JP2020098223A - 定着装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】２つのユニットが接触した状態から離間する状態に移行する際のカムギヤの過回転を抑制する手段を提供する。【解決手段】上部ユニット１１０と、前記上部ユニット１１０に対して離接移動可能な下部ユニット１２０と、前記下部ユニット１２０と接触し前記下部ユニット１２０を前記上部ユニット１１０に対して離接させるカムが形成された回転可能なカムギヤ１３１と、前記カムギヤ１３１とともに回転する複数の突出部と、回転するそれぞれの前記突出部と接触し、前記カムギヤ１３１の回転を制動する制動部材１３７、１３８と、を有し、前記突出部と前記制動部材１３７、１３８とは、前記下部ユニット１２０が前記上部ユニット１１０から離間した状態で接触するように配置されている。【選択図】図３

Description

本発明は、離接可能な２つのユニットを有する定着装置および画像形成装置に関する。

従来の定着装置および画像形成装置は、カムギヤの回転を利用して、２つのローラが接触した状態と、離間した状態とを移行できるようにしている（例えば、特許文献１参照）。

特開２０１１−８１１４８号公報

しかしながら、従来の技術においては、ローラを有する上部ユニットとローラを有する下部ユニットが接触した状態から離間する状態に移行させる際に、カムギヤが回転し過ぎてしまうことがあるという問題がある。
本発明は、このような問題を解決することを課題とし、２つのユニットが接触した状態から離間する状態に移行する際のカムギヤの過回転を抑制することを目的とする。

そのため、本発明は、上部ユニットと、前記上部ユニットに対して離接移動可能な下部ユニットと、前記下部ユニットと接触し前記下部ユニットを前記上部ユニットに対して離接させるカムが形成された回転可能なカムギヤと、前記カムギヤとともに回転する複数の突出部と、回転するそれぞれの前記突出部と接触し、前記カムギヤの回転を制動する制動部材と、を有し、前記突出部と前記制動部材とは、前記下部ユニットが前記上部ユニットから離間した状態で接触するように配置されていることを特徴とする。

このようにした本発明は、２つのユニットが接触した状態から離間する状態に移行する際のカムギヤの過回転を抑制することができるという効果が得られる。

実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図 実施例における定着装置の斜視図 実施例における定着装置の分解斜視図 実施例における定着装置の上部ユニットおよび下部ユニットの構成を示す断面図 実施例におけるカムギヤの説明図 実施例におけるカム面と下部ユニット接触部の状態の説明図 実施例におけるフランジフリクションの説明図 実施例におけるフランジフリクションと板バネの説明図 実施例におけるフランジフリクションと板バネの説明図 変形例におけるフランジフリクションと板バネの説明図 実施例におけるリブ形状の説明図 実施例におけるカムの変位量および制動作用の説明図

以下、図面を参照して本発明による定着装置および画像形成装置の実施例を説明する。

図１は実施例における画像形成装置の構成を示す概略側断面図である。

図１において、画像形成装置１は、媒体に画像を形成して印刷するものであり、例えば電子写真方式のカラープリンタである。なお、本実施例では、画像形成装置１をカラープリンタとして説明するが、モノクロプリンタであっても良い。また、本実施例では、予め所定の大きさに切断された定型の媒体（プレカット紙）を印刷するプリンタとして説明するが、連続する媒体（例えば、連続紙にラベル部が設けられた媒体など）を印刷するプリンタとしても良い。

画像形成装置１は、給紙カセット１０と、レジストローラ１１と、現像装置１２（１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫ）と、転写装置１３と、定着装置１４と、排出ローラ１５、１６と、排紙積載部１７とを有している。
給紙カセット１０は、現像剤像が形成される媒体Ｐを積層して収容するものであり、給紙ローラ１０ａが回転することにより、媒体Ｐを１枚ずつ分離して図中矢印Ａが示す媒体搬送方向に給紙してレジストローラ１１へ搬送する。

レジストローラ１１は、給紙ローラ１０ａにより給紙カセット１０から搬送された媒体Ｐを現像装置１２による現像のタイミングに合わせて現像装置１２に供給するものである。

現像装置１２は、シアン色（Ｃ）の現像剤像としてのトナー像を形成する現像装置１２Ｃ、マゼンタ色（Ｍ）の現像剤像としてのトナー像を形成する現像装置１２Ｍ、イエロー色（Ｙ）の現像剤像としてのトナー像を形成する現像装置１２Ｙ、およびブラック色（ＢＫ）の現像剤像としてのトナー像を形成する現像装置１２ＢＫを有している。なお、現像装置１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫは、取扱う現像剤としてのトナーは異なるが、構成は同様なので現像装置１２Ｃを代表として説明する。

