材140には、ギア部材139の軸方向に貫通し、この軸方向に直交する方向に長い長孔部140aが形成されている。そして、図6に示すように、長孔部140aに第1フレーム151に突設された軸151aを通すことで、ホルダ部材140が第1フレーム151に対して軸151aに直交する方向に移動可能に保持される。
The
駆動ギア132が回転すると、この駆動ギア132と噛み合うギア部材139に回転駆動力が伝達される。ギア部材139は、弾性部材141により回転負荷が付与されているため、ギア部材139が回転しているときには、ギア部材139を回転駆動する駆動ギア132から回転負荷に応じた歯面を押す力が与えられ、これが揺動動作をさせる揺動力となる。そして、この揺動力によりホルダ部材140が長孔部140aと軸151aとの係合により移動し、ホルダ部材140に支持されているギア部材139も同方向に移動する。この結果、第1揺動ギア133(第2揺動ギア134)が駆動ギア132の回転により揺動する。
When the
また、ホルダ部材140には、図8(a)に示すように、突起部140bが備えられていて、図9に示すように、第2フレーム152に形成された規制溝152aに突起部140bが進入するようにしている。この規制溝152aは、突起部140bとの係合により第1揺動ギア133(第2揺動ギア134)の揺動範囲を規制するものである。したがって、第1揺動ギア133(第2揺動ギア134)は、突起部140bが規制溝152aの一部に突き当たることで、それ以上揺動しなくなる。その後は、ギア部材139は、その位置で、弾性部材141の回転負荷に拘らず、ホルダ部材140に設けられたリブ140cを回転軸として回転する。本実施形態の場合、第1揺動ギア133と第2揺動ギア134とで、規制溝152aにより規制される揺動範囲を同じとすることで、それぞれ揺動距離、即ち、それぞれの中心の移動距離を同一としている。
Further, as shown in FIG. 8A, the
[駆動経路]
また、駆動切替装置130は、図6及び図10に示すように、複数の駆動経路を有する。即ち、第1揺動ギア133から駆動伝達される第1駆動経路としての第1ギア列138a、第2揺動ギア134から駆動伝達される第2駆動経路としての第2ギア列138b及び第3駆動経路としての第3ギア列138cを有する。これら各ギア列には、第1揺動ギア133及び第2揺動ギア134が揺動されることで、それぞれ駆動力の伝達及び切断が行われる。即ち、駆動切替装置130は、モータ131からの駆動が伝達される経路を各ギア列に切り替える。
[Drive path]
Further, the
[駆動経路の切り替え]
次に、このような駆動経路の切り替えについて、図10及び図11を用いて説明する。図10(a)に示すように、モータ131の出力軸131aを矢印A方向に回転(以下、正回転)した場合、駆動ギア132は、出力軸131aにより所定方向(矢印B方向)に回転駆動される。そして、駆動ギア132とそれぞれ噛み合う第1揺動ギア133及び第2揺動ギア134に回転駆動力が伝達される。
[Switch drive path]
Next, such switching of drive paths will be described with reference to FIGS. As shown in FIG. 10A, when the
この時、第1揺動ギア133には、前述の弾性部材141によって回転負荷が与えられているため、駆動回転時に矢印C方向に力を受ける。この結果、第1揺動ギア133は、図11(a)で示す位置から、駆動ギア132を中心として、矢印P1方向へ揺動動作を始め、図11(b)に実線で示す位置に移動する。図11(b)の二点鎖線で示したものは揺動動作前の位置を表したものである。
At this time, since the rotational load is applied to the
同時に、第2揺動ギア134は、駆動ギア132が所定方向に回転駆動されることで、図10(a)に示すように、矢印D方向の力を受ける。この結果、第2揺動ギア134は、図11(a)で示す位置から、駆動ギア132を中心として、矢印P2方向へ揺動動作を始め、図11(b)に実線で示す位置に移動する。図11(b)の二点鎖線で示したものは揺動動作前の位置を表したものである。
At the same time, the second
このような揺動動作により、図10(a)に示すように、第1揺動ギア133は、第1ギア列138aのアイドラギア135と噛み合い(接触して)、第1ギア列138aへ駆動を伝達する。同時に、第2揺動ギア134は、第2ギア列138bのアイドラギア136と噛み合い(接触して)、第2ギア列138bへ駆動を伝達する。
By such a swinging operation, as shown in FIG. 10A, the
