JP2013054245A - 駆動ユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ウォームホイール７６のはすばの摩耗を抑える。
【解決手段】第１カップリング７８ａと第２カップリング７８ｂとの係合によって原動側回転軸部材７７と従動側回転軸部材８４とを同じ回転軸線上で連結し、図示しない加圧ローラや従動側回転軸部材８４等を具備する従動側ユニット９０を軸線方向にスライド移動可能にフレームに保持させ、フレームの移動に伴って第１カップリング７８ａと第２カップリング７８ｂとの係合の解除が図示しない検知手段によって検知されたことに基づいて、駆動モータ７１を所定量だけ駆動してウォームホイール７６の回転角度姿勢を変化させるようにした。
【選択図】図８

Description

本発明は、駆動源からの駆動力を、ウォームギヤと被回転軸部材とを介して移動体に伝達して前記移動体を移動させる駆動伝達機構を有する駆動ユニットや、これを備える画像形成装置に関するものである。

従来より、駆動源の駆動力を従動側に伝達する駆動伝達部材として、ウォームギヤが知られている。ウォームギヤは、棒状の本体の周面上に螺旋状突起を具備するウォーム（ネジ歯車）と、ウォームの螺旋状突起に噛み合う複数のはすばを具備するウォームホイール（はすば歯車）とからなる。ウォームホイールは、ウォームよりも従動側に配設されるのが一般的である。このような配設により、いわゆるセルフロック機能を発揮することができるからである。セルフロック機能は、駆動源を停止させている状態において、移動体の荷重などによる従動側から原動側への負荷伝達をウォームとウォームホイールとの間で遮断することで、移動体を停止位置に拘束する機能である。このようなセルフロック機能を発揮するウォームギヤは、様々な機器に広く用いられている。

例えば、特許文献１には、画像形成後の記録シートをスタックする記録シートトレイの昇降機構にウォームギヤを用いた画像形成装置が開示されている。この画像形成装置においては、多量の記録シートを載せた状態の記録シートトレイの昇降動作を昇降可能範囲の途中で停止させても、ウォームギヤのセルフロック機構により、移動体たる記録シートトレイをその停止位置に拘束することができる。

また、特許文献２には、無端状の中間転写ベルトのループ内側で中間転写ベルトを支持しながら、必要に応じて自らの姿勢を傾けることで中間転写ベルトの片寄り走行を修正するステアリングローラの傾動機構にウォームギヤを用いた画像形成装置が開示されている。この画像形成装置においては、ステアリングローラを傾けた姿勢でローラの傾動駆動を停止させても、ウォームギヤのセルフロック機構により、移動体たるステアリングローラに対してその傾いた姿勢を維持させることができる。

一方、特許文献３には、加熱ローラと加圧ローラとの当接による定着ニップに挟み込んだ記録シートに対してトナー像を定着せしめる定着装置において、偏心カムを用いた接離機構によって加圧ローラを加熱ローラに接離させる構成が開示されている。この定着装置は、偏心カムのカム面を揺動可能な揺動アームに押し当てながら、揺動アームのアーム部から突出する押圧用凸部を加圧ローラの回転軸部材に当接させている。そして、偏心カムにより、揺動アームの押圧用凸部を介して加圧ローラを加熱ローラに向けて押圧する。加熱ローラ及び加圧ローラを具備するローラユニットを交換する際には、押圧用凸部を加圧ローラの回転軸部材から離間させる回転角度で偏心カムの回転を停止させる。この状態で、揺動アームや偏心カムを具備する接離機構を画像形成装置本体内に残したまま、ローラユニットだけを交換することができる。

本発明者は、かかる構成の定着装置における接離機構の駆動伝達部材として、ウォームギヤを用いた画像形成装置を開発中である。接離機構の駆動伝達部材にウォームギヤを用いることで、ウォームギヤのセルフロック機能によって加圧ローラを加熱ローラに対する圧接位置に拘束することができる。

しかしながら、この画像形成装置においては、セルフロック機能によって加圧ローラを加熱ローラとの圧接位置に拘束しているときに、ウォームギヤを特定の噛み合わせにしてしまうことから、ウォームホイールのはずばを摩耗させ易いという問題があった。具体的には、加圧ローラを加熱ローラに圧接させるときには、偏心カムの大径箇所を揺動アームに当接させる回転角度姿勢にしている。偏心カムがこのような回転角度姿勢で停止しているときには、偏心カムと同じ回転軸線上に固定されたウォームホイールも、所定の回転角度姿勢で回転を停止している。ウォームホイールは、いつも特定のはすばだけをウォームに噛み合わせた状態で回転を停止させるのである。これにより、その特定のはすばを集中的に摩耗させてしまう。

