JP6324022B2 - 駆動伝達装置、定着装置、及び画像形成装置 - Google Patents

駆動伝達装置、定着装置、及び画像形成装置 Download PDF

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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伝達又は遮断するワンウェイクラッチ機構を備える駆動伝達装置、定着装置、及び画像形成装置に関する。
画像形成装置の定着装置などの駆動伝達装置には、正回転、及び逆回転可能な駆動源(モータ)を用いて、モータの正回転時、又は、逆回転時の一方でのみ被駆動体へ駆動力を伝達するワンウェイクラッチ機構を備えるものがある。このワンウェイクラッチ機構の一つに、同軸で回転可能な入力部材と出力部材との間に、入力部材と共に回転可能で、回転軸方向に移動可能な伝達部材(ラチェット)を設けたものがある。この機構では、入力部材の正逆回転に応じて、伝達部材と出力部材との係合、非係合状態が切り換わる。
特許文献1では、伝達部材が出力部材に非係合状態の時(伝達部材の空転時)の騒音を抑制する為の構成が提案されている。即ち、入力部材と伝達部材の接触箇所にカム面を設け、入力部材が回転した際にこのカム面の作用で伝達部材を回転軸方向で出力部材側へ移動させることにより、伝達部材を出力部材に係合させる。この係合により伝達部材を介して入力部材から出力部材へ駆動力を伝達する。
特開平7−61619
特許文献1の構成において、カム面の作用により伝達部材を回転軸方向に移動させる為には、カム面を介して入力部材から力を受けて回転させられそうになる伝達部材に回転負荷を与える必要がある。その為の方法の1つとして、出力部材と伝達部材との間の隙間に粘性力のある粘性材料を塗布することが考えられる。この方法により出力部材と伝達部材との間で伝達部材を回転方向で保持する(伝達部材の回転を阻む)力を発生させることができ、カム面の作用により伝達部材を回転軸方向に移動させて出力部材と係合させることができる。
しかし、単に出力部材と伝達部材の間に粘性材料を充填した場合、出力部材と伝達部材とが接触することで、逃げ場を失った粘性材料が入力部材と伝達部材との間の隙間へ流入してしまう場合がある。この場合、カム面の作用で伝達部材を回転軸方向へ移動させるよりも前に、粘性材料の粘性力により入力部材と伝達部材とがくっついて一緒に回転してしまい、カム面の作用で伝達部材を回転軸方向へ移動できず、出力部材に駆動力を伝達できない虞がある。
本発明は、上記の課題を鑑みて、粘性材料による伝達部材の動作不良を抑制することを目的とする。
そこで本発明は、駆動源によって回転する入力部材と、前記入力部材と一体的に回転可能な伝達部材と、前記伝達部材と係合して回転可能な出力部材と、を有し、前記伝達部材は前記入力部材の回転軸方向に移動して、前記出力部材と係合する位置と前記出力部材と係合しない位置とへ移動可能で、前記入力部材が第1方向に回転している間、前記伝達部材が前記出力部材に係合することより前記出力部材が回転し、前記入力部材が前記第1方向の逆の第2方向に回転している間、前記伝達部材が前記出力部材に係合しない駆動伝達装置において、前記出力部材と前記伝達部材との間には粘性材料が充填された隙間が設けられ、前記出力部材には前記隙間と連通した穴が設けられていることを特徴とする。
本発明によれば、粘性材料による伝達部材の動作不良を抑制することができる。
ワンウェイクラッチギアユニットを支持軸方向に分解した斜視図。 画像形成装置の概略断面図。 定着器の断面の概略断面図。 (a)定着器の斜視図、(b)定着器の斜視図。 定着器への駆動伝達経路の模式図。 ワンウェイクラッチギアユニットの全体の斜視図。 (a)入力ギア、出力ギア、及び伝達体の斜視図、(b)入力ギア、出力ギア、及び伝達体の断面図。 モータ逆回転時に駆動力が遮断されている状態のワンウェイクラッチギアユニットの断面図。 モータ正回転時に駆動力が遮断されている状態のワンウェイクラッチギアユニットの断面図。 モータ正回転時に駆動力が伝達されている状態のワンウェイクラッチギアユニットの断面図。 グリスが入力ギア側へ押し出されたときの概略断面図。 グリスが穴に進入したときの概略断面図。 ワンウェイクラッチギアユニットの全体の斜視図。 出力ギアの断面図。 出力ギアの端面と断面の図。 カップリングを用いたワンウェイクラッチギアユニットの斜視図。 本体側カップリング部材の端面と断面の図。 画像形成装置本体の側板とワンウェイクラッチギアユニットの斜視図。 ユニット側カップリング部材の正面と断面の図。 カップリング状態のワンウェイクラッチギアユニットの斜視図。
[第1実施形態]
