JP5899135B2 - Fixing apparatus and image forming apparatus having the same - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関し、特に、加熱部材と加圧部材で形成されるニップ圧を変更可能な定着装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine thereof, and an image forming apparatus including the fixing device, and in particular, changes a nip pressure formed by a heating member and a pressure member. The present invention relates to a possible fixing device and an image forming apparatus including the same.
画像形成装置は、像担持体から記録媒体上に転写されたトナー像を定着するための定着装置を備えている。定着装置としては、互いに当接して回転する加熱ローラー及び加圧ローラーを備えたローラー方式、また、加熱部材として無端状の定着ベルトを使用するベルト方式等が知られている。例えば、ローラー方式の定着装置は、加熱ローラーと該加熱ローラーに圧接される加圧ローラーとにより形成されるニップ部で記録媒体上に担持されたトナー像を加熱及び加圧して記録媒体に定着している。 The image forming apparatus includes a fixing device for fixing the toner image transferred onto the recording medium from the image carrier. As a fixing device, a roller system including a heating roller and a pressure roller rotating in contact with each other, a belt system using an endless fixing belt as a heating member, and the like are known. For example, a roller-type fixing device heats and presses a toner image carried on a recording medium at a nip formed by a heating roller and a pressure roller pressed against the heating roller, and fixes the toner image on the recording medium. ing.
ローラー方式の定着装置では、加熱ローラーと加圧ローラーが圧接した状態で、長期間放置されていると、ゴム等の弾性体で構成されるローラーが変形するおそれがあり、ローラーの変形により、ローラーの回転時に異常音が発生し、またローラーが経年変化しやすく破損するという問題があって。そこで、画像形成時以外は常に加圧を解除或いは減圧しておき、加熱部材と加圧部材の相互圧接によるローラーの変形を防止している。 In a roller type fixing device, if a heating roller and a pressure roller are in pressure contact with each other and left for a long period of time, the roller made of an elastic body such as rubber may be deformed. There is a problem that abnormal noise is generated when the roller rotates, and the rollers are easily damaged over time. Therefore, the pressure is always released or reduced except during image formation to prevent deformation of the roller due to the mutual pressure contact between the heating member and the pressure member.
このようなニップ圧を変更或いは解除するために、例えば特許文献１、２に記載の定着装置は、レバー部材を手動操作することで、加圧部材と加熱部材とを互いに圧接させる付勢部材の付勢力に抗して、加圧部材と加熱部材との圧接力を解除又は緩和している。 In order to change or release such a nip pressure, for example, the fixing device described in Patent Documents 1 and 2 is a biasing member that presses the pressure member and the heating member together by manually operating the lever member. The pressing force between the pressure member and the heating member is released or relaxed against the urging force.
また、ニップ圧を変更するために、例えば、特許文献３に記載の定着装置は、ニップ圧の状態を検知するセンサーと、ニップ圧可変部材を駆動させるモーターとを用いて、センサーがニップ圧の状態を検知し、その検知結果に基づいてモーターがニップ圧可変部材を駆動させ、ニップ圧を解除させている。 In order to change the nip pressure, for example, the fixing device described in Patent Document 3 uses a sensor that detects the state of the nip pressure and a motor that drives the variable nip pressure member. The state is detected, and based on the detection result, the motor drives the nip pressure variable member to release the nip pressure.
しかしながら、上述した特許文献１、２記載の定着装置では、ニップ圧を変更するために手動にてレバー部材を操作しなくてはならず、ニップ圧可変の操作が煩雑となるという不都合がある。また、特許文献３記載の定着装置では、ニップ圧の状態を検知するためにセンサーを設け、さらにニップ圧可変部材を駆動させるモーターを設けており、装置が複雑で高価なものという問題がある。 However, in the fixing devices described in Patent Documents 1 and 2, the lever member must be manually operated in order to change the nip pressure, and there is a disadvantage that the operation for changing the nip pressure becomes complicated. Further, the fixing device described in Patent Document 3 has a problem that a sensor is provided for detecting the state of the nip pressure, and a motor for driving the nip pressure variable member is provided, and the device is complicated and expensive.
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、安価で簡単な構成にてニップ圧を切り換え、加熱部材と加圧部材の相互圧接による変形を防止する定着装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made to solve the above-described problems, and a fixing device that switches nip pressure with an inexpensive and simple configuration and prevents deformation due to mutual pressure contact between a heating member and a pressure member, and the fixing device. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus including the above.
上記目的を達成するために第１の発明は、加熱手段によって加熱される加熱部材と該加熱部材に圧接される加圧部材とにより形成されるニップ部で未定着トナー像を担持した記録媒体を挟持して、記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着する定着装置において、回転中心から外周面までの距離が夫々異なり前記ニップ部を加圧した状態に対応する加圧位置と前記ニップ部の圧力を緩和した減圧状態に対応する減圧位置とに選択配置される偏芯カムにコロが当接することで前記ニップ部を加圧状態及び減圧状態に切り替え可能なニップ圧切り替え機構と、前記加熱部材及び前記加圧部材の一方の部材を、記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着するための第１の方向と、前記第１の方向の逆方向である第２の方向とに回転駆動させるモーターと、前記一方の部材を介して前記モーターの回転駆動力が伝達される中継ギアと、該中継ギアと噛合可能であって前記モーターの回転駆動力を前記偏芯カムに伝達する所定歯数の歯欠け部を有する歯欠けギアと、前記一方の部材が第１の方向或いは第２の方向に回転したときに前記歯欠けギアの歯欠け部が前記中継ギアとの噛合部に対して離間する方向に前記歯欠けギアを付勢する復帰スプリングと、を備え、前記一方の部材が第１の方向に回転したとき、前記中継ギア及び前記歯欠けギアが一方向に回転するとともに前記歯欠けギアの歯欠け部が前記中継ギアに対向することで、前記ニップ圧切り替え機構は前記ニップ部を加圧状態に保持する一方、前記一方の部材が第２の方向に回転したとき、前記中継ギア及び前記歯欠けギアが他方向に回転するとともに前記歯欠けギアの歯欠け部が前記中継ギアに対向することで、前記ニップ圧切り替え機構は前記ニップ部を減圧状態に保持することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a first invention provides a recording medium carrying an unfixed toner image at a nip formed by a heating member heated by a heating means and a pressure member pressed against the heating member. In a fixing device that sandwiches and fixes an unfixed toner image on a recording medium, the distance from the rotation center to the outer peripheral surface is different, and the pressure position corresponding to the state where the nip portion is pressurized and the nip portion A nip pressure switching mechanism capable of switching the nip portion between a pressurized state and a depressurized state by contacting a roller with an eccentric cam selectively disposed at a depressurized position corresponding to a depressurized state in which the pressure is relaxed, and the heating member And one of the pressure members is rotationally driven in a first direction for fusing and fixing an unfixed toner image on the recording medium, and in a second direction that is opposite to the first direction. With motor A relay gear to which the rotational driving force of the motor is transmitted via the one member, and a predetermined number of teeth missing that can mesh with the relay gear and transmit the rotational driving force of the motor to the eccentric cam A tooth missing gear having a portion and a direction in which the tooth missing portion of the tooth missing gear is separated from the meshing portion with the relay gear when the one member rotates in the first direction or the second direction. A return spring that biases the tooth missing gear, and when the one member rotates in the first direction, the relay gear and the tooth missing gear rotate in one direction and the teeth of the tooth missing gear. When the chipped portion faces the relay gear, the nip pressure switching mechanism holds the nip portion in a pressurized state, while when the one member rotates in the second direction, the relay gear and the teeth Missing gear in other direction By missing tooth portion of the tooth missing gear while rolling is opposed to the relay gear, the nip pressure changing mechanism is characterized by holding said nip portion in a reduced pressure state.
第１の発明によれば、モーターによって加熱部材及び加圧部材の一方の部材が第１の方向へ回転し、一方の部材の回転によって他方の部材が従動回転すると、記録媒体は定着処理のためにニップ部に挿通可能となるとともに、ニップ部はニップ圧切り替え機構により加圧状態になる。一方、モーターによって一方の部材が第２の方向へ回転すると、ニップ部はニップ圧切り替え機構により減圧状態になる。定着処理時以外では、ニップ部を減圧状態に保持することで、加熱部材と加圧部材の相互圧接によるローラーの変形が防止される。また、ニップ部に記録媒体を挿通させるために一方の部材を回転させるモーターによって、加圧状態及び減圧状態が切り替えられるために、定着装置が安価で簡単な構成となる。 According to the first aspect of the invention, when one member of the heating member and the pressure member is rotated in the first direction by the motor and the other member is driven to rotate by the rotation of one member, the recording medium is subjected to the fixing process. The nip portion can be inserted into the nip portion, and the nip portion is pressurized by the nip pressure switching mechanism. On the other hand, when one member rotates in the second direction by the motor, the nip portion is decompressed by the nip pressure switching mechanism. Except at the time of fixing processing, by holding the nip portion in a reduced pressure state, deformation of the roller due to mutual pressure contact between the heating member and the pressure member is prevented. Further, since the pressurization state and the decompression state are switched by a motor that rotates one member in order to insert the recording medium into the nip portion, the fixing device has a low-cost and simple configuration.
