(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一対の加熱・加圧部材、
該一対の加熱・加圧部材の一方の部材を他方の部材に対して押圧する付勢手段、
前記付勢手段の付勢力が増加する第１の方向に前記一方の部材を移動させる第１位相と、前記付勢手段の付勢力を減少させる前記第１の方向と反対の第２の方向に前記一方の部材を移動させる第２位相とを有する駆動周期をもって前記一方の部材を駆動するカム部材、
前記カム部材を駆動し、前記カム部材を前記駆動周期で作動させるモータ及び、
前記第１位相においては前記カム部材の駆動に対して制動をかけず、前記第２位相においては前記カム部材の駆動に対して制動をかける制動手段を有し、
前記制動手段は、制動部材及び該制動部材と前記カム部材とを連結する切欠歯車を有し、該切欠歯車は、前記第１位相において前記制動部材と前記カム部材との連結を断ち、前記第２位相において前記制動部材と前記カム部材とを連結することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制動部材はトルクリミッタからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動周期は前記付勢手段による付勢力が変化しない第３位相を有し、カム部材は、前記一対の加熱・加圧部材が前記付勢手段により付勢され、且つ、前記第３位相において停止し、前記一対の加熱・加圧部材を所定位置に保持することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制動手段は、前記第３位相において、前記カム部材に対して制動をかけることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記付勢手段はコイルバネからなることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記制動手段は、前記カム部材又は該カム部材に連動する部材に接触する板バネからなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記一対の加熱・加圧部材は一対のローラからなり、前記カム部材を駆動する駆動手段と、前記一対のローラの一方を駆動する駆動手段とが１個のモータからなることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真方式により画像を形成する画像形成装置に関し、特に、画像形成装置における圧接・圧接解除機構の改良に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、ある部材に対して他の部材を圧接・圧接解除する機構が設けられる。
【０００３】
例えば、定着装置においては、加熱ローラと加圧ローラが作動状態においてはバネで付勢されて互いに圧接し、休止状態においてはバネに抗して加熱ローラ又は加圧ローラを変位させることにより圧接を解除する。また、クリーニング装置においては、クリーニングブレードを作動状態においてバネにより又はクリーニングブレード自身の弾性により感光体等の像担持体に圧接させるとともに、休止状態においては圧接を解除する。
【０００４】
このような圧接・圧接解除機構には、バネ等の付勢手段と駆動手段としてカム部材が用いられ、圧接と圧接解除とが前記カム部材の回転により繰り返される。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記したように、圧接・圧接解除機構には、付勢手段とカム部材とが用いられるが、このような機構ではカム部材が、付勢手段の付勢力を増す位相と付勢力を減少させる位相を経て運動することが必然である。従って、カム部材を含む動力伝達系は付勢手段により制動を受ける位相と付勢手段により加速される位相を経て運動ことになり、動力伝達系は、加速位相において急激な運動を行うことになる。具体的には、カム部材のいわゆる登りカム面において付勢手段による制動を受け、いわゆる下りカム面において付勢手段による加速を受けることになる。
【０００６】
加速位相においては、カム部材を含む動力伝達系は急激な運動を行い、この運動により、異常音、振動、部品の破損等が発生する場合がある。定着装置に用いられる付勢手段は大きな付勢力を有するために、前記の問題が発生する可能性が高く、この問題を解決するために部品を堅牢な材料で構成する等コストが上昇するという問題がある。
【０００７】
本発明は、従来の圧接・圧接解除機構における前記の問題を解決することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
前記の本発明の目的は下記の発明により達成される。
【０００９】
１．一対の加熱・加圧部材、
該一対の加熱・加圧部材の一方の部材を他方の部材に対して押圧する付勢手段、
前記付勢手段の付勢力が増加する第１の方向に前記一方の部材を移動させる第１位相と、前記付勢手段の付勢力を減少させる前記第１の方向と反対の第２の方向に前記一方の部材を移動させる第２位相とを有する駆動周期をもって前記一方の部材を駆動するカム部材、