ウォームギヤを定着装置の加圧ローラの接離機構に用いた構成において生ずる問題について説明したが、接離機構に限らず、ウォームホイールを特定の回転角度姿勢で停止させることで移動体を所定の停止位置に拘束する構成であれば、同様の問題が生じ得る。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、ウォームホイールのはずばの摩耗を抑えることができる駆動ユニットを提供することである。

上記目的を達成するために、本発明は、駆動源と、前記駆動源からの駆動力を、ウォームギヤを介して移動体に伝達して前記移動体を移動させる駆動伝達機構と、前記駆動源の駆動を制御する制御手段とを有する駆動ユニットにおいて、互いに回転軸線方向に係合する第１係合部材及び第２係合部材からなる継手における前記第１係合部材を、前記ウォームギヤのウォームホイールが固定された原動側回転軸部材の端部に固定し、前記第２係合部材を従動側回転軸部材の端部に固定し、前記第１係合部材と前記第２係合部材との係合によって前記原動側回転軸部材と前記従動側回転軸部材とを同じ回転軸線上で連結し、前記駆動源、前記ウォームギヤ、及び前記原動側回転軸部材を具備する原動側ユニットと、前記移動体及び前記従動側回転軸部材を具備する従動側ユニットとのうち、何れか一方を保持体によって前記回転軸線方向に移動可能に保持させ、前記保持体の移動に伴って前記第１係合部材と前記第２係合部材との係合が解除されたことを検知する係合解除検知手段を設け、前記係合解除検知手段によって係合の解除が検知されたことに基づいて、前記駆動源を所定量だけ駆動して前記ウォームホイールの回転角度姿勢を変化させる処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

本発明においては、保持体に保持される原動側ユニット又は従動側ユニットの移動により、継手を介した原動側回転軸部材と従動側回転軸部材との連結が解除されると、その解除が係合解除手段によって検知される。このとき、従動側回転軸部材に連結していない原動側回転軸部材は空回りが可能になる。そこで、制御手段が駆動源を所定量だけ駆動して原動側回転軸部材を空回りさせて、ウォームホイールの回転角度姿勢を変化させる。このように回転角度姿勢を変化させることで、セルフロック機能によって移動体を所定の停止位置に拘束しているときのウォームホイールのウォームに対する噛み合いはずばを変化させる。かかる構成では、セルフロック機能によって移動体を所定の停止位置に拘束しているときに常に特定のはずばをウォームに噛み合わせてしまう構成に比べて、はすばの摩耗を抑えることができる。

実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタの定着装置の加圧ローラを定着ベルトに対して接離させる接離機構を示す斜視図。 同接離機構と駆動ユニットとを示す斜視図。 同定着装置を示す全体斜視図。 同定着装置の長手方向の一端部を示す拡大斜視図。 同接離機構の一部を定着ベルトから離間している状態の加圧ローラなどとともに示す拡大側面図。 同接離機構の一部を定着ベルトに圧接している状態の加圧ローラなどとともに示す拡大側面図。 接離機構の駆動ユニットの要部を示す拡大斜視図。 従動側回転軸部材の回転角度と、従動側回転軸部材にかかるトルクとの関係を示すグラフ。 実施例に係るプリンタにおけるスプライン継手を示す斜視図。 同スプライン継手と、同スプライン継手の係合を検知している係合解除検知センサとを示す正面図。 同スプライン継手と、同スプライン継手の係合解除を検知している係合解除検知センサとを示す正面図。 空回しが実施される前の同スプライン継手を示す斜視図。 図１３の状態から空回しが３回実施された後の同スプライン継手を示す斜視図。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタの一実施形態について説明する。
図１は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図において、プリンタの本体１００は、内部に収容している記録シートを給紙路に供給する給紙部（給紙テーブル）２００の上に載せられている。図中の符号の末尾に付されている添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（黒）用の部材であることを示している。

プリンタの本体１００の中央付近には、複数の支持ローラ１４，１５，１５’，１６，６３に掛け回されて図中時計回りに回転搬送可能な無端ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト１０が設けられている。図示の例では、支持ローラ１６の左に中間転写ベルト用のクリーニング装置１７が設けられている。クリーニング装置１７は、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する。また、支持ローラ１４と支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４つのトナー像形成手段１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋを順に横並びに配設したタンデム画像形成部２０が設けられている。

タンデム画像形成部２０の上には、光書込手段としての光書込装置（露光装置）２１が設けられている。タンデム画像形成部２０の各トナー像形成手段１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の潜像が形成される潜像担持体としてのドラム状の感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを有している。感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋそれぞれの表面は、帯電装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋで一様に帯電された後、画像データに基づいて光書込装置（露光装置）２１で露光され、これにより、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋそれぞれの表面に潜像が形成される。

