特許 7567358 フリクション機構、定着装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-10-07

(45)【発行日】2024-10-16

(54)【発明の名称】フリクション機構、定着装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 15/20 20060101AFI20241008BHJP

【ＦＩ】

G03G15/20

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2020178326

(22)【出願日】2020-10-23

(65)【公開番号】P2022069244

(43)【公開日】2022-05-11

【審査請求日】2023-08-08

(73)【特許権者】

【識別番号】000000295

【氏名又は名称】沖電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100116964

【弁理士】

【氏名又は名称】山形 洋一

(74)【代理人】

【識別番号】100120477

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 賢改

(74)【代理人】

【識別番号】100135921

【弁理士】

【氏名又は名称】篠原 昌彦

(72)【発明者】

【氏名】上出 建太

【審査官】内藤 万紀子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－０１６７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－０３４６９８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０３－２７１７８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８２４０１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－０１１２３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－１６１２６７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２０－１２１４６７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０３Ｇ １５／０８

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ ２１／１６

Ｂ４１Ｊ ２３／００

Ｂ４１Ｊ ２５／００

Ｂ４１Ｊ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

摩擦負荷により回転体に所定の回転抵抗を付加するフリクション機構であって、
前記回転体を軸支する第１の回転軸と、
前記第１の回転軸を支持する支持部材と、
前記支持部材と前記回転体との間に設けられて前記摩擦負荷のためのバネ荷重を生じる加圧手段と、
前記第１の回転軸と平行に支持される掛止部材と、
前記回転体の端面と対応する位置にネジ貫通孔を有し、かつ前記掛止部材と対応する位置に案内孔を有する封止部材とを設け、
前記封止部材の前記ネジ貫通孔を前記回転体に位置付け、前記封止部材の前記案内孔に前記掛止部材を挿通させ、前記封止部材を前記掛止部材が挿通している前記案内孔を中心に傾斜可能とし、前記加圧手段の前記バネ荷重を前記封止部材で受止め可能とし、
前記封止部材は前記ネジ貫通孔を介して、前記第１の回転軸に固着可能とし、前記封止部材と前記回転体との間に前記摩擦負荷が発生可能とする
ことを特徴とするフリクション機構。

【請求項2】

前記掛止部材は、前記支持部材により支持される第２の回転軸であることを特徴とする請求項１記載のフリクション機構。

【請求項3】

前記封止部材は板状であり、上方には前記第１の回転軸に固着するための前記ネジ貫通孔を有し、下方には前記掛止部材に掛止される前記案内孔を設けたことを特徴とする請求項１記載のフリクション機構。

【請求項4】

前記封止部材は表裏の取付方向を規制する形状とすることを特徴とする請求項３記載のフリクション機構。

【請求項5】

前記掛止部材は、先端付近の周囲に仮固定溝を設け、
前記封止部材は、前記案内孔が前記仮固定溝に掛止する状態では、前記ネジ貫通孔が前記支持部材から離間する方向に傾斜することを特徴とする請求項３記載のフリクション機構。

【請求項6】

前記仮固定溝の側面形状は、先端側に溝垂直部が形成され、前記支持部材側に溝斜面部が形成されることを特徴とする請求項５記載のフリクション機構。

【請求項7】

請求項１乃至６のいずれか一記載のフリクション機構を備えたことを特徴とする定着装置。

【請求項8】

請求項７に記載の定着装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明はフリクション機構、そのフリクション機構を備えた定着装置及びその定着装置を備えた画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、電子写真方式を用いた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、静電潜像担持体としての感光ドラムと、感光ドラムを所定の極性・電位に帯電する帯電装置及び帯電された感光ドラム上に静電潜像を形成する露光装置を有する。加えて、静電潜像をトナーによりトナー像として顕像化する現像装置、トナー像を印刷媒体に転写する転写装置及びトナー像を印刷媒体上に定着させる定着装置を備えている。

【0003】

このような定着装置を有する画像形成装置としては、特許文献１（特開２０２０－１６７３４号公報）に開示されたものがある。この定着装置は、ベルトユニットが加圧ローラに押し付けられたときに所定のニップ部を形成するニップ領域、ニップ部を解除するリリース領域等を形成するためのカム部材を有する。このカム部材を所定の位置で停止させる回転抑制部材（スプリング）を配したものである（段落番号００３８、００３９）。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０２０－１６７３４号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１記載の技術では、回転抑制部材（スプリング）の組立作業工程において、スプリングを押し付けながら封止部材（ギアカバー）を固定する必要があるため組立作業工程における作業時間の短縮が難しいという問題があった。

【0006】

本発明は、このような課題に着目してなされたものであって、回転抑制部材（スプリング）の組立作業工程における作業時間の短縮が可能な定着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】

【0007】

本発明は上記の課題を解決するために、摩擦負荷により回転体に所定の回転抵抗を付加するフリクション機構であって、前記回転体を軸支する第１の回転軸と、前記第１の回転軸を支持する支持部材と、前記支持部材と前記回転体との間に設けられて前記摩擦負荷のためのバネ荷重を生じる加圧手段と、前記第１の回転軸と平行に支持される掛止部材と、前記回転体の端面と対応する位置にネジ貫通孔を有し、かつ前記掛止部材と対応する位置に案内孔を有する封止部材とを設け、前記封止部材の前記ネジ貫通孔を前記回転体に位置付け、前記封止部材の前記案内孔に前記掛止部材を挿通させ、前記封止部材を前記掛止部材が挿通している前記案内孔を中心に傾斜可能とし、前記加圧手段の前記バネ荷重を前記封止部材で受止め可能とし、前記封止部材は前記ネジ貫通孔を介して、前記第１の回転軸に固着可能とし、前記封止部材と前記回転体との間に前記摩擦負荷が発生可能とすることを特徴とするものである。

