JP2012063623A - 駆動装置、定着装置、及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直線的に移動させる回転体の移動範囲を従来よりも大きく取れ、省スペースで、確実にギヤ駆動を行える駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動装置に備える駆動機構１６０は、加圧ローラ６４の加圧駆動ギヤ１６４には、ｍ＝１、Ｚ６９のギヤを配し、加圧駆動ギヤ１６４に噛み合うアイドラギヤＡ１６５にはｍ＝１、Ｚ２２のギヤを配している。また、加圧ローラ６４に玉軸受Φ６２を加圧円形形状部材１６２として、アイドラギヤＡ１６５には、アイドラギヤＡ１６５の軸心を中心としたΦ２９の円形形状部を有したアイドラ円形形状部材１６３を設けている。また、アイドラ円形形状部材１６３は、アイドラギヤＡ１６５の軸心と、このアイドラギヤＡ１６５に噛み合うアイドラギヤＢ１６６の軸心に保持しており、アイドラギヤＢ１６６の軸心を中心にアイドラギヤＡ１６５とともに回動するように構成している。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に用いられる駆動装置、この駆動装置を具備した定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来から、プリンタ、複写機、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に用いられる駆動装置において、回転体にギヤを介して駆動力を伝達する様々な駆動機構を備えた駆動装置が提案されてきた。

例えば、特許文献１には、次のような感光体ドラムの駆動機構が開示されている。４つの感光体ドラムＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋを有するタンデム式の画像形成装置において、感光体ドラムＫは感光体ドラムＫ用の駆動モータで回転駆動され、感光体ドラムＹ、Ｍ、Ｃは１つのカラー駆動モータで回転駆動されている。ここで、感光体ドラムＹ、Ｍ、Ｃには、それぞれ同軸上に感光体ギヤが設けれれておリ、駆動モータの回転軸に接続されたギヤで、感光体ドラムＹ、Ｍの感光体ギヤに直接駆動力を伝達し、感光体ドラムＣの感光体ギヤには、感光体ドラムＭの感光体ギヤからアイドラギヤを介して駆動力を伝達する。

また、特許文献２には、次のような給紙装置の駆動機構が開示されている。画像形成装置に用いられる給紙装置において、シート収容手段に積載されたシートを確実に送り出すために、送り出すシートの積載面の高さに応じ、回転自在に支持されたアーム部材の先端に給紙ローラを設け、アーム部材のアーム軸（支持点）を中心に回動させて移動させる。ここで、給紙ローラへの回転駆動力の伝達は、アーム軸の同軸上に設けた駆動ギヤから、アーム上にそれぞれの回転軸を設けた複数のアイドラギヤを介して行なわれるというものである。

また、１つの駆動モータで複数の回転体を回転駆動させ、かつ、少なくとも１つの回転体を移動させる駆動機構の代表的な例としては、画像形成装置に用いられる定着装置に用いられるものが挙げられる。従来から、駆動モータにより回転駆動される軸心が移動しない回転体である定着ローラと、軸心が移動する回転体である加圧ローラとを備える定着装置が用いられてきた。ここで、加圧ローラを移動可能に設ける目的は、定着するシートに形成した画像形成種別（両面／片面、モノクロ／フルカラー等）、シートの種別、厚み等により、定着ローラと加圧ローラとで形成するニップ部の幅や、シートを挟持する圧力を調整するためである。このような定着装置の駆動機構では、定着ローラに設けた駆動ギヤと複数のアイドラギヤを介して、加圧ローラに設けた駆動ギヤに回転駆動力を伝達するのが一般的であった。

そして、加圧ローラを移動させる定着装置では、定着装置の前後の装置とのシートの受け渡しをスムーズに行ないジャム等に不具合を抑制するため、加圧ローラを直線的に移動させる必要がある。これは次ぎの理由による。

定着装置で定着を行なうシートの、ニップ部を形成する定着ローラと加圧ローラの軸心を結ぶ線分に対する、ニップ部への搬入角度とニップ部からの搬出角度とはほぼ等しくなる。また、このニップ部へのシートの搬出入角度は、ニップ部の幅、シートの種類、シート厚等によっても変化する。しかし、加圧ローラを直線的に移動できず、定着ローラと加圧ローラの軸心を結ぶ線分自体が定着ローラの軸心を中心に振れると、変化する要素が増えてしまう。変化する要素が増えることで、加圧ローラを直線的に移動できる場合と比べて、定着装置の前後の装置とのシートの受け渡しをスムーズに行なうことが困難となる。また、それに対処する手段も、大型化、複雑化、高コスト化するとともに、故障の要因も増してしまう。さらに、ジャム等の不具合等が発生する確率も高くなる。そのため従来から、定着ローラの軸心を基点とする基準線分を定めて、この基準線分に沿って加圧ローラをできるだけ直線的に移動させ、変化する要素を減らし、ニップ部へのシートの基準線分に対する搬出入角度をほぼ等しく保ち、前後の装置との受渡しをスムーズに行うための手段を講じてジャム等の不具合等を抑制していた。

また、近年、画像形成装置の様々な分野での利用の広がりにともない、画像形成できるシート厚の増加に対する要求が高まってきた。つまり、定着ローラとニップ部を形成する加圧ローラの直線的な移動範囲を広げる要求が高まってきた。

しかしながら、従来の加圧ローラを回動する加圧レバーで押圧する構成の定着装置の駆動装置では、加圧ローラを移動させた場合でも加圧ローラの駆動ギヤに回転駆動力を得るために、噛み合うアイドラギヤのギヤピッチ円（以下、基準円という）に沿って加圧ローラを移動させる必要がある。加圧ローラに噛み合うアイドラギヤの基準円に沿って加圧ローラを移動させると、その移動の軌跡は円弧状になってしまう。そして、定着ローラと加圧ローラの軸心を結ぶ線分が定着ローラの軸心を中心に振れ、定着を行なうシートの基準線分に対するニップ部からの搬出入角度が変化してしまい、定着装置の前後の装置とのシートの受け渡しが不安定となって、ジャム等の不具合が発生する可能性高くなる。そして、加圧ローラを直線的に移動させることを優先し、噛み合うアイドラギヤの基準円から多少ずらしてギア駆動を行なうと、歯飛びが発生しギア駆動が不安定になってしい、確実なギア駆動が行なえなくなってしまう。