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings, but the present invention is not limited to these embodiments. Further, the use of the invention and the terms shown here are not limited thereto.
図１は、胴内排紙方式の画像形成装置の全体構成を示す断面図である。画像形成装置１の下部には、カセットタイプの用紙給紙部１０が配設されている。用紙給紙部１０は上下２段の給紙カセット１０ａ、１０ｂを有し、給紙カセット１０ａ、１０ｂには記録媒体である用紙が積載して収容されている。給紙カセット１０ａ、１０ｂに収容された用紙は、選択された給紙カセット１０ａ（１０ｂ）から用紙ピックアップローラー１０ｄ（１０ｅ）により１枚ずつ送り出され、送り出された用紙は用紙搬送路１１へと送り出される。 FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating an overall configuration of an in-body discharge type image forming apparatus. A cassette type paper feeding unit 10 is disposed at the bottom of the image forming apparatus 1. The paper feeding unit 10 has two upper and lower paper feeding cassettes 10a and 10b, and the paper feeding cassettes 10a and 10b are loaded with sheets as recording media. The paper stored in the paper feed cassettes 10a and 10b is sent out one by one by the paper pickup roller 10d (10e) from the selected paper feed cassette 10a (10b), and the delivered paper is sent out to the paper transport path 11. It is.
画像形成装置１の右側面には、手差しトレイ１０ｃが配設されている。手差しトレイ１０ｃは、給紙カセット１０ａ、１０ｂと異なるサイズの用紙を載置可能である。手差しトレイ１０ｃに載置された用紙は用紙搬送路１１へと送り出される。 A manual feed tray 10 c is disposed on the right side surface of the image forming apparatus 1. The manual feed tray 10c can be loaded with paper of a size different from that of the paper feed cassettes 10a and 10b. The paper placed on the manual feed tray 10 c is sent out to the paper transport path 11.
用紙搬送路１１は、用紙給紙部１０の左方にて装置本体２の上下方向に延設される。用紙給紙部１０から送り出された用紙が、用紙搬送路１１上方のレジストローラー対１２に搬送される。レジストローラー対１２は、用紙にトナー像を転写するタイミングと同期をとって、画像形成部３に向けて用紙を搬送する。 The sheet conveyance path 11 extends in the vertical direction of the apparatus main body 2 on the left side of the sheet feeding unit 10. The sheet fed from the sheet feeding unit 10 is conveyed to the registration roller pair 12 above the sheet conveying path 11. The registration roller pair 12 conveys the sheet toward the image forming unit 3 in synchronization with the timing of transferring the toner image to the sheet.
画像形成装置１の上部には原稿読取装置６が配設される。原稿読取装置６の上面には、プラテン（原稿押さえ）２４が開閉可能に設けられ、さらに、プラテン２４上には原稿搬送装置２７が付設されている。原稿のコピーを行う場合、原稿搬送装置２７に載置された原稿が１枚ずつ分離されて原稿読取部に送り出され、原稿読取装置６によって原稿の画像データが読み取られる。 A document reading device 6 is disposed on the upper part of the image forming apparatus 1. A platen (document pressing) 24 is provided on the upper surface of the document reading device 6 so as to be openable and closable. Further, a document conveying device 27 is attached on the platen 24. When copying an original, the originals placed on the original conveying device 27 are separated one by one and sent to the original reading unit, and the original reading device 6 reads the image data of the original.
画像形成装置１の略中央部には、画像形成部３が配設されている。画像形成部３は、像担持体である感光体５を備え、さらに感光体５の周辺にその回転方向（矢印Ａ方向）に沿って順に、帯電部４と、露光ユニット７と、現像部８と、転写ローラー１９と、クリーニング部１８とを備える。現像部８へのトナーの供給はトナーコンテナ９から行われる。クリーニング部１８は、ブレードやブラシ或いは研磨ローラー等のクリーニング部材を有し、クリーニング部材によって感光体５の表面に残留するトナーを剥ぎ取り、回収する。 An image forming unit 3 is disposed substantially at the center of the image forming apparatus 1. The image forming unit 3 includes a photoconductor 5 that is an image carrier, and further, around the photoconductor 5 along the rotation direction (arrow A direction) in order, a charging unit 4, an exposure unit 7, and a developing unit 8. A transfer roller 19 and a cleaning unit 18. The toner is supplied to the developing unit 8 from the toner container 9. The cleaning unit 18 includes a cleaning member such as a blade, a brush, or a polishing roller, and removes and collects toner remaining on the surface of the photoreceptor 5 by the cleaning member.
感光体５の表面が帯電部４によって所定の極性および電位で一様に帯電されると、 露光ユニット７は、原稿読取装置６によって読み取られた原稿の画像データに基づいて、感光体５上に原稿画像の静電潜像を形成する。 When the surface of the photoreceptor 5 is uniformly charged with a predetermined polarity and potential by the charging unit 4, the exposure unit 7 is placed on the photoreceptor 5 based on the image data of the document read by the document reader 6. An electrostatic latent image of the original image is formed.
現像部８は、帯電したトナーを感光体５の表面に供給し、感光体５上の静電潜像を現像してトナー像を形成する。感光体５上のトナー像は転写ローラー１９によって用紙上に転写される。トナー像が転写された用紙は、用紙搬送路１１の上方に配設される定着装置１３へと搬送される。用紙にトナー像が転写された後、感光体５の表面に残留するトナーがクリーニング部１８によってクリーニングされて回収され、さらに図示しない除電装置によって感光体５の表面の残留電荷が除去される。 The developing unit 8 supplies charged toner to the surface of the photoconductor 5 and develops the electrostatic latent image on the photoconductor 5 to form a toner image. The toner image on the photoreceptor 5 is transferred onto the paper by the transfer roller 19. The sheet on which the toner image has been transferred is conveyed to a fixing device 13 disposed above the sheet conveyance path 11. After the toner image is transferred to the paper, the toner remaining on the surface of the photoconductor 5 is cleaned and collected by the cleaning unit 18, and the residual charge on the surface of the photoconductor 5 is removed by a static elimination device (not shown).
定着装置１３は、画像形成部３によってトナー像が転写された用紙を加圧及び加熱し、用紙上のトナー像を溶融定着させる。トナー像が定着された用紙は、用紙搬送路１１において右上方に搬送され排出ローラー対２０によって排出部である胴内排紙部１７に排出される。 The fixing device 13 pressurizes and heats the sheet on which the toner image is transferred by the image forming unit 3 to melt and fix the toner image on the sheet. The sheet on which the toner image is fixed is conveyed to the upper right in the sheet conveyance path 11 and is discharged by the discharge roller pair 20 to the in-body discharge unit 17 which is a discharge unit.
定着装置１３と排出ローラー対２０との間の用紙搬送路１１から分岐して反転搬送路１６が設けられる。反転搬送路１６は、用紙の一方の面にトナー像が定着された後、必要に応じて用紙の他方の面にもトナー像を形成するときに用いられるものである。反転搬送路１６は、定着装置１３の上方から定着装置１３の周りを覆い、さらに用紙搬送路１１と装置本体２の側面２ａとの間を下方に延設され、レジストローラー対１２の近傍の用紙搬送路１１に合流している。 A reverse conveyance path 16 is provided that branches off from the sheet conveyance path 11 between the fixing device 13 and the discharge roller pair 20. The reverse conveying path 16 is used when a toner image is fixed on one side of the paper and then a toner image is formed on the other side of the paper as needed. The reverse conveyance path 16 covers the periphery of the fixing device 13 from above the fixing device 13, and further extends downward between the paper conveyance path 11 and the side surface 2 a of the apparatus main body 2, so that the paper in the vicinity of the registration roller pair 12. It merges with the conveyance path 11.
両面印刷を行う場合、一方の面にトナー像が定着された用紙が胴内排紙部１７に排出される途中において、用紙搬送路１１と反転搬送路１６との分岐部を用紙の後端が通過したタイミングで排出ローラー対２０が逆回転する。これによって、用紙がスイッチバックされ、用紙の印刷面が表裏逆向きにされた状態で反転搬送路１６に送られ、反転搬送路１６から再び用紙搬送路１１のレジストローラー対１２に搬送される。その後、画像形成部３にて用紙の他方の面にもトナー像が転写されると、用紙は定着装置１３によって定着処理され胴内排紙部１７に排出される。 When performing double-sided printing, the trailing edge of the paper passes through the branching portion of the paper transport path 11 and the reverse transport path 16 while the paper with the toner image fixed on one side is being discharged to the in-body paper discharge unit 17. The discharge roller pair 20 rotates reversely at the timing of passing. As a result, the paper is switched back, sent to the reverse conveyance path 16 with the printing surface of the paper turned upside down, and conveyed from the reverse conveyance path 16 to the registration roller pair 12 of the paper conveyance path 11 again. Thereafter, when the toner image is transferred to the other side of the sheet by the image forming unit 3, the sheet is fixed by the fixing device 13 and is discharged to the in-body discharge unit 17.
定着装置１３は図２及び図３に示すように構成される。図２は定着装置１３を示す断面図であり、図３は定着装置１３を示す斜視図である。 The fixing device 13 is configured as shown in FIGS. FIG. 2 is a sectional view showing the fixing device 13, and FIG. 3 is a perspective view showing the fixing device 13.
