JP2009122563A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】定着ニップ部を形成するローラ部材に永久歪みが生じても、ギア同士の衝突による衝突音が生じることのない、定着装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】加圧手段によって圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する２つのローラ部材と、２つのローラ部材のうち一方のローラ部材の軸部３１ａに係合してそのローラ部材に駆動力を伝達する駆動ギア６３と、を備える。駆動ギア６３にはキー６３ａが形成されて、軸部３１ａには隙間をあけたキー溝３１ａ１が形成されていて、ローラ部材の回転速度が増加したときに、駆動ギア６３から軸部３１ａへの駆動力の伝達を中断して駆動ギア６３が軸部３１ａ上を摺動するように構成している。
【選択図】図５

Description

この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の画像形成装置と、そこに設置される定着装置と、に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置に設置される定着装置おいて、２つのローラ部材を圧接させて記録媒体が搬送されるニップ部（定着ニップ部）を形成する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

このような定着装置は、２つのローラ部材（定着ローラと加圧ローラとである。）、２つのローラ部材を圧接させる加圧手段、定着ローラを加熱するヒータ、励磁コイル等の加熱手段、２つのローラ部材のうち一方に係合して駆動力を伝達する駆動ギア、等で構成される。そして、加熱手段によって定着ローラが加熱されて、ニップ部に向けて搬送された記録媒体上のトナー像が熱と圧力とを受けて記録媒体上に定着される。

一方、特許文献１等には、定着ローラに対して速度変動や騒音が生じにくい駆動伝達をおこなうことを目的として、定着装置に駆動力を伝達する駆動ギア列に、ハス歯ギアを用いたりスラスト移動するギアを用いたりする技術が開示されている。

特開２００４−３３３９７３号公報

上述した従来の定着装置は、２つのローラ部材が圧接した状態で長時間放置されると、ローラ部材のニップ部に対応する位置に平面状の永久歪み（塑性変形）が生じてしまうことがあった。そして、このようにローラ部材に永久歪みが生じた状態で回転駆動されると（装置が稼動されると）、永久歪みが生じた位置がニップ部に達したときにローラ部材の回転速度が瞬間的に増加してしまうことがあった。このような場合、ローラ部材の軸部に設置された駆動ギアが、噛合するギア（駆動ギアの上流側にあるギアである。）の回転に対して先回りして互いの歯面が衝突して、衝突音が生じてしまっていた。

一方、上述の特許文献１等の技術は、記録媒体の先端側が定着ニップ部に達して記録媒体の後端側が転写ニップ部に達したときであっても、定着ローラに対して速度変動や騒音が生じにくい駆動伝達をおこなうことを目的としたものであって、上述した問題を直接的に解決するものではない。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、定着ニップ部を形成するローラ部材に永久歪みが生じても、ギア同士の衝突による衝突音が生じることのない、定着装置及び画像形成装置を提供することにある。

この発明の請求項１記載の発明にかかる定着装置は、トナー像を加熱・溶融して記録媒体上に定着する定着装置であって、加圧手段によって圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する２つのローラ部材と、前記２つのローラ部材のうち一方のローラ部材の軸部に係合して当該一方のローラ部材に駆動力を伝達する駆動ギアと、を備え、前記一方のローラ部材の回転速度が増加したときに、前記駆動ギアから前記軸部への駆動力の伝達を中断して前記駆動ギアが前記軸部上を摺動するように構成したものである。

また、請求項２記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１に記載の発明において、前記一方のローラ部材の回転速度が増加したときに、前記駆動ギアが前記軸部上を所定角度だけ摺動してその後に前記駆動ギアから前記軸部への駆動力の伝達が再開されるように構成したものである。

また、請求項３記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記駆動ギアは、その内径部にキー又はキー溝を具備し、前記軸部は、前記駆動ギアの前記キー又は前記キー溝に対して係合可能に形成されるとともに回転方向に所定の間隙が形成されたキー溝又はキーを具備したものである。

また、請求項４記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記駆動ギアは、その内径部にピン又は長穴を具備し、前記軸部は、前記駆動ギアの前記ピン又は前記長穴に対して係合可能に形成されるとともに回転方向に所定の間隙が形成された長穴又はピンを具備したものである。

また、請求項５記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記駆動ギアの内径部と前記軸部の外径部とに隙間を設けたものである。