前記カム部材を駆動し、前記カム部材を前記駆動周期で作動させるモータ及び、
前記第１位相においては前記カム部材の駆動に対して制動をかけず、前記第２位相においては前記カム部材の駆動に対して制動をかける制動手段を有し、
前記制動手段は、制動部材及び該制動部材と前記カム部材とを連結する切欠歯車を有し、該切欠歯車は、前記第１位相において前記制動部材と前記カム部材との連結を断ち、前記第２位相において前記制動部材と前記カム部材とを連結することを特徴とする画像形成装置。
２．前記制動部材はトルクリミッタからなることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．前記駆動周期は前記付勢手段による付勢力が変化しない第３位相を有し、カム部材は、前記一対の加熱・加圧部材が前記付勢手段により付勢され、且つ、前記第３位相において停止し、前記一対の加熱・加圧部材を所定位置に保持することを特徴とする前記１または２に記載の画像形成装置。
４．前記制動手段は、前記第３位相において、前記カム部材に対して制動をかけることを特徴とする前記３に記載の画像形成装置。
５．前記付勢手段はコイルバネからなることを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
６．前記制動手段は、前記カム部材又は該カム部材に連動する部材に接触する板バネからなることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
７．前記一対の加熱・加圧部材は一対のローラからなり、前記カム部材を駆動する駆動手段と、前記一対のローラの一方を駆動する駆動手段とが１個のモータからなることを特徴とする前記１〜６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【００１９】
【発明の実施の形態】
図１は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機の構成を示す図である。
【００２０】
画像形成装置本体ＧＨは、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、複数組の画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋと、ベルト状の中間転写体６と、給紙搬送手段と、定着装置２４とを有する。
【００２１】
イエロー色の画像を形成する画像形成部１０Ｙは、像担持体としての感光体１Ｙの周囲に配置された帯電手段２Ｙ、露光手段３Ｙ、現像装置４Ｙ及びクリーニング装置８Ｙを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１０Ｍは、像担持体としての感光体１Ｍ、帯電手段２Ｍ、露光手段３Ｍ、現像装置４Ｍ及びクリーニング装置８Ｍを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部１０Ｃは、像担持体としての感光体１Ｃ、帯電手段２Ｃ、露光手段３Ｃ、現像装置４Ｃ及びクリーニング装置８Ｃを有する。黒色画像を形成する画像形成部１０Ｋは、像担持体としての感光体１Ｋ、帯電手段２Ｋ、露光手段３Ｋ、現像装置４Ｋ及びクリーニング装置８Ｋを有する。帯電手段２Ｙと露光手段３Ｙ、帯電手段２Ｍと露光手段３Ｍ、帯電手段２Ｃと露光装置３Ｃ及び帯電手段２Ｋと露光装置３Ｋとは、潜像形成手段を構成する。
【００２２】
像担持体としての中間転写体６は、無端状のベルトであり、複数のローラにより張架され、回動可能に支持されている。
【００２３】
画像形成部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ及び１０Ｋより形成された各色の画像は、回動する中間転写体６上に転写手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ及び７Ｋにより逐次転写されて（１次転写）、合成されてカラー画像が形成される。給紙カセット２０内に収容された用紙Ｐは、給紙手段２１により給紙され、給紙ローラ２２Ａ、２２Ｂ、２２Ｃ、レジストローラ２３等を経て、転写手段７Ａに搬送され、用紙Ｐ上にカラー画像が転写される（２次転写）。カラー画像が転写された用紙Ｐは、定着装置２４により定着処理され、排紙ローラ２５に挟持されて機外の排紙トレイ２６上に載置される。
【００２４】
一方、転写手段７Ａにより用紙Ｐにカラー画像を転写した後、用紙Ｐを分離した中間転写体６は、クリーニング装置８Ａにより残留トナーが除去される。
【００２５】
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋにそれぞれ新規トナーを補給するトナー補給手段である。
【００２６】
画像形成装置本体ＧＨの上部には、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２から成る画像読取装置ＹＳが設置されている。自動原稿送り装置２０１の原稿台上に載置された原稿ｄは搬送手段により搬送され、原稿画像走査露光装置２０２の光学系により原稿の片面又は両面の画像が走査露光され、ラインイメージセンサＣＣＤに読み込まれる。
