JP6278831B2 - 定着装置 - Google Patents

Description

本発明は、定着装置に関し、複合機、複写機、プリンタ、ファックスなどのシート上に画像形成可能な画像形成装置に好適なものである。

画像形成装置において、電子写真プロセス・静電記録プロセス・磁気記録プロセス等の適宜の画像形成プロセス手段部で記録材（転写シート・エレクトロファックスシート・静電記録紙・ＯＨＰシート・印刷用紙・フォーマット紙など）に画像が形成される。具体的には、転写方式あるいは直接方式にて形成担持させた画像情報の未定着画像（トナー画像）が形成される。そして、未定着画像は定着装置により固着画像として定着される。定着装置としては、発熱源により加熱した定着部材と加圧部材を圧接させる、すなわち熱と圧力を用いて定着するものが主流である。

近年では、装置が小型化するのにつれて、従来以上に各モジュール（例えば、転写モジュールや定着モジュールなど）を駆動させるための駆動部も小型化することが求められ、さらに、同一駆動源から複数の動作を行うことができる駆動が求められている。

これに対して、１つの駆動源で定着装置内のニップ部における用紙搬送と、該ニップ部の当接離間状態を切替える機構の動作の両方を行っているものが知られる（特許文献１）。すなわち、駆動源の回転方向に応じて揺動するギアを用いて駆動列を切替えることで、揺動ギアを揺動動作させるために、揺動ギアに回転負荷を与える付勢部材（回転軸方向に直交する面内での付勢）を用いることで揺動力を発生させている。

特許４５２２２４１号公報

しかしながら、従来技術では、揺動ギアが負荷側のギアに噛み合う際に、例えば揺動ギアの回転軸方向のガタや部品精度によるガタなどによって、ギアが傾いてしまい、揺動ギアと負荷側のギアの歯スジのずれが起きてしまうことがある。すると、ギア同士が噛み合う際の妨げとなり、円滑に揺動動作を行うことができないことがあった。

さらに、例えば、駆動伝達装置の小型化を目的とし、少ないギアで大きく減速するために揺動ギアに段ギアを用いているものがある。しかし、揺動ギアと噛み合う入力ギアと出力ギアがそれぞれ別の段のギアに噛み合う構成のものにおいては、駆動列の入力側から受ける力と出力側から受ける反力が揺動ギアの回転軸方向でずれる為、揺動ギアを傾けるモーメントが発生する。それによって、揺動ギアの傾きが助長されてしまう為、円滑に揺動動作を行えない事象が発生し易くなってしまう。

また、記録媒体上のトナー像を加熱定着させる定着装置のような当接圧の高い装置で、当接離間機構を動作させるための駆動伝達装置内揺動ギアを適用した場合には、離間動作時の反力が大きく、駆動列への負荷トルクも大きくなる。従って、揺動ギアにかかる力も大きくなるので、揺動ギアの傾きが助長されてしまい、円滑に揺動動作を行えない事象が発生し易くなる。

本発明の目的は、第１の揺動ギアの回転軸方向のガタをなくし、ガタによる第１の揺動ギアの傾きを防止して第１の揺動ギアの噛み合いを円滑に行って駆動切替をすることができる定着装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明に係る定着装置は、定着回転体と、前記定着回転体に対向し前記定着回転体と定着ニップ部を形成する対向回転体と、前記定着回転体と前記対向回転体との当接状態と離間状態とを切り替える切替機構と、前記定着回転体と前記対向回転体の少なくとも一方を駆動するための駆動力を伝達する駆動伝達機構と、前記切替機構と前記駆動伝達機構とに共用され、第１の方向と前記第１の方向と逆方向である第２の方向とに回転可能な入力ギアと、を有する定着装置であって、前記切替機構は、前記入力ギアが前記第１の方向へ回転するのに伴い第１のポジションに位置し、前記入力ギアが前記第２の方向へ回転するのに伴い前記第１のポジションと異なる第２のポジションに位置することが可能であり、前記入力ギアと連結して回転する第１の揺動ギアと、前記第１の揺動ギアを回転可能に支持する第１の支持部材と、前記入力ギアが前記第１の方向へ回転するのに伴い前記第１の揺動ギアと連結される一方、前記入力ギアが前記第２の方向へ回転するのに伴い前記第１の揺動ギアとの連結が解除される第１の出力ギアと、前記第１の揺動ギアと前記第１の支持部材の少なくとも一方を前記第１の揺動ギアの回転軸線方向へ付勢する付勢部材と、を有し、前記駆動伝達機構は、前記入力ギアが前記第２の方向へ回転するのに伴い第３のポジションに位置し、前記入力ギアが前記第１の方向へ回転するのに伴い前記第３のポジションと異なる第４のポジションに位置することが可能であり、前記入力ギアと連結して回転する第２の揺動ギアと、前記第２の揺動ギアを回転可能に支持する第２の支持部材と、前記入力ギアが前記第２の方向へ回転するのに伴い前記第２の揺動ギアと連結される一方、前記入力ギアが前記第１の方向へ回転するのに伴い前記第２の揺動ギアとの連結が解除される第２の出力ギアと、前記第２の出力ギアと連結される駆動ギアと、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る別の定着装置は、定着回転体と、前記定着回転体に対向し前記定着回転体と定着ニップ部を形成する対向回転体と、前記定着回転体と前記対向回転体との当接状態と離間状態とを切り替える切替機構と、前記切替機構に用いられ、第１の方向と前記第１の方向と逆方向である第２の方向とに回転可能な入力ギアと、を有する定着装置であって、前記入力ギアが前記第１の方向へ回転するのに伴い第１のポジションに位置し、前記入力ギアが前記第２の方向へ回転するのに伴い前記第１のポジションと異なる第２のポジションに位置することが可能であり、前記入力ギアと連結して回転する揺動ギアと、
前記第１の揺動ギアを回転可能に支持する支持部材と、前記入力ギアが前記第１の方向へ回転するのに伴い前記揺動ギアと連結される一方、前記入力ギアが前記第２の方向へ回転するのに伴い前記揺動ギアとの連結が解除される出力ギアと、前記揺動ギアと前記支持部材の少なくとも一方を前記揺動ギアの回転軸線方向へ付勢する付勢部材と、を有することを特徴とする。