また、請求項６記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項５のいずれかに記載の発明において、前記軸部に対して前記駆動ギアがスラスト方向に所定量移動できるように構成したものである。

また、請求項７記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項６のいずれかに記載の発明において、前記駆動ギアに噛合するギアに対してスラスト方向の移動を規制する規制部材を備えたものである。

また、請求項８記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記２つのローラ部材を、定着ローラと、加圧ローラと、したものである。

また、請求項９記載の発明にかかる定着装置は、前記請求項１〜請求項７のいずれかに記載の発明において、前記２つのローラ部材は、無端状のベルト部材を介して圧接して前記ニップ部を形成するものである。

また、この発明の請求項１０記載の発明にかかる画像形成装置は、請求項１〜請求項９のいずれかに記載の定着装置を備えたものである。

本発明は、ローラ部材の回転速度が増加したときに、駆動ギアからローラ部材の軸部への駆動力の伝達を中断して駆動ギアが軸部上を摺動するように構成しているため、定着ニップ部を形成するローラ部材に永久歪みが生じても、ギア同士の衝突による衝突音が生じることのない、定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

実施の形態１．
図１〜図８にて、この発明の実施の形態１について詳細に説明する。
まず、図１にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。
図１に示すように、本実施の形態１における画像形成装置１は、タンデム型カラープリンタである。画像形成装置本体１の上方にあるボトル収容部１０１には、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した４つのトナーボトル１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが着脱自在（交換自在）に設置されている。
ボトル収容部１０１の下方には中間転写ユニット８５が配設されている。その中間転写ユニット８５の中間転写ベルト７８に対向するように、各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋが並設されている。

各作像部４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれ、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋが配設されている。また、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの周囲には、それぞれ、帯電部７５、現像部７６、クリーニング部７７、除電部（不図示である。）等が配設されている。そして、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程）がおこなわれて、各感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に各色の画像が形成されることになる。

感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、不図示の駆動モータによって図１中の時計方向に回転駆動される。そして、帯電部７５の位置で、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、露光部３から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって各色に対応した静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、現像装置７６との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、各色のトナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、中間転写ベルト７８及び第１転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト７８上に転写される（１次転写工程である。）。このとき、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、クリーニング部７７との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上に残存した未転写トナーがクリーニング部７７のクリーニングブレードによって機械的に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、中間転写ベルト７８上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト７８上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ユニット８５は、中間転写ベルト７８、４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋ、２次転写バックアップローラ８２、クリーニングバックアップローラ８３、テンションローラ８４、中間転写クリーニング部８０、等で構成される。中間転写ベルト７８は、３つのローラ８２〜８４によって張架・支持されるとともに、１つのローラ８２の回転駆動によって図１中の矢印方向に無端移動される。

４つの１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋは、それぞれ、中間転写ベルト７８を感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋとの間に挟み込んで１次転写ニップを形成している。そして、１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋに、トナーの極性とは逆の転写バイアスが印加される。
そして、中間転写ベルト７８は、矢印方向に走行して、各１次転写バイアスローラ７９Ｙ、７９Ｍ、７９Ｃ、７９Ｋの１次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ上の各色のトナー像が、中間転写ベルト７８上に重ねて１次転写される。

その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト７８は、２次転写ローラ８９との対向位置に達する。この位置では、２次転写バックアップローラ８２が、２次転写ローラ８９との間に中間転写ベルト７８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト７８上に形成された４色のトナー像は、この２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐ上に転写される。このとき、中間転写ベルト７８には、記録媒体Ｐに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト７８は、中間転写クリーニング部８０の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト７８上の未転写トナーが回収される。
こうして、中間転写ベルト７８上でおこなわれる、一連の転写プロセスが終了する。

ここで、２次転写ニップの位置に搬送された記録媒体Ｐは、装置本体１の下方に配設された給紙部１２から、給紙ローラ９７やレジストローラ対９８等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部１２には、転写紙等の記録媒体Ｐが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ９７が図１中の反時計方向に回転駆動されると、一番上の記録媒体Ｐがレジストローラ対９８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対９８に搬送された記録媒体Ｐは、回転駆動を停止したレジストローラ対９８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、中間転写ベルト７８上のカラー画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対９８が回転駆動されて、記録媒体Ｐが２次転写ニップに向けて搬送される。こうして、記録媒体Ｐ上に、所望のカラー画像が転写される。

