JP2022076824A - 画像加熱装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ワンウェイクラッチユニット１００のギア端面の摩耗抑制と、伝達駆動コア１０２の動作安定性の両立【解決手段】 入力ギア１０１の回動軸１０４との嵌合穴１０１ｂと、駆動伝達部材１０２の当接面１０１ｃとの間に凹形状１０１ｆを設けることで、ギア端面１０１ａの摩耗抑制のために塗布された粘性グリスＧが、駆動伝達コア１０２に付着することを防止する。【選択図】 図１

Description

本発明は、駆動源から入力される駆動力を回転方向に応じて被駆動体への伝達と被駆動体への遮断するワンウェイクラッチユニットを用いた画像加熱装置に関する。

画像形成装置に用いられる定着装置は、記録材に担持された未定着トナー像を加熱する加熱回転体と、加熱回転体を加熱するヒータと、加熱回転体と共にニップ部を形成する加圧回転体とを有する。そのニップ部で未定着トナー像を担持した記録材を搬送しながら加熱することによって、トナー像を記録材に定着させる。

この定着装置においては、記録材の搬送時にジャムが発生した際のジャム処理性向上や、ニップ形成部での加熱回転体及び加圧回転体の圧縮歪み（塑性変形）を防止するため、ニップ部の圧を解除する圧解除機構が設けられている。

この圧解除機構はレバーによる手動の圧解除や、モータによる自動の圧解除などが用いられているが、近年ではユーザ操作性やコストダウンの観点から、より少ないモータで複数の回転体を回転駆動させることが望まれている。

上記観点から、１つのモータで複数の回転体を回転させ、圧解除を行う構成において、加圧回転体の回転と圧解除カムの回転を選択的に回転させることが望ましい。

上記に対して、特許文献１には、モータから回転体に至る駆動伝達経路にワンウェイクラッチユニット（一方向クラッチ）を配置し、モータを正逆回転させて回転体を選択的に駆動する構成が考案されている。一般的なワンウェイクラッチユニットは複数のボールやニードルを周方向に配列するため、部品点数も多く、構造が複雑なため小型のものは高価になる。

それを解決する構成として、従来、特許文献２には、図２のような、部品点数が少なく、且つ、簡易的なワンウェイクラッチユニットが提案されている。

図２に示すように、ワンウェイクラッチユニット１００は、入力ギア１０１、駆動伝達部材１０２、出力ギア１０３で構成されている。図３のように、入力ギア１０１の回転方向によって、駆動伝達部材１０２が付勢される方向が異なり、例えば、入力ギア１０１が図３ａの矢印Ｃ方向に回転した場合は、駆動伝達部材１０２が出力ギア１０３側（矢印Ｈ方向）に付勢され、出力ギア１０３と係合することで、駆動が伝達する。また、入力ギア１０１が図３ｂの矢印Ｄ方向に回転した場合は、駆動伝達部材１０２が出力ギア１０３から離れる側（矢印Ｉ方向）に付勢され、駆動が解除される。駆動伝達部材１０２は、出力ギア１０３の内周面１０３ａに当接する付勢部１０２ａを有しており、付勢部１０２ａによって生じる付勢力により、入力ギア１０１の回転方向の切り替えによる、駆動伝達部材１０２の付勢方向の切り替えを可能にしている。また、入力ギア１０１は、駆動伝達部材１０２の切換を行うための係合部１０１ｂが入力ギアの中央から半径方向に延伸している。

このようなワンウェイクラッチユニット１０１においても、駆動音の静音化のために、入力ギア１０１、及び、出力ギア１０３を、はすば歯車で構成されることがある。はすば歯車は一般的に、ギアが回転することで、ギアに対してスラスト方向に力が生じる。入力ギア１０１をはすば歯車で構成した場合、駆動を伝達する方向への回転と、駆動を解除する方向への回転でギアに生じる力の向きは逆回転する。

例えば、入力ギア１０１のねじれ方向を右とした場合、回転によって生じる力の向きは、図３ａの駆動が伝達する方向（矢印Ｃ方向）の回転では矢印Ｅの方向に、図３ｂの駆動が解除される方向（矢印Ｄ方向）の回転では矢印Ｆの方向に力が生じることとなる。

入力ギア１０１が、矢印Ｅの方向に力が付与された状態で回転することにより、入力ギア１０１の端面１０１ａが対向部材との摺擦により摩耗してしまう課題がある。その対策として、入力ギア１０１の端面１０１ａに粘性グリスを塗布することで、ギア端面の摩耗を抑制する方法が知られている。

特開平６－１１８７８４号公報 特開２０１９－１００４７９号公報

しかしながら、入力ギア１０１の端面１０１ａの摩耗を抑制するために、ギア端面１０１ａに粘性グリスを塗布した場合、図４のように、ギア端面１０１ａに塗布したグリスが、入力ギア１０１の回動軸１０４と、入力ギア１０１の穴１０１ｂとの隙間を通って、粘性グリスＧがワンウェイクラッチユニット１００の内部に侵入してしまう。