本発明によれば、第１の揺動ギアの回転軸方向のガタをなくし、ガタによる第１の揺動ギアの傾きを防止して第１の揺動ギアの噛み合いを円滑に行って駆動切替をすることができる。

本発明の実施形態に係る駆動伝達装置を示す斜視図である。 本発明の実施形態におけるモータが時計回りに回転した時の、各ギアの回転方向と揺動ギアの位置（第１のポジション）を示す平面図である。 本発明の実施形態におけるモータ逆回転時における各ギアの回転方向と揺動ギアの位置（第２のポジション）を示す平面図である。 （ａ）は本発明の実施形態における揺動ギアの構成部品を示す斜視図、（ｂ）は本実施形態における揺動ギアの断面図である。 フレーム上での揺動ギアの揺動動作終了位置を示す平面図で、（ａ）は第１のポジション時、（ｂ）は第２のポジション時である。 本発明の実施形態における揺動ギアに付勢部材の付勢力を示す斜視図である。 本発明の実施形態に関し、揺動ギアに段ギアを用いたものを示す斜視図である。 本発明の実施形態における定着装置の構成部品を示す斜視図である。 本発明の実施形態における定着装置内部の構成部品を示す断面図である。 本発明の実施形態における定着ニップ部の当接・離間動作機構部の当接状態時の平面図である。 本発明の実施形態における定着ニップ部の当接・離間動作機構部の離間状態時の平面図である。 本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置の断面図である。

以下、図を参照して、本発明の実施形態に係る定着装置を搭載した画像形成装置、本発明の実施形態に係る定着装置とともに、定着装置を動作させる駆動伝達装置の実施形態について具体的に説明する。

《第１の実施形態》
（画像形成装置）
画像形成装置全体を図１２に示す。画像形成装置としてタンデム型のフルカラープリンタを示すものであり、シートＰの搬送方向に沿った概略構成断面図である。シートＰは、トナー像が形成されるものである。シートＰの具体例として、普通紙、普通紙の代用品である樹脂製のシート状のもの、厚紙、オーバーヘッドプロジェクター用などがある。

図１２に示すプリンタは、Ｙ（イエロ）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｂｋ（ブラック）の各色の画像形成部１０を備えている。作像ユニット１ａから１ｄが有する、感光ドラムａからｄは、帯電器によって予め帯電され、その後、レーザスキャナ６によって、潜像を形成される。そして、潜像は、現像器によってトナー像になる。感光ドラムａからｄのトナー像は、一次転写ローラ２ａから２ｄによって、像担持体である例えば中間転写ベルト２に順次転写される。

一方、シートＰは、給紙カセット４から１枚ずつ送り出されて、給紙後搬送路４５を通り、レジストローラ対９に送り込まれる。レジストローラ対９は、シートＰを一旦受け止めて、シートＰが斜行している場合、真っ直ぐに直す。そして、レジストローラ対９は、中間転写ベルト２上のトナー像と同期を取って、シートＰを中間転写ベルト２と二次転写ローラ３ａとの間に送り込む。

中間転写ベルト上のカラーのトナー像は、転写体である例えば二次転写ローラ３ａによってシートＰに転写される。その後、シートＰのトナー像は、定着前搬送路３０を通ったシートＰが定着装置４０によって加熱および加圧されることで、シートＰに定着される。

シートＰの片面だけにトナー像を形成する場合、切り換えフラッパ４６の切り換えによりシートＰは、排紙ローラ１１を介してシートＰを排紙トレイ１２に排出する。シートＰの両面にトナー像を形成する場合、定着装置４０によってトナー像を定着されたシートＰは、排紙ローラ１１に搬送されて、紙後端が反転ポイント４２に達したとき、排紙ローラ１１の逆回転によってスイッチバック搬送される。

そして、切り換えフラッパ４６の切り換えによりシートＰは、両面搬送路４７を通過させた後に、片面画像形成と同様の過程をへて他方の面にトナー像を形成して、排紙トレイ１２に排出される。尚、フラッパ４６、排紙ローラ１１のスイッチバック動作で構成される部分は、反転手段の一例である。

