JPH0543171U - ヒートローラ定着装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 ヒートローラ定着装置を構成するバックアッ
プローラとヒートローラとの間の圧縮タイミングを一定
化させ、連続用紙における各頁のプリント位置ずれを防
止する。 【構成】 バックアップローラ１２と、このバックアッ
プローラ１２との間に用紙を挟んで用紙を搬送し、かつ
加熱定着させるヒートローラ１１とを備えるヒートロー
ラ定着装置に、ヒートローラ１１とバックアップローラ
１２の少なくとも一方を半径方向に移動させて用紙の圧
縮を行わせるカム機構１３を設け、このカム機構１３の
駆動源に駆動パルスによって駆動されるステッピングモ
ータ２２を用いている。

Description

【考案の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】

本考案はレーザプリンタ等の電子写真方式で連続用紙に印刷を行うプリンタに 関し、特に用紙上に転写されたトナーを定着するためのヒートローラ定着装置に 関する。

【０００２】

【従来の技術】

ヒートローラ定着装置を備える電子写真方式のプリンタは、用紙上に転写され たトナーをヒート（熱）ローラを通して加熱することで定着を行っている。この ため、従来のヒートローラ定着装置は、用紙を案内するバックアップローラと、 このバックアップローラに対向配置されてトナーが転写された用紙をバックアッ プローラとの間に圧接して加熱するヒートローラとを備えている。したがって、 用紙はヒートローラによってバックアップローラに圧縮され、かつこれらローラ の回転によって搬送されながら加熱され、定着が行われることになる。

【０００３】 ところで、この種の定着装置では、前記したようにヒートローラ及びバックア ップローラが用紙の搬送手段としても構成されており、プンリト動作に同期して ヒートローラとバックアップローラを回転駆動させている。そして、連続用紙を 使用するプリンタでは、用紙が常にヒートローラとバックアップローラとの間に 位置されているため、プリンタ内におけるプリント動作が所定の工程に達するま ではヒートローラをバックアップローラから離しておき、用紙を搬送するタイミ ングでヒートローラをバックアップローラに圧縮して用紙の定着及び搬送を行う 構成がとられている。

【０００４】 このため、従来のヒートローラ定着装置では、ヒートローラとバックアップロ ーラを回転駆動させる機構とともに、ヒートローラをバックアップローラから離 し、或いは圧接するための圧接機構が必要とされ、この圧接機構の駆動源として ＤＣモータが用いられている。即ち、ヒートローラの回転軸をバックアップロー ラに対して移動可能に構成するとともに、この回転軸にカム機構を設け、このカ ム機構をＤＣモータによって駆動させてヒートローラをバックアップローラに対 して移動可能に構成している。

【０００５】 更に、この圧接機構とともに、ヒートローラを一定のタイミングでバックアッ プローラに圧接させるために、カム機構の回転位置を検出する必要があり、その ためにカム機構には遮光円板とフォトインタラプタで構成される回転位置検出機 構を設けている。通常ではヒートローラがバックアップローラから最も離れた初 期回転位置と、ヒートローラがバックアップローラに最大の力で圧接される最終 回転位置とを夫々検出し、前記した圧接動作のタイミング基準として利用してい る。

【０００６】

【考案が解決しようとする課題】

しかしながら、カム機構の駆動源として用いられているＤＣモータは、負荷変 動に対する回転数の変化が大きく、負荷が増大すると回転数も低下される。この ため、ヒートローラをバックアップローラに圧接するのに伴ってその負荷が増大 されて行くと、ＤＣモータの回転速度も低下され、これによってカムの回転速度 が低下され、バックアップローラとヒートローラとの間に用紙を圧接させるタイ ミングに微妙なばらつきが生じ、連続用紙の搬送開始タイミングもばらつくこと になる。この搬送開始タイミングの誤差により、連続用紙の各頁におけるプリン ト位置にずれが生じるという問題がある。

【０００７】 これを解消するためには、ＤＣモータを定速回転制御するための回路、例えば ＰＬＬ回路が必要とされ、回路構成が複雑になるとともに、負荷のばらつきには 個体差があるため、個々の調整が非常に困難になる。又、クラッチ機構も提案さ れているが、クラッチのオン、オフ時の応答性に経時変化や個体差が存在し易い ため、高い繰り返し精度をえることは困難である。 本考案の目的は、バックアップローラとヒートローラとの間の圧縮タイミング を一定化させ、連続用紙における各頁のプリント位置ずれを防止したヒートロー ラ定着装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】