一方、図10(b)に示すように、モータ131の出力軸131aを正回転とは逆方向(矢印E方向)に回転(以下、逆回転)させた場合、駆動ギア132は、出力軸131aにより所定方向と反対方向(矢印F方向)に回転駆動される。この結果、第1揺動ギア133は、駆動ギア132を中心として、矢印P3方向への揺動動作を行い、その結果として図示の位置に到達する。このとき、第1揺動ギア133はアイドラギア135から離れて噛み合わなくなり、第1揺動ギア133と第1ギア列138aとの間の駆動伝達が切断される。そして、第1揺動ギア133と噛み合っているギアは入力ギアである駆動ギア132だけの状態となる。このような状態になることで、第1揺動ギア133は、駆動ギア132に回転させられ、その場で空転しているだけの状態となる。
On the other hand, as shown in FIG. 10B, when the
同時に、第2揺動ギア134は、駆動ギア132を中心として、矢印P4方向への揺動動作を行い、第3ギア列138cのアイドラギア137と噛み合い(接触して)、第3ギア列138cへ駆動を伝達する。このとき、第2揺動ギア134はアイドラギア136から離れて噛み合わなくなり、第2揺動ギア134と第2ギア列138bとの間の駆動伝達が切断される。
At the same time, the
このように2つの揺動ギアの揺動動作によりモータ131の正逆動作に応じて、即ち、駆動ギア132の回転方向に応じて、複数のギア列を選択的に切り替えるのと同時に、ギア列への駆動連結及び解除を行うことができる。
As described above, the gear train is switched at the same time as the plurality of gear trains are selectively switched according to the forward / reverse motion of the
また、本実施形態では、駆動ギア132が所定方向に回転して第1揺動ギア133と第1ギア列138aとの間で駆動が伝達(駆動連結)される前に、第2揺動ギア134と第3ギア列138cとの間の駆動伝達が切断(解除)されるようにしている。また、駆動ギア132が所定方向と反対方向に回転して第2揺動ギア134と第3ギア列138cとの間で駆動が伝達される前に、第1揺動ギア133と第1ギア列138aとの間の駆動伝達が切断されるようにしている。即ち、第1ギア列138aと第3ギア列138cとが同時に駆動されないようにしている。
In the present embodiment, the
更に、駆動ギア132が所定方向に回転した場合に、第1揺動ギア133と第1ギア列138aとの間で駆動が伝達されるタイミングと、第2揺動ギア134と第2ギア列138bとの間で駆動が伝達されるタイミングとが同じとなるようにしている。このために本実施形態の場合、前述したように、第1揺動ギア133と第2揺動ギア134との関係を規制している。
Furthermore, when the
即ち、第1揺動ギア133と第2揺動ギア134とは、揺動距離を同一としている。また、第1揺動ギア133と第2揺動ギア134とは、それぞれ駆動ギア132の回転中心を中心として揺動する回転半径を同一としている。このために、第1揺動ギア133のギア部材139の(モジュール)×(歯数)が、第2揺動ギア134のギア部材139の(モジュール)×(歯数)と同一となっている。本実施形態では、ギア部材139を共通としているため、モジュール及び歯数は同一である。
That is, the
このように、第1揺動ギア133及び第2揺動ギア134は、同じ入力ギアである駆動ギア132によって回転させられていて、且つ、回転半径と揺動距離が同一である。このため、第1揺動ギア133と第2揺動ギア134とは、ほぼ同一の動作をし、ほぼ同一のタイミングで駆動切替を行うことができる。この結果、モータ131を正回転させたときは、第1ギア列138aの負荷軸が回転し始めるタイミングと第2ギア列138bの負荷軸が回転し始めるタイミングをほぼ同一にすることができる。一方、モータ131を逆回転させたときは、第1ギア列138aが連結解除されたのとほぼ同一のタイミングで第2ギア列138bの駆動連結が解除され、第3ギア列138cへと駆動連結されるようになる。
Thus, the
なお、このように駆動連結及び解除のタイミングを合わせるためには、少なくとも、第1揺動ギア133と第2揺動ギア134との揺動距離を同一とする。これにより、駆動連結及び解除のタイミングをより近づけることができる。そして、第1揺動ギア133と第2揺動ギア134との回転半径を同一とすることで、更にこのタイミングを近づけることができ、ギアの(モジュール)×(歯数)を同一とすることで、このタイミングをほぼ同一にできる。
In order to match the timing of drive connection and release as described above, at least the swing distance between the
このように構成される駆動切替装置130が定着装置100に接続された場合、第1ギア列138aが対向ローラ102に駆動を伝達するギア142と噛み合う(連結される)。また、第2ギア列138bが排出ローラ401に駆動を伝達するギア144に噛み合う。更に、第3ギア列138cが加圧解除機構103に駆動を伝達するギア143と噛み合う。したがって、搬送駆動部であるギア142及び加圧解除駆動部であるギア143は、複数の揺動ギアのうちの異なる揺動ギアから駆動が伝達される。即ち、ギア142には、第1揺動ギア133から第1ギア列138aを介して駆動が伝達される。また、ギア143には、第2揺動ギア134から第3ギア列138cを介して駆動が伝達される。
