JP2019002546A - 回転力伝達機構、定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】カムの回転方向の切り替わりに伴うギアの衝突音を抑制できる回転力伝達機構を提供する。【解決手段】回転力伝達機構は、回転方向Ｂへの回転力をギア列を介して駆動源からカムに伝達する。前記ギア列は、同軸上に配置される駆動源側ギア９１とカム側ギア９２と、を備える。前記駆動源側ギア９１は、係合部１０７を有する。前記カム側ギア９２は、前記回転方向Ｂにおいて前記係合部１０７よりも下流側で該係合部１０７と重なり合う被係合部１１９を有する。前記カム側ギア９２に前記回転方向Ｂと反対方向への回転力が加わると、前記被係合部１１９が前記係合部１０７に当接して前記駆動源側ギア９１と前記カム側ギア９２とが係合する。前記カム側ギア９２に前記回転方向Ｂへの回転力が加わると、前記被係合部１１９が前記係合部１０７から離間して前記カム側ギア９２が前記駆動源側ギア９１に対して空転する。【選択図】図６

Description

本発明は、駆動源からカムに回転力を伝達する回転力伝達機構、並びに、この回転力伝達機構を備える定着装置及び画像形成装置に関する。

画像形成装置には、用紙に転写されたトナー像を加熱及び加圧して用紙に定着する定着装置が備えられている。定着装置は、熱源によって加熱される加熱ローラーと、加熱ローラーに押し当てられて、用紙が通過する加圧領域を形成する加圧ローラーと、を有している。厚さの異なる用紙に対応したり各ローラーの変形や劣化を防止したりするために、加圧領域の圧力は変更できるようになっている。

加圧領域の圧力を変更する機構には、一般的にカムが使用される。詳細には、加圧ローラーの両端部は加圧レバーに支持され、各加圧レバーがバネによって付勢されて、加圧ローラーが加熱ローラーに押し当てられている。カムは、バネを保持するバネホルダーに当接しており、カムを回転させてバネの圧縮量を変更することで、加圧領域の圧力が加圧又は減圧される。カムは、ギア列を介してモーターに連結されて、回転力がギア列によって減速されてカムに加えられる。カムの回転角度は、センサーと回転時間によってコントロールされている。

図８Ａ、図８Ｂに示されるように、カム２００の外周面には、カム半径が周方向において略一定の小径区間２００ａと、カム半径が徐々に大きくなる上昇区間２００ｂと、カム半径が徐々に小さくなる下降区間２００ｃと、が周方向に沿って形成されている。バネホルダー２０３が上昇区間２００ｂに沿って上昇すると、バネ２０５が圧縮されて加圧領域は加圧される。一方、バネホルダー２０３が下降区間２００ｃに沿って下降すると、バネ２０５が伸長して加圧領域は減圧される。このようなカム１００においては、上昇区間２００ｂと下降区間２００ｃでは、バネ２０５からカム２００に加わる負荷の方向が切り替わる。

各図の実線矢印Ａは、カム２００とバネホルダー２０３との接触点で、バネホルダー２０３を介してバネ２０５からカム２００が受ける垂直抗力を示す。破線矢印Ａ１、Ａ２は、垂直抗力Ａを、バネホルダー２０３の運動方向と運動方向に直交する方向とに分割した力を示し、破線矢印Ａ１が、圧縮されたバネ２０５が発する力を示し、破線矢印Ａ２が、カム２００を回転させる力を示す。

図８Ａで示されるように、上昇区間２００ｂでは、カム２００を回転させる力の方向Ａ２は、モーターによるカム２００の回転方向Ｂとは反対の方向である。一方、図８Ｂで示されるように、下降区間２００ｃでは、カム２００を回転させる力の方向Ａ２は、モーターによるカム２００の回転方向Ｂと同じ方向となる。このように、負荷の方向が切り替わった場合、ギア列において衝突音が発生することがある。