以下に図面を参照して、本発明に係る画像形成装置の一例として電子写真方式のカラーレーザビームプリンタに適用した場合の一実施形態を具体的に説明する。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、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りはこの発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。また、本発明に係る現像剤回収装置はカラーレーザビームプリンタのみに限定するものではなく、複写機、ファクシミリ等、他の画像形成装置に適用してもよい。
まず、画像形成装置の全体構成について説明する。その後、本発明の特徴的な構成であるワンウェイクラッチギアユニットに関する構成について詳しく説明する。
<画像形成装置の全体構成>
図2を参照して画像形成装置の全体構成について概要説明する。図2は画像形成装置の概略正面断面図である。画像形成装置は記録材としてのシートSに画像を形成し、画像形成プロセス部、クリーニング部、シート給紙部、二次転写部、定着排紙部を主に有する。
以下にそれぞれについて図2を用いて説明する。
(画像形成プロセス部)
図2に示す画像形成装置本体100は、装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジ3Y、3M、3C、3Kを備えている。これら4個のプロセスカートリッジ3Y、3M、3C、3Kは、同一構造であるが、異なる色、すなわち、イエロー,マゼンタ,シアン,ブラックのトナーによる画像を形成する点で相違している。プロセスカートリッジ3Y、3M、3C、3Kは、現像ユニット4Y、4M、4C、4Kと、クリーナユニット5Y、5M、5C、5Kによって構成されている。このうち前者の現像ユニット4Y、4M、4C、4Kは、現像ローラ6Y、6M、6C、6Kと、トナー塗布ローラ7Y、7M、7C、7K及びトナー容器を有している。一方、後者のクリーナユニット5Y、5M、5C、5Kは、像担持体である感光ドラム1Y、1M、1C、1Kと、帯電ローラ2Y、2M、2C、2Kと、ドラムクリーニングブレード8Y、8M、8C、8Kと、廃トナー容器とを有している。プロセスカートリッジ3Y、3M、3C、3Kの鉛直下方にはスキャナユニット9が配置され、画像信号に基づく露光を感光ドラム1Y、1M、1C、1Kに対して行う。感光ドラム1Y、1M、1C、1Kは、帯電ローラ2Y、2M、2C、2Kによって所定の負極性の電位に帯電された後、スキャナユニット9によってそれぞれ静電潜像が形成される。この静電潜像は現像ユニット4Y、4M、4C、4Kによって反転現像されて負極性のトナーが付着され、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が形成される。
中間転写ベルトユニット10は、中間転写ベルト12が駆動ローラ13、テンションローラ14に張架されている。テンションローラ14は中間転写ベルト12に対して矢印T方向に張力をかけている。各感光ドラム1Y、1M、1C、1Kは図2における時計周りに回転し、中間転写ベルト12は反時計周りに回転する。また、各感光ドラム1Y、1M、1C、1Kに対向して、中間転写ベルト12の内側に一次転写ローラ11Y、11M、11C、11K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を印加する構成となっている。
一次転写ローラ11Y、11M、11C、11Kに正極性のバイアスを印加することにより、感光ドラム1Y上のトナー像から順次、中間転写ベルト12上に一次転写され、4色のトナー像が重なった状態で二次転写部15まで搬送される。
(クリーニング部)
トナー像転写後に感光ドラム1Y、1M、1C、1K表面に残ったトナーは、ドラムクリーニングブレード8Y、8M、8C、8Kによって除去される。また、シートSへの二次転写後に中間転写ベルト12上に残ったトナーは、中間転写ベルトクリーニング装置26によって除去され、不図示の廃トナー回収容器に回収される。
(シート給紙部)
シート給紙部は画像形成装置本体100に装着されている給紙ローラ24と、画像形成装置本体100に対して着脱可能なシートカセットとしての給紙カセット23で構成される。
給紙ローラ24は不図示の給紙駆動ユニットの動力によって回転させられる。給紙駆動ユニットは画像形成装置本体100に固定されており、不図示の給紙駆動フレームと後フレームによって保持され、2つのフレームの間にギア等の駆動機構を配置している。
給紙駆動ユニットの動力によって、給紙カセット23からシートSを1枚ずつ分離し、レジストローラ対17に搬送する。このレジストローラ対17により最終的なシートSの斜行補正と画像形成部での画像書き込みと、シート搬送のタイミング合わせを行うようになっている。
(二次転写部)
シート給紙部から給紙されたシートSは、レジストローラ対17により二次転写部15に搬送される。二次転写部15において、二次転写ローラ16に正極性のバイアスを印加することにより、搬送されたシートSに中間転写ベルト12上の4色のトナー像を二次転写する。