図２に示すように、定着装置１３は、電磁誘導により加熱部材を加熱させる定着方式である。定着装置１３は、加熱部材である発熱ベルト１３０と、定着ローラー１３１と、加圧部材である加圧ローラー１３２と、加熱手段である誘導加熱部１３３と、温度センサー１３４とを備える。 As shown in FIG. 2, the fixing device 13 is a fixing method in which a heating member is heated by electromagnetic induction. The fixing device 13 includes a heat generating belt 130 that is a heating member, a fixing roller 131, a pressure roller 132 that is a pressure member, an induction heating unit 133 that is a heating unit, and a temperature sensor 134.
誘導加熱部１３３は発熱ベルト１３０の外周に対向して配設される。温度センサー１３４は発熱ベルト１３０表面の温度を検知するサーミスター等からなる。また、誘導加熱部１３３及び温度センサー１３４は装置本体２（図１参照）に固定保持される一方、定着ローラー１３１及び加圧ローラー１３２は装置本体２に回転可能に保持されている。 The induction heating unit 133 is disposed to face the outer periphery of the heat generating belt 130. The temperature sensor 134 includes a thermistor that detects the temperature of the surface of the heat generating belt 130. Further, the induction heating unit 133 and the temperature sensor 134 are fixed and held on the apparatus main body 2 (see FIG. 1), while the fixing roller 131 and the pressure roller 132 are rotatably held on the apparatus main body 2.
発熱ベルト１３０は無端状の耐熱ベルトである。発熱ベルト１３０は、例えば、内周側から順に、電鋳ニッケルを用いて形成された誘導発熱層１３０ａと、シリコーンゴム等を用いて形成される弾性層１３０ｂと、フッ素樹脂等を用いて形成される離型層１３０ｃとを積層した構成を有する。離型層１３０ｃを設けることにより、ニップ部Ｎで未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させることができる。 The heat generating belt 130 is an endless heat resistant belt. The heat generating belt 130 is formed using, for example, an induction heat generating layer 130a formed using electroformed nickel, an elastic layer 130b formed using silicone rubber, and a fluororesin in order from the inner peripheral side. And a release layer 130c. By providing the release layer 130c, it is possible to improve the releasability when the unfixed toner image is melt-fixed at the nip portion N.
定着ローラー１３１は、発熱ベルト１３０を一体回転可能とするように発熱ベルト１３０を張架している。定着ローラー１３１は、例えば、アルミニウム合金製の芯金１３１ａと、芯金１３１ａ上に設けられ発砲シリコーンゴムを用いて形成される弾性層１３１ｂを有する。弾性層１３１ｂは発熱ベルト１３０の内周面を張架している。 The fixing roller 131 stretches the heat generating belt 130 so that the heat generating belt 130 can rotate integrally. The fixing roller 131 has, for example, an aluminum alloy cored bar 131a and an elastic layer 131b provided on the cored bar 131a and formed using foamed silicone rubber. The elastic layer 131b stretches the inner peripheral surface of the heat generating belt 130.
加圧ローラー１３２は、円筒型の鉄製の芯金１３２ａと、芯金１３２ａ上に設けられ、例えば発砲シリコーンゴムを用いて形成される弾性層１３２ｂを有する。また、加圧ローラー１３２は、弾性層１３２ｂ上にフッ素樹脂等を用いて形成される離型層１３２ｃを有する。さらに、加圧ローラー１３２はモーター７２（図３参照）によって回転駆動させられる。加圧ローラー１３２の回転によって発熱ベルト１３０及び定着ローラー１３１は従動回転する。加圧ローラー１３２と発熱ベルト１３０との圧接する部分にニップ部Ｎが形成される。ニップ部Ｎでは、搬送される用紙Ｐ上の未定着トナー像が加熱及び加圧され、用紙Ｐ上にトナー像が定着される。 The pressure roller 132 includes a cylindrical iron core bar 132a and an elastic layer 132b provided on the core bar 132a and formed using, for example, foamed silicone rubber. The pressure roller 132 has a release layer 132c formed on the elastic layer 132b using a fluororesin or the like. Further, the pressure roller 132 is driven to rotate by a motor 72 (see FIG. 3). The heating belt 130 and the fixing roller 131 are driven to rotate by the rotation of the pressure roller 132. A nip portion N is formed at a portion where the pressure roller 132 and the heat generating belt 130 are in pressure contact with each other. In the nip portion N, the unfixed toner image on the conveyed paper P is heated and pressurized, and the toner image is fixed on the paper P.
温度センサー１３４は、発熱ベルト１３０表面に対してベルト幅方向（図２の紙面の表裏方向）の中央部の通紙領域と、通紙可能領域よりも用紙幅が小さい用紙Ｐが通紙された時に非通紙領域となるベルト幅方向の両端部とに対向するように配置され、夫々の領域の温度を検知する。温度センサー１３４によって検知された温度に基づいて、誘導加熱部１３３の電力が制御され、発熱ベルト１３０表面が所定の温度に保持される。 In the temperature sensor 134, a sheet passing area in the center in the belt width direction (front and back direction in FIG. 2) with respect to the surface of the heat generating belt 130 and a sheet P having a sheet width smaller than the sheet passing area are passed. It is arranged so as to face both end portions in the belt width direction, which are sometimes non-sheet passing regions, and detects the temperature of each region. Based on the temperature detected by the temperature sensor 134, the electric power of the induction heating unit 133 is controlled, and the surface of the heat generating belt 130 is held at a predetermined temperature.
誘導加熱部１３３は、励磁コイル１３３ａと、ボビン１３３ｂと、磁性体コア１３３ｃとを備え、電磁誘導により発熱ベルト１３０を発熱させるものである。誘導加熱部１３３は、長手方向（図２の紙面の表裏方向）に延びて、発熱ベルト１３０の外周の略半分を囲うように発熱ベルト１３０に対向して配設される。 The induction heating unit 133 includes an exciting coil 133a, a bobbin 133b, and a magnetic core 133c, and causes the heat generating belt 130 to generate heat by electromagnetic induction. The induction heating unit 133 extends in the longitudinal direction (the front and back direction in FIG. 2) and is disposed to face the heat generating belt 130 so as to surround substantially half of the outer periphery of the heat generating belt 130.
励磁コイル１３３ａは、発熱ベルト１３０のベルト幅方向に沿ってループ状に複数回巻回してボビン１３３ｃに取り付けられる。また、励磁コイル１３３ａは、図示しない電源に接続され、電源から供給される高周波電流により交流磁束を発生させる。励磁コイル１３３ａからの磁束は磁性体コア１３３ｂを通過し、図２の紙面に平行な方向に導かれ、発熱ベルト１３０の誘導発熱層１３０ａを通過する。誘導発熱層１３０ａを通過する磁束の交流的な強さの変化によって誘導発熱層１３０ａには渦電流が生じる。誘導発熱層１３０ａに渦電流が流れると、誘導発熱層１３０ａの電気抵抗によってジュール熱が発生して、発熱ベルト１３０が発熱（自己発熱）する。 The exciting coil 133a is attached to the bobbin 133c by being wound a plurality of times in a loop shape along the belt width direction of the heat generating belt 130. The exciting coil 133a is connected to a power source (not shown) and generates an alternating magnetic flux by a high frequency current supplied from the power source. Magnetic flux from the excitation coil 133a passes through the magnetic core 133b, is guided in a direction parallel to the paper surface of FIG. 2, and passes through the induction heating layer 130a of the heating belt 130. An eddy current is generated in the induction heating layer 130a due to a change in the alternating strength of the magnetic flux passing through the induction heating layer 130a. When an eddy current flows through the induction heat generation layer 130a, Joule heat is generated by the electrical resistance of the induction heat generation layer 130a, and the heat generation belt 130 generates heat (self-heating).
発熱ベルト１３０が加熱され所定の温度に昇温すると、ニップ部Ｎで挟持された用紙Ｐが加熱されるとともに、加圧ローラー１３２によって加圧されることにより、用紙Ｐ上の粉体状態のトナーが用紙Ｐに溶融定着される。発熱ベルト１３０は薄肉の熱伝導性の良好な材質を用いて形成されており、短時間で加熱される。従って、定着処理の準備時間が短くて済み、画像形成が迅速に開始される。 When the heat generating belt 130 is heated and heated to a predetermined temperature, the paper P sandwiched by the nip portion N is heated and pressed by the pressure roller 132, whereby the powdery toner on the paper P is heated. Is melt-fixed on the paper P. The heat generating belt 130 is formed using a thin material having good thermal conductivity, and is heated in a short time. Accordingly, the preparation time for the fixing process is short, and image formation is started quickly.
