JP6529268B2 - 駆動伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源から被駆動部に選択的に駆動を伝達、遮断する駆動伝達装置、及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。

プリンタ、ファクシミリ装置、コピー機等の画像形成装置、或いは、それらを一体的に組み合わせた複合画像形成装置においては、装置の小型化、或いは、低コスト化のために駆動源として一つのモータを使用する。一つのモータにより例えば、搬送ローラや現像スリーブ等の複数の被駆動装置を駆動する。

画像形成装置において一つのモータにより複数の被駆動装置を駆動する場合、複数の被駆動装置を選択的に駆動する必要がある。そこで、各被駆動装置とモータとの間にクラッチ装置を配置し、該クラッチ装置によりモータの駆動力伝達のＯＮ、ＯＦＦを切り替える。

クラッチ装置として電磁クラッチを用いた場合、電磁クラッチ及び該電磁クラッチを駆動制御するための電気部品が必要となり、装置の大型化やコスト高を招く。

特許文献１では、一つのモータから被駆動装置に至る駆動伝達経路にワンウェイクラッチを配置し、モータを正逆回転させることにより二つの被駆動装置を選択的に駆動することが記載されている。特許文献１では、装置本体に設置された駆動ユニットの作像ユニットへの駆動を伝達するギアの軸をワンウェイクラッチで保持している。

特許文献２では、一つのモータの正逆回転で二つの被駆動装置を選択的に駆動する手段として、それぞれ独立したワンウェイ機構を備えたことが記載されている。

一方、プリンタ、ファクシミリ装置、コピー機等の画像形成装置、或いは、それらを一体的に組み合わせた複合画像形成装置において、トナーを定着させ難い厚紙やグロス紙等の記録材にプリントする。その際にはモータの回転数を例えば通常の１／２や１／３程度まで遅くし、記録材の種類に応じて記録材の搬送速度を遅くして定着させる対応が一般的である。

しかしながら、記録材の種類に応じて一つのモータを異なる回転数で使用する場合、全ての速度域でトルク、振動、耐久性等を満足する必要があり、高価なモータを使用する必要が生じる。

特許文献３では、モータの正逆回転でコピー機の被駆動部のギア比を変えることでモータの回転数の幅を減らす手段として、二つのギア間をスイングするスイングギアを用いた構成が記載されている。

特開平０６−１１８７８４号公報 特開２００８−０７０７８７号公報 特開平１０−０７２１３９号公報

しかしながら、特許文献１のワンウェイクラッチは、部品点数も多く、構造が複雑であり、小型のものは、特に高価である。

画像形成装置においてモータから被駆動装置に至る駆動伝達経路の占有空間は限られており、画像形成装置は、量産されるため駆動伝達経路は部品点数が少なく、構造が簡単でありながら、確実に回転駆動の一方向伝達を行うことができることが要求される。

特許文献２のように独立したワンウェイ機構を備えた場合、装置が大型化し、部品点数が増えるため構造が複雑になり個々の部品に高い精度が求められる。

また、ラチェット歯の駆動連結が解除された状態においてもラチェット歯の歯先以上に距離を離すことができず、ラチェット歯の歯先が衝突する騒音が発生する。

特許文献３のスイングギアを用いた場合、装置が大型化し、高トルク時のスイングギアの支持部での倒れや強度の問題が生じる。

本発明は前記課題を解決するものであり、その目的とするところは、少ない部品点数でかつ簡単な構成を有し、被駆動部に選択的に駆動を伝達、遮断する駆動伝達装置を提供するものである。

前記目的を達成するための本発明に係る駆動伝達装置の代表的な構成は、駆動源からの回転駆動が伝達される入力ギアと、前記入力ギアに設けられ、外周面にリブが設けられた回転軸と、前記回転軸周りを回転可能な第一の出力ギアと第二の出力ギアと、前記回転軸方向に関して前記第一の出力ギアと前記第一の出力ギアとは外径が異なる前記第二の出力ギアとの間に配置され、内周面に前記リブと係合可能な溝部が設けられた中間体と、を有し、前記中間体は、前記回転軸が回転すると、前記リブが前記溝部の壁面に係止されて前記回転軸から駆動が伝達され、前記中間体は、前記駆動源が第１方向に回転した際に第１の回転軸方向に移動して前記第一の出力ギアに噛み合って回転し、前記駆動源が前記第１方向と逆の第２方向に回転した際に前記第１の回転軸方向と逆の第２の回転軸方向に移動して前記第二の出力ギアに噛み合って回転することを特徴とする。

上記構成によれば、少ない部品点数でかつ簡単な構成を有し、被駆動部に選択的に駆動を伝達、遮断する駆動伝達装置を提供することが出来る。

本発明に係る駆動伝達装置を備えた画像形成装置の構成を示す断面説明図である。 本発明に係る駆動伝達装置の第１実施形態の構成を示す斜視説明図である。 第１実施形態の駆動伝達装置の構成を示す分解斜視図である。 第１実施形態の駆動伝達装置の構成を示す断面説明図である。 第１実施形態の中間体の構成を示す平面説明図である。 第１実施形態の駆動伝達装置において駆動源を正回転させたときの駆動伝達を説明する側面説明図である。 第１実施形態の駆動伝達装置において駆動源を逆回転させたときの駆動伝達を説明する側面説明図である。 第１実施形態の駆動伝達装置において中間体のラチェット歯の歯先と、第二の出力ギアのラチェット歯の歯先とが接触した様子を示す側面説明図である。 第１実施形態の駆動伝達装置において中間体のラチェット歯の歯数と、第一、第二の出力ギアのラチェット歯の歯数とを同数にした様子を示す側面説明図である。 第１参考例の構成を示す側面説明図である。 第１参考例の駆動伝達装置の構成を示す断面説明図である。 第２参考例の構成を示す斜視説明図である。 第２参考例の駆動伝達装置において駆動源を正逆回転させたときの駆動伝達を説明する側面説明図である。