(定着排紙部)
トナー像転写後のシートSは定着器18に搬送される。シートS表面のトナー像は熱と圧力によりシートSに定着される。定着後、シートSは定着排紙ローラ27により排紙側へ搬送される。定着排紙ローラ27から搬送されたシートSは排紙ローラ21に搬送され、排紙トレイ22上へ排出される。
<定着器>
次に定着器18の構成について説明する。図3に定着器18の断面の概略図を示す。
定着器18は画像形成装置本体100から取り外して交換可能である。トナー像を定着させるために定着器18には、第1回転体と第2回転体とを備え、両者の圧接により定着ニップ部Nを形成している。
定着フィルム(以降は単に「フィルム」とする)19は、第1回転体であり、円筒状の可撓性を有するフィルムである。セラミックヒータ(以降は単に「ヒータ」とする)28はフィルム19の内周面に当接する加熱源である。フィルムガイド29は横断面略半円弧状樋型の耐熱性・剛性を有し、フィルム19の回転をガイドする部材であり、ヒータ28を保持する。フィルム19はヒータ28を取り付けたフィルムガイド29に対してルーズに外嵌させてある。30は横断面コ字型の剛性を有する加圧ステーであり、フィルムガイド29の内側に配設してある。フィルム19は、フィルム19の長手方向両端部に対向するようにフィルムガイド29に固定されたフランジ31、32の外周面または内周面により走行軌跡を規制されている。本実施形態においてはフランジの内周面でフィルムの長手方向への移動、およびフィルム両端部の走行軌跡を規制している。
フィルム19は、耐熱性樹脂ベルトや金属ベルトをベース層にして、その外周面に、弾性層、離型層等を付加した複合層構造体であり、全体的に肉薄で、可撓性を有し、高熱伝導率・低熱容量の部材である。ヒータ28は、フィルム19・シートSの移動方向に直交する方向を長手とする低熱容量の横長・肉薄の線状加熱体である。
第2回転体である加圧ローラ20は、芯金20aに、シリコーンゴム等の弾性層20bを設けて所定の硬度にしたものである。非粘着性を向上させるために、さらに外周に、PTFE、PFA、FEP等のフッ素樹脂層20cを設けてもよい。
フィルム19内にフィルムガイド29、ヒータ28、加圧ステー30などが内装されたフィルム19と加圧ローラ20は、後述の圧力付与機構により圧力が付与されることで加熱ニップ部としての定着ニップ部Nを形成する。この定着ニップ部NをシートSが通過することによって、シートS上の未定着画像が定着される。
次に、定着器18の圧解除機構及び駆動列について説明する。図4(a)、(b)に定着器18の斜視図を示す。
加圧ローラ20の両端部は定着器18内に固定されたフレーム33に取り付けられた軸受部34に回転可能にそれぞれ支持されている。フィルム19は加圧ローラ20との当接離間方向に移動可能にフレーム33によって支持されている。フランジ31、32は加圧板35、36で加圧される。加圧板35、36の一端部はフレーム33に取り付けられたサポートフレーム37、38に回動可能に支持されている。サポートフレーム37、38と加圧板35、36との間には、それぞれ加圧バネ39、40が設けられ、加圧板35、36をフランジ31、32に向かって押圧する。この構成により、フランジ31、32を加圧バネ39、40によってそれぞれ押圧し、フィルムガイド29、ヒータ28を介してフィルム19を加圧ローラ20に圧接させ、定着ニップ部Nを形成する。
定着ニップ部NにシートSが通過している時にジャム等が発生した場合、フィルム19と加圧ローラ20との圧接状態を解除(定着ニップ部Nを圧解除)させるのが好ましい。このため、定着器18はフィルム19と加圧ローラ20との圧接状態を解除可能な構成となっている。フレーム33に軸支された回転体の回転軸43の両側には加圧板35、36に当接してその位置を規制するカム41、42が固定され、回転軸43の片側には回転軸43に駆動を伝達するギア44が固定されている。フィルム19と加圧ローラ20との圧接状態を解除する必要が発生した時には、ギア44へ駆動力を伝達して回転軸43を回転させ、カム41、42を回転させる。カム41、42の加圧板35、36と当接する箇所の半径が変化することにより、加圧板35、36を加圧バネ39、40の力に抗して押圧して移動させ、フランジ31、32から加圧板35、36を離間させる。これによりフィルム19と加圧ローラ20との圧接状態を解除し、定着ニップ部NからシートSを容易に取り除くことが出来る。
フレーム33には、加圧ローラ20を駆動するためのギア45、46が軸支され、画像形成装置本体に設けられた駆動源としてのモータ48(図5参照)からの駆動力が、ギア45、46に伝達されるように構成されている。
<駆動伝達経路>