【発明の効果】

【0008】

本発明は上記のように、封止部材のネジ貫通孔を回転体に位置付け、封止部材の案内孔に掛止部材を挿通させ、封止部材を掛止部材が挿通している案内孔を中心に傾斜可能とし、加圧手段のバネ荷重を封止部材で受止め可能とする。従って、本発明によれば、カム部材のオーバーラン対策で、加圧手段によるバネ荷重Ｔが掛けられた回転体を仮固定することが可能となる。従って、次工程における本固定としてのネジによる固定作業が容易となり、回転体を容易に組立てることができる定着装置を得ることができるという効果を有する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】第１の実施の形態に関わる画像形成装置おける定着装置のフリクション機構の組立説明図（２）である。

【図2】第１の実施の形態に関わる画像形成装置の構成を示す概略構成図である。

【図3】第１の実施の形態に関わる画像形成装置における定着装置の斜視図である。

【図4】第１の実施の形態に関わる定着装置における第２のシャフトの説明図である。

【図5】第１の実施の形態に関わる画像形成装置における定着装置の図３の矢印Ｕ方向から見た要部斜視図である。

【図6】第１の実施の形態に関わる定着装置におけるギアプレートの表面を示す斜視図である。

【図7】第１の実施の形態に関わる定着装置のフリクション機構の組立完了状態の断面を示す説明図である。要部説明図である。

【図8】第１の実施の形態に関わる画像形成装置における定着装置のフリクション機構の組立説明図（１）である。

【図9】第１の実施の形態に関わる画像形成装置における定着装置のフリクション機構の組立説明図（３）である。

【図10】第１の実施の形態に関わる画像形成装置における定着装置のフリクション機構の組立説明図（４）である。

【図11】第１の実施の形態の変形例に関わるギアプレートの表面を示す斜視図である。

【図12】第１の実施の形態の変形例に関わる定着装置の要部説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

（第１の実施の形態の構成）
以下、第１の実施の形態について図面を用いて説明する。図２は第１の実施の形態に関わる画像形成装置の構成を示す概略断面図である。画像形成装置１は、カラー画像用印刷装置であり、媒体収納繰出部１０に収納されている印刷媒体Ｐを１枚づつ繰り出し、カラー印刷処理を行う。

【0011】

媒体収納繰出部１０は給紙カセット１１を配し、複数枚の印刷媒体Ｐを積層状態で保有する。媒体収納繰出部１０は、印刷処理時に、所定の画像形成のタイミングに合わせたホッピングローラ１２及びレジストローラ１３の回転動作により、印刷媒体Ｐを媒体搬送部１４に供給する。媒体搬送部１４は、先ずその下流に配置された現像装置２０に印刷媒体Ｐを搬送する。現像装置２０は、印刷媒体Ｐに対し各色の画像を形成する。

【0012】

現像装置２０の下方に、現像装置２０に対向して配置されたベルト式の転写装置３０が設けられている。転写装置３０は、現像装置２０によって形成された画像を印刷媒体Ｐに転写する。更に現像装置２０の下流側に印刷媒体Ｐ上に形成されたトナー像を定着させる定着装置４０を配設する。このように画像形成装置１は、媒体収納繰出部１０から現像装置２０、転写装置３０及び定着装置４０まで印刷媒体Ｐを搬送するために媒体搬送部１４が構築されている。

【0013】

媒体搬送部１４は複数の搬送ローラ１５を配設し、搬送ローラ１５は図示しない駆動源により回転駆動される。定着装置４０の下流側に配した搬送ローラ１５は、回転することによりトナー像が定着された印刷媒体Ｐを印刷媒体排出口１６から放出する。放出された印刷媒体Ｐは、画像形成装置１の上部カバー上に形成した排紙積載部１７に積載される。

【0014】

現像装置２０は、媒体搬送部１４に沿って４個の画像形成部２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ及び２０Ｃを並設する。これらの各画像形成部は印刷媒体Ｐ上に、それぞれブラック（ＢＫ ）、イエロー（ Ｙ ）、マゼンタ（ Ｍ ）及びシアン（ Ｃ ）の４色のトナー像を形成する。

【0015】

各画像形成部２０ＢＫ、２０Ｙ、２０Ｍ 及び２０Ｃは、それぞれブラック、イエロー、マゼンダ及びシアンの各色の現像を行うものであり、これらは同様の構成である。よって、ブラックのトナー像を形成する画像形成部２０ＢＫを代表例として構成を説明する。
画像形成部２０ＢＫは、その表面に静電潜像を担持する静電潜像担持体としての感光ドラム２１ＢＫを有する。更に感光ドラム２１ＢＫは矢印Ａで示す方向に回転し、感光ドラム２１ＢＫの周囲は、ブラックのトナー像を形成するための帯電部２２ＢＫ、露光部２３ＢＫ、現像剤供給部２４ＢＫ及びクリーニング部２５ＢＫを有している。

【0016】

画像形成部２０ＢＫは、帯電部２２ＢＫと現像剤供給部２４ＢＫの間に配設された露光部２３ＢＫからの露光を受ける。なお、静電潜像担持体は感光ドラム２１ＢＫのようなドラム状に限定するものではなく、環状ベルト状であってもよい。

【0017】

転写装置３０は、エンドレス転写ベルト３１を張架した転写ベルト張架ローラ３２及び３３を回転可能に軸支している。転写装置３０は、転写ベルト張架ローラ３２を回転させるための図示しない駆動源を有し、エンドレス転写ベルト３１上の印刷媒体Ｐを矢印Ｂで示す方向に搬送し、印刷媒体Ｐの表面にトナー像を転写する。

【0018】

定着装置４０は、加圧ローラ４１及び定着ベルト４２で印刷媒体Ｐを挟持する。更に加圧ローラ４１は、駆動ギア列を介して接続される定着モータ１８が回転駆動することで回転する。これにより加圧ローラ４１は定着ベルト４２と共に印刷媒体Ｐを搬送する。カムモータ１９は後述する定着ベルト４２のリリース動作を行うための駆動源である。定着装置４０は、印加電圧により発熱するヒータ及びサーミスタにより測定された装置内の温度に基づき、印加電圧のＯＮ／ＯＦＦ制御が行われる。なお、リリース動作の詳細については後述する。以上の各部は、図示しない搬送監視センサやモータ類が配設されて、制御部１００により制御される。