その後、２次転写ニップの位置でカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、定着部２０のニップ部（定着ローラ２１と加圧ローラ３１とが圧接する位置である。）に搬送される。そして、ニップ部（定着ニップ部）で、定着ローラ２１及び加圧ローラ３１による熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
その後、記録媒体Ｐは、排紙ローラ対９９のローラ間を経て、装置外へと排出される。排紙ローラ対９９によって装置外に排出された被転写Ｐは、出力画像として、スタック部１００上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２〜図８にて、画像形成装置本体１に設置される定着装置２０の構成・動作について詳述する。
図２は定着装置２０を示す構成図であり、図３は定着装置２０を示す斜視図である。図４は、定着装置２０のギア列６１〜６３を示す側面図である。また、図５は駆動ギア６３の動作を示す図であり、図６は加圧ローラ３１に永久歪みが生じたときの図である。図７は、実験結果を示すグラフである。図８は、駆動ギア６３の近傍を示す図である。

図２及び図３に示すように、定着装置２０は、定着ローラ２１（ローラ部材）、加圧ローラ３１（ローラ部材）、駆動ギア６３、フレーム４１、４２、軸受４３、４４、スプリング５０、温度センサ４０、ガイド板３５、分離板３８、等で構成される。
ここで、ローラ部材としての定着ローラ２１は、図２中の矢印方向に回転する薄肉の円筒体であって、その円筒体の内部には加熱手段としてのヒータ２５（熱源）が固設されている。定着ローラ２１は、芯金２２上に、弾性層２３、離型層２４が順次積層された多層構造体であって、もう１つのローラ部材としての加圧ローラ３１に圧接してニップ部を形成する。定着ローラ２１の外径は３５ｍｍに設定されている。

定着ローラ２１の芯金２２は、ＳＵＳ３０４等の鉄系材料で形成されている。
また、定着ローラ２１の弾性層２３としては、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料が用いられる。
また、定着ローラ２１の離型層２４としては、ＰＦＡ（４フッ化エチレンバーフルオロアルキルビニルエーテル共重合体樹脂）、ポリイミド、ポリエーテルイミド、ＰＥＳ（ポリエーテルサルファイド）、等を用いることができる。定着ローラ２１の表層に離型層２４を設けることにより、トナーＴ（トナー像）に対する離型性（剥離性）が担保されることになる。

定着ローラ２１のヒータ２５（加熱手段）は、ハロゲンヒータであって、その両端部が定着装置２０のフレームに固定されている。そして、装置本体１の電源部（交流電源）により出力制御されたヒータ２５によって定着ローラ２１が加熱されて、その表面から記録媒体Ｐ上のトナー像Ｔに熱が加えられる。ヒータ２５の出力制御は、定着ローラ２１表面に当接する温度センサ４０（サーミスタ）によるローラ表面温度の検知結果に基いておこなわれる。詳しくは、温度センサ４０の検知結果に基づいて定められる通電時間だけ、ヒータ２５に交流電圧が印加される。このようなヒータ２５の出力制御によって、定着ローラ２１の温度（定着温度）を所望の温度（目標制御温度）に調整制御することができる。なお、温度センサ４０は、接触型のサーミスタの他に、非接触型のサーモパイル等を用いることもできる。また、定着ローラ２１の過昇温を防止するために、定着ローラ２１にサーモスタットを対向させることもできる。

また、ローラ部材としての加圧ローラ３１は、主として、芯金３２と、芯金３２の外周面に接着層（層厚は５０μｍ以下である。）を介して形成された弾性層３３（層厚は０．３〜２．５ｍｍ程度である。）と、からなる。加圧ローラ３１の弾性層３３は、フッ素ゴム、シリコーンゴム、発泡性シリコーンゴム等の材料で形成されている。なお、弾性層３３の表層にＰＦＡ等からなる薄肉の離型層（層厚は５０μｍ以下である。）を設けることもできる。
そして、加圧ローラ３１は、加圧手段としてのスプリング５０の付勢力によって定着ローラ２１に圧接する。こうして、２つのローラ部材（加圧ローラ３１と定着ローラ２１とである。）の間に、所望のニップ部（定着ニップ部）が形成される。本実施の形態１では、ニップ部のニップ幅が６ｍｍ程度に設定されている。