次に定着器18への駆動伝達経路について説明する。図5に定着器18への駆動伝達経路の模式図を示す。制御ユニットとしてのコントローラ47は画像形成時に正回転、ジャム時に逆回転をするようにモータ48を制御する。モータ48から駆動力が伝達される駆動列49は、一方向にのみ駆動力を伝達するクラッチユニット50、ギア45、46、揺動ギア51、ギア44、カム41,42、で構成されている。クラッチユニット50は、入力ギア54と出力ギア53を備えている。出力ギア53から駆動力が伝達される駆動伝達経路を第一経路とし、入力ギア54から駆動力が伝達される駆動伝達経路を第二経路とする。クラッチユニット50、揺動ギア51は、定着器18に支持されており、定着器18を交換する際など、定着器18を画像形成装置本体100から取り外した場合は同様に画像形成装置本体100から取り外される構成となっている。
シートSを搬送する場合はコントローラ47でモータ48を正回転制御する。モータ48の正回転時にはクラッチユニット50が第一経路と第二経路の両方に駆動力を伝達する。つまり、クラッチユニット50は、出力ギア53を介して第一経路でギア45、46を介して加圧ローラ20へ駆動力を伝達する。出力ギア54から駆動力を伝達される第二経路で揺動ギア51へ駆動力を伝達する。
ここで、揺動ギア51はモータ48の回転方向を切り替えることで回転中心の位置が変わるギアであり、モータ48の正回転時には、ギア44に駆動力を伝達しない位置に回転中心が移動する。一方でモータ48の逆回転時には、揺動ギア51はギア44に駆動力を伝達する位置に回転中心が移動する。従って、モータ48の正回転時には第二経路で駆動力を伝達されて揺動ギア51は回転するものの、ギア44やカム41、42は回転せず、定着ニップ部Nは圧解除されない。
一方、定着器18のジャムを検知する不図示のセンサがジャムを検知した場合はコントローラ47でモータ48を逆回転制御する。モータ48の逆回転時には、クラッチユニット50が第二経路のみに駆動力を伝達する。つまり、クラッチユニット50は、出力ギア53が回転せず、第一経路を介して加圧ローラ20へ駆動力は伝達されず、第二経路を介して揺動ギア51にのみ駆動力を伝達する。モータ48の逆回転時には、上述したように、揺動ギア51はギア44に駆動力を伝達する位置に回転中心が移動するため、ギア44を介してカム41、42へ駆動力が伝達される。これにより定着ニップ部Nは圧解除される。なお、圧解除状態から再び画像形成を行う場合は更にモータ48を逆回転させることで、更にカム41、42を回転させる。これにより、カム41、42による加圧板35、36の押圧を解除して、加圧バネ39、40の力によりフランジ31、32を押圧させ、フィルム19と加圧ローラ20との圧接させることが可能となる。
<ワンウェイクラッチギアユニット>
次に、クラッチユニット50の構成について説明する。クラッチユニット50は前述の通り駆動列49に組み込まれ、モータ48の回転方向に応じて駆動力の伝達と遮断を切り換える。図6にクラッチユニット50の全体の斜視図を示す。クラッチユニット50は支持軸(固定軸)52に遊嵌状態で設けられている。図1にワンウェイクラッチギアユニットを支持軸52方向に分解した斜視図を示す。
クラッチユニット50は、モータ48から駆動力を受けて回転する入力部材としての入力ギア54、出力部材としての出力ギア53、出力ギア53へ入力ギア54からの駆動力を伝達する伝達部材としての伝達体55を有する。入力ギア54、出力ギア53は、支持軸52に同軸で回転可能の支持されている。伝達体55は入力ギア54と出力ギア53の間で回転可能であるとともに、入力ギア54の回転軸方向(支持軸52の延びた方向)に移動可能となっている。
次にクラッチユニット50の各部品について説明する。図7(a)は入力ギア54、出力ギア53、及び伝達体55の斜視図を示す。また図7(b)に入力ギア54、出力ギア53、及び伝達体55の断面図を示す。
入力ギア54は2つのギア部を備える。1つはモータ48からの駆動力を受けて回転する不図示のギアと噛み合っているギア部56であり、もう1つは揺動ギア51と噛み合っているギア部57である。入力ギア54には伝達体55に設けられた斜面58と当接する突起59を備える。突起59は回転中心を基準に点対称となるよう2箇所に設けられている。各突起59には面71、面72が設けられている。面71、面72は、モータ48の逆回転時に、回転方向に関して各突起59の先端側に面71、後端側に面72が配置されるように設けられている。
伝達体55には、入力ギア54側に、突起59と当接する斜面(カム面)58と、モータ48が逆回転時に面71と当接可能な面69と、モータ48が正回転時に面72と当接可能な面70と、を備える。面70は斜面58と連続して設けられている。斜面58、面69、面70は、それぞれ回転中心を基準に点対称となるよう2箇所ずつ設けられている。
伝達体55には、出力ギア53側に、出力ギア53のラチェット66と噛み合い(係合し)、出力ギア53へ駆動力を伝達する駆動伝達爪であるラチェット62を備える。