感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋの潜像はそれぞれ、現像装置６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋで現像される。これにより、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋそれぞれの表面に可視像である各色のトナー像が担持される。また、感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋから中間転写ベルト１０にトナー像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト１０を間に挟んで各感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋに対向するように一次転写手段の構成要素としての一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋが設けられている。また、支持ローラ１４は中間転写ベルト１０を回転駆動する駆動ローラである。ブラック単色画像を中間転写ベルト１０上に形成する場合には、駆動ローラ１４以外の支持ローラ１５，１５’を移動させて、イエロー、マゼンタ、シアンの感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃを中間転写ベルト１０から離間させることも可能である。

中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示の例では、２次転写対向ローラ１６に２次転写ローラ１６’を押し当て転写電界を印加することにより、中間転写ベルト１０上の画像を記録シートに転写する。

２次転写装置２２の横には、記録シート上の転写画像を定着する定着手段としての定着装置２５が設けられている。定着装置２５は、無端状の定着ベルト２５ａ、加熱ローラ２５ｂ、駆動ローラ２５ｃ、加圧ローラ２５ｄ等を有している。定着ベルト２５ａは、そのループ内側に配設された加熱ローラ２５ｂと駆動ローラ２５ｃとによって張架されながら、駆動ローラ２５ｃの回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動せしめられる。この無端移動の過程で、ハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ２５ｂによって加熱された後、後述する定着ニップを通過する。定着ベルト２５ａの周方向における全域のうち、駆動ローラ２５ｃに対する掛け回し箇所には、加圧ローラ２７がベルトおもて面から当接して定着ニップを形成している。この定着ニップに対しては、支持ローラ２３に掛け回された状態で無端移動せしめられる搬送ベルト２４により、画像転写後の記録シートが送り込まれる。

２次転写装置２２や定着装置２５の下には、記録シートの両面に画像を記録するために記録シートを反転する記録シート反転装置２８がタンデム画像形成部２０と平行な姿勢で配設されている。

プリンタの本体１００に画像データが送られて、作像開始の信号を受けると、プリンタは、不図示の駆動モータで支持ローラ１４を回転駆動して他の複数の支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送する。同時に、個々のトナー像形成手段１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８Ｋで各感光体４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ上にそれぞれ、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト１０の搬送とともに、それらの単色画像を一次転写ローラ６２Ｙ，６２Ｍ，６２Ｃ，６２Ｋが対向する一次転写部で順次転写して中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。

また、給紙部の給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから記録シートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送してプリンタ本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。あるいは、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の記録シートを繰り出し、分離ローラで１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と２次転写装置２２の２次転写ローラ１６’との間に記録シートを送り込み、２次転写装置２２で転写して記録シート上にカラー画像を記録する。画像転写後の記録シートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込まれ、熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、不図示の切換爪で切り換えて記録シート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び２次転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。

一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルト用のクリーニング装置１７により、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーが除去され、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。

図２は、定着装置２５の加圧ローラ２５ｄを定着ベルト２５ａに対して接離させる接離機構を示す斜視図である。接離機構は、定着ベルト２５ａに当接して定着ニップを形成するための加圧ローラ２５ｄを支持する揺動可能な揺動アーム１０１、揺動アーム１０１に当接しながら回転するカム８０、軸線方向の端部にカム８０が固定された従動側回転軸部材８４などを具備している。

図３は、定着装置２５の接離機構を示す斜視図である。また、図４は、定着装置２５を示す全体斜視図である。また、図５は、定着装置２５の長手方向の一端部を示す拡大斜視図である。

カム８０は、駆動源である駆動モータ７１の駆動力を受けて回転する。具体的には、図示しない電源から電流の入力を受ける駆動モータ７１が入力信号に基づいて回転駆動すると、その回転駆動力がギヤケース８６の上面から露出したウォーム回転軸の一端部（上端部分）に取り付けられたウォーム駆動ギヤ７３に伝達される。これにより、ウォーム７５が回転駆動する。ウォーム７５は、その回転軸が略鉛直方向に沿うように配置されており、その本体部分（ウォーム駆動ギヤ７３よりも下側部分）はギヤケース８６内に収容されている。

図５においては、便宜上、ギヤケース８６を取り外した状態の定着装置一端部を示している。ギヤケース８６内には、ウォーム７５の回転駆動力の回転軸方向を鉛直方向から水平方向へ変換するとともに、その回転数を落とすウォームホイール７６が配設されており、ウォーム駆動ギヤ７３と一体となって回転するウォーム７５の螺旋状突起に噛み合っている。ウォームホイール７６が回転すると、その回転駆動力がカム８０に伝わってカム８０が回転する。

