特開 2025-5701 駆動伝達機構およびそれを備えた定着装置並びに画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2025005701

(43)【公開日】2025-01-17

(54)【発明の名称】駆動伝達機構およびそれを備えた定着装置並びに画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/16 20060101AFI20250109BHJP

   G03G 15/20 20060101ALI20250109BHJP

   F16H 31/00 20060101ALI20250109BHJP

   F16D 43/26 20060101ALI20250109BHJP

【ＦＩ】

G03G21/16 147

G03G15/20 535

G03G21/16 185

F16H31/00 A

F16D43/26 C

【審査請求】未請求

【請求項の数】8

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023105986

(22)【出願日】2023-06-28

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001933

【氏名又は名称】弁理士法人 佐野特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】石田 浩高

【テーマコード（参考）】

2H033

2H171

3J062

【Ｆターム（参考）】

2H033AA13

2H033BA11

2H033BA12

2H033BA25

2H033BA26

2H033BB03

2H033BB05

2H033BB06

2H033BB13

2H033BB14

2H033BB15

2H033BB29

2H033BB30

2H033BB37

2H033BE06

2H171FA04

2H171FA19

2H171GA04

2H171GA15

2H171KA12

2H171KA21

2H171LA08

2H171LA10

2H171LA13

2H171LA17

2H171LA20

2H171QA04

2H171QA08

2H171QA24

2H171QB03

2H171QB15

2H171QB32

2H171QC03

2H171QC22

2H171QC24

2H171QC36

2H171SA11

2H171SA14

2H171SA15

2H171SA19

2H171SA22

2H171SA26

2H171XA16

3J062AA35

3J062AB36

3J062BA12

(57)【要約】

【課題】バネ等のブレーキを用いることなくラチェット駆動部と被駆動部材との連結状態を維持可能な駆動伝達機構およびそれを備えた定着装置並びに画像形成装置を提供する。
【解決手段】駆動伝達機構は、第１ラチェット機構と、第２ラチェット機構と、リンク部材と、を備える。第１ラチェット機構は、第１駆動入力ギアと、第１駆動出力ギアと、第１連結部材と、を有する。第２ラチェット機構は、第２駆動入力ギアと、第２駆動出力ギアと、第２連結部材と、を有する。リンク部材は、第１連結部材の第１駆動出力ギアに近づく方向へのスラスト移動によって第２連結部材を第２駆動出力ギアから離間する方向へ移動させ、第２連結部材の第２駆動出力ギアに近づく方向へのスラスト移動によって第１連結部材を第１駆動出力ギアから離間する方向へ移動させる。
【選択図】図３

【特許請求の範囲】

【請求項1】

駆動源からの回転駆動力を第１被駆動部材に伝達する第１ラチェット機構と、
前記駆動源からの回転駆動力を第２被駆動部材に伝達する第２ラチェット機構と、
を備える駆動伝達機構であって、
前記第１ラチェット機構は、
前記駆動源の回転駆動力が入力される第１駆動入力ギアと、
前記第１駆動入力ギアと同軸上に配置され、前記駆動源の回転駆動力を前記第１被駆動部材に出力する第１駆動出力ギアと、
前記第１駆動入力ギアと前記第１駆動出力ギアとの間にスラスト移動可能に配置され、前記第１駆動入力ギアと共に回転する第１連結部材と、
を有し、
前記第２ラチェット機構は、
前記駆動源の回転駆動力が入力される第２駆動入力ギアと、
前記第２駆動入力ギアと同軸上に配置され、前記駆動源の回転駆動力を前記第２被駆動部材に出力する第２駆動出力ギアと、
前記第２駆動入力ギアと前記第２駆動出力ギアとの間にスラスト移動可能に配置され、前記第２駆動入力ギアと共に回転する第２連結部材と、
を有し、
前記第１連結部材および前記第２連結部材は、それぞれ前記第１駆動出力ギアまたは前記第２出力ギアとの対向面に形成される第１ラチェット歯を有し、
第１駆動出力ギアおよび前記第２駆動出力ギアは、それぞれ前記第１連結部材または前記第２連結部材との対向面に形成され、前記第１ラチェット歯と噛み合う第２ラチェット歯を有し、
前記駆動源が正方向に回転したとき、
前記第１ラチェット機構は、前記第１ラチェット歯と前記第２ラチェット歯の駆動伝達面同士が噛み合う方向に回転することで前記第１被駆動部材に駆動力を伝達する駆動伝達状態となり、
前記第２ラチェット機構は、前記第１ラチェット歯と前記第２ラチェット歯の非駆動伝達面同士が噛み合う方向に回転することで前記第２被駆動部材に駆動力を伝達しない非駆動伝達状態となり、
前記駆動源が逆方向に回転したとき、
前記第１ラチェット機構は、前記非駆動伝達面が噛み合う方向に回転することで前記第１被駆動部材に駆動力を伝達しない非駆動伝達状態となり、
前記第２ラチェット機構は、前記駆動伝達面が噛み合う方向に回転することで前記第２被駆動部材に駆動力を伝達する駆動伝達状態となり、
前記第１ラチェット機構と前記第２ラチェット機構の間には、前記第１ラチェット機構および前記第２ラチェット機構の前記駆動伝達状態と前記非駆動伝達状態との切り換えを補助するリンク部材が配置され、
前記リンク部材は、前記第１連結部材の前記第１駆動出力ギアから離間する方向へのスラスト移動によって前記第２連結部材を前記第２駆動出力ギアに近づく方向へ移動させ、前記第２連結部材の前記第２駆動出力ギアから離間する方向へのスラスト移動によって前記第１連結部材を前記第１駆動出力ギアに近づく方向へ移動させることを特徴とする駆動伝達機構。