この衝突音の発生について、図９Ａ、図９Ｂを参照して説明する。図９Ａ、図９Ｂは、ギア列の内の、互いに噛み合うモーター側ギア２１１とカム側ギア２１３とを示している。加圧領域の加圧時には、前述のとおり、図９Ａに示されるように、モーターによるカム２００の回転方向Ｂとは反対の方向Ａ２の負荷がバネ２０５からカム２００に加わり、カム２００からカム側ギア２１３に加わる。つまり、モーターからの回転力の回転方向Ｂにおいて、カム側ギア２１３の上流側の歯面２１３ａが、モーター側ギア２１１の下流側の歯面２１１ａに当接して、回転方向Ｂにカム側ギア２１３が回転する。

一方、加圧領域の減圧時には、前述の通り、図９Ｂに示されるように、モーターによるカム２００の回転方向Ｂと同じ方向Ａ２の負荷がバネ２０５からカム２００に加わり、カム２００からカム側ギア２１３に加わる。

このように、カム側ギア２１３に加わる負荷が切り替わると、モーターによるカムの回転方向Ｂと同じ方向に、バックラッシュの分だけカム側ギア２１３が勢いよく回転する。一方、モーター側ギア２１１は、モーターによって一定の速度で回転しているので、モーターからの回転力の回転方向Ｂにおいて、カム側ギア２１３の下流側の歯面２１３ｂが、モーター側ギア２１１の上流側の歯面２１１ｂに勢いよく衝突する。この際に発生する衝突音が使用者に不快感を与える場合がある。

そこで、特許文献１には、ギアの歯を軟質な材料で形成することで、衝突音を減少させる提案がなされている。また、特許文献２には、カムの回転にブレーキをかけて回転力を減少させる提案がなされている。

特開平８−１１３３７５号公報 特開２０１６−２２２４５７号公報

しかしながら前述の特許文献１に提案されているようにギアの歯を軟質な材料で形成した場合、カムに加わる負荷が大きい場合は、強度や耐久性の点で問題が生じる。また、前述の特許文献２に提案されているようにカムの回転にブレーキをかけても、歯面間の距離が短いので衝突音の発生は避けられない。

本発明は上記事情を考慮し、カムの回転方向の切り替わりに伴うギア間の衝突音の発生を抑制できる回転力伝達機構、並びに、この回転力伝達機構を備える定着装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の回転力伝達機構は、一定の回転方向への回転力をギア列を介して駆動源からカムに伝達する回転力伝達機構であって、前記ギア列は、前記回転力の伝達方向に沿って同軸上に隣接して配置される駆動源側ギアとカム側ギアと、を備え、前記駆動源側ギアは、係合部を有し、前記カム側ギアは、前記回転方向において前記係合部よりも下流側で該係合部と重なり合う被係合部を有し、前記カム側ギアに前記回転方向と反対方向への回転力が加わった場合には、前記被係合部が前記係合部に当接して前記駆動源側ギアと前記カム側ギアとが係合し、前記回転力が前記駆動源から前記カムに伝達され、前記カム側ギアに前記回転方向への回転力が加わった場合には、前記被係合部が前記係合部から離間して前記カム側ギアが前記駆動源側ギアに対して空転することを特徴とする。

本発明の回転力伝達機構において、前記被係合部が前記係合部に係合してから、前記カム側ギアが前記回転方向へ回転して前記被係合部が前記係合部に再度係合するまでの、前記カム側ギアの回転角度は、前記カム側ギアに前記回転方向への回転力が加わった場合に前記カム側ギアが空転する角度よりも大きいことを特徴としても良い。

本発明の回転力伝達機構において、前記駆動源側ギアと前記カム側ギアとは、前記カムと同軸上に設けられていることを特徴としても良い。

本発明の回転力伝達機構において、前記係合部は、前記駆動源側ギアの軸方向から見て、中心角度が１８０度の位置に２個形成されていることを特徴としても良い。

本発明の回転力伝達機構において、前記係合部は、前記駆動源側ギアの前記カム側ギアに対向する面に、前記駆動源側ギアの径方向に沿って形成され、前記被係合部は、前記カム側ギアの前記駆動源側ギアに対向する面に、前記カム側ギアの径方向に沿って形成されていることを特徴としても良い。