また、加圧ローラの直線的な移動範囲を広げるためには、加圧ローラの駆動ギアか、加圧ローラの駆動ギアに基準円で噛み合うアイドラギヤのいずれかを大きくして、アイドラギヤの軸心から加圧ローラの駆動ギアの軸心への距離を大きくする必要がある。しかし、加圧ローラの駆動ギアかアイドラギヤのいずれかを大きくすると、定着装置が大型化してしまう。

従来の加圧レバーを用いた定着装置の駆動装置における、加圧ローラが移動する場合の駆動機構の例を、図７を用いて説明する。図７は、従来の駆動装置の、定着ローラの定着駆動ギヤの基準円、加圧ローラの加圧駆動ギヤの基準円、及びアイドラギヤの基準円を用いた、加圧ローラと加圧レバーの移動についての説明図である。この駆動機構２００では、定着駆動ギヤ２０１（定着ローラ）と加圧駆動ギヤ２０２（加圧ローラ）は、定着駆動ギヤ２０１と加圧駆動ギヤ２０２との軸心を最も近づけた際に、定着駆動ギヤ２０１の軸心の鉛直下方に加圧駆動ギヤ２０２の軸心が位置するように配置している。そして、定着駆動ギヤ２０１の軸心の鉛直下方に加圧駆動ギヤ２０２の軸心が位置する際の、定着駆動ギヤ２０１と加圧駆動ギヤ２０２の軸心を結ぶ線分を基準線分としている。また、本体側の駆動モータ（不図示）から定着駆動ギヤ２０１に伝達された回転駆動力を、加圧駆動ギヤ２０２に伝達するために、加圧駆動ギヤ２０２に噛み合うアイドラギヤ２０３と、このアイドラギヤ２０３と定着駆動ギヤ２０１に噛み合うアイドラギヤ２０４とが設けられている。なお、図７においては、説明の関係上、加圧駆動ギヤ２０２の移動範囲や、後述する押圧手段２０６の配置位置等は誇張・簡略化し、また、図示し易い位置としている。

加圧駆動ギヤ２０２に噛み合うアイドラギヤ２０３の軸心の鉛直方向の位置は加圧駆動ギヤ２０２の鉛直方向の移動範囲Ｌの中心であり、また、この軸心の水平方向の位置は軸心が移動しない定着駆動ギヤ２０１の軸心からβだけ図中右側である。また、アイドラギヤ２０４は、定着駆動ギヤ２０１とアイドラギヤ２０３とに噛み合うように配置されている。また、加圧駆動ギヤ２０２を移動させる加圧レバー２０５は、図中右側の端部は、アイドラギヤ２０３の軸心で回転可能に保持され、その中間部分に加圧駆動ギヤ２０２の軸心を回転可能に保持し、図中左側の端部近傍を押圧手段２０６で押圧されている。この押圧手段２０６は、加圧レバー２０５の左端部の上方に設けられたスプリング２０７とカム２０８からなり、このスプリング２０７とカム２０８は装置本体に支持されており、カム２０８が回転することで、アイドラギヤ２０３の軸心を中心に加圧レバー２０５を回動させる。この加圧レバー２０５の回動にともない、加圧レバー２０５に保持された加圧駆動ギヤ２０２が円弧状に移動することとなる。

加圧駆動ギヤ２０２が円弧状に移動する場合、基準線分との水平方向のズレαは、加圧駆動ギヤ２０２の鉛直方向の移動範囲Ｌの中心位置で最大値となる。ここで、基準線分との水平方向のズレαが大きくなると、定着ローラと加圧ローラの軸心を結ぶ線分も、水平方向のズレαに比例して、定着ローラの軸心を中心に、基準線分に対して振れてしまう。
そして、定着を行なうシートの基準線分に対する搬出入角度を、ほぼ等しく保つことができなくなる。そして、定着装置の前後の装置とのシートの受け渡しが不安定となって、ジャム等の不具合が発生する可能性高くなる。そのため、水平方向のズレαは、できるだけ小さな値が望ましい。また、加圧駆動ギヤ２０２の鉛直方向の移動範囲Ｌも、近年の画像形成できるシート厚の増加に対する要求に応えるために大きく取れる方が望ましい。

この駆動機構の例の構成では、加圧ローラの、定着ローラの軸心との水平方向のズレを小さく、かつ、鉛直方向の移動範囲を大きくするには、定着ローラの軸心から、加圧ローラの回動中心となるアイドラギヤの軸心への水平方向の距離を大きくする必要があった。すなわち、加圧駆動ギヤ２０２かアイドラギヤ２０３のいずれかを大きくする必要があった。そして、加圧駆動ギヤ２０２をあまり大きくすると、定着駆動ギヤ２０１又はその軸部材等に干渉してしまうため、アイドラギヤ２０３を大きくせざるを得ない。しかし、アイドラギヤ２０３を大きくするためのスペースを確保することは非常に困難であった。

このように、１つの駆動モータで複数の回転体を回転駆動させ、かつ、少なくとも１つの回転体を直線的に移動させる構成で、移動させる回転体の移動範囲を大きく取り、省スペースで、確実にギヤ駆動を行う駆動装置を提供することをは困難であった。