出力ギア53は、伝達体55のラチェット62と噛み合う(係合する)ラチェット(係合部)66と、ギア45と噛み合うギア部65と、後述する穴74を備える。
伝達体55のラチェット外周面63が出力ギア53の出力ギア内周面64に遊嵌することで、伝達体55が入力ギア54の回転軸方向へ移動する際に伝達体55の移動、及び入力ギア54と同軸での回転がガイドされる。また、伝達体55のラチェット外周面63と出力ギア53の出力ギア内周面64との間の隙間には粘性材料としてのグリスが充填されている。一方で、伝達体55の斜面カム外周面60と入力ギア54の入力ギア内周面61との間には0.8mmの隙間が設けられ、互いに接触しないようになっている。同様に、伝達体55の内周面67と出力ギア53の内側外周面68との間には0.3mmの隙間を設けて動作時に互いに接触しないようにしている。
<駆動伝達切り換えの動作>
以上のクラッチユニット50の構成を用いて駆動列の接続、遮断を切り換える動作について説明する。図8にモータ逆回転時に駆動列が遮断されている状態のワンウェイクラッチギアユニットの断面図を示す。図9にモータ正回転時に駆動列が遮断されている状態のワンウェイクラッチギアユニットの断面図を示す。図10にモータ正回転時に駆動力が伝達されている状態のワンウェイクラッチギアユニットの断面図を示す。
まず、出力ギア53に駆動列が遮断されている状態について説明する。入力ギア54はモータ48から駆動力が伝達される。この時モータ48は逆回転をしており、図8で説明すると突起59が斜面58に接触する方向とは逆に入力ギア54が回転する。このため、突起59は、面71が面69に突き当たり、伝達体55は、入力ギア54の回転軸方向に関して、出力ギア53側へ移動することなく入力ギア54と一体的に回転する。このため、伝達体55のラチェット62は出力ギア53のラチェット66と噛み合わず(係合せず)、駆動列が遮断された状態となり、出力ギア53には入力ギア54からの駆動力が伝達されない。
なお、面71と面69は、モータ48が逆回転時に、伝達体55を入力ギア54の回転軸方向で出力ギア53側に移動させないよう、入力ギア54の回転軸方向に平行な面として構成している。しかしながら、伝達体55を入力ギア54の回転軸方向で入力ギア54側に引き込む力が働くように、面71と面69のどちらか又は双方を傾斜させてもよい。
次に、出力ギア53に駆動列が遮断されている状態から接続された状態に切り換わる動作について説明する。モータ48が正回転を開始すると、図9で説明すると、突起59の先端部(当接部)が斜面58に接触する方向に入力ギア54が回転することになる。出力ギア53の内周面64と伝達体55のラチェット外周面63との間にグリスが介在することで、グリスのせん断力で出力ギア53と伝達体55が互いに保持しあって一体的に回転しようとする保持力を生み出すことができる。また、出力ギア内周部64と伝達体55のラチェット外周部63は遊嵌状態であるため、互いの面同士の摩擦力も上述した保持力の一部となっている。モータ48が正回転を開始する時は、出力ギア53は停止している為、このような保持力(互いに一体的に回転しようとする力)は伝達体55に回転抵抗として作用する。従って、入力ギア54が伝達体55よりも早く回転し、突起59の先端部(当接部)が斜面58に当接しながら摺動して伝達体55を入力ギア54の回転軸方向で出力ギア側に移動させる(カム面の作用)。
伝達体55が入力ギア54の回転軸方向で出力ギア側へ移動することで、図10に示すように、伝達体55のラチェット62が出力ギア53のラチェット66と噛み合う位置に移動する。この時、入力ギア54の突起59の面72は斜面58と滑らかに繋がっている面70に突き当たる。これにより、入力ギア54の駆動力が面72から面70へ伝わり、伝達体55のラチェット62に伝達され、ラチェット62と噛み合った出力ギア53のラチェット66へ駆動力が伝達され、出力ギア53は回転する。
最後に、出力ギア53に駆動力が伝達されている状態から駆動列が遮断されている状態に切り換わる動作について説明する。伝達体55と入力ギア54の位置関係は上述したように突起59の面72と斜面58の面70が突き当たっている状態である。この状態からモータ48が逆回転をすると入力ギア54の突起59の面71と斜面58の面69が突き当たり、入力ギア54が伝達体55に逆回転の駆動力を伝達する。ここで出力ギア53は加圧ローラ20の回転負荷により停止しており、ラチェット62がラチェット66と噛み合わない(係合しない)方向に伝達体55が出力ギア53に対して回転する。このため伝達体55のラチェット62は出力ギア53のラチェット66に乗り上げ、入力ギア54の回転軸方向に関して入力ギア54側に移動することで、図8に示すようなラチェット62がラチェット66に触れない位置まで移動する。