【請求項2】

前記前記第１連結部材および前記第２連結部材は、前記外周面から環状に突出するフランジ部を有し、
前記リンク部材は、長手方向の両端部が前記フランジ部の下面に対向配置され、前記長手方向の中央部を揺動支点として上下方向に揺動可能に支持されており、
前記第１連結部材が前記第１駆動出力ギアから離間する方向へスラスト移動したとき、前記第１連結部材の前記フランジ部が前記リンク部材の一端部を押し下げることで、前記第２連結部材が前記第２駆動出力ギアに近づく方向へ押し上げられ、
前記第２連結部材が前記第２駆動出力ギアから離間する方向へスラスト移動したとき、前記第２連結部材の前記フランジ部が前記リンク部材の他端部を押し下げることで、前記第１連結部材が前記第１駆動出力ギアに近づく方向へ押し上げられることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達機構。

【請求項3】

前記第１連結部材および前記第２連結部材は、前記第１ラチェット歯と前記第２ラチェット歯の前記非駆動伝達面に作用する抗力のうち、垂直下向きに作用する分力によって前記第１駆動出力ギアまたは前記第２駆動出力ギアから離間する方向にスラスト移動することを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達機構。

【請求項4】

前記第１駆動入力ギアおよび前記第２駆動入力ギアは、それぞれ前記第１連結部材または前記第２連結部材との対向面に、周方向に沿って延在し、上下方向に傾斜するスロープを有し、
前記第１連結部材および前記第２連結部材の下端部には、前記スロープと対向する脚部を有し、
前記第１連結部材および前記第２連結部材は、前記脚部が前記スロープに当接した状態で前記第１駆動入力ギアおよび前記第２駆動入力ギアに対して回転することでスラスト方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達機構。

【請求項5】

前記スロープの最上部および最下部には、それぞれ垂直面からなる第１回転規制部および第２回転規制部が形成されており、
前記脚部には、前記第１回転規制部と対向する第１回転規制面と、前記第２回転規制部と対向する第２回転規制面と、が形成されており、
前記第１回転規制部と前記第１回転規制面とが接触して前記第１連結部材および前記第２連結部材が前記第１駆動入力ギアまたは前記第２駆動入力ギアと共に回転した状態で、前記第１ラチェット歯と前記第２ラチェット歯の前記駆動伝達面同士が噛み合い、
前記第２回転規制部と前記第２回転規制面とが接触して前記第１連結部材および前記第２連結部材が前記第１駆動入力ギアまたは前記第２駆動入力ギアと共に回転した状態で、前記第１ラチェット歯と前記第２ラチェット歯の前記非駆動伝達面同士が噛み合うことを特徴とする請求項４に記載の駆動伝達機構。

【請求項6】

前記第１駆動入力ギアと前記第２駆動入力ギアとが噛み合っており、
前記第１駆動入力ギアには前記駆動源の回転駆動力が直接入力され、前記第２駆動入力ギアには前記第１駆動入力ギアを介して前記駆動源の回転駆動力が入力されることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達機構。

【請求項7】

被加熱回転体と、
前記被加熱回転体に所定の圧力で圧接されて定着ニップ部を形成し、前記被加熱回転体に回転駆動力を伝達しながら回転する加圧部材と、
前記被加熱回転体を加熱する加熱機構と、
前記被加熱回転体に対する前記加圧部材の圧接力を調整する加圧機構と、
前記加圧部材に回転駆動力を入力する前記第１被駆動部材としての定着駆動ギアと、
前記加圧機構を駆動する前記第２被駆動部材としての偏芯カムと、
前記定着駆動ギアへの回転駆動力の伝達と、前記偏芯カムへの回転駆動力の伝達とを切り換える請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の駆動伝達機構と、
を備えた定着装置。

【請求項8】

記録媒体にトナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部によって前記トナー像が形成された前記記録媒体を加熱および加圧して前記記録媒体に前記トナー像を定着させる請求項７に記載の定着装置と、
を備えた画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、被駆動部材に駆動力を伝達する駆動伝達機構、およびそれを備えた定着装置並びに画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、複写機、プリンター等の画像形成装置の駆動装置では、モーターの正回転と逆回転で異なるユニットに駆動が伝達される構成とすることで、クラッチ等のスイッチ機構を削減する手法がしばしば用いられる。これらの駆動装置で使われる動力伝達先の切替手段として、駆動ギアおよび被駆動ギアに螺旋スロープを設けてスラスト移動させるラチェット機構や、動力伝達の歯面力によって歯車自体の位置を移動させる遊星歯車機構が代表的である。

【0003】

例えば特許文献１には、可逆転可能なモーターと、モーターの正回転の駆動力をローラーへ伝達するための駆動伝達手段と、ローラー間に圧を与えるため、モーターの逆回転の駆動力を受けてローラーを変位するローラー変位手段と、を備えた定着装置が開示されている。

【0004】

特許文献２には、２つの現像ユニットと、２つのトナーコンテナと、トナー補給用のモーターと、２つのラチェット機構部と、を備えたトナー補給機構が開示されている。トナー補給用のモーターは、回転軸にピニオンが取り付けられている。ラチェット機構部の一方は、ピニオンの正方向の回転駆動力のみを一方のトナーコンテナの搬送スクリューに伝達する。ラチェット機構部の他方は、ピニオンの逆方向の回転駆動力のみを他方のトナーコンテナの搬送スクリューに伝達する。この構成によれば、比較的少ない部品点数で、１個のトナー補給用のモーターで２個の現像ユニットに個別にトナーを補給するトナー補給機構を構成することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開昭５９－３４５７５号公報