図６は、接離機構の一部を定着ベルト２５ａから離間している状態の加圧ローラ２５ｄなどとともに示す拡大側面図である。同図において、加圧ローラ２５ｄを回転可能に保持している揺動アーム１０１は、揺動軸１０１ａを中心にして揺動可能に構成されている。この揺動アーム１０１には、空転可能な当接コロ８１が設けられている。カム８０が自らの小径箇所を揺動アーム１０１の当接コロ８１に突き当てる回転角度姿勢で停止すると、図示のように、揺動アーム１０１が加圧ローラ２５ｄを定着ベルト２５ａから離間させる姿勢をとる。これに対し、図７に示されるように、カム８０が自らの大径箇所を揺動アーム１０１の当接コロ８１に突き当てる回転角度姿勢で停止すると、揺動アーム１０１が加圧ローラ２５ｄを定着ベルト２５ａに圧接させる姿勢をとる。このように、カム８０の回転角度姿勢を変化させることで、加圧ローラ２５ｄを定着ベルト２５ａにおける駆動ローラ２５ｃに対する掛け回し箇所に対して接離させることができる。

図４に示されるように、定着装置２５において、定着ベルト（不図示）、加熱ローラ２５ｂ、駆動ローラ２５ｃ、加圧ローラ２５ｄ、カム８０などを具備する定着装置本体は、保持体としてのフレーム８９によって保持されている。そして、フレーム８９は、プリンタ本体により、図中矢印Ａ方向（ローラ軸線方向）にスライド移動可能に支持されている。作業者は、フレーム８９をプリンタ本体に対してスライド移動させることで、定着装置本体をプリンタ本体に対して着脱することができる。この際、着脱操作に先立って、図６に示されたように、加圧ローラ２５ｄを定着ベルト２５ａから離間させておく。この離間により、定着装置本体の矢印Ａ方向のスライド移動が可能になる。

かかる構成では、定着装置２５の全要素のうち、移動体としての加圧ローラ２５ｄの接離動作を駆動するための駆動ユニットにおける駆動モータ７１、ウォーム７６、ウォームホイール７６などからなる原動側ユニットをプリンタ本体内に残したままで、従動側ユニットだけを機外に引き出すことができる。各種ローラや定着ベルト２５ａを具備する定着装置本体を容易に交換することが可能であるため、メンテナンス性に優れている。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。定着装置２５の接離機構は、移動体としての加圧ローラ２５ｄの接離動作を実現するための駆動ユニットを具備している。
図８は、接離機構の駆動ユニットの要部を示す拡大斜視図である。駆動ユニットは、駆動モータ７１、駆動モータギヤ７２、ウォーム駆動ギヤ７３、ウォーム軸７４、ウォーム７５、原動側回転軸部材７７、第１カップリング７８ａなどからなる原動側ユニット７０と、第２カップリング７８ｂ、センサーフィラー８３、透過型フォトセンサ８２、従動側回転軸部材８４などからなる従動側ユニット９０とを有している。

従動側ユニット９０は、上述した定着装置本体とともにフレーム８９によってスライド移動可能に保持されており、定着装置本体とともにプリンタ本体に対して着脱される。この従動側ユニット９０において、カム８０は、従動側回転軸部材８４に固定されており、従動側回転軸部材８０と一体となって回転する。なお、図示のカム８０は、図２に示される定着装置長手方向一端部の揺動アーム１０１の当接コロ８１に当接するものである。図８では、従動側回転軸部材８４の軸線方向の一端部に固定されたカム８０が揺動アームの当接コロ８１に当接している。図２に示される揺動アーム１０１は、加圧ローラ２５ｄの軸線方向の一端部にある回転軸部材を回転可能に保持するものであるが、かかる揺動アーム１０１の他に、加圧ローラ２５ｄの軸線方向の他端部にある回転軸部材を回転可能に保持する揺動アームも本プリンタは有している。

図８において、従動側回転軸部材８４の軸線方向の他端側は図示されていないが、従動側回転軸部材８４の軸線方向の他端部にも同様のカムが固定されている。このカムは、加圧ローラ２５ｄの軸線方向の他端部にある回転軸部材を回転可能に保持する揺動アームを揺動させるためのものであり、図８に示されるカム８０と一体となって回転する。従動側回転軸部材８４の周面上における周方向の取り付け位置は、２つのカムで互いに同じである。つまり、２つのカムはそれぞれ、互いに同期して小径箇所を当接コロに当接させて加圧ローラ２５ｄを定着ベルト２５ａから離間させたり、互いに同期して大径箇所を当接コロに当接させて加圧ローラ２５ｄを定着ベルト２５ａに圧接させたりする。