図により本発明に係る駆動伝達装置を備えた画像形成装置の一実施形態を具体的に説明する。

［第１実施形態］
先ず、図１〜図９を用いて本発明に係る駆動伝達装置を備えた画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。図１は本発明に係る駆動伝達装置を備えた画像形成装置の構成を示す断面説明図である。図２は本発明に係る駆動伝達装置の構成を示す斜視説明図である。

＜画像形成装置＞
図１及び図２に示すように、画像形成装置600は、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色のトナー画像を形成する画像形成部13Ｙ，13Ｍ，13Ｃ，13Ｋを有する。画像形成部13Ｙ，13Ｍ，13Ｃ，13Ｋにより記録材としてのシートＳにトナー画像が形成される。そのトナー画像をシートＳに定着する定着手段となる定着装置604に加圧回転体としての加圧ローラ604ｂが設けられる。

本実施形態の駆動伝達装置100は、加圧ローラ604ｂの回転駆動と非駆動とを一つの正逆回転可能な駆動源となるモータ22の正回転で第一の出力ギア101に伝達された駆動力により行なう。

また、定着装置604に設けられる加熱回転体となる定着ローラ604ａを加圧ローラ604ｂに対して接離する接離動作を行なう接離手段となる定着圧解除カム26が設けられる。定着圧解除カム26の回転駆動と非駆動とをモータ22の逆回転で第二の出力ギア102に伝達された駆動力により行なう。

本実施形態の駆動伝達装置100は、一つのモータ22の正回転と逆回転とを切り替えることにより、被駆動手段となる加圧ローラ604ｂの回転駆動と、定着ローラ604ａと加圧ローラ604ｂとの接離動作とを選択的に切り替える。

図１に示すように、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色のトナー画像を形成する画像形成部13Ｙ，13Ｍ，13Ｃ，13Ｋは、画像形成装置600本体内に図１の左側から右側に向かって順に並列に配置されている。尚、説明の都合上、画像形成部13Ｙ，13Ｍ，13Ｃ，13Ｋを代表して単に画像形成部13を用いて説明する。他の画像形成プロセス手段についても同様である。

各画像形成部13は、図１の時計回り方向にそれぞれ所定の速度で回転駆動される像担持体となる感光ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、帯電手段となる帯電ローラ２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋを有する。更に、現像手段となる現像装置３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、像露光手段となるレーザスキャナ４等の各種の電子写真プロセス機器を有している。

画像形成部13は、それぞれ感光ドラム１の表面上にフルカラートナー画像の色分解成分色であるイエローＹのトナー画像、マゼンタＭのトナー画像、シアンＣのトナー画像、ブラックＫのトナー画像を所定の作像タイミングで形成する。フルカラートナー画像の作像原理及び画像形成プロセスは公知であるので詳しい説明は省略する。

画像形成部13の図１の上側に配置した中間転写ベルト601は、画像形成部13Ｙ側に配置した従動ローラ５と、画像形成部13Ｋ側に配置した駆動ローラ６と、駆動ローラ６の上方に配設した二次転写対向ローラ602Ｔとにより回転可能に張架されている。中間転写ベルト601は駆動ローラ６の駆動力により各画像形成部13の感光ドラム１の回転速度と略同じ速度で図１の矢印ｍ方向に回動駆動される。

中間転写ベルト601の外側で二次転写対向ローラ602Ｔに対向して二次転写ローラ602が設けられている。二次転写ローラ602は二次転写対向ローラ602Ｔに対して中間転写ベルト601を介して所定の押圧力で当接されている。これにより中間転写ベルト601と二次転写ローラ602とで二次転写ニップ部Ｔ２が形成される。二次転写ローラ602は中間転写ベルト601の図１の矢印ｍ方向で示す回転方向に順方向で中間転写ベルト601と略同じ速度で回転駆動される。

定着装置604は定着ローラ604ａと加圧ローラ604ｂとからなる圧接ローラ対が同じ速度で回転駆動される。定着ローラ604ａは内蔵されたヒータにより加熱されて所定の定着温度に温調制御される。

画像形成装置600は制御手段となる制御部605により制御される。モータ22は制御部605により制御されて正回転または逆回転する。制御部605は画像形成装置600の作像機器や各種駆動部を制御してプリント動作を実行する。制御部605はプリントスタート信号に基づいて画像形成装置600の作像機器を制御する。

先ず、帯電ローラ２により感光ドラム１の表面を一様に帯電し、レーザスキャナ４から画像情報に応じたレーザ光４ａを感光ドラム１の表面に露光して静電潜像を形成する。そして、現像装置３により感光ドラム１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形成する。

そして、各感光ドラム１に対向して中間転写ベルト601の内周面側に一次転写手段となる一次転写ローラ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋが設けられる。一次転写ローラ７Ｙ，７Ｍ，７Ｃ，７Ｋに印加される所定の一次転写バイアス電圧によって各感光ドラム１の表面から中間転写ベルト601の外周面に未定着のトナー画像（鏡像）を順次一次転写して重畳する。これによりフルカラートナー画像として形成される。

一次転写後に感光ドラム１の表面に残留したトナーはクリーニング手段となるクリーニング装置15Ｙ，15Ｍ，15Ｃ，15Ｋにより除去されて清浄化され、繰り返し作像に提供される。中間転写ベルト601の外周面上に一次転写されたトナー画像は該中間転写ベルト601の回転により二次転写ニップ部Ｔ２へ移動していく。

一方、給送カセット９内に積載収容されたシートＳは、給送ローラ10の回転駆動により繰り出され、リタードローラ14により分離されて一枚ずつ給送される。そして、搬送パスを通ってレジストローラ11へ搬送される。その後、中間転写ベルト601に形成された未定着のトナー画像の先端部が二次転写ニップ部Ｔ２に到達したとき、レジストローラ11によりシートＳの先端部も二次転写ニップ部Ｔ２に到達するように搬送される。