【特許文献2】特開２０１５－１２５２０９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

特許文献２の構成では、ラチェット機構部が被駆動部材であるコンテナスクリューの上方に配置されているため、ラチェット機構部の自重によってコンテナスクリューのシャフトに固定されたクラウンギアとの噛み合い状態が維持される。しかしながら、ラチェット機構部が被駆動部材の下方に配置される場合は、ラチェット機構部の自重によって噛み合い状態を維持することができず、バネ等の付勢部材によるブレーキを用いて噛み合い状態を維持する必要があった。

【0007】

本発明は、上記問題点に鑑み、バネ等の付勢部材によるブレーキを用いることなくラチェット駆動部と被駆動部材との連結状態を維持可能な駆動伝達機構およびそれを備えた定着装置並びに画像形成装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、第１ラチェット機構と、第２ラチェット機構と、を備える駆動伝達機構である。第１ラチェット機構は、駆動源からの回転駆動力を第１被駆動部材に伝達する。第２ラチェット機構は、駆動源からの回転駆動力を第２被駆動部材に伝達する。第１ラチェット機構は、第１駆動入力ギアと、第１駆動出力ギアと、第１連結部材と、を有する。第１駆動入力ギアは、駆動源の回転駆動力が入力される。第１駆動出力ギアは、第１駆動入力ギアと同軸上に配置され、駆動源の回転駆動力を第１被駆動部材に出力する。第１連結部材は、第１駆動入力ギアと第１駆動出力ギアとの間にスラスト移動可能に配置され、第１駆動入力ギアと共に回転する。第２ラチェット機構は、第２駆動入力ギアと、第２駆動出力ギアと、第２連結部材と、を有する。第２駆動入力ギアは、駆動源の回転駆動力が入力される。第２駆動出力ギアは、第２駆動入力ギアと同軸上に配置され、駆動源の回転駆動力を第２被駆動部材に出力する。第２連結部材は、第２駆動入力ギアと第２駆動出力ギアとの間にスラスト移動可能に配置され、第２駆動入力ギアと共に回転する。第１連結部材および第２連結部材は、それぞれ第１駆動出力ギアまたは第２出力ギアとの対向面に形成される第１ラチェット歯を有する。第１駆動出力ギアおよび第２駆動出力ギアは、それぞれ第１連結部材または第２連結部材との対向面に形成され、第１ラチェット歯と噛み合う第２ラチェット歯を有する。駆動源が正方向に回転したとき、第１ラチェット機構は、第１ラチェット歯と第２ラチェット歯の駆動伝達面同士が噛み合う方向に回転することで第１被駆動部材に駆動力を伝達する駆動伝達状態となり、第２ラチェット機構は、第１ラチェット歯と第２ラチェット歯の非駆動伝達面同士が噛み合う方向に回転することで第２被駆動部材に駆動力を伝達しない非駆動伝達状態となる。駆動源が逆方向に回転したとき、第１ラチェット機構は、非駆動伝達面が噛み合う方向に回転することで第１被駆動部材に駆動力を伝達しない非駆動伝達状態となり、第２ラチェット機構は、駆動伝達面が噛み合う方向に回転することで第２被駆動部材に駆動力を伝達する駆動伝達状態となる。第１ラチェット機構と第２ラチェット機構の間には、第１ラチェット機構および第２ラチェット機構の駆動伝達状態と非駆動伝達状態との切り換えを補助するリンク部材が配置される。リンク部材は、第１連結部材の第１駆動出力ギアに近づく方向へのスラスト移動によって第２連結部材を第２駆動出力ギアから離間する方向へ移動させ、第２連結部材の第２駆動出力ギアに近づく方向へのスラスト移動によって第１連結部材を第１駆動出力ギアから離間する方向へ移動させる。

【発明の効果】

【0009】

本発明の第１の構成によれば、第１ラチェット機構と第２ラチェット機構との駆動力伝達の切り換えを補助するリンク部材を設けることで、第１連結部材および第２連結部材のスラスト移動を確実に行うことができる。従って、第１連結部材または第２連結部材を第１ラチェット歯と第２ラチェット歯とが噛み合う位置まで押し上げることができ、第１ラチェット機構および第２ラチェット機構を確実に駆動連結状態とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】画像形成装置１００の内部構成を示す概略図

【図2】図１における定着装置１３付近の側面断面図

【図3】定着装置１３の加圧機構２１周辺の構成を示す側面図

【図4】定着装置１３に駆動力を伝達する駆動伝達機構３０を模式的に示す図であって、第１ラチェット機構３１の駆動伝達状態を示す図

【図5】駆動伝達機構３０を構成する第１ラチェット機構３１の斜視図

【図6】第１ラチェット機構３１を構成する第１駆動入力ギア４０ａの斜視図

【図7】第１ラチェット機構３１を構成する第１連結部材５０ａの斜視図

【図8】第１ラチェット機構３１を構成する第１駆動出力ギア６０ａの斜視図

【図9】定着装置１３に駆動力を伝達する駆動伝達機構３０を模式的に示す図であって、第２ラチェット機構３２の駆動伝達状態を示す図

【発明を実施するための形態】

【0011】

［１．画像形成装置の構成］
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る定着装置１３が搭載される画像形成装置１００の内部構造を示す概略断面図である。画像形成装置１００（ここではカラープリンター）本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、ＰｃおよびＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像および転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの画像を順次形成する。