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、直線的に移動させる回転体の移動範囲を従来よりも大きく取れ、省スペースで、確実にギヤ駆動を行える駆動装置を提供することを提供することである。
さらに、この駆動装置を具備することで、従来よりも直線的に移動させる回転体である加圧部材の移動範囲を大きく取れ、省スペースで、確実にギヤ駆動できる定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明は、軸心が移動する回転体である軸移動回転体に取り付けられた駆動ギヤである移動駆動ギヤと、それに接続するアイドラギヤを有した駆動機構を備えた駆動装置において、前記軸移動回転体は一定距離を直線方向に移動可能であり、前記移動駆動ギヤと前記アイドラギヤは、それぞれギヤと同軸心の円形形状部を有した部材をギヤ又はギヤの軸部材に保持しており、前記移動駆動ギヤと前記アイドラギヤの円形形状部の半径の和は、前記駆動ギヤと前記アイドラギヤのギヤピッチ円の半径の和と同じ値であることを特徴とするものである。
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の駆動装置において、駆動ギヤとアイドラギヤのピッチ間距離は、それぞれの円形形状部を有した部材の円形形状部が互いに押し当ることにより決まることを特徴とするものである。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の駆動装置において、軸心が移動しない回転体である軸固定回転体に取り付けられた駆動ギヤである固定駆動ギヤと、複数のアイドラギヤと、軸移動回転体に取り付けられた移動駆動ギヤとを有し、回転駆動される前記軸固定回転体の回転駆動力を、前記固定駆動ギヤと、前記複数のアイドラギヤとを介して、前記移動駆動ギヤに伝達し、前記軸移動回転体をギヤ駆動する駆動機構を備えた駆動装置であって、前記軸固定回転体と前記軸移動回転体とはニップ部を形成しており、前記軸移動回転体は前記ニップ部を介しても回転駆動され、前記移動駆動ギヤは、ワンウェイギヤであり、ギヤ駆動される前記軸移動回転体の回転速度より、前記ニップ部を介して回転駆動される該軸移動回転体の回転速度が速い場合には空転し、該ニップ部を介して回転駆動される該軸移動回転体の回転速度が遅い場合にはギヤ駆動することを特徴とするものである。
また、請求項４に記載の定着装置の発明は、請求項１又は２に記載の記載の駆動装置と、定着部材と、加圧部材とを、少なくとも備える定着装置であって、軸移動回転体が、加圧部材である加圧ローラでることを特徴とするものである。
また、請求項５に記載の定着装置の発明は、請求項３に記載の記載の駆動装置と、定着部材と、加圧部材とを、少なくとも備える定着装置であって、軸移動回転体が、加圧部材である加圧ローラであり、軸固定回転体が、定着部材である定着ローラ、又は定着部材を回転させる定着ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項６に記載の画像形成装置の発明は、請求項４に記載の定着装置を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項７に記載の発明は、請求項５記載の定着装置を備え、定着部材の回転速度に対し、加圧部材の回転速度が３％遅くなった場合にギヤ駆動とすることを特徴とするものである。
本発明は、直線的に移動する移動駆動ギヤとアイドラギヤとを噛み合せるために、アイドラギヤも移動させることができる。そして、互いのギヤピッチ円で噛み合せるために、移動駆動ギヤとアイドラギヤにそれぞれ円形形状部を有した部材を保持させ、それぞれの円形形状部の半径の和と、移動駆動ギヤとアイドラギヤのギヤピッチ円の半径の和とが同じ値になるようにしている。それぞれの円形形状部の半径の和と、移動駆動ギヤとアイドラギヤのギヤピッチ円の半径の和とが同じ値であるので、互いの円形形状部を押し当てることで、確実に互いのギヤピッチ円で噛み合せることができる。したがって、従来の構成のように、互いのギヤピッチ円を噛み合わせるために、移動駆動ギヤを保持する加圧レバーの回動中心をアイドラギヤの軸心にする必要がない。そのため、加圧レバーの移動駆動ギヤを保持する部分にルーズホール等を設けて、移動駆動ギヤを直線的に移動でき、移動駆動ギヤ又はアイドラギヤを大きくする必要もない。よって、直線的に移動させる回転体の移動範囲を従来よりも大きく取れ、省スペースで、確実に移動駆動ギヤとアイドラギヤとのギヤ駆動を行える。

本発明では、移動駆動ギヤ又はアイドラギヤを大きくすることなく、直線的に移動させる回転体の移動範囲を従来よりも大きく取れ、省スペースで、確実に移動駆動ギヤとアイドラギヤとのギヤ駆動を行える駆動装置を提供することができる。
さらに、この駆動装置を用いることで、ジャム等の不具合を抑制することができ、従来よりもギヤ移動範囲を大きく取れ、省スペースで、確実にギヤ駆動できる定着装置、及びこの定着装置を備えた画像形成装置を提供することができる。

本実施形態に係る画像形成装置の概要図。 定着装置の要部の説明図。 加圧ローラと、加圧ローラの駆動ギヤに噛み合うアイドラギヤの説明図。 定着ローラの定着駆動ギヤの基準円、加圧ローラの加圧駆動ギヤの基準円、及び各アイドラギヤの基準円を用いた、加圧ローラと加圧レバーの移動についての説明図。 回転駆動される定着ローラから、加圧ローラへの回転駆動力伝達に関する説明図。 定着ローラと加圧ローラの回転速度差と、ジャム発生率との関係を示したグラフ。 従来の駆動装置の、定着ローラの定着駆動ギヤの基準円、加圧ローラの加圧駆動ギヤの基準円、及びアイドラギヤの基準円を用いた、加圧ローラと加圧レバーの移動についての説明図。

以下、本発明を電写真方式の画像形成装置である複合機に備えた定着装置の駆動装置に適用した一実施形態について図を用いて説明する。本実施形態は、いわゆる中間転写方式のタンデム型のフルカラーの画像形成装置を例に挙げて説明するが、これに限られるものではない。また、図１は、本実施形態に係る画像形成装置の概要図、図２は、定着装置の要部の説明図、図３は、加圧ローラと、加圧ローラの駆動ギヤに噛み合うアイドラギヤの説明図である。図４は、定着ローラの定着駆動ギヤの基準円、加圧ローラの加圧駆動ギヤの基準円、及び各アイドラギヤの基準円を用いた、加圧ローラと加圧レバーの移動についての説明図、図５は、回転駆動される定着ローラから、加圧ローラへの回転駆動力伝達に関する説明図である。図６は、定着ローラと加圧ローラとの回転速度差と、ジャム発生率との関係を示したグラフである。