二次転写ニップ部Ｔ２に搬送されたシートＳは、二次転写ニップ部Ｔ２で挟持搬送される。その間に二次転写ローラ602に印加される所定の二次転写バイアス電圧によって中間転写ベルト601の外周面に転写された未定着トナー画像がシートＳ上に静電的に二次転写される。

二次転写ニップ部Ｔ２を通過したシートＳは、中間転写ベルト601の外周面から曲率分離して定着装置604に搬送されていく。シートＳが分離した後の中間転写ベルト601の外周面に残留したトナーはクリーニング手段となるクリーニング装置603により除去されて清浄化され、繰り返し作像に提供される。

二次転写ニップ部Ｔ２から定着装置604へ搬送されたシートＳは、定着ローラ604ａと加圧ローラ604ｂとが圧接された定着ニップ部Ｎで挟持搬送される間に加熱及び加圧されて未定着トナー画像がシートＳへ定着される。

＜駆動伝達装置＞
次に図２〜図９を用いて一つのモータ22の正逆回転により加圧ローラ604ｂの回転駆動と、定着ローラ604ａと加圧ローラ604ｂとの接離動作とを選択的に切り替える駆動伝達装置100の構成について説明する。図２及び図３は駆動伝達装置100の構成を示す斜視説明図及び分解斜視図である。図４は駆動伝達装置100の構成を示す断面説明図、図５は正逆回転可能なモータ22からの回転駆動を受けて支持軸109の周りに回転する中間体104の構成を示す平面説明図である。

図２〜図４に示すように、駆動伝達装置100は、図４に示す支持軸109を中心に回転自在に設けられた入力ギア106を有する。入力ギア106はモータ22の駆動軸に固定された駆動ギア16に噛合して設けられ、モータ22からの回転駆動を中間体104に伝達する。図３に示すように、入力ギア106に一体的に設けられた環状部106ａの外周面にはリブ106ｂが突設されており、図５に示す中間体104の中央部に設けられた貫通穴104ａの一部にはリブ106ｂに対応する溝部104ａ1が形成されている。

入力ギア106のギア面に対して軸方向に立設された環状部106ａの外周に中間体104の貫通穴104ａが挿通される。そして、該環状部106ａの外周面に突設されたリブ106ｂが、中間体104の貫通穴104ａの一部に設けられた溝部104ａ1内に嵌入されて係止される。

これにより、中間体104は入力ギア106と回転方向（支持軸109の周方向）で係合して駆動伝達される。中間体104は入力ギア106の環状部106ａの外周面上を軸方向に移動自在に設けられている。

支持軸109の周りで入力ギア106の環状部106ａの外周に第一の出力ギア101の貫通穴101ｂが挿通されて回転自在に保持されている。更に、支持軸109の周りで入力ギア106の環状部106ａの外周に第二の出力ギア102の貫通穴102ｂが挿通されて回転自在に保持されている。

図２に示すように、第一の出力ギア101と第二の出力ギア102とは中間体104を挟んで同じ支持軸109の周り（回転軸周り）を回転可能に配置されている。また、入力ギア106と、第一の出力ギア101と、中間体104と、第二の出力ギア102とは同軸上に配置される。

図３に示すように、入力ギア106の環状部106ａの外周面に突設されたリブ106ｂが、図５に示す中間体104の貫通穴104ａの溝部104ａ1に係合することで、入力ギア106から中間体104に回転駆動力が伝達される。

入力ギア106に設けられた環状部106ａは、第一の出力ギア101が回転自在に挿通される大径部106ａ1が設けられている。更に、中間体104が軸方向に移動自在に挿通される中径部106ａ2と、第二の出力ギア102が回転自在に挿通される小径部106ａ3とが設けられている。

第二の出力ギア102は、一端が装置フレーム17に当接した付勢手段となるコイルバネ108の付勢力により支持軸109に沿って入力ギア106側に付勢される。そして、環状部106ａの小径部106ａ3と中径部106ａ2との間に形成される段部からなる突き当て部114に当接して位置決めされる。

図４に示すように、第二の出力ギア102は、支持軸109の方向（回転軸方向）に関して、付勢手段となるコイルバネ108の伸長力により所定の位置に向かって付勢されている。そして、第二の出力ギア102は、コイルバネ108の付勢力に抗して前記所定の位置から第２の回転軸方向（コイルバネ108の伸長力と反対方向）に移動可能である。

中間体104は、第一の出力ギア101に噛み合って駆動を伝達する第一のラチェット面104ｃ1と、中間体104を第二の出力ギア102側に軸方向に移動させる第二のラチェット面104ｃ2とを備えた第一のラチェット歯104ｃを有する。

更に、中間体104は、第二のラチェット歯104ｂを有する。第二のラチェット歯104ｂは、第二の出力ギア102に噛み合って駆動を伝達する第三のラチェット面104ｂ1を有する。更に、中間体104を第一の出力ギア101側（第一の出力ギア側）に軸方向に移動させる第四のラチェット面104ｂ2とを備える。

図６及び図７に示すように、第一のラチェット面104ｃ1と、第三のラチェット面104ｂ1とは駆動伝達時に引き込み力が生じるように中間体104の軸方向（図６及び図７の上下方向）に対して所定の傾斜角度θを有して構成される。

第一の出力ギア101の軸方向で中間体104側には該中間体104の軸方向に設けられた第一のラチェット歯104ｃに対応するラチェット歯101ａが設けられている。ラチェット歯101ａはラチェット面110，111を有する。

第二の出力ギア102の軸方向で中間体104側には該中間体104の軸方向に設けられた第二のラチェット歯104ｂに対応するラチェット歯102ａが設けられている。ラチェット歯102ａはラチェット面112，113を有する。