図３に示すように、定着装置１３は、前述の発熱ベルト１３０と、定着ローラー１３１と、加圧ローラー１３２等の他に、加圧機構５０と、ニップ圧切り替え機構６０と、検知部８４と、圧切り替えギア列７５と、検知ギア列８１と、モーター７２と、を備える。モーター７２は圧切り替えギア列７５及び検知ギア列８１を回転駆動させる。圧切り替えギア列７５はニップ圧切り替え機構６０に駆動力を伝達する。検知ギア列８１は検知部８４の検知片８５を回転させる。 As shown in FIG. 3, in addition to the heat generating belt 130, the fixing roller 131, the pressure roller 132, and the like, the fixing device 13 includes a pressure mechanism 50, a nip pressure switching mechanism 60, and a detection unit 84. , A pressure switching gear train 75, a detection gear train 81, and a motor 72. The motor 72 rotates the pressure switching gear train 75 and the detection gear train 81. The pressure switching gear train 75 transmits driving force to the nip pressure switching mechanism 60. The detection gear train 81 rotates the detection piece 85 of the detection unit 84.
加圧ローラー１３２の軸方向の一端側（図３の右手前側）には、圧切り替えギア列７５と、検知ギア列８１と、検知部８４が配設される一方、加圧ローラー１３２の軸方向の他端側（図３の左奥側）には、モーター７２が配設される。 A pressure switching gear train 75, a detection gear train 81, and a detector 84 are disposed on one end side in the axial direction of the pressure roller 132 (on the right front side in FIG. 3), while the axial direction of the pressure roller 132 is A motor 72 is disposed on the other end side (the left back side in FIG. 3).
定着ローラー１３１の一端側（図３の右手前側）には、原動ギアである定着ギア７３が配設される。定着ギア７３は、定着ローラー１３１に取り付けられ、定着ローラー１３１と一体に回転する。また、定着ギア７３は、圧切り替えギア列７５と検知ギア列８１の各入力ギアに噛合している。 A fixing gear 73 that is a driving gear is disposed on one end side of the fixing roller 131 (on the right front side in FIG. 3). The fixing gear 73 is attached to the fixing roller 131 and rotates integrally with the fixing roller 131. Further, the fixing gear 73 meshes with each input gear of the pressure switching gear train 75 and the detection gear train 81.
定着ローラー１３１及び加圧ローラー１３２は軸方向の両端側で回転可能に支持される。加圧ローラー１３２の軸方向の両端側には、加圧機構５０とニップ圧切り替え機構６０が夫々配設される。 The fixing roller 131 and the pressure roller 132 are rotatably supported at both ends in the axial direction. A pressure mechanism 50 and a nip pressure switching mechanism 60 are disposed on both ends of the pressure roller 132 in the axial direction.
加圧機構５０は、発熱ベルト１３０と加圧ローラー１３２とを圧接させ、圧接するニップ部Ｎ（図２参照）でニップ圧を発生させるものであり、第１アーム部材５１と、第２アーム部材５２と、弾性部材５３とを備える。 The pressurizing mechanism 50 presses the heat generating belt 130 and the pressurizing roller 132 and generates a nip pressure at a nip portion N (see FIG. 2) that is press-contacted. The first arm member 51 and the second arm member 52 and an elastic member 53.
ニップ圧切り替え機構６０は、加圧機構５０に設けた弾性部材５３の付勢力を可変にするものであり、偏芯カム６２と、偏芯カム６２に当接するコロ６１と、回転連結軸６３とを備える。偏芯カム６２及びコロ６１は加圧ローラー１３２の軸方向の両端側に一対配設される。回転連結軸６３は両側の偏芯カム６２と一体に設けられる。 The nip pressure switching mechanism 60 makes the urging force of the elastic member 53 provided in the pressurizing mechanism 50 variable, and includes an eccentric cam 62, a roller 61 in contact with the eccentric cam 62, a rotary connecting shaft 63, and the like. Is provided. A pair of the eccentric cam 62 and the roller 61 are disposed on both ends of the pressure roller 132 in the axial direction. The rotary connecting shaft 63 is provided integrally with the eccentric cams 62 on both sides.
検知部８４は、発熱ベルト１３０（定着ローラー１３１）の回転を検知するものであり、検知片８５と検知センサー８６を備える。検知片８５は、回転可能に支持され、円板状の外縁には複数のスリットが形成されている。検知センサー８６は、断面視コ字状に形成され、コ字状の一方には図示しない発光部が設けられる一方、コ字状の他方には図示しない受光部が設けられる。検知片８５の複数のスリットは、検知センサー８６の発光部と受光部との間に挟まれて配置される。検知片８５が回転すると、検知片８５の複数のスリットが検知センサー８６の受光部を通過する毎に、受光部が発光部からの光をパルス状に受光する。検知センサー８６がパルス光に受光することで、検知部８４は、検知片８５とともに回転する発熱ベルト１３０の回転を検知することができる。 The detection unit 84 detects the rotation of the heat generating belt 130 (fixing roller 131), and includes a detection piece 85 and a detection sensor 86. The detection piece 85 is rotatably supported, and a plurality of slits are formed on a disc-shaped outer edge. The detection sensor 86 is formed in a U shape in cross section, and a light emitting portion (not shown) is provided on one side of the U shape, and a light receiving portion (not shown) is provided on the other side of the C shape. The plurality of slits of the detection piece 85 are disposed between the light emitting unit and the light receiving unit of the detection sensor 86. When the detection piece 85 rotates, every time the plurality of slits of the detection piece 85 pass through the light receiving portion of the detection sensor 86, the light receiving portion receives light from the light emitting portion in a pulse shape. When the detection sensor 86 receives the pulsed light, the detection unit 84 can detect the rotation of the heat generating belt 130 that rotates together with the detection piece 85.
モーター７２は、図示しないモーターギアを介して、一方の部材である加圧ローラー１３２を、用紙Ｐ上の未定着トナー像を溶融定着する際の回転方向（以下、第１の方向という）と、第１の方向の逆方向（以下、第２の方向という）とに回転駆動させる。 The motor 72 has a rotation direction (hereinafter, referred to as a first direction) when the unfixed toner image on the paper P is melted and fixed by a pressure roller 132 as one member via a motor gear (not shown). It is rotationally driven in the direction opposite to the first direction (hereinafter referred to as the second direction).
モーター７２が所定の方向に回転すると、加圧ローラー１３２が第１の方向（図２の時計回り方向）に回転駆動させられる。加圧ローラー１３２の回転によって、発熱ベルト１３０及び定着ローラー１３１が従動回転する。加圧ローラー１３２及び発熱ベルト１３０の対向面がニップ部Ｎで同方向に移動するように回転することで、用紙Ｐがニップ部Ｎに挿通され、用紙Ｐ上の未定着トナー像が定着処理される。 When the motor 72 rotates in a predetermined direction, the pressure roller 132 is driven to rotate in the first direction (clockwise direction in FIG. 2). The heating belt 130 and the fixing roller 131 are driven to rotate by the rotation of the pressure roller 132. By rotating the opposing surfaces of the pressure roller 132 and the heat generating belt 130 so as to move in the same direction at the nip portion N, the paper P is inserted into the nip portion N, and the unfixed toner image on the paper P is fixed. The
また、モーター７２が所定の方向に回転すると、加圧ローラー１３２及び発熱ベルト１３０の対向面がニップ部Ｎで同方向に移動するように回転するとともに、モーター７２の回転駆動力は、定着ギア７３及び圧切り替えギア列７５を介してニップ圧切り替え機構６０に伝達される。 Further, when the motor 72 rotates in a predetermined direction, the opposing surfaces of the pressure roller 132 and the heat generating belt 130 rotate so as to move in the same direction at the nip portion N, and the rotational driving force of the motor 72 causes the fixing gear 73 to rotate. The pressure is transmitted to the nip pressure switching mechanism 60 via the pressure switching gear train 75.
即ち、加圧ローラー１３２の第１の方向の回転駆動力は、ニップ圧切り替え機構６０に設けた図３の右側の偏芯カム６２と、回転連結軸６３を介して図３の左側の偏芯カム６２とに伝達される。一対の偏芯カム６２の回動によって、一対の加圧機構５０に設けた各弾性部材５３の付勢力が切り替えられる。モーター７２が所定方向に回転し偏芯カム６２が加圧位置まで回動すると、加圧機構５０に設けた弾性部材５３の付勢力が比較的に大きくなり、ニップ部Ｎは加圧状態になる。 That is, the rotational driving force in the first direction of the pressure roller 132 is generated by the eccentric cam 62 on the right side in FIG. 3 provided in the nip pressure switching mechanism 60 and the eccentric shaft on the left side in FIG. It is transmitted to the cam 62. By the rotation of the pair of eccentric cams 62, the urging force of each elastic member 53 provided in the pair of pressure mechanisms 50 is switched. When the motor 72 rotates in a predetermined direction and the eccentric cam 62 rotates to the pressure position, the urging force of the elastic member 53 provided in the pressure mechanism 50 becomes relatively large, and the nip portion N enters a pressure state. .