まず、図１を用いてこの複合機１００の概略について説明する。この複合機１００は、原稿自動供給ユニット１０と、原稿読取ユニット２０と、書き込みユニット３０と、画像形成ユニット４０と、転写ユニット５０と、定着ユニット６０と両面ユニット７０と、給紙ユニット８０とを備えている。また、この複合機１００は、中間転写方式のタンデム型カラー複合機である。

原稿自動供給ユニット１０は、原稿供給部１１に載置された原稿（不図示）を後述する原稿読取ユニット２０のコンタクトガラス２１上に自動で供給し、後述する原稿読取ユニット２０による原稿の画像情報の読み込みが行なわれた後、原稿排紙部１２に排紙する。

原稿読取ユニット２０は、原稿の画像情報を読み取るためのものである。ユーザーの手作業、原稿読取ユニット２０の上部に設けられたコンタクトガラス２１上に原稿が置かれた状態で、操作部（不図示）のスタートスイッチが操作されると、原稿読取ユニット２０による原稿読取が直ちに開始される。また、原稿自動供給ユニット１０の原稿供給部１１上に原稿が積載された状態でスタートスイッチが操作されると、積載された最上面の原稿がコンタクトガラス２１上に自動給紙された後、原稿読取ユニット２０による原稿読取が開始される。原稿読取ユニット２０による読取開始により、コンタクトガラス２１上に置かれた原稿は図中右方向へ移動する光源により光照明される。原稿からの反射光像は、反射光像を読み取るためのＣＣＤ等からなるイメージセンサ２２により画像信号として画像情報が読み取られる。

書き込みユニット３０は、原稿読取ユニット２０で読み取られた画像情報の信号に基づいてＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色毎にレーザ光を光変調し、後述する画像形成ユニット４０の潜像担持体である感光体ドラム４１Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを、それぞれ露光して各感光体ドラム４１上に静電潜像を形成する。

画像形成ユニット４０は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色に対応した作像ユニット４６Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを備えている。各作像ユニット４６は、潜像担持体たる感光体ドラム４１の周囲に、帯電装置４２、現像手段たる現像装置４３、ドラムクリーニング装置４４等を備えている。そして、潜像担持体としての各感光体ドラム４１上の静電潜像を対応する色トナーで現像してトナー像化して、後述する転写ユニットの中間転写ベルト５１上にフルカラーのトナー像を形成する。

転写ユニット５０は、中間転写ベルト５１、各色に対応した一次転写ローラ５２、複数の架張ローラ、駆動ローラ等を備えている。さらに、中間転写ベルト５１の周囲には、中間転写ベルト５１上に形成されたフルカラートナー像を記録体であるシートに転写するための転写装置５３を備えている。また、この転写装置５３によりフルカラーのトナー像が記録体に転写された後の中間転写ベルト５１表面に残留しているトナーを除去回収するための中間転写クリーニング装置５４、二次転写部にシートを適性なタイミングで受入れるためのレジストローラ８９や、二次転写後のシートを後述する定着ユニット６０へ搬送する搬送手段等が配置されている。

定着ユニット６０は、図２に示すように、少なくとも、定着部材である定着ベルト６３、定着ローラ６１、加熱ローラ６２、加圧部材である加圧ローラ６４等を備える定着装置からなる。また、加熱ローラ６２内には赤外線ヒータ６５を、加圧ローラ６４内には赤外線ヒータ６６を、それぞれ加熱源として有している加熱定着装置でもある。また、定着ローラ６１と加熱ローラとに架け渡された無端状の定着ベルト６３を内側から上方へ押圧して、所定の張力を発生させるテンションローラ６７が設けられており、このテンションローラ６７を保持部材を介して上方へ押圧するスプリング６８が定着ユニット６０の筐体に保持されている。また、無端状の定着ベルト６３の開口端には寄り止めの突起リブ部６９が形成されている。そして、転写ユニット５０でシート上に形成されたフルカラートナー像を、定着ベルト６３を介した定着ローラ６１と、加圧ローラ６４とで形成する定着ニップ部で、加圧及び加熱してシート上に定着する。

また、定着ユニット６０は、ユニット内の回転体を回転駆動させる駆動装置（不図示）を備えている。この駆動装置は、主に本体装置側に設けられた駆動モータ（不図示）と、駆動モータからの回転力を伝達される駆動軸（不図示）と、定着ローラ６１と加圧ローラ６４のそれぞれの同軸に設けれた駆動ギヤ（不図示）と、これらの駆動ギヤに回転力を伝達するアイドラギヤ（不図示）等からなる。そして、本体装置側に設けられた駆動モータの回転駆動力は、駆動軸やアイドラギヤ等を介して、定着ローラ６１の駆動ギヤに伝達されて回転体である定着ローラ６１を回転駆動する。ここで、本体装置側に設けられた駆動モータは、定着ユニット６０の駆動装置用の専用のものであっても、他の装置の駆動装置と兼用であるものでも良い。

定着ローラ６１に伝達された回転駆動力は、定着ローラ６１と加熱ローラ６２とで架張している定着ベルト６３に伝達されて定着ベルト６３が回転し、定着ベルト６３の回転にともない、回転体である加熱ローラ６２が従動回転することとなる。また、定着ローラ６１に伝達された回転駆動力は、定着ベルト６３を介した定着ローラ６１と加圧ローラ６４とで形成されるニップ部、及び後述する駆動機構を介して加圧ローラ６４に伝達されて回転体である加圧ローラ６４が回転することとなる。

また、上述した例では、加熱源に関して赤外線ヒータを加熱ローラ６２と加圧ローラ６４内有している構成について説明したが、これに限定されるものではなく、他加熱源としてはＩＨコイルを用いたＩＨヒータや面状発熱ヒータ等いずれでもニップ部を加熱することができればいずれでもよい。

両面ユニット７０は、片面に画像形成され定着済みのシートの表裏を反転させるものである。この表裏が反転されたシートは、再度の転写ユニット５０の二次転写部へ搬送されることとなる。