本発明の回転力伝達機構において、前記駆動源側ギアの歯数と前記カム側ギアの歯数とは異なっていることを特徴としても良い。

本発明の定着装置は、互いに接触してトナーを加熱及び加圧する加圧領域を形成する加熱部材及び加圧部材と、前記加熱部材及び前記加圧部材のいずれか一方をいずれか他方に接近又は離間する方向に移動させて、前記加圧領域の圧力を可変する前記に記載の回転力伝達機構と、を備えていることを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、用紙にトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部で形成されたトナー像を用紙に定着する前記に記載の定着装置と、を備えていることを特徴とする。

本発明によれば、カムの回転方向が切り替わると、カム側ギアは、駆動源側ギアに干渉せずに空転するので、ギアの歯面の衝突等は発生せず、衝突音の発生等の不快感を使用者に与えることがない。

本発明の一実施形態に係るプリンターの内部構造を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置を示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置（加圧領域減圧時）を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置（加圧領域加圧時）を示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、第５ギアを示す斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、第５ギアを示す分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、印字動作開始前に互いに係合した大径ギアと小径ギアとを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、加圧領域加圧中の互いに係合した大径ギアと小径ギアとを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、加圧領域減圧中に空転した小径ギアと大径ギアとを示す断面図である。 本発明の一実施形態に係る定着装置において、加圧領域減圧中にモーターによって回転した大径ギアと小径ギアとを示す断面図である。 加圧領域加圧時にバネからカムに加わる負荷の方向を説明する断面図である。 加圧領域減圧時にバネからカムに加わる負荷の方向を説明する断面図である。 加圧領域加圧時のカム側ギアとモーター側ギアとを示す正面図である。 加圧領域が加圧時から減圧時に切り替わった際の、カム側ギアとモーター側ギアとを示す正面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る回転力伝達機構、定着装置並びに画像形成装置について説明する。

まず、図１を用いて、画像形成装置としてのプリンター１の全体の構成について説明する。図１は本発明の一実施形態に係るプリンターの概略を示す模式図である。以下の説明では、図１における紙面手前側をプリンター１の正面側（前側）とし、左右の向きプリンター１を正面から見た方向を基準とする。各図に付される矢印Ｆｒ、Ｒｒ、Ｌ、Ｒ、Ｕｐ、Ｌｏは、それぞれプリンター１の前側、後側、左側、右側、上側、下側を示している。

プリンター１の装置本体１ａには、用紙Ｓが収容される給紙カセット３と、給紙カセット３から用紙Ｓを給紙する給紙装置５と、用紙Ｓにトナー像を形成する画像形成部７と、トナー像を用紙Ｓに定着する定着装置９と、トナー像が定着された用紙Ｓを排出する排出装置１１と、排出された用紙Ｓを受け止める排出トレイ１３と、が備えられている。また、装置本体１ａには、給紙装置５から、画像形成部７と定着装置９とを通って、排出装置１１に向かう用紙Ｓの搬送経路１５が形成されている。

次に、図２〜図４を参照して、定着装置９について説明する。図２は定着装置を示す斜視図、図３及び図４は定着装置を示す断面図である。

定着装置９は、図３及び図４に示されるように、定着ハウジング２１と、互いに接触して加圧領域を形成する加熱ローラー２３及び加圧ローラー２５と、加圧ローラー２５の両端部を支持する一対の加圧レバー２７と、一対の加圧レバー２７を揺動させるカム２９を含み、該カム２９に回転力を伝達する回転力伝達機構３１（図２参照）と、を備えている。

図３及び図４に示されるように、定着ハウジング２１の内部の前端部と後端部のそれぞれには、加圧レバー２７を支持する支持部３５が設けられている。支持部３５の右端部の上端には、突部３７が形成されている。突部３７は上方に向かって断面半円弧状に突出している。支持部３５の左端部の底面には、ハウジング側バネ受け部３９とホルダー収容部４１とが、突部３７から近い順に左右方向に並んで形成されている。ハウジング側バネ受け部３９は、上方に向かって突出している。

ホルダー収容部４１は上下方向に延びる縦穴状に形成されている。ホルダー収容部４１の上端面は開口しており、下端面には挿通穴４１ａが形成されている。ホルダー収容部４１には、バネホルダー４３が上下方向に移動可能に収容されている。バネホルダー４３は略円筒状の部材である。バネホルダー４３の上端面には、バネ受け凹部４５が形成されている。バネホルダー４３の上部の外周面には、周方向に沿って所定の間隔を開けて、突起４７が形成されている。バネホルダー４３は挿通穴４１ａから下方に突き出して、挿通穴４１ａの周囲に突起４７が係止されることで、ホルダー収容部４１に抜け止めされている。