現像装置１２Ｃは、感光ドラム１２１Ｃと、帯電装置１２２Ｃと、露光装置１２３Ｃと、現像剤供給装置１２４Ｃと、クリーニング装置１２５Ｃとを有している。

像担持体としての感光ドラム１２１Ｃは、露光装置１２３Ｃによって静電潜像が形成されるものである。感光ドラム１２１Ｃは、現像装置１２Ｃに、図中矢印が示す方向に回転可能に支持され、その回転方向の上流から順に、帯電装置１２２Ｃ、露光装置１２３Ｃ、現像剤供給装置１２４Ｃ、およびクリーニング装置１２５Ｃが配置されている。なお、像担持体は、ドラム状でなく、ベルト状のものであっても良い。

帯電装置１２２Ｃは、感光ドラム１２１Ｃの表面を一様に帯電させるものである。
露光装置１２３Ｃは、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）等の光源により、帯電装置１２２Ｃで帯電された感光ドラム１２１Ｃの表面を選択的に露光し、感光ドラム１２１Ｃの表面に静電潜像を形成するものである。
現像剤供給装置１２４Ｃは、内部にトナーを収容し、露光装置１２３Ｃにより感光ドラム１２１Ｃの表面に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像を現像するものである。

クリーニング装置１２５Ｃは、感光ドラム１２１Ｃの表面に残留した転写残トナー等のトナーを除去するものである。

転写装置１３は、２つのローラ１３２、１３３に張架され、図中矢印Ａが示す媒体搬送方向に回転可能な無端状の転写ベルト１３１を有するものである。転写装置１３は、現像装置１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫと対向配置され、回転する転写ベルト１３１により、媒体Ｐを搬送するとともに、現像装置１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫの感光ドラムに形成されたトナー像を媒体Ｐに転写する。

なお、ローラ１３２、１３３の少なくともいずれか一方はモータ等の駆動源により回転可能に構成されている。

定着装置１４は、転写装置１３から搬送された媒体Ｐに転写されたトナー像を熱と圧力で定着させるものである。
排出ローラ１５、１６は、定着装置１４でトナー像が定着された媒体Ｐを装置外へ搬送し、排出するものである。
排紙積載部１７は、排出ローラ１５、１６により排出された媒体Ｐを積載するものである。

図２は実施例における定着装置の斜視図であり、図３は実施例における定着装置の分解斜視図、図４は実施例における定着装置の上部ユニットおよび下部ユニットの構成を示す断面図である。

図２および図３に示すように、定着装置１４は、上部ユニット１１０と、下部ユニット１２０と、基部ユニット１３０とにより分割可能に構成されている。
下部ユニット１２０は、上部ユニット１１０と基部ユニット１３０との間に、上部ユニット１１０に対して離接移動（上下動）可能に配設され、上部ユニット１１０から離間する方向、即ち基部ユニット１３０の方向にバネ等の付勢手段により付勢されている。

図４に示すように、上部ユニット１１０は、上定着ベルト１１１と、駆動ローラ１１２と、上ＰＡＤ１１３と、上サポートローラ１１４とを有している。
上定着ベルト１１１は、無端状の回転可能なベルトである。
駆動ローラ１１２は、上定着ベルト１１１の回転軌道内に配設され、接触する上定着ベルト１１１を回転させるものである。

上ＰＡＤ１１３は、上定着ベルト１１１を押圧するものである。
上サポートローラ１１４は、上定着ベルト１１１の回転軌道内に配設された２つのローラであり、上定着ベルト１１１を張架するとともに、上定着ベルト１１１の回転に従動して回転するものである。

下部ユニット１２０は、下定着ベルト１２１と、加圧ローラ１２２と、下ＰＡＤ１２３と、下サポートローラ１２４とを有している。
下定着ベルト１２１は、無端状の回転可能なベルトである。

加圧ローラ１２２は、上定着ベルト１１１の回転軌道内に配設され、上部ユニット１１０の駆動ローラ１１２に対し、上定着ベルト１１１および下定着ベルト１２１を介して対向するように配置されたものである。
下ＰＡＤ１２３は、下定着ベルト１２１を押圧するものである。

下サポートローラ１２４は、下定着ベルト１２１の回転軌道内に配設された２つのローラであり、下定着ベルト１２１を張架するとともに、下定着ベルト１２１の回転に従動して回転するものである。
上部ユニット１１０の上定着ベルト１１１と、下部ユニット１２０の下定着ベルト１２１とは、駆動ローラ１１２および上ＰＡＤ１１３と、加圧ローラ１２２および下ＰＡＤ１２３とによりニップ部（接触部）を形成している。上定着ベルト１１１と、下定着ベルト１２１とにより形成されたニップ部において媒体が挟持されて搬送される。

また、図３に示す上部ユニット１１０と基部ユニット１３０は、下部ユニット１２０を挟んでネジによって結合されている。
基部ユニット１３０は、カムギヤ１３１〜１３４と、アイドルギヤ１３５と、板バネ１３７、１３８とを有している。

また、下部ユニット１２０は、基部ユニット１３０に取り付けられた４つのカムギヤ１３１、１３２、１３３、１３４のカム面によって支持されている。
カムギヤ１３１〜１３４は、下部ユニット１２０と接触し、下部ユニット１２０を上部ユニット１１０に対して離接させるカム（図５に示すカム１３１２）が形成された回転可能なものである。