【0012】

これらの画像形成部Ｐａ～Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃおよび１ｄが配設されており、さらに図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ～Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ～１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ～１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳される。その後、中間転写ベルト８上に一次転写されたトナー像は、二次転写ローラー９によって記録媒体の一例としての用紙Ｓ上に二次転写される。さらに、トナー像が二次転写された用紙Ｓは、定着装置１３においてトナー像が定着された後、画像形成装置１００本体より排出される。メインモーター（図示せず）により感光体ドラム１ａ～１ｄを図１において時計回り方向に回転させながら、各感光体ドラム１ａ～１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

【0013】

トナー像が二次転写される用紙Ｓは、画像形成装置１００の本体下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９と中間転写ベルト８の駆動ローラー１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラー９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。

【0014】

次に、画像形成部Ｐａ～Ｐｄについて説明する。回転可能に配設された感光体ドラム１ａ～１ｄの周囲および下方には、感光体ドラム１ａ～１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃおよび２ｄと、各感光体ドラム１ａ～１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ～１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃおよび３ｄと、感光体ドラム１ａ～１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング装置７ａ、７ｂ、７ｃおよび７ｄが設けられている。

【0015】

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ～２ｄによって感光体ドラム１ａ～１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ～１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ～３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ～３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ～４ｄから各現像装置３ａ～３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ～３ｄにより感光体ドラム１ａ～１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

【0016】

そして、一次転写ローラー６ａ～６ｄにより一次転写ローラー６ａ～６ｄと感光体ドラム１ａ～１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ～１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエローおよびブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、一次転写後に感光体ドラム１ａ～１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング装置７ａ～７ｄにより除去される。

【0017】

中間転写ベルト８は、上流側の従動ローラー１０と、下流側の駆動ローラー１１とに掛け渡されており、ベルト駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回り方向に回転を開始すると、用紙Ｓがレジストローラー対１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラー１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラー９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が用紙Ｓ上に二次転写される。トナー像が二次転写された用紙Ｓは定着装置１３へと搬送される。

【0018】

定着装置１３に搬送された用紙Ｓは、定着ローラー１３１および加圧ローラー１３２（図２参照）により加熱および加圧されてトナー像が用紙Ｓの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｓは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられ、そのまま（或いは、両面搬送路１８に送られて両面に画像が形成された後に）、排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

【0019】

［２．定着装置の構成］
図２は、図１における定着装置１３周辺の側面断面図である。定着装置１３は、電磁誘導加熱方式の熱源を用いた定着方式であり、加熱部材である定着ローラー１３１と、加圧回転体である加圧ローラー１３２と、定着ローラー１３１の外周に対向して配設される誘導加熱部１３３と、定着ローラー１３１の表面の温度を検知するサーミスター等からなる温度センサー１３４とを備える。誘導加熱部１３３と温度センサー１３４は画像形成装置１００本体に固定されており、定着ローラー１３１と加圧ローラー１３２は定着装置１３のハウジングに回転可能に保持されている。

【0020】

定着ローラー１３１は、円筒型ステンレスからなる基材と、加圧ローラー１３２に圧接する定着ニップ部Ｎに対し弾性を付与するためのシリコンゴムスポンジからなる弾性層と、弾性層に離型性を付与するフッ素系樹脂からなる離型層（いずれも図示せず）と、を備え、基材と弾性層との間に、基材側から順に断熱層と誘導発熱層（いずれも図示せず）を備える。

【0021】

加圧ローラー１３２は、アルミニウム製のシャフト１３２ａと、定着ニップ部Ｎへ弾性を付与するために基材１３２ａ上に形成されるシリコンゴムからなる弾性層１３２ｂと、定着ニップ部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ために弾性層１３２ｂの表面を覆うフッ素樹脂チューブからなる離型層（図示せず）とを備える。

【0022】

また、加圧ローラー１３２は、定着駆動モーター２０（図４参照）によって回転駆動され、さらに加圧機構２１（図３参照）によって定着ローラー１３１の径方向中心に向かって加圧される。これにより、加圧ローラー１３２が定着ローラー１３１に圧接し、加圧ローラー１３２が回転すると、定着ローラー１３１が定着ニップ部Ｎにおいて同方向に従動回転する。

【0023】

温度センサー１３４は、定着ローラー１３１の軸方向（幅方向）の中央部の通紙領域と、Ａ４縦サイズ等の小サイズの用紙が通紙された時に非通紙領域となる軸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にて検知された温度に基づいて、誘導加熱部１３３に供給される電力が制御され、定着ローラー１３１の表面が所定の温度に保持される。

【0024】

誘導加熱部１３３は、励磁コイル１３３ａとホビン１３３ｂとコア１３３ｃとを備え、電磁誘導により定着ローラー１３１を加熱するものであり、定着ローラー１３１の軸方向に延びて、定着ローラー１３１の外周の一部を囲うように対向して配設される。

【0025】

銅線からなる励磁コイル１３３ａは、ホビン１３３ｂに巻回され、コア１３３ｃの中央部の周りを軸方向に周回するように、定着ローラー１３１の外周の一部にわたって渦巻状に配設されている。励磁コイル１３３ａは、図示しない高圧電源に接続されており、電源から供給される高周波電流により磁束を発生させる。誘導加熱部１３３から発せられる磁束は、図２の紙面に平行な方向に発せられ、定着ローラー１３１の誘導発熱層を貫通する。誘導発熱層の磁束の周りには渦電流が生じ、渦電流が流れると、誘導発熱層内の電気抵抗によってジュール熱が発生して誘導発熱層が発熱する。