加熱ローラー２３は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から成る円筒状の芯材と、芯材の外周面に設けられるシリコンゴム等から成る弾性層と、弾性層を被覆するＰＦＡ等のフッ素樹脂からなる離型層と、を備えている。芯材の両端部は、定着ハウジング２１に回転可能に支持されている。芯材の内部空間には、熱源としてのヒーター２４が収容されている。ヒーター２４は、例えばハロゲンヒーターやセラミックヒーターである。

加圧ローラー２５は、例えば、アルミニウムや鉄等の金属から成る円筒状の芯材と、芯材の外周面に設けられるシリコンゴム等から成る弾性層と、この弾性層を被覆するＰＦＡ等のフッ素樹脂からなる離型層と、を備えている。芯材の両端部には、軸受５１が固定されている。

一対の加圧レバー２７の各々は、屈曲部を介して略直角に屈曲する略Ｌ字状を成している。加圧レバー２７には、屈曲部の後部の上面に下向きの円弧状のローラー受け部５３が形成されている。ローラー受け部５３には、加圧ローラー２５の軸受５１が支持される。

さらに、加圧レバー２７には、定着ハウジング２１の支持部３５に設けられた突部３７、ハウジング側バネ受け部３９、ホルダー収容部４１にそれぞれ対応する、凹部５５、第１バネ受け部５７、第２バネ受け部５９が形成されている。

凹部５５は、加圧レバー２７の右端部の下面に形成されている。凹部５５は突部３７に係合して、加圧レバー２７は、凹部７５を中心として上下方向に揺動可能となっている。

第１バネ受け部５７と第２バネ受け部５９とは、加圧レバー２７の左端部の下面に、凹部５５から近い順に左右方向に並んでいる。第１バネ受け部５７とハウジング側バネ受け部３９との間には、第１バネ６１が介装されている。第１バネ６１は、加圧レバー２７を上方に付勢している。これにより、加圧レバー２７が上方に揺動して加圧ローラー２５が加熱ローラー２３に押し当てられ、両ローラー間に加圧領域を形成している。この加圧領域を用紙が通過することで、用紙にトナー像が定着される。第２バネ受け部５９とバネホルダー４３のバネ受け凹部４５との間には、第２バネ６３が介装されている。

次に、回転力伝達機構３１について、図２を参照して説明する。回転力伝達機構３１は、各バネホルダー４３に対向するように設けられるカム２９と、一定の方向への回転力を発生する駆動源としてのモーター７１と、カム２９とモーター７１との間に介装されて回転力をモーター７１からカム２９に伝えるギア列７３と、を備えている。

カム２９は、カム軸７５と、カム軸７５と一体に回転する２つのカム本体７７と、を有している。２つのカム本体７７は、所定の間隔を開けてカム軸７５に固定されている。カム軸７５の後端には、カム出力ギア７５ａが固定されている。

各カム本体７７の外周面には、図３及び図４に示されるように、周方向に沿って順に、カム軸７５の回転中心からのカム半径（カム軸７５の中心とカム本体７７の外周面との距離）が周方向において略一定の小径区間７７ａと、カム半径が徐々に大きくなる上昇区間７７ｂと、カム半径が徐々に小さくなる下降区間７７ｃと、が形成されている。