４つのカムギヤ１３１〜１３４は、アイドルギヤ１３５から伝達される駆動力によって、同時に同じ量だけ回転することが可能になっている。カムギヤ１３１とカムギヤ１３４およびカムギヤ１３２とカムギヤ１３３は、同形状であり、またカムギヤ１３１とカムギヤ１３２およびカムギヤ１３３とカムギヤ１３４は、左右対称な形状となっている。本実施例では、カムギヤ１３１を代表として説明する。

なお、板バネ１３７、１３８については後述する。

図５は実施例におけるカムギヤの説明図であり、図４に示すカムギヤ１３１の説明図である。

図５において、カムギヤ１３１は、回転軸１３１１に回転可能に支持され、また回転軸１３１１を中心として回転するカム１３１２が取り付けられている。カムギヤ１３１は、図中矢印Ｂが示す方向に回転することにより、カムギヤ１３１とともに回転するカム１３１２の位置により、図５（ａ）に示す第１の状態としてのリリース状態、図５（ｂ）に示す第２の状態としての厚紙ニップ状態、図５（ｃ）に示す第３の状態としての通常ニップ状態の３段階の状態を作り出し、遷移させることができるようになっている。

ここで、リリース状態とは、画像形成装置が画像形成動作を行っていない待機状態におけるカム１３１２の位置であり、厚紙ニップ状態とは、普通紙より厚い厚紙に画像形成する場合のカム１３１２の位置であり、通常ニップ状態とは、普通紙に画像形成する場合のカム１３１２の位置である。

カム１３１２は、外周に第１のカム面１３１２ａと、第２のカム面１３１２ｂと、第３のカム面１３１２ｃとが連続するように形成されている。

第１のカム面１３１２ａ、第２のカム面１３１２ｂ、および第３のカム面１３１２ｃは、回転軸１３１１の中心と第１のカム面１３１２ａとの最短距離がＬ１、回転軸１３１１の中心と第２のカム面１３１２ｂとの最短距離がＬ２、回転軸１３１１の中心と第３のカム面１３１２ｃとの最短距離がＬ３であり、距離Ｌ１＜距離Ｌ２＜距離Ｌ３となるように形成されている。

図５（ａ）に示すリリース状態では、第１のカム面１３１２ａが上方に配置され、第１のカム面１３１２ａで図３に示す下部ユニット１２０を支持する。このリリース状態では、図４に示す上部ユニット１１０の駆動ローラ１１２と、下部ユニット１２０の加圧ローラ１２２とが離間した状態となる。

図５（ｂ）に示す厚紙ニップ状態では、第２のカム面１３１２ｂが上方に配置され、第２のカム面１３１２ｂで図３に示す下部ユニット１２０を支持する。この厚紙ニップ状態では、図４に示す上部ユニット１１０の駆動ローラ１１２と、下部ユニット１２０の加圧ローラ１２２とが第２のニップ圧で接触した状態となる。

図５（ｃ）に示す通常ニップ状態では、第３のカム面１３１２ｃが上方に配置され、第３のカム面１３１２ｃで図３に示す下部ユニット１２０を支持する。この通常ニップ状態では、図４に示す上部ユニット１１０の駆動ローラ１１２と、下部ユニット１２０の加圧ローラ１２２とが第３のニップ圧で接触した状態となる。

したがって、カム１３１２は、図５（ａ）に示すリリース状態では、図３および図４に示す下部ユニット１２０を上部ユニット１１０から離間した位置で支持し、図５（ｂ）に示す厚紙ニップ状態では、図３および図４に示す下部ユニット１２０を、上部ユニット１１０に接触させ、通常ニップ状態より弱い押圧力で押圧した位置で支持し、図５（ｃ）に示す通常ニップ状態では、図３および図４に示す下部ユニット１２０を、上部ユニット１１０に接触させ、厚紙ニップ状態より強い押圧力で押圧した位置で支持する。

即ち、図４に示す、上定着ベルト１１１および下定着ベルト１２１を介し、上部ユニット１１０の駆動ローラ１１２と、下部ユニット１２０の加圧ローラ１２２とのニップ部におけるニップ圧（押圧力）は、リリース状態（第１のニップ圧＝０）＜厚紙ニップ状態（第２のニップ圧）＜通常ニップ状態（第３のニップ圧）となる。

なお、本実施例では、リリース状態、厚紙ニップ状態、および通常ニップ状態の３つの状態を有するものとして説明するが、リリース状態および通常ニップ状態の２つの状態を有するものとしても良い。また、４つ以上の状態を有するものとしても良い。

図６は実施例におけるカム面と下部ユニット接触部の状態の説明図であり、カムギヤ１３１の第３のカム面１３１２ｃおよびカムギヤ１３２の第３のカム面１３２２ｃと、図３に示す下部ユニット１２０に設けられた下部ユニット接触部１２６ａおよび下部ユニット接触部１２６ｂとの接触状態を示し、カムギヤ１３１およびカムギヤ１３２で下部ユニット１２０を支持している状態を示している。なお、下部ユニット接触部１２６ａおよび下部ユニット接触部１２６ｂは、カムギヤ１３１およびカムギヤ１３２に接近する方向に付勢されている。

