JPH1063131A - 定着装置のロール圧接装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 定着装置における加熱ロールと加圧ロールを
圧接又は離間させるロール圧接装置において、その両ロ
ールを圧接又は離間させるためのカムを制御するスプリ
ングクラッチを、カムのハイポイント側のカムフォロワ
ー保持部に加えて、そのローポイント側のカムフォロワ
ー保持部においても完全に解放して、半クラッチ状態に
よる摩擦音の発生を防止できるようにする。 【解決手段】 カムのハイポイント側のカムフォロワー
保持部（９Ｈ）の直前にハイポイント用下り斜面（２
７）を形成するとともに、ローポイント側のカムフォロ
ワー保持部（９Ｌ）の直前に前記ハイポイント用下り斜
面（２７）よりも傾きの大きいローポイント用下り斜面
（２６）を形成し、カムフォロワー（７）が各下り斜面
（２６，２７）にそれぞれ位置するときにストッパーを
作用させてスプリングクラッチを解放するようにした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真複写機、
プリンター等の画像形成装置において使用する定着装置
の加熱ロールと加圧ロールとを互いに圧接させるロール
圧接装置に係り、特に、かかる加熱ロールと加圧ロール
とを、ストッパの作用により解放されるスプリングクラ
ッチを介して回転駆動するカムにより互いに圧接させる
定着装置のロール圧接装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】本出願人は、先に、複写機等の定着装置
における加熱ロールと加圧ロールとをストッパの作用に
より解放されるスプリングクラッチを介して回転駆動す
るカムにより互いに圧接又は離間させる機構のロール圧
接装置として、前記カムを制御するスプリングクラッチ
を、カムのハイポイント側の所定の停止位置（すなわ
ち、カムフォロワー保持部でカムフォローを保持する位
置）において完全に解放することを可能としたロール圧
接装置を提案している（実開昭６４−４８４２６号公
報）。

【０００３】すなわち、このロール圧接装置は、前記し
たカムとして、図９に示すようなカム曲線からなるカム
を使用するものである。同図のカム曲線は、カムの形状
を示すカム山の高さの展開図であって、縦軸はローポイ
ントを基準にしたカム山の高さを示し、横軸はローポイ
ントの停止位置を０°としたときのカムの回転角度を示
している。従って、上記のカムは、ハイポイント側のカ
ムフォロワー保持部（Ｐ１）の直前に下り斜面（ＤＳ）
を形成したものである。

【０００４】そして、このようなカムの採用により、カ
ムフォロワー（ＫＦ）が前記下り斜面に位置するときに
ストッパを作用させると、カムフォロワーが加熱ロール
と加圧ロールの圧接力の反力によってカムの下り斜面を
押圧するため、カムは停止位置まで強制的にオーバーラ
ンし、これにより、スプリングクラッチのスプリングが
完全に緩んだ状態になり、スリップクラッチが解放され
る。この結果、カムのハイポイント側のカムフォロワー
保持部においてスプリングクラッチが完全に解放される
ため、スプリングが完全に緩んだ状態にならず半クラッ
チ状態となって摩擦音が発生するという不具合を解消す
ることができる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ようなカム曲線のカムを使用しているロール圧接装置に
おいては、カムのローポイント側のカムフォロワー保持
部（Ｐ２）がカムの最下点にあるため（この最下点にあ
る場合に加えて、最下点よりも少しハイポイント側に向
かう上り斜面にさしかかった位置にある場合も同様に、
図５参照）、カムフォロワーがカムを回す（オーバーラ
ンさせる）力は特に働かず（特に、カムが最下点よりも
少しハイポイント側に向かう上り斜面にさしかかった位
置にある場合には、そのカムが最下点側に戻るような反
対方向に回動してスプリングを巻締めようとする状態と
なり）、その位置でスプリングクラッチを切り離そうと
しても、完全にスプリングを解放することができず、半
クラッチ状態となって摩擦音が発生する場合があった。