【0019】

図３は第１の実施の形態に関わる画像形成装置における定着装置の斜視図である。図は定着装置４０において、概ね装置内部を覆うカバー部を取り外した状態を示すものである。定着装置４０における加圧ローラ４１及び定着ベルト４２は、支持フレーム４３により各々回転可能に支持される。支持フレーム４３は、支持部材としてのライトサイドフレーム４３１、レフトサイドフレーム４３３及び下部シャーシ４３５で構築する。ライトサイドフレーム４３１及びレフトサイドフレーム４３３は、下部シャーシ４３５を底面として、垂直方向に起立し、かつ平行状態で形成され略対称形状となる。

【0020】

ライトサイドフレーム４３１に、回転軸としての第１のシャフト４４１、後述する掛止部材としての第２のシャフト４４２及び段付スタッド４４７が溶接又はカシメ付けにより、Ｘ方向に植設される。第２のシャフト４４２は第１のシャフト４４１から所定の距離だけ離間している。なお、段付スタッド４４７は、レフトサイドフレーム４３３側にも植設される。
加圧ローラ４１の回転軸である加圧ローラシャフト４１１及びリリースシャフト４５は、ライトサイドフレーム４３１及びレフトサイドフレーム４３３間に渡設され、軸受け部材（ベアリング）により回転可能に軸支される。

【0021】

リリースシャフト４５の軸にカム部材としてのリリースカム４６が挿入され、図示しない圧入ピンでリリースシャフト４５と一体化される。このリリースカム４６は、ライトサイドフレーム４３１及びレフトサイドフレーム４３３の両面に対称位置関係で配設される。なお、図３において、各シャフトの先端に設けられ後に図５で説明する各ギアの図示は省略してある。
更に、定着装置４０は、レフトサイドフレーム４３３側に突出させたリリースシャフト４５の軸に、リリースカム４６の回転方向における位置を検出するため図示しない検出部を設ける。この検出部は、円板状の一部領域に光反射部を配し、光センサで光反射部を検出する。なお、検出部はスリット円板を用いたものでもよい。

【0022】

保持アーム４７の一端は前述した段付スタッド４４７に挿入され、回動可能に軸支される。なお、ライトサイドフレーム４３１側に取付けられる保持アーム４７は右保持アーム４７Ｒと称し、レフトサイドフレーム４３３側に取付けられる保持アームは図示しない左保持アームと称する場合がある。右保持アーム４７Ｒ及び図示しない左保持アームは、略対称形状であり同機能を有する。

【0023】

段付スタッド４４７により一端が軸支される保持アーム４７の他端部に、略Ｌ字状の下折曲部４７１を形成する。この下折曲部４７１は、前述したリリースカム４６のカム面と当接する。また、ライトサイドフレーム４３１の上部は、下折曲部４７１と対面する上折曲部４３２を形成する。下折曲部４７１及び上折曲部４３２間は、加圧バネ４８を介在させる。なお、同様にレフトサイドフレーム４３３側も図示しない加圧バネを介在させる。

【0024】

ライトサイドフレーム４３１及びレフトサイドフレーム４３３間は、ニップ部形成部材４９を配設する。ニップ部形成部材４９は定着ベルト４２の他にヒータ部及びサーミスタ等を有し、更にそれらの保持部材で構成する両端部は、左右の保持アームにより保持される。従って、加圧バネ４８のバネ荷重は保持アーム４７を介して、ニップ部形成部材４９に作用する。これにより、ニップ部形成部材４９は加圧ローラ４１を押し付け、定着ニップを形成する。
なお、図示するＸ方向は印刷媒体Ｐの横幅方向を示し、Ｙ方向は印刷媒体Ｐの搬送方向であり、Ｚ方向は印刷媒体Ｐの厚さ方向を意味する。

【0025】

カムモータ１９（図２参照）によりリリースシャフト４５を回転させると、リリースカム４６により加圧バネ４８のバネ荷重に抗して保持アーム４７が上下動する。この時の定着装置４０は、カムモータ１９の回転量を制御することにより、リリース動作を実行できる。リリース動作とは、「ニップ状態」から「ニップ解除状態（リリース状態）」への状態移行を意味するもので、状態移行中は減圧ニップ状態とする。本実施の形態では、リリースカム４６は通常印刷モードのときはニップ状態であり、特殊印刷モードのときは減圧ニップ状態であり、更に離間モードのときはリリース状態の３ポジションを構築できる。

【0026】

以上説明したように、定着装置４０は、リリースカム４６の停止位置によりニップ状態（通常印刷モード）、減圧ニップ状態（特殊印刷モード）及びリリース状態（離間モード）を構築する。ニップ状態（通常印刷モード）は、加圧ローラ４１及び定着ベルト４２との境界に定着ニップが形成される。減圧ニップ状態（特殊印刷モード）は、加圧ローラ４１に対する定着ベルト４２の押し付け力が通常印刷モードより弱くなり、印刷媒体Ｐに紙しわが生じやすい薄紙、薬包などの特殊媒体に対応する。リリース状態（離間モード）は、待機状態であり定着動作を行なわず、定着ベルト４２は加圧ローラ４１から離間している。また、定着動作中に図示しない検知手段がジャム検知した場合に、制御部１００の制御によりリリース状態に移行することもある。

【0027】

図４は第１の実施の形態に関わる定着装置における第２のシャフトの説明図である。図４（ａ）は第２のシャフト４４２の斜視図であり、図４（ｂ）は第２のシャフト４４２の縦断面図である。第２のシャフト４４２は後述するアイドルギア５２（図５参照）を軸着するとともに、第１の実施の形態に関わる後述するギアプレート５５を引っ掛ける掛止部材として機能する。
掛止部材としての第２のシャフト４４２は仮固定溝部４４３、直径方向の横断面が略英大文字Ｄの形状としたＤカット部４４４及び先端面取部４４５を形成する。真円部４４６は、後述するアイドルギア５２（図５参照）が軸着される部位である。