【0026】

定着ローラー１３１が誘導加熱部１３３によって所定の温度となるように、温度センサー１３４の検知する温度に基づいて高圧電源の電力を制御している。そして、定着ローラー１３１が加熱され所定の温度に昇温すると、定着ニップ部Ｎで挟持された用紙Ｓが加熱されるとともに、加圧ローラー１３２にて加圧されることにより、用紙Ｓ上の未定着トナー像が溶融定着される。

【0027】

トナー像が定着された用紙Ｓは、定着搬送ローラー対１３５を介して排出ローラー対１５から排出トレイ１７（いずれも図１参照）に排出される。定着搬送ローラー対１３５の線速は、搬送される用紙Ｓに撓みが発生しないように定着ローラー１３１および加圧ローラー１３２の線速よりも僅かに速く設定されている。

【0028】

図３は、定着装置１３の加圧機構２１周辺の構成を示す側面図である。加圧ローラー１３２のシャフト１３２ａには定着駆動ギア１３６が固定されている。定着駆動ギア１３６には駆動伝達機構３０（図４参照）の第１駆動出力ギア６０ａが連結されている。

【0029】

加圧機構２１は、加圧板２１１と、加圧バネ２１２と、偏芯カム２１３と、を有する。加圧板２１１は、加圧ローラー１３２の軸受部１３７に対向配置される。加圧板２１１は、支点部２１１ａが定着装置１３の筐体（図示せず）に固定されており、軸受部１３７に対して接近または離間する方向に揺動可能である。加圧バネ２１２は加圧板２１１を挟んで軸受部１３７と反対側に配置され、軸受部１３７に近づく方向に付勢する。

【0030】

偏芯カム２１３は、加圧板２１１を挟んで加圧バネ２１２と反対側に配置される。偏芯カム２１３は、駆動伝達機構３０（図４参照）の第２駆動出力ギア６０ｂに一体形成されている。第２駆動出力ギア６０ｂと共に偏芯カム２１３が回転すると、加圧板２１１に当接する偏芯カム２１３の径が変化する。

【0031】

より詳細には、図３のように偏芯カム２１３の小径部が加圧板２１１に対向しているとき、加圧バネ２１２の付勢力によって加圧板２１１から軸受部１３７へ一定の加圧力が作用している。図３の状態から偏芯カム２１３が所定量回転し、加圧板２１１に接触する偏芯カム２１３の外径が大きくなるにつれて、加圧バネ２１２の付勢力に抗して加圧板２１１が軸受部１３７から離間する方向に押圧される。その結果、加圧バネ２１２が圧縮されて加圧板２１１から軸受部１３７へ作用する圧力が弱められる。即ち、偏芯カム２１３の回転量（回転角）によって定着ローラー１３１に対する加圧ローラー１３２の圧接力を調整することができる。

【0032】

［３．駆動伝達機構の構成］
図４は、定着装置１３に駆動力を伝達する駆動伝達機構３０を模式的に示す図である。図３に示すように、駆動伝達機構３０は、第１ラチェット機構３１と、第２ラチェット機構３２と、リンク部材３３と、を有する。

【0033】

第１ラチェット機構３１は、第１駆動入力ギア４０ａと、第１連結部材５０ａと、第１駆動出力ギア６０ａと、を有する。第１ラチェット機構３１は、第１駆動入力ギア４０ａが定着駆動モーター２０に連結され、さらに第１駆動出力ギア６０ａが定着駆動ギア１３６に連結されており、定着駆動ギア１３６を介して加圧ローラー１３２に回転駆動力を伝達する。

【0034】

第２ラチェット機構３２は、第２駆動入力ギア４０ｂと、第２連結部材５０ｂと、第２駆動出力ギア６０ｂと、を有する。第２ラチェット機構３２は、第２駆動入力ギア４０ｂが定着駆動モーター２０に連結され、さらに第２駆動出力ギア６０ｂに一体形成される偏芯カム２１３を介して加圧機構２１（いずれも図３参照）に連結されており、加圧機構２１に駆動力を伝達する。

【0035】

リンク部材３３は、第１ラチェット機構３１の第１連結部材５０ａと第２ラチェット機構３２の第２連結部材５０ａとの間に配置されている。リンク部材３３は、長手方向の中央部に設けられた揺動支軸３３ａを中心として両端部が上下に揺動する。リンク部材３３は、第１連結部材５０ａおよび第２連結部材５０ｂのスラスト移動によって揺動することにより、第１ラチェット機構３１と第２ラチェット機構３２との駆動力伝達の切り換えを補助する。

【0036】

図５は、駆動力伝達機構を構成する第１ラチェット機構３１の斜視図である。図６～図８は、第１ラチェット機構３１を構成する第１駆動入力ギア４０ａ、第１連結部材５０ａ、第１駆動出力ギア６０ａの斜視図である。図５～図８を用いて第１ラチェット機構３１の構成について説明する。なお、第２ラチェット機構３２の第２駆動入力ギア４０ｂ、第２連結部材５０ｂ、第２駆動出力ギア６０ｂ（いずれも図４参照）についても図６～図８と全く同様の構成である。