【０００６】本発明の目的は、定着装置の加熱ロールと
加圧ロールを圧接又は離間させるカムを制御するスプリ
ングクラッチを、カムのハイポイント側の所定位置（カ
ムのカムフォロワー保持部がカムフォロワーを保持する
位置）に加えて、そのローポイント側の所定位置（カム
のカムフォロワー保持部がカムフォロワーを保持する位
置）においても完全に解放して半クラッチ状態による摩
擦音の発生を防止することが可能な定着装置のロール圧
接装置を提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】本発明の定着装置のロー
ル圧接装置は、回転する加熱ロールと加圧ロールの圧接
部とに未定着トナー像を担持した用紙を通過させて定着
を行う定着装置における前記加熱ロールと加圧ロールと
を、ストッパの作用により解放されるスプリングクラッ
チを介して回転駆動するカムにより支持されるカムフォ
ロワーの往復動に伴って互いに圧接又は離間させるロー
ル圧接装置において、前記カムのハイポイント側のカム
フォロワー保持部の直前にハイポイント用下り斜面を形
成するとともに、ローポイント側のカムフォロワー保持
部の直前に前記ハイポイント用下り斜面よりも傾きの大
きいローポイント用下り斜面を形成し、前記カムフォロ
ワーが前記各下り斜面にそれぞれ位置するときに前記ス
トッパーを作用させて前記スプリングクラッチを解放す
るようにしたことを特徴とするものである。

【０００８】上記のローポイント用下り斜面の傾きは、
カムフォロワー側に配置される加圧ロール又は加熱ロー
ルの重量等によって適宜設定されるものであり、特に限
定されるものではない。しかし、この傾きがハイポイン
ト用下り斜面の傾きと同じ程度ではローポイント用下り
斜面に十分な荷重がかからず、ローポイント側でのスプ
リングクラッチの解放を行うことができなくなり、反対
に、この傾きが大きすぎるとローポイント用下り斜面に
十分な荷重がかかるものの最終的にカムの強制的なオー
バーラン時においてスプリングに過剰の負荷がかかりス
プリング等の破損を招くおそれがある。従って、このロ
ーポイント用下り斜面の傾きは、通常、ハイポイント用
下り斜面の傾きに対して２０〜１００倍程度の大きさに
設定することが望ましい。

【０００９】このように本発明のロール圧接装置は、加
熱ロールと加圧ロールを圧接位置に保持する際及びその
離間位置に保持する際に、カムのハイポイント側及びロ
ーポイント側のカムフォロワー保持部がカムフォロワー
を保持する直前、即ちカムがそのハイポイント側及びロ
ーポイント側の停止位置に達する直前にスプリングクラ
ッチにストッパを作用させてスプリングクラッチを解放
し、カムに対する駆動力を遮断するようになっている。

【００１０】この際、カムのハイポイント用下り斜面に
は、カムフォロワーを介して加熱ロールと加圧ロールの
圧接力の反力が作用する。一方、カムのローポイント用
下り斜面には、カムフォロワーを介して加熱ロール又は
加圧ロールの重量が作用する。これにより、カムは、い
ずれにおいてもカムフォロワーに押されてカム停止位置
までオーバーランし、スプリングクラッチを完全に解放
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、実施例を挙げて本発明につ
いて詳細に説明する。

【００１２】図１〜図３は、本発明の一実施例に係る定
着装置のロール圧接装置を示すものである。この定着装
置は、例えば電子写真複写機に使用されるものであり、
内部に加熱用のヒータ１を有し図示しない駆動装置によ
って回転駆動される加熱ロール２と、軸３に一端を回動
可能に枢支された揺動アーム４に調節ロッド５を介して
支持された加圧ロール６とを備えている。揺動アーム４
の他端には、小型ローラ状のカムフォロワー７が軸支さ
れている。そして、このカムフォロワー７を駆動軸８に
支持されたカム９に当接させることにより、揺動アーム
４が上下動し、加熱ロール２と加圧ロール６を互いに圧
接させたり或いは離間させるようになっている。また、
調節ロッド５の長さを調節することにより、加圧ロール
６の回転軸１０を移動させて、加熱ロール２と加圧ロー
ル６の圧接力が調整できるようになっている。

【００１３】また、この定着装置には、図２や図３に示
すようにスプリングクラッチ１１を用いたカム９の駆動
装置が設けられている。その駆動装置において、カム９
は駆動軸８の両端に固定されており、その駆動軸８はブ
ラッケット１２に軸支されている。駆動軸８には、モー
タ１３の駆動ギア１４に噛合する従動ギア１５を一体に
形成した第一円筒部材１６が遊嵌されている。また、駆
動軸８には、第一円筒部材１６と対向するように第二円
筒部材１７が固着されており、両円筒部材１６，１７の
周囲にはコイル状のスプリング１８が巻き付けられてい
る。そして、スプリング１８の第一円筒部材１６側の端
部は、このスプリング１８の外周を被う薄肉円筒状のカ
ラー１９に固定されるともに、第二円筒部材１７側の端
部は、その円筒部材１７の一端部に形成されたフランジ
２０に固定されている。