ワンウェイクラッチユニット１００の内部に粘性グリスＧが侵入することで、入力ギア１０１の駆動伝達部材１０２が当接する面１０１ｃに粘性グリスＧが付着する。粘性グリスＧが入力ギア１０１の駆動伝達部材１０２の当接面１０１ｃに付着した場合、入力ギア１０１が駆動解除方向（図３ｂ）に回転し、駆動伝達部材１０２が入力ギア１０１側（矢印Ｉ方向）に移動する。面１０１ｃと駆動カム１０２間に粘性グリスＧが介在すると、駆動伝達部材１０２が、粘性グリスＧによって入力ギア１０１に吸着する。これにより、入力ギア１０１が駆動伝達方向（図３ａ）に回転しても、駆動伝達部材１０２が出力ギア１０３と連結する方向（矢印Ｈ方向）に移動することができずに、駆動が解除されたままになってしまう問題がある。

本発明は、記録材に形成されたトナー像を加熱するために記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第一回転体と第二回転体と、駆動源と、前記駆動源が正回転した場合には前記第一回転体を回転させる駆動力を伝達し、前記駆動源が逆回転した場合には前記第一回転体を回転させる駆動力を伝達しないワンウェイクラッチユニットと、前記駆動源が逆回転した場合に前記第一回転体と前記第二回転体との間の加圧力を変更する或いは前記第一回転体と前記第二回転体と互いに離間させる切換機構と、を有し、前記ワンウェイクラッチユニットは、軸と、前記軸に支持され、前記駆動源の駆動力が入力される入力ギアと、前記軸に支持され、駆動力を出力する出力ギアと、前記軸に支持され、前記軸の軸方向に移動することで前記入力ギアから前記出力ギアへ駆動力の伝達と非伝達とを切換える駆動伝達部材と、を有する画像加熱装置において、前記出力ギアは、内部に前記駆動伝達部材を前記軸方向に移動可能に収容する円筒状の収容部と、前記駆動源が正回転するときには前記駆動伝達部材に設けられた複数の凹凸からなる環状の第一歯面とかみ合い、前記駆動源が逆回転するときには前記第一歯面とかみ合わず前記駆動伝達部材を遠ざけるための複数の凹凸からなる環状の第二歯面と、を有し、前記入力ギアは、前記駆動伝達部材が突き当たる突き当て面と、前記軸受部から前記入力ギアの外周に向かって延伸し、前記駆動伝達部材と係合して前記駆動伝達部材の回転を規制する規制部と、を有し、前記駆動伝達部材は、前記規制部と係合して、前記入力ギアの回転力を前記駆動伝達部材を前記軸方向に移動させる力に変換するためのカム部を有し、前記軸と前記突き当て面の間に設けられ、前記軸方向において前記突き当て面よりも凹んでいる環状の凹み部を有することを特徴とする。

本発明によれば、軸を伝わって入力ギアの軸受部にグリスが伝達された際に、グリスが介在することによる入力ギアと駆動伝達部との吸着を抑制することができる。

本実施形態に係る一方向クラッチ１００の斜視図 従来例に係る一方向クラッチ１００の斜視図 従来例、及び、本実施形態に係る駆動が連結／連結解除状態を表す断面図 従来例に係る粘性グリスＧの侵入経路を示す断面図 従来例、及び、本実施形態に係る駆動伝達部材１０２の斜視図 本実施形態に係る入力ギア１０１の凹形状１０１ｆの効果を示す断面図 本実施形態に係る画像形成装置５００の断面図 本実施形態に係る定着装置２０の断面図 本実施形態に係る定着装置２０の圧解除機構２０８の断面図 本実施形態に係る定着装置２０の駆動切替装置３００側の側面の図 本実施形態に係る駆動切替装置３００の斜視図 本実施形態に係る振り子ギア３１２の構成図 本実施形態に係る振り子ギア３１２の動作図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（画像形成装置５００）
図７は本実施形態における画像形成装置５００の断面図である。

上下斜め方向に並設した４個のカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、電子写真感光体としての感光体ドラム２と帯電ローラ３、クリーニング部材６、現像ユニット４を備える。

感光体ドラム２は、駆動部材（不図示）によって、図７の時計回りに回転駆動される。また、感光体ドラム２の周囲には、その回転方向の順に、クリーニング部材６、帯電ローラ３、現像ユニット４が配置される。

クリーニング部材６は、感光体ドラム２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト８上に転写した後、感光体ドラム２上に残留したトナー剤を除去するものである。

また、帯電ローラ３は、感光体ドラム２表面を均一に帯電するものである。帯電ローラ３によって感光体ドラム２の表面が帯電された後、スキャナユニット（露光手段）７から感光体ドラム２表面にレーザ光が露光される。これにより、感光体ドラム２の表面に静電潜像が形成される。尚、本実施形態においては、スキャナユニット７は、カートリッジ１の下方に配置されている。