カム２９は、各カム本体７７が、定着ハウジング２１の各ホルダー収容部４１の挿通穴４１ａの下方に位置するように、定着ハウジング２１に回転可能に支持されている。

ギア列７３は、モーター側からカム側に向かって順に、すなわち、回転力の伝達方向に沿って順に配列された第１〜第５ギア８１、８２、８３、８４、８５を有している。第１ギア８１は、大径ギアと小径ギアとを有する二段ギアであり、大径ギアがモーター７１の出力ギア７１ａと噛み合っている。第２ギア８２は、平歯車であり、第１ギア８１の小径ギアと噛み合っている。第３ギア８３は、大径ギアと小径ギアとを有する二段ギアであり、大径ギアが第２ギア８２と噛み合っている。第４ギア８４は、平歯車であり、第３ギア８３の小径ギアと噛み合っている。第５ギア８５は、大径ギア９１と小径ギア９２とを有する二段ギアであり、大径ギア９１が第４ギア８４と噛み合い、小径ギア９２がカム出力ギア７５ａと噛み合っている。モーター７１が回転すると、モーター７１の回転力がギア列７３によって減速されてカム出力ギア７５ａに伝達され、カム軸７５と共にカム本体７７が回転するようになっている。この例では、モーター７１は、図２の矢印Ｂで示される方向への回転力を、カム本体７７に伝達する。

次に、第５ギア８５について、図５及び図６を参照して説明する。図５は第５ギアの斜視図、図６は第５ギアの分解斜視図である。前述のように、第５ギア８５は、回転力の伝達方向において上流側に設けられる駆動源側ギアとしての大径ギア９１と、大径ギア９１の下流側に設けられるカム側ギアとしての小径ギア９２と、に軸上において分割されている。大径ギア９１の歯数は、小径ギア９２の歯数よりも多い。第５ギア８５は、カム本体７７に、前述のように矢印Ｂで示される方向への回転力を伝達する。

図６の上側の図に示されるように、大径ギア９１の中心には軸孔１０１が形成されている。大径ギア９１の小径ギア９２に対向する側面９１ａには、軸孔１０１の周囲から小径ギア９２の側に突出する筒部１０３が形成されている。さらに、大径ギア９１の側面９１ａには、筒部１０３の側面から径方向に沿って延びる２つの突片１０５が形成されている。２つの突片１０５は、大径ギア９１の中心に対して中心角度α（図７Ａ参照）が１８０度の位置に形成されている。中心角度αは、詳細には、一方の突片１０５の回転方向下流側の面と、他方の突片１０５の回転方向下流側の面との間の角度である。各突片１０５は、筒部１０３よりも小径ギア９２の側に突出した係合部１０７を有している。また、各突片１０５の、回転方向上流側の面には、補強リブ１０９が形成されている。

図６の下側の図に示されるように、小径ギア９２の中心には軸孔１１１が形成されている。小径ギア９２の大径ギア９１に対向する側面９２ａには、軸孔１１１の周囲から大径ギア９１の側に突出する筒部１１３が形成されている。さらに、小径ギア９２の側面９２ａには、筒部１１３の周囲に沿って環状の溝１１５が形成されている。さらに、小径ギア９２の側面９２ａには、筒部１１３の側面から径方向に沿って延びる２つの突片１１７が形成されている。２つの突片１１７は、大径ギア９１の２つの突片１０５と同様に、小径ギア９２の中心に対して中心角度α（図７Ａ参照）が１８０度の位置に形成されている。中心角度αは、詳細には、一方の突片１１７の回転方向上流側の面と、他方の突片１１７の回転方向上流側の面との間の角度である。各突片１１７は、筒部１１３よりも大径ギア９１の側に突出した被係合部１１９を有している。また、各突片１１７の、回転方向下流側の面には、２つの補強リブ１２１が形成されている。

図５に示されるように、大径ギア９１と小径ギア９２とは、同軸上に配列されてそれぞれの筒部１０３、１１３の先端面が当接している。このように筒部１０３、１１３の先端面が当接すると、大径ギア９１の係合部１０７と、小径ギア９２の被係合部１１９とが、回転方向において重なる。詳細には、係合部１０７の回転方向下流側の面が、被係合部１１９の回転方向上流側の面に対向する。

第１〜第４ギア８１、８２、８３、８４を介して、モーター７１から第５ギア８５の大径ギア９１に回転方向Ｂの回転力が伝えられると、大径ギア９１の係合部１０７の回転方向下流側の面が、小径ギア９２の被係合部１１９の回転方向上流側の面に当接して、小径ギア９２が大径ギア９１と共に同じ方向に回転する。すなわち、回転力が大径ギア９１から小径ギア９２に伝達される。これにより、小径ギア９２と噛み合っているカム出力ギア７５ａが回転して、カム軸７５と共にカム本体７７が回転する。