（定着装置）
続いて、本発明の実施形態に係る駆動伝達装置によって動作する定着装置４０について説明する。定着装置４０の斜視図を図８に、断面図を図９に示す。定着装置４０は、外部もしくは内部にある加熱源１０５により加熱される定着部材１００と、この定着部材１００とで定着ニップ部を形成する加圧ローラ１０１とを備えるものである。一対の回転体としての該定着部材１００と加圧ローラ１０１とで形成される定着ニップ部に、記録紙を通過させることで、シート上のトナー像を定着し、排出する。

本実施形態においては、定着部材１００として、円筒状の薄肉金属の基層上に弾性層が形成された定着フィルムを用い、加圧ローラ１０１を駆動回転させることで定着フィルム１００を従動回転させる方式のフィルム加熱方式の定着装置を用いて記述・説明を行う。但し、本実施形態に関する記述を行うにあたり、定着装置としてフィルム加熱方式の定着装置を利用するだけであり、本発明の実施形態に係る定着装置がフィルム加熱方式の定着装置に限定されるものではない。

定着部材としての定着フィルム１００は、記録材（シート）に熱を伝達する発熱部材としての円筒状の耐熱性の部材であり、定着フィルム軌道規制部材１０２にルーズに外嵌させてある。定着フィルム１００は、熱容量を小さくしてクイックスタート性を向上させるために、フィルム膜厚が１００μｍ以下、好ましくは２０μｍ以上５０μｍ以下のものである。

そして、基層がＳＵＳ等の金属からなるものや、耐熱性のあるＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰからなる単層フィルムを使用できる。あるいは、基層がポリイミド、ポリアミドイミド、ＰＥＥＫ、ＰＥＳ、ＰＰＳ等で、その外周表面にＰＴＦＥ、ＰＦＡ、ＦＥＰ等をコーティングもしくは被覆した複合層フィルムも使用できる。

加圧ローラ１０１は、例えば鉄などの金属からなる芯金と、この芯金の周りに同心一体に成形被覆させた、シリコーンゴム・フッ素ゴム・フッ素樹脂などの耐熱性の弾性材層とで構成されている。そして、表層に離型層を設けてある。離型層は、例えば、フッ素樹脂、シリコーン樹脂、フルオロシリコーンゴム、フッ素ゴム、シリコーンゴム、ＰＦＡ、ＰＴＦＥ、ＦＥＰ等の離型性かつ耐熱性のよい材料を選択することができる。そして、芯金の両端部に、ＰＥＥＫ、ＰＰＳ、液晶ポリマー等の耐熱性樹脂よりなる不図示の加圧部支持部材を装着し、回動可能に支持する構成としている。

定着フィルム軌道規制部材１０２は、耐熱性の樹脂であるＰＥＴ、ＰＰＳ、ＬＣＰ等からなる部材で、前述の通り定着フィルム１００がルーズに外嵌されているものであり、定着フィルム１００を回転可能に支持する。一方、定着装置の不図示の側板に移動可能に支持されており、定着フィルム１００を回動可能に支持した上で、定着装置内に配設しつつ、定着フィルム１００の回転の案内としての働きや、定着フィルム１００の長手方向への突き当て部としての働きも行う部材である。

圧接部材１０３は、記録材搬送方向に交差する方向を長手とする横断面略半円弧状の耐熱性・断熱性の部材である。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。そして、圧接部材１０３は、定着フィルム１００のバックアップや、定着フィルム１００を介して加圧ローラ１０１に向けて圧接することで形成されるニップ部の加圧、定着フィルム１００の回転時の搬送安定性を図る役目をする。

ステイ１０４は、主に鉄やＳＵＳ等の金属からなる部材であり、比較的柔軟な樹脂製の圧接部材１０３に押し当てることで圧接部材１０３に長手方向の強度を持たせ、かつ圧接部材１０３を矯正させるための部材である。

加熱源１０５は加熱手段としてのとしてのセラミックヒータ（以下、ヒータと記す）である。ヒータ１０５は、前記圧接部材１０３の定着ニップ側の面に長手に沿って具備された嵌め込み溝内に嵌め込まれ支持されている。このヒータ１０５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。

加圧部材１０６は、図１０に示すように、加圧弾性部材１０７を張架して、フィルム軌道規制部材１０２を加圧ローラ１０１方向に押し付けるもので、フィルム軌道規制部材１０２によってステイ１０４を押し付ける。これにより、圧接部材１０３を定着フィルム１００を介して加圧ローラ１０１側に押し当てて、定着ニップ部を形成するものである。

加圧解除部材１１７（図２、図３、図８、図１０、図１１）は、本実施形態においてはカム形状をなした部材であり、定着ニップ部を加圧した状態である当接状態と、加圧を解除した状態である離間状態とを切り替えるためのものである。以下、加圧解除部材１１７を圧解除カム１１７として記載する。

