JP6991844B2 - 一方向クラッチユニットおよび画像加熱装置 - Google Patents

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一方向クラッチユニット及びこれ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画像加熱装置である定着装置は、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たりす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路にワンウェイユニット（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。

特許文献２には、比較的少ない部品点数かつ簡単な構成のワンウェイユニットが提案されている。具体的には、このワンウェイユニットは、入力ギア、出力ギアを有し、出力ギアの内歯車と入力ギアの間の空間に遊星ギアを配置している。

入力ギアに正回転の駆動力が入力されると、遊星ギアが、入力ギアに対する出力ギアの回転により出力ギアに設けられた内歯車の歯によって移動させられる。これにより、入力ギアに設けられたエッジ部と出力ギアに設けられた内歯車で形成される隙間に遊星ギアの歯が楔状に食い込む。これにより、入力ギアと出力ギアが一体的に接続され、入力ギアに入力された駆動が出力ギアへ伝達される。

入力ギアに逆回転の駆動力が入力されると、遊星ギアが、入力ギアに対する出力ギアの回転により出力ギアに設けられた内歯車の歯によって正回転時とは逆の方向に移動させられる。そして、入力ギアに設けられた円筒状の受け部にて遊星ギアの歯先を摺動させつつ、出力ギアに設けられた内歯車と噛み合い、空回転するため出力ギアへ駆動力は伝達されない。

特開平６－１１８７８４号公報 登録実用新案第２５２５０１０号公報

しかしながら、特許文献２のワンウェイユニットは入力ギアと出力ギアの内部に遊星ギアを配置する構成上、組立性の低下や遊星ギアの欠品等の考慮が必要となる。

そこで本発明は、比較的少ない部品点数かつ簡易な構成で、正逆転により選択的に駆動を切り替えられる一方向クラッチユニットを提供することを目的とする。また、これを用いた画像加熱装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために本発明に係る一方向クラッチユニットの代表的な構成は、
正逆回転可能な駆動源により、第１の方向と前記第１の方向とは逆方向である第２の方向とに回転可能な入力回転体と、
前記入力回転体の前記第１の方向と前記第２の方向の回転にそれぞれ駆動連結する駆動連結部材と、
前記駆動連結部材が前記第１の方向に回転するときは駆動伝達し、前記第２の方向に回転するときは駆動伝達が解除される出力回転体と、
前記入力回転体と前記駆動連結部材と前記出力回転体とに挿通される共通の軸と、を有し、
前記入力回転体と前記駆動連結部材はそれぞれ駆動伝達する第一係合部を備え、
前記駆動連結部材と前記出力回転体はそれぞれ駆動伝達する第二係合部を備え、
前記駆動連結部材には前記出力回転体の内周面に当接し、前記出力回転体の径方向に付勢する少なくとも２つ以上の付勢形状部が形成されており、
前記第一係合部及び前記第二係合部はそれぞれ３つ以上の係合部を有する
ことを特徴とする。

本発明によれば、比較的少ない部品点数かつ簡易な構成で、正逆転により選択的に駆動を切り替えられる。

実施例に係る一方向クラッチユニットの分解斜視図である。 画像形成装置の一例の構成模式図である。 搭載している定着装置の要部の横断面模式図である。 同定着装置の要部の斜視図である。 加圧機構と加圧解除機構の動作を説明する模式図である。 駆動伝達機構の駆動列の模式図である。 （ａ）はモータ正回転時の定着装置の姿勢と動作を示す模式図、（ｂ）はモータ逆回転時の定着装置の姿勢と動作を示す模式図である。 （ａ）は駆動伝達カムを入力ギア側から見た斜視図、（ｂ）は駆動伝達カムを出力ギア側から見た斜視図である。 駆動伝達カムと回転軸の嵌合部を示す図である。 （ａ）は駆動が非連結から連結となる過程を示す断面図、（ｂ）は駆動連結が完了した際の断面図である。 （ａ）は駆動が連結から非連結となる過程を示す断面図、（ｂ）は駆動非連結が完了した際の断面図である。

《実施例》
＜画像形成部＞
図２は本実施例における画像形成装置３０の概略構成を示す模式図であり、中間転写方式－タンデム型のフルカラー電子写真プリンタである。この画像形成装置３０はプリントサーバ等の外部装置（不図示）から制御部（不図示）に入力する電気的な画像情報に基づいて装置本体３１内の画像形成部３２が作像動作してシート状の記録材Ｐにフルカラー又はモノカラーのトナー画像を形成することができる。