このようにクラッチユニット50では、伝達体55は、ラチェット62が出力ギア53のラチェット66と噛合う(係合する)位置と噛み合わない(係合しない)位置とへ移動可能である。
<駆動伝達不良対策>
上述したようにクラッチユニット50において駆動列の遮断、接続の切り換え動作を確実に行うために、伝達体55のラチェット外周面63と出力ギア53の内周面64との間の隙間に粘性材料としてのグリスを充填している。
しかしながら、グリスの充填量が多かった場合などには、伝達体55と出力ギア53との間に充填されたグリスが、押し出されて伝達体55の入力ギア54側へ流れていく虞がある。
図11にグリスが入力ギア側へ押し出されたときのクラッチユニット50の部分断面図を示す。これは伝達体55が入力ギア54の回転軸方向の移動を繰り返すことで余剰するグリス73が入力ギア54側へ徐々に押し出されて流れていった状態である。入力ギア54と伝達体55の間に余剰するグリス73が入り込むと、その粘性により入力ギア54と伝達体55とが一体的に回転しようとする。このため、モータ48を正回転した際に、入力ギア54と伝達体55とが一体的に回転しようとする力の方が、出力ギア53と伝達体55とが一体的に回転しようとする力のよりも強くなってしまうと、伝達体55が入力ギア54の回転軸方向に関して出力ギア53の方向へ動けず、ラチェット62とラチェット66が噛み合わない。このような駆動伝達不良が発生する可能性がある。
クラッチユニット50の組み立て工程において、グリスの充填量がバラついて、余剰なグリスを充填しないよう、充填量を一定に制御するグリス充填用の治具を用いることが考えられる。この方法により、グリスの充填量のバラつきをある程度は抑え、入力ギア54と伝達体55の間に余剰するグリス73が流れ込むことを低減できる。しかしながら、そのような治具を用いても、完全にグリス充填量のバラつきは抑えられず、また、治具を使用するだけ製造コストも増えてしまう。
そこで、本実施形態では、図6、7に示すように、出力ギア53の回転軸方向端面に穴74を設けている。
本実施形態では、穴74は、回転軸方向端面の、入力ギア54の回転軸方向から見て伝達体55と重なる位置に6個設けられており、入力ギアの回転軸方向に延びた貫通穴である。穴74は、伝達体55のラチェット外周面63と出力ギア53の内周面64との間の隙間と連通している。このため、伝達体55が回転軸方向に繰り返し移動すると、図12に示すように、余剰なグリス73は穴74内へ押し出されて進入し、穴74内に保持されるか、出力ギア53の外部へ排出される。換言すれば、穴74は、伝達体55のラチェット外周面63と出力ギア53の内周面64との間の隙間と連通した、余剰なグリス73が進入可能な位置に設けられている。図12は、グリスが出力ギア53の穴74に進入した時のクラッチユニット50の部分断面図を示す。
また、図6、7に示すように、出力ギア53の、半径方向に関してラチェット66の外側に、環状の溝75を設けた。これにより、伝達体55のラチェット62と出力ギア53のラチェット66が噛み合った状態でもグリスのバッファ領域(グリスを溜め込む空間)が確保でき、この領域に一定量のグリス73を保持することができる。このように、グリス73を保持することで、入力ギア54と伝達体55の間にグリス73が流れる可能性を下げることができる。
なお、本実施形態では穴74を6個設けているが、穴の数はこれに限られず、少なくとも1個あれば良い。また、穴74は必ずしも出力ギア53を貫通する貫通穴でなくてもよい。つまり、出力ギア53の伝達体55側に形成された出力ギア53を貫通しない凹部としての穴であっても良い。この構成では、穴74に進入した余剰なグリス73は、出力ギア53外に排出されないものの、穴74に溜め込まれる。このため、穴74で一定量のグリス73を保持し、入力ギア54と伝達体55の間にグリス73が流れる可能性を下げることができる。但し、穴74を貫通穴とした方が、より穴74の内の空気が逃げやすいため、余剰なグリス73をより穴74内へ進入させやすい。
このように、本実施形態によれば、伝達部材に、伝達部材と出力部材との間の粘性材料が充填された隙間と連通した穴を設けた。これにより、粘性材料の余剰分をその穴に進入させて保持できるため、入力部材と伝達部材の間に粘性材料が流れる可能性を下げ、粘性材料による伝達部材の動作不良を抑制することができる。
[第2実施形態]
本実施形態では出力ギア53の貫通穴74から押し出されたグリス73をユーザが直接触れることを防止するクラッチユニット50の構成について説明する。なお、第1の実施形態と同一部品、ならびに同一機能を有する部品については同じ符号で示し、説明を省略する。