【0028】

仮固定部としての仮固定溝部４４３は、図６において後述する封止部材としてのギアプレート５５のガイド孔５５２が掛合する部位である。図４に示すように第２のシャフト４４２の外周に連続して設けた溝からなる仮固定溝部４４３は、溝部形状として直径が急激に減少する形状となる仮固定溝垂直面４４３ａ及び直径が徐々に減少する形状となる仮固定溝斜面４４３ｂを有する。仮固定溝部４４３の配設位置は、フリクション機構６０の組立完了状態（図７及図１０参照）におけるギアプレート５５が垂直に配置された結果、ギアプレート５５より先端側に位置する。即ち、ライトサイドフレーム４３１（図３参照）からの距離は、ギアプレート５５までの距離より仮固定溝部４４３までの距離の方が大である。また、仮固定溝垂直面４４３ａは先端側に形成され、一方、仮固定溝斜面４４３ｂはライトサイドフレーム４３１側となる。

【0029】

なお、仮固定溝部４４３の諸元は、ギアプレート５５の板厚、ガイド孔５５２の直径、傾き量及び使用するネジ５６のネジ部の長さ等を考慮して決定する。
Ｄカット部４４４はギアプレート５５の略英大文字Ｄの形状としたガイド孔５５２が嵌合する。この嵌合によりギアプレート５５の組立方向（表裏）が規制される。先端面取部４４５は、はギアプレート５５のガイド孔５５２の挿入を容易にするためのものである。ギアプレート５５については後に詳述する。

【0030】

図５は第１の実施の形態に関わる画像形成装置における定着装置の図３の矢印Ｕ方向から見た要部斜視図である。定着装置４０のリリースシャフト４５は図示しない圧入ピンによりカムギア５０と一体化し、このカムギア５０が回転されることにより同軸上のリリースカム４６が回転する。回転体としてのアイドル２段ギア５１は、大径ギア５１１及び小径ギア５１２（図７参照）を形成する２段ギアである。アイドル２段ギア５１は第１のシャフト４４１（図３参照）に挿入、軸着される。
一方、アイドルギア５２は第２のシャフト４４２に挿入、軸着される。各ギアは一方向のみに回転するはすば歯車（ヘリカルギア）である。このアイドルギア５２の回転により発生するスラスト力はライトサイドフレーム４３１側に作用させるので、抜け防止とする止め輪等は不要となる。

【0031】

連結２段ギア５３は加圧ローラシャフト４１１に挿入、軸着される。連結２段ギア５３は、大径ギア５３１及び小径ギア５３２（図７参照）で形成される。更に連結２段ギア５３に併設される連結ギア５４が加圧ローラシャフト４１１に挿入され、固着される。アイドル２段ギア５１及び連結２段ギア５３は、本装置構成上において大径ギアと小径ギアを有するが、これに限定するものではない。

【0032】

封止部材としてのギアプレート５５は、図示Ｚ方向において、アイドル２段ギア５１を軸着してる第１のシャフト４４１及びアイドルギア５２を軸着してる第２のシャフト４４２間まで伸長されている。ギアプレート５５の下端部は第２のシャフト４４２に嵌合され、上端部は第１のシャフト４４１にネジ５６により固定される。ネジ５６は第１のシャフト４４１に形成された雌ネジ部４４１ａに螺合して固定する。

【0033】

図６は第１の実施の形態に関わる定着装置におけるギアプレートの表面を示す斜視図である。定着装置におけるギアプレート５５は、定着装置４０のフリクション機構６０の組立に際し、第１のシャフト４４１に固定され、ギア加圧バネ５７からのバネ荷重Ｔ（図８（ｂ）参照）が掛かっているアイドル２段ギア５１を仮固定及び本固定するために使用する。
ギアプレート５５は金属板であり、形状は上部は半円形で下部は方形からなり全体が略長方形である。ギアプレート５５はネジ５６を通して第１のシャフト４４１に固定するための取付孔としてのネジ貫通孔５５１と、第２のシャフト４４２に嵌合するための案内部としてのガイド孔５５２を設ける。ネジ貫通孔５５１はギアプレート５５の上部に設けられ、後述する仮固定時に直線的にネジ５６を通せるように長孔になっている。ネジ貫通孔５５１はギアプレート５５の下部に設けられ、その穴径は締結のためにネジ５６の呼び径以上、第１のシャフト４４１の直径未満とする。なお、ギアプレート５５の表裏に関し、ネジ５６を挿入する方の面を表面とし、アイドル２段ギア５１に当接する面を裏面とする。

【0034】

本実施の形態におけるギアプレート５５のガイド孔５５２の内径は、第２のシャフト４４２の外径φ６ｍｍよりもわずかに大きいφ６．１２ｍｍとしてあり、第２のシャフト４４２が遊着できる。更にガイド孔５５２の形状は、ギアプレート５５が回動しないように、第２のシャフト４４２の断面形状に合わせて略英大文字Ｄの形状とする。以後、Ｄカット形状と称する。ガイド孔５５２のＤカット形状は、図４に示した第２のシャフト４４２のＤカット部４４４と対応し、これにより、ギアプレート５５の表裏の取付方向が規制される。

【0035】

図７は第１の実施の形態に関わる定着装置のフリクション機構の組立完了状態の断面を示す説明図である。図７（ａ）に示すように、連結２段ギア５３は前述した通り大径ギア５３１及び小径ギア５３２で構成され、大径ギア５３１は図示しないギア列を介してカムモータ１９（図２参照）の駆動力が伝達される。連結２段ギア５３の小径ギア５３２は、アイドルギア５２と噛み合う。そのアイドルギア５２は、小径ギア５３２の他にアイドル２段ギア５１の大径ギア５１１とも噛み合う。アイドル２段ギア５１の小径ギア５１２は、カムギア５０と噛み合っている。従って、カムモータ１９の回転は、カムギア５０を固着したリリースシャフト４５の回転となりリリースカム４６の回転となる。
連結ギア５４は前述した通り、加圧ローラシャフト４１１に固着されている。連結ギア５４は図示しないギア列を介して定着モータ１８（図２参照）の駆動力が伝達される。従って、定着モータ１８は、加圧ローラ４１を回転駆動する。