【0037】

図６に示すように、第１駆動入力ギア４０ａは、ギア本体４１と、ボス部４２と、スロープ４３と、第１回転規制部４４と、第２回転規制部４５と、を有する。ギア本体４１の外周面にはギア歯（図示せず）が形成されている。ボス部４２は、ギア本体４１の回転軸線上に形成されており、第１駆動出力ギア６０ａの軸部６２（図８参照）が回転可能に挿入される。

【0038】

スロープ４３は、第１連結部材５０ａとの対向面であってギア本体４１とボス部４２の間に螺旋状に形成されている。第１回転規制部４４および第２回転規制部４５は、それぞれスロープ４３の最上部および最下部に形成される垂直面である。

【0039】

第１駆動入力ギア４０ａは、定着駆動モーター２０の出力軸に固定されたピニオンギア２２（図４参照）と噛み合う。第１駆動入力ギア４０ａは、第２ラチェット機構３２を構成する第２駆動入力ギア４０ｂ（図４参照）とも噛み合う。

【0040】

図７に示すように、第１連結部材５０ａは、本体部５１と、第１ラチェット歯５２と、脚部５３と、第１回転規制面５４と、第２回転規制面５５と、フランジ部５６と、を有する。本体部５１は円筒状であり、貫通穴５１ａが形成されている。

【0041】

第１ラチェット歯５２は、本体部５１の上端部に複数（本実施形態では６つ）形成されている。各第１ラチェット歯５２は、略垂直な駆動連結面５２ａと、駆動連結面５２ａの上端から所定の角度で下向きに傾斜する非駆動連結面５２ｂとを有する。

【0042】

脚部５３は、本体部５１の下端部に形成されている。脚部５３は、第１駆動入力ギア４０ａのスロープ４３に接触する。第１駆動入力ギア４０ａの回転に伴い、脚部５３がスロープに沿って上下方向に移動する。これにより、第１連結部材５０ａは第１駆動入力ギア４０ａに対してスラスト移動可能に配置される。

【0043】

第１回転規制面５４および第２回転規制面５５は、それぞれ脚部５３の周方向の一端側および他端側に形成されている。第１回転規制面５４は、第１駆動入力ギア４０ａの第１回転規制部４４に当接する。第２回転規制面５５は、第１駆動入力ギア４０ａの第２回転規制部４５に当接する。

【0044】

フランジ部５６は、本体部５１の外周面に環状に形成されている。フランジ部５６の下面にはリンク部材３３の揺動端（図４参照）が当接する。

【0045】

図８に示すように、第１駆動出力ギア６０ａは、ギア本体６１と、軸部６２と、第２ラチェット歯６３と、を有する。ギア本体６１の外周面には、定着駆動ギア１３６（図４参照）に噛み合うギア歯（図示せず）が形成されている。軸部６２は、ギア本体６１の回転軸線上に形成されており、第１連結部材５０ａの貫通穴５１ａ、および第１駆動入力ギア４０ａのボス部４２に回転可能に挿入される。

【0046】

第２ラチェット歯６３は、ギア本体６１の下端部に複数（本実施形態では６つ）形成されている。第２ラチェット歯６３は、第１連結部材５０ａの第１ラチェット歯５２と噛み合う。各第２ラチェット歯６３は、略垂直な駆動連結面６３ａと、駆動連結面６３ａの下端から所定の角度で上向きに傾斜する非駆動連結面６３ｂとを有する。

【0047】

第１駆動出力ギア６０ａの軸部６２が、第１連結部材５０ａの貫通穴５１ａ、および第１駆動入力ギア４０ａのボス部４２に挿入されることで、第１駆動入力ギア４０ａ、第１連結部材５０ａ、第１駆動出力ギア６０ａが同軸上に配置される。

【0048】

第１駆動出力ギア６０ａは、第１連結部材５０ａのスラスト移動によって、第１ラチェット歯５２の駆動連結面５２ａと第２ラチェット歯６３の駆動連結面６３ａとが噛み合う駆動連結状態と、第１ラチェット歯５２の非駆動連結面５２ｂと第２ラチェット歯６３の非駆動連結面６３ｂとが対向する非駆動連結状態とに切り換わる。

【0049】

［４．駆動伝達機構を用いた駆動伝達の切り換え手順］
次に、駆動伝達機構３０を用いた定着装置１３に対する駆動伝達の切り換え手順について説明する。定着装置１３の加圧ローラー１３２を回転駆動させる場合、図４に示すように、定着駆動モーター２０を正回転させて第１ラチェット機構３１の第１駆動入力ギア４０ａを図６の時計回り方向（外周面が図４の右から左に移動する方向）に回転させる。第１駆動入力ギア４０ａの回転に伴い、第１連結部材５０ａの脚部５３が第１駆動入力ギア４０ａのスロープ４３を上り始める。

【0050】

そして、脚部５３がスロープ４３を上りきったところで、第１連結部材５０ａの第１回転規制面５４が第１駆動入力ギア４０ａの第１回転規制部４４と接触し、第１駆動入力ギア４０ａから第１連結部材５０ａに回転駆動力が伝達される。その結果、第１連結部材５０ａは図７の時計回り方向（外周面が図４の右から左に移動する方向）に回転する。

【0051】

また、第１連結部材５０ａがスロープ４３を上ることで、第１ラチェット機構３１は、第１ラチェット歯５２の駆動連結面５２ａと第２ラチェット歯６３の駆動連結面６３ａとが噛み合う駆動連結状態となる。これにより、第１駆動出力ギア６０ａが図７の時計回り方向（外周面が図４の右から左に移動する方向）に回転し、定着駆動ギア１３６に回転駆動力が伝達される。