また、現像ユニット４は、感光ドラム２の上に形成された静電潜像にトナー剤を供給して、静電潜像をトナー像として現像するためのものである。

記録材Ｐに画像を形成する際は、まずスキャナユニット７によって感光体ドラム２の表面に形成された静電潜像がカートリッジ１によってトナー像として現像され、中間転写ベルト８に転写される。

中間転写ベルト８は、二次転写対向ローラ９とテンションローラ１０に張架され、図７の矢印に示すように反時計回りに駆動する。また、各感光体ドラム２に対向して、中間転写ベルト８の内側に一次転写ローラ５が配設されており、不図示のバイアス印加手段により転写バイアスが印加される構成となっている。

例えば、負極性に帯電したトナー剤を用いる場合は、一次転写ローラ５に正極性のバイアスを印加することにより、順次、中間転写ベルト８上にトナー像が一次転写される。そして、中間転写ベルト８に４色のトナー像が重なった状態で二次転写対向ローラ９と二次転写ローラ１１でニップされた二次転写部に運ばれる。

この際、記録材Ｐへの二次転写後に中間転写ベルト８上に残ったトナー剤は、転写ベルトクリーニング装置１２によって除去され、除去されたトナー剤は、廃トナー搬送路（不図示）を通過し、廃トナー回収容器（不図示）で回収される。

一方、上記で説明した画像形成動作と同期して、記録材Ｐを収納する給紙カセット１３から給紙ローラ１４やレジストローラ対１６等からなる搬送機構によって記録材Ｐが二次転写部に搬送される。

給送カセット１３は、画像形成装置５００から着脱自在に構成されている。ユーザは給紙カセット１３を引き抜き、画像形成装置５００から取り外した後、各給紙カセット１３Ａ、１３Ｂ、１３Ｃに大小各種幅サイズの記録材Ｐをセットし画像形成装置５００へ挿入することで記録材Ｐの補給が完了する。

給紙カセット１３に収納された記録材Ｐのうち、選択された給紙カセット１３の最上位に位置する記録材Ｐには、給紙ローラ１４が圧接して駆動するので、記録材Ｐが１枚ずつ分離給紙される。また手差し給紙が選択されているときは、手差しトレイ１７にセットされた記録材Ｐが給紙ローラ１４によって１枚ずつ分離給紙される。

そして、給紙カセット１３あるいは手差しトレイ１７から搬送された記録材Ｐは、搬送経路１５を通り、レジストローラ対１６によって二次転写部に搬送される。二次転写部においては、二次転写ローラ１１に正極性のバイアスを印加することにより、搬送された記録材Ｐに、中間転写ベルト８上の４色のトナー像を二次転写することが可能である。

そして、記録材Ｐは二次転写部から給紙され、搬送経路１９を通って定着装置２０へと搬送され、記録材Ｐに転写された画像に熱、圧力を加えて画像を記録材Ｐ上に定着させる。その後、トナー像が定着された記録材Ｐは、排紙ローラ対２２によって排出トレイ２３に排出される。

両面印刷時は排紙ローラ対２２によって排出トレイ２３上に送られていき、後端部が排紙ローラ対２２を通過する直前で排紙ローラ対の回転が逆回転され記録材Ｐはスイッチバックされて両面搬送経路２４に導入される。そして、表裏反転状態になって再びレジストローラ対１６まで搬送され、その後は前述したように二次転写部、定着装置２０、排紙ローラ対２２を通って排出トレイ２３に排出される。

（定着装置２０）
次に画像加熱装置である定着装置２０について、図８の定着装置断面図と、図９の圧解除機構断面図を用いて説明する。

定着装置２０は、フィルム加熱方式の加熱装置である。定着装置２０は、加圧ローラ２０１と、定着フィルムユニット２０２とが加圧されることによりニップ部Ｎを形成し、記録材をニップ部Ｎで挟持搬送することにより、トナー像を加熱する。定着フィルムユニット２０２は面状のヒータであるセラミックヒータ２０３と、定着部材として円筒状の定着フィルム２０４と、セラミックヒータ２０３を保持するヒータホルダ２０５と、定着フィルム２０４の端部を規制する定着フランジ２０６と、ヒータホルダ２０５の強度を確保するために定着フィルム２０４の内面側に配置される加圧ステイ２０７からなる。また、ニップ部Ｎは圧解除機構２０８により加圧解除可能となっている。

定着装置２０について、詳細を以下に説明する。

セラミックヒータ２０３は細長薄板状のセラミック基板と、この基板面に具備させた通電発熱抵抗体層を基本構成とするもので、発熱抵抗体層に対する通電により全体に急峻な立ち上がり特性で昇温する、低熱容量のヒータである。セラミックヒータ２０３は、ヒータホルダ２０５の下面の長手に沿って具備された嵌め込み溝２０５ａ内に嵌め込まれ支持される。