ここで、ラチェット歯とは、図３〜図９に示すように、鋸歯を有し、逆回転止めの爪と組み合わせて一方向にしか回らないように構成された歯車をいう。

＜駆動伝達装置の駆動伝達経路＞
次に図２、図５、図６及び図７を用いて本実施形態の駆動伝達装置100の駆動伝達経路について説明する。図２に示すように、画像形成装置600のプリント時には駆動伝達装置100における一つの駆動源としてのモータ22が図２の実線で示す矢印ｉ方向（第１方向）に正回転する。

モータ22の駆動軸に固定された駆動ギア16に噛合する入力ギア106が図６の矢印ｄ方向に回転する。そして、入力ギア106の環状部106ａに設けられたリブ106ｂが中間体104の内周面に設けられた溝部104ａ1に嵌合して係止されて中間体104が入力ギア106と一体的に図６の矢印ｄ方向に回転する。

中間体104が図６の矢印ｄ方向に回転することにより該中間体104を支持軸109に沿って第一の出力ギア101側（第一の出力ギア側）に移動させる第四のラチェット面104ｂ2がラチェット面113に当接摺動する。これにより中間体104が支持軸109に沿って第一の出力ギア101側（第１の回転軸方向）に移動する。

これにより、中間体104の第一のラチェット歯104ｃが第一の出力ギア101のラチェット歯101ａに噛合する。そして、中間体104から第一の出力ギア101へ回転方向への駆動を伝達する第一のラチェット面104ｃ1とラチェット面110とが当接係合して中間体104から第一の出力ギア101へ回転駆動力が伝達される。

図２に示すように、第一の出力ギア101からアイドラギア８を介して更に下流側のギア列24に回転駆動力が順次伝達される。そして、加圧ローラ604ｂの回転軸に固定された駆動ギア18にギア列24からの回転駆動力が伝達されて加圧ローラ604ｂが回転駆動される。

一方、画像形成装置600の定着装置604の定着ニップ部ＮでシートＳのジャムが発生すると、シート検知手段となるシートセンサ19により定着ニップ部ＮにシートＳが残留していることを検知する。すると、シートセンサ19の検知情報に基づいて制御部605はモータ22を図２の点線で示す矢印ｊ方向（第２方向）に逆回転させる。

モータ22の駆動軸に固定された駆動ギア16に噛合する入力ギア106が図７の矢印ｅ方向に回転する。そして、入力ギア106の環状部106ａに設けられたリブ106ｂが中間体104の内周面に設けられた溝部104ａ1に嵌合して係止されて中間体104が入力ギア106と一体的に図７の矢印ｅ方向に回転する。

中間体104が図７の矢印ｅ方向に回転することにより該中間体104を支持軸109に沿って第二の出力ギア102側（第二の出力ギア側）に移動させる第二のラチェット面104ｃ2がラチェット面111に当接摺動する。これにより中間体104が支持軸109に沿って第二の出力ギア102側（第２の回転軸方向）に移動する。

これにより図７に示すように、中間体104の第二のラチェット歯104ｂが第二の出力ギア102のラチェット歯102ａに噛合する。そして、中間体104から第二の出力ギア102へ回転方向への駆動を伝達する第三のラチェット面104ｂ1とラチェット面112とが当接係合して中間体104から第二の出力ギア102へ回転駆動力が伝達される。

図２に示すように、第二の出力ギア102からアイドラギア23を介して定着圧解除カム26が設けられたカム軸27に固定された駆動ギア25に回転駆動力が伝達されて定着圧解除カム26が図２の点線で示す矢印ｎ方向に回転駆動される。

定着圧解除カム26に対向して図示しない加圧アーム軸を中心に回動可能な加圧アーム20が設けられており、加圧アーム20は付勢手段となるコイルバネ21により定着圧解除カム26に向けて付勢されている。

定着圧解除カム26が図２の点線で示す矢印ｎ方向に回転駆動されると、定着圧解除カム26の押圧部がコイルバネ21の付勢力に抗して加圧アーム20を図示しない加圧アーム軸を中心に回動させて図２の左方向に押し下げる。これにより加圧アーム20に回転可能に軸支された定着ローラ604ａが加圧ローラ604ｂから離間する。

本実施形態では、定着圧解除カム26の回転角度を検知することで、定着ローラ604ａと加圧ローラ604ｂとの離間状態を検知する検知手段となる離間センサ28が設けられている。そして、定着圧解除カム26がカム軸27を中心に所定の角度まで回転する。すると、離間センサ28により定着ローラ（第１回転体）604ａが加圧ローラ（第２回転体）604ｂから離間したことを検知する。そして、離間センサ28の検知情報に基づいて制御部605によりモータ22の逆回転を停止する。

このように定着圧解除カム26を回転させることで、定着ローラ604ａと加圧ローラ604ｂとの接触圧を変化させることができる。

画像形成装置600の定着装置604の定着ニップ部ＮでシートＳのジャムが発生した場合には、シートセンサ19の検知情報に基づいて制御部605がモータ22を逆回転させて定着ローラ604ａを加圧ローラ604ｂから離間する（接触圧は０）。これにより定着装置604の定着ニップ部ＮでジャムしたシートＳのジャム処理を容易に行うことができる。

定着装置604の定着ニップ部ＮでジャムしたシートＳのジャム処理を行うと、シートセンサ19により定着ニップ部ＮにシートＳが無いことが検知される。制御部605はシートセンサ19の検知情報に基づいてモータ22を更に図２の点線で示す矢印ｊ方向に逆回転し、定着圧解除カム26を更に図２の矢印ｎ方向に回転させる。その結果、定着圧解除カム26の押圧部が加圧アーム20から離れる。このため加圧アーム20はコイルバネ21により付勢されて加圧アーム軸を中心に回動し、定着ローラ604ａを加圧ローラ604ｂに圧接して定着ニップ部Ｎを加圧状態に戻す。