本考案のヒートローラ定着装置は、用紙に転写されたトナーを加熱定着すると 同時に用紙の搬送を行うヒートローラとバックアップローラの少なくとも一方を 移動させて両ローラを圧接させるカム機構を設け、このカム機構の駆動源にステ ッピングモータを用いる。

【０００９】

【実施例】

次に、本考案を図面を参照して説明する。図２は本考案が適用されるプリンタ の概略側面構成図である。連続用紙Ｐは給送口２からプリンタのハウジング１内 に挿入され、用紙の送り孔に係合する突起を有するトラクタ部３、及びヒートロ ーラ１１とバックアップローラ１２からなるヒートローラ定着装置４により搬送 されながら排出口５から排出される。そして、この途中のプロセス部６において 、転写ドラム７に画像形成されたトナーが用紙Ｐに転写され、ヒートローラ定着 装置４において加熱されて定着される。

【００１０】 ヒートローラ定着装置は、図１に一部の斜視図を示すように、下側にバックア ップローラ１２を配置し、その上側にヒートローラ１１を配置している。バック アップローラ１２は回転軸１２ａがプリンタのハウジング１の一部１ａに軸支さ れる。又、ヒートローラ１１は内部に配設したヒータ（図示せず）によって加熱 でき、かつその回転軸１１ａがカム機構１３によってバックアップローラ１２の 略半径方向に往復移動できるように可動支持される。そして、これらバックアッ プローラ１２とヒートローラ１１とは図外の回転駆動機構によって回転され、両 ローラ間に挟んだ用紙を搬送し、かつ同時にヒートローラで加熱してトナーを定 着するように構成される。

【００１１】 前記したカム機構１３は、前記各ローラ１１，１２と平行に配置された回転可 能なカム軸１４を有し、このカム軸１４にはカム１５が固定され、カム１５の回 転に伴ってレバー１６を上下方向に揺動できるようにする。このレバー１６は中 間部に設けた固定軸１７によってプリンタハウジング１に枢支され、その一端部 にはカムフォロワ１８を形成して前記カム１５の周面に当接させ、更に他端部に は前記ヒートローラ１１の回転軸１１ａを軸支させている。したがって、カム１ ５の回転に伴うカム形状によってレバー１６が上下に揺動されれば、ヒートロー ラ１１はバックアップローラ１２に対して半径方向に往復移動され、その周面が バックアップローラ１２の周面から離され、或いは圧接されることになる。

【００１２】 前記レバー１６の一端部側の位置にはプリンタハウジング１との間に圧縮スプ リング１９を弾装し、前記カムフォロワ１８をカム１５の周面に当接させる弾性 力、換言すればヒートローラ１１をバックアップローラ１２から離す方向の力を レバー１６に付与している。 尚、前記レバー１６、圧縮スプリング１９、カム１５等は各ローラ１１，１２ の両端部に夫々設けられる。

【００１３】 又、前記カム軸１４にはギヤ２０が固定され、このギヤ２０には減速ギヤ機構 ２１を介してステッピングモータ２２の回転出力軸２２ａを連結している。この ステッピングモータ２２はパルス信号を入力させることで所要角度回転され、そ の回転に際しては負荷の大小に関わらず常に一定の角度単位で回転されるもので あることは言うまでもない。

【００１４】 更に、前記カム軸１４には遮光円板２３が取着される。この遮光円板２３は円 周一部に切欠き２３ａが設けられ、フォトインタラプタ２４と協動することでカ ム軸１４の初期回転位置、即ちカム１５の初期回転位置を検出することができる 。この場合、初期回転位置とは、カム１５の最小外径位置にカムフォロワ１８が 当接し、ヒートローラ１１がバックアップローラ１２の周面から最も離れた位置 に置かれる状態である。

【００１５】 この構成によれば、初期時は図３に示すように、圧縮スプリング１９によって レバー１６は一端部が下方に押下されているため、他端部に支持したヒートロー ラ１１は上方移動位置にあってバックアップローラ１２から最も離された状態に あり、フォトインタラプタ２４と遮光円板２３でその初期位置が検出される。プ リンタがプリントを開始し、トラクタ部３等の搬送系が駆動を開始するが、この とき両ローラ１１，１２間は離されているために相互に空転し、用紙Ｐを搬送す ることはない。

【００１６】 そして、所定のタイミングでステッピングモータ２２に駆動パルスが入力され 始めると、ステッピングモータ２２が回転を開始し、このモータ２２の回転力は 減速ギヤ機構２１を介してギヤ２０及びカム軸１４に伝達され、更にカム１５に 伝達される。図４に示すように、カム１５はその回転に伴って圧縮スプリング１ ９力に抗してカムフォロワ１８を押し上げ、レバー１６の他端部を下方に移動さ せることでヒートローラ１１をバックアップローラ１２に対して圧接させる。こ のため、空転していた両ローラ１１，１２が用紙Ｐを圧接し、両ローラの回転力 によって用紙の搬送が開始される。