ここで、当接状態時は、図１０、図２のように、加圧部材１０６のカム接触面１０６ａが圧解除カム１１７と接触しない状態であり、定着フィルム１００と加圧ローラ１０１が圧接された状態となる。一方、離間状態時は、図１１、図３のように、圧解除カム１１７が図１０の状態から略１８０°回転し、圧解除カム１１７の加圧解除領域部１１７ａが、加圧部材１０６のカム接触面１０６ａと接触する状態となる。すなわち、加圧部材１０６を押し上げることで、定着ニップ部が加圧解除状態となった状態となる。

このような圧解除カム１１７は、図８に示すように同軸上に設置したギア１３７によって回転可能となっており、さらに不図示の被検知部材と不図示の検知部材を備えて、回転方向の位置を検知できるようになっている。これにより、定着ニップ部の当接状態・離間状態を自動で切り替えることができる。

（駆動伝達装置）
ここで、本実施形態における加圧切替機構および駆動伝達機構としての駆動伝達装置１３０について、その斜視図を図１に示し、内部のギアを表した平面図を図２、図３に示す。駆動伝達装置１３０は、１つには定着時におけるニップ部を形成する定着回転体と対向回転体の一方（本実施形態では加圧ローラ）を駆動回転する駆動伝達機構の役割ならびに定着部材を圧接するよう加圧部材１０６を機能させる役割（図３の右側）を持つ。

また、圧解除カム１１７を回転させることで定着ニップ部の当接状態・離間状態を切り替える加圧切替機構の役割（図３の左側）を持つ。

前者の役割は、駆動源であるモータ１３１と連結するギア１４２（図３）の回転、および圧解除カム１１７、加圧部材１０６の関係によって達成でき、後者の役割は駆動源であるモータ１３１と連結するギア１３７（図２）の回転によって達成できる。

駆動伝達装置１３０は、駆動源であるモータ１３１と、駆動入力ギア１３２、揺動動作をする第１の揺動ギア１３３、並びに駆動列を備えている。また、駆動伝達装置１３０は、箱状の第１のフレーム１５１と、第１のフレーム１５１の開放側に対向する平板状の第２のフレーム１５２を備えている。駆動列の各ギアは、ギアに一体に配設された軸部が第１のフレーム１５１と、第２のフレーム１５２とに設けられた穴に回転可能に保持されているものと、第１のフレームに固定された軸部材がギアに設けられた穴に挿通して回転可能に保持されているものがある。

また、駆動源であるモータ１３１は、第１の方向と第１の方向と逆方向である第２の方向とに回転可能（時計回りと反時計回りの両方に回転可能）なＤＣブラシレスモータである。そして、モータ１３１は、第１のフレーム１５１に設けられた穴に位置決め固定されているもので、不図示の給電部から給電することで回転させられる。なお、本実施形態においては、駆動源としてＤＣブラシレスモータを用いて記述しているが、本発明はこれに限定するものではなく、時計回りと反時計回りの両方に回転できるものであれば、ステッピングモータなどを使用したものでも良い。

モータ１３１は、その軸部１３１ａがギア形状に加工されていて、別のギア（本実施形態では駆動入力ギア１３２）と噛み合って駆動伝達を行っている。但し、モータ１３１の回転を伝達できるものであれば、モータ１３１の軸をギア形状に加工しているものでなくても良い。例えば、モータ１３１の軸部にギアを圧入する形態のものでも、モータ１３１の軸部に挿入したピンをギアの溝に挿入することで回転伝達する形態のものでも構わない。

また、本実施形態におけるモータ１３１、入力ギアである駆動入力ギア１３２に対し、出力ギアである第１の駆動出力ギア１３５は、定着装置４０の圧解除カム１１７を回転させるためのギア１３７を含む第１の負荷駆動列１３８ａと連結しているものである。複数のギアで構成される第１の負荷駆動列１３８ａの最初のギアが第１の駆動出力ギア１３５である。そして、後述するように、第１の揺動ギア１３３が第１のポジション（図２）で駆動入力ギア１３２および第１の駆動出力ギア１３５に対し当接してモータと連結する一方、第２のポジション（図３）では第１の駆動出力ギア１３５に対し離間する。

（揺動ギア部）
ここで、揺動ギア部１３９の構成について、図４で説明する。本実施形態における第１の揺動ギア１３３は、駆動入力ギア１３２に噛み合って、モータ１３１の回転方向を切替えることで、２つのポジションの間で移動するものである（図２、図３）。そして、揺動ギア部１３９は、図４（ａ）に示すように、第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０、バネ１４１から構成される。第１の揺動ギア１３３は、揺動ギア１３３に設けられた穴に挿入した支持部材１４０の外形部１４０ｃによって、回転可能に支持されている（図４（ｂ））。すなわち、支持部材１４０は、その外径部１４０ｃが第１の揺動ギア１３３の回転軸となるものである。

支持部材１４０は、長丸形状である孔部１４０ａを備えていて（図４（ａ）、図２、図３）、第１のフレーム１５１にかしめ固定された軸１５１ａに挿入され、第１のフレーム１５１に対して移動可能に保持されている。ここで、孔部１４０ａは、軸１５１ａの断面積より大きい断面積の開口形状を備えている。