給紙ユニット８０は、多段配設された４つの給紙カセット８１を備えており、それぞれに複数枚のシートを積載している。また、複数組の搬送ローラ対８２を有する給紙路も備えている。給紙カセット８１には回動可能に支持された底板８３を設けられており、この底板８３上にシート束が積載される。また、給紙ユニット８０には、この底板８３上のシート束の最上位のシートを搬送するピックアップローラ８４と、１枚に分離するリバースローラ８５と、１枚に分離された最上位のシートを給紙経路に搬送する給紙ローラ８６を備えている。そして、給紙経路下流側にはレジストローラ８９が配置されている。

また、複合機１００の図中右側には、手差しトレイ９０が設けられており、シートを積載して、転写ユニット５０のレジストローラ８９に向けて給紙することが可能である。そして、複合機１００の図中左側には、定着ユニット６０で定着され、排紙口から排紙ローラ９３の回転により排紙されたシートを積載する排紙積載トレイ９１を備えている。また、排紙口と定着ユニット６０との間には、分岐部９２が設けられており、排紙口側へ導くシートと、両面ユニット７０へ導くシートとを分岐する。

次に、この複合機１００の作像プロセスについて説明する。図１に示すように、画像形成ユニット４０の各作像ユニット４６では、周知の電子写真プロセスにより、中間転写ベルト５１の回転に合せて、各感光体ドラム４１上に所定のタイミングで４色のトナー像が形成される。まず、作像ユニット４６Ｙでは、左端の感光体上に形成されたイエロートナー像が中間転写ベルト５１に転写される。作像ユニット４６Ｍでは、次の感光体上に形成されたマゼンタトナー像がイエロートナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５１に転写される。作像ユニット４６Ｃでは、更に次の感光体上に形成されたシアントナー像がマゼンタトナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５１に転写される。ブラック作像部４６Ｋでは、右端の感光体上に形成されたブラックトナー像がシアントナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５１に転写される。このように、各感光体上に形成された４色のトナー像が順次重ね合わされて転写されることにより、中間転写ベルト５１にフルカラートナー像が形成される。

一方、中間転写ベルト５１上へのフルカラートナー像の画像形成動作に平行して、給紙ユニット８０の選択された給紙カセット８１からシートが順次１枚ずつ分離給紙される。ここで、給紙カセット８１に回動可能に支持された底板８３上にシート束が積載されている。この底板８３の回動によりシート束の最上位のシートがピックアップローラ８４に当接可能な位置まで上昇する。この最上位のシートは、ピックアップローラ８４の回転により給紙されて、リバースローラ８５により１枚に分離される。そして、１枚に分離された最上位のシートは、給紙ローラ８６の回転により、給紙カセット８１から送り出されて、その搬送経路下流側に配置されているレジストローラ８９へと搬送される。

このようにして分離搬送されたシートは、レジストローラ８９のニップに突き当たることにより搬送が一時止められ待機することとなる。レジストローラ８９は、中間転写ベルト５１上に形成されたフルカラートナー像と、シートの先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって回転を開始するように制御される。このレジストローラ８９の回転により、待機しているシートが再び搬送される。これにより、このシートの所定位置に、転写装置５３によって中間転写ベルト５１上に形成されたフルカラートナー像が転写される。

このようにしてフルカラートナー像が転写されたシートは、その搬送経路の下流側の定着手段たる定着ユニット６０に送り込まれる。この定着ユニット６０は、転写装置５３により転写されたフルカラートナー像をシート上に定着する。フルカラートナー像が定着されたシートは、排紙ローラ９３の回転により排紙積載トレイ９１に排紙積載される。ここで、シートの両面に画像形成を行う場合には、分岐部９２により定着済みのシートの搬送経路を切替え、両面ユニット７０を経由させることにより、シートの表裏を反転させる。この表裏が反転されたシートは、上述した片面への画像形成時と同様にして裏面への画像形成が行われる。

次に、本実施形態の特徴部である、定着装置である定着ユニット６０に用いる駆動装置が備える駆動機構の例について、実施例を挙げ図を用いて説明する。

（実施例１）
まず、第１の実施例である実施例１について、図３を用いて説明する。本実施例の駆動機構１６０は、本体装置側に備えた駆動モータから駆動軸や複数のアイドラギヤを介してアイドラギヤＢ１６６に伝達された回転駆動力を、アイドラギヤＡ１６５を介して加圧ローラ６４に設けた加圧駆動ギヤ１６４に伝達する構成に特徴がある。したがって、以下の説明は、回転駆動されているアイドラギヤＢ１６６の回転駆動力をアイドラギヤＡ１６５を介して、加圧駆動ギヤ１６４に伝達し、加圧ローラ６４を回転駆動させる構成について説明するものとし、他の駆動機構の構成については適宜省略して説明する。

図３に示すように、この駆動機構１６０は、主に、加圧ローラ６４の加圧駆動ギヤ１６４と、アイドラギヤＡ１６５、アイドラギヤＢ１６６とを有している。また、加圧ローラ６４の同軸に設けられ、軸心に平行な側面の全周が円形形状部である部材（以下、加圧円形形状部材１６２という）と、アイドラギヤＡ１６５の軸心と同軸の円形形状部を有した部材（以下、アイドラ円形形状部材１６３という）とを有している。

ここで、図３に示す、加圧ローラ６４の加圧駆動ギヤ１６４には、ｍ＝１、Ｚ６９のギヤを配しており、また、この加圧駆動ギヤ１６４に噛み合うアイドラギヤＡ１６５にはｍ＝１、Ｚ２２のギヤを配している。また、円形形状部を有する部材として、加圧ローラ６４には玉軸受Φ６２を加圧円形形状部材１６２として用い、アイドラギヤＡ１６５には、アイドラギヤＡ１６５の軸心を中心としたΦ２９の円形形状部を有したアイドラ円形形状部材１６３を用いている。このように、加圧円形形状部材１６２とアイドラ円形形状部材１６３の円形形状部の半径距離の和を、加圧駆動ギヤ１６４とアイドラギヤＡ１６５の基準円の半径距離の和と同じ値としている。なお、本実施例の駆動機構に用いている各アイドラギヤは、全てｍ＝１の１段ギヤを用いている。

