JP6991844B2 - 一方向クラッチユニットおよび画像加熱装置 - Google Patents
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Description
正逆回転可能な駆動源により、第1の方向と前記第1の方向とは逆方向である第2の方向とに回転可能な入力回転体と、
前記入力回転体の前記第1の方向と前記第2の方向の回転にそれぞれ駆動連結する駆動連結部材と、
前記駆動連結部材が前記第1の方向に回転するときは駆動伝達し、前記第2の方向に回転するときは駆動伝達が解除される出力回転体と、
前記入力回転体と前記駆動連結部材と前記出力回転体とに挿通される共通の軸と、を有し、
前記入力回転体と前記駆動連結部材はそれぞれ駆動伝達する第一係合部を備え、
前記駆動連結部材と前記出力回転体はそれぞれ駆動伝達する第二係合部を備え、
前記駆動連結部材には前記出力回転体の内周面に当接し、前記出力回転体の径方向に付勢する少なくとも2つ以上の付勢形状部が形成されており、
前記第一係合部及び前記第二係合部はそれぞれ3つ以上の係合部を有する
ことを特徴とする。
<画像形成部>
図2は本実施例における画像形成装置30の概略構成を示す模式図であり、中間転写方式-タンデム型のフルカラー電子写真プリンタである。この画像形成装置30はプリントサーバ等の外部装置(不図示)から制御部(不図示)に入力する電気的な画像情報に基づいて装置本体31内の画像形成部32が作像動作してシート状の記録材Pにフルカラー又はモノカラーのトナー画像を形成することができる。
図3は定着装置Fの要部の横断面模式図、図4は同じく要部の斜視図、図5は加圧機構と加圧解除機構の動作を説明する模式図である。
フィルム1は、例えば、筒状(エンドレスベルト状、スリーブ状)の耐熱性樹脂フィルムや金属からなる基層を主体とし、その外周面に弾性層、更には離型層を設けた、全体的に可撓性を有する肉薄の伝熱部材である。フィルム1は自由状態においては自身の弾性によりほぼ円筒形状を呈する。
本実施例において、熱源としてのヒータ2には、通電により急峻に昇温する所定熱容量で細長で薄い板状のセラミックヒータ(板状発熱体)を用いている。このヒータ2は、アルミナや窒化アルミ等の良熱伝性・電気絶縁性のセラミックからなる細長で薄い板状のヒータ基板と、この基板面に長手に沿って具備させたAgPd合金、NiSn合金、RuO2等を主成分とする抵抗発熱体層と、を基本構成としている。
フィルムガイド部材(以下、ガイドと記す)3はヒータ2を保持するとともにフィルム1の回転をガイドする役割を果たす、フィルム1の長手方向(幅方向)に沿って長い耐熱性・剛性を有する部材である。本実施例においては、断面略半円弧状樋型の液晶ポリマー樹脂成形品である。ヒータ2はこのガイド3の外面のガイド長手に沿って形成された細長溝部(座面)に嵌め込まれて保持されている。
補強ステー(以下、ステーと記す)4はガイド3を補強する、フィルム1の長手方向に沿って長い剛性部材であり、高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましい。本実施例においては横断面コの字型のSUS304の型材を用いている。ステー4はガイド3の内側(ヒータ2側とは反対側)に配設されてガイド3を支持する。
フィルム1は、上記のヒータ2、ガイド3、ステー4の組立体に対してルーズに外嵌(外挿)されている。ガイド3とステー4の一端側と他端側の端部はそれぞれフィルム1の一端側と他端側の開口部から外側に所定に突出している。その両突出部に対してそれぞれ一端側と他端側のフランジ部材5L・5Rが嵌着されている。
加圧ローラ7は、芯金7aに、ゴム弾性層7bを形成し、その上にPFA樹脂等のチューブ7cを被覆してなる。加圧ローラ7は、装置フレーム8の一端側と他端側の側板8L・8R間において、芯金7aの一端側と他端側がそれぞれ軸受10を介して回転可能に支持されている。