【００１７】 このとき、初期位置からカム１５がローラ１１，１２を圧接する迄のステッピ ングモータ２２の回転角度は、入力される駆動パルス数に依存し、その駆動パル ス数はステッピングモータ駆動回路（図示せず）によって一義的に決定される。 このため、この駆動パルス数を制御することで、常にステッピングモータ２２の 回転角、即ちカム１５の回転角を制御でき、常に一定のタイミングでローラ１１ ，１２間の圧接を行うことができる。

【００１８】 このタイミングはヒートローラ１１をバックアップローラ１２に対して圧接す るのに伴ってその負荷が増大する場合でも、ステッピングモータ２２の前記した 特性によって常に一定タイミングを確保することができる。これにより、ローラ １１，１２の圧接によって搬送が開始される用紙Ｐの搬送タイミングを一定化し 、連続用紙の各頁におけるプリント位置を一定化することができる。 又、ステッピングモータ２２に供給する駆動パルス数を計数することでステッ ピングモータ２２及びカム１５の回転位置を検出でき、これからローラ１１，１ ２間の圧接位置を検出することが可能となるため、少なくともローラ間の圧接位 置を検出するためのフォトインタラプタと遮光円板の機構が不要となる。

【００１９】 一方、ステッピングモータ２２の回転角は駆動パルス数に依存するため、全パ ルス数を変えないで途中のパルス間隔、即ちパルス周波数を変化させる。これに より、ステッピングモータ、即ちカム１５の回転速度を細かく制御でき、結果的 にカム形状とパルス周波数とによりローラ１１，１２間の圧接及び離反の動作時 の速度を任意に制御することができる。したがって、カム１５の形状の設計に際 しては、ローラ１１，１２間に加える最終圧接力に影響するカム最大外径、及び ヒートローラ、バックアップローラの離間距離に影響を与えるカム最小外径につ いてのみ注意すれば、他の部分の形状については高精度な設計は不要となり、設 計を容易に行うことができる。

【００２０】 尚、前記実施例ではヒートローラをバックアップローラに対して圧接動作させ る例を示したが、逆にバックアップローラをヒートローラに対して移動させるよ うに構成してもよい。 更に、ヒートローラとバックアップローラの両方を移動させて所定の位置で圧 接動作を可能に構成してもよい。

【００２１】

【考案の効果】

以上説明したように本考案は、用紙を挟んで搬送しかつ定着を行うためのヒー トローラとバックアップローラの少なくとも一方を移動して両ローラを圧接させ るカム機構を設け、このカム機構の駆動源にステッピングモータを用い、駆動パ ルスによりステッピングモータを回転駆動させるように構成しているので、負荷 の変動にかかわらず常に一定のタイミングでヒートローラとバックアップローラ の圧接を行うことができ、連続用紙の搬送開始タイミングを一定化し、各頁にお けるプリント位置のばらつきを解消することができる。 又、ステッピングモータを駆動制御するためのパルス数を計数することで、ロ ーラの圧接時におけるカムの回転位置を検出することができ、そのためのフォト インタラプタを用いた検出機構を不要にする。 更に、このパルス周波数を制御することで、圧接及び離反タイミングが制御で き、カム形状の設計を容易に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本考案の定着装置の要部の概略斜視図である。

【図２】本考案をプリンタの定着装置に適用した例の側
面方向からの概略構成図である。

【図３】ヒートローラをバックアップローラから離した
状態の要部の側面図である。

【図４】ヒートローラをバックアップローラに圧接した
状態の要部の側面図である。

【符号の説明】

４ ヒートローラ定着装置 １１ ヒートローラ １２ バックアップローラ １３ カム機構 １４ カム軸 １５ カム １６ レバー １９ 圧縮スプリング ２２ ステッピングモータ

Claims (1)

【実用新案登録請求の範囲】
1. 【請求項１】 バックアップローラと、このバックアッ
   プローラとの間に用紙を挟んで搬送し、かつ加熱定着を
   行うヒートローラとを備えるヒートローラ定着装置にお
   いて、前記ヒートローラとバックアップローラの少なく
   とも一方を移動させて両ローラを圧接させるカム機構を
   設け、このカム機構の駆動源にステッピングモータを用
   いたことを特徴とするヒートローラ定着装置。