定着フィルム２０４は、記録材Ｐに熱を伝達する耐熱性の円筒状部材であり、ヒータホルダ２０５に外嵌させてある。定着フィルム２０４は、離形層、弾性層、基層、内面コート層の４層複合構造のフィルムである。離型層は厚さ１００μｍ以下、好ましくは２０～７０μｍのフッ素樹脂材料である。例えば、フッ素樹脂層としては、例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡなどが挙げられる。弾性層は、熱容量を小さくするために、厚さとしては１０００μｍ以下、好ましくは５００μｍ以下のゴム材料である。例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム等が挙げられる。基層は厚さとして１００μｍ以下、好ましくは５０μｍ以下２０μｍ以上の耐熱性材料である。例えば、ＳＵＳ、ニッケルなどの金属フィルムやポリイミドなどの樹脂材料である。内面コート層は、耐熱性を持つ樹脂層である。例えば、ポリイミド、ポリイミドアミド、ＰＥＥＫ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ、ＰＦＡなどが挙げられる。

加圧ステイ２０７は、ヒータホルダ２０５の裏面に押し当てることでヒータホルダ２０５に長手強度を持たせ、且つ、ヒータホルダ２０５を矯正させるための部材である。

ヒータホルダ２０５は、定着フィルム２０４の内側に設けられている耐熱性・断熱性の部材であり、フェノール樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリアミドイミド樹脂、ＰＥＥＫ樹脂、ＰＥＳ樹脂、ＰＰＳ樹脂、ＰＦＡ樹脂、ＰＴＦＥ樹脂、ＬＣＰ樹脂等の絶縁性及び耐熱性の良い材料が用いられる。セラミックヒータ２０３を支持出来るよう嵌め込み溝２０５ａが設けられ、定着フィルム２０４を介して、加圧ローラ２０１と圧接することでニップ部Ｎを形成する。

定着フランジ２０６は、加圧ステイ２０７の両端にはめ込まれ、定着フィルム２０４の回転を案内すると共に、定着フィルム２０４の抜け出しを阻止している。また、定着フランジ２０６は側板２０９に勘合保持される。

加圧ローラ２０１は、芯金と、芯金周りに同心一体にローラ状に成形被覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性・弾性材層とで構成されており、表層に離型層を設けてある。離型層は厚さ１００μｍ以下、好ましくは２０～７０μｍのフッ素樹脂材料である。フッ素樹脂層としては、例えばＰＴＦＥ、ＰＦＡなどが挙げられる。芯金の両端部にＰＥＥＫ、ＰＰＳ、ＬＣＰ等の耐熱性樹脂よりなる軸受部材２１０を装着し、側板２０９に回転自由に保持させて配設してある。

また、本実施形態の場合、定着フィルム２０４を加圧部材２１１によって、加圧ローラ２０１に加圧することで、ニップ部Ｎを形成している。このような加圧部材２１１は、図９に示すように、加圧弾性部材としてのバネ２１２を張架して、バネ２１２の弾性力により定着フランジ２０６を加圧ローラ２０１方向に加圧する（押し付ける）ものである。

（圧解除機構２０８）
切換機構である圧解除機構２０８は、上述のような加圧部材２１１を移動させて、ニップ部Ｎを加圧状態と圧解除状態とに切り替えるものである。本実施例では、圧解除機構２０８は、加圧ローラ２０１を定着フィルム２０４に当接する動作と加圧ローラ２０１を定着フィルム２０４から離間させる構成であるが、加圧ローラ２０１と定着フィルム２０４との加圧力を変更する構成であってもいい。このような圧解除機構２０８は、カム２１３と、加圧部材２１１に形成されたカム２１３のカム面と接触するカム接触面２１１ａとを備える。カム２１３は、画像形成装置５００に設けられた後述する駆動源としてのモータ３０２により駆動切替装置３００を介して駆動され、カム面を加圧部材２１１のカム接触面２１１ａに接触、又は、離間させることで、ニップ部Ｎの加圧と圧解除とを行う。

図９のように、ニップ部Ｎの加圧時において、カム２１３の位相は、加圧部材２１１のカム接触面２１１ａと接触しないようにしている。これにより、加圧部材２１１がバネ２１２の弾性力により定着フランジ２０６を加圧して、ニップ部Ｎが加圧される。

一方、加圧解除時は、カム２１３の位相が図９の状態から略１８０°回転し、カム２１３が加圧部材２１１のカム接触面２１１ａと接触して、加圧部材２１１をバネ２１２の弾性力に抗して押し上げる。これにより、ニップ部Ｎの圧が解除される。

このように構成される定着装置２０は、画像形成装置５００に装着され、駆動切替装置３００により駆動される。駆動切替装置３００は、画像形成装置５００に装着された定着装置２０の近傍に備えられ、定着装置２０の画像形成装置５００への着脱に伴い、定着装置２０に設けられた各駆動部としてのギアと接続又は分離する。