記録材（以下、用紙と記す）Ｐにトナー画像を形成する画像形成部３２は、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の色トナー像を形成する４つの作像ユニット３３（Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋ）を有する。

各作像ユニット３３は、それぞれ、矢印の時計方向に所定の周速度にて回転駆動される感光体ドラム（以下、ドラムと記す）３４を有する。また、各作像ユニット３３はこのドラム３４に作用する、帯電器３５、レーザースキャナ３６、現像器３７、１次転写ローラ３８、ドラムクリーナー３９等の所定の電子写真プロセス機器を有する。なお、図の煩雑を避けるために、作像ユニット３３Ｙ以外の他の作像ユニット３３Ｍ・３３Ｃ・３３Ｋにおけるこれらの機器に対する符号の記入は省略した。

更に、画像形成部３２は、１次転写ローラ３８により各ドラム３４から転写したトナー像を担持して搬送する中間転写ベルト（以下、ＩＴＢと記す）４０を備えたベルトユニット４１と、ＩＴＢ４０から用紙Ｐにトナー像を転写する２次転写ローラ４２を有する。ＩＴＢ４０は矢印の反時計方向に所定の周速度にて回転駆動される。

以上の構成の画像形成部３２の電子写真プロセスや画像形成動作は周知であるので詳細な説明は割愛する。用紙Ｐは給送ローラ４３の駆動によりカセット４４から所定の制御タイミングにて１枚分離給送される。そして、用紙Ｐは縦搬送パス４５により上方へ搬送され、所定の制御タイミングにてＩＴＢ４０と２次転写ローラ４２とで形成される２次転写ニップ部Ｔａに導入される。用紙Ｐは２次転写ニップ部Ｔａを挟持搬送される過程でＩＴＢ４０側からトナー像の２次転写を受ける。

２次転写ニップ部Ｔａを出た用紙ＰはＩＴＢ４０から分離されて定着装置（定着部）Ｆに導入され、用紙Ｐ上のトナー像が固着像として熱圧定着される。定着装置Ｆを出た用紙Ｐは画像形成物として排出トレー４６上に送り出される。

＜定着装置＞
図３は定着装置Ｆの要部の横断面模式図、図４は同じく要部の斜視図、図５は加圧機構と加圧解除機構の動作を説明する模式図である。

この定着装置Ｆは、基本的には、特開平４－４４０７５～４４０８３号公報等に開示されるフィルム（ベルト）加熱方式、加圧回転体駆動方式（テンションレスタイプ）の画像加熱装置である。定着装置Ｆは、大別して、加熱回転体（加熱部材）としての筒状のフィルム１を備えた加熱ユニット６、加圧回転体（加圧部材）としての加圧ローラ７、これらを組み付けた装置フレーム８、を有する。

加熱ユニット６は、フィルム１、フィルム１を加熱する加熱体としてのヒータ２、フィルムガイド部材３、補強ステー４、一端側（奥側：駆動側）と他端側（手前側：非駆動側）のフランジ部材５Ｌ・５Ｒなどによるアセンブリである。一対の回転体としてのフィルム１と加圧ローラ７の協働によりニップ部（定着ニップ部）Ｎが形成される。ニップ部Ｎは画像形成部３２側から導入される未定着トナー像ｔａを担持している用紙Ｐを挟持搬送してトナー像ｔａを熱と圧力で固着像として定着する部分である。フィルム１はニップ部Ｎにおいてトナー像ｔａを担持する用紙Ｐと接触しつつ回転する。

（フィルム）
フィルム１は、例えば、筒状（エンドレスベルト状、スリーブ状）の耐熱性樹脂フィルムや金属からなる基層を主体とし、その外周面に弾性層、更には離型層を設けた、全体的に可撓性を有する肉薄の伝熱部材である。フィルム１は自由状態においては自身の弾性によりほぼ円筒形状を呈する。