図６に示すカムギヤ１３１が、図中矢印Ｂが示す方向に回転し、カムギヤ１３１と噛合したカムギヤ１３２が、図中矢印Ｃが示す方向に回転することにより、図５（ａ）に示すリリース状態、図５（ｂ）に示す厚紙ニップ状態、図５（ｃ）に示す通常ニップ状態の順に変化（遷移）し、さらに回転することにより図５（ａ）に示すリリース状態に変化（遷移）する。

したがって、カムギヤ１３１およびカムギヤ１３２の回転により、図３に示す下部ユニット１２０を上下動させることができるようになっている。

なお、本実施例では、カムギヤ１３１は、図中矢印Ｂが示す一方向に回転可能であり、カムギヤ１３２は、図中矢印Ｃが示す一方向に回転可能になっている。
また、図３に示すカムギヤ１３４はカムギヤ１３１と同様であり、カムギヤ１３３はカムギヤ１３２と同様である。

図７は実施例におけるフランジフリクションの説明図である。
図７に示すように、カムギヤ１３１の側面にフランジフリクション１３６が取り付けられている。

フランジフリクション１３６は、カムギヤ１３１と同期して回転するように取り付けられている。また、フランジフリクション１３６は、側面に、カムギヤ１３１の回転軸１３１１（図６参照）を中心としてカムギヤ１３１の回転とともに回転する突出部としてのリブ１３６２が配設されている。

リブ１３６２は、カムギヤ１３１の回転方向に複数配列され、少なくとも１つのリブ群を形成している。本実施例では、フランジフリクション１３６に形成したリブ群を２つとして説明する。
フランジフリクション１３６の側面には、カムギヤ１３１の回転軸１３１１（図６参照）を中心としてカムギヤ１３１の回転とともに回転する第１のリブ群としてのリブ群１３６１ａと、第２のリブ群としてのリブ群１３６１ｂとが形成されている。

リブ群１３６１ａは、カムギヤ１３１の回転中心から所定の第１の距離（第１の半径）を保持して形成され、リブ群１３６１ｂは、カムギヤ１３１の回転中心から所定の第１の距離と異なる（例えば、第１の距離より大きい）所定の第２の距離（第２の半径）を保持して形成されている。

なお、本実施例では、カムギヤ１３１の側面にフランジフリクション１３６を取り付ける例で説明したが、カムギヤ１３１とフランジフリクション１３６を一体成型しても良い。

図８は実施例におけるフランジフリクションと板バネの説明図である。

図８に示すように、フランジフリクション１３６のリブ群１３６１ａおよびリブ群１３６１ｂに対向して制動部材としての板バネ１３７および板バネ１３８が配設されている。
第１の制動部材としての板バネ１３７および第２の制動部材としての板バネ１３８は、図中矢印Ｂが示す方向に回転するそれぞれのリブ群１３６１ａおよびリブ群１３６１ｂのリブ１３６２と接触し、フランジフリクション１３６、即ち図７に示すカムギヤ１３１の回転を制動するものである。

板バネ１３７および板バネ１３８は、図３に示す基部ユニット１３０の支持部材１３９に配設され、フランジフリクション１３６のリブ群１３６１ａおよびリブ群１３６１ｂに対向するように配置されている。

また、板バネ１３７および板バネ１３８と、フランジフリクション１３６のリブ群１３６１ａおよびリブ群１３６１ｂとは、図５（ａ）に示すようにカムギヤ１３１がリリース状態（図３に示す下部ユニット１２０が上部ユニット１１０から離間した状態）に配置されているとき、接触するように配置されている。

本実施例では、図７に示すように、カムギヤ１３１は、回転軸方向の側面に、リブ１３６２を有するリブ群１３６１ａおよびリブ群１３６１ｂが形成され、また制動部材としての板バネは、リブ群１３６１ａと接触する板バネ１３７と、リブ群１３６１ｂと接触する板バネ１３８とにより構成されている。

板バネ１３７および板バネ１３８は、図５（ａ）に示すようにカムギヤ１３１がリリース状態（図３に示す下部ユニット１２０が上部ユニット１１０から離間した状態）でリブ群１３６１ａおよびリブ群１３６１ｂと対向するように配置され、リブ群１３６１ａはカムギヤ１３１の回転軸１３１１から第１の半径Ｒ１を保持して配置され、リブ群１３６１ｂはカムギヤ１３１の回転軸１３１１から第１の半径Ｒ１とは異なる第２の半径Ｒ２（例えば、Ｒ２＞Ｒ１）を保持して配置されている。

なお、本実施例では、フランジフリクション１３６に形成したリブ群を２つ、そのリブ群に対応する板バネを２つとしたが、それに限られるものでなく、リブ群および板バネを１つずつ、または３つずつ以上配設するようにしても良い。リブ群および板バネを３つ以上配設する場合、それぞれのリブ群および板バネを配設する位置、即ちカムギヤ１３１の回転中心からの距離（半径）をそれぞれ異なるように配置する。