２つのカム８０がそれぞれ大径箇所を当接コロ８１に当接させている状態では、従動側回転軸部材８３に固定されたセンサーフィラー８３が透過型フォトセンサ８２によって検知される。ＣＰＵやＲＡＭなどから構成される図示しない定着制御部は、透過型フォトセンサ８２からフィラー検知信号が発信されたタイミングで駆動モータ７１の駆動を停止させることで、加圧ローラ２５ｄを定着ベルト２５ａに圧接させた状態で、加圧ローラ２５ｄの接離動作を停止させる。

駆動ユニットの従動側ユニット７０において、２つのカム８０が固定された従動側回転軸部材８４の一端部には、カップリング継手７８の第２カップリング７８ｂが固定されている。一方、駆動ユニットの原動側ユニット７０において、セルフロック機能を発揮するためのウォームホイール７６は、原動側回転軸部材７７に固定されている。この原動側回転軸部材７７は、従動側ユニット７０の従動側回転軸部材８４と同一軸線上に位置しており、その軸線方向の他端部には、カップリング継手７８の第１カップリングが固定されている。そして、第１カップリング７８ａと第２カップリング７８ｂとの係合により、原動側回転軸部材７７と従動側回転軸部材８４とが同じ回転軸線上で連結されている。

図４におけるフレーム８９によってスライド移動可能に保持される定着装置本体がプリンタ本体から引き出されると、プリンタ本体に固定されている図示しない定着本体検知センサが、定着装置本体を検知しなくなる。定着本体検知センサは、反射型フォトセンサ、あるいは透過型フォトセンサなどからなり、定着装置本体がプリンタ本体から引き出されているときと、プリンタ本体に装着されているときとの光学特性の違いにより、定着装置本体を検知する。

定着装置本体がプリンタ本体から引き出される際、図８に示される駆動ユニットの従動側ユニット９０が、定着装置本体と一体的にプリンタ本体から引き出される。この際、従動側ユニット９０の第２カップリング７８ｂと、原動側ユニット７０の第１カップリング７８ａとの係合が解除され、原動側ユニット７０の原動側回転軸部材７７やウォームホイール７６などが空回りできる状態になる。

定着本体検知センサによって定着装置本体が検知されなくなったときは、定着装置本体がプリンタ本体から引き出されたときであるので、当然ながら、第１カップリング７８ａと第２カップリング７８ｂとの係合は解除されている。つまり、定着本体検知センサは、定着本体を検知しなくなることで、両カップリングの係合解除を間接的に検知する。定着制御部は、このように、定着本体検知センサが両カップリングの係合解除を間接的に検知しなくなったことに基づいて、ステッピングモータからなる駆動モータ７１を所定量だけ駆動する。その駆動量は、原動側回転軸部材７７やウォームホイール７６を約１８０［°］回転させる値である。このように、定着装置本体がプリンタ本体から引き出されると、定着制御部が原動側回転軸部材７７やウォームホイール７６を空回りさせて約１８０［°］回転させる。

図５などに示されるカップリング継手７８は、第１カップリング７８ａや第２カップリング７８ｂにそれぞれ爪部を２つずつ具備している。第１カップリング７８ａと第２カップリング７８ｂとが互いに互いの爪をかわす回転角度姿勢の状態で、回転軸線方向に係合する。かかる構成においては、第１カップリング７８ａ及び第２カップリング７８ｂのうち、一方を回転不能に固定した場合における他方の前記一方に対する係合可能な回転停止角度である係合可能角が、１回転内で２つ存在する。２つの係合可能角の位相は、互いに１８０［°］ずれている。そこで、定着制御部は、定着本体検知センサによって両カップリングの係合解除が検知された際に、原動側回転軸部材７７を約１８０［°］回転させて、第１カップリング７８ａの姿勢を１８０［°］変化させるのである。これにより、回転停止後には、第１カップリング７８ａをそのままにした状態で、プリンタ本体に再装着された定着装置本体側の第２カップリング７８ｂを第１カップリング７８ａに係合させることができる。

図９は、従動側回転軸部材８４の回転角度と、従動側回転軸部材８４にかかるトルクとの関係を示すグラフである。図示のように、従動側回転軸部材８４にかかるトルクは、従動側回転軸部材８４の回転角度によって大きく変化する。従動側回転軸部材８４の回転角度が９０［°］になったときに、そのトルクが最大値となる。これは、従動側回転軸部材８４の回転角度が９０［°］になったときに、カム８０の大径箇所が揺動アーム１０１の当接コロ８１に当接して、加圧ローラ２５ｄを定着ベルト２５ａに圧接させるからである。定着装置本体がプリンタ本体内にセットされた状態では、このように、従動側回転軸部材８４にかかるトルクを最大にした状態で、カム８０の回転を停止させている。そして、セルフロック機能により、その最大のトルクは、ウォームホイール７６における複数のはずばのうち、ウォーム７５の螺旋状突起と噛み合っているはすばに受けられるため、そのはすばを経時的に摩耗させ易くなる。