（ヒータ）
本実施例において、熱源としてのヒータ２には、通電により急峻に昇温する所定熱容量で細長で薄い板状のセラミックヒータ（板状発熱体）を用いている。このヒータ２は、アルミナや窒化アルミ等の良熱伝性・電気絶縁性のセラミックからなる細長で薄い板状のヒータ基板と、この基板面に長手に沿って具備させたＡｇＰｄ合金、ＮｉＳｎ合金、ＲｕＯ₂等を主成分とする抵抗発熱体層と、を基本構成としている。

（フィルムガイド部材）
フィルムガイド部材（以下、ガイドと記す）３はヒータ２を保持するとともにフィルム１の回転をガイドする役割を果たす、フィルム１の長手方向（幅方向）に沿って長い耐熱性・剛性を有する部材である。本実施例においては、断面略半円弧状樋型の液晶ポリマー樹脂成形品である。ヒータ２はこのガイド３の外面のガイド長手に沿って形成された細長溝部（座面）に嵌め込まれて保持されている。

（補強ステー）
補強ステー（以下、ステーと記す）４はガイド３を補強する、フィルム１の長手方向に沿って長い剛性部材であり、高い圧力を掛けられても撓みにくい材質であることが望ましい。本実施例においては横断面コの字型のＳＵＳ３０４の型材を用いている。ステー４はガイド３の内側（ヒータ２側とは反対側）に配設されてガイド３を支持する。

（フランジ部材）
フィルム１は、上記のヒータ２、ガイド３、ステー４の組立体に対してルーズに外嵌（外挿）されている。ガイド３とステー４の一端側と他端側の端部はそれぞれフィルム１の一端側と他端側の開口部から外側に所定に突出している。その両突出部に対してそれぞれ一端側と他端側のフランジ部材５Ｌ・５Ｒが嵌着されている。

フランジ部材５Ｌ・５Ｒは加熱ユニット６におけるフィルム１の長手方向移動および周方向の形状を規制する規制部材である。フィルム１は一端側と他端側のフランジ部材５Ｌ・５Ｒの対向するフランジ部５ａ・５ａ間に位置している。また、フランジ部材５Ｌ・５Ｒはそれぞれ被押圧部（加圧受部）５ｂを有する。

（加圧ローラ）
加圧ローラ７は、芯金７ａに、ゴム弾性層７ｂを形成し、その上にＰＦＡ樹脂等のチューブ７ｃを被覆してなる。加圧ローラ７は、装置フレーム８の一端側と他端側の側板８Ｌ・８Ｒ間において、芯金７ａの一端側と他端側がそれぞれ軸受１０を介して回転可能に支持されている。

加熱ユニット６は、側板８Ｌ・８Ｒ間において、加圧ローラ８に対してヒータ２の側を対向させて、加圧ローラ７に実質平行に配列されている。加熱ユニット６における一端側と他端側のフランジ部材５Ｌ・５Ｒはそれぞれの被押圧部５ｂが一端側と他端側の側板８Ｌ・８Ｒに対称に形成されたガイドスリット１１（図５）に対して加圧ローラ７の方向へスライド移動可能に係合されている。

一端側と他端側のフランジ部材５Ｌ・５Ｒは、それぞれ、被押圧部５ｂにおいて後述する一端側と他端側の加圧機構１２Ｌ・１２Ｒにより加圧ローラ７に向かう方向へ所定の加圧力を受ける。その加圧力により、加熱ユニット６のフランジ部材５Ｌ・５Ｒ、ステー４、ガイド３、ヒータ２の全体が加圧ローラ７の方向に加圧される。そのため、ガイド３とヒータ２はフィルム１を介して加圧ローラ７に対して弾性層７ｂの弾性に抗して所定の加圧力で押圧されて、フィルム１と加圧ローラ７との間に用紙搬送方向ａに関して所定幅のニップ部Ｎが形成される。

本実施例においては、ヒータ２がフィルム１の内面に摺接するように配置され、加圧ローラ７とフィルム１を挟んでニップ部Ｎを形成する摺動部材（ニップ形成部材）として機能している。もしくは、ヒータ２と、ヒータ２を保持しているガイド３の少なくとも一部とがフィルム１の内面に摺接するように配置され、加圧ローラ７とフィルム１を挟んでニップ部Ｎを形成する摺動部材として機能している。