また、アイドラ円形形状部材１６３は、アイドラギヤＡ１６５の軸心と、このアイドラギヤＡ１６５に噛み合うアイドラギヤＢ１６６の軸心に保持されており、アイドラギヤＢ１６６の軸心を中心に、アイドラギヤＡ１６５とともに回動するように設けられいる。また、アイドラギヤＢ１６６とアイドラギヤＡ１６５とが噛み合うことで、アイドラギヤＢ１６６の回転駆動力が伝達されて、アイドラギヤＡ１６５が駆動される。そして、アイドラ円形形状部材１６３の円形形状部は、加圧ローラ６４の移動にともなって移動するとともに、加圧駆動ギヤ１６４とアイドラギヤＡ１６５の軸心を結ぶ直線上で、回転する加圧円形形状部材１６２の玉軸受端面に接触するように形成され、配置された円弧状の部分からなる。このように形成され、配置されたアイドラ円形形状部材１６３が、加圧円形形状部材１６２の玉軸受端面に接触することで、加圧駆動ギヤ１６４とアイドラギヤＡ１６５は基準円にて噛み合いアイドラギヤＡ１６５の回転駆動力が伝達されて加圧駆動ギヤ１６４が駆動される。そして、アイドラ円形形状部材１６３は、アイドラギヤＢ１６６の軸心を中心として回動可能であり、加圧ローラ６４が一定距離移動する場合にも加圧円形形状部材１６２の玉軸受端面との接点を移動しながらギヤ同士は基準円で噛み合い駆動を行うことができる。

ここで、加圧ローラ６４が一定距離を直線方向に移動した場合について、図４を用いてより具体的に説明する。ここで、図４は、定着ローラの定着駆動ギヤの基準円、加圧ローラの加圧駆動ギヤの基準円、及び各アイドラギヤの基準円を用いた、加圧ローラと加圧レバーの移動についてのである。また、説明の関係上、定着駆動ギヤ１６１（定着ローラ６１）と加圧駆動ギヤ１６４（加圧ローラ６４）の軸心を垂直方向に上下に配置した記載としているが、この構成に限定されるものではない。図４に示すように示すように、本実施例の駆動機構では、従来の駆動機構とは異なり、加圧駆動ギヤ１６４を移動させる加圧レバー２０５の回動中心から加圧ローラ６４の軸心までの距離を一定に保つ必要はない。また、加圧レバー２０５の回動中心をアイドラギヤＡ１６５の軸心とする必要もない。

したがって、本実施例の定着ユニット６０では、例えば、加圧レバー２０５の加圧駆動ギヤ１６４の軸心を保持する部分にレバー軸方向のルーズホール（不図示）等を設け、定着ユニット６０側に加圧駆動ギヤ１６４の軸心を垂直方向にガイドするガイド部材（不図示）を設けることができる。このように、加圧駆動ギヤ１６４を一定距離を垂直方向（直線方向）に移動させることができることで、従来のように、加圧駆動ギヤ１６４が円弧状の軌跡を描いて移動してしまうことに起因して、加圧駆動ギヤ１６４の移動範囲が制約されることはない。さらに、図４に示すように、本実施例の駆動機構では、加圧駆動ギヤ１６４とアイドラギヤＡ１６５を基準円で噛み合わせた状態で、アイドラギヤＡ１６５をアイドラギヤＢ１６６の軸心を中心に回動させることができる。

よって、本実施例の駆動機構では、アイドラギヤＡ１６５を従来のように大きくすることなく、確実に回転駆動力を伝達できるとともに、加圧ローラ６４の移動範囲を従来の駆動機構より大きく取ることができる。また、本実施例では、円形形状部を有した部材としては、上述したような形状の部材を採用したが、例えば各ギヤの端面に、それぞれ基準円のフランジ面を形成したものであってもよい。また、本実施例では、定着ローラ６１の定着駆動ギヤ１６１から伝達された回転駆動力を、アイドラギヤＤ１６８、アイドラギヤＣ１６７、アイドラギヤＢ１６６を介して、アイドラギヤＡ１６５に伝達し、アイドラギヤＡ１６５に伝達された回転駆動力を加圧駆動ギヤ１６４に伝達して加圧ローラ６４を回転駆動させる伝達機構について説明した。しかし、これに限定されるものではなく、例えば、本体装置側に備えた駆動モータから、駆動軸や複数のアイドラギヤを介して、アイドラギヤＢ１６６に回転駆動力を伝達し、このアイドラギヤＢ１６６に伝達された駆動力をアイドラギヤＡ１６５に伝達し、アイドラギヤＡ１６５に伝達された回転駆動力を加圧駆動ギヤ１６４に伝達して加圧ローラ６４を回転駆動させる。

（実施例２）
次に、第２の実施例である実施例２について、図５を用いて説明する。上述した実施例１の駆動機構は、アイドラギヤＢ１６６に伝達された回転駆動力を、アイドラギヤＡ１６５を介して加圧ローラ６４に設けた加圧駆動ギヤ１６４に伝達する構成であった。それに対し、本実施例の駆動機構１６０では、実施例１の構成に加え、定着ローラ６１に伝達された回転駆動力の加圧ローラ６４への伝達を定着ニップ部を介して行うか、加圧駆動ギヤ１６４を介して行うかを、加圧駆動ギヤ１６４にワンウェイギヤを設けて設定していることに関わる点のみが異なる。したがって、以下の説明では、実施例１と共通する構成、及び作用・効果については、適宜省略して説明する。

定着ローラ６１の直径はφ９０、加圧ローラ６４の直径はφ８０であり、定着駆動ギヤ１６１にはｍ＝１、Ｚ８１、加圧駆動ギヤ１６４にはｍ＝１、Ｚ６９を用いている。そして、これらのギヤをアイドラギヤＡ１６５及びアイドラギヤＢ１６６、アイドラギヤＣ１６７、アイドラギヤＤ１６８にて連結している。また、実施例１と同様に、加圧駆動ギヤ１６４とアイドラギヤＡ１６５との連結は、アイドラ円形形状部材１６３を加圧円形形状部材１６２である玉軸受に接触させ基準円にて噛み合い駆動させている。