【0052】

一方、第２ラチェット機構３２の第２駆動入力ギア４０ｂは、第１駆動伝達ギア４０ａの回転に伴い図６の反時計回り方向（外周面が図４の左から右に移動する方向）に回転する。第２駆動入力ギア４０ｂの回転に伴い、第２連結部材５０ｂの脚部５３が第２駆動入力ギア４０ｂのスロープ４３を下り始める。

【0053】

そして、脚部５３がスロープ４３を下りきったところで、第２連結部材５０ｂの第２回転規制面５５が第２駆動入力ギア４０ｂの第２回転規制部４５と接触し、第２駆動入力ギア４０ｂから第２連結部材５０ｂに回転駆動力が伝達される。その結果、第２連結部材５０ｂは図７の反時計回り方向（外周面が図４の左から右に移動する方向）に回転する。

【0054】

また、第２連結部材５０ｂがスロープ４３を下ることで、第２ラチェット機構３２は第１ラチェット歯５２の非駆動連結面５２ｂと第２ラチェット歯６３の非駆動連結面６３ｂとが対向する非駆動連結状態となる。これにより、第２連結部材５０ｂから第２駆動出力ギア６０ｂに回転駆動力が伝達されず、加圧機構２１に駆動力が伝達されない。

【0055】

さらに、非駆動連結面５２ｂと非駆動連結面６３ｂは、どちらも回転方向下流側に向かって傾斜している。そのため、非駆動連結面５２ｂと非駆動連結面６３ｂとが接触した状態で第２連結部材５０ｂが回転すると、非駆動連結面５２ｂと非駆動連結面６３ｂとの間に作用する抗力のうち垂直下向きの分力によって、第２連結部材５０ｂが第２駆動出力ギア６０ｂから遠ざかる方向（下方向）に移動する。

【0056】

これにより、第２連結部材５０ｂに形成されたフランジ部５６がリンク部材３３の一端側（図４の右側）を押し下げる。その結果、リンク部材３３の他端側（図４の左端）が第１連結部材５０ａのフランジ部５６を押し上げる。

【0057】

次に、加圧ローラー１３２の加圧機構２１を駆動する場合について説明する。図９は、定着装置１３に駆動力を伝達する駆動伝達機構３０を模式的に示す図であって、第２ラチェット機構３２の駆動伝達状態を示す図である。図４の状態から、定着駆動モーター２０を逆回転させて第１ラチェット機構３１の第１駆動入力ギア４０ａを図６の反時計回り方向（外周面が図９の左から右に移動する方向）に回転させる。第１駆動入力ギア４０ａの回転に伴い、第１連結部材５０ａの脚部５３が第１駆動入力ギア４０ａのスロープ４３を下り始める。

【0058】

そして、脚部５３がスロープ４３を下りきったところで、第１連結部材５０ａの第２回転規制面５５が第１駆動入力ギア４０ａの第２回転規制部４５と接触し、第１駆動入力ギア４０ａから第１連結部材５０ａに回転駆動力が伝達される。その結果、第１連結部材５０ａは図７の反時計回り方向（外周面が図９の左から右に移動する方向）に回転する。

【0059】

また、第１連結部材５０ａがスロープ４３を下ることで、第１ラチェット機構３１は第１ラチェット歯５２の非駆動連結面５２ｂと第２ラチェット歯６３の非駆動連結面６３ｂとが対向する非駆動連結状態となる。これにより、第１連結部材５０ａから第１駆動出力ギア６０ａに回転駆動力が伝達されず、定着駆動ギア１３２ｃに駆動力が伝達されない。

【0060】

さらに、非駆動連結面５２ｂと非駆動連結面６３ｂは、どちらも回転方向下流側に向かって傾斜している。そのため、非駆動連結面５２ｂと非駆動連結面６３ｂとが接触した状態で第１連結部材５０ｂが回転すると、非駆動連結面５２ｂと非駆動連結面６３ｂとの間に作用する抗力のうち垂直下向きの分力によって、第１連結部材５０ａが第１駆動出力ギア６０ａから遠ざかる方向（下方向）に移動する。

【0061】

これにより、第１連結部材５０ａに形成されたフランジ部５６がリンク部材３３の他端側（図９の左側）を押し下げる。その結果、リンク部材３３の一端側（図９の右端）が第２連結部材５０ｂのフランジ部５６を押し上げる。

【0062】

一方、第２ラチェット機構３２の第２駆動入力ギア４０ｂは、第１駆動伝達ギア４０ａの回転に伴い図８の時計回り方向（外周面が図９の右から左に移動する方向）に回転する。第２駆動入力ギア４０ｂの回転に伴い、第２連結部材５０ｂの脚部５３が第２駆動入力ギア４０ｂのスロープ４３を上り始める。

【0063】

そして、脚部５３がスロープ４３を上りきったところで、第２連結部材５０ｂの第１回転規制面５４が第２駆動入力ギア４０ｂの第１回転規制部４４と接触し、第２駆動入力ギア４０ｂから第２連結部材５０ｂに回転駆動力が伝達される。その結果、第２連結部材５０ａは図７の時計回り方向（外周面が図９の右から左に移動する方向）に回転する。