（定着動作）
加圧ローラ７の芯金７ａにはコントローラ（制御装置：制御部）ＣＯで制御される正逆回転可能な駆動源であるモータ（定着モータ）Ｍの正方向（第１の方向）の回転駆動力が後述する駆動伝達機構部２５を介して入力する。これにより、加圧ローラ７が駆動回転体として図３において矢印Ｒ７の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。加圧ローラ７が回転駆動されることで、ニップ部Ｎにおいてフィルム１に加圧ローラ７との摩擦力で回転トルクが作用する。これにより、フィルム１は加圧ローラ７の回転に従動して回転する。

そして、フィルム１は内面がニップ部Ｎにおいてヒータ２に密着して摺動（摺接）しながらヒータ２・ガイド３・ステー４の外回りを図３において矢印Ｒ１の時計方向に回転する。フィルム１の回転速度（周速度）は加圧ローラ７の回転速度（周速度）とほぼ対応している。フィルム内面にはグリスが塗布され、ヒータ２及びガイド３とフィルム１の内面との摺動性を確保している。

また、コントローラＣＯは給電部（不図示）からヒータ２に対する通電を開始する。この通電によりヒータ２が急速に昇温し、ヒータ２の温度がヒータ２に接触に配置された温度検知手段としてのサーミスタ（不図示）で検知される。コントローラＣＯは、サーミスタの出力をもとに、ヒータ２の温調制御内容を決定し、ヒータ２への通電を制御する。即ち、コントローラＣＯはサーミスタで検知されるヒータ温度に基づいてヒータ温度が所定の目標設定温度（定着可能温度）に昇温して温調されるようにヒータ２への供給電力を制御する。

上記の定着装置状態において、画像形成部３２から未定着トナー像ｔａが形成された用紙Ｐが定着装置Ｆに導入され、ニップ部Ｎで挟持搬送される。用紙Ｐはニップ部Ｎを挟持搬送される過程でヒータ２の熱がフィルム１を介して付与される。これにより、未定着トナー像ｔが用紙Ｐ上に加熱・加圧されて溶融定着される。

（加圧機構）
装置フレーム８の一端側と他端側の側板８Ｌ・８Ｒの外側にはそれぞれ一端側と他端側の加圧機構１２Ｌ・１２Ｒが配設されている。この両加圧機構１２Ｌ・１２Ｒは対称構成の同一構造であるから、図５に示した一端側の加圧機構１２Ｌを代表して説明する。

加圧機構１２Ｌは加圧アーム（以下、アームと記す）１３と加圧ばね（以下、ばねと記す）１４を有する。アーム１３は基部側が側板８Ｌに対して軸部１５を中心に揺動可能に取り付けられている。アーム１３は軸部１５からフランジ部材５Ｌの被押圧部５ｂの位置を経由して軸部１５側とは反対側に延びている。ばね１４はアーム１３をフランジ部材５Ｌの被押圧部５ｂに当接させて加圧する方向に軸部１５を中心に回動付勢する弾性部材である。

本実施例においては、被押圧部５ｂを中にして軸部１５側とは反対側のアーム部分に透穴（不図示）を設けてある。そして、この透穴に長い加圧調整ネジ（以下、ネジと記す）１６を差し込み、ネジ先端部を側板８Ｌ側のネジ穴１７に螺合させてある。このネジ１６の頭部（座面）１６ａとアーム１３との間のネジ部にコイル状のばね１４を外嵌させて縮設させてある。従って、アーム１３は自由状態においてはばね１４の圧縮反力によりフランジ部材５Ｌの被押圧部５ｂに当接して加圧力を与える。

ネジ１６を締めることによりネジ１６の頭部１６ａがばね１４のばね長を縮め、アーム１３に付加されるばね荷重を大きくすることができる。アーム１３は側板８Ｌに対して回動自在に支持されているのでばね１４の圧縮反力によって軸部１５まわりに回動モーメントが発生して、フランジ部材５Ｌが加圧ローラ７の方向へ所定の加圧力で押される。

以上、一端側の加圧機構１２Ｌを説明したが、他端側の加圧機構１２Ｒもこの一端側の加圧機構１２Ｌと同様の機構構成である。

（加圧解除機構）
一端側と他端側の加圧機構１２Ｌ・１２Ｒによる加圧力の解除は加圧解除機構（移動機構）１８によりなされる。本実施例において、加圧解除機構１８は、一端側と他端側の加圧機構１２Ｌ・１２Ｒのそれぞれのアーム１３を揺動させるための一端側と他端側の圧解除カム１９を有する。