【００１４】カラー１９の外周には突起２１が形成され
ており、この突起２１には中央部が枢支されるとともに
ソレノイド２２によっって往復揺動させられるストッパ
２３の第一係止爪２４と第二係止爪２５とが交互に係合
する。そして、ストッパ２３の第一係止爪２４がカラー
１９の突起２１に係合すると、スプリングクラッチ１２
が切断されてカム９がローポイント側の停止位置（即
ち、カムフォロワー７がカム９のローポイントにより保
持される位置）で停止する。そして、ストッパ２３の第
二係止爪２５が突起２１に係合すると、同様にしてカム
９はハイポイント側の停止位置（即ち、カムフォロワー
７がカム９のハイポイントにより保持される位置）で停
止するようになっている。

【００１５】図４は使用するカム９の正面図であり、図
５はそのカム９の形状を示すカム曲線である。図４中の
９ａは回転軸８に刻設する係止溝に嵌め入れる係止突
起、Ｏはカムの中心を示す。この実施例においては、カ
ム９のローポイント側のカムフォロワー保持部９Ｌの手
前にはローポイント用下り斜面２６を形成しており、そ
のハイポイント側のカムフォロワー保持部９Ｈの手前に
はハイポイント用下り斜面２７を形成している。ローポ
イント用下り斜面２６の傾きは、ハイポイント用下り斜
面２７の傾きよりも大きくなるように設定されている。
この実施例では、ローポイント用下り斜面２６の傾きは
カム曲線上で０．２８ｍｍ／回転角度程度、ハイポイン
ト用下り斜面２７の傾きはカム曲線上で０．００５ｍｍ
／回転角度程度に設定している。また、カム９のハイポ
イント用下り斜面２７の後方には平坦面（カムの高さ
（半径）が同一である部分）３０を形成している。

【００１６】そして、上記双方の下り斜面２６，２７
は、各下り斜面２６，２７の始点に近い部分がそれぞれ
のストッパ作用位置２８，２９となっており、この位置
２８にカムフォロワー７が達したときにストッパ２３の
第一係止爪２４が突起２１に係合してスプリングクタッ
チ１２を切断するようになっているとともに、上記位置
２９にストッパ２３の第二係止爪２５が突起２１に係合
してスプリングクラッチ１２を切断するようになってい
る。

【００１７】さらに、この定着装置では、図６に示すよ
うに、加熱ロール２の一端部に固着した軸受部３１をフ
レーム３２に回転自在に支持するボールベアリング３３
は、加熱ロール２のヒータ１の挿抜時における脱着の都
合上、室温においてその内径寸法Ｄを加熱ロール本体の
軸受部３１の支軸３４の外径寸法ｄより大きく設定して
いる。この場合、加熱ロール２の駆動時にボールベアリ
ング３３の内周面と支軸３４の外周面間の滑りによって
磨耗が生じたり、スティテックスリップによって異常音
が発生することがある。このような不都合を防ぐため
に、軸受部３１にはボールベアリング３３より膨張係数
の大きい材料が用いられている。すなわち、ヒータ１が
加熱によって加熱ロール２の温度が上昇すると、支軸３
４の外径ｄはボールベアリング３３の内径Ｄよりも大き
く膨張するので両者の嵌め合いが密接になり滑りを防止
することができる。

【００１８】次に、この実施例に係るロール圧接装置の
作用について説明する。

【００１９】複写動作待機中は、図７に例示するよう
に、カム９のローポイント（９Ｌ）が揺動アーム４のカ
ムフォロワー７に当接しており、加熱ロール２と加圧ロ
ール６は離間した状態にある。このとき、カム９の駆動
用のモータ１３は回転しているが、ストッパ２３の第一
係止爪２４がカラー１９の突起２１に係合しているの
で、スプリングクラッチ１１は切断状態にあってカム９
は停止している。

【００２０】そして、複写動作が開始されると、ソレノ
イド２２に通電がなされストッパ２３が揺動（図中、右
回転）し、第一係止爪２４が突起２１から外される。こ
のとき、図３に示すモータ１３に固着された駆動ギア１
４に噛合する従動ギア１５と、この従動ギア１５と一体
の第一円筒部材１６は矢印Ａ方向に回転しているので、
第一円筒部材１６は摩擦力を介してスプリング１８及び
カラー１９を矢印Ａ方向に回転させようとする。ところ
が、スプリング１８の反対側の端部は、第二円筒部材１
７のフランジ２０に固定されているので、スプリング１
８は自動的に巻締められて第一円筒部材１６と第二円筒
部材１８を一体的に結合する。このようにして、モータ
１３の回転は、第二円筒部材１７に伝達され、第二円筒
部材１７が固定された回転軸８とその両端に取り付けら
れたカム９を、前記カラー１９とともに矢印Ａ方向に回
転させる。