図９は実施例におけるフランジフリクションと板バネの説明図である。なお、図９はフランジフリクション１３６を回転軸方向と直交する方向から見た側面図である。なお、図９では、フランジフリクション１３６のリブ群１３６１ａと板バネ１３７を説明するが、リブ群１３６１ｂと板バネ１３８も同様である。
図９において、板バネ１３７の自由端側の先端部に、リブ群１３６１ａ側に折り曲げられ、リブ群１３６１ａと接触する接触（折曲）部１３７ａが形成されている。

図９（ａ）に示すように、板バネ１３７に向かって突出した複数のリブ１３６２で形成されたリブ群１３６１ａが、図中矢印Ｂが示す回転方向へ移動すると、即ち図５（ａ）に示すリリース状態になるとき、図８に示すフランジフリクション１３６が、図中矢印Ｂが示すカム回転方向へ回転すると、図９（ｂ）に示すように、板バネ１３７の接触部１３７ａは、リブ群１３６１ａのリブ１３６２ａａと接触し、さらにリブ群１３６１ａが移動すると、リブ１３６２ａａに乗り上げる。

さらにリブ群１３６１ａが移動すると、板バネ１３７の接触部１３７ａは、図９（ｃ）に示すように、リブ１３６２ａａと、隣接するリブ１３６２ａｂとの間に落下する。
このように、板バネ１３７の接触部１３７ａは、図８に示すフランジフリクション１３６の回転に伴って、リブ群１３６１ａのリブとの接触、乗り上げ、落下を繰り返す。

また、同様に、図８に示す板バネ１３８の接触部は、フランジフリクション１３６の回転に伴って、リブ群１３６１ｂのリブとの接触、乗り上げ、落下を繰り返す。
なお、板バネ１３７の接触部１３７ａは、図中矢印Ｄが示す方向、即ちリブ群１３６１ａを押圧する方向に付勢されている。また、板バネ１３８も同様である。

また、図８に示すように、リブ群１３６１ａの回転半径と、リブ群１３６１ｂの回転半径は異なるため、上述したリリース状態、厚紙ニップ状態、通常ニップ状態のいずれの状態においても板バネ１３７はリブ群１３６１ｂと接触することがなく、また板バネ１３８はリブ群１３６１ａと接触することはない。

さらに、図９に示すように、フランジフリクション１３６のリブ群１３６１ａのそれぞれのリブ１３６２のフランジフリクション１３６からの突出量である高さは同じ高さＴａとなっている。なお、リブ群１３６１ｂのリブ１３６２の高さも同様に形成されている。

また、図１０に示す変形例のように、フランジフリクション１３６のリブ群１３６１ａのリブ１３６２は、カム回転方向における最下流のリブ１３６２ａ（板バネ１３７と最初に接触するリブ１３６２ａ）の高さＴａが最も高く、上流側に続くリブほど高さが徐々に低く、最上流のリブ１３６２ｅの高さＴｅが最も低く（例えば、Ｔａ＞Ｔｂ＞Ｔｃ＞Ｔｄ＞Ｔｅ）なるように、即ちカム回転方向における上流側に向かって徐々に突出量が少なくなるように、形成するようにしても良い。なお、リブ群１３６１ｂのリブの高さも同様に形成するようにしても良い。

リブ群１３６１ａのそれぞれのリブ１３６２は、カム回転方向における下流側の面がフランジフリクション１３６に対して直交、即ち垂直になるように壁部１３６２ｋが形成され、リブ１３６２の上面に頂面１３６２ｆが形成されている。また、リブ１３６２は、上流側の面がテーパ状になるように傾斜面（テーパ面）１３６２ｉ、即ちカム回転方向における上流側に向かって徐々にフランジフリクション１３６（図７に示すカムギヤ１３１の側面）に接近するように形成された傾斜面１３６２ｉが形成されている。

それぞれのリブ１３６２に形成された壁部１３６２ｋ、頂面１３６２ｆ、および傾斜面１３６２ｉは、板バネ１３７の接触部１３７ａと接触する。
また、各リブ群のリブ１３６２は、多数配設されていることが望ましい。

なお、本実施例では、２つのリブ群（リブ群１３６１ａおよびリブ群１３６１ｂ）が２つの板バネ（板バネ１３７および板バネ１３８）と接触するようにしたが、リリース状態において接触するものであれば、１つのリブ群が１つの板バネと接触するようにしても良く、また３つ以上のリブ群が３つ以上の板バネとそれぞれ接触するようにしても良い。

また、本実施例では、リブ群をフランジフリクション１３６に形成するようにしたが、図７に示すカムギヤ１３１の側面に直接、形成するようにしても良い。
さらに、本実施例では、それぞれのリブ１３６２のカム回転方向における上流側の面に傾斜面１３６２ｉを形成するようにしたが、フランジフリクション１３６に対して垂直になるように形成しても良い。