一方、モーター７２が逆方向に回転すると、加圧ローラー１３２がモーター７２によって第２の方向（図２の反時計回り方向）に回転駆動させられる。加圧ローラー１３２の回転によって、発熱ベルト１３０及び定着ローラー１３１が逆方向に従動回転する。モーター７２の回転駆動力は、定着ローラー１３１に設けた定着ギア７３及び圧切り替えギア列７５を介してニップ圧切り替え機構６０に伝達される。モーター７２の逆方向の回転駆動力は、ニップ圧切り替え機構６０に設けた一対の偏芯カム６２に伝達され、一対の偏芯カム６２の回動によって、一対の加圧機構５０に設けた各弾性部材５３の付勢力が切り替えられる。モーター７２が逆方向に回転し偏芯カム６２が減圧位置まで回動すると、加圧機構５０に設けた弾性部材５３の付勢力が比較的に小さくなり、ニップ部Ｎは減圧状態になる。 On the other hand, when the motor 72 rotates in the reverse direction, the pressure roller 132 is driven to rotate in the second direction (counterclockwise direction in FIG. 2) by the motor 72. Due to the rotation of the pressure roller 132, the heat generating belt 130 and the fixing roller 131 are driven to rotate in the opposite directions. The rotational driving force of the motor 72 is transmitted to the nip pressure switching mechanism 60 via a fixing gear 73 and a pressure switching gear train 75 provided on the fixing roller 131. The rotational driving force in the reverse direction of the motor 72 is transmitted to a pair of eccentric cams 62 provided in the nip pressure switching mechanism 60, and each of the pressure mechanisms 50 provided in the pair of pressure mechanisms 50 is rotated by the rotation of the pair of eccentric cams 62. The biasing force of the elastic member 53 is switched. When the motor 72 rotates in the reverse direction and the eccentric cam 62 rotates to the decompression position, the urging force of the elastic member 53 provided in the pressurizing mechanism 50 becomes relatively small, and the nip portion N is in a decompressed state.
定着準備の状態等の定着処理時以外では、ニップ部Ｎを減圧状態に保持することで、加圧ローラー１３２と発熱ベルト１３０の相互圧接による加圧ローラー１３２及び定着ローラー１３１の変形が防止される。また、ニップ部Ｎに用紙Ｐを挿通させるために回転するモーター７２の回転方向を切り替えることで、ニップ部Ｎを加圧状態と減圧状態とに簡単に切り替えることができ、また、定着装置１３が安価で簡単な構成のものとなる。なお、加圧ローラー１３２の第１の方向及び第２の方向への回転による加圧状態及び減圧状態の切り替え機構の詳細については後述する。 Except at the time of fixing processing such as a fixing preparation state, the nip portion N is kept in a reduced pressure state, thereby preventing the pressure roller 132 and the fixing roller 131 from being deformed due to the mutual pressure contact between the pressure roller 132 and the heat generating belt 130. . Further, by switching the rotation direction of the motor 72 that rotates to allow the paper P to pass through the nip portion N, the nip portion N can be easily switched between a pressurized state and a reduced pressure state. It becomes an inexpensive and simple structure. The details of the mechanism for switching between the pressurized state and the reduced pressure state by the rotation of the pressure roller 132 in the first direction and the second direction will be described later.
前述のように、モーター７２が所定方向に回転すると、加圧ローラー１３２がモーター７２によって第１の方向（図２の時計回り方向）に回転駆動させられ、加圧ローラー１３２の第１の方向への回転によって、発熱ベルト１３０及び定着ローラー１３１が従動回転する。さらに、モーター７２の回転駆動力は、定着ローラー１３１の定着ギア７３及び検知ギア列８１を介して検知部８４の検知片８５に伝達される。定着ローラー１３１（発熱ベルト１３０）の回転により、検知片８５は所定の方向に回転する。検知片８５の回転によって、検知センサー８６がパルス状に受光し、検知部８４は、検知片８５と一体に回転する発熱ベルト１３０の回転を検知する。 As described above, when the motor 72 rotates in a predetermined direction, the pressure roller 132 is rotationally driven by the motor 72 in the first direction (clockwise direction in FIG. 2), and the pressure roller 132 moves in the first direction. , The heat generating belt 130 and the fixing roller 131 are driven to rotate. Further, the rotational driving force of the motor 72 is transmitted to the detection piece 85 of the detection unit 84 via the fixing gear 73 and the detection gear train 81 of the fixing roller 131. The detection piece 85 rotates in a predetermined direction by the rotation of the fixing roller 131 (heat generating belt 130). Due to the rotation of the detection piece 85, the detection sensor 86 receives light in the form of pulses, and the detection unit 84 detects the rotation of the heat generating belt 130 that rotates integrally with the detection piece 85.
一方、モーター７２が逆方向に回転すると、加圧ローラー１３２がモーター７２によって第２の方向（図２の反時計回り方向）に回転駆動させられ、加圧ローラー１３２の第２の方向への回転によって、発熱ベルト１３０及び定着ローラー１３１が逆方向に従動回転する。モーター７２の回転駆動力は、定着ローラー１３１の定着ギア７３及び検知ギア列８１を介して検知部８４の検知片８５に伝達される。定着ローラー１３１（発熱ベルト１３０）の逆方向の回転により、検知片８５は所定方向の逆方向に回転する。検知片８５の逆方向の回転によって、検知センサー８６がパルス状に受光し、検知部８４は、検知片８５と一体に回転する発熱ベルト１３０の回転を検知する。 On the other hand, when the motor 72 rotates in the opposite direction, the pressure roller 132 is driven to rotate in the second direction (counterclockwise direction in FIG. 2) by the motor 72, and the pressure roller 132 rotates in the second direction. As a result, the heat generating belt 130 and the fixing roller 131 are driven to rotate in opposite directions. The rotational driving force of the motor 72 is transmitted to the detection piece 85 of the detection unit 84 via the fixing gear 73 of the fixing roller 131 and the detection gear train 81. Due to the rotation of the fixing roller 131 (heat generating belt 130) in the reverse direction, the detection piece 85 rotates in the reverse direction of the predetermined direction. Due to the rotation of the detection piece 85 in the reverse direction, the detection sensor 86 receives light in the form of pulses, and the detection unit 84 detects the rotation of the heat generating belt 130 that rotates integrally with the detection piece 85.
通常、電磁誘導により加熱部材を加熱する定着装置１３では、発熱ベルト１３０は低熱容量であることから、発熱ベルト１３０が停止した状態で加熱されると、過度の加熱により、発熱ベルト１３０が破損するおそれがある。しかし、本実施形態のように、検知部８４によって発熱ベルト１３０の回転を検知して、発熱ベルト１３０が回転していない場合、発熱ベルト１３０への加熱を停止させて、発熱ベルト１３０の破損を防ぐことができる。 Normally, in the fixing device 13 that heats the heating member by electromagnetic induction, the heat generating belt 130 has a low heat capacity. Therefore, if the heat generating belt 130 is heated in a stopped state, the heat generating belt 130 is damaged due to excessive heating. There is a fear. However, as in this embodiment, when the rotation of the heat generating belt 130 is detected by the detection unit 84 and the heat generating belt 130 is not rotating, the heating of the heat generating belt 130 is stopped and the heat generating belt 130 is damaged. Can be prevented.
図４は加圧機構５０及びニップ圧切り替え機構６０の構成を示す側面図である。図４（ａ）は減圧状態を示し、図４（ｂ）は加圧状態を示す図である。 FIG. 4 is a side view showing the configuration of the pressure mechanism 50 and the nip pressure switching mechanism 60. FIG. 4A shows a reduced pressure state, and FIG. 4B shows a pressurized state.
図４（ａ）に示すように、第１アーム部材５１は鉄等の金属板で所定の形状に形成される。第１アーム部材５１の略中央部には、加圧ローラー１３２が回転可能に軸支されている。第１アーム部材５１の下部には、装置本体に固設された支軸５４に嵌装する孔が形成される。第１アーム部材５１は、支軸５４を中心として左右方向に揺動自在に保持される。第１アーム部材５１の上部には、左方向に延びる固定軸５５の一端が固設される。また、第１アーム部材５１の上部には、固定軸５５を固設する部分から左側に延在して形成される第１当接部５１ａが形成される。第１当接部５１ａは平板状をなし、第１当接部５１ａには固定軸５５の他端が固設される。固定軸５５には弾性部材５３が巻装され、第１当接部５１ａには弾性部材５３の一端が当接している。 As shown in FIG. 4A, the first arm member 51 is formed in a predetermined shape with a metal plate such as iron. A pressure roller 132 is rotatably supported at a substantially central portion of the first arm member 51. In the lower part of the first arm member 51, a hole is formed to be fitted to a support shaft 54 fixed to the apparatus main body. The first arm member 51 is held so as to be swingable in the left-right direction around the support shaft 54. One end of a fixed shaft 55 extending in the left direction is fixed to the upper portion of the first arm member 51. In addition, a first abutting portion 51 a is formed on the upper portion of the first arm member 51 so as to extend leftward from a portion where the fixed shaft 55 is fixed. The first contact portion 51a has a flat plate shape, and the other end of the fixed shaft 55 is fixed to the first contact portion 51a. An elastic member 53 is wound around the fixed shaft 55, and one end of the elastic member 53 is in contact with the first contact portion 51a.
第２アーム部材５２は鉄等の金属板で所定の形状に形成される。第２アーム部材５２の右側部には、平板状をなす第２当接部５２ａが形成される。第２当接部５２ａは、第１アーム部材５１の第１当接部５１ａに対向するとともに、固定軸５５に対して左右方向に移動可能であるように、固定軸５５を貫通させる孔を有する。また、第２当接部５２ａには弾性部材５３の他端が当接している。 The second arm member 52 is formed in a predetermined shape with a metal plate such as iron. A second contact portion 52 a having a flat plate shape is formed on the right side portion of the second arm member 52. The second contact portion 52 a has a hole that penetrates the fixed shaft 55 so as to face the first contact portion 51 a of the first arm member 51 and to be movable in the left-right direction with respect to the fixed shaft 55. . Further, the other end of the elastic member 53 is in contact with the second contact portion 52a.