本実施例の駆動機構は、本体装置側に設けられた駆動モータにより回転駆動される定着駆動ギヤ１６１による回転駆動力の入力を行い回転させる。しかし、定着ベルト６３を介して定着ローラ６１と加圧ローラ６４とによりニップ部が形成されており、このニップ部を介しても定着ローラ６１の回転駆動力が、加圧ローラ６４に伝達でれる。そのため、このニップ幅によって、又は、各ローラの熱による膨張によっても定着ローラ６１の回転速度（周方向の速度）に対する、加圧ローラ６４の回転速度は一定とはならない。加圧ローラ６４では、ニップ部による回転速度とギヤ連結による回転速度差が発生するため、ニップ部でのスリップないしギヤの歯飛びが発生してしまう。

そこで、本実施例の駆動機構１６０では、加圧駆動ギヤ１６４にワンウェイクラッチを搭載している。この加圧駆動ギヤ１６４は、定着ローラ６１から定着駆動ギヤ１６１、及びアイドラギヤ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を介して回転駆動される加圧ローラ６４の回転速度（以下、ギヤ駆動回転速度という）より、定着ベルト６３を架け渡した定着ローラ６１からニップ部を介して回転駆動される加圧ローラ６４の回転速度（以下、ニップ駆動回転速度という）が速い場合には空転する。そして、加圧ローラ６４のギヤ駆動回転速度より、加圧ローラ６４のニップ駆動回転速度が遅くなった場合にはギヤ駆動するように設定した。なお、いずれの回連速度も周方向の速度である。

このように構成することで、加圧ローラ６４は、定着ローラ６１に対しスリップしない限りギヤ駆動せず、連れ回り回転を行う。したがって、アイドラギヤ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を介して連結した定着ローラ６１と加圧ローラ６４の互いの駆動ギヤ同士がスムースに回転し必要に応じ、ギヤ駆動させることができるため、確実にギヤ駆動を行える。ただし、空転時にはワンウェイギヤに空転トルクが発生し、この空転トルクはアイドラギヤＡ１６５を歯飛びさせる方向となる。そのため、本実施例では、アイドラ円形形状部材１６３に、付勢手段１６９を設けてスプリングで、アイドラギヤＡ１６５を加圧駆動ギヤ１６４へ向け付勢することで、アイドラギヤＡ１６５を歯飛びさせる方向に発生する空転トルク対処している。

また、本発明の発明者は、定着ユニット６０におけるジャムの発生率と、定着ローラ６１に架け渡された定着部材である定着ベルト６３の回転速度（ニップ部中心の線速）と加圧ローラ６４の回転速度（線速）との回転速度差との関係を調査したところ、図５に示すような調査結果を得た。この図５のグラフからも明らかなように、加圧ローラ６４の回転速度が遅くなり、定着ローラ６１に架け渡された定着部材である定着ベルト６３との回転速度差が、−３．０（％）以下となった場合、及び、加圧ローラ６４の回転速度が速くなり、定着ローラ６１との回転速度差が、＋３．０（％）以上となった場合に、ジャムの発生率が高くなっていくのが分かる。なお、回転速度差の計算式は、以下の式（１）を用いた。

回転速度差（％）＝（加圧ローラ６４のニップ駆動回転速度−定着ローラ６１に架け渡された定着ベルト６３の回転速度）×１００／定着ローラ６１の回転速度 ・・・（１）

ここで、定着部材である定着ベルトを介した定着ローラと加圧ローラとでニップ部を形成する定着装置では、ニップ幅が狭くなるほど、定着ベルトに対する、ニップ部を介して連れ回り回転する加圧ローラのニップ駆動回転速度は遅くなる傾向がある。そこで、本実施例では、ニップ部を介して連れ回り回転する加圧ローラのニップ駆動回転速度が最も遅くなるニップ部の幅、つまり最も狭いニップ幅で、加圧ローラ６４と定着ローラ６１との回転速度差が、−３．０（％）以下となった場合には、確実にギヤ駆動させるために上述した構成としている。言い換えると、定着ベルト６３の回転速度（線速）の−３．０（％）の回転速度より僅かに速いギヤ駆動回転速度（安全側の回転速度）で加圧ローラ６４をギヤ駆動させる、定着ローラ６１及び加圧ローラ６４の径、及び、それぞれの駆動ギヤのｍ、Zを設定した。

このように、定着ローラ６１に架け渡された定着部材である定着ベルト６３の回転速度に対し、ニップ部を介して連れ回り回転する加圧ローラ６４の回転速度が−３％遅くなった場合には、確実にギヤ駆動とすることによって、定着を行なう画像形成済みのシートにダメージを与えることをなくせる。また、加圧ローラ６４へのダメージを最小限におさえることもでき、従来より大きくギヤ移動を行っても、確実にギヤ駆動を行える駆動機構を有した、画像形成装置を提供することができる。