上記構成を有する定着装置９において、回転力伝達機構３１によって加圧領域の圧力を変更する動作について、図３及び図４と図７Ａ、図７Ｂ、図７Ｃ、図７Ｄを参照して説明する。

印字動作が開始される前の状態では、図３に示されるように、バネホルダー４３はホルダー収容部４１に収容されて、突起４７によって抜け止めされている。カム本体７７は、小径区間７７ａがバネホルダー４３の下端部に対向するように回転している。この状態で、バネホルダー４３の下端部は、カム本体７７に当接しておらず、第２バネ６３は自然長に保持されている。したがって、加圧レバー２７には第２バネ６３の付勢力は働かず、第１バネ６１の付勢力のみによって押し上げられて、加圧ローラー２５を加熱ローラー２３に押圧している。この時の加圧領域の圧力をＰ１とする。また、第５ギア８５においては、図７Ａに示されるように、小径ギア９２の被係合部１１９が大径ギア９１の係合部１０７に当接して、小径ギア９２と大径ギア９１とが係合している。

印字動作開始時にモーター７１が駆動されると、回転力はギア列７３を介してカム２９に伝達されて、カム２９が回転を始める。やがて、カム本体７７の上昇区間７７ｂがバネホルダー４３に当接し始めると、カム２９には、モーター７１によるカム２９の回転方向（矢印Ｂの方向、以降、単に回転方向と言う）とは反対の方向（矢印Ａ２の方向、以降、単に反対方向と言う）の負荷が第２バネ６３から加わる。この負荷は、カム出力ギア７５ａを介して小径ギア９２に加わり、小径ギア９２が反対方向Ａ２に回転しようとする。しかし、第２バネ６３から小径ギア９２に加わる力は、モーター７１から大径ギア９１に伝達された回転力よりも小さいので、小径ギア９２の被係合部１１９の回転方向上流側の面は、大径ギア９１の係合部１０７の回転方向下流側の面に当接したまま、被係合部１１９が係合部１０７で押されるように、小径ギア９２が大径ギア９１と共に回転する。そして、小径ギア９２からカム出力ギア７５ａに回転力が伝わり、カム２９が回転する。

なお、バネホルダー４３がカム本体７７に当接していない状態で、小径ギア９２の被係合部１１９は、大径ギア９１の係合部１０７に必ずしも当接している必要はない。この場合、モーター７１が駆動されてカム２９が回転を始めると、反対方向の負荷が第２バネ６３からカム２９に加わるので、カム２９が反対方向Ａ２に回転して、被係合部１１９が係合部１０７に当接し、小径ギア９２と大径ギア９１とが係合する。しかし、被係合部１１９が係合部１０７に当接する際に衝突音が発生する場合もあるので、被係合部１１９が係合部１０７に予め当接していることが好ましい。

カム２９が回転すると、バネホルダー４３はカム本体７７の上昇区間７７ｂに沿って上昇し、第２バネ６３を介して加圧レバー２７の第２バネ受け部５９が押し上げられる。これにより、図４に示されるように、加圧レバー２７が凹部５５を中心に上方に揺動し、加圧ローラー２５が加熱ローラー２３に接近し、加圧レバー２７から加圧ローラー２５への加圧力と加圧ローラー２５の弾性層の弾発力が釣り合った位置で加圧ローラー２５が停止する。これに伴って、加圧領域の圧力がＰ１よりも大きなＰ２に移行する。この時、第１バネ６１の付勢力も加圧レバー２７に働いている。

第５ギア８５においては、バネホルダー４３が下降区間７７ｃに移行するまで、図７Ｂに示されるように、大径ギア９１と小径ギア９２とが係合したまま、回転方向Ｂに回転する。

一方、プリンター１の電源ＯＦＦ時等の放置時などは、加圧領域の圧力を減圧させて加熱ローラー２３や加圧ローラー２５に加わる負荷を低下させる。そこで、この場合には、モーター７１が駆動されて、ギア列７３を介してカム２９をさらに回転させる。カム２９の回転により、バネホルダー４３は上昇区間７７ｂから下降区間７７ｃに移行し、下降区間７７ｃに沿って下降する。