図６及び図７は本実施形態の駆動伝達装置100において、一つのモータ22の正逆回転を切り替える。これにより加圧ローラ604ｂの回転駆動と、定着ローラ604ａを加圧ローラ604ｂに接離する接離動作との駆動伝達を選択的に切り替える様子を示す図である。

尚、図６及び図７では簡略化のために歯面形状は省略している。図６はモータ22を正回転したときの駆動伝達装置100の動作を示す側面説明図であり、図７はモータ22を逆回転したときの駆動伝達装置100の動作を示す側面説明図である。

モータ22が図２の実線で示す矢印ｉ方向に正回転すると、モータ22の駆動軸に固定された駆動ギア16に噛合する入力ギア106が図６の実線で示す矢印ｄ方向に回転する。入力ギア106に一体的に設けられた環状部106ａの中径部106ａ2の外周面に突出したリブ106ｂと、中間体104の内周面に形成された溝部104ａ1とが嵌合して係合される。そして、入力ギア106の回転力が中間体104に伝達されて該中間体104は入力ギア106と同じ方向となる図６の実線で示す矢印ｄ方向に回転する。

中間体104が図６の矢印ｄ方向に回転する。すると、中間体104の図６の上部に設けられたラチェット歯104ｂのラチェット面104ｂ2が、第二の出力ギア102のラチェット歯102ａのラチェット面113に当接摺動する。これにより中間体104は第二の出力ギア102を介して支持軸109に沿って図６の第一の出力ギア101側（第１の回転軸方向）に移動する。

中間体104のラチェット歯104ｂのラチェット面104ｂ2が第二の出力ギア102のラチェット歯102ａのラチェット面113に当接摺動する。その際に、第二の出力ギア102が中間体104と連れ回りしないように、第二の出力ギア102の下流側にはアイドラギア23を介して定着圧解除カム26のカム軸27に固定された駆動ギア25が繋がっている。これにより回転抵抗を付与して第二の出力ギア102が中間体104と連れ回りしないように構成される。

第一の出力ギア101のラチェット歯101ａのラチェット面110と、中間体104のラチェット歯104ｃのラチェット面104ｃ1とは駆動伝達時に引き込み力が生じるように軸方向に対して所定の傾斜角度θが設けられている。これにより中間体104のラチェット歯104ｃのラチェット面104ｃ1と、第一の出力ギア101のラチェット歯101ａのラチェット面110とが噛み合い始めると、第一の出力ギア101と中間体104とが軸方向に互いに引き込み合う。

このため中間体104が軸方向（図６の上下方向）において第一の出力ギア101に接触した段階では、図６に示すように、中間体104と第二の出力ギア102とは軸方向（図６の上下方向）において隙間ｂが空くような位置関係に設定されている。

一方、モータ22が図２の点線で示す矢印ｊ方向に逆回転すると、モータ22の駆動軸に固定された駆動ギア16に噛合する入力ギア106が図７の破線で示す矢印ｅ方向に回転する。入力ギア106に一体的に設けられた環状部106ａの中径部106ａ2の外周面に突出したリブ106ｂと、中間体104の内周面に形成された溝部104ａ1とが嵌合して係合される。そして、入力ギア106の回転力が中間体104に伝達されて該中間体104は入力ギア106と同じ方向となる図７の破線で示す矢印ｅ方向に回転する。

中間体104が図７の矢印ｅ方向に回転すると、中間体104の図７の下部に設けられたラチェット歯104ｃのラチェット面104ｃ2が、第一の出力ギア101のラチェット歯101ａのラチェット面111に当接摺動する。これにより中間体104は支持軸109に沿って図７の第二の出力ギア102側（第２の回転軸方向）に移動する。

中間体104のラチェット歯104ｃのラチェット面104ｃ2が、第一の出力ギア101のラチェット歯101ａのラチェット面111に当接摺動する。その際に、第一の出力ギア101が中間体104と連れ回りしないように、第一の出力ギア101の下流側にはアイドラギア８、ギア列24を介して加圧ローラ604ｂの回転軸に固定された駆動ギア18が繋がっている。これにより回転抵抗を付与して第一の出力ギア101が中間体104と連れ回りしないように構成される。

第二の出力ギア102のラチェット歯102ａのラチェット面112と、中間体104のラチェット歯104ｂのラチェット面104ｂ1とは駆動伝達時に引き込み力が生じるように軸方向に対して所定の傾斜角度θが設けられている。これにより中間体104のラチェット歯104ｂのラチェット面104ｂ1と、第二の出力ギア102のラチェット歯102ａのラチェット面112とが噛み合い始めると、第二の出力ギア102と中間体104とが軸方向に互いに引き込み合う。

このため中間体104が軸方向（図７の上下方向）において第二の出力ギア102に接触した段階では、図７に示すように、中間体104と第一の出力ギア101とは軸方向（図７の上下方向）において隙間ａが空くような位置関係に設定されている。

つまり、図６に示すように、中間体104と、第一の出力ギア101との駆動伝達時の噛み合い量をＡとし、第一の出力ギア101に駆動を伝達している状態における中間体104と、第二の出力ギア102との隙間をｂとする。

更に、図７に示すように、中間体104と、第二の出力ギア102との駆動伝達時の噛み合い量をＢとし、第二の出力ギア102に駆動を伝達している状態における中間体104と、第一の出力ギア101との隙間をａとする。その場合、以下の数１式で示す関係式が満たされるように設定されている。

［数１］
Ａ＞ｂ かつ Ｂ＞ａ

しかしながら、第一の出力ギア101と、第二の出力ギア102との位相タイミング次第では以下の場合が発生する。図８のＤ部で示すように中間体104が軸方向（図８の上下方向）の上方に移動し始める。そのときに第二の出力ギア102のラチェット歯102ａの歯先と、中間体104のラチェット歯104ｂの歯先とが突き当たってしまう。そして、中間体104が軸方向（図８の上下方向）の上方に移動しきれない場合が発生する。