【0036】

第１のシャフト４４１に軸着されているアイドル２段ギア５１とライトサイドフレーム４３１の間に加圧手段としてのギア加圧バネ５７が組み込まれる。詳述するとアイドル２段ギア５１の大径ギア５１１は、ホイールに相当する部分にライトサイドフレーム４３１側から軸に平行にリング状の深溝部５１３が形成され、そこにギア加圧バネ５７が組込まれる。ネジ５６によりギアプレート５５の取り付けが行われると、ギア加圧バネ５７によるライトサイドフレーム４３１から離間する方向に掛かるバネ荷重Ｔによって、アイドル２段ギア５１の端面とギアプレート５５の間で摩擦負荷が発生する。ギア加圧バネ５７の両端面は、対応するアイドル２段ギア５１とライトサイドフレーム４３１に食い付き等が生じないような端面加工が行われている。一方、アイドルギア５２が軸着される第２のシャフト４４２にギアプレート５５の下部が位置付けられる。

【0037】

このように、摩擦負荷により回転体（本実施の形態ではアイドル２段ギア５１）に一定の回転抵抗を付加するものをフリクション機構６０と称する。このフリクション機構６０により、リリースカム４６のオーバーラン防止を行うことができる。従って、定着装置４０は、リリースシャフト４５に最も近い位置である第１のシャフト４４１、即ちカムギア５０と噛合するアイドル２段ギア５１を軸支するの第１のシャフト４４１にこのフリクション機構６０を構築する。図7（ａ）はこのフリクション機構６０の組立完了状態を示す。なお、加圧手段はコイルバネに限定するものではなく、複数枚の皿バネを組み合わせたものでも良い。

【0038】

図７（ｂ）は第２のシャフト４４２の先端部の形状を示すものであり、図７（ａ）における破線枠Ｃで示す部位の拡大図である。フリクション機構６０の組立完了状態において、ライトサイドフレーム４３１からギアプレート５５までの距離より、ライトサイドフレーム４３１から仮固定溝部４４３までの距離の方が大となるように、第２のシャフト４４２の先端側の位置に仮固定溝部４４３が設けられている。仮固定溝部４４３は図４に示した通り、仮固定溝垂直面４４３ａ及び仮固定溝斜面４４３ｂを有する。

【0039】

以下、本実施の形態におけるフリクション機構６０の組立作業工程（ステップ）を、第１ステップ乃至第３ステップに分けて図１及び図８乃至図１０により説明する。図８は第１の実施の形態に関わる画像形成装置における定着装置のフリクション機構の組立説明図（１）である。図８（ａ）は定着装置４０の要部を示す斜視図であり、図８（ｂ）は定着装置４０のフリクション機構６０の詳細断面を示す。
組立作業工程の第１ステップとして図８（ａ）に示すように、作業者は第１のシャフト４４１にギア加圧バネ５７及びアイドル２段ギア５１を軸着し、第２のシャフト４４２にギアプレート５５のガイド孔５５２を位置づける。

【0040】

即ち、図８（ｂ）に示すように、作業者は先ずギア加圧バネ５７をアイドル２段ギア５１の深溝部５１３に挿入し、その状態を維持したままアイドル２段ギア５１をライトサイドフレーム４３１側の方向としての矢印Ｅで示す方向から第１のシャフト４４１に挿入する。次に、作業者はギアプレート５５の裏面をアイドル２段ギア５１のライトサイドフレーム４３１から離間する方向としての矢印Ｘ方向側の側面に重ね合わせる。続けて、作業者はアイドル２段ギア５１をギア加圧バネ５７のバネ荷重Ｔに抗してライトサイドフレーム４３１側に押し込む。作業者は押込み操作を維持したまま、第２のシャフト４４２をギアプレート５５のガイド孔５５２に挿入する。ギアプレート５５の挿入方向はＤカット形状により規制される。

【0041】

作業者がギアプレート５５を挿入する際、第２のシャフト４４２に設けられている先端面取部４４５により、ガイド孔５５２の挿入が容易となる。作業者はギアプレート５５のガイド孔５５２が仮固定溝部４４３を超える位置までギア加圧バネ５７のバネ荷重Ｔに抗して矢印Ｅで示す方向から押し込み、そして、第２ステップに移行する。

【0042】

図１は第１の実施の形態に関わる画像形成装置における定着装置のフリクション機構の組立説明図（２）である。図１（ａ）は定着装置４０の要部を示す斜視図であり、図１（ｂ）はフリクション機構６０に関係する部位の詳細断面を示す。図１（ｃ）はギアプレート５５と第２のシャフト４４２との掛合状態を示す断面図で、図１（ｂ）に示す破線枠Ｇで示す部位の拡大図である。

【0043】

前記第１ステップにおいて、作業者はギアプレート５５及びアイドル２段ギア５１の押込みを実行している。第２ステップでは、作業者は押込み作業に続けて押込み力を弱める。すると、ギアプレート５５及びアイドル２段ギア５１は、ギア加圧バネ５７のバネ荷重Ｔを受けてライトサイドフレーム４３１から離間する方向としてのＸ方向へ戻され、図１（ａ）に示す状態になる。即ち、ギアプレート５５の上部のネジ貫通孔５５１はＸ方向へ戻され、下部のガイド孔５５２は、仮固定溝垂直面４４３ａが直径が急激に増加する溝部形状であるので、仮固定溝垂直面４４３ａに引掛かる。そして、ギアプレート５５はギア加圧バネ５７のバネ荷重Ｔを受けて、仮固定溝部４４３を回動中心としてライトサイドフレーム４３１から離間する方向としての矢印Ｒで示す方向に回動し、傾斜した掛止状態となる。