バネホルダー４３が上昇区間７７ｂから下降区間７７ｃに移行する際、前述のように、第２バネ６３からカム２９に加わる負荷の方向が、反対方向Ａ２から回転方向Ｂに切り替わり、カム出力ギア７５ａと噛み合っている小径ギア９２は、回転方向Ｂに回転しようとする。この際の小径ギア９２の回転速度は、モーター７１からの回転力によって回転する大径ギア９１の回転速度よりも速いので、図７Ｃに示されるように、小径ギア９２の被係合部１１９が大径ギア９１の係合部１０７から回転方向下流側に離間して、小径ギア９２は大径ギア９１に対して空転する。一例として、小径ギア９２の回転角度βは１２０°である。大径ギア９１の係合部１０７間の中心角度αは１８０°であるので、被係合部１１９は、もう一方の係合部１０７には当接しないようになっている。なお、小径ギア９２の空転時には、負荷トルクがほとんどないため、被係合部１１９が係合部１０７に当接したとしても、その際の衝突音は小さい。

このように小径ギア９２が大径ギア９１に対して空転した後、あるいは、空転する間、大径ギア９１にはモーター７１からの回転力が伝達されているので、大径ギア９１は回転方向Ｂに回転する。大径ギア９１は、図７Ｄに示されるように、先に回転している小径ギア９２の被係合部１１９に係合部１０７が当接するまで回転する。このように被係合部１１９に係合部１０７が当接すると、大径ギア９１と小径ギア９２とが係合して、回転力がカム出力ギア７５ａに伝えられて、カム２９が回転する。なお、大径ギア９１の回転速度は遅いので、係合部１０７は被係合部１１９にゆっくりと係合するため、係合部１０７と被係合部１１９とが係合する際の歯面の衝突音は小さい。

カム２９の回転によって、バネホルダー４３が下降区間７７ｂに沿って下降すると、カム２９によるバネホルダー４３の押圧が解除されて、第２バネ６３の付勢力が加圧レバー２７に働かなくなり、ニップ圧がＰ２からＰ１に減圧される。

上記説明したように、本発明の定着装置９においては、第２バネ６３から加わる負荷によってカム２９の回転方向が切り替わると、第５ギア８５において、小径ギア９２は、大径ギア９１に干渉せずに空転する。したがって、ギアの歯面の衝突等は発生せず、衝突音の発生等の不快感を使用者に与えることがない。

また、大径ギア９１の２つの係合部１０７間の中心角度αは、小径ギア９２の空転時の回転角度βよりも大きいので、小径ギア９２が空転しても、被係合部１１９がもう一方の係合部１０７には当接しないようになっている。係合部１０７と被係合部１１９とを、中心角度αが１８０度の位置にそれぞれ２個形成することで、小径ギア９２の空転時に被係合部１１９の係合部１０７への当接を回避しつつ、係合部１０７と被係合部１１９との係合強度を高めることができる。なお、係合部１０７と被係合部１１９とは、それぞれ１つ或いは３つ以上としても良い。

さらに、大径ギア９１と小径ギア９２の各側面に突片１０５、１１７を形成することで、各突片１０５、１１７の強度を高めることができるので、係合部１０７と被係合部１１９との係合強度が高くなり、大径ギア９１から小径ギア９２に回転力を確実に伝達することができる。なお、各突片１０５、１１７を軸孔１０１、１１１内に突出するように形成しても良い。

なお、本実施形態では、第５ギア８５を大径ギア９１と小径ギア９２とに分割すると記載したが、大径ギア９１と小径ギア９２とを独立して考えても良い。すなわち、ギア列７３が、第５ギアとして大径ギア９１、第６ギアとして小径ギア９２を含む構成としても良い。

さらに、第５ギア８５を、カム軸７５と同軸上に設けても良い。すなわち、カム出力ギア７５ａとして小径ギア９２を使用する。この場合、ギア列７３におけるギアの歯面の衝突が解消される。本実施形態の様に第５ギア８５に本発明を適用した場合、第５ギア８５の小径ギア９２とカム出力ギア７５ａとの間で、カム２９の回転方向の切り替わりによってギアの歯面の衝突が発生する。つまり、本発明が適用された第５ギア８５よりも回転力の伝達方向の下流側では、ギアの歯面の衝突が発生するので、できるだけ下流側のギアに本発明を適用することが好ましい。つまりは、カム出力ギア７５ａに本発明を適用することが最も好ましい。