弾性部材５３は、ニップ部Ｎにニップ圧を付与するためのものであり、圧縮コイルスプリングからなり、縮小した状態でその両端部を第１当接部５１ａと第２当接部５２ａに当接している。このため、第１当接部５１ａには左方向の付勢力が作用し、第２当接部５２ａには右方向の付勢力が作用する。弾性部材５３によって第１当接部５１ａと第２当接部５２ａとは互いに離間する方向に付勢されることになり、加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１に圧接する。 The elastic member 53 is for applying a nip pressure to the nip portion N, and is composed of a compression coil spring. In a contracted state, both ends of the elastic member 53 abut against the first abutment portion 51a and the second abutment portion 52a. ing. Therefore, a leftward biasing force acts on the first contact portion 51a, and a rightward biasing force acts on the second contact portion 52a. The first contact portion 51 a and the second contact portion 52 a are urged away from each other by the elastic member 53, and the pressure roller 132 comes into pressure contact with the fixing roller 131.
また、第２アーム部材５２は、第２当接部５２ａから左側に延びて形成される。第２アーム部材５２の左端部には、円筒状のコロ６１が回転可能に取り付けられる。 The second arm member 52 is formed to extend to the left from the second contact portion 52a. A cylindrical roller 61 is rotatably attached to the left end portion of the second arm member 52.
コロ６１には偏芯カム６２が当接する。偏芯カム６２は、回転連結軸６３（図３も参照）の回転中心の周りに回転可能であり、その回転中心から外周縁までの距離が周上において異なるように形成されている。 An eccentric cam 62 contacts the roller 61. The eccentric cam 62 is rotatable around the rotation center of the rotary connecting shaft 63 (see also FIG. 3), and is formed such that the distance from the rotation center to the outer peripheral edge differs on the circumference.
偏芯カム６２のカム面には、減圧位置ＤＰ（図４（ａ）参照）と加圧位置ＥＰ（図４（ｂ）参照）とが形成されている。減圧位置ＤＰではニップ部Ｎを減圧状態にし、加圧位置ＥＰではニップ部Ｎを加圧状態にする。加圧位置ＥＰは、減圧位置ＤＰに対して略１２０°回動した位置に設けられる。圧位置ＥＰの回転中心からの距離は、減圧位置ＤＰの回転中心からの距離に対して大きくなるように設定されている。減圧位置ＤＰから加圧位置ＥＰに至るカムプロファイルは、回転中心からの距離が滑らかに増加するように形成されている。 A pressure reducing position DP (see FIG. 4A) and a pressurizing position EP (see FIG. 4B) are formed on the cam surface of the eccentric cam 62. At the decompression position DP, the nip portion N is in a decompressed state, and at the pressurization position EP, the nip portion N is in a pressurized state. The pressurization position EP is provided at a position rotated approximately 120 ° with respect to the decompression position DP. The distance from the rotation center of the pressure position EP is set to be larger than the distance from the rotation center of the pressure reduction position DP. The cam profile from the decompression position DP to the pressurization position EP is formed so that the distance from the rotation center increases smoothly.
偏芯カム６２が回転連結軸６３を介してモーター７２及び圧切り替えギア列７５（図３参照）によって回動させられると、偏芯カム６２のカムプロファイルに応じて、減圧位置ＤＰでコロ６１に当接すると、図４（ａ）に示す減圧状態となり、また、加圧位置ＥＰでコロ６１に当接すると、図４（ｂ）に示す加圧状態となる。 When the eccentric cam 62 is rotated by the motor 72 and the pressure switching gear train 75 (see FIG. 3) via the rotary connecting shaft 63, the roller 61 is moved to the roller 61 at the decompression position DP according to the cam profile of the eccentric cam 62. When the contact is made, the pressure is reduced as shown in FIG. 4A, and when the contact is made with the roller 61 at the pressing position EP, the pressure is shown in FIG. 4B.
図４（ａ）に示す減圧位置ＤＰでコロ６１に当接している場合、第２アーム部材５２の第２当接部５２ａと第１アーム部材５１の第１当接部５１ａとの間隔は、所定の距離にあり、弾性部材５３は所定量だけ伸長している。一方、図４（ｂ）に示す加圧位置ＥＰでコロ６１に当接している場合、図４（ａ）の状態に対して、第２アーム部材５２は、左方向に変位し、第２当接部５２ａと第１当接部５１ａとの間隔は小さくなり、弾性部材５３は縮小している。 When the roller 61 is in contact with the roller 61 at the decompression position DP shown in FIG. 4A, the distance between the second contact portion 52a of the second arm member 52 and the first contact portion 51a of the first arm member 51 is At a predetermined distance, the elastic member 53 extends by a predetermined amount. On the other hand, when the roller 61 is in contact with the roller 61 at the pressing position EP shown in FIG. 4B, the second arm member 52 is displaced leftward with respect to the state shown in FIG. The distance between the contact portion 52a and the first contact portion 51a is reduced, and the elastic member 53 is reduced.
従って、弾性部材５３による付勢力は、図４（ｂ）の状態では図４（ａ）の状態に対して大きくなる。これによって、ニップ部Ｎのニップ圧は図４（ｂ）の状態では図４（ａ）の状態に対して大きくなる。尚、ニップ部Ｎのニップ圧が変動するように、第１アーム部材５１は支軸５４を中心として図４左右方向に僅かに回転移動する。また、減圧状態では、発熱ベルト１３０（定着ローラー１３１）が加圧ローラー１３２によって従動回転可能であるように、ニップ部Ｎで発熱ベルト１３０と加圧ローラー１３２は圧接している。 Accordingly, the urging force by the elastic member 53 is larger in the state of FIG. 4B than in the state of FIG. As a result, the nip pressure of the nip portion N is larger in the state of FIG. 4B than in the state of FIG. Note that the first arm member 51 slightly rotates in the left-right direction in FIG. 4 about the support shaft 54 so that the nip pressure of the nip portion N varies. In the reduced pressure state, the heat generating belt 130 and the pressure roller 132 are in pressure contact with each other at the nip portion N so that the heat generating belt 130 (fixing roller 131) can be driven and rotated by the pressure roller 132.
偏芯カム６２を正逆回転させ、また検知片８５を回転させるための駆動部の構成を図５、図６に示す。図５はニップ部Ｎの加圧状態を示す平面図であり、図６はニップ部Ｎの減圧状態を示す平面図である。 FIGS. 5 and 6 show the configuration of the drive unit for rotating the eccentric cam 62 forward and backward and for rotating the detection piece 85. FIG. 5 is a plan view showing a pressurized state of the nip portion N, and FIG. 6 is a plan view showing a reduced pressure state of the nip portion N.
図５に示すように、検知ギア列８１は、入力ギアである第１ギア８２と、第２ギア８３を有する。第１ギア８２は、平歯車からなり、定着ローラー１３１に一体に取り付けられた定着ギア７３に噛合している。第２ギア８３は、平歯車からなり、第１ギア８２に噛合し、また検知片８５のギア８７に噛合している。定着ローラー１３１が回転すると、第１ギア８２、第２ギア８３、ギア８７が順次回転し、検知片８５が回転させられる。尚、定着ローラー１３１及び検知部８４の構成及び配置に応じて、検知ギア列８１は、第１及び第２ギア８２、８３の他に更にギアを配設するように構成してもよく、第１ギア８２のみで構成してもよい。 As shown in FIG. 5, the detection gear train 81 includes a first gear 82 that is an input gear and a second gear 83. The first gear 82 is a spur gear and meshes with a fixing gear 73 that is integrally attached to the fixing roller 131. The second gear 83 is a spur gear and meshes with the first gear 82 and meshes with the gear 87 of the detection piece 85. When the fixing roller 131 is rotated, the first gear 82, the second gear 83, and the gear 87 are sequentially rotated, and the detection piece 85 is rotated. Depending on the configuration and arrangement of the fixing roller 131 and the detection unit 84, the detection gear train 81 may be configured to further include gears in addition to the first and second gears 82 and 83. You may comprise only 1 gear 82. FIG.
圧切り替えギア列７５は中継ギア７７と歯欠けギア７８を有する。中継ギア７７は、平歯車からなり定着ギア７３に噛合している。歯欠けギア７８は、所定歯数の歯欠け部７８ａを有する平歯車からなり、ニップ圧切り替え機構６０の回転連結軸６３に一体に取り付けられる。また、歯欠けギア７８は中継ギア７７に噛合している。定着ローラー１３１が回転すると、定着ギア７３、中継ギア７７、歯欠けギア７８が順次回転し、回転連結軸６３が回転させられる。 The pressure switching gear train 75 includes a relay gear 77 and a tooth missing gear 78. The relay gear 77 is a spur gear and meshes with the fixing gear 73. The tooth missing gear 78 is a spur gear having a predetermined number of tooth missing portions 78 a and is integrally attached to the rotary connecting shaft 63 of the nip pressure switching mechanism 60. Further, the tooth missing gear 78 is meshed with the relay gear 77. When the fixing roller 131 is rotated, the fixing gear 73, the relay gear 77, and the tooth missing gear 78 are sequentially rotated, and the rotary connecting shaft 63 is rotated.