この２つの圧解除カム１９は所定の偏心量を持った同一形状であり、側板８Ｌ・８Ｒ間に回転可能に軸受け支持されて配設されたカム軸２０の一端部と他端部とに同位相で固定されており、カム軸２０と一体に回転する。一端側と他端側の圧解除カム１９は、それぞれ、一端側と他端側の加圧機構１２Ｌ・１２Ｒのアーム１３の先端部側に対応位置している。

カム軸２０にはコントローラＣＯで制御されるモータＭの逆方向（第２の方向）の回転駆動力が後述する駆動伝達機構部２５を介して入力する。そして、この駆動伝達により圧解除カム１９が図５の（ａ）の回転角姿勢と（ｂ）の回転角姿勢とに所定の制御タイミングにて１８０°間欠回転制御される。

図５の（ａ）は加圧機構１２Ｌの加圧状態時である。加圧機構１２Ｒも同様の機構状態となる。加圧状態時においては、加圧解除機構１８の一端側と他端側の圧解除カム１９が、それぞれ、一端側と他端側の加圧機構１２Ｌ・１２Ｒのアーム１３に対して最小隆起部１９ａが対向した、アーム１３に非接触の回転角姿勢とされる。

そのため、アーム１３は自由状態にあり、一端側と他端側のフランジ部材５Ｌ・５Ｒがそれぞれ一端側と他端側の加圧機構１２Ｌ・１２Ｒのばね１４とアーム１３により加圧される。これにより、加熱ユニット６のフィルム１と加圧ローラ７とが圧接して両者間に所定幅のニップ部Ｎが形成されている状態（第１の位置）に保持される。

図５の（ｂ）は加圧機構１２Ｌの加圧解除状態時である。加圧機構１２Ｒも同様の機構状態となる。加圧解除状態時においては、加圧解除機構１８の一端側と他端側の圧解除カム１９が、それぞれ、一端側と他端側の加圧機構１２Ｌ・１２Ｒのアーム１３に対して最大隆起部１９ｂが対向した回転角姿勢とされる。

そうすると、一端側と他端側のアーム１３がそれぞれ圧解除カム１９により一端側と他端側のフランジ部材５Ｌ・５Ｒの被押圧部５ｂから離間する方向にばね１４のばね力に抗して押し移動される。これにより、フィルム１と加圧ローラ７との加圧が解除される（第２の位置）。

なお、本実施例においては、フィルム１と加圧ローラ７を離間するまで加圧解除している（図５の（ｂ））。しかし、ジャムした用紙の除去操作性を上げる、フィルム１や加圧ローラ７に圧接痕の回避等の目的を達成できるのであれば、フィルム１と加圧ローラ７を離間せず、加圧力を低減するのみでも構わない。本実施例の構成であれば、加圧解除により総加圧力を２０Ｎ程度まで低減すれば、上記目的を達成できる。

従って、本実施例において加圧解除（第２の位置）には、フィルム１と加圧ローラ７を離間するまで加圧解除する形態と、離間させずに加圧力を所定に低減する形態と、の２つの形態が包含される。加圧力を所定に低減する形態においては、加圧解除機構（移動機構）１８は加圧機構１２Ｌ・１２Ｒを次のように移動させる。即ち、フィルム１と加圧ローラ７によりニップ部Ｎが形成される第１の位置と、加圧機構が第１の位置に位置する場合よりも加圧機構によりフィルムと加圧ローラの間にかかる力が小さい第２の位置と、を加圧機構が取り得る。

（駆動伝達機構）
図６の（ａ）と（ｂ）は本実施例における駆動伝達機構２５の駆動伝達経路の模式図である。（ａ）に示すように、コントローラ（制御装置）ＣＯは、画像形成時には、モータＭを正回転するように制御する。一方、ジャム検知センサ（不図示）が用紙ジャムを検知した場合には、（ｂ）に示すように、コントローラＣＯは、モータＭを逆回転するように制御する。モータＭが逆回転すると、圧解除カム１９が回転し、圧解除フラグ２１（図４）の回動を離間センサ２２が検知することで離間動作が完了する。