【0064】

また、第２連結部材５０ｂがスロープ４３を上ることで、第２ラチェット機構３２は第１ラチェット歯５２の駆動連結面５２ａと第２ラチェット歯６３の駆動連結面６３ａとが噛み合う駆動連結状態となる。これにより、第２駆動出力ギア６０ｂが図８の時計回り方向（外周面が図９の右から左に移動する方向）に回転し、第２駆動出力ギア６０ｂに一体形成された偏芯カム２１３を介して加圧ローラー１３２の加圧機構２１に回転駆動力が伝達される。

【0065】

本実施形態の構成によれば、駆動伝達機構３０は第１ラチェット機構３１および第２ラチェット機構３２を用いて定着駆動ギア１３２ｃと加圧機構２１への駆動力の伝達の切り換えを行うことにより、定着駆動モーター２０を正回転または逆回転させることにより、定着駆動ギア１３２ｃと加圧機構２１に対する駆動力の伝達を切り換えることができる。従って、１つの定着駆動モーター２０を用いて加圧ローラー１３２の回転駆動と定着ローラー１３１に対する圧接力の調整を行うことができ、モーターを別個に設ける構成に比べてコストダウンを図るとともに制御経路も簡素化することができる。

【0066】

また、第１ラチェット機構３１と第２ラチェット機構３２との駆動力伝達の切り換えを補助するリンク部材３３を設けることで、第１連結部材５０ａおよび第２連結部材５０ｂのスラスト移動を確実に行うことができる。

【0067】

従って、リンク部材３３の姿勢によらず、第１連結部材５０ａまたは第２連結部材５０ｂが第１駆動入力ギア４０ａ、第２駆動入力ギア４０ｂに連れ回りしてスロープ４３を上らない場合でも、第１連結部材５０ａまたは第２連結部材５０ｂを第１ラチェット歯５２と第２ラチェット歯６３とが噛み合う位置まで押し上げることができ、第１ラチェット機構３１および第２ラチェット機構３２を確実に駆動連結状態とすることができる。

【0068】

なお、例えば第１駆動入力ギア４０ａと第２駆動入力ギア４０ｂの間にピニオンギア２２を配置した場合、第１駆動入力ギア４０ａと第２駆動入力ギア４０ｂが同方向に回転する。その場合、第１ラチェット機構３１を構成する第１駆動入力ギア４０ａ、第１連結部材５０ａと、第２ラチェット機構３２を構成する第２駆動入力ギア４０ｂ、第２連結部材５０ｂの位相を逆方向とする必要がある。

【0069】

そこで、本実施形態では、第１駆動入力ギア４０ａと第２駆動入力ギア４０ｂが逆方向に回転するように、第１ラチェット機構３１の第１駆動入力ギア４０ａと第２ラチェット機構３２の第２駆動入力ギア４０ｂとを連結し、第１駆動入力ギア４０ａに定着駆動モーター２０のピニオンギア２２を連結している。これにより、第１ラチェット機構３１を構成する第１駆動入力ギア４０ａ、第１連結部材５０ａと、第２ラチェット機構３２を構成する第２駆動入力ギア４０ｂ、第２連結部材５０ｂを共通化することができ、部品点数の削減を図ることができる。

【0070】

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態においては第２駆動出力ギア６０ｂに偏芯カム２１３を一体形成したが、偏芯カム２１３の回転軸に第２駆動出力ギア６０ｂを固定してもよい。或いは、偏芯カム２１３の外周面にギア歯を形成して第２駆動出力ギア６０ｂと直接、若しくはアイドルギアを介して連結してもよい。

【0071】

駆動伝達機構３０を用いて定着装置１３の定着駆動ギア１３６と加圧機構２１との駆動力伝達の切り換えを行う場合について説明したが、本発明は定着装置１３に限定されるものではない。例えば、駆動伝達機構３０を用いて２つの現像ユニットと２つのトナーコンテナとの間のトナー補給動作の切り換えを行うこともできる。

【産業上の利用可能性】

【0072】

本発明は、被駆動部材に駆動力を伝達する駆動伝達機構に利用可能である。本発明の利用により、バネ等の付勢部材によるブレーキを用いることなくラチェット駆動部と被駆動部材との連結状態を維持可能な駆動伝達機構およびそれを備えた定着装置を提供することができる。

【符号の説明】

【0073】

Ｐ 画像形成部
１３ 定着装置
１３１ 定着ローラー
１３２ 加圧ローラー
１３６ 定着駆動ギア（第１被駆動部材）
２０ 定着駆動モーター（駆動源）
２１ 加圧機構
２１１ 加圧板
２１２ 加圧バネ
２１３ 偏芯カム（第２被駆動部材）
３０ 駆動伝達機構
３１ 第１ラチェット機構
３２ 第２ラチェット機構
３３ リンク部材
４０ａ 第１駆動入力ギア
４０ｂ 第１駆動入力ギア
４１ ギア本体（駆動入力ギア）
４２ ボス部
４３ スロープ
４４ 第１回転規制部
４５ 第２回転規制部
５０ａ 第１連結部材
５０ｂ 第２連結部材
５１ 本体部
５２ 第１ラチェット歯
５２ａ 駆動伝達面（第１ラチェット歯）
５２ｂ 非駆動伝達面（第１ラチェット歯）
５３ 脚部
５４ 第１回転規制面
５５ 第２回転規制面
６０ａ 第１駆動出力ギア
６０ｂ 第２駆動出力ギア
６１ ギア本体（駆動出力ギア）
６２ 軸部
６３ 第２ラチェット歯
６３ａ 駆動伝達面（第２ラチェット歯）
６３ｂ 非駆動伝達面（第２ラチェット歯）
１００ 画像形成装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】