【００２１】このようにしてカム９が回転すると、カム
フォロワー７はローポイントからハイポイント側へと押
し上げられ、この結果、揺動アーム４の先端に設けられ
た加圧ロール６は加熱ロール２に圧接される。カムフォ
ロワー７が図５に示すカム曲線の最高点を乗り越えて下
り斜面２７の途中のストッパ作用位置２９に達すると、
ストッパ２３の第二係止爪２５がカラー１９の突起２１
に係合する（図１や図８参照）。これにより、カラー１
９は強制的に回転を止められるが、図３に示す従動ギア
１５、第一円筒部材１６、第二円筒部材１７、駆動軸
８、カム９は引き続いて回転しようとする。ところが、
スプリング１８の一端はカラー１９と共に強制的に停止
させられているにもかかわらず、その他端はフランジ２
０とともに更に矢印Ａ方向に回転するのでスプリング１
８の巻締めが緩み、第一円筒部材１６の回転力は第二円
筒部材１８に伝達されなくなる。そして、本来は、この
段階でスプリングクラッチ１８は解放されずはずである
が、場合によっては半クラッチ状態になる。

【００２２】しかしながら、このロール圧接装置では、
カムフォロワー７は加熱ロール２と加圧ロール６の圧接
力の反力によってカム９のハイポイント用下り斜面２７
を押圧しているので、カム９は矢印Ａ方向に強制的にオ
ーバーランさせられ、スプリングクラッチ１１のスプリ
ング１８は完全に緩んで半クラッチ状態を脱することが
できる。カム９のオーバーランは、上記圧接力の反力に
よってカムが回ろう（オーバーランしよう）とする力と
スプリング１８が締まろうとする力とがつり合った位置
で停止する。すなわち、最終的にカム９は、そのハイポ
イント側のカムフォロワー保持部（９Ｈ）がカムフォロ
ワー７に係合する位置（即ち、カム９のハイポイント側
停止位置）で停止されることになる。

【００２３】一方、未定着トナー像を担持した用紙が加
熱ロール２と加圧ロール６の圧接部を通過して定着が終
了すると、ソレノイド２２が再び作動してストッパ２３
が揺動し（図中、左回転）し、第二係止爪２５が突起２
１から外れる。すると、前述した同じ作用により、スプ
リングクラッチ１１が接続されてカム９はローポイント
に向かって回動する。これにより、カムフォロワー７は
ハイポイントからローポイント側へと下げられ、この結
果、揺動アーム４の先端に設けられた加圧ロール６は加
熱ロール２か離間される。

【００２４】そして、カムフォロワー７が図５に示すカ
ム曲線のローポイント側にある最高点を乗り越えてロー
ポイント用下り斜面２６の途中のストッパ作用位置２８
に達すると、ストッパ２３の第二係止爪２４がカラー１
９の突起２１に係合する（図１や図７参照）。これによ
り、カラー１９は強制的に回転を止められるが、図３に
示す従動ギア１５、第一円筒部材１６、第二円筒部材１
７、駆動軸８、カム９は引き続いて回転しようとする。
ところが、スプリング１８の一端はカラー１９と共に強
制的に停止させられているにもかかわらず、その他端は
フランジ２０とともに更に矢印Ａ方向に回転するのでス
プリング１８の巻締めが緩み、第一円筒部材１６の回転
力は第二円筒部材１８に伝達されなくなる。そして、本
来はやはり、この段階でスプリングクラッチ１８は解放
されずはずであるが、場合によっては半クラッチ状態に
なる。

【００２５】しかしながら、このロール圧接装置では、
カムフォロワー７は加圧ロール６の重量によってカム９
のローポイント用下り斜面２６を押圧しているので、カ
ム９は矢印Ａ方向に強制的にオーバーランさせられ、ス
プリングクラッチ１１のスプリング１８は完全に緩んで
半クラッチ状態を脱することができる。カム９のオーバ
ーランは、加圧ロール６の自重によってカムが回ろう
（オーバーランしよう）とする力とスプリング１８が締
まろうとする力とがつり合った位置で停止する。すなわ
ち、最終的にカム９は、そのローポイント側のカムフォ
ロワー保持部（９Ｌ）がカムフォロワー７に係合する位
置（即ち、カム９のローポイント側停止位置）で停止さ
れることになる。