（ａ）に示すように、モータＭを正回転することで、回転駆動力は駆動伝達機構２５の駆動列を介して、加圧ローラ７に伝達される。（ｂ）に示すように、モータＭを逆回転させることで、フィルム１と加圧ローラ７を離間する。なお、各要素の回転方向に関わらず、モータＭが正方向（第１の方向）に回転（正回転）する際の各要素の回転方向を正方向と呼び、モータＭが逆方向（第１の方向とは逆方向である第２の方向）に回転（逆回転）する際の各要素の回転方向を逆方向と呼ぶ。

駆動伝達機構２５の駆動列は、駆動を伝達する複数の伝達ギアＧ（図４：減速ギア）に加えて、一方向クラッチユニット１００を２つ有している。即ち、加圧ローラ７を駆動させる際に駆動連結する正転時一方向クラッチユニット１００ａと、圧解除カム１９を駆動させる際に駆動連結する逆転時一方向クラッチユニット１００ｂとがある。

（１）正回転時
図７の（ａ）はモータＭを正回転した際の定着装置Ｆの姿勢と動作を示す模式図である。モータＭが正回転した場合、駆動力は伝達ギアＧと正転時一方向クラッチユニット１００ａを介して加圧ローラ７を回転駆動させる。モータＭが正回転した場合、駆動力は逆転時一方向クラッチユニット１００ｂで遮断され、同軸上に配置された圧解除カム１９は非回転となる。そのため、圧解除カム１９の最大隆起部１９ｂがカム軸２０の回転中心に対して変位せず、フィルム１と加圧ローラ７はばね１４によって加圧された、当接状態を維持する。

（２）逆回転時
図７の（ｂ）はモータＭを逆回転した際の定着装置Ｆの姿勢と動作を示す模式図である。モータＭが逆回転した場合、駆動力は正転時一方向クラッチユニット１００ａによって遮断され、駆動力は加圧ローラ７に伝達せず、加圧ローラ７は回転停止した状態となる。モータＭが逆回転した場合、駆動力は逆転時一方向クラッチユニット１００ｂによって、圧解除カム１９に伝達される。これにより、圧解除カム１９が回転し、最大隆起部１９ｂがカム軸２０の回転中心に対して変位し、フィルム１を支持するアーム１３をばね１４の付勢力に抗して回動し、フィルム１と加圧ローラ７は離間状態となる。

（３）離間センサ
次に離間の検知についての説明を行う。図３に記載の離間センサ２２が圧解除カム１９の動作に連動して動く圧解除フラグ２１の位置を検知することで、加圧ユニット６のフィルム１と加圧ローラ７の当接状態、離間状態を検知する。離間センサ２２がフィルム１と加圧ローラ７が離間したことを検知すると、コントローラＣＯはモータＭの回転を停止する。

なお、ジャム処理を完了し、ジャムセンサ（不図示）により定着装置Ｆのニップ部内にジャム紙が検知されなくなった場合には、コントローラＣＯはモータＭを離間センサ２２が当接状態を検知するまで逆回転する。圧解除カム１９が逆方向にさらに回転することで、最大隆起部１９ｂが変位し、アーム１３はばね１４により押圧されて加圧位置へ戻る。

このように、モータＭの正逆回転を制御することで、１つのモータＭで画像形成時に加圧ローラ７を回転させると共に、ジャム検知時に圧解除カム１９に逆方向の駆動力を伝達してフィルム１と加圧ローラ７を離間させことができる。このため、ジャム処理時の作業性を改善することができる。

（４）一方向クラッチユニット
図１の（ａ）は一方向クラッチユニット１００（ａ、ｂ）の分解斜視図である。同図の（ｂ）は一方向クラッチユニット１００を（ａ）とは逆の方向から見た分解斜視図である。一方向クラッチユニット１００は、入力ギア（入力回転体）１０１、駆動伝達カム（駆動連結部材）１０２、出力ギア（出力回転体）１０３、これらに挿通される共通の回転軸（軸）ＳＨを有している。入力ギア１０１と出力ギア１０３は回転軸ＳＨに嵌合にて挿通されており、駆動伝達カム１０２は同回転軸ＳＨにクリアランスをもって挿通されている。