定着装置２０は、図１０の定着装置２０の駆動切替装置３００側の側面図に示すように、各駆動部としての加圧ローラギア２１４、カムギア２１５を備えている。加圧ローラギア２１４は、ニップ部Ｎで記録材を搬送する部材としての加圧ローラ２０１に駆動を伝達する搬送駆動部である。また、カムギア２１５は、圧解除機構２０８のカム２１３に駆動を伝達する圧解除駆動部である。これら各ギア２１４、２１５は、次述する駆動切替装置３００の各駆動経路によって、それぞれ駆動伝達可能に接続され、駆動切替装置３００の動作に応じてそれぞれ駆動が伝達される。

（駆動切替装置３００）
次に、駆動切替装置３００について、図１１の駆動切替装置３００の斜視図を用いて説明する。図１１ａは、駆動切替装置３００全体の斜視図である。図１１ｂは、駆動切替装置３００の駆動列が分かりやすいように駆動カバー３０６を省略し、定着器２０の加圧ローラギア２１４、及び、カムギア２１５とともに表している斜視図である。

駆動切替装置３００は、駆動源としてのモータ３０２、及び、モータギア３０２ａが駆動支持フレーム３０７に取り付けられ、ワンウェイクラッチユニット１００の入力ギア１０１に駆動が伝達されている。ワンウェイクラッチユニット１００から加圧ローラギア２１４への伝達経路として、揺動ユニット３０８内に揺動中心ギア３０９と揺動ギア３１０を備える。ワンウェイクラッチユニット１００からカムギア２１５への伝達経路として順にアイドラギア３１１、振り子ギア３１２、アイドラギア３１３、３１４、３１５を備える。駆動カバー３０６は配置された各ギアの軸方向の片側端を支持している。

記録材を搬送する搬送動作は、長時間、高速で回転するため、駆動部から発生する稼働音を静音化する必要がある。そのため、ワンウェイクラッチユニット１００の入力ギア１０１、出力ギア１０３を含め、モータギア３０２ａから加圧ローラギア２１４に至る伝達経路の駆動ギアは、すべてはすば歯車で構成されている。

モータ３０２は、正逆回転可能なＤＣブラシレスモータであり、駆動支持フレーム３０７の背面側に対して位置決め固定されている。モータ３０２は、不図示の電源から給電されることで回転駆動する。なお、モータ３０２は、ＤＣブラシレスモータに限らず、正逆回転できるものであれば、例えばステッピングモータなど他のモータであっても良い。

駆動切替装置３００は、後述する振り子ギア３１２とワンウェイクラッチユニット１００により、モータ３０２の正逆回転によって加圧ローラ２０１の駆動と圧解除機構２０８の駆動を切り替えている。

（振り子ギア３１２）
振り子ギア３１２について、図１２の振り子ギア構成図と図１３の振り子ギア３１２の動作図を用いて説明する。振り子ギア３１２は、図１２ａに示すように、ギア部材３１８と、ホルダ部材３１９と、弾性部材３２０で構成されている。ギア部材３１８は、円筒状に形成され、外周面にギア歯が形成されており、図１３ａに示されるようにアイドラギア３１１、３１３と噛み合う。

ホルダ部材３１９は、円形のリブ３１９ａがギア部材３１８の内周面３１８ａに挿入されて内嵌され、ギア部材３１８を回転自在に支持する。

弾性部材３２０は、図１２ｂに示すように、ホルダ部材３１９に固定すると共に、ギア部材３１８の大径部の内周面３１８ｂに弾性的に付勢させている（矢印Ｌ）。そして、ギア部材３１８を揺動させる際にギア部材３１８に回転負荷を与えることで、振り子ギア３１２に揺動力を発生させる。

ホルダ部材３１９には、ギア部材３１８の軸方向に貫通し、この軸方向に直交する方向に長い長孔部３１９ｂが形成されている。そして、図１３に示すように、長孔部３１９ｂに支持フレーム３０７に突設された軸３２１を通すことで、ホルダ部材３１９が移動可能に保持されている。また、ホルダ部材３１９には、突起部３１９ｃが備えられていて、図１３ｂに示すように、駆動カバー３０６に形成された規制溝３１７に突起部３１９ｃが伸びるようにしている。この規制溝３１７は、突起部３１９ｃとの係合により振り子ギア３１２の揺動範囲を規制するものである。

アイドラギア３１１が図１３ａの矢印Ｊ方向に回転すると、このアイドラギア３１３と噛み合う振り子ギア３１２内のギア部材３１８に回転駆動力が伝達される。ギア部材３１８は、弾性部材３２０による回転負荷とギア部材３１８がアイドラギア３１１から受ける駆動力により、図１３ｃの位置に振り子ギア３１２があっても、長孔部３１９ｂと軸３２１との間で揺動可能なため、図１３ａの位置になるように移動し、アイドラギア３１３と噛み合い、駆動を伝達する。