図１１は実施例におけるリブ形状の説明図であり、図８に示すフランジフリクション１３６のリブ群１３６１ａおよびリブ群１３６１ｂのリブ１３６２を回転軸１３１１の軸方向からみた図である。

図１１に示すように、リブ１３６２の上面である頂面１３６２ｆは、外周１３６２ｇが内周１３６２ｈより長くなる扇形状に形成されている。なお、リブ群１３６１ａおよびリブ群１３６１ｂのそれぞれのリブ１３６２の頂面が扇形状に形成されている。

このように、各リブ１３６２の頂面１３６２ｆを扇形状に形成することにより、各リブ１３６２が板バネと接触する際に、片当たりしないようになっている。

上述した構成の作用について説明する。

まず、画像形成装置が行う画像形成動作を図１に基づいて説明する。

画像形成装置１は、通信回線等で接続された外部装置から画像情報を含む印刷命令を受信すると、印刷命令に含まれる媒体種類（例えば、普通紙、普通紙より厚い厚紙）に応じて定着装置１４をリリース状態から厚紙ニップ状態または通常ニップ状態に移行させ、また給紙ローラ１０ａを回転させ、給紙カセット１０に積載した媒体Ｐを分離し、図中矢印Ａが示す媒体搬送方向に送り出し、レジストローラ１１、現像装置１２、および転写装置１３へと搬送する。

このとき、現像装置１２（１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫ）では、トナー像を感光ドラムに形成する現像工程が行われる。
ここで、現像装置１２Ｃで行われる現像工程を代表として説明する。なお、現像装置１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫでも同様な現像工程が行われる。

現像工程が開始されると、現像装置１２Ｃの感光ドラム１２１Ｃは、図中矢印が示す方向に回転し、その回転に伴い、帯電装置１２２Ｃにより表面が一様に帯電され、画像情報に応じた露光装置１２３Ｃの露光により静電潜像が形成され、さらに現像剤供給装置１２４Ｃにより静電潜像が現像されてトナー像が形成される。

感光ドラム１２１Ｃ上に形成されたトナー像は、転写装置１３の転写ベルト１３１により媒体搬送方向に搬送される媒体Ｐ上に転写される。
転写後に感光ドラム１２１Ｃ上に残留したトナーはクリーニング装置１２５Ｃによって掻き取られ、感光ドラム１２１Ｃの表面がクリーニングされた後、感光ドラム１２１Ｃは帯電装置１２２Ｃによる次の帯電に供され、新たな現像工程に入る。

上述した現像工程が現像装置１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫでも行われ、転写装置１３の転写ベルト１３１により媒体搬送方向に搬送される媒体Ｐ上に、画像形成に必要なすべてのトナー像であるブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナー像が転写され、その媒体Ｐが転写装置１３から定着装置１４へ搬送される。

定着装置１４は、トナー像が転写された媒体Ｐが搬送されると、熱と圧力でトナー像を媒体Ｐに定着させ、その媒体Ｐを排出ローラ１５、１６へ搬送する。
排出ローラ１５、１６に搬送された媒体Ｐは、さらに装置外へと搬送され、排紙積載部１７に積層される。

次に、図３に示す定着装置１４のカムギヤ１３１〜１３４の作用を説明する。
図１に示す画像形成装置１は、外部装置から画像形成を指示する印刷命令を受信すると、印刷命令に含まれる媒体種類（例えば、普通紙、普通紙より厚い厚紙）に応じてモータを駆動し、カムギヤ１３１〜１３４を回転させて図５に示すリリース状態から厚紙ニップ状態または通常ニップ状態に移行させる。また、画像形成装置１は、画像形成動作が終了すると、カムギヤ１３１〜１３４を回転させリリース状態に移行させる。

本実施例では、カムギヤ１３１〜１３４を、リリース状態、厚紙ニップ状態、通常ニップ状態、そしてリリース状態に移行させる場合の作用を図１２の実施例におけるカムの変位量および制動作用の説明図に基づいて図３、図５、図８および図９を参照しながら説明する。

図１２は、カムギヤ１３１〜１３４の回転角度を横軸、カムギヤ１３１〜１３４のカム１３１２の変位量を縦軸としたグラフであり、リリース状態のカムギヤ１３１〜１３４の回転角度を０とし、その回転角度０を基準としてカムの変位量を実線で表している。なお、カムギヤ１３１〜１３４のそれぞれの作用は同様なのでカムギヤ１３１を代表として説明する。

図５（ａ）に示すように、カムギヤ１３１がリリース状態に配置されているとき、即ち図１２に示すようにカムギヤ１３１が回転角度０の位置にあるとき、カムの変位量を０（基準値）とする。
図５（ｂ）に示すように、カムギヤ１３１が回転し、リリース状態から厚紙ニップ状態に配置されると、カムギヤ１３１の回転角度は約１２０度となり、カムの変位量は約３．５ｍｍとなる。このときのカムの変位量は、図５に示す距離Ｌ２−距離Ｌ１となる。
図５（ｃ）に示すように、さらにカムギヤ１３１が回転し、厚紙ニップ状態から通常ニップ状態に配置されると、カムギヤ１３１の回転角度は約２４０度となり、カムの変位量は約６．０ｍｍとなる。このときのカムの変位量は、図５に示す距離Ｌ３−距離Ｌ１となる。