定着装置本体がプリンタ本体に引き出されたときに、上述した原動側回転軸部材７７やウォームホイール７６の空回しを実施しないと、定着装置本体が交換されたとしても、ウォームホイール７６における最大のトルクをかけるはすばは変化しない。つまり、定着装置本体を交換したか否かにかかわらず、常に、ウォームホイール７６における特定のはすばだけに、最大トルクをかけ続けることになる。これに対し、本プリンタのように、定着装置本体がプリンタ本体に引き出されたときに、上述した原動側回転軸部材７７やウォームホイール７６を１８０［°］だけ空回しすることで、最大トルクをかけてしまうはすばの位置を１８０［°］ずらす。このように、セルフロック機能によって最大のトルクをかけてしまうはずばを変化させることで、特定のはずばだけに最大トルクをかけ続けることによるはすばの短期摩耗を抑えることができる。

なお、操作者によって定着装置本体が引き出されたときに原動側回転軸部材７７やウォームホイールの空回しを実施する構成について説明したが、定着制御部による駆動制御で、定着装置本体、あるいは原動側ユニット７０を定期的にスライド移動させて空回しを定期的に実施するようにしてもよい。

次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した実施例のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係るプリンタの構成は、実施形態と同様である。

実施形態に係るプリンタでは、カップリング継手７８における係合可能角が、１回転内で２つしか存在せず、２つの係合可能角の位相は、互いに１８０［°］ずれていた。かかる構成では、最大トルクをかけてしまうはすばを、２通りにしか変更することができないので、空回しを２回行うと、最大トルクをかけてしまうはすばを元に戻してしまう。ウォームホイール７６の長寿命化の観点からすると、係合可能角の数をできるだけ多くして、最大トルクをかけてしまうはずばを、できるだけ多く変更できるようにした方がよい。

そこで、実施例に係るプリンタでは、継手として、カップリング継手７８に代えて、図１０に示されるようなスプライン継手７９を用いている。スプライン継手７９の第１係合部としてのメス型部７９ａは、原動側ユニット（７０）の原動側回転軸部材（７７）の端部に固定されるものである。また、第２係合部としてのオス型部７９ｂは、従動側ユニット（９０）の従動側回転軸部材（８４）の端部に固定されるものである。メス型部７９ａに形成された凹状のメス型に、オス型部７９ｂに形成された凸状のオス型が挿入されることで、両型部が互いに係合する。

オス型部７９ｂ、メス型部７９ａは互いに１４個の歯を噛み合わせるように構成されている。かかる構成では、係合可能角が、１回転内で１４個存在するので、セルフロック機能によって最大トルクをかけてしまうはずばを１４通りに変化させることができる。

図１１は、スプライン継手７９と、スプライン継手７９の係合を検知している係合解除検知センサ１０５とを示す正面図である。反射型フォトセンサからなる係合解除検知センサ１０５は、メス型部７９ａに係合している状態のオス型部７９ｂの真上に配設されている。そして、自らの発光素子から発した光を、オス型部７９ｂの周面上で反射させ、得られた反射光を自らの受光素子で受光する。反射光を受光することで、メス型部７９ａに対して係合しているオス型部７９ｂを検知する。これにより、メス型部７９ａとオス型部７９ｂとの係合を検知する。

定着装置本体がプリンタ本体から引き抜かれる際には、図１２に示されるように、オス型部７９ｂが係合解除検知センサ１０５の直下から待避する。これにより、係合解除検知センサ１０５が反射光を検知しなくなることで、オス型部７９ｂとメス型部７９ａとの係合が解除されたことを検知する。定着制御部は、この検知結果に基づいて、駆動モータ７１を所定量だけ駆動して、原動側回転軸部材７７やウォームホイール７６を約２５．７［°］回転させる。

原動側回転軸部材７７には、図示しないロータリーエンコーダーが取り付けられており、原動側回転軸部材７７の回転角変位を検知する。定着制御部は、このロータリーエンコーダーからの検知結果に基づいて、原動側回転軸部材７７やウォームホイール７６を約２５．７［°］だけ回転させたタイミングで、駆動モータ７１を停止させる。かかる構成では、スプライン継手７９のように、１回転あたりの係合可能角の数が比較的多い継手を用いていても、原動側回転軸部材７７を確実に係合可能角だけ空回しさせたタイミングで、原動側回転軸部材７７の回転を停止させることができる。