また、支持部材１４０には、突起部１４０ｂが備えられていて、支持部材１４０が揺動動作をした後は、回転方向に応じて、突起部１４０ｂが、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、前述の第２のフレーム１５２に設けられたストッパ部１５２ａ、１５２ｂに当たる。これにより、それ以上支持部材１４０が移動しなくなる。

後に詳述するバネ１４１は、図４（ｂ）のように第１の揺動ギア１３３の回転軸方向で第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０との間に配置される。そして、矢印方向で示すように、第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０とを第１の揺動ギア１３３の略回転軸線方向に付勢（与圧）する。

このようにして、駆動入力ギア１３２からの駆動力が第１の揺動ギア１３３に伝達されると、回転方向に応じて、第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０、バネ１４１が一体となって第１のポジションと第２のポジションとの間で変位（移動）する。そして、後述するように第１の揺動ギア１３３はいわゆるクラッチとして、第１のポジションでは第１の駆動出力ギア１３５とモータを連結する一方、第２のポジションでは第１の駆動出力ギア１３５とモータとの連結を解除する。

（揺動ギア部に働く力と、その動作）
ここで、第１の揺動ギア１３３に働く力と、その動作について図６で説明する。先ずは、バネ１４１によって第１の揺動ギア１３３が揺動動作することについて説明する。図６に揺動ギア部１３９を抜き出した斜視図を示す。前述したように第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０との間にはバネ１４１を配置しているため、第１の揺動ギア１３３にはバネ１４１の加圧力によって、図中でＮで示した力が径方向（回転軸方向に直交する方向）に与えられる。

力Ｎを与えられた状態で第１の揺動ギア１３３を矢印Ｒ方向に回転させたときには、バネ１４１と第１の揺動ギア１３３の間に、図中でμＮと記載した矢印方向に摩擦力が発生する。この摩擦力が、揺動ギア１３３が回転するときの回転負荷となる。この回転負荷によって、支持部材１４０の突起部１４０ｂが前述のストッパ部１５２ａに当たって移動しなくなるまで、第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０とが一体となって動く（回転する）。

また、駆動列を駆動させた時には、摩擦力μＮからなる負荷トルクが働く為、該負荷トルクを与えられたギアを回転させる為に、第１の揺動ギア１３３の歯面を押す力（以後、圧力角方向の力として記載）が発生する。

支持部材１４０は、上述したように第１のフレーム１５１にかしめ固定された軸１５１ａが係合する長丸形状である孔部１４０ａ（図４（ａ）、図２、図３）を備えている。このため、第１の揺動ギア１３３が支持部材１４０に支持されながら孔部１４０ａに沿って揺動動作する。

ここで、再び図２、図３を用いて、第１の揺動ギア１３３の、第１の駆動出力ギア１３５と連結した第１のポジションと、第１の駆動出力ギア１３５との連結を解除した第２のポジションとの間のポジション移動を説明する。

図３のように第１の揺動ギア１３３が第２のポジションにある時に、図２に示すようにモータ１３１を時計回りに回転させると、駆動入力ギア１３２が反時計回りに回転し、第１の揺動ギア１３３には、Ｆ１（図２）で示す圧力角方向の力が発生する。このＦ１方向への力により、第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０が一体となって第１のポジションに移動する。第１のポジションに第１の揺動ギア１３３が移動することで、第１の揺動ギア１３３が第１の駆動出力ギア１３５と連結する。

逆に、図２のように第１の揺動ギア１３３が第１のポジションにある時に、図３に示すようにモータ１３１を反時計回りに回転させると、モータによって駆動入力ギア１３２が時計回りに回転する。そして、第１の揺動ギア１３３には、矢印Ｆ２（図３）で示す圧力角方向の力が発生する。このＦ２方向への力により、第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０が一体となって第２のポジションに移動する。第１の揺動ギア１３３が第２のポジションに移動することにより、負荷側の駆動列の第１の駆動出力ギア１３５との連結が解除される。

第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０が、前述の第１のポジションと第２のポジションに到達して揺動動作を完了した後は、支持部材１４０を中心軸として第１の揺動ギア１３３が回転するだけの状態となる。つまり、第１のポジション時においては、第１の揺動ギア１３３は、駆動入力ギア１３２と第１の駆動出力ギア１３５とを繋ぐアイドラギアとして動作することになる。

ここで、図３、図１０に示すように、第１の揺動ギア１３３が第２のポジションに移動した際には、第１の揺動ギア１３３と駆動出力ギア１３５との連結が解除され、第１の負荷駆動列１３８ａで第１の揺動ギア１３３が噛み合うギアが存在しない状態となる。そして、この状態においては、上述したように、圧解除カム１１７の加圧解除領域部１１７ａが、加圧部材１０６のカム接触面１０６ａと接触しない状態となっており、加圧部材１０６が図１１の右側で押し下げられている状態となっている。

このとき、図３の右側に示す第２の揺動ギア１３４が、モータおよび第２の出力ギアである第２の駆動出力ギア１３６（ギア１４２とともに第２の負荷駆動列１３８ｂを形成する最初のギア）と連結した状態となっている。上述したように、図３の左側が、定着ニップ部を形成する定着回転体とこれに対向する対向回転体との当接状態と離間状態とを切り替える加圧切替機構（切替機構）として機能する。これに対し、図３の右側は、定着回転体とこれに対向する対向回転体の一方を駆動回転する駆動伝達機構として機能する。