さらに、カムギヤ１３１が回転し、図５（ａ）に示すように、通常ニップ状態からリリース状態に配置されると、カムギヤ１３１の回転角度は約３６０度となり、カムの変位量は０ｍｍに戻る。
このように、カムギヤ１３１が回転することにより、リリース状態、厚紙ニップ状態、通常ニップ状態、そしてリリース状態の順でリリース状態、厚紙ニップ状態、および通常ニップ状態の３段階の状態に変化する。

カムギヤ１３１がリリース状態に配置されるとき、図９に示すように、板バネ１３７がフランジフリクション１３６の各リブ１３６２において接触、乗り上げ、落下を繰り返すため、図１２の破線で示すように、カムギヤ１３１に対するブレーキＯＮ（制動有）、ブレーキＯＦＦ（制動無）を繰り返してカムギヤ１３１の回転に負荷をかけ、カムギヤ１３１のオーバラン（過回転）を抑制することができる。

板バネ１３７がフランジフリクション１３６の各リブ１３６２において乗り上げているとき、図１１に示すようにリブ１３６２の頂面１３６２ｆが扇形状に形成されているため、頂面１３６２ｆと板バネ１３７とが片当たりせず均一に接触し、カムギヤ１３１の回転に負荷をかけることができる。

このように、リブ１３６２の頂面１３６２ｆを扇形状に形成することにより、図９および図１０に示す板バネ１３７の接触部１３７ａと、リブ１３６２の頂面１３６２ｆとを、全面で同時に接触させることができ、カムギヤ１３１の回転に対するブレーキ力（制動力）を増加させることができる。

また、図９（ｃ）に示すように、板バネ１３７の接触部１３７ａがフランジフリクション１３６の各リブ１３６２の頂面１３６２ｆから落下する際、衝撃音（カチカチ音）が発生するが、各リブ１３６２に傾斜面（テーパ面）が形成されているため、各リブ１３６２からの落下が緩やかになり、板バネ１３７の接触部１３７ａが各リブ１３６２の頂面１３６２ｆから落下する際の衝撃音（カチカチ音）の発生を低減させることができる。

さらに、図１０に示す変形例のように、フランジフリクション１３６の各リブ１３６２を、カム回転方向における最下流のリブの高さが最も高く、上流側に続くリブほど高さが低くなるように形成した場合、板バネ１３７がすべてのリブを乗り越えるまでのリリース状態で停止したとき、リリース状態から厚紙ニップ状態に移行する際のカムギヤ１３１への負荷および衝撃音（カチカチ音）を低減させることができる。

また、図８に示すように、板バネ１３７および板バネ１３８と、フランジフリクション１３６のリブ群１３６１ａおよびリブ群１３６１ｂとは、図５（ａ）に示すようにカムギヤ１３１がリリース状態に配置されているとき、接触するように配置するようにしたことにより、リリース状態でのみカムギヤ１３１の回転を制動することができる。

また、板バネ１３７および板バネ１３８と、フランジフリクション１３６のリブ群１３６１ａおよびリブ群１３６１ｂとを２対としたことにより、１対としたときよりもカムギヤ１３１の回転に対する制動力を増加させることができる。また、リブ１３６２に対する負荷を複数のリブ１３６２に分散させることができ、それぞれのリブ１３６２の高さを低くすることができ、図９（ｃ）に示す板バネ１３７の接触部１３７ａが各リブ１３６２の頂面１３６２ｆから落下する際の衝撃音（カチカチ音）の発生を低減させることができる。

このように、本実施例では、フランジフリクション１３６のリブ（リブ群１３６１ａおよびリブ群１３６１ｂ）と、板バネ（板バネ１３７および板バネ１３８）とを、下部ユニット１２０が上部ユニット１１０から離間したリリース状態で接触するように配置したことにより、下部ユニット１２０および上部ユニット１１０の２つのローラ（下部ユニット１２０のローラと上部ユニット１１０のローラ）が接触した状態から離間する状態に移行する際のカムギヤ１３１の過回転（オーバラン）を抑制することができる。

また、カムギヤ１３１の過回転を抑制するために、カムギヤ１３１の回転に負荷をかける必要がなくなり、カムギヤ１３１を回転させるモータのトルクを減少させることができる。
なお、本実施例では、図１１に示すように、リブ１３６２の上部に頂面１３６２ｆを形成するようにしたが、頂面１３６２ｆを形成することなく、突起状の形状としても本実施例の効果を得ることができる。

また、各リブ１３６２の頂面１３６２ｆを扇形状に形成するようにしたが、略四角形状に形成するようにしても本実施例の効果を得ることができる。

さらに、リブ１３６２の傾斜面１３６２ｉは扇形状に形成されていないが、傾斜面１３６２ｉも頂面１３６２ｆと同様に回転軸方向からみた形状を扇形状に形成するようにしても良い。
以上説明したように、本実施例では、カムギヤのリブと、板バネとを、下部ユニットが上部ユニットから離間したリリース状態で接触するように配置したことにより、２つのローラが接触した状態から離間する状態に移行する際のカムギヤの過回転（オーバラン）を抑制することができるという効果が得られる。