When the
また、本実施形態の場合、排出駆動部であるギア144は、複数の揺動ギアのうちの何れかの揺動ギアが搬送駆動部であるギア142に駆動を伝達する場合に、その他の揺動ギアから駆動が伝達される。即ち、ギア142に第1揺動ギア133から駆動が伝達される場合に、ギア144には、その他の揺動ギアである第2揺動ギア134から駆動が伝達される。
In the case of the present embodiment, the
したがって、モータ131を正回転させたときは、第1揺動ギア133が第1ギア列138aに連結され、第1ギア列138aと連結されるギア142に、モータ131の駆動力が伝達される。この結果、ギア142から駆動が伝達される対向ローラ102が回転して、ニップ部Nで記録材を搬送する。このとき、第2揺動ギア134が第2ギア列138bに連結され、第2ギア列138bと連結されるギア144にも、モータ131の駆動力が伝達される。この結果、ギア144から駆動が伝達される排出ローラ401が回転して、ニップ部Nを通過した記録材を排出する。
Therefore, when the
ここで、駆動切替装置130は、上述したように駆動連結のタイミングをほぼ同じとしているため、対向ローラ102と排出ローラ401とは、ほぼ同じタイミングで回転する。また、この際、第2揺動ギア134は第3ギア列138cとの駆動連結が解除されているため、第3ギア列138cと連結されるギア143には駆動力が伝達されず、加圧解除機構103が駆動することはない。
Here, since the
一方、モータ131を逆回転させたときは、第1揺動ギア133と第1ギア列138aとの駆動連結が解除され、対向ローラ102の回転が停止する。これと同時に、第2揺動ギア134と第2ギア列138bとの駆動連結が解除されて、第2揺動ギア134が第3ギア列138cに連結される。これにより、排出ローラ401の回転が停止すると共に、第3ギア列138cと連結されるギア143にモータ131の駆動力が伝達される。この結果、ギア143から駆動が伝達される加圧解除機構103のカム103aが回転し、加圧解除動作を行う。
On the other hand, when the
このように構成される本実施形態の場合、複数の揺動ギアである第1揺動ギア133及び第2揺動ギア134を駆動ギア132の回転中心を中心として揺動させている。このため、1つのモータ131から多くの駆動経路である第1ギア列138a、第2ギア列138b、第3ギア列138cへの切り替えを行える。即ち、本実施形態では、3つのギア列への切り替えが可能となる。また、このような駆動経路の切り替えに、前述したようなワンウェイクラッチを設ける必要がないため、省スペースで構成することができる。即ち、ワンウェイクラッチを用いた場合には、それぞれの駆動経路で出力ギアと入力ギアとの2つのギアが必要となる。これに対して、本実施形態の場合、駆動経路を切り替えるために揺動ギアを用いているため、ギアの数を少なくでき、駆動切替装置130が占めるスペースを小さくできると共に、部品点数を少なくでき、低コスト化を図れる。
In the case of this embodiment configured as described above, a plurality of swing gears, the
ここで、より多くの駆動経路を切り替えて動作させようとしたときには、それぞれの駆動がばらばらに動き始めたりしないように、駆動切替のタイミングの誤差を小さくすると共に、適切なタイミングで駆動切替を行えることが要求される。これに対して、本実施形態では、上述のように構成することで、タイミングを同じとしたい駆動経路への切替をほぼ同時に行え、且つ、適切なタイミングで駆動切替動作を行えるようにしている。 Here, when trying to operate by switching more drive paths, the drive switching error can be reduced and the drive switching can be performed at an appropriate timing so that each drive does not start to move apart. Is required. On the other hand, in the present embodiment, by configuring as described above, it is possible to switch to the drive path where the timing is to be the same, and to perform the drive switching operation at an appropriate timing.