以上、本実施形態の駆動機構１６０を備えた駆動装置では、直線的に移動する加圧駆動ギヤ１６４とアイドラギヤＡ１６５とを噛み合せるために、アイドラギヤＡ１６５も移動させることができる。そして、互いの基準円で噛み合せるために、加圧駆動ギヤ１６４とアイドラギヤＡ１６５にそれぞれ円形形状部を有した部材を保持させ、それぞれの円形形状部の半径の和と、加圧駆動ギヤ１６４とアイドラギヤＡ１６５の基準円の半径の和とが同じ値になるようにしている。それぞれの円形形状部の半径の和と、移動駆動ギヤとアイドラギヤの基準円の半径の和とが同じ値であるので、互いの円形形状部を押し当てることで、確実に互いの基準円で噛み合せることができる。したがって、従来の構成のように、互いの基準円を噛み合わせるために、加圧駆動ギヤ１６４を保持する加圧レバー２０５の回動中心をアイドラギヤＡ１６５の軸心にする必要がない。そのため、加圧レバー２０５の加圧駆動ギヤ１６４を保持する部分にルーズホール等を設けて、加圧駆動ギヤ１６４を直線的に移動でき、加圧駆動ギヤ１６４又はアイドラギヤＡ１６５を大きくする必要もない。よって、直線的に移動させる加圧駆動ギヤ１６４の移動範囲を従来よりも大きく取れ、省スペースで、確実に加圧駆動ギヤ１６４とアイドラギヤＡ１６５とのギヤ駆動を行える。
また、本実施形態の駆動機構１６０を備えた駆動装置では、加圧駆動ギヤ１６４にワンウェイギヤを設けており、定着ローラ６１がニップ部を介して加圧ローラ６４を回転させる加圧ローラ６４のニップ駆動回転速度が、ギヤ駆動する加圧ローラ６４のギヤ駆動回転速度より早い場合には、このワンウェイギヤが空転する。そして、加圧ローラ６４のギヤ駆動回転速度より、加圧ローラ６４のニップ駆動回転速度が遅くなった場合にはギヤ駆動するように設定した。したがって、アイドラギヤ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を介して連結した定着ローラ６１と加圧ローラ６４の互いの駆動ギヤ同士がスムースに回転し、必要に応じてギヤ駆動させることができるため、確実にギヤ駆動を行える。
また、本実施形態の定着装置である定着ユニット６０では、上述した駆動装置を備えることで、従来より大きくギヤ移動を行っても、省スペースで、確実にギヤ駆動を行える。
また、本実施形態の定着装置である定着ユニット６０では、上述した駆動装置を備えることで、アイドラギヤ（Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄ）を介して連結した定着ローラ６１と加圧ローラ６４の互いの駆動ギヤ同士がスムースに回転し、必要に応じてギヤ駆動させることができる。よって、従来より大きくギヤ移動を行っても、省スペースで、確実にギヤ駆動を行える。
また、本実施形態の画像形成装置である複合機１００では、上述した定着装置を備えることで、従来より大きくギヤ移動を行っても、省スペースで、確実にギヤ駆動を行える。
また、本実施形態の画像形成装置である複合機１００では、定着ローラ６１に架け渡された定着部材である定着ベルト６３の回転速度に対し加圧ローラ６４のニップ駆動回転速度が３％遅くなった場合には、確実にギヤ駆動に切り替えることによって、定着を行なうシートにダメージを与えることなく、また加圧ローラ６４へのダメージを最小限におさえることができる。そして、従来より大きくギヤ移動を行っても、省スペースで、確実にギヤ駆動を行える。

１０ 原稿自動供給ユニット
２０ 原稿読取ユニット
３０ 書き込みユニット
４０ 画像形成ユニット
４６ 作像ユニット
５０ 転写ユニット
６０ 定着ユニット
６１ 定着ローラ
６２ 加熱ローラ
６３ 定着ベルト
６４ 加圧ローラ
６５・６６ 赤外線ヒータ
６７ テンションローラ
６８ スプリング
６９ 突起リブ部
７０ 両面ユニット
８０ 給紙ユニット
８１ 給紙カセット
８９ レジストローラ
１００ 複合機
１６０ 駆動機構
１６１ 定着駆動ギヤ
１６２ 加圧円形形状部材
１６３ アイドラ円形形状部材
１６４ 加圧駆動ギヤ
１６５ アイドラギヤＡ
１６６ アイドラギヤＢ
１６７ アイドラギヤＣ
１６８ アイドラギヤＤ
１６９ 付勢手段
２０５ 加圧レバー
２０６ 押圧手段

特開２０１０−１５２２８０号公報 特開２００３−０４８６３４号公報

Claims (7)

1. 軸心が移動する回転体である軸移動回転体に取り付けられた駆動ギヤである移動駆動ギヤと、それに接続するアイドラギヤを有した駆動機構を備えた駆動装置において、
   前記軸移動回転体は一定距離を直線方向に移動可能であり、
   前記移動駆動ギヤと前記アイドラギヤは、それぞれギヤと同軸心の円形形状部を有した部材をギヤ又はギヤの軸部材に保持しており、
   前記移動駆動ギヤと前記アイドラギヤの円形形状部の半径の和は、前記駆動ギヤと前記アイドラギヤのギヤピッチ円の半径の和と同じ値であることを特徴とする駆動装置。
2. 駆動ギヤとアイドラギヤのピッチ間距離は、それぞれの円形形状部を有した部材の円形形状部が互いに押し当ることにより決まることを特徴とする、請求項１に記載の駆動装置。
3. 軸心が移動しない回転体である軸固定回転体に取り付けられた駆動ギヤである固定駆動ギヤと、複数のアイドラギヤと、軸移動回転体に取り付けられた移動駆動ギヤとを有し、
   回転駆動される前記軸固定回転体の回転駆動力を、前記固定駆動ギヤと、前記複数のアイドラギヤとを介して、前記移動駆動ギヤに伝達し、前記軸移動回転体をギヤ駆動する駆動機構を備えた駆動装置であって、
   前記軸固定回転体と前記軸移動回転体とはニップ部を形成しており、
   前記軸移動回転体は前記ニップ部を介しても回転駆動され、
   前記移動駆動ギヤは、ワンウェイギヤであり、ギヤ駆動される前記軸移動回転体の回転速度より、前記ニップ部を介して回転駆動される該軸移動回転体の回転速度が速い場合には空転し、該ニップ部を介して回転駆動される該軸移動回転体の回転速度が遅い場合にはギヤ駆動することを特徴とする、請求項１又は２に記載の駆動装置。
4. 請求項１又は２に記載の記載の駆動装置と、定着部材と、加圧部材とを、少なくとも備える定着装置であって、
   軸移動回転体が、加圧部材である加圧ローラでることを特徴とする定着装置。
5. 請求項３に記載の記載の駆動装置と、定着部材と、加圧部材とを、少なくとも備える定着装置であって、
   軸移動回転体が、加圧部材である加圧ローラであり、
   軸固定回転体が、定着部材である定着ローラ、又は定着部材を回転させる定着ローラであることを特徴とする定着装置。
6. 請求項４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。
7. 請求項５記載の定着装置を備え、定着部材の回転速度に対し、加圧部材の回転速度が３％遅くなった場合にギヤ駆動とすることを特徴とする画像形成装置。

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