【００２７】
ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、露光手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋに信号を送る。
【００２８】
自動原稿送り装置２０１は自動両面原稿搬送手段を備えている。この自動原稿送り装置２０１は原稿載置台上から給送される多数枚の原稿ｄの内容を、連続して一挙に読み取り、記憶手段に蓄積する事が可能であるから（電子ＲＤＨ機能）、複写機能により多数枚の原稿内容を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿ｄの画像データを送信する場合等に便利に使用される。
【００２９】
図２は作動状態にある定着装置２４を示す図、図３は非作動状態にある定着装置２４を示すである。２個のハロゲンランプからなる熱源Ｈ１が内部に配置された加熱・加圧部材の一方の部材としての上ローラ２４１と、１個のハロゲンランプからなる熱源Ｈ２が内部に配置された加熱・加圧部材の他方の部材としての下ローラ２４２は、回転軸の両側に設けられた付勢手段としてのコイルバネＳ１、Ｓ２により互いに圧接する。駆動手段としてのモータＭ（図４、５、６に示す）により上ローラ２４１が駆動されて時計方向に回転し、下ローラ２４２が従動することにより、両ローラ２４１、２４２で記録紙Ｐ（図１に示す）を搬送する。記録紙Ｐが両ローラ２４１、２４２間を通過する際に、記録紙Ｐ上のトナー像が加熱定着される。
【００３０】
２５２は上ローラ２４１の表面温度を検出する温度センサ、２５３は上ローラ２４１にシリコンオイルからなるオフセット防止液を塗布するオイル塗布ローラ、２５４は定着排紙ローラである。
【００３１】
上ローラ２４１、コイルバネＳ１、Ｓ２の上端、オイル塗布ローラ２５３及び定着排紙ローラ２５４は定着枠体２４３に支持される。下ローラ２４２をその回転軸の両側で支持する支持手段であり作用部材である支持板２４５Ａ、２４５Ｂは軸２４４Ａ、２４４Ｂで定着枠体２４３に回転可能に支持されており、熱源Ｈ２も支持板２４５Ａ、２４５Ｂに支持される。２４７Ａ、２４７Ｂは支持板２４５Ａ、２４５Ｂにそれぞれ固定され、下ローラ２４２を可回転に支持するベアリングである。支持板２４５Ａ、２４５Ｂにはコロ２４８Ａ、２４８Ｂがそれぞれ設けられ、コロ２４８Ａ、２４８Ｂは軸２５０で支持され回転するカム部材２５１Ａ、２５１Ｂにより駆動される。カム部材２５１Ａ、２５１Ｂがそれらの回転によりそれぞれコロ２４８Ａ、２４８Ｂを左方に押すことにより、支持板２４５Ａ、２４５ＢはコイルバネＳ１、Ｓ２の付勢に抗して時計方向に回転してローラ２４２が上ローラ２４１から離れ図２の状態から図３の状態に変位する。
【００３２】
図４、図５は上ローラ２４１の回転駆動機構及び下ローラ２４２の変位機構を示す。
【００３３】
上ローラ２４１の回転駆動及び下ローラ２４２の変位は１個の駆動手段としてのモータＭにより行われる。
【００３４】
図４（ａ）に示すように、時計方向に回転するモータＭの回転は歯車Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ７、Ｇ８、Ｇ８１、Ｇ８２及びＧ８３により上ローラ２４１に伝達され、上ローラ２４１はモータＭにより駆動されて回転し定着が行われる。図４（ｂ）に示すように、反時計方向に回転するモータＭの回転は歯車Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ９及びＧ１０によりカム部材２５１Ａ、２５１Ｂに伝達され、カム部材２５１Ａ、２５１Ｂの回転により支持板２４５Ａ、２４５Ｂを回転させ、下ローラ２４１を変位させる。カム部材２５１Ａ、２５１Ｂの１回転により下ローラ２４２は１往復運動する。
【００３５】
歯車Ｇ４、Ｇ５及びＧ７の軸２６２には図５に示すようにワンウェイクラッチＣ１、Ｃ２が設けられる。図４（ａ）に示すモータＭの時計方向の回転においてはワンウェイクラッチＣ２が回転を伝達し、ワンウェイクラッチＣ１が回転を伝達しない。また、図４（ｂ）に示すモータＭの反時計方向の回転においてはワンウェイクラッチＣ１が回転を伝達しワンウェイクラッチＣ２が回転を伝達しない。このように２個の互いに反対のクラッチ作用を有するワンウェイクラッチＣ１、Ｃ２によりモータＭが上ローラ２４１の回転駆動及び下ローラ２４２の変位駆動に兼用される。
【００３６】
カム部材２５１Ａ、２５１Ｂの軸２５０にはアクチュエータ２６４が設けられ、回転センサ２６５がアクチュエータ２６４の回転位置を検知することにより、カム部材２５１Ａ、２５１Ｂを１回転毎に停止させる回転制御が行われる。即ち、図４（ａ）の状態でカム部材２５１Ａ、２５１Ｂが停止して下ローラ２４２を上ローラ２４１に圧接させ、この状態で上ローラ２４１を回転駆動して定着を行い、画像形成が終了した時点でカム部材２５１Ａ、２５１Ｂが回転して下ローラ２４２を図４（ｂ）の状態に変位させた状態でカム部材２５１Ａ、２５１Ｂが停止し、下ローラ２４２が上ローラ２４２から離れた状態で停止するが、これらの動作の制御は回転センサ２６５の信号に基づいてモータＭの回転、停止、及び回転方向に関する制御により行われる。