また、大径ギア９１と小径ギア９２とギアの歯数が異なっているので、モーター７１の回転力を減速してカム２９に伝達することができる。

本実施形態では、定着装置に本発明の回転力伝達機構３１を適用する場合について説明したが、カム２９を用いて圧力を変更する構成を有するシート搬送装置等にも適用することができる。さらに、プリンター以外の複写機、ファクシミリ、複合機等の他の画像形成装置や、家電製品や産業機器にも適用することも可能である。

さらに、上記した本発明の実施形態の説明は、本発明に係る回転力伝達機構、定着装置並びに画像形成装置における好適な実施の形態を説明しているため、技術的に好ましい種々の限定を付している場合もあるが、本発明の技術範囲は、特に本発明を限定する記載がない限り、これらの態様に限定されるものではない。すなわち、上記した本発明の実施の形態における構成要素は適宜、既存の構成要素等との置き換えが可能であり、かつ、他の既存の構成要素との組合せを含む様々なバリエーションが可能であり、上記した本発明の実施の形態の記載をもって、特許請求の範囲に記載された発明の内容を限定するものではない。

１ プリンター（画像形成装置）
７ 画像形成部
９ 定着装置
２３ 加熱ローラー（加熱部材）
２５ 加圧ローラー（加圧部材）
２９ カム
３１ 回転力伝達機構
７１ モーター（駆動源）
７３ ギア列
９１ 大径ギア（駆動源側ギア）
９２ 小径ギア（カム側ギア）
１０７ 係合部
１１９ 被係合部

Claims (8)

1. 一定の回転方向への回転力をギア列を介して駆動源からカムに伝達する回転力伝達機構であって、
   前記ギア列は、前記回転力の伝達方向に沿って同軸上に隣接して配置される駆動源側ギアとカム側ギアと、を備え、
   前記駆動源側ギアは、係合部を有し、
   前記カム側ギアは、前記回転方向において前記係合部よりも下流側で該係合部と重なり合う被係合部を有し、
   前記カム側ギアに前記回転方向と反対方向への回転力が加わった場合には、前記被係合部が前記係合部に当接して前記駆動源側ギアと前記カム側ギアとが係合し、前記回転力が前記駆動源から前記カムに伝達され、
   前記カム側ギアに前記回転方向への回転力が加わった場合には、前記被係合部が前記係合部から離間して前記カム側ギアが前記駆動源側ギアに対して空転することを特徴とする回転力伝達機構。
2. 前記被係合部が前記係合部に係合してから、前記カム側ギアが前記回転方向へ回転して前記被係合部が前記係合部に再度係合するまでの、前記カム側ギアの回転角度は、前記カム側ギアに前記回転方向への回転力が加わった場合に前記カム側ギアが空転する角度よりも大きいことを特徴とする請求項１に記載の回転力伝達機構。
3. 前記駆動源側ギアと前記カム側ギアとは、前記カムと同軸上に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の回転力伝達機構。
4. 前記係合部は、前記駆動源側ギアの軸方向から見て、中心角度が１８０度の位置に２個形成されていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の回転力伝達機構。
5. 前記係合部は、前記駆動源側ギアの前記カム側ギアに対向する面に、前記駆動源側ギアの径方向に沿って形成され、
   前記被係合部は、前記カム側ギアの前記駆動源側ギアに対向する面に、前記カム側ギアの径方向に沿って形成されていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転力伝達機構。
6. 前記駆動源側ギアの歯数と前記カム側ギアの歯数とは異なっていることを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の回転力伝達機構。
7. 互いに接触してトナーを加熱及び加圧する加圧領域を形成する加熱部材及び加圧部材と、
   前記加熱部材及び前記加圧部材のいずれか一方をいずれか他方に接近又は離間する方向に移動させて、前記加圧領域の圧力を可変する請求項１〜６のいずれか１項に記載の回転力伝達機構と、を備えていることを特徴とする定着装置。
8. 用紙にトナー像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部で形成されたトナー像を用紙に定着する請求項７に記載の定着装置と、を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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