(57)【要約】【課題】カムを停止させ続けるのに大きな動力を必要とせず省エネルギー化が図れる画像加熱装置を提供すること。【解決手段】加熱ローラ4と加圧ローラ12とのニップ部（挟持部）Ｎの加圧力を変位させるカム16及びカム16を回転駆動する駆動手段20を有する画像加熱装置に、駆動手段20から入力された駆動力をカム16へと伝達し、カム16からの反力をロックして駆動手段20への伝達を遮断する逆入力遮断クラッチ21を有してなる。これにより、カムを停止させ続けるのに大きな動力を必要とせず、省エネルギー化が図れ、ギア列のガタ詰めなどによる異音の発生が防止される。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート上のトナー像をその間のニップ部で加熱する第１及び第２の画像加熱ユニットと、前記第１の画像加熱ユニットに対し前記第２の画像加熱ユニットを接離させるべく前記第２の画像加熱ユニットに作用しこれを変位させるカムと、前記カムを回転駆動する駆動手段と、を有する画像加熱装置において、
前記駆動手段から入力された駆動力を前記カムへと伝達するとともに、前記カムからの反力をロックして前記駆動手段への伝達を遮断する逆入力遮断クラッチを有することを特徴とする画像加熱装置。
【請求項２】
前記カムを展開した形状について、前記第１の画像加熱ユニットから前記第２の画像加熱ユニットを離間させるカム勾配面と、前記第１の画像加熱ユニットに前記第２の画像加熱ユニットを当接させるカム勾配面との間の傾斜角度に対し、前記第１の画像加熱ユニットに前記第２の画像加熱ユニットを当接させるカム勾配面の傾斜角度を小さくしたことを特徴とする請求項１に記載の画像加熱装置。
【請求項３】
前記駆動手段による駆動力を前記カムへ伝達するギア列を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像加熱装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真式の複写機、プリンタ、ＦＡＸもしくはこれらの機能を複数備えた複合機等に用いられ、シート上の未定着トナー像を定着したりシート上に定着されたトナー像を加熱することで画像の光沢度を向上させる画像加熱装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真式の画像形成装置には、図６に示すように、定着ローラ100と加圧ローラ200間に形成された定着ニップで、シート上に形成されたトナー像を加熱、加圧することにより定着させる画像加熱装置が搭載されている。
【０００３】
このような基本構造を持つ画像加熱装置では、連続定着処理中に定着ローラ100の長手両端部が中央部に比して温度上昇してしまうことにより定着ニップの形状が大きく変動してしまうことを防止している。
【０００４】
その手法として、連続定着処理中に複写回数が所定の値に達した時点で加圧ローラ200に作用させる圧力を減じることで対応している。そのため、円形カム300を用いて下加圧レバー400を変位させる機構を採用している。
【０００５】
具体的には、図示しない駆動モータによってカム300を回転させて下加圧レバー400及び圧縮バネ600を介して上加圧レバー500を押し上げることにより、図６に示すように定着ニップでの加圧力が大きくなるようにしている。
【０００６】
一方、複写回数が所定の値に達すると、図７に示すように、駆動モータによって円形カム300を180°回動させる。その結果、上加圧レバー500が下降し圧縮バネ600が伸長することで、その圧縮力が小さくなって定着ニップでの加圧力が減少する。
【０００７】
【特許文献１】特開平09−179435号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、従来の画像加熱装置では、円形カム300が180°の位置にある（図６参照）とき、圧縮バネ600による大きな反力が円形カム300の勾配面を介して駆動モータにそのまま伝達されてしまう。
【０００９】
従って、このような反力に打ち勝つようにしながら円形カム300を180°の位置に停止させ続けるためには、駆動モータを励磁させ続けるなど、そのための大きな動力を発生させる手段が必要となってしまう。その結果、電力消費量が増大し、省エネルギー化の妨げとなってしまう。
【００１０】
このような大きな動力を発生させる手段を設けずに対応するには、例えば、図６の状態のときの円形カム300の上面、つまり下加圧レバー400との当接面の形状を加圧方向に対して垂直面にすることが考えられる（図８参照）。
【００１１】
なお、図８は、円形カム300の展開図を示したものである。横軸は、円形カム300が図７の状態にあるときを基準（０°）とし、縦軸は、円形カム300の回転中心から外面までの距離（半径）を示している。