ここで、図３、図４、図８を参照して、加圧ローラ３１の軸部３１ａには、加圧ローラ３１に駆動力を伝達するための駆動ギア６３が係合している。また、フレーム上に起立するスタッド６５にはアイドラギア６２（駆動ギア６３に噛合するギアである。）が設置されている。そして、装置本体１に設置された駆動モータ（不図示である。）のモータ軸に設置されたモータギア６１から、アイドラギア６２を介して駆動ギア６３に駆動力が伝達されて、さらに駆動ギア６３から加圧ローラ３１に駆動力が伝達されて加圧ローラ３１が回転駆動される。そして、加圧ローラ３１に圧接する定着ローラ２１も、加圧ローラ３１との摩擦抵抗によって従動回転する。なお、加圧ローラ３１の駆動をおこなう駆動伝達機構の構成・動作については後で詳しく説明する。

定着ローラ２１と加圧ローラ３１との当接部（ニップ部である。）の入口側と出口側には、それぞれ、記録媒体Ｐの搬送を案内するガイド板３５が配設されている。ガイド板３５は、定着装置２０の筐体に固設されている。
また、定着ローラ２１の外周面に対向する位置であって、ニップ部の出口側近傍には、分離板３８が配設されている。分離板３８は、定着工程後の記録媒体Ｐが定着ローラ２１の回転に沿って定着ローラ２１に巻き付いてしまう不具合を抑止する。

上述のように構成された定着装置２０は、次のように動作する。
装置本体１の電源スイッチが投入されると、交流電源からヒータ２５に交流電圧が印加（給電）されるとともに、定着ローラ２１及び加圧ローラ３１の図２中の矢印方向の回転駆動が開始される。
その後、給紙部１２から記録媒体Ｐが給送されて、２次転写ニップの位置で記録媒体Ｐ上に未定着画像が担持される。未定着画像Ｔ（トナー像）が担持された記録媒体Ｐは、図２の矢印Ｙ１０方向に搬送されて、圧接状態にある定着ローラ２１及び加圧ローラ３１のニップ部（定着ニップ部）に送入される。そして、定着ローラ２１による加熱と、定着ローラ２１及び加圧ローラ３１の押圧力とによって、記録媒体Ｐの表面にトナー像Ｔが定着される。その後、回転する定着ローラ２１及び加圧ローラ３１によってそのニップ部から送出された記録媒体Ｐは、矢印Ｙ１１方向に搬送される。

以下、本実施の形態１における定着装置２０において特徴的な、駆動伝達機構の構成・動作について説明する。
図５を参照して、本実施の形態１における定着装置は、加圧ローラ３１の回転速度が増加したときに、駆動ギア６３から軸部３１ａへの駆動力の伝達を中断して、駆動ギア６３が軸部３１ａ上を摺動するように構成している。
具体的に、駆動ギア６３の内径部には、回転中心に向かって突出するキー６３ａが形成されている。また、加圧ローラ３１の軸部３１ａには、キー６３ａに係合可能に形成されたキー溝３１ａ１が設けられている。ここで、キー６３ａとキー溝３１ａ１とは、回転方向に所定の間隙が形成されている。すなわち、キー６３ａとキー溝３１ａ１とは、隙間なく当接して係合しているのではなく、回転方向の片側のみ当接して係合することになる（図５（Ａ）の状態である。）。

そして、正常時には、キー６３ａとキー溝３１ａ１とが回転方向片側のみ当接（係合）した状態で、駆動ギア６３から軸部３１ａに駆動力が伝達されて、加圧ローラ３１が回転駆動される（図５（Ａ）の状態である。）。これに対して、加圧ローラ３１（軸部３１ａ）の回転速度が急激に増加したときには、キー６３ａとキー溝３１ａ１との係合が一時的に解除されて、駆動ギア６３が軸部３１ａ上を相対的に摺動する。これにより、駆動ギア６３から軸部３１ａへの駆動力の伝達が中断される（図５（Ｂ）の状態である。）。
ここで、加圧ローラ３１の回転速度が一時的に増加する現象は、定着ローラ２１及び加圧ローラ３１（２つのローラ部材）が圧接した状態で長時間放置されて、加圧ローラ３１のニップ部に対応する位置に平面状の永久歪みＡ（図６を参照できる。）が生じてしまった場合に生じる。