本実施形態では、定着器18が、交換やメンテナンスの為に画像形成装置本体100に対して着脱を可能である。定着器18を画像形成装置本体100から取り外した時に、図5に示すように第一経路により加圧ローラ20に駆動力を伝達するクラッチユニット50が露出した状態になる。一方で、余剰なグリス73が多い場合、穴74に進入したグリス73が出力ギア53の外側に露出(排出)された状態となることがある。このため、ユーザが誤ってクラッチユニット50に触れた際、出力ギア53の外側に排出されたグリス73がユーザに付着してしまう虞がある。
そこで、本実施形態では、出力ギア53の穴74から押し出されたグリス73にユーザが直接触れられないように構成している。図13はクラッチユニット50の斜視図であり、図14は出力ギア53の断面である。具体的には、出力ギア53のラチェット66の反対側に、穴74外側周辺を囲む円環状のリブ(突出部)76を設けている。環状リブ76の内径はユーザの指が入らない大きさに設定している。またリブ76の高さはスペースの許す限り高くしてグリス73のバッファ領域(グリスを溜め込む空間の体積)を確保している。
本実施形態によれば、出力ギア53の、ラチェット66の反対側で穴74の周囲にリブ76を設けることで、リブ76の間の領域がグリス73を留めておくための領域となる。このため、グリス73が穴74から押し出されても、ユーザがグリス73に触れないようにすることが可能である。これにより、グリス73でユーザの手を汚すことを防止することができる。
また、図15に示すように、リブ76の形状は円環状に限定されず、穴74の近傍で、出力ギア53のラチェット66の反対側に突出するようなリブ76であればよい。図15に示す構成では、リブ76が、出力ギア53の剛性をあげるための補強部としての機能を有している。
このように、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、多粘性材料の余剰分を穴に進入させて保持できるため、入力部材と伝達部材の間に粘性材料が流れる可能性を下げ、粘性材料による伝達部材の動作不良を抑制することができる。
更に、本実施形態では、穴に進入した粘性材料が出力部材の外側に露出(排出)した場合でも、粘性材料をユーザに付着させにくくすることができる。
[第3実施形態]
本実施形態では、画像形成装置本体100から着脱可能な着脱ユニットを有し、この着脱ユニットへ駆動力を伝達する駆動列にクラッチユニット50を用いた形態について説明する。なお、第1の実施形態と同一部品、ならびに同一機能を有する部品については同じ符号で示し、説明を省略する。
<カップリングによる駆動力の伝達>
画像形成装置本体100から着脱ユニットへ接続切断可能な駆動伝達手段(駆動伝達用の継手)の一つとしてカップリングがある。本実施形態では、画像形成装置本体100側(本体側)のカップリング部材をクラッチユニット50の出力部材に設けた構成について説明する。図16にカップリングを用いたクラッチユニット50の図を示す。クラッチユニット50は画像形成装置本体100に設けられている。出力部材である本体側カップリング部材77にはカップリング凸部78を設けている。図17に本体側カップリング部材77の端面と断面の図を示す。カップリング凸部78は着脱ユニットのインターフェース部品(着脱ユニット側のカップリング部材)と係合しやすいように角の面取りを行っている。また、本体側カップリング部材77の回転軸方向の抜け止めとして外周部に円環リブ79を設けている。図18に画像形成装置本体100の側板80とクラッチユニット50の構成を示す。円環リブ79が側板80と摺動しつつ、本体側カップリング部材77が回転する。また、本体側カップリング部材77を露出するための側板80の穴は本体側カップリング部材77と隙間を設け、本体側カップリング部材77と側板80の穴が接触しないようにしている。
次に着脱ユニットに設けられている着脱ユニット側カップリング部材81について説明する。図19に着脱ユニット側カップリング部材81の正面と断面の図を示す。まず、着脱ユニットと着脱ユニット側カップリング部材81の関係について説明する。着脱ユニット側カップリング部材81は円周方向に回転して着脱ユニット内の不図示の駆動列を介して回転体に駆動力を伝達する。また、着脱ユニット側カップリング部材81は回転軸方向に移動可能であり、回転軸方向に不図示の弾性部材によって押圧されている。次に着脱ユニット側カップリング部材81の詳細部について説明する。着脱ユニット側カップリング部材81の中央にカップリング凸部78と係合するカップリング凹部82を設けている。カップリング凹部82の幅は着脱ユニット側カップリング部材81の幅より広い。また、カップリング凹部82はカップリング凸部78と係合しやすいように角の面取りを行っている。
次に、カップリングの係合について説明する。画像形成装置本体100に着脱ユニットを装着してカップリング凸部78とカップリング凹部82が係合していないときは着脱ユニット側カップリング部材81が回転軸方向に退避している。この状態から本体側カップリング部材77が回転してカップリング凸部78とカップリング凹部82の位相が合うことで退避していた着脱ユニット側カップリング部材81が回転軸方向に移動し、カップリング凸部78とカップリング凹部82が係合する。このような動作により図20のようにクラッチユニット50のカップリングを行うことができる。