【００１２】
ところが、円形カム300に垂直面を形成した場合、円形カム300の垂直面と勾配面との角度差が大きくなる。このため、円形カム300が回転し、円形カム300の下加圧レバー400との当接部位が垂直面から勾配面に差し掛かった瞬間（α°位相）に駆動モータに衝撃が加わり駆動モータの耐久性が劣化する。
【００１３】
また、駆動モータの動力をギア列を介して円形カム300に伝達する構成の場合、円形カム300の下加圧レバー400との当接部位が垂直面から勾配面に差し掛かった瞬間にギア列にガタ詰めなどによる異音が発生する。さらに、ギア列に衝撃が加わりギア列の耐久性が劣化してしまう。
【００１４】
本発明の技術的課題は、前記のような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、カムを停止させ続けるのに大きな動力を必要とせず、省エネルギー化が図れる画像加熱装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１５】
前記目的を達成するため、本発明に係る代表的な構成は、シート上のトナー像をその間のニップ部で加熱する第１及び第２の画像加熱ユニットと、前記第１の画像加熱ユニットに対し前記第２の画像加熱ユニットを接離させるべく前記第２の画像加熱ユニットに作用しこれを変位させるカムと、前記カムを回転駆動する駆動手段と、を有する画像加熱装置において、前記駆動手段から入力された駆動力を前記カムへと伝達するとともに、前記カムからの反力をロックして前記駆動手段への伝達を遮断する逆入力遮断クラッチを有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、カムを停止させ続けるのに大きな動力を発生させる手段を要すること無くニップ部での圧力が維持され、省エネルギー化を図ることができるとともに、ニップ部での圧力を変更する際の異音の発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、図１は、本発明の一実施の形態に係る画像加熱装置の構成を示す断面図、図２は、画像加熱装置の駆動手段の斜視図である。
【実施形態１】
【００１８】
図１に示す画像加熱装置において、１は定着上ユニットを示し、この定着上ユニット１には、両端部をベアリング３で回転駆動可能に支持された中空円筒状の第１の画像加熱ユニットである加熱ローラ４が取り付けられている。
【００１９】
加熱ローラ４の内部には加熱ヒータ５が設けられ、この加熱ヒータ５は加熱ローラ４を適正な温度に保つためにその内部から加熱する。さらに、加熱ローラ４の外周面には、該外周面をクリーニングするクリーニングウェッブ６が設けられ、このクリーニングウェッブ６のウェッブローラ７が加熱ローラ４の外周面を押圧している。
【００２０】
なお、図中、８は定着上ユニット１を覆うカバーであり、９は定着上ユニット１の枠体である。また、２は定着下ユニットである。定着下ユニット２には、シートの搬入を案内する入口ガイド10と、両端部をベアリング11で回転可能に支持され加熱ローラ４に対し接離する第２の画像加熱ユニットである加圧ローラ12とが取り付けられている。さらに、加圧ローラ12を加熱ローラ４へ圧接させるための加圧アーム13が取り付けられている。
【００２１】
加圧アーム13には加圧ばね14の一端が固定され、この加圧ばね14は加圧ローラ12を加熱ローラ４に付勢する方向と略同一な方向に配置される。また、加圧ばね14の他端は、加圧レバー15に固定される。
【００２２】
加圧レバー15は、加圧ばね14を加圧ローラ12が加熱ローラ４に圧接される方向と略同一な方向に圧縮可能なように定着下ユニット２に回動可能に取り付けられる。加圧レバー15の下部にはカム16が配置され、このカム16は加圧レバー15と接し、カム16が回転することにより加圧レバー15が支軸17を中心に揺動し、加圧ばね14を圧縮させ加圧アーム13に対して付勢力を発生させる。これにより、加圧ローラ12は加熱ローラ４に圧接され、加圧ローラ12と加熱ローラ４とによって挟持部Ｎが形成される。
【００２３】
図２において、18ａ〜18ｉはカム16を駆動させる駆動伝達手段18を構成するギアである。ギア18ａはカム16のカム軸19に噛合され、カム16に駆動力が伝達される。また、ギア18ｉがモータなどの駆動手段20に噛合され、駆動手段20が駆動力を発生することで駆動伝達手段18を介してカム16を回転させ、加圧レバー15の位置を変位させる。
【００２４】
駆動伝達手段18のギア18ｃとギア18ｄの間には逆入力遮断クラッチ21が設けられる。この逆入力遮断クラッチ21はカム16からの反力をロックし、反力が駆動手段20に伝達されないようにし、駆動手段20の駆動力は伝達しカム16を回転させる。