加圧ローラ7の芯金7aにはコントローラ(制御装置:制御部)COで制御される正逆回転可能な駆動源であるモータ(定着モータ)Mの正方向(第1の方向)の回転駆動力が後述する駆動伝達機構部25を介して入力する。これにより、加圧ローラ7が駆動回転体として図3において矢印R7の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。加圧ローラ7が回転駆動されることで、ニップ部Nにおいてフィルム1に加圧ローラ7との摩擦力で回転トルクが作用する。これにより、フィルム1は加圧ローラ7の回転に従動して回転する。
装置フレーム8の一端側と他端側の側板8L・8Rの外側にはそれぞれ一端側と他端側の加圧機構12L・12Rが配設されている。この両加圧機構12L・12Rは対称構成の同一構造であるから、図5に示した一端側の加圧機構12Lを代表して説明する。
一端側と他端側の加圧機構12L・12Rによる加圧力の解除は加圧解除機構(移動機構)18によりなされる。本実施例において、加圧解除機構18は、一端側と他端側の加圧機構12L・12Rのそれぞれのアーム13を揺動させるための一端側と他端側の圧解除カム19を有する。
図6の(a)と(b)は本実施例における駆動伝達機構25の駆動伝達経路の模式図である。(a)に示すように、コントローラ(制御装置)COは、画像形成時には、モータMを正回転するように制御する。一方、ジャム検知センサ(不図示)が用紙ジャムを検知した場合には、(b)に示すように、コントローラCOは、モータMを逆回転するように制御する。モータMが逆回転すると、圧解除カム19が回転し、圧解除フラグ21(図4)の回動を離間センサ22が検知することで離間動作が完了する。
図7の(a)はモータMを正回転した際の定着装置Fの姿勢と動作を示す模式図である。モータMが正回転した場合、駆動力は伝達ギアGと正転時一方向クラッチユニット100aを介して加圧ローラ7を回転駆動させる。モータMが正回転した場合、駆動力は逆転時一方向クラッチユニット100bで遮断され、同軸上に配置された圧解除カム19は非回転となる。そのため、圧解除カム19の最大隆起部19bがカム軸20の回転中心に対して変位せず、フィルム1と加圧ローラ7はばね14によって加圧された、当接状態を維持する。
図7の(b)はモータMを逆回転した際の定着装置Fの姿勢と動作を示す模式図である。モータMが逆回転した場合、駆動力は正転時一方向クラッチユニット100aによって遮断され、駆動力は加圧ローラ7に伝達せず、加圧ローラ7は回転停止した状態となる。モータMが逆回転した場合、駆動力は逆転時一方向クラッチユニット100bによって、圧解除カム19に伝達される。これにより、圧解除カム19が回転し、最大隆起部19bがカム軸20の回転中心に対して変位し、フィルム1を支持するアーム13をばね14の付勢力に抗して回動し、フィルム1と加圧ローラ7は離間状態となる。
次に離間の検知についての説明を行う。図3に記載の離間センサ22が圧解除カム19の動作に連動して動く圧解除フラグ21の位置を検知することで、加圧ユニット6のフィルム1と加圧ローラ7の当接状態、離間状態を検知する。離間センサ22がフィルム1と加圧ローラ7が離間したことを検知すると、コントローラCOはモータMの回転を停止する。
図1の(a)は一方向クラッチユニット100(a、b)の分解斜視図である。同図の(b)は一方向クラッチユニット100を(a)とは逆の方向から見た分解斜視図である。一方向クラッチユニット100は、入力ギア(入力回転体)101、駆動伝達カム(駆動連結部材)102、出力ギア(出力回転体)103、これらに挿通される共通の回転軸(軸)SHを有している。入力ギア101と出力ギア103は回転軸SHに嵌合にて挿通されており、駆動伝達カム102は同回転軸SHにクリアランスをもって挿通されている。