上述したように本実施形態のクラッチユニット50は、入力ギア54と伝達体55の間に余剰するグリス73が入り込んで連れ回ることを防止することが可能である。また、このような構成ではインターフェースとなる部品間の距離の影響を受けにくく、ギアよりもカップリング部材を小さく配置できる。これによりグリス73の介在する箇所をコントロールして確実に駆動力を伝達でき、インターフェースの駆動伝達不良の発生を抑制でき、省スペース化が可能になる。なお、本実施形態ではI字型のカップリングを用いたが着脱ユニットに駆動力が伝達できるカップリングの形状であれば良い。
このように、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果を得ることができる。つまり、多粘性材料の余剰分を穴に進入させて保持できるため、入力部材と伝達部材の間に粘性材料が流れる可能性を下げ、粘性材料による伝達部材の動作不良を抑制することができる。
更に、本実施形態では、着脱ユニットへの駆動伝達不良の発生を抑制することができる。
18 定着器
48 モータ
50 クラッチユニット
51 揺動ギア
52 支持軸
53 出力ギア
54 入力ギア
55 伝達体
56 ギア部
57 ギア部
73 グリス
74 穴
75 溝
100 画像形成装置本体

Claims (10)

  1. 駆動源によって回転する入力部材と、
    前記入力部材と一体的に回転可能な伝達部材と、
    前記伝達部材と係合して回転可能な出力部材と、を有し、
    前記伝達部材は、前記入力部材の回転軸方向に移動して、前記出力部材と係合する位置と前記出力部材と係合しない位置とへ移動可能で、前記入力部材が第1方向に回転している間、前記伝達部材が前記出力部材に係合することより前記出力部材が回転し、前記入力部材が前記第1方向の逆の第2方向に回転している間、前記伝達部材が前記出力部材に係合しない駆動伝達装置において、
    前記出力部材と前記伝達部材との間には粘性材料が充填された隙間が設けられ、
    前記出力部材は前記隙間と連通した穴が設けられ、
    前記穴は、前記回転軸方向から見て前記伝達部材と重なる位置に設けられていることを特徴とする駆動伝達装置。
  2. 前記穴は、前記回転軸方向に延びた穴であることを特徴とする請求項1に記載の駆動伝達装置。
  3. 前記出力部材は、前記伝達部材と係合する係合部と、前記出力部材の前記係合部の反対側で前記穴の近傍に設けられ、前記回転軸方向に突出した突出部と、を備えることを特徴とする請求項2に記載の駆動伝達装置。
  4. 前記突出部は、前記穴の周囲に設けられていることを特徴とする請求項3に記載の駆動伝達装置。
  5. 前記穴は、前記粘性材料が進入可能な位置に設けられていることを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
  6. 前記入力部材は前記伝達部材と当接する当接部を備え、前記入力部材が前記第1方向に回転した際、前記当接部を前記伝達部材に当接させた状態で前記入力部材が前記伝達部材に対して回転することにより、前記伝達部材は前記出力部材と係合する位置へ向かって移動することを特徴とする請求項1乃至のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
  7. 前記入力部材が前記第1方向に回転した際、前記伝達部材が前記出力部材に係合した後、前記入力部材と前記伝達部材は一体となって前記第1方向に回転することを特徴とする請求項に記載の駆動伝達装置。
  8. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の駆動伝達装置と、前記出力部材によって回転させられる第1回転体と、前記第1回転体と当接してニップ部を形成する第2回転体と、を有し、前記第1回転体と前記第2回転体とが当接してニップ部を形成し、前記ニップ部で記録材を挟んで加熱することで前記記録材へトナーを定着させる定着装置。
  9. 前記入力部材が前記第2方向に回転することにより、前記第1回転体と前記第2回転体との圧接状態を解除することが可能であることを特徴とする請求項に記載の定着装置。
  10. 請求項1乃至のいずれか一項に記載の駆動伝達装置と、前記出力部材によって回転させられる回転体と、を有し、前記回転体を回転させることにより記録材に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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