歯欠けギア７８には、復帰スプリング７９が取り付けられている。復帰スプリング７９は、歯欠けギア７８と台板７１との間に掛けられる引張コイルスプリングからなり、歯欠けギア７８に回転方向の付勢力を付与している。図５に示す状態では、復帰スプリング７９は歯欠けギア７８を時計回り方向に付勢している。歯欠けギア７８が回転し図６に示す状態にあるときには、復帰スプリング７９は歯欠けギア７８を反時計回り方向に付勢している。 A return spring 79 is attached to the tooth missing gear 78. The return spring 79 is a tension coil spring that is hung between the tooth missing gear 78 and the base plate 71, and applies a biasing force in the rotational direction to the tooth missing gear 78. In the state shown in FIG. 5, the return spring 79 biases the tooth missing gear 78 in the clockwise direction. When the tooth missing gear 78 rotates and is in the state shown in FIG. 6, the return spring 79 biases the tooth missing gear 78 in the counterclockwise direction.
図５に示す加圧状態にある場合、モーター７２（図３参照）の所定の方向の回転によって、加圧ローラー１３２が第１の方向（時計回り方向）に回転駆動させられ、定着ローラー１３１が加圧ローラー１３２によってＡ１方向に従動回転させられる。定着ローラー１３１のＡ１方向の回転により、定着ギア７３を介して中継ギア７７がＢ１方向に回転する。中継ギア７７のＢ１方向の回転により、歯欠けギア７８がＣ１方向に回転するが、歯欠けギア７８には、復帰スプリング７９によって、Ｃ１方向の逆方向の付勢力が作用する。このため、歯欠けギア７８の歯欠け部７８ａが中継ギア７７に対向した状態となり、歯欠けギア７８は空転することになる。従って、回転連結軸６３を介して偏芯カム６２は加圧位置ＥＰ（図４（ｂ）参照）において回動することなく、ニップ部Ｎは加圧状態を保持し、定着処理を実行することができる。 In the pressure state shown in FIG. 5, the rotation of the motor 72 (see FIG. 3) rotates the pressure roller 132 in the first direction (clockwise direction), and the fixing roller 131 is rotated. The pressure roller 132 is driven to rotate in the A1 direction. Due to the rotation of the fixing roller 131 in the A1 direction, the relay gear 77 rotates in the B1 direction via the fixing gear 73. By the rotation of the relay gear 77 in the B1 direction, the tooth missing gear 78 rotates in the C1 direction, but the biasing force in the reverse direction in the C1 direction acts on the tooth missing gear 78 by the return spring 79. For this reason, the tooth missing portion 78a of the tooth missing gear 78 is in a state of facing the relay gear 77, and the tooth missing gear 78 is idled. Therefore, the eccentric cam 62 does not rotate at the pressure position EP (see FIG. 4B) via the rotary connecting shaft 63, and the nip portion N maintains the pressure state and executes the fixing process. Can do.
また、モーター７２（図３参照）の所定方向の回転によって、定着ローラー１３１が加圧ローラー１３２によってＡ１方向に従動回転させられると、検知ギア列８１により検知片８５がＤ１方向に回転する。検知片８５のＤ１方向への回転によって、検知センサー８６がパルス状に受光し、検知部８４は、検知片８５と一体に回転する定着ローラー１３１（発熱ベルト１３０）の回転を検知する。検知部８４が発熱ベルト１３０の回転を検知している状態では、その検知結果に基づいて、発熱ベルト１３０を加熱させるように、誘導加熱部１３３を制御することができる。一方、発熱ベルト１３０が回転をしていないことを検知部８４が検知している状態では、その検知結果に基づいて、誘導加熱部１３３による発熱ベルト１３０への加熱を停止させて、発熱ベルト１３０の破損を防ぐことができる。 Further, when the fixing roller 131 is driven to rotate in the A1 direction by the pressure roller 132 due to the rotation of the motor 72 (see FIG. 3), the detection piece 85 is rotated in the D1 direction by the detection gear train 81. Due to the rotation of the detection piece 85 in the D1 direction, the detection sensor 86 receives light in the form of pulses, and the detection unit 84 detects the rotation of the fixing roller 131 (the heat generating belt 130) that rotates together with the detection piece 85. In a state where the detection unit 84 detects the rotation of the heat generating belt 130, the induction heating unit 133 can be controlled to heat the heat generating belt 130 based on the detection result. On the other hand, when the detection unit 84 detects that the heat generating belt 130 is not rotating, heating of the heat generating belt 130 by the induction heating unit 133 is stopped based on the detection result, and the heat generating belt 130 is detected. Can prevent damage.
一方、加圧状態（図５に示す状態）において、モーター７２（図３参照）の逆方向の回転によって、加圧ローラー１３２が第１の方向（反時計回り方向）に回転駆動させられ、図６に示すように、定着ローラー１３１が加圧ローラー１３２によってＡ２方向に従動回転させられる。定着ローラー１３１のＡ２方向の回転により、定着ギア７３を介して中継ギア７７がＢ２方向に回転する。中継ギア７７のＢ２方向の回転により、歯欠けギア７８がＣ２方向に回転するが、歯欠けギア７８には、復帰スプリング７９によって、Ｃ２方向の逆方向の付勢力が作用する。このため、歯欠けギア７８の歯欠け部７８ａが中継ギア７７に対向した状態となり、歯欠けギア７８は空転することになる。従って、回転連結軸６３を介して偏芯カム６２は加圧位置ＥＰ（図４（ｂ）参照）から減圧位置ＤＰ（図４（ａ）参照）に回動し、減圧位置ＤＰにおいて回動することなく、ニップ部Ｎは減圧状態を保持する。 On the other hand, in the pressurized state (the state shown in FIG. 5), the pressure roller 132 is driven to rotate in the first direction (counterclockwise direction) by the reverse rotation of the motor 72 (see FIG. 3). 6, the fixing roller 131 is driven to rotate in the A2 direction by the pressure roller 132. As the fixing roller 131 rotates in the A2 direction, the relay gear 77 rotates in the B2 direction via the fixing gear 73. By the rotation of the relay gear 77 in the B2 direction, the tooth-missing gear 78 rotates in the C2 direction, and a biasing force in the reverse direction of the C2 direction acts on the tooth-missing gear 78 by the return spring 79. For this reason, the tooth missing portion 78a of the tooth missing gear 78 is in a state of facing the relay gear 77, and the tooth missing gear 78 is idled. Accordingly, the eccentric cam 62 is rotated from the pressure position EP (see FIG. 4B) to the pressure-reducing position DP (see FIG. 4A) via the rotary connecting shaft 63, and is rotated at the pressure-reducing position DP. The nip portion N is kept in a reduced pressure state.
定着処理時以外では、ニップ部Ｎを減圧状態に保持することで、加圧ローラー１３２と発熱ベルト１３０の相互圧接による加圧ローラー１３２及び定着ローラー１３１の変形が防止される。また、ニップ部Ｎに用紙Ｐを挿通させるために回転するモーター７２の回転方向を切り替えることで、ニップ部Ｎを加圧状態と減圧状態とに簡単に切り替えることができ、また、定着装置１３が安価で簡単な構成のものとなる。 When the nip portion N is kept in a reduced pressure state except during the fixing process, the pressure roller 132 and the fixing roller 131 are prevented from being deformed due to the mutual pressure contact between the pressure roller 132 and the heat generating belt 130. Further, by switching the rotation direction of the motor 72 that rotates to allow the paper P to pass through the nip portion N, the nip portion N can be easily switched between a pressurized state and a reduced pressure state. It becomes an inexpensive and simple structure.
また、モーター７２（図３参照）の逆方向の回転によって、定着ローラー１３１が加圧ローラー１３２によってＡ２方向に従動回転させられると、検知ギア列８１により検知片８５がＤ１方向の逆方向であるＤ２方向に回転する。検知片８５のＤ２方向への回転によって、検知センサー８６がパルス状に受光し、検知部８４は、検知片８５と一体に回転する定着ローラー１３１（発熱ベルト１３０）の回転を検知する。検知部８４が発熱ベルト１３０の回転を検知している状態では、その検知結果に基づいて、発熱ベルト１３０を加熱させるように、誘導加熱部１３３を制御することができる。一方、発熱ベルト１３０が回転をしていないことを検知部８４が検知している状態では、その検知結果に基づいて、誘導加熱部１３３による発熱ベルト１３０への加熱を停止させて、発熱ベルト１３０の破損を防ぐことができる。 Further, when the fixing roller 131 is driven to rotate in the A2 direction by the pressure roller 132 due to the rotation of the motor 72 (see FIG. 3), the detection piece 85 is in the reverse direction of the D1 direction by the detection gear train 81. Rotate in direction D2. Due to the rotation of the detection piece 85 in the D2 direction, the detection sensor 86 receives light in a pulse shape, and the detection unit 84 detects the rotation of the fixing roller 131 (the heat generating belt 130) that rotates integrally with the detection piece 85. In a state where the detection unit 84 detects the rotation of the heat generating belt 130, the induction heating unit 133 can be controlled to heat the heat generating belt 130 based on the detection result. On the other hand, when the detection unit 84 detects that the heat generating belt 130 is not rotating, heating of the heat generating belt 130 by the induction heating unit 133 is stopped based on the detection result, and the heat generating belt 130 is detected. Can prevent damage.