【００２５】
これにより、カム16の勾配面でカム16を停止させた場合やカム16をその他の回転付勢力によって回転力が与えられている場合でも駆動伝達手段18を通じて駆動手段20へ駆動力を伝達することを防ぎ、かつカム位相を保持することが可能になる。そのため、カム位相を保持するための駆動力の供給をする必要がなくなり、省電力化が可能になる。
【００２６】
図３に示すカム16の展開図を図４に示す。図４において、カム16のカム面は、あらかじめ設定された位相位置におけるカム勾配面22と、このカム勾配面22を除くローラ圧接位相範囲であるカム勾配面23と、ローラ離間位相範囲であるカム勾配面24とからなる。
【００２７】
カム勾配面22の勾配（傾斜角度）θ２とカム勾配面23の勾配θ１との関係は、（Ｆｓｉｎθ２ｃｏｓθ２）/Ｌ＞Ｍかつθ１＞θ２となるように設定されている。ここで、Ｆはカム面22における加圧レバー15から受けるカム中心方向の力、Ｌはカム面22におけるカム中心からの距離、Ｍはカム軸19を駆動列18のガタが発生しないように付勢するために必要なトルクである。
【００２８】
これにより、あらかじめ設定された挟持位置位相の微小ずれによる挟持圧の変動を挟持位置変更位相領域であるカム勾配面23よりも小さくすることができ、その位相位置において挟持圧を調整することで調整精度を向上させる。
【００２９】
また、カム16に対してローラ圧接位相範囲内において、加圧レバー15を脱圧させる方向にカム勾配面からの反力により回転付勢力を与え続けることになる。そして、カム勾配面22からカム16の挟持部の挟持圧を変動させるためにカム勾配面（挟持位置変更位相領域）23への位相変更時に急激なトルク発生によるガタ詰の異音や衝撃の発生を抑止する。
【００３０】
以上、本発明の実施の形態について詳述したが、本発明は、前記実施の形態記載に限定されるものではなく、本発明の特許請求の範囲に記載されている発明の精神を逸脱しない範囲で、種々の変更ができるものである。
【実施形態２】
【００３１】
例えば、図５は他の実施の形態のカムの展開図である。同図において、カムのカム面にはあらかじめ設定された複数の挟持圧に対応した位相である挟持位置位相領域28を有する。そして、挟持位置位相領域28の勾配角度をθ１、挟持位置変更位相領域29の勾配角度をθ２としたときにθ１とθ２の関係は、（Ｆｓｉｎθ１ｃｏｓθ１）/Ｌ＞Ｍかつθ２＞θ１となるように設定されている。
【００３２】
ここで、Ｆは、カム面28における加圧レバーから受けるカム中心方向の力、Ｌはカム面28におけるカム中心からの距離、Ｍはカム軸19を駆動列18のガタが発生しないように付勢するために必要なトルクである。
【００３３】
これにより、あらかじめ設定された挟持位置位相の微小ずれによる挟持圧の変動を挟持位置変更位相領域29よりも小さくする。さらに、カム16に対して常に加圧レバー15を脱圧させる方向にカム勾配面からの反力により回転付勢力を与え続けることになる。
【００３４】
これにより、挟持位置位相領域28からカム16の挟持部の挟持圧を変動させるための挟持位置変更位相領域29への位相変更時に、急激なトルク発生によるガタ詰の異音や衝撃の発生を抑止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】本発明の一実施の形態に係る画像加熱装置の構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す画像加熱装置の駆動手段の斜視図である。
【図３】図２に示すカムの模式図である。
【図４】図３に示すカムの展開図である。
【図５】本発明の他の実施の形態に係るカムの展開図である。
【図６】従来の画像加熱装置の動作説明図である。
【図７】従来の画像加熱装置の動作説明図である。
【図８】図６に示すカムの展開図である。
【符号の説明】
【００３６】
１  定着上ユニット
２  定着下ユニット
３  ベアリング
４  加熱ローラ
５  加熱ヒータ
６  クリーニングウェッブ
７  ウェッブローラ
８  カバー
９  筐体
10  入口ガイド
11  ベアリング
12  加圧ローラ
13  加圧アーム
14  加圧ばね
15  加圧レバー
16  カム
17  支軸
18  駆動伝達手段
19  カム軸
20  駆動手段
21  逆入力遮断クラッチ
22  付勢力調整位相領域
23  挟持位置可変位相領域
24  ローラ離間領域
28  挟持位置位相領域
29  挟持位置変更位相領域
Ｎ  挟持部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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