そして、互いに逆の第１の方向、第２の方向とに回転可能な駆動源の軸１３１ａに連結する入力ギア１３２が、切替機構と駆動伝達機構とに共用される。

上述したように、第１の揺動ギア１３３は、第１のポジションで第１の駆動出力ギア１３５とモータを連結する一方、第２のポジションで第１の駆動出力ギア１３５とモータとの連結を解除した。これに対し、第２の揺動ギア１３４は、第３のポジションで第２の駆動出力ギア１３６とモータを連結する一方、第４のポジションで第２の駆動出力ギア１３６とモータとの連結を解除する。

これにより、定着を行うとき、加圧ローラ１０１（図１１、図９）が駆動ギアとしてのギア１４２（第３のポジションにある第２の揺動ギア１３４と連結）で駆動回転される。そして、ステイ１０４が加圧部材１０６で押し付けられている状態で、定着部材１００が加圧ローラ１０１に対し従動回転する。

このように、図３の右側に示すギア配置により定着が行なわれるとき、図３の左側に示すギア配置により第１の揺動ギア１３３と第１の負荷駆動列との連結が解除され、圧解除カム１１７が加圧部材１０６を押し上げないようにされている。即ち、定着時において、加圧部材１０６がニップ部を形成する定着部材を加圧する状態が形成される。

なお、第２の揺動ギア１３４は、第１の揺動ギア１３３と同様の構成を備える。すなわち、第２の揺動ギア１３４を回転可能に支持する支持部材（第２の支持部材）は、長丸形状である孔部を備えていて（図４（ａ）、図２、図３）、第１のフレーム１５１にかしめ固定された軸１５１ｂに挿入される。

これにより、第２の揺動ギア１３４は、第１のフレーム１５１に対して移動可能に保持されている。また、第２の揺動ギア１３４を回転可能に支持する支持部材には、突起部が備えられていて、支持部材が揺動動作をした後は、回転方向に応じて、この突起部が、第２のフレーム１５２に設けられたストッパ部に当たる。これにより、それ以上支持部材が移動しなくなる。

次に、前述の回転負荷を発生させる以外のバネ１４１の機能について説明を行う。第１のフレームと第２のフレームの間に第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０を配置する際には、それらの部品公差を考慮して、揺動ギア１３３・支持部材１４０と第１のフレーム・第２のフレームの間には必ずガタを持たせる必要性がある。このようなガタを持たせた場合、駆動入力ギア１３２からの駆動力や、第１の駆動出力ギア１３５からの反力によって第１の揺動ギア１３３（と支持部材１４０）が傾いてしまうことがある。

第１の揺動ギア１３３が傾いた状態で揺動動作をしたり、第１の駆動出力ギア１３５に噛み込む際に第１の揺動ギア１３３が傾いてしまったりすると、第１の揺動ギア１３３と第１の駆動出力ギア１３５の歯スジがずれた状態となってしまう。噛み込む２つのギアの歯スジがずれてしまうと、揺動ギア１３３と第１の駆動出力ギア１３５が円滑に噛み込み動作を行うことができなくなってしまう。

本実施形態のように、駆動する負荷対象が定着ニップ部の当接状態と離間状態を切替えるカムの駆動のような場合においては、離間状態から当接状態へ切替える時に、負荷であるカムが加圧部材に押されて回転してしまったりすると、以下の問題を生じ得る。すなわち、加圧部材１０６は加圧バネ１０７の非常に大きい引張り力で戻されるため、モータによる駆動よりも速く圧解除カム１１７を回転させる。

この時、第１の揺動ギア１３３と第１の駆動出力ギア１３５の歯スジがずれて円滑に噛み合っていない状態であると、圧解除カム１１７からの回転によって、第１の揺動ギア１３３が第１のポジションに移動することができない。これにより、第２のポジションの方向へ押し戻されてしまうことがある。

また、当接状態から離間状態へ切替える際においても、モータ１３１を時計回りに回転し（図３）、第１の揺動ギア１３３を第１のポジションに移動させて第１の駆動出力ギア１３５と噛み合わせ、圧解除カム１１７を動作させる。この時、圧解除カム１１７が加圧部材１０６を持ち上げるのであるが、圧解除カム１１７が加圧部材１０６を持ち上げる際には、大きな負荷が発生する。このため、圧解除カム１１７が加圧部材１０６に近いもしくは触れた状態からモータ１３１が回転を開始するような場合においては、以下の問題を生じ得る。

すなわち、前述のように第１の揺動ギア１３３がガタによって傾くと第１の駆動出力ギア１３５との歯スジがずれて、第１の揺動ギア１３３が第１の駆動出力ギア１３５に円滑に噛み合わない。すると、加圧部材１０６が圧解除カム１１７を押し下げる力によって戻されてしまうことがある。