また、板バネとリブ群を複数設けることにより、カムギヤの回転に対する制動力を増加させることができるという効果が得られる。
さらに、各リブに傾斜面（テーパ面）を形成するようにしたことにより、板バネがリブと接触する際の衝撃音を低減させることができるという効果が得られる。

またさらに、リブの頂面を扇形状に形成するようにしたことにより、板バネと、リブの頂面とが、全面で同時に均一に接触させることができ、カムギヤの回転に対する制動力を増加させることができるという効果が得られる。
さらに、カムギヤの回転方向における最下流のリブの高さが最も高く、上流側に続くリブほど高さが低くなるように形成した場合、リリース状態から厚紙ニップ状態に移行する際のカムギヤへの負荷および衝撃音を低減させることができるという効果が得られる。

なお、本実施例では、画像形成装置をプリンタとして説明したが、それに限られるものでなく、複写装置、ファクシミリ装置、または複合機（ＭＦＰ）等としても良い。

１ 画像形成装置
１０ 給紙カセット
１１ レジストローラ
１２（１２Ｃ、１２Ｍ、１２Ｙ、１２ＢＫ） 現像装置
１３ 転写装置
１４ 定着装置
１５、１６ 排出ローラ
１７ 排紙積載部
１１０ 上部ユニット
１１１ 上定着ベルト
１１２ 駆動ローラ
１１３ 上ＰＡＤ
１１４ 上サポートローラ
１２０ 下部ユニット
１２１ 下定着ベルト
１２２ 加圧ローラ
１２３ 下ＰＡＤ
１２４ 下サポートローラ
１３０ 基部ユニット
１３１、１３２、１３３、１３４ カムギヤ
１３５ アイドルギヤ
１３６ フランジフリクション
１３７、１３８ 板バネ
１３１１ 回転軸
１３１２ カム
１３６１ａ、１３６１ｂ リブ群
１３６２ リブ

Claims (11)

1. 上部ユニットと、
   前記上部ユニットに対して離接移動可能な下部ユニットと、
   前記下部ユニットと接触し前記下部ユニットを前記上部ユニットに対して離接させるカムが形成された回転可能なカムギヤと、
   前記カムギヤとともに回転する突出部と、
   回転する前記突出部と接触し、前記カムギヤの回転を制動する制動部材と、
   を有し、
   前記突出部と前記制動部材とは、前記下部ユニットが前記上部ユニットから離間した状態で接触するように配置されていることを特徴とする定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、
   前記突出部は、回転方向に複数配列され、少なくとも１つの突出部群を形成していることを特徴とする定着装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の定着装置において、
   前記カムギヤは、回転軸方向の側面に、前記突出部を有する第１の突出部群および第２の突出部群が形成され、
   前記制動部材は、前記第１の突出部群と接触する第１の制動部材と、前記第２の突出部群と接触する第２の制動部材とを有し、前記第１の制動部材および前記第２の制動部材が、前記下部ユニットが前記上部ユニットから離間した状態で前記第１の突出部群および前記第２の突出部群と対向配置され、
   前記第１の突出部群は前記カムギヤの回転軸から第１の半径を保持して配置され、前記第２の突出部群は前記カムギヤの回転軸から前記第１の半径とは異なる第２の半径を保持して配置されていることを特徴とする定着装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記制動部材は、前記突出部と接触する接触部を有し、
   前記突出部は、前記接触部と接触する頂面が形成されていることを特徴とする定着装置。
5. 請求項４に記載の定着装置において、
   前記頂面は、扇形状に形成されていることを特徴とする定着装置。
6. 請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記カムギヤは、一方向に回転可能であり、
   前記突出部は、前記カムギヤの回転方向における上流側に向かって徐々に前記カムギヤの側面に接近する傾斜面が形成されていることを特徴とする定着装置。
7. 請求項６に記載の定着装置において、
   前記傾斜面は、前記カムギヤの回転軸方向からみた形状が扇形状に形成されていることを特徴とする定着装置。
8. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記突出部は、それぞれの突出量が同量であることを特徴とする定着装置。
9. 請求項１から請求項７のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記突出部は、前記カムギヤの回転方向における上流側に向かって徐々に突出量が少なくなるように形成されていることを特徴とする定着装置。
10. 請求項１から請求項９のいずれか１項に記載の定着装置において、
    前記カムギヤは、回転することにより、前記下部ユニットが前記上部ユニットから離間した第１の状態と、前記第１の状態より、前記下部ユニットが前記上部ユニットに接近した第２の状態と、前記第２の状態より、前記下部ユニットが前記上部ユニットに接近した第３の状態とに遷移させることを特徴とする定着装置。
11. 請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の定着装置を有することを特徴とする画像形成装置。

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