【0044】

図１（ｂ）に示すように、傾斜するギアプレート５５はガイド孔５５２で破線枠Ｇで示すように仮固定溝部４４３により仮固定される。一方、ギアプレート５５の略中央部は、アイドル２段ギア５１の先端下部としての当接部Ｑにおいて、ギア加圧バネ５７のバネ荷重Ｔを受止める。これにより、ギアプレート５５はライトサイドフレーム４３１から離間する方向としての矢印Ｒで示す方向に回動した傾斜状態としての掛止状態を維持する。従って、作業者は次の第３ステップおけるネジ５６の締付け作業を容易に行うことができる。
なお、傾斜状態はアイドル２段ギア５１とアイドルギア５２とのギア歯の噛み合わせが外れない程度とする。

【0045】

図１（ｃ）に示す破線枠Ｇは、ギアプレート５５の下部のガイド孔５５２が仮固定溝部４４３の仮固定溝垂直面４４３ａに引っかかり、ガイド孔５５２の下端側は第２のシャフト４４２の外周面に当接した状態を示す。第２ステップはこの状態が維持される。アイドル２段ギア５１とライトサイドフレーム４３１との隙間Ｌ２は、破線枠Ｇにおける掛止力、ギアプレート５５の強度及びギア加圧バネ５７のバネ荷重Ｔとのバランスで決定される。以後、作業者は第３ステップおけるネジ５６の締付け作業を行う。

【0046】

図９は第１の実施の形態に関わる画像形成装置における定着装置のフリクション機構の組立説明図（３）である。図９（ａ）は定着装置４０の要部を示す斜視図を示し、第３ステップとしてのネジ５６によるギアプレート５５の締付け作業の途中の状態を示すものである。図９（ｂ）は同じくフリクション機構６０の構築途中の状態の断面を示す。図９（ｃ）はギアプレート５５と仮固定溝部４４３との掛合状態を示すもので、図９（ｂ）における破線枠Ｈで示す部位の拡大図である。第３ステップでは図９（ａ）に示すように、アイドル２段ギア５１は、ギアプレート５５をネジ５６により固定することで前述のフリクション機構６０を構築する。この時は、ガイド孔５５２が第２のシャフト４４２の仮固定溝部４４３と嵌合することで、ギアプレート５５は自身で起立状態となる。

【0047】

図９（ｂ）に示すように、作業者は第１のシャフト４４１にアイドル２段ギア５１、ギア加圧バネ５７及びギアプレート５５を介在させてネジ５６を矢印Ｅで示す方向から継続的に締め付ける。この際、図９（ｃ）に示すように、第２のシャフト４４２とギアプレート５５のガイド孔５５２は、仮固定溝部４４３の位置からライトサイドフレーム４３１側の方向としての矢印Ｅで示す方向へ移動していくことになる。この移動時、仮固定溝斜面４４３ｂは直径が徐々に増加する溝部形状であるので、ギアプレート５５が滑らかに移動し、かつ上方にも微動する。図９（ｂ）で、ネジ５６の締上げ余長Ｓがあるのでライトサイドフレーム４３１とアイドル２段ギア５１との隙間Ｌ１は最小値には至らない。

【0048】

図１０は第１の実施の形態に関わる画像形成装置における定着装置のフリクション機構の組立説明図（４）である。図１０（ａ）は定着装置４０の要部を示す斜視図であり、第３ステップとしてのネジ５６によるギアプレート５５の本固定としての締付け作業の終了の状態を示すものである。図１０（ｂ）は本実施の形態におけるフリクション機構６０の詳細の断面を示している。なお、図１０（ｂ）において、フリクション機構６０に関わる部位のみを図示する。
第１ステップ乃至第２ステップにおいて、第１のシャフト４４１にアイドル２段ギア５１が挿入され、第１のシャフト４４１の先端部にギアプレート５５のネジ貫通孔５５１が位置付けられた。また、第２のシャフト４４２の先端部にギアプレート５５のガイド孔５５２が嵌合された。図１０（ａ）はネジ５６の締上げが終了した固着状態を示す。

【0049】

作業者は、第３ステップにおいてネジ５６によりギアプレート５５を、第１のシャフト４４１の先端部に穿設してある雌ネジ部４４１ａを使用してネジ締めする。図１０（ｂ）に示すように、このネジ締めによりライトサイドフレーム４３１とアイドル２段ギア５１との隙間Ｌ０は最小値となり、ギア加圧バネ５７は所定量だけ圧縮され、所望の反発力が発生する。

【0050】

ギア加圧バネ５７による反発力は、ライトサイドフレーム４３１側の当接面Ｋ及びアイドル２段ギア５１の深溝部５１３の当接面Ｍに作用する。アイドル２段ギア５１の深溝部５１３の当接面Ｍに加わる反発力は、アイドル２段ギア５１とギアプレート５５との当接面Ｎに作用し摩擦力となり、アイドル２段ギア５１の回転抵抗となる。これにより、回転体としてのアイドル２段ギア５１に対するフリクション機構６０を提供する。

【0051】

（第１の実施の形態の動作）
本実施の形態における画像形成装置１の動作説明を図２を使用して行う。画像形成装置１の電源が投入されると、定着装置４０はウオームアップ動作を行い、良好な定着を行うことができる状態、即ちニップ状態にして立ち上がりが完了する。これにより定着装置４０による定着及び画像形成装置１による画像形成が可能な状態となる。

【0052】

画像形成装置１の制御部１００は、図示せぬ上位装置から印刷命令を受けると、媒体収納繰出部１０の各部を動作させる。先ず制御部１００は、給紙カセット１１内に積載した印刷媒体Ｐをホッピングローラ１２及びレジストローラ１３の駆動により分離し、媒体搬送部１４に繰り出す。更に制御部１００は媒体搬送部１４に繰り出された印刷媒体Ｐを搬送ローラ１５により搬送するよう指示する。この搬送ローラ１５の回転により印刷媒体Ｐは転写装置３０へ搬送される。