また、図１３ｃに示すように、アイドラギア３１１が矢印Ｋ方向に回転した場合、振り子ギア３１２は図１３ａで示す位置から図１３ｃで示す位置に揺動動作を行い、アイドラギア３１３と噛みあわなくなり、伝達を遮断する。

（ワンウェイクラッチユニット１００）
図１ａ、及び、図１ｂはワンウェイクラッチユニット１００の斜視図である。図５ａ、及び、図５ｂは駆動伝達部材１０２の斜視図である。

図１ａ、図１ｂに示すように、ワンウェイクラッチユニット１００は、入力ギア１０１、駆動伝達部材１０２、出力ギア１０３を有している。入力ギア１０１と出力ギア１０３は軸１０４に嵌合にて挿通されており、駆動伝達部材１０２は軸１０４にクリアランスをもって挿通されている。すなわち、ワンウェイクラッチユニット１００は、モータ３０２から入力ギア１０１に駆動力が付与され、入力ギア１０１から出力ギア１０３に駆動力の伝達と非伝達とを切換えるものである。

入力ギア１０１は、外周に歯面１０１ｄが形成されており、環状リブ（リムを含む円筒部）１０１ｇにより凹形状が形成されている。入力ギア１０１の環状リブ１０１ｇに囲まれた空間ＳＰ１には、３つの係合リブ１０１ｅが設けられており、後述する駆動伝達部材１０２の入力側正回転時係合部１０２ｂとの係合面となる。この係合リブ１０１ｅは、後述するように駆動伝達部材１０２と係合して駆動伝達部材１０２の回転を規制する規制部の役目を有する。

出力ギア１０３も環状リブにより凹形状に形成されており、環状リブの外周には歯面１０３ｃが形成されている。また、出力ギア１０３は、駆動伝達部材１０２を収容する円筒状の収容部を有する。収容部には、駆動伝達部材１０２が取り付けられている。環状リブ１０３ｅの内周面は後述する駆動伝達部材１０２に配置された付勢部１０２ａと当接する面１０３ａが設けられている。また、同じく環状リブの内周には後述する駆動伝達部材１０２の環状の第二歯面である出力側正回転時係合部１０２ｃと係合する環状の第一歯面である歯面１０３ｂが設けられている。第一歯面と第二歯面は、それぞれ凹凸形状である。本実施例では、環状リブは、出力ギア１０３の収容部の軸方向の端面と対向して当接する対向面である。

図５ａに示すように駆動伝達部材１０２の入力ギア１０１に対向する面には正回転時（図３ａの矢印Ｃ方向）に係合する３つの入力側正回転時係合部１０２ｂと係合部へとなだらかにつながる入力側傾斜面１０２ｄ、逆回転時（図３ｂの矢印Ｄ方向）に係合する入力側逆回転時係合部１０２ｅが設けられている。この入力側傾斜面１０２ｄは、入力ギアの回転力を軸方向への駆動伝達部材１０２の移動する力に変換するためのカム部の役割を有する。

図５ｂに示すように駆動伝達部材１０２の出力ギア１０３に対向する面には正回転時に係合する出力側正回転時係合部１０２ｃと、逆回転時に駆動伝達部材１０２を入力ギア１０１方向に移動させる出力側傾斜面１０２ｆが設けられている。また駆動伝達部材１０２の外周には等間隔に設けられた付勢部１０２ａが配置されており、出力ギア１０３の環状リブ内周面１０３ａに当接する。

正逆回転時の一方向クラッチ１００の動作について、図３を用いて詳細に説明する。

図３ａは連結解除から連結になる過程を説明する断面図である。図３ａに示すように、連結解除状態において入力ギア１０１がＣ方向に回転すると、入力ギア１０１に設けられた係合リブ１０１ｅが、駆動伝達部材１０２の入力面傾斜部１０２ｄを押し、駆動伝達部材１０２を出力ギア１０３の方向（矢印Ｈ方向）に付勢する。入力ギア１０１の係合リブ１０１ｅと駆動伝達部材１０２の入力側正回転時係合部１０２ｂ（図５ａに記載）、出力ギア１０３の歯面１０３ｂと駆動伝達部材１０２の出力側正回転時係合部１０２ｃとがそれぞれ係合し、駆動連結が完了する。

次に、駆動連結解除に関して説明する。図３ｂは連結から連結解除になる過程を説明する断面図である。図３ｂに示すように、連結の状態において入力ギア１０１がＤ方向に回転すると、入力ギア１０１に設けられた係合リブ１０１ｅが、駆動伝達部材１０２の逆回転時係合部１０２ｅ（図５ｂに記載）を押し、駆動伝達部材１０２をＤ方向に回転させる。Ｄ方向に回転した駆動伝達部材１０２は出力ギア１０３のカム面１０３ｂに形成された傾斜面と駆動伝達部材１０２に配置された出力側傾斜面１０２ｆ（図５ｂに記載）により、入力ギア１０１方向（矢印Ｉ方向）に移動し、駆動連結解除の動作が完了する。駆動連結が解除されたときは、入力ギア１０１は回転するが、出力ギア１０３は回転しない。その結果、環状リブと出力ギア１０３の収容部の軸方向の端面が摺擦する。