【００３７】
図６は下ローラ２４２の変位を制動する制動手段を示す。
図５に示すように、歯車Ｇ１０の軸２５０には、制動手段を構成する切欠歯車Ｇ１１が固定され、切欠歯車Ｇ１１は制動部材としてのトルクリミッタＣ３が設けられた歯車Ｇ１２に噛み合う。切欠歯車Ｇ１０には図７の実線ＬＡで示すようにカム部材２５１Ａ、２５１Ｂが、コイルバネＳ１、Ｓ２の付勢力が増加する方向に回転する第１位相、即ち、コロ２４８Ａ、２４８ＢをコイルバネＳ１、Ｓ２の付勢に抗して変位させる第１位相Ｇ１１Ａで歯が設けられず、カム部材２５１Ａ、２５１ＢがコイルバネＳ１、Ｓ２の付勢力が減少する第２位相、即ち、コイルバネＳ１、Ｓ２によりカム部材２５１Ａ、２５１Ｂの回転が加速され第２位相Ｇ１１Ｂ及びコイルバネＳ１、Ｓ２の付勢力が変化しない第３位相、即ち、カム部材２５１Ａ、２５１Ｂの回転でコロ２４８Ａ、２４８Ｂが変位しない第３位相Ｇ１１Ｃにおいて歯が設けられている。従って、カム部材２５１Ａ、２５２Ｂの回転における第１位相Ｇ１１Ａにおいては、カム部材２５１Ａ、２５１Ｂは制動を受けないが、第２位相Ｇ１１Ｂ及び第３位相Ｇ１１Ｃにおいては、カム部材２５１Ａ、２５１ＢはトルクリミッタＣ３による制動を受ける。
【００３８】
このようなトルクリミッタＣ３及び切欠歯車Ｇ１からなる制動手段により、カム部材２５２Ａ、２５１Ｂの位相Ｇ１１Ｂにおける急激な回転運動、また、下ローラ２４２の急激な変位運動が緩和される。その結果、定着装置２４の作動停止時における騒音や振動が効果的に防止されるとともに、カム部材２５１Ａ、２５１Ｂを駆動する動力伝達系における歯車の破損等が効果的に防止される。
【００３９】
図８は、制動手段の他の例を示す。
図８において、カム部材２５１Ａ、２５１Ｂに対して、制動手段を構成する板バネＰＬＡ、ＰＬＢが圧接し、これらの圧接位置はコロ２４８Ａ、２４８Ｂの圧接位置と１８０°の角度位置だけずれている。従って、図７の点線ＬＢで示すように第１位相Ｇ１１Ａ、第２位相Ｇ１１Ｂ、第３位相Ｇ１１Ｃにおいてカム部材２５１Ａ、２５１Ｂの作用点の高さが逆になり、カム部材２５２Ａ、２５２Ｂは、第２位相Ｇ１１Ｂにおいて板バネＰＬＡ、ＰＬＢによる制動を受ける。その結果、第２位相Ｇ１１Ｂにおける下ローラ２４２の急激な運動が緩和される。
【００４０】
図２〜図８に示した例は、制動機構を定着装置２４に適用した実施の形態であるが、本発明は、定着装置以外にも圧接・圧接解除を行う他の部分に適用することができる。例えば、クリーニング装置８Ａ、８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋのクリーニングブレードの支持手段に適用することにより、クリーニングブレードの圧接・圧接解除機構を行うことができる。
【００４１】
【発明の効果】
前記１、２、５又は６の発明により、一対の加熱・加圧部材が付勢手段により加速されて急激に運動することが緩和されるので、一対の加熱・加圧部材の急激な運動による異常音や振動の発生、部品の破損等が有効に防止される。
【００４２】
前記１又は７の発明により、定着装置の作動・作動停止時における異常音や振動の発生、部品の破損等が有効に防止される。
【００４４】
前記３又は４の発明により、付勢手段により付勢された状態において一対の加熱・加圧部材が安定して保持される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態における作動状態にある定着装置を示す図である。
【図３】本発明の実施の形態における非作動状態にある定着装置を示す図である。
【図４】上ローラの回転駆動機構及び下ローラの変位機構を示す図である。
【図５】上ローラの回転駆動機構及び下ローラの変位機構を示す図である。
【図６】下ローラの変位を制動する制動手段を示す図である。
【図７】カム部材の運動周期を示す図である。
【図８】制動手段の他の例を示す図である。
【符号の説明】
８Ａ、８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ  クリーニング装置
２４  定着装置
２４１  上ローラ
２４２  下ローラ
２４５Ａ、２４５Ｂ  支持板
２５１Ａ、２５１Ｂ  カム部材
Ｇ１１  切欠歯車
Ｃ３  トルクリミッタ
Ｍ  モータ
ＰＬＡ、ＰＬＢ  板バネ
Ｇ１１Ａ  第１位相
Ｇ１１Ｂ  第２位相
Ｇ１１Ｃ  第３位相
Ｓ１、Ｓ２  コイルバネ
【図１】
0003997810.tif 000002
【図２】
0003997810.tif 000003
【図３】
0003997810.tif 000004
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
0003997810.tif 000008
【図８】
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