即ち、本実施形態の場合、第1ギア列138aと第3ギア列138cとが同時に駆動されないようにしているため、これらとそれぞれ連結される対向ローラ102と加圧解除機構103とが同時に駆動されることはない。また、第2揺動ギア134は、第3ギア列138cと連結する際には、第2ギア列138bとの駆動連結が解除される。したがって、対向ローラ102と排出ローラ401への駆動伝達を解除してから、定着装置100の加圧解除動作をさせることができる。同様に、加圧解除機構103への駆動伝達を解除してから、対向ローラ102と排出ローラ401を回転させることができる。
That is, in the present embodiment, since the
また、駆動連結及び解除のタイミングをほぼ同一としているため、対向ローラ102と排出ローラ401との回転を同時に開始でき、例えば、これらの間で記録材がつまってしまうことを防止できる。即ち、本実施形態の場合、多くの駆動経路への切り替えを行える構成で、同時に駆動させたくない駆動経路への切り替え、及び、同時に駆動させたい駆動経路への切り替えを適切なタイミングで行うことができ、切替タイミングの誤差を小さくできる。
Further, since the drive connection and release timings are substantially the same, the rotation of the opposing
<第2の実施形態>
本発明の第2の実施形態について、図12を用いて説明する。本実施形態では、第1揺動ギア133から駆動伝達される駆動経路として、第1ギア列138aに加えて、第4駆動経路としての第4ギア列138dを有する。その他の構成及び作用については、上述の第1の実施形態と同様であるため、以下、第1の実施形態と異なる部分を中心に説明する。
<Second Embodiment>
A second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the present embodiment, as a drive path for driving transmission from the
本実施形態では、モータ131(図6、7参照)が正回転した時は、図12(a)に示すように、第1揺動ギア133が、矢印P1方向に揺動動作をすることでアイドラギア135に連結して、第1ギア列138aにモータ131の駆動を伝達する。一方、モータ131が逆回転した時は、図12(b)に示すように、第1揺動ギア133が、矢印P3方向に揺動動作をすることでアイドラギア160に連結して、第4ギア列138dにモータ131の駆動を伝達する。第2揺動ギア134については、第1の実施形態と同様に、モータ131の正逆回転に応じて、第2ギア列138bと第3ギア列138cとにそれぞれ駆動を伝達する。
In the present embodiment, when the motor 131 (see FIGS. 6 and 7) rotates forward, as shown in FIG. 12A, the
本実施形態の場合、このように、モータ131が正逆回転した時に、各揺動ギアによって切り替えられるギア列を2つずつ有していることで、回転させられる負荷を2つずつ計4つ備えることができる。即ち、1つのモータ131から4つの駆動経路への切り替えが可能となる。
In the case of this embodiment, when the
<第3の実施形態>
本発明の第3の実施形態について、図13を用いて説明する。本実施形態の場合、駆動ギア132を中心として揺動する揺動ギアを3個としている。即ち、第1揺動ギア133及び第2揺動ギア134に加えて、第3揺動回転体としての第3揺動ギア161を備えている。また、第3揺動ギア161は、モータ131(図6、7参照)の正逆回転に応じて、第5駆動経路としての第5ギア列138eと第6駆動経路としての第6ギア列138fとにそれぞれ駆動を伝達する。このように揺動ギアを増やすことで、切り替えられる駆動経路を更に増やすことができる。その他の構成及び作用については、上述の第2の実施形態と同様である。
<Third Embodiment>
A third embodiment of the present invention will be described with reference to FIG. In the case of the present embodiment, there are three swing gears that swing around the
<他の実施形態>
本発明は、上述の各実施形態の構成に限らず、同時に回転させる負荷が設置した駆動源で同時に駆動させられる範囲内であれば、揺動ギアを更に増やすこともできる。そして、切り替えられる駆動経路を更に増やすことができる。
<Other embodiments>
The present invention is not limited to the configuration of each of the embodiments described above, and the number of swing gears can be further increased as long as the load that is simultaneously rotated is within the range that can be simultaneously driven by the installed drive source. And the drive path | route which can be switched can be increased further.