（駆動伝達部材への粘性グリス付着防止構成）
次に本発明の特徴となる、入力ギア１０１の形状と、その効果について述べる。

図１に示すように、入力ギア１０１には、回動軸１０４と嵌合する穴（軸受部）１０１ｂと、駆動伝達部材１０２が突き当たる突き当て面（当接面）１０１ｃとの間に凹形状（凹み部）１０１ｆが形成されている。１０１ｂは回転軸１０４の軸受部としての役目を有する。

本実施例の凹形状１０１ｆの効果について、図６を用いて説明する。

上述したように、搬送動作時の稼働音の静音化のために、ワンウェイクラッチユニット１００の入力ギア１０１は、はすば歯車で構成されている。そのため、正逆回転のいずれの回転においても、スラスト方向への力が生じる。例えば、入力ギア１０１のねじれ方向を右とした場合、回転によって生じる力の向きは、図３ａの駆動が伝達する方向の回転では矢印Ｅの方向に、図３ｂの駆動が遮断される方向の回転では矢印Ｆの方向に力が生じることとなる。

入力ギア１０１が、矢印Ｅの方向に力が付与された状態で回転した場合の、入力ギア１０１の端面の削れを抑止するために、入力ギア１０１の端面１０１ａには粘性グリスが塗布されている。

入力ギア１０１のギア端面に塗布したグリスＧは、上述したように、入力ギア１０１の回動軸１０４と、入力ギア１０１の穴１０１ｂとの隙間１０５を通って、ワンウェイクラッチユニット１００の内部に侵入する。

ワンウェイクラッチユニット１００の内部に侵入してきた粘性グリスＧは、入力ギア１０１に対しては、入力ギア１０１の穴１０１ｂと接続している面まで進行する。

図２に示す従来の構成においては、図６ａに示すように入力ギア１０１の駆動伝達部材１０２が当接する面１０１ｃまで粘性グリスＧが到達する。

これにより、上述したように、入力ギア１０１が駆動解除方向（図３ｂ）に回転し、駆動伝達部材１０２が入力ギア１０１側（矢印Ｉ方向）に移動することで、駆動伝達部材１０２が、粘性グリスＧによって入力ギア１０１に吸着してしまう。

駆動を連結する方向に入力ギア１０１を回転した際に（図３ａの矢印Ｃ方向）、駆動伝達部材１０２の入力ギア１０１に対する吸着力が、入力ギア１０１の係合リブ１０１ｅが駆動伝達部材１０２の入力面傾斜部１０２ｄを押し上げる力よりも大きくなることで、駆動伝達部材１０２が出力ギア１０３側（図３ａの矢印Ｈ方向）に移動することができなくなり、ワンウェイクラッチユニット１００の伝達切り替え動作ができなくなってしまう。

それに対して、図６ｂに示す本実施例では、入力ギア１０１に凹形状１０１ｆを形成した構成とするものである。すなわち、凹形状１０１ｆを突き当て面に対して軸方向に凹ませた構成とする。本実施例では、凹形状１０１ｆを突き当て面に対して段差をもつように階段状に凹ませる構成とする。なお、凹ませる方法は、この構成に限定されるものではない。入力ギア１０１に凹形状１０１ｆを形成した構成においては、ワンウェイクラッチユニット１００内部に侵入した粘性グリスＧは、入力ギア１０１の凹形状１０１ｆまで到達するが、駆動伝達部材１０２が当接する面１０１ｃまで粘性グリスＧは至らない。よって、粘性グリスＧが駆動伝達部材１０２に付着することがなく、駆動伝達部材１０２の動作を阻害することがないため、ワンウェイクラッチユニット１００の伝達切り替え動作を安定的に行うことができる。

入力ギア１０１の凹形状１０１ｆの深さ、及び、外径で決まる空間ＳＰ２の容積は、入力ギア１０１の端面１０１ａに塗布される粘性グリスＧがすべて収まるようになっていることが望ましいが、その限りではない。

このように、本実施例のようにすることで、ワンウェイクラッチユニットの伝達切り替え動作を安定的に行うとともに、ギア端面の摩耗を抑制することが可能になる。

なお、本実施例では入力ギア１０１および出力ギア１０３のギアはハス歯ギアで記載したが、平歯ギアでもよい。

また、入力ギアと出力ギアの関係を本実施例と逆の関係である構成であっても問題ない。すなわち、本実施例の出力ギアを入力ギアとし、本実施例の入力ギアを出力ギアとするギア列の構成であっても、本発明は有効である。