図１３は、空回しが実施される前の同スプライン継手を示す斜視図である。この状態から、定着装置本体の着脱操作が３回行われると、３回の空回しの実施により、オス型部７９ｂに対するメス型部７９ａの係合姿勢が図１４に示されるように変化する。メス型部７９ａの周面上の所定の位置に付されている基準目印７９ａ−１の位置が、約７７．１［°］変化している。

上述したように、スプライン継手７９の歯数は１４個である。また、ウォームホイールのはずばの数は、１４に対して素数となる関係の値になっている。かかる構成では、複数回の空回しの累積によってメス型部７９ａを約３６０［°］回転させても、その値は３６０［°］ちょうどにはならないため、前の周回とは異なるはずばをウォーム７５に噛み合わせる。これにより、複数回の空回しの累積によってメス型部７９ａを複数周回させても、最大トルクをかけてしまうはずばを緩衝させることがなく、はずばの摩耗を効率的に分散させることができる。

以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
〔態様Ａ〕
態様Ａは、駆動源（例えば駆動モータ７１）と、前記駆動源からの駆動力を、ウォームギヤを介して移動体（例えば加圧ローラ２５ｄ）に伝達して前記移動体を移動させる駆動伝達機構と、前記駆動源の駆動を制御する制御手段（例えば定着制御部）とを有する駆動ユニットにおいて、互いに回転軸線方向に係合する第１係合部材（例えば第１カップリング７８ａ）及び第２係合部材（例えば第２カップリング７８ｂ）からなる継手における前記第１係合部材を、前記ウォームギヤのウォームホイールが固定された原動側回転軸部材の端部に固定し、前記第２係合部材を従動側回転軸部材の端部に固定し、前記第１係合部材と前記第２係合部材との係合によって前記原動側回転軸部材と前記従動側回転軸部材とを同じ回転軸線上で連結し、前記駆動源、前記ウォームギヤ、及び前記原動側回転軸部材を具備する原動側ユニットと、前記移動体及び前記従動側回転軸部材を具備する従動側ユニットとのうち、何れか一方を保持体（例えばフレーム８９）によって前記回転軸線方向に移動可能に保持させ、前記保持体の移動に伴って前記第１係合部材と前記第２係合部材との係合が解除されたことを検知する係合解除検知手段を設け、前記係合解除検知手段によって係合の解除が検知されたことに基づいて、前記駆動源を所定量だけ駆動して前記ウォームホイールの回転角度姿勢を変化させる処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。

［態様Ｂ］
態様Ｂ（例えば実施形態）は、態様Ａにおいて、前記保持体の前記回転軸線方向の移動により、前記保持体に保持される前記従動側ユニットを駆動ユニット本体に対して着脱可能にしたことを特徴とするものである。かかる構成では、従動側ユニットを駆動ユニット本体から取り外した際に、駆動源の駆動によってウォームホイールの回転角度姿勢を変化させることができる。

［態様Ｃ］
態様Ｃ（例えば実施例）は、態様Ａ又はＢにおいて、前記継手として、前記第１係合部材及び前記第２係合部材のうち、一方を回転不能に固定した場合における他方の前記一方に対する係合可能な回転停止角度である係合可能角を１回転内で２つ以上具備するものを用い、且つ前記ウォームギヤと前記継手との組み合わせとして、ウォームホイールのはずばの数と、前記係合可能角の数とが互いに素数となる組み合わせを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、複数回の空回しの累積によって第１係合部を複数周回させても、最大トルクをかけてしまうはずばを緩衝させずに、はずばの摩耗を効率的に分散させることができる。

［態様Ｄ］
態様Ｄ（例えば実施例）は、態様Ｃにおいて、前記継手として、スプライン継手を用いるとともに、前記ウォームギヤと前記スプライン継手との組み合わせとして、前記ウォームホイールのはずばの数と、前記スプライン継手の歯数とが互いに素数となる組み合わせを用いたことを特徴とするものである。かかる構成では、複数回の空回しの累積によってスプライン継手の第１係合部を複数周回させても、最大トルクをかけてしまうはずばを緩衝させずに、はずばの摩耗を効率的に分散させることができる。