また、揺動動作をするギアの一例として、ギア部材とホルダ部材と弾性部材からなる揺動ギアを挙げたが、本発明においては、構成をこれに限定するものではなく、その他の構成で揺動動作を行うものであれば良い。 In addition, as an example of a gear that performs a swinging operation, a swinging gear including a gear member, a holder member, and an elastic member has been described. However, in the present invention, the configuration is not limited to this, and the swinging gear may be configured in other configurations. Any device that performs dynamic motion may be used.
また、上述の駆動回転体としての駆動ギアや揺動回転体としての揺動ギアは、接触して回転伝達されるものであれば、他の構成としても良い。例えば、摩擦により回転を伝達する摩擦車としても良い。この場合、駆動経路も摩擦車により構成する。但し、駆動経路については、揺動回転体としてのギア或いは摩擦車と接触する部材については、ギア或いは摩擦車により構成するが、その他の部分については、他の動力伝達部材、例えば、プーリとベルトなどにより構成しても良い。 The drive gear as the drive rotator and the oscillating gear as the oscillating rotator may have other configurations as long as they can contact and transmit rotation. For example, a friction wheel that transmits rotation by friction may be used. In this case, the drive path is also constituted by a friction wheel. However, with regard to the drive path, the member that contacts the gear or friction wheel as the oscillating rotating body is constituted by the gear or friction wheel, but the other parts are other power transmission members such as pulleys and belts. You may comprise by these.
また、本発明の駆動離切替装置により駆動切替を行う対象は、上述したような定着装置以外に、例えば、記録材を搬送する装置など、他の構成にも適用できる。更には、画像形成装置以外の他の駆動切替を行う構成にも、勿論適用できる。 In addition to the fixing device as described above, the object to be switched by the drive / separation switching device of the present invention can be applied to other configurations such as a device for conveying a recording material. Furthermore, the present invention can be applied to other configurations that perform drive switching other than the image forming apparatus.
10・・・画像形成装置/100・・・定着装置(加熱装置)/101・・・定着フィルム(回転体)/102・・・対向ローラ(ニップ形成部材)/103・・・加圧解除機構/130・・・駆動切替装置/131・・・モータ(駆動源)/132・・・駆動ギア(駆動回転体)/133・・・第1揺動ギア(第1揺動回転体)/134・・・第2揺動ギア(第2揺動回転体)/138a・・・第1ギア列(第1駆動経路)/138b・・・第2ギア列(第2駆動経路)/138c・・・第3ギア列(第3駆動経路)/142・・・ギア(搬送駆動部)/143・・・ギア(加圧解除駆動部)/144・・・ギア(排出駆動部)/400・・・排出部(排出手段)
DESCRIPTION OF
Claims (8)
記録材を搬送しながら記録材上のトナー画像を定着するニップ部を、前記第1の回転体と協働して形成する第2の回転体と、A second rotating body that forms a nip portion for fixing a toner image on the recording material while conveying the recording material in cooperation with the first rotating body;
前記第1の回転体と前記第2の回転体の少なくとも一方を他方に向けて加圧することで前記第1の回転体と前記第2の回転体にトナー画像を定着処理可能な前記ニップ部を形成させる第1の位置と、前記第1の位置に対して前記ニップ部が解除される第2の位置と、を取り得る加圧部材と、The nip portion capable of fixing a toner image to the first rotating body and the second rotating body by pressurizing at least one of the first rotating body and the second rotating body toward the other. A pressure member capable of taking a first position to be formed and a second position at which the nip portion is released with respect to the first position;
前記第1の位置から前記第2の位置となるよう前記加圧部材を移動させる移動機構と、A moving mechanism that moves the pressure member from the first position to the second position;
前記ニップ部から搬送される記録材を搬送する搬送回転体と、A transport rotating body for transporting a recording material transported from the nip portion;
駆動ギアと、Drive gear,
前記駆動ギアを、第1の方向と、前記第1の方向と反対の第2の方向と、に回転駆動可能な駆動源と、A drive source capable of rotationally driving the drive gear in a first direction and a second direction opposite to the first direction;