そこで、本実施形態では、第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０との間にバネ１４１を配置し、第１の揺動ギア１３３の略回転軸線方向に付勢（与圧）し、第１の揺動ギア１３３・支持部材１４０と第１のフレーム・第２のフレームの間のガタをなくす。揺動ギア１３３、支持部材１４０と、第１のフレーム１５１、第２のフレーム１５２の間のガタをなくすことができれば、第１の揺動ギア１３３が第１の駆動出力ギア１３５に噛み込む際に、歯スジがずれてしまう問題を軽減できる。

これにより、本実施形態では、定着ニップ部の当接・離間動作において、第１の揺動ギア１３３の動作不良の発生を軽減させ、円滑に動作させることが可能となる。これは、例えば少ないギアで大きく減速することで装置の小型化することを目的として、第１の揺動ギア１３３として段ギアを用いた場合においては、更に効果的である。

すなわち、第１の揺動ギア１３３に段差を備えた段ギアを用い、図７に示すように、下段のギア１３３ｂが駆動入力ギア１３２と噛み合い、上段のギア１３３ａが第１の駆動出力ギア１３５と噛み合うような構成とした場合を考えて説明する。この場合には、第１の揺動ギア１３３にかかる駆動入力ギア１３２からの力Ｆｉと、第１の駆動出力ギア１３５からの反力Ｆｏが揺動ギア１３３の回転軸方向でずれた状態となる。このため、第１の揺動ギア１３３に駆動の負荷が発生した瞬間から揺第１の動ギア１３３にモーメントが掛かった状態となる。そのため、第１の揺動ギア１３３の略回転軸方向のガタによる傾きが、より起こりやすくなる。

そのため、第１の揺動ギア１３３に段ギアを用いる場合は、第１の揺動ギア１３３の傾きを防ぐことがより必要になるので、バネ１４１により回転軸線方向（略回転軸線方向を含む）に付勢（与圧）することで、ガタをなくすことがより効果的となる。

なお、上述した実施形態における第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０との間に第１の付勢部材としてのバネ１４１を配置したのと同様に、第２の揺動ギア１３４と第２の支持部材との間に第２の付勢部材としてのバネを配置することができる。

（本実施形態の効果）
本実施形態によれば、揺動ギアの回転軸方向のガタをなくし、ガタによる揺動ギアの傾きを防止して揺動ギアの噛み合いを円滑に行って駆動切替をすることができる。そして、同時に、回転軸線方向の付勢を行う付勢部材の負荷により揺動動作の移動力を発生させることができ、円滑に駆動連結させることが可能となる。

（変形例）
上述した実施形態では、本発明の好ましい実施形態を説明したが、本発明はこれに限定されず、本発明の範囲内で種々の変形が可能である。

（変形例１）
上述した実施形態では、付勢部材としてのバネ１４１が、回転軸方向において第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０との間に設けられた。そして、第１の揺動ギア１３３は第２のフレーム１５２に付勢される一方、支持部材１４０は第１のフレーム１５１に付勢されるものであった。しかし、本発明はこれに限られず、付勢部材としてのバネ１４１が、第１の揺動ギア１３３もしくは支持部材１４０と、第１のフレーム１５１もしくは第２のフレーム１５２との間に設けられても良い。この場合、第１の揺動ギア１３３と支持部材１４０が一体となった状態で第１のフレーム１５１もしくは第２のフレーム１５２に付勢される。

（変形例２）
上述した定着装置では、定着部材である無端ベルトが第１の回転体に設けられたが、無端ベルトが第２の回転体に設けられても良い。また、無端ベルトが第１の回転体、第２の回転体の双方に設けられても良い。

（変形例３）
上述した定着装置では、回転体および加圧体としての加圧用回転体が定着回転体を加圧する場合を示した。しかしながら、本発明はこれに限定されず、加圧体としてでなく対向回転体としての回転体が定着回転体としての定着ベルトとしてのフィルムから加圧される場合にも同様に適用できる。ここで、対向回転体とは、定着回転体に対向し、定着回転体と圧接して定着ニップ部を形成し、移動する記録材を定着ニップ部で挟持する部材である。

（変形例４）
上述した実施形態では、記録材として記録紙を説明したが、本発明における記録材は紙に限定されるものではない。一般に、記録材とは、画像形成装置によってトナー像が形成されるシート状の部材であり、例えば、定型或いは不定型の普通紙、厚紙、薄紙、封筒、葉書、シール、樹脂シート、ＯＨＰシート、光沢紙等が含まれる。なお、上述した実施形態では、便宜上、記録材（シート）Ｐの扱いを通紙、排紙、給紙、通紙部、非通紙部などの用語を用いて説明したが、これによって本発明における記録材が紙に限定されるものではない。

（変形例５）
上述した実施形態では、未定着トナー像をシートに定着する定着装置を例に説明したが、本発明は、これに限らず、画像の光沢を向上させるべく、シートに仮定着されたトナー像を加熱加圧する装置（この場合も定着装置と呼ぶ）にも同様に適用可能である。

１３２・・駆動入力ギア、１３３・・揺動ギア、１３５・・駆動出力ギア、１４０・・支持部材、１４１・・付勢部材

Claims (10)