具体的に、図６（Ａ）に示すように、定着装置２０が稼動されて、永久歪みＡがニップ部に達していないときには、加圧ローラ３１の回転速度に変動は生じない。このとき、キー６３ａとキー溝３１ａ１とは、図５（Ａ）のように係合して、駆動ギア６３から加圧ローラ３１への駆動伝達がおこなわれる。これに対して、図６（Ｂ）に示すように、永久歪みＡがニップ部に達してしまった直後には、加圧ローラ３１が加圧機構の押圧力によって回転駆動力によらずに回転してしまうために、加圧ローラ３１の回転速度が瞬間的に増加する。このとき、キー６３ａとキー溝３１ａ１とは、図５（Ｂ）のように係合が解除されて、駆動ギア６３から加圧ローラ３１への駆動伝達が中断される。これにより、加圧ローラ３１の回転速度増加にともない駆動ギア６３の回転速度も増加して、駆動ギア６３が上流側のアイドラギア６２の回転に対して先回りして、互いの歯面が衝突して衝突音が生じてしまう不具合が抑止される。

なお、キー溝３１ａ１の回転方向の長さは有限であるため、図５（Ｂ）のようにキー６３ａとキー溝３１ａ１との係合が解除された状態は、キー６３ａがキー溝３１ａ１の他端側に当接することで終了する。すなわち、駆動ギア６３が軸部３１ａ上を所定角度だけ摺動して、その後に駆動ギア６３から軸部３１ａ（加圧ローラ３１）への駆動力の伝達が再開されることになる。

図７は、上述した効果（駆動ギア６３の衝突音が軽減される効果である。）を確認するために本願発明者がおこなった実験の結果を示すグラフである。
図７に関わる実験は、加圧ローラに永久歪みを生じさせた状態で、定着装置における駆動ギア６３の衝突音の程度を確認したものである。図７において、横軸は時間を示し、縦軸は衝突音の振幅を示す。また、図７において、「実施例」は本実施の形態１における定着装置２０（キー６３ａの回転方向長さを４ｍｍ、キー溝３１ａ１の回転方向長さを６ｍｍに設定している。）を用いたときの実験結果であって、「比較例」はキーとキー溝とを隙間なく係合させた定着装置（キー６３ａの回転方向長さを４ｍｍ、キー溝３１ａ１の回転方向長さを４ｍｍに設定している。）を用いたときの実験結果である。
図７の実験結果から、比較例では大きな衝突音が生じているのに対して、実施例では大きな衝突音が生じていないことがわかる（比較例の１／３以下の振幅になっている。）。

なお、本実施の形態１では、図５を参照して、駆動ギア６３の内径部と軸部３１ａの外径部とに微小な隙間（通常のすきまばめにおける、はめあい公差よりも大きな隙間である。）を設けている。これにより、加圧ローラ３１の回転速度が増加したときに、駆動ギア６３と軸部３１ａとの間に大きな摩擦抵抗が生じることなく、駆動ギア６３が軸部３１ａ上をスムーズに摺動することになる。したがって、上述した効果が確実に達成されることになる。

また、本実施の形態１では、図８を参照して、加圧ローラ３１の軸部３１ａに対して駆動ギア６３がスラスト方向（図８の左右方向である。）に所定量移動できるように構成している。具体的には、駆動ギア６３の両側に設置された止め輪６７と、駆動ギア６３と、のスラスト方向の隙間が僅かに大きめに設定されている。
このような構成により、加圧ローラ３１の回転速度が増加したときに、駆動ギア６３と止め輪６７との間に大きな摩擦抵抗が生じることなく、駆動ギア６３が軸部３１ａ上をスムーズに摺動することになる。したがって、上述した効果が確実に達成されることになる。

また、本実施の形態１では、図８を参照して、加圧ローラ３１の軸部３１ａに対してアイドラギア６２（駆動ギア６３に噛合するギアである。）がスラスト方向（図８の左右方向である。）に移動するのを規制する規制部材としての止め輪６８が設置されている。具体的には、アイドラギア６２の両側に設置された止め輪６７と、アイドラギア６２と、のスラスト方向の隙間がほとんど生じないように設定されている。その際、例えば、スプリングワッシャ等を用いて、アイドラギア６２を片側の止め輪６７に当接させてもよい。
このような構成により、加圧ローラ３１の回転速度が増加して駆動ギア６３がアイドラギア７２に衝突してしまっても、その衝撃によりアイドラギア７２がスラスト方向に移動して止め輪６８に衝突して異常音が生じる不具合を抑止することができる。