そこで、第二の出力ギア102が突き当て部114に突き当たった位置（所定の位置）から第２の回転軸方向（第一の出力ギア101から離れる方向）に移動できるように、第二の出力ギア102の第一の出力ギア101と反対側に隙間Ｇを空けておく。これにより、ラチェット歯102ａの歯先と、中間体104のラチェット歯104ｂの歯先とが突き当たった時に、中間体104に押圧された第二の出力ギア102は、上方に移動し、第二の出力ギア102と中間体104の歯先同士を離間させることができる。

上述した隙間Ｇを空けても、図６に示す噛み合い量Ａと、隙間ｂとが前記数１式を満たせるように、付勢手段となるコイルバネ108により第二の出力ギア102を図４の軸方向（図４の上下方向）の下方側に付勢しておく。通常の使用状態では、図４に示すように、第二の出力ギア102の内周端部が入力ギア106に一体的に設けられた環状部106ａの小径部106ａ3と中径部106ａ2との段差部からなる突き当て部114に対して軸方向（図４の上下方向）に突き当たる。

また、第一の出力ギア101のラチェット歯101ａの歯数と、第二の出力ギア102のラチェット歯102ａの歯数とが等しい場合がある。その場合、第一の出力ギア101と、第二の出力ギア102との位相タイミング次第では中間体104が第二の出力ギア102に噛み合う前に自重により中間体104が図９の下方に移動してしまう。これにより中間体104から第二の出力ギア102に駆動が伝達できない場合がある。

それを回避するために中間体104が重力で図９の下方に移動するよりも速い速度で中間体104を回転させる構成が考えられる。また、中間体104の回転速度に依存しない他の方法がある。第一の出力ギア101のラチェット歯101ａに噛み合って駆動を伝達する中間体104の第一のラチェット歯104ｃの歯数を４歯とする。そして、第二の出力ギア102のラチェット歯102ａに噛み合って駆動を伝達する中間体104の第二のラチェット歯104ｂの歯数を９歯とする。即ち、中間体104の第一のラチェット歯104ｃの歯数と、第二のラチェット歯104ｂの歯数とが非整数比となる関係に設定すれば良い。

また、第一の出力ギア101と、第二の出力ギア102との位相を検知できるようなセンサを備えた場合、第一の出力ギア101と、第二の出力ギア102との位相を検知した結果に基づいてモータ22を正逆回転するタイミングを変えても良い。

以上のように、中間体104はモータ22の正逆回転に応じて支持軸109の軸方向に移動し、第一の出力ギア101または第二の出力ギア102の何れかに噛み合って駆動を伝達することが出来る。これにより少ない部品点数で簡単な構成とすることが出来、第一の出力ギア101，第二の出力ギア102及び中間体104の各ラチェット歯101ａ，102ａ，104ｂ，104ｃが噛み合う際に発生する騒音を低減できる。

モータ22の回転駆動の一方向の駆動伝達に複数のラチェット歯を用いることで、高トルクの駆動伝達が可能となる。更に、中間体104の表裏面にラチェット歯を設けることで小型な部品で駆動切り替えが可能となり、コンパクトな駆動伝達装置100が実現できる。

尚、本実施形態の駆動伝達装置100は、一つのモータ22の正逆回転を切り替える。これにより定着装置604の被駆動部材となる加圧ローラ604ｂの回転駆動と、定着ローラ604ａを加圧ローラ604ｂに接離する接離動作との駆動伝達を選択的に切り替える場合の一例について説明した。他に画像形成装置600における多段のシート給送装置、或いは、ロータリー方式の現像装置等において、一つのモータの正逆回転により駆動伝達を切り換える種々の用途にも同様に適用できる。

［第１参考例］
次に、図10及び図11を用いて第１参考例の構成について説明する。尚、前記第１実施形態と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。図10は本参考例の駆動伝達装置の構成を示す側面説明図である。図11は本参考例の駆動伝達装置の構成を示す断面説明図である。

前記第１実施形態では、入力ギア106から中間体104へ回転駆動力を伝達する構成の一例として以下のように構成した。図３に示すように、入力ギア106に一体的に設けられた環状部106ａの中径部106ａ2の外周面に突設されたリブ106ｂと、図５に示すように、中間体104の内周面に設けられた溝部104ａ1とが嵌合して係合する。これにより入力ギア106から中間体104へ回転駆動力を伝達する構成とした。

本参考例では、図10に示すように、中間体104の外周面に平歯ギアで構成される入力ギア106と噛合する平歯ギア104ｄを備えて構成したものである。これにより入力ギア106からの回転駆動力を中間体104の平歯ギア104ｄにより受ける以外は、前記第１実施形態と略同様に伝達する構成にしている。

本参考例の第一の出力ギア101、第二の出力ギア102及び中間体104は、図11に示すように、直接、支持軸109に対して回転自在に軸支されている。入力ギア106は支持軸109とは異なる軸上に回転可能に設けられている。第一の出力ギア101及び中間体104は、支持軸109の大径部109ａに回転自在に軸支され、第二の出力ギア102は支持軸109の小径部109ｂに回転自在に軸支されている。

第二の出力ギア102の内周面の端部は支持軸109の大径部109ａと小径部109ｂとの間の段部からなる突き当て部115に当接され、一端が装置フレーム17に当接された付勢手段となるコイルバネ108により中間体104の方向に付勢されている。

本参考例では、入力ギア106を支持軸109とは異なる軸上に配置した。これにより支持軸109方向における第一の出力ギア101、第二の出力ギア102及び中間体104を含む駆動伝達装置100の全体の厚み（図11の上下方向の幅）を薄くすることができる。これにより装置内のスペースが狭い場所にも駆動伝達装置100を配置することができる。