図10は駆動連結時の一方向クラッチ100の挙動を説明する図である。(a)は非連結から連結になる過程を説明する断面図であり、(b)は駆動連結が完了した際の断面図となる。
図11は非駆動連結時の一方向クラッチ100の挙動を説明する図である。(a)は連結から非連結になる過程を説明する断面図であり、(b)は非駆動連結になった際の断面図となる。
最後に比較例として遊星ギアによるワンウェイクラッチと本実施例による構成の比較を行う。
(1)上記実施例において、駆動伝達カム102に付勢形状部102fを設けたが、本発明はかかる構成に限定されるものではない。例えば別途付勢部材を駆動伝達カム102や出力ギア101に設けてもよい。
Claims (7)
- 正逆回転可能な駆動源により、第1の方向と前記第1の方向とは逆方向である第2の方向とに回転可能な入力回転体と、
前記入力回転体の前記第1の方向と前記第2の方向の回転にそれぞれ駆動連結する駆動連結部材と、
前記駆動連結部材が前記第1の方向に回転するときは駆動伝達し、前記第2の方向に回転するときは駆動伝達が解除される出力回転体と、
前記入力回転体と前記駆動連結部材と前記出力回転体とに挿通される共通の軸と、を有し、
前記入力回転体と前記駆動連結部材はそれぞれ駆動伝達する第一係合部を備え、
前記駆動連結部材と前記出力回転体はそれぞれ駆動伝達する第二係合部を備え、
前記駆動連結部材には前記出力回転体の内周面に当接し、前記出力回転体の径方向に付勢する少なくとも2つ以上の付勢形状部が形成されており、
前記第一係合部及び前記第二係合部はそれぞれ3つ以上の係合部を有する
ことを特徴とする一方向クラッチユニット。 - 前記駆動連結部材の前記軸が挿通される穴の内径D1と前記軸の外径D2は、D1≧D2+0.1の関係となっていることを特徴とする請求項1に記載の一方向クラッチユニット。
- 前記第一係合部において、前記駆動連結部材の側の係合部になだらかに接続する傾斜面を有することを特徴とする請求項1又は2に記載の一方向クラッチユニット。
- 前記第一係合部において、前記入力回転体が前記第2の方向に回転するときに前記入力回転体の側の係合部と係合する前記駆動連結部材の側の係合部は、前記入力回転体が前記第1の方向に回転するときは異なる箇所で係合することを特徴とする請求項1乃至3の何れか一項に記載の一方向クラッチユニット。
- 前記駆動連結部材の前記軸が挿通される穴の内径D1と、前記入力回転体の前記軸が挿通される穴及び前記出力回転体の前記軸が挿通される穴の内径D3は、D1>D3の関係となっていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の一方向クラッチユニット。
- 前記駆動連結部材の前記付勢形状部は、回転方向に対して等間隔で配置されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一項に記載の一方向クラッチユニット。
- トナー像を担持した記録材をニップ部で挟持搬送してトナー像を加熱する画像加熱装置であって、
前記ニップ部を形成する一対の回転体と、
前記一対の回転体を圧接する加圧機構と、
前記一対の回転体により前記ニップ部が形成される第1の位置と、前記一対の回転体が離間する、若しくは前記加圧機構が前記第1の位置に位置する場合よりも前記加圧機構により前記一対の回転体の間にかかる力が小さい第2の位置と、を前記加圧機構が取り得るように、前記加圧機構を移動させる移動機構と、
正逆回転可能な駆動源と、
請求項1乃至5の何れか一項に記載の一方向クラッチユニットを有しており、前記駆動源の前記第1の方向の回転駆動力を前記一対の回転体の少なくとも一方の回転体に伝達し、前記第2の方向の回転駆動力を前記移動機構に伝達する駆動伝達機構と、
前記駆動源を制御する制御部と、
を有することを特徴とする画像加熱装置。
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