【００２６】このようにしてスプリングクラッチ１１は
完全な切断状態となり、カム９は停止し、加熱ロール２
と加圧ロール６は離間した状態に保持され、次の複写動
作（定着動作）のために待機する。

【００２７】なお、前記した実施例においては、請求項
に記載した発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更す
ることが可能である。

【００２８】例えば、加圧ロール６を揺動アーム４に支
持させる代わりに、ガイド部材を用いて加圧ロール６を
加熱ロール２に対して往復動可能に案内するように支持
させてもよい。

【００２９】また、加圧ロール６を固定した加熱ロール
２に対して圧接又は離間させるために変位させる代わり
に、加圧ロール６の位置を固定し、この加圧ロール６に
対して加熱ロール２の位置を変位させるように構成して
もよい。

【００３０】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のロール圧
接装置によれば、ストッパの作用により解放されるスプ
リングクラッチを介して駆動されるカムのハイポイント
側のカムフォロワー保持部の直前にハイポイント用下り
斜面を形成するとともに、そのローポイント側のカムフ
ォロワー保持部の直前にハイポイント用下り斜面よりも
傾きの大きいローポイント用下り斜面を形成し、カムフ
ォロワーが前記各下り斜面にそれぞれ位置するときにス
トッパーを作用させてスプリングクラッチを解放するよ
うにしたので、カムは、ハイポイント側及びローポイン
ト側のいずれにおいてもカムフォロワーからの押圧力に
よってオーバーランし、スプリングクラッチのスプリン
グを完全に緩めることができる。

【００３１】特に、カムフォロワーは、ハイポイント側
の場合には、加熱ロールと加圧ロールの圧接力の反力を
受けてカムのハイポイント用下り斜面を押圧するのに対
し、ローポイント側の場合には、上記押圧力の反力より
も弱力である加圧ロールの重量を受けるだけであるが、
ローポイント用下り斜面はその傾きがハイポイント用下
り斜面の傾きよりも大きいので、その重量でもって確実
にカムのローポイント用下り斜面を押圧する。

【００３２】従って、ハイポイント側とローポイント側
の双方のカム停止位置において、スプリングクラッチが
半クラッチ状態になって摩擦音が発生されることを防止
することができ、しかも、スプリングクラッチが半クラ
ッチ状態で振動を起こしたり異常な磨耗を誘発すること
がなくなる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例に係る定着装置のロール圧
接装置を示す要部構成図であり、図３のＢ−Ｂ線方向か
ら見た側面図でもある。

【図２】 同実施例のカム駆動装置の要部構成図であ
り、図３のＣ−Ｃ線方向から見た側面である。

【図３】 図１のＤ−Ｄ線に沿う同実施例のカム駆動装
置の一部切欠正面図である。

【図４】 同実施例で使用するカムを示す側面図であ
る。

【図５】 同実施例で適用したカム曲線を示す図であ
る。

【図６】 加熱ロールの端部構造を示す断面図である。

【図７】 加熱ロールと加圧ロールを離間させていると
き（又はカムがローポイント側にあるとき）のロール圧
接装置の状態を示す概念図である。

【図８】 加熱ロールと加圧ロールを圧接させていると
き（又はカムがハイポイント側にあるとき）のロール圧
接装置の状態を示す概念図である。

【図９】 従来装置におけるカム曲線を示す図である。

【符号の説明】

２…加熱ロール、３…加圧ロール、７…カムフォロワ
ー、９…カム、９Ｌ，９Ｈ…カムフォロワー保持部、１
１…スプリングクラッチ、２３…ストッパ、２６…ロー
ポイント用下り斜面、２７…ハイポイント用下り斜面。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転する加熱ロールと加圧ロールの圧接
   部とに未定着トナー像を担持した用紙を通過させて定着
   を行う定着装置における前記加熱ロールと加圧ロールと
   を、ストッパの作用により解放されるスプリングクラッ
   チを介して回転駆動するカムにより支持されるカムフォ
   ロワーの往復動に伴って互いに圧接又は離間させるロー
   ル圧接装置において、 前記カムのハイポイント側のカムフォロワー保持部の直
   前にハイポイント用下り斜面を形成するとともに、ロー
   ポイント側のカムフォロワー保持部の直前に前記ハイポ
   イント用下り斜面よりも傾きの大きいローポイント用下
   り斜面を形成し、前記カムフォロワーが前記各下り斜面
   にそれぞれ位置するときに前記ストッパーを作用させて
   前記スプリングクラッチを解放するようにしたことを特
   徴とする定着装置のロール圧接装置。