以上説明したように、本実施の形態１においては、加圧ローラ３１（ローラ部材）の回転速度が増加したときに、駆動ギア６３から加圧ローラ３１の軸部３１ａへの駆動力の伝達を中断して駆動ギア６３が軸部３１ａ上を摺動するように構成しているため、定着ニップ部を形成する加圧ローラ３１に永久歪みが生じても、ギア同士の衝突による衝突音が生じる不具合を抑止することができる。

なお、本実施の形態１では、定着部材として定着ローラ２１を用いて加圧部材として加圧ローラ３１を用いた定着装置に対して本発明を適用したが、定着部材として定着ベルトを用いた定着装置や、加圧部材として加圧ベルトを用いた定着装置に対しても本発明を適用することができる。すなわち、２つのローラ部材が無端状のベルト部材（定着ベルトや加圧ベルトである。）を介して圧接して定着ニップ部を形成するように構成された定着装置であっても、本実施の形態１と同様に、ローラ部材の回転速度が増加したときに、駆動ギアからローラ部材の軸部への駆動力の伝達を中断して駆動ギアが軸部上を摺動するように構成することで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態１では、加圧ローラ３１に駆動ギア６３が設置された定着装置２０に対して本発明を適用したが、定着ローラ２１に駆動ギアが設置された定着装置に対しても当然に本発明を適用することができる。その場合にも、定着ローラ２１の回転速度が増加したときに、駆動ギアから定着ローラ２１の軸部２１ａへの駆動力の伝達を中断して駆動ギアが軸部２１ａ上を摺動するように構成することで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

また、本実施の形態１では、駆動ギア６３にキー６３ａを形成して軸部３１ａにキー溝３１ａ１を形成したが、駆動ギア６３にキー溝を形成して軸部３１ａにキーを形成することもできる。その場合にも、駆動ギア６３のキー溝と、軸部３１ａのキーと、の間に、回転方向に所定の間隙を形成することで、本実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

実施の形態２．
図９にて、この発明の実施の形態２について詳細に説明する。
図９は、実施の形態２における定着装置の駆動ギアの近傍を示す図である。前記実施の形態１における図８に相当する図である。本実施の形態２における定着装置は、駆動ギア６３にピン６３ｂが設置されて軸部３１ａに長穴３１ａ２が形成されている点が、駆動ギア６３にキー６３ａが設置されて軸部３１ａにキー溝３１ａ１が形成されている前記実施の形態１のものとは相違する。

本実施の形態２における定着装置も、前記実施の形態１のものと同様に、定着ローラ２１（ローラ部材）、加圧ローラ３１（ローラ部材）、駆動ギア６３、等で構成される。そして、本実施の形態２における定着装置でも、加圧ローラ３１の回転速度が増加したときに、駆動ギア６３から軸部３１ａへの駆動力の伝達を中断して、駆動ギア６３が軸部３１ａ上を摺動するように構成している。

ここで、本実施の形態２では、図９を参照して、駆動ギア６３の内径部にはピン６３ｂが設置されている。詳しくは、駆動ギア６３の座部に貫通穴が形成され、この貫通穴にピン６３ｂが圧入されている。このピン６３ｂは、内径部から回転中心に向かって突出するように設置されている。
また、加圧ローラ３１の軸部３１ａには、ピン６３ｂに係合可能に形成された長穴３１ａ２が設けられている。ここで、ピン６３ｂと長穴３１ａ２とは、回転方向に所定の間隙が形成されている。すなわち、ピン６３ｂと長穴３１ａ２とは、隙間なく当接して係合しているのではなく、回転方向の片側のみ当接して係合することになる（図９（Ａ）の状態である。）。

そして、正常時には、ピン６３ｂと長穴３１ａ２とが回転方向片側のみ当接（係合）した状態で、駆動ギア６３から軸部３１ａに駆動力が伝達されて、加圧ローラ３１が回転駆動される（図９（Ａ）の状態である。）。
これに対して、加圧ローラ３１（軸部３１ａ）の回転速度が増加したときには、ピン６３ｂと長穴３１ａ２との係合が一時的に解除されて、駆動ギア６３が軸部３１ａ上を相対的に摺動する。これにより、駆動ギア６３から軸部３１ａへの駆動力の伝達が中断される（図９（Ｂ）の状態である。）。