［態様Ｅ］
態様Ｅ（例えば実施例）は、態様Ａ〜Ｄの何れかにおいて、前記ウォームホイールの回転角度を検知する回転角検知手段（例えばロータリーエンコーダ）を設けるとともに、前記処理にて、前記回転角検知手段による検知結果に基づいて前記駆動源の駆動停止タイミングを決定するように、前記制御手段を構成したことを特徴とするものである。かかる構成では、１回転あたりの係合可能角の数が比較的多い継手を用いていても、原動側回転軸部材を確実に係合可能角だけ空回しさせたタイミングで、原動側回転軸部材の回転を停止させることができる。

２０：タンデム画像形成部（画像記録手段の一部）
２２：２次転写装置（画像記録手段の一部）
２５ｄ：加圧ローラ（移動体、押圧部材）
６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ：１次転写ローラ（画像記録手段の一部）
７０：原動側ユニット
７１：駆動モータ（駆動源）
７５：ウォーム（ウォームギヤの一部）
７６：ウォームホイール（ウォームギヤの一部）
７７：原動側回転軸部材
７８：カップリング継手
７８ａ：第１カップリング（第１係合部）
７８ｂ：第２カップリング（第２係合部）
７９：スプライン継手
７９ａ：メス型部（第１係合部）
７９ｂ：オス型部（第２係合部）
８０：カム
８４：従動側回転軸部材
９０：従動側ユニット
１０１：揺動アーム
１０５：係合解除検知センサー（係合解除検知手段）

特開２０１１−７９６７８号公報 特開２０１１−５９５２７号公報 特開平９−２２２１６号公報

Claims (6)

1. 駆動源と、前記駆動源からの駆動力を、ウォームギヤを介して移動体に伝達して前記移動体を移動させる駆動伝達機構と、前記駆動源の駆動を制御する制御手段とを有する駆動ユニットにおいて、
   互いに回転軸線方向に係合する第１係合部材及び第２係合部材からなる継手における前記第１係合部材を、前記ウォームギヤのウォームホイールが固定された原動側回転軸部材の端部に固定し、
   前記第２係合部材を従動側回転軸部材の端部に固定し、
   前記第１係合部材と前記第２係合部材との係合によって前記原動側回転軸部材と前記従動側回転軸部材とを同じ回転軸線上で連結し、
   前記駆動源、前記ウォームギヤ、及び前記原動側回転軸部材を具備する原動側ユニットと、前記移動体及び前記従動側回転軸部材を具備する従動側ユニットとのうち、何れか一方を保持体によって前記回転軸線方向に移動可能に保持させ、
   前記保持体の移動に伴って前記第１係合部材と前記第２係合部材との係合が解除されたことを検知する係合解除検知手段を設け、
   前記係合解除検知手段によって係合の解除が検知されたことに基づいて、前記駆動源を所定量だけ駆動して前記ウォームホイールの回転角度姿勢を変化させる処理を実施するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする駆動ユニット。
2. 請求項１の駆動ユニットにおいて、
   前記保持体の前記回転軸線方向の移動により、前記保持体に保持される前記従動側ユニットを駆動ユニット本体に対して着脱可能にしたことを特徴とする駆動ユニット。
3. 請求項１又は２の駆動ユニットにおいて、
   前記継手として、前記第１係合部材及び前記第２係合部材のうち、一方を回転不能に固定した場合における他方の前記一方に対する係合可能な回転停止角度である係合可能角を１回転内で２つ以上具備するものを用い、
   且つ前記ウォームギヤと前記継手との組み合わせとして、ウォームホイールのはずばの数と、前記係合可能角の数とが互いに素数となる組み合わせを用いたことを特徴とする駆動ユニット。
4. 請求項３の駆動ユニットにおいて、
   前記継手として、スプライン継手を用いるとともに、
   前記ウォームギヤと前記スプライン継手との組み合わせとして、前記ウォームホイールのはずばの数と、前記スプライン継手の歯数とが互いに素数となる組み合わせを用いたことを特徴とする駆動ユニット。
5. 請求項１乃至４の何れかの駆動ユニットにおいて、
   前記ウォームホイールの回転角度を検知する回転角検知手段を設けるとともに、
   前記処理にて、前記回転角検知手段による検知結果に基づいて前記駆動源の駆動停止タイミングを決定するように、前記制御手段を構成したことを特徴とする駆動ユニット。
6. 記録シートに画像を記録する画像記録手段と、回転可能な回転体の表面、無端移動可能な無端状のベルト部材のおもて面、あるいは前記ベルト部材の裏面に向けて押圧される押圧部材と、前記押圧部材を押圧方向に駆動する駆動手段とを備え、前記回転体の表面、又は前記ベルト部材のおもて面の移動に伴って記録シートを搬送する画像形成装置において、
   前記駆動手段として請求項１乃至５の何れかの駆動ユニットを用いて、移動体としての前記押圧部材を押圧方向に移動させるようにしたとを特徴とする画像形成装置。

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