【0053】

この時、制御部１００は現像装置２０の各部を動作するよう指示する。即ち、画像形成部２０ＢＫの感光ドラム２１ＢＫは、その回転に伴って帯電部２２ＢＫにより帯電され、露光部２３ＢＫからの露光により画像情報に応じた静電潜像を形成する。この静電潜像が現像剤供給部２４ＢＫにより現像される。
その後、制御部１００は転写装置３０の各部を動作するよう指示する。即ち、印刷媒体Ｐが転写装置３０上に搬送されると、感光ドラム２１ＢＫに形成されたトナー像が印刷媒体Ｐに転写される。感光ドラム２１ＢＫは、転写後に残留している現像剤がクリーニング部２５ＢＫによって掻き取られてクリーニングされた後、次の帯電に供される。

【0054】

次に、転写装置３０は搬送される印刷媒体Ｐに対して、先ず画像形成部２０ＢＫによりブラックの現像剤を転写する。転写動作と共に印刷媒体Ｐは定着装置４０に向けて搬送される。続けて、転写装置３０は画像形成部２０ＢＫにおける前述の画像形成工程と同様に、画像形成部２０Ｙ 、画像形成部２０Ｍ及び画像形成部２０Ｃにより、それぞれイエロー、マゼンタ及びシアンの現像剤を転写する。印刷媒体Ｐは転写装置３０で画像形成に必要な全てのトナー像が転写された後、定着装置４０へと搬送される。この時に、印刷媒体Ｐの先端側から転写と定着が同時並行的に行われる。

【0055】

定着装置４０は印刷媒体Ｐのトナー像を定着させる際に、トナー像を定着（熱圧着）させるために十分な熱量を有するようヒータに電流を流すように（オン状態に）することによりヒータは発熱する。ヒータが発生した熱は、ヒータに近接している定着ベルト４２に伝わるため、定着ベルト４２が加熱される。また、制御部１００はヒータを発熱させると同時又はその制御に前後して、加圧ローラ４１を駆動するよう定着モータ１８の回転を開始する。加圧ローラ４１がギア系を介して回転運動を開始することで、駆動力が定着ベルト４２に伝達され、定着ベルト４２も同時に回転運動を開始する。

【0056】

なお、定着装置４０は定着動作開始前に次のウオームアップ動作を実行する。まず制御部１００はサーミスタが検知した温度情報に基づき、定着ベルト４２が通常の印刷に十分な熱量を有する状態であるか否かを判定する。制御部１００は、十分な熱量を有する状態になったと判定した場合、定着モータ１８の回転運動を開始する。定着装置４０は、ニップ状態、減圧ニップ状態及びリリース状態の３ポジションのいづれか一の状態を構築するため、リリースカム４６をカムモータ１９で回転する。通常印刷モードでは前述した通りニップ状態とする。制御部１００は指定された印刷モードにより、リリースカム４６の位置を検出する検出部からの情報でカムモータ１９を所定量だけ回転させる。

【0057】

制御部１００は媒体搬送部１４を制御して、定着装置４０でトナー像が定着された印刷媒体Ｐを印刷媒体排出口１６から放出させる。放出された印刷媒体Ｐは、画像形成装置１の上部カバー上に形成した排紙積載部１７に積載される。制御部１００は、この動作を印刷部数を充足するまで繰り返して実行する。

【0058】

本実施の形態によれば、ギアプレート５５のネジ貫通孔５５１をアイドル２段ギア５１に位置付け、ギアプレート５５のガイド孔５５２に第２のシャフト４４２を挿通させ、ギアプレート５５を第２のシャフト４４２が挿通しているガイド孔５５２を中心にライトサイドフレーム４３１から離間する方向に傾斜可能とし、ギア加圧バネ５７のバネ荷重Ｔをギアプレート５５で受止め可能とする。従って、本実施の形態によれば、カム部材のオーバーラン対策で、ギア加圧バネ５７によるバネ荷重Ｔが掛けられたアイドル２段ギア５１を仮固定することが可能となる。従って、次工程における本固定としてのネジによる固定作業が容易となり、回転体を容易に組立てることができる。
本実施の形態のフリクション機構６０として、ガイド孔５５２と仮固定溝部４４３の位置関係が、ライトサイドフレーム４３１から仮固定溝垂直面４４３ａまでの距離がガイド孔５５２までの距離より離間していることを維持すれば、ギアプレート５５は平板面でなくてもよく、段付きや折曲部などがあってもよい。

【0059】

本実施の形態では、アイドルギア５２を軸着する回転軸としての第２のシャフト４４２を延長すればギアプレート５５の掛止部として兼用することができる。
また、図４に示したように第２のシャフト４４２にアイドルギア５２を軸着しない部位のみをＤカット形状とした。しかしながら掛止部の形状としては、Ｄカットに限定するものではなく、ガイド孔５５２と第２のシャフト４４２をそれぞれ同じ多角形としても良く、更にライトサイドフレーム４３１の一部を折曲した平板部分などでも良い。

【0060】

ギア加圧バネ５７によって、ギアプレート５５とアイドル２段ギア５１の間に摩擦負荷が発生するため、リリース動作時にリリースカム４６が慣性等によってオーバーランすることなく、正確な位置で回転停止させることができる。また、落下等の振動及び衝撃が加わってもフリクション機構６０によりリリースカム４６が回転することなく、停止位置を維持することができる。

【0061】

ギアプレート５５がアイドル２段ギア５１とギア加圧バネ５７の中心である第１のシャフト４４１にネジ５６で固定されるため、円周上に発生する摩擦負荷を中心で支えることができ、偏心が発生しにくい。よって、角度に寄らず均一な摩擦負荷の発生を得て、異音や摩耗、リリーストルクの変動を抑えられる。また、ネジ５６の締付力を利用してギア加圧バネ５７を縮めることで、組立に必要な力を低減できる。なお、第１のシャフト４４１及び第２のシャフト４４２を水平方向に配設したが、自重を利用しない実装である限り上下方向での配設も可能である。