２０ 定着装置
１００ ワンウェイクラッチユニット
１０１ 入力ギア
１０１ｆ 凹形状
１０２ 駆動伝達部材
１０３ 出力ギア
１０４ 回動軸
３００ 駆動切替装置
Ｇ 粘性グリス

Claims (7)

1. 記録材に形成されたトナー像を加熱するために記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第一回転体と第二回転体と、駆動源と、前記駆動源が正回転した場合には前記第一回転体を回転させる駆動力を伝達し、前記駆動源が逆回転した場合には前記第一回転体を回転させる駆動力を伝達しないワンウェイクラッチユニットと、前記駆動源が逆回転した場合に前記第一回転体と前記第二回転体との間の加圧力を変更する或いは前記第一回転体と前記第二回転体と互いに離間させる切換機構と、を有し、前記ワンウェイクラッチユニットは、軸と、前記軸に支持され、前記駆動源の駆動力が入力される入力ギアと、前記軸に支持され、駆動力を出力する出力ギアと、前記軸に支持され、前記軸の軸方向に移動することで前記入力ギアから前記出力ギアへ駆動力の伝達と非伝達とを切換える駆動伝達部材と、を有する画像加熱装置において、
   前記出力ギアは、内部に前記駆動伝達部材を前記軸方向に移動可能に収容する円筒状の収容部と、前記駆動源が正回転するときには前記駆動伝達部材に設けられた複数の凹凸からなる環状の第一歯面とかみ合い、前記駆動源が逆回転するときには前記第一歯面とかみ合わず前記駆動伝達部材を遠ざけるための複数の凹凸からなる環状の第二歯面と、を有し、
   前記入力ギアは、前記駆動伝達部材が突き当たる突き当て面と、前記軸受部から前記入力ギアの外周に向かって延伸し、前記駆動伝達部材と係合して前記駆動伝達部材の回転を規制する規制部と、を有し、
   前記駆動伝達部材は、前記規制部と係合して、前記入力ギアの回転力を前記駆動伝達部材を前記軸方向に移動させる力に変換するためのカム部を有し、
   前記軸と前記突き当て面の間に設けられ、前記軸方向において前記突き当て面よりも凹んでいる環状の凹み部を有することを特徴とする画像加熱装置。
2. 記録材に形成されたトナー像を加熱するために記録材を挟持搬送するニップ部を形成する第一回転体と第二回転体と、駆動源と、前記駆動源が正回転した場合には前記第一回転体を回転させる駆動力を伝達し、前記駆動源が逆回転した場合には前記第一回転体を回転させる駆動力を伝達しないワンウェイクラッチユニットと、前記駆動源が逆回転した場合に前記第一回転体と前記第二回転体との間の加圧力を変更する或いは前記第一回転体と前記第二回転体と互いに離間させる切換機構と、を有し、前記ワンウェイクラッチユニットは、軸と、前記軸に支持され、前記駆動源の駆動力が入力される入力ギアと、前記軸に支持され、駆動力を出力する出力ギアと、前記軸に支持され、前記軸の軸方向に移動することで前記入力ギアから前記出力ギアへ駆動力の伝達と非伝達とを切換える駆動伝達部材と、を有する画像加熱装置において、
   前記入力ギアは、内部に前記駆動伝達部材を前記軸方向に移動可能に収容する円筒状の収容部と、前記駆動源が正回転するときには前記駆動伝達部材に設けられた複数の凹凸からなる環状の第一歯面とかみ合い、前記駆動源が逆回転するときには前記第一歯面とかみ合わず前記駆動伝達部材を遠ざけるための複数の凹凸からなる環状の第二歯面と、を有し、
   前記出力ギアは、前記駆動伝達部材が突き当たる突き当て面と、前記軸受部から前記出力ギアの外周に向かって延伸し、前記駆動伝達部材と係合して前記駆動伝達部材の回転を規制する規制部と、を有し、
   前記駆動伝達部材は、前記規制部と係合して、前記入力ギアの回転力を前記駆動伝達部材を前記軸方向に移動させる力に変換するためのカム部を有し、
   前記軸と前記突き当て面の間に設けられ、前記軸方向において前記突き当て面よりも凹んでいる環状の凹み部を有することを特徴とする画像加熱装置。
3. 前記駆動伝達部材は、前記収容部の内面と当接して、前記軸に向けて付勢する付勢部を有することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像加熱装置。
4. 前記突き当て面と前記凹み部は同心の環状の形状であること特徴とする請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
5. 前記突き当て面と前記凹み部は段差を有する形状であることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
6. 前記第二回転体はベルトであり、前記ベルトは前記第一回転体から駆動力を受けて回転することを特徴とする請求項１から請求項５のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
7. 前記ベルトを加熱する面状のヒータを有し、前記第二回転体はベルトを介してヒータを加圧することを特徴とする請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の画像加熱装置。
   

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