前記駆動ギアの回転により揺動する揺動ギアであって、第1のギアに噛み合うことで前記駆動ギアの回転駆動力を前記第1の回転体の回転に伝達する第1の揺動位置と、前記第1のギアとの噛み合いが外れることで前記駆動ギアの回転駆動力を前記第1の回転体の回転に伝達しない第2の揺動位置と、を取り得るように揺動する第1の揺動ギアと、A swing gear that swings by rotation of the drive gear, and a first swing position that transmits the rotational driving force of the drive gear to the rotation of the first rotating body by meshing with the first gear; Oscillating so as to be able to assume a second oscillating position where the rotational driving force of the driving gear is not transmitted to the rotation of the first rotating body by disengagement from the first gear. Oscillating gear
前記駆動ギアの回転により揺動する揺動ギアであって、第2のギアと噛み合うことで前記駆動ギアの回転駆動力を前記搬送回転体の回転に伝達する第3の揺動位置と、第3のギアと噛み合うことで前記駆動ギアの回転駆動力を前記移動機構に伝達する第4の揺動位置と、を取り得るように揺動する第2の揺動ギアと、を備え、A swing gear that swings by rotation of the drive gear, and a third swing position that transmits the rotational driving force of the drive gear to the rotation of the transport rotating body by meshing with the second gear; A second swinging gear that swings so as to be able to take a fourth swinging position that meshes with the gear 3 and transmits the rotational driving force of the drive gear to the moving mechanism,
前記駆動ギアが前記第1の方向に回転することに連動して、前記第1の揺動ギアは前記第1の揺動位置で前記駆動ギアの回転駆動力を前記第1の回転体の回転に伝達しつつ、前記第2の揺動ギアは前記第3の揺動位置で前記駆動ギアの回転駆動力を前記搬送回転体の回転に伝達し、In conjunction with the rotation of the driving gear in the first direction, the first rocking gear rotates the driving force of the driving gear at the first rocking position. The second oscillating gear transmits the rotational driving force of the driving gear to the rotation of the conveying rotator at the third oscillating position.
前記駆動ギアが前記第2の方向に回転することに連動して、前記第1の揺動ギアは前記第2の揺動位置に位置しつつ、前記第2の揺動ギアは前記第4の揺動位置で前記駆動ギアの回転駆動力を前記移動機構に伝達する、In conjunction with the rotation of the drive gear in the second direction, the first rocking gear is positioned at the second rocking position, while the second rocking gear is the fourth rocking gear. Transmitting the rotational driving force of the drive gear to the moving mechanism at the swing position;
ことを特徴とする定着装置。A fixing device.
ことを特徴とする請求項1に記載の定着装置。The fixing device according to claim 1.
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein
ことを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の定着装置。 If rotation of the drive gear is switched to the first direction from the second direction, before the first swing gear you positioned in the first pivoted position, the second swing Transmission of the rotational driving force of the driving gear to the moving mechanism by the gear is released ,
The fixing device according to any one of 請 Motomeko 1 to 3 you wherein a.
ことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の定着装置。 The first swing gear and the second swing gear have the same swing distance, respectively.
The fixing device according to any one of 請 Motomeko 1 to 4 you wherein a.
ことを特徴とする請求項5に記載の定着装置。 The first oscillating gear and the second oscillating gear have the same rotation radius that oscillates around the rotation center of the drive gear .
The fixing device according to 請 Motomeko 5 you wherein a.
ことを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の定着装置。 The first swing gear and the second swing gear are gears having the same (module) × (number of teeth),
The fixing device according to any one of 請 Motomeko 1 to 6 you, characterized in that.
ことを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載の定着装置。The fixing device according to claim 1, wherein
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