【0062】

（第１の実施の形態の変形例）
前記第１の実施の形態における第２のシャフト４４２の断面は英大文字Ｄ字形（Ｄカット）であり、ギアプレート５５のガイド孔５５２も同様にＤカット孔である。このため、Ｄカット同士の嵌合となるので、第１のシャフト４４１に対するネジ貫通孔５５１の形成は、第２のシャフト４４２の植設角度に所定の精度を必要とする。そこで本変形例においては、封止部材としてのギアプレート７５のガイド孔７５２を真円とし、かつ掛止部材としての第２のシャフト４４２における仮固定溝部４４３を不要とするものである。

【0063】

図１１は第１の実施の形態の変形例に関わるギアプレートの表面を示す斜視図である。ギアプレート７５は、上部にネジ貫通孔７５１を設ける。このネジ貫通孔７５１は、第１の実施の形態におけるネジ貫通孔５５１と同様である。ギアプレート７５の下部に設ける案内部としてのガイド孔７５２は、真円形状であり第２のシャフト７５３が緩嵌できる寸法である。その真円の直径はギアプレート７５の傾斜量を考慮して決定するが、第２のシャフト７５３の直径をΦ６ｍｍとすれば、ガイド孔７５２の直径をΦ６．２ｍｍ程度とする。

【0064】

図１２は第１の実施の形態の変形例に関わる定着装置の要部説明図である。本変形例におけるアイドル２段ギア５１、ギア加圧バネ５７及び回転軸としての第１のシャフト４４１は第１の実施の形態と同一である。掛止部材としての第２のシャフト７５３は前述のような仮固定溝部４４３を設けず仮固定部７５４の機能を有する。

【0065】

組立作業ステップとして、作業者は先ずギア加圧バネ５７及びアイドル２段ギア５１を第１のシャフト４４１に挿入する。更に作業者は、アイドル２段ギア５１をギア加圧バネ５７のバネ荷重Ｔに抗してライトサイドフレーム４３１側の方向としての矢印Ｅ方向へ所定量だけ押し込む。作業者は押込み状態を維持したまま、ギアプレート７５の下部に設けたガイド孔７５２をライトサイドフレーム４３１側の方向としての矢印Ｅで示す方向へ移動し、第２のシャフト７５３をガイド孔７５２に挿入する。挿入後、作業者は第２のシャフト７５３とガイド孔７５２との孔ガタ分だけギアプレート７５を矢印Ｒで示す方向に傾斜させ、ガイド孔７５２の上下端を第２のシャフト７５３に当接させる。

【0066】

続けて作業者は傾斜させたギアプレート７５に対して、押込み状態であるアイドル２段ギア５１への押込み力を弱め、アイドル２段ギア５１の先端下部としての当接部Ｑでアイドル２段ギア５１のギア部と当接させる。この時にアイドル２段ギア５１とアイドルギア５２のギア歯の噛み合わせ状態を維持させる。
アイドル２段ギア５１の先端下部としての当接部Ｑにおいて圧接したギアプレート７５はライトサイドフレーム４３１から離間する方向に回動する傾斜状態を維持する。この傾斜状態ではギア加圧バネ５７のバネ荷重Ｔが当接部Ｑを介しガイド孔７５２の上下端に伝わり、ガイド孔７５２の上下端がより強固に第２のシャフト７５３に食い付く。アイドル２段ギア５１とライトサイドフレーム４３１との隙間Ｌ３は、図１に示した隙間Ｌ２と同等とする。

【0067】

必要とする食い付き強さ（ロック力）とギア加圧バネ５７のバネ荷重Ｔとのバランスにより、ギアプレート７５の仮固定部７５４を生成する。なお、ネジ貫通孔７５１を第１のシャフト４４１の中心と略一致する位置で挿入するが、Ｙ方向（図１（ａ）参照）への多少の位置ズレは許容できる。また、ギアプレート７５及びアイドル２段ギア５１の先端下部の圧接箇所としての当接部Ｑにおいては、アイドル２段ギア５１はギア歯形状（凹凸）であるので滑り難くなる。最後に作業者はネジ５６のネジ締めを完了することにより、ギアプレート７５と第１のシャフト４４１を密着させる。

【0068】

以上により、第２のシャフト７５３に仮固定溝部４４３を設ける必要がないので、植設角度の管理が不要となる。また、第１のシャフト４４１をライトサイドフレーム４３１に植設し回転不能としギアプレート７５を螺着固定したが、これに限定されずシャフト自身を回転体として、その回転体に摩擦抵抗を付加するものでも良い。
更に、本変形例は第１のシャフト４４１を上部に設け、第２のシャフト７５３を下部に設けたがこの逆であってもよい。即ち、第２のシャフト７５３は上部に設けられ、第１のシャフト４４１は下部に設けられる。そして、ギアプレート７５は下部にネジ貫通孔７５１を設け、上部に案内部としてのガイド孔７５２を設ける。こうすることにより本変形例は、上部に設けた第２のシャフト７５３をＤカット形状としなくても、重力を利用してギアプレート７５を垂直に維持できるのでより安定した組立作業とすることができる。

【0069】

以上のように、本実施の形態によれば、ギアプレート５５を仮固定することで、ギア加圧バネを組込む組立作業工程（第１ステップ）と、ギア加圧バネ５７を圧縮しつつギアプレート５５を本固定する組立作業工程（第３ステップ）を分割することができ、ギアプレートの固定が容易になるという効果がある。
本実施の形態ではフリクション機構を定着装置に配設したが、これに限定されずフリクション機能を必要とする他の機器に利用できる。

【符号の説明】

【0070】

１ 画像形成装置 ４０ 定着装置
４１ 加圧ローラ ４２ 定着ベルト
４３１ ライトサイドフレーム ４４１ 第１のシャフト
４４２ 第２のシャフト ４４３ 仮固定溝部
４８ 加圧バネ ５１ アイドル２段ギア
５５ ギアプレート ５７ ギア加圧バネ
５５１ ネジ貫通孔 ５５２ ガイド孔
６０ フリクション機構

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】