尚、本参考例では、図10に示すように、中間体104の外周面に平歯ギア104ｄを設けた構成としたが、軸方向の力が発生するようなヘリカルギア（helical gear；はすば歯車）等を用いても良い。ヘリカルギアは前記第１実施形態の入力ギア106、第一の出力ギア101、第二の出力ギア102等で示されたように、回転軸方向に延長すると螺旋状に形成される傾斜歯車からなり軸方向力(スラスト力)が発生する。歯当たりが分散されるため平歯車よりも音が静かである。

中間体104の外周面にヘリカルギアを設けた場合には以下の構成とする。中間体104が第一の出力ギア101、第二の出力ギア102の各ラチェット面111，113に当接摺動して軸方向に移動しようとする方向と、ヘリカルギアのねじれ角によって生じる軸方向力の方向とを合わせる。他の構成は前記第１実施形態と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

［第２参考例］
次に、図12及び図13を用いて第２参考例の構成について説明する。尚、前記実施形態、或いは前記参考例と同様に構成したものは同一の符号、或いは符号が異なっても同一の部材名を付して説明を省略する。図12は本参考例の駆動伝達装置の構成を示す斜視説明図である。図13は本参考例の駆動伝達装置の構成を示す側面説明図である。尚、簡略化のために図13の歯面形状は省略する。

本参考例では、駆動源となるモータ22の正回転と逆回転とで最終出力部となる第三の出力ギア103が同方向に回転する。更に、第三の出力ギア103の回転数がモータ22の正回転と逆回転とで異なるように、モータ22の正逆回転で最終出力部となる第三の出力ギア103までの減速比を切り換える構成としたものである。

本参考例では、図12に示す第一の出力ギア101の歯数を４０歯、第三の出力ギア103の歯数を４０歯、第二の出力ギア102の歯数を２０歯、アイドラギア105の歯数を２０歯とする。そして、中間体104の回転数を正逆回転共に１０００ｒｐｍ（rotation per minute)とする。

図２の実線で示す矢印ｉ方向にモータ22が正回転し、モータ22の駆動軸に固定された駆動ギア16を介して入力ギア106が図12及び図13に実線で示す矢印ｄ方向に正回転する。更に、入力ギア106に噛合する平歯ギア104ｄを介して中間体104が図12及び図13に実線で示す矢印ｆ方向に正回転する。

モータ22が正回転する場合、中間体104のラチェット歯104ｃから第一の出力ギア101のラチェット歯101ａに回転駆動力が伝達される。そして、第一の出力ギア101に噛合された第三の出力ギア103が図12及び図13に実線で示す矢印ｇ方向に１０００ｒｐｍで回転される。

更に、第三の出力ギア103に噛合されたアイドラギア105を介して第二の出力ギア102にも回転駆動力が伝達される。

即ち、本参考例では、第一の出力ギア101から最終出力部となる第三の出力ギア103までの第一の駆動伝達経路は、第一の出力ギア101と第三の出力ギア103との噛合により構成される。また、第二の出力ギア102から最終出力部となる第三の出力ギア103までの第二の駆動伝達経路は、第二の出力ギア102と、アイドラギア105と、第三の出力ギア103との噛合により構成される。

モータ22が正回転する場合、第二の出力ギア102は、入力ギア106→中間体104→第一の出力ギア101→第三の出力ギア103→アイドラギア105→第二の出力ギア102の順に回転駆動力が伝達されて回転駆動される。このとき、中間体104は図13に示すように、支持軸109に沿って第一の出力ギア101側に寄っており、中間体104のラチェット歯104ｂと、第二の出力ギア102のラチェット歯102ａとは接触していない。

一方、図２の破線で示す矢印ｊ方向にモータ22が逆回転し、モータ22の駆動軸に固定された駆動ギア16を介して入力ギア106が図12及び図13に破線で示す矢印ｅ方向に逆回転する。更に、入力ギア106に噛合する平歯ギア104ｄを介して中間体104が図12及び図13に点線で示す矢印ｈ方向に逆回転する。

モータ22が逆回転する場合、中間体104のラチェット歯104ｂから第二の出力ギア102のラチェット歯102ａに回転駆動力が伝達される。そして、第二の出力ギア102に噛合されたアイドラギア105を介して第三の出力ギア103が図12及び図13に破線で示す矢印ｇ方向に５００ｒｐｍで回転される。

更に、第三の出力ギア103に噛合された第一の出力ギア101にも回転駆動力が伝達される。

モータ22が逆回転する場合、第一の出力ギア101は、入力ギア106→中間体104→第二の出力ギア102→アイドラギア105→第三の出力ギア103→第一の出力ギア101の順に回転駆動力が伝達されて回転駆動される。このとき、中間体104は支持軸109に沿って第二の出力ギア102側に寄っており、中間体104のラチェット歯104ｃと、第一の出力ギア101のラチェット歯101ａとは接触していない。

本参考例では、中間体104を図12及び図13に実線で示す矢印ｆ方向に正回転で１０００ｒｐｍで回転駆動した際は、第三の出力ギア103は図12及び図13に実線で示す矢印ｇ方向に１０００ｒｐｍで回転する。

一方、中間体104を図12及び図13に点線で示す矢印ｈ方向に逆回転で１０００ｒｐｍで回転駆動した際は、第三の出力ギア103は図12及び図13に破線で示す矢印ｇ方向に５００ｒｐｍで回転する。これは、第一の出力ギア101の歯数を４０歯とし、第二の出力ギア102の歯数及びアイドラギア105の歯数を２０歯としたことに基づく。

これにより簡単な構成によりモータ22の正逆回転で減速比を切り換え可能な駆動伝達装置100として構成できる。他の構成は前記実施形態、或いは、前記参考例と同様に構成され、同様の効果を得ることが出来る。

尚、前記実施形態、或いは、前記参考例では、駆動伝達装置100を画像形成装置600の各種の駆動伝達部に適用した一例について説明したが、画像形成装置600以外の各種装置の駆動伝達部に駆動伝達装置100を適用することも出来る。

22 …モータ(駆動源)
100 …駆動伝達装置
101 …第一の出力ギア
102 …第二の出力ギア
104 …中間体
109 …支持軸

Claims (14)