1. 定着回転体と、
   前記定着回転体に対向し前記定着回転体と定着ニップ部を形成する対向回転体と、
   前記定着回転体と前記対向回転体との当接状態と離間状態とを切り替える切替機構と、
   前記定着回転体と前記対向回転体の少なくとも一方を駆動するための駆動力を伝達する駆動伝達機構と、
   前記切替機構と前記駆動伝達機構とに共用され、第１の方向と前記第１の方向と逆方向である第２の方向とに回転可能な入力ギアと、
   を有する定着装置であって、
   前記切替機構は、
   前記入力ギアが前記第１の方向へ回転するのに伴い第１のポジションに位置し、前記入力ギアが前記第２の方向へ回転するのに伴い前記第１のポジションと異なる第２のポジションに位置することが可能であり、前記入力ギアと連結して回転する第１の揺動ギアと、
   前記第１の揺動ギアを回転可能に支持する第１の支持部材と、
   前記入力ギアが前記第１の方向へ回転するのに伴い前記第１の揺動ギアと連結される一方、前記入力ギアが前記第２の方向へ回転するのに伴い前記第１の揺動ギアとの連結が解除される第１の出力ギアと、
   前記第１の揺動ギアと前記第１の支持部材の少なくとも一方を前記第１の揺動ギアの回転軸線方向へ付勢する付勢部材と、
   を有し、
   前記駆動伝達機構は、
   前記入力ギアが前記第２の方向へ回転するのに伴い第３のポジションに位置し、前記入力ギアが前記第１の方向へ回転するのに伴い前記第３のポジションと異なる第４のポジションに位置することが可能であり、前記入力ギアと連結して回転する第２の揺動ギアと、
   前記第２の揺動ギアを回転可能に支持する第２の支持部材と、
   前記入力ギアが前記第２の方向へ回転するのに伴い前記第２の揺動ギアと連結される一方、前記入力ギアが前記第１の方向へ回転するのに伴い前記第２の揺動ギアとの連結が解除される第２の出力ギアと、
   前記第２の出力ギアと連結される駆動ギアと、
   を有することを特徴とする定着装置。
2. 前記第１の出力ギアは、複数のギアで構成される第１の負荷駆動列の最初のギアであり、前記第２の出力ギアは、複数のギアで構成される第２の負荷駆動列の最初のギアであることを特徴とする請求項１に記載の定着装置。
3. 前記入力ギアは、前記第１の方向と前記第２の方向とに回転可能な駆動源の軸と連結するギアであることを特徴とする請求項１または２に記載の定着装置。
4. 前記第１の揺動ギアの回転軸となる軸を備える第１のフレームと、
   前記第１のフレームに対向する第２のフレームと、
   を有し、
   前記第１の揺動ギアと前記第１の支持部材は、前記付勢部材により前記第１のフレームと前記第２のフレームのいずれかもしくはその両方に付勢されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の定着装置。
5. 前記第１の支持部材は、前記第１のフレームの前記軸が挿入される孔部として、前記軸の断面積より大きい断面積の開口形状として長丸形状の孔部を備えることを特徴とする請求項４に記載の定着装置。
6. 前記付勢部材は、前記回転軸線方向において前記第１の揺動ギアと前記第１の支持部材との間に設けられ、前記第１の支持部材は前記第１のフレームに付勢される一方、前記第１の揺動ギアは前記第２のフレームに付勢されることを特徴とする請求項４または５に記載の定着装置。
7. 前記付勢部材は、前記第１の揺動ギアもしくは前記第１の支持部材と、前記第１のフレームもしくは前記第２のフレームとの間に設けられ、前記第１の揺動ギアと前記第１の支持部材が一体となった状態で前記第１のフレームもしくは前記第２のフレームに付勢されることを特徴とする請求項４または５に記載の定着装置。
8. 前記第１の揺動ギアは段差を備え、前記入力ギアと前記第１の出力ギアは異なる高さ位置で前記第１の揺動ギアと連結することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の定着装置。
9. 前記第２の揺動ギアと前記第２の支持部材の少なくとも一方を前記第２の揺動ギアの回転軸線方向へ付勢する第２の付勢部材を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の定着装置。
10. 定着回転体と、
    前記定着回転体に対向し前記定着回転体と定着ニップ部を形成する対向回転体と、
    前記定着回転体と前記対向回転体との当接状態と離間状態とを切り替える切替機構と、
    前記切替機構に用いられ、第１の方向と前記第１の方向と逆方向である第２の方向とに回転可能な入力ギアと、
    を有する定着装置であって、
    前記入力ギアが前記第１の方向へ回転するのに伴い第１のポジションに位置し、前記入力ギアが前記第２の方向へ回転するのに伴い前記第１のポジションと異なる第２のポジションに位置することが可能であり、前記入力ギアと連結して回転する揺動ギアと、
    前記第１の揺動ギアを回転可能に支持する支持部材と、
    前記入力ギアが前記第１の方向へ回転するのに伴い前記揺動ギアと連結される一方、前記入力ギアが前記第２の方向へ回転するのに伴い前記揺動ギアとの連結が解除される出力ギアと、
    前記揺動ギアと前記支持部材の少なくとも一方を前記揺動ギアの回転軸線方向へ付勢する付勢部材と、
    を有することを特徴とする定着装置。