上記実施形態では、定着ローラー１３１に張架されるベルト方式の定着装置１３に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、加熱部材として加熱ローラーを用い、加熱ローラーと加圧ローラーが圧接するローラー方式に適用してもよい。また、定着ローラーと加熱ローラーによってベルトを張架し、定着ローラーがベルトを介して加圧ローラーに圧接するベルト方式に適用してもよい。また、加熱手段として誘導加熱部１３３を用いるものに替えて、ハロゲンヒーター等のヒーターを加熱手段にしても、上記実施形態と同様の効果を奏する。 In the above-described embodiment, an example in which the present invention is applied to the belt-type fixing device 13 stretched around the fixing roller 131 has been described. However, the present invention is not limited thereto, and a heating roller is used as a heating member. You may apply to the roller system which presses. Further, the present invention may be applied to a belt system in which a belt is stretched between a fixing roller and a heating roller, and the fixing roller is pressed against the pressure roller via the belt. In addition, if a heater such as a halogen heater is used as the heating unit instead of using the induction heating unit 133 as the heating unit, the same effect as the above embodiment can be obtained.
また、上記実施形態では、加圧ローラー１３２がモーター７２によって回転駆動させられる構成を示したが、本発明はこれに限らず、定着ローラー１３１がモーター７２によって回転駆動させられる構成であっても、上記実施形態と同様の効果を奏する。 In the above embodiment, the configuration in which the pressure roller 132 is rotationally driven by the motor 72 is shown. However, the present invention is not limited thereto, and the fixing roller 131 may be rotationally driven by the motor 72. The same effects as in the above embodiment are achieved.
また、上記実施形態では、加圧ローラー１３２側にニップ圧切り替え機構６０を設ける構成を示したが、本発明はこれに限らず、定着ローラー１３１（発熱ベルト１３０）側にニップ圧切り替え機構６０を設けるようにしても、上記実施形態と同様の効果を奏する。 In the above embodiment, the nip pressure switching mechanism 60 is provided on the pressure roller 132 side. However, the present invention is not limited to this, and the nip pressure switching mechanism 60 is provided on the fixing roller 131 (heat generating belt 130) side. Even if it is provided, the same effects as those of the above embodiment can be obtained.
また、上記実施形態では、復帰スプリング７９を歯欠けギア７８と台板７１との間に掛ける構成を示したが、本発明はこれに限らず、歯欠けギア７８の駆動力伝達の経路の後段側にギアを配設し、そのギアと台板７１等に復帰スプリング７９を掛ける構成であってもよい。また、定着ローラー１３１及びニップ圧切り替え機構６０の構成及び配置に応じて、定着ギア７３と中継ギア７７との間にギアを配設するように構成してもよい。 Further, in the above-described embodiment, the configuration in which the return spring 79 is hung between the tooth missing gear 78 and the base plate 71 is shown, but the present invention is not limited to this, and the latter stage of the driving force transmission path of the tooth missing gear 78. A configuration may be employed in which a gear is disposed on the side and a return spring 79 is hung on the gear and the base plate 71 or the like. Further, a gear may be arranged between the fixing gear 73 and the relay gear 77 according to the configuration and arrangement of the fixing roller 131 and the nip pressure switching mechanism 60.
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に用いる定着装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができ、特に、加熱部材と加圧部材で形成されるニップ圧を変更可能な定着装置及びそれを備えた画像形成装置に利用することができる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used for a fixing device used in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine thereof, and an image forming apparatus including the fixing device, and is particularly formed by a heating member and a pressure member. It can be used for a fixing device capable of changing the nip pressure and an image forming apparatus having the same.
１ 画像形成装置
１３ 定着装置
１３０ 発熱ベルト（加熱部材）
１３１ 定着ローラー
１３２ 加圧ローラー（加圧部材、一方の部材）
１３３ 誘導加熱部（加熱手段）
５０ 加圧機構
５１ 第１アーム部材
５２ 第２アーム部材
５３ 弾性部材
６０ ニップ圧切り替え機構
６１ コロ
６２ 偏芯カム
６３ 回転連結軸
７２ モーター
７３ 定着ギア（原動ギア）
７５ 圧切り替えギア列
７７ 中継ギア
７８ 歯欠けギア
７８ａ 歯欠け部
７９ 復帰スプリング
８１ 検知ギア列（ギア列）
８２ 第１ギア（入力ギア）
８３ 第２ギア
８４ 検知部
８５ 検知片
８６ 検知センサー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming apparatus 13 Fixing apparatus 130 Heat generating belt (heating member)
131 Fixing roller 132 Pressure roller (Pressure member, one member)
133 Induction heating unit (heating means)
50 Pressure Mechanism 51 First Arm Member 52 Second Arm Member 53 Elastic Member 60 Nip Pressure Switching Mechanism 61 Roller 62 Eccentric Cam 63 Rotating Connection Shaft 72 Motor 73 Fixing Gear (Primary Gear)
75 Pressure switching gear train 77 Relay gear 78 Tooth missing gear 78a Tooth missing portion 79 Return spring 81 Detection gear train (gear train)
82 1st gear (input gear)
83 Second gear 84 Detection unit 85 Detection piece 86 Detection sensor
Claims (6)
回転中心から外周面までの距離が夫々異なり前記ニップ部を加圧した状態に対応する加圧位置と前記ニップ部の圧力を緩和した減圧状態に対応する減圧位置とに選択配置される偏芯カムにコロが当接することで前記ニップ部を加圧状態及び減圧状態に切り替え可能なニップ圧切り替え機構と、
前記加熱部材及び前記加圧部材の一方の部材を、記録媒体上の未定着トナー像を溶融定着するための第１の方向と、前記第１の方向の逆方向である第２の方向とに回転駆動させるモーターと、
前記一方の部材を介して前記モーターの回転駆動力が伝達される中継ギアと、
該中継ギアと噛合可能であって前記モーターの回転駆動力を前記偏芯カムに伝達する所定歯数の歯欠け部を有する歯欠けギアと、
前記歯欠けギアに取り付けられた復帰スプリングと、を備え、
前記一方の部材が第１の方向に回転したとき、前記中継ギア及び前記歯欠けギアが一方向に回転するとともに前記歯欠けギアの歯欠け部が前記中継ギアに対向し、前記歯欠けギアが前記復帰スプリングによって前記一方向とは逆方向に付勢され、前記ニップ圧切り替え機構は前記ニップ部を加圧状態に保持する一方、前記一方の部材が第２の方向に回転したとき、前記中継ギア及び前記歯欠けギアが他方向に回転するとともに前記歯欠けギアの歯欠け部が前記中継ギアに対向し、前記歯欠けギアが前記復帰スプリングによって前記他方向とは逆方向に付勢され、前記ニップ圧切り替え機構は前記ニップ部を減圧状態に保持することを特徴とする定着装置。 A recording medium carrying an unfixed toner image is sandwiched by a nip formed by a heating member heated by a heating means and a pressure member pressed against the heating member, and an unfixed toner image on the recording medium is In a fixing device for melting and fixing,
Eccentric cams which are selectively arranged at a pressure position corresponding to a state where the distance from the rotation center to the outer peripheral surface is different and corresponding to a state where the nip portion is pressurized and a pressure reduction position corresponding to a pressure reduction state where the pressure of the nip portion is relaxed A nip pressure switching mechanism capable of switching the nip portion between a pressurized state and a depressurized state by contacting a roller with the roller,
One member of the heating member and the pressure member is moved in a first direction for fusing and fixing an unfixed toner image on the recording medium, and in a second direction that is opposite to the first direction. A motor that rotates,
A relay gear to which the rotational driving force of the motor is transmitted via the one member;
A tooth missing gear that can mesh with the relay gear and has a predetermined number of tooth missing portions that transmit the rotational driving force of the motor to the eccentric cam;
And a return spring mounted in front Symbol missing tooth gear,
When the one member rotates in the first direction, the relay gear and the tooth missing gear rotate in one direction, the tooth missing portion of the tooth missing gear faces the relay gear, and the tooth missing gear When the return spring is urged in the direction opposite to the one direction, the nip pressure switching mechanism holds the nip portion in a pressurized state, while the one member rotates in the second direction, the relay The gear and the tooth missing gear rotate in the other direction and the tooth missing portion of the tooth missing gear faces the relay gear, and the tooth missing gear is biased in the direction opposite to the other direction by the return spring, The fixing device according to claim 1, wherein the nip pressure switching mechanism holds the nip portion in a reduced pressure state.
前記他方の部材には、前記他方の部材と一体に回転する原動ギアが設けられ、前記原動ギアは前記中継ギアに噛合することを特徴とする請求項１に記載の定着装置。 The other member of the heating member and the pressure member rotates following the rotation of the one member,
The fixing device according to claim 1, wherein the other member is provided with a driving gear that rotates integrally with the other member, and the driving gear meshes with the relay gear.
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