1. 駆動源からの回転駆動が伝達される入力ギアと、
   前記入力ギアに設けられ、外周面にリブが設けられた回転軸と、
   前記回転軸周りを回転可能な第一の出力ギアと第二の出力ギアと、
   前記回転軸方向に関して前記第一の出力ギアと前記第一の出力ギアとは外径が異なる前記第二の出力ギアとの間に配置され、内周面に前記リブと係合可能な溝部が設けられた中間体と、
   を有し、
   前記中間体は、前記回転軸が回転すると、前記リブが前記溝部の壁面に係止されて前記回転軸から駆動が伝達され、
   前記中間体は、前記駆動源が第１方向に回転した際に第１の回転軸方向に移動して前記第一の出力ギアに噛み合って回転し、前記駆動源が前記第１方向と逆の第２方向に回転した際に前記第１の回転軸方向と逆の第２の回転軸方向に移動して前記第二の出力ギアに噛み合って回転することを特徴とする駆動伝達装置。
2. 駆動源からの回転駆動が伝達される入力ギアと、
   前記入力ギアに設けられ、外周面にリブが設けられた回転軸と、
   前記回転軸周りを回転可能な第一の出力ギアと第二の出力ギアと、
   前記回転軸方向に関して前記第一の出力ギアと前記第一の出力ギアとは外径が異なる前記第二の出力ギアとの間に配置され、内周面に前記リブと係合可能な溝部が設けられた中間体と、
   を有し、
   前記中間体は、前記回転軸が回転すると、前記リブが前記溝部の壁面に係止されて前記回転軸から駆動が伝達され、
   前記中間体は、前記駆動源が第１方向に回転した際に前記回転軸方向において前記第一の出力ギア側に移動して前記第一の出力ギアに噛み合って回転し、前記駆動源が前記第１方向と逆の第２方向に回転した際に前記回転軸方向において前記第二の出力ギア側に移動して前記第二の出力ギアに噛み合って回転することを特徴とする駆動伝達装置。
3. 前記中間体は、前記回転軸と一体的に回転する１つの中間体であることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の駆動伝達装置。
4. 前記中間体は、前記リブが前記溝部に嵌入された状態で前記回転軸方向に移動可能に構成されることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
5. 前記中間体と前記第一の出力ギアとの駆動伝達時の噛み合い量の前記回転軸方向における長さをＡとし、
   前記第一の出力ギアに駆動を伝達している状態における前記中間体と、前記第二の出力ギアとの隙間の前記回転軸方向における長さをｂとし、
   前記中間体と前記第二の出力ギアとの駆動伝達時の噛み合い量の前記回転軸方向における長さをＢとし、
   前記第二の出力ギアに駆動を伝達している状態における前記中間体と、前記第一の出力ギアとの隙間の前記回転軸方向における長さをａとした場合、
   Ａ＞ｂ かつ Ｂ＞ａ
   の関係式が満たされることを特徴とする請求項２に記載の駆動伝達装置。
6. 前記中間体は、
   前記第一の出力ギアに駆動を伝達する第一のラチェット面と、前記中間体を前記第二の出力ギア側に移動させる第二のラチェット面とを備えた第一のラチェット歯と、
   前記第二の出力ギアに駆動を伝達する第三のラチェット面と、前記中間体を前記第一の出力ギア側に移動させる第四のラチェット面とを備えた第二のラチェット歯と、
   を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
7. 前記第一のラチェット面と、前記第三のラチェット面とは、駆動伝達時に引き込み力が生じるように前記中間体の軸方向に対して所定の傾斜角度を有することを特徴とする請求項６に記載の駆動伝達装置。
8. 前記中間体と、前記第一の出力ギアとの駆動伝達時の噛み合い量をＡとし、
   前記第一の出力ギアに駆動を伝達している状態における前記中間体と、前記第二の出力ギアとの隙間をｂとし、
   前記中間体と、前記第二の出力ギアとの駆動伝達時の噛み合い量をＢとし、
   前記第二の出力ギアに駆動を伝達している状態における前記中間体と、前記第一の出力ギアとの隙間をａとした場合、
   Ａ＞ｂ かつ Ｂ＞ａ
   の関係式が満たされることを特徴とする請求項１、２、６のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
9. 前記中間体の前記第一の出力ギアに駆動を伝達する前記第一のラチェット歯の歯数と、前記中間体の前記第二の出力ギアに駆動を伝達する前記第二のラチェット歯の歯数とが非整数比で構成されることを特徴とする請求項６または請求項７に記載の駆動伝達装置。
10. 前記入力ギアと、前記第一の出力ギアと、前記中間体と、前記第二の出力ギアとを同軸上に配置したことを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
11. 前記第二の出力ギアは、前記回転軸方向に関して所定の位置に向かって付勢されており、前記第二の出力ギアは、前記付勢力に抗して前記所定の位置から前記第２の回転軸方向に移動可能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。
12. 前記第一の出力ギアの回転により回転可能で、且つ、前記第二の出力ギアの回転により回転可能な被駆動部材を備え、
    前記被駆動部材は、前記第一の出力ギアの回転により回転した時と前記第二の出力ギアの回転により回転した時とで同方向に回転し、前記第一の出力ギアの回転により回転した時と前記第二の出力ギアの回転により回転した時とで前記被駆動部材の回転数が異なることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか１項に記載の駆動伝達装置と、
    シートに画像を形成する画像形成部と、
    を有することを特徴とする画像形成装置。
14. 第１回転体と第２回転体とを含み、前記第１回転体と前記第２回転体とで前記シートを加熱及び加圧するニップを形成し、シートにトナー画像を定着させる定着手段を有し、
    前記第一の出力ギアの回転により、前記第２回転体が回転し、前記第二の出力ギアの回転により、前記第１回転体と前記第２回転体との接触圧が変化することを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。

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