また、本実施の形態２では、駆動ギア６３にピン６３ｂを形成して軸部３１ａに長穴３１ａ２を形成したが、駆動ギア６３に長穴を形成して軸部３１ａにピンを形成することもできる。その場合にも、駆動ギア６３の長穴と、軸部３１ａのピンと、の間に、回転方向に所定の間隙を形成することで、本実施の形態２と同様の効果を得ることができる。

以上説明したように、本実施の形態２においては、加圧ローラ３１（ローラ部材）の回転速度が増加したときに、駆動ギア６３から加圧ローラ３１の軸部３１ａへの駆動力の伝達を中断して駆動ギア６３が軸部３１ａ上を摺動するように構成しているため、定着ニップ部を形成する加圧ローラ３１に永久歪みが生じても、ギア同士の衝突による衝突音が生じる不具合を抑止することができる。

なお、前記各実施の形態では、加熱手段としてヒータ２５を用いた定着装置２０に対して本発明を適用したが、加熱手段として励磁コイルを用いた電磁誘導加熱方式の定着装置に対しても、当然に本発明を適用することができる。

なお、本発明が前記各実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、前記各実施の形態の中で示唆した以外にも、前記各実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は前記各実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

この発明の実施の形態１における画像形成装置を示す全体構成図である。 定着装置を示す構成図である。 定着装置を示す斜視図である。 定着装置のギア列を示す側面図である。 駆動ギアの動作を示す図である。 加圧ローラに永久歪みが生じたときの図である。 実験結果を示すグラフである。 駆動ギアの近傍を示す図である。 この発明の実施の形態２における定着装置の駆動ギアの近傍を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置本体（装置本体）、
２０ 定着装置、
２１ 定着ローラ（ローラ部材）、
２５ ヒータ（加熱手段）、
３１ 加圧ローラ（ローラ部材）、
３１ａ 軸部、
３１ａ１ キー溝、 ３１ａ２ 長穴、
６３ 駆動ギア、
６３ａ キー、 ６３ｂ ピン、
６７ 止め輪、 ６８ 止め輪（規制部材）、 Ｐ 記録媒体。

Claims (10)

1. トナー像を加熱・溶融して記録媒体上に定着する定着装置であって、
   加圧手段によって圧接して記録媒体が搬送されるニップ部を形成する２つのローラ部材と、
   前記２つのローラ部材のうち一方のローラ部材の軸部に係合して当該一方のローラ部材に駆動力を伝達する駆動ギアと、
   を備え、
   前記一方のローラ部材の回転速度が増加したときに、前記駆動ギアから前記軸部への駆動力の伝達を中断して前記駆動ギアが前記軸部上を摺動するように構成したことを特徴とする定着装置。
2. 前記一方のローラ部材の回転速度が増加したときに、前記駆動ギアが前記軸部上を所定角度だけ摺動してその後に前記駆動ギアから前記軸部への駆動力の伝達が再開されるように構成したことを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記駆動ギアは、その内径部にキー又はキー溝を具備し、
   前記軸部は、前記駆動ギアの前記キー又は前記キー溝に対して係合可能に形成されるとともに回転方向に所定の間隙が形成されたキー溝又はキーを具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
4. 前記駆動ギアは、その内径部にピン又は長穴を具備し、
   前記軸部は、前記駆動ギアの前記ピン又は前記長穴に対して係合可能に形成されるとともに回転方向に所定の間隙が形成された長穴又はピンを具備したことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の定着装置。
5. 前記駆動ギアの内径部と前記軸部の外径部とに隙間を設けたことを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の定着装置。
6. 前記軸部に対して前記駆動ギアがスラスト方向に所定量移動できるように構成したことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の定着装置。
7. 前記駆動ギアに噛合するギアに対してスラスト方向の移動を規制する規制部材を備えたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の定着装置。
8. 前記２つのローラ部材は、定着ローラと、加圧ローラと、であることを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
9. 前記２つのローラ部材は、無端状のベルト部材を介して圧接して前記ニップ部を形成することを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の定着装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれか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。

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