入力ギア１０１は、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１０１ａが形成されている。入力ギア１０１の環状リブに囲まれた空間ＳＰには、３つの係合リブ（係合部）１０１ｂが設けられており、後述する駆動伝達カム１０２の入力側正転時係合部１０２ａ（図８の（ａ））との係合面となる。即ち、入力ギア１０１と駆動伝達カム１０２はそれぞれ駆動伝達する第一係合部としての３つの係合部１０１ｂ、１０２ａを備える。

入力ギア１０１には、駆動伝達カム１０２や出力ギア１０３と共通の回転軸ＳＨが挿入される穴１０１ｃが開いている。この穴１０１ｃを構成する部分と、３つの係合リブ１０１ｂ（及びその係合面）は、樹脂で一体成型されている。

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１０３ａが形成されている。

また、出力ギア１０３の環状リブの内周には後述する駆動伝達カム１０２の出力側正転時係合部１０２ｄと係合するカム面（係合部）１０３ｃが設けられている。即ち、駆動伝達カム１０２と出力ギア１０３はそれぞれ駆動伝達する係合部１０２ｄ、１０３ｃを備える。

出力ギア１０３には、駆動伝達カム１０２や入力ギア１０１と共通の回転軸ＳＨが挿入される穴１０３ｄが開いている。この穴１０３ｄを構成する部分と、カム面１０３ｃは、樹脂で一体成型されている。

図８の（ａ）は駆動伝達カム１０２を入力ギア１０１側から見た斜視図、（ｂ）は駆動伝達カム１０２を出力ギア１０３側から見た斜視図である。

駆動伝達カム１０２には、入力ギア１０１や出力ギア１０３と共通の回転軸ＳＨが挿入される穴１０２ｇが開いている。また、駆動伝達カム１０２の入力ギア１０１に対向する面には、正転時に係合する３つの入力側正転時係合部１０２ａと、この係合部へとなだらかにつながる入力側傾斜面１０２ｂ、逆転時に係合する入力側逆転時係合部１０２ｃが設けられている。

ここで、３つの（係合リブ１０２ａの）係合面のそれぞれについて、係合面の中心点を、その面の代表点とする。回転軸方向からの投影面でみたときに、３つの点は一直線状に存在しない。即ち、３つの係合面は、回転軸周りの位相が互いに異なるように設ける。より好ましくは、回転軸周りに１２０°ずつ異なるようにすると良い。

また、駆動伝達カム１０２の出力ギア１０３に対向する面には、正転時に係合する出力側正転時係合部１０２ｄと、逆転時に駆動伝達カム１０２を入力ギア１０１方向に移動させる出力側傾斜面１０２ｅが設けられている。また駆動伝達カム１０２の外周には回転方向に対して等間隔に設けられた少なくとも２つ以上の付勢形状部１０２ｆが配置されており、出力ギア１０３の環状リブ内周面１０３ｂに当接する。

モータＭの回転方向に応じて（即ち入力ギア１０１の回転方向に応じて）入力ギア１０１の駆動を出力ギア１０３に使えるか否かを切り替える部分は、１つの部材として樹脂で一体成型されている。画像形成装置で用いられる駆動伝達カムは大きくともその外径が１５ｃｍ以下のものが多く、本実施例では、一例として１６ｍｍである。

図９に示すように、駆動連結時の駆動伝達カム１０２の入力側正転時係合部１０２ａが各係合部の位相公差によるバラつきがあっても３点以上で係合することが好ましい。本実施例では駆動が伝達されるように係合しているとき、３か所で、面と面で接触する。面と面とは、係合リブ１０１ｂの係合面と係合面１０２ａの面である。３か所とは係合リブ１０１ｂが３つ、駆動伝達カム１０２の係合部１０２ａが３つあることである。

その理由として、係合点が２点以下となってしまった場合、その係合点を中心に駆動伝達カム１０２に振れが発生してしまい、異音等の原因となるためである。

異音の発生を防ぐために、駆動伝達カム１０２において回転軸ＳＨが挿通される穴１０２ｇの内周面に回転軸ＳＨにぶつからないように、穴１０２ｇの内周面を回転軸ＳＨに対して逃がしたい。そこで、具体的には、回転軸ＳＨが挿通される穴１０２ｇの内径Ｄ１は、回転軸ＳＨの外径Ｄ２に対して、０．１ｍｍ以上大きくする。これにより、回転軸ＳＨの外周面と穴１０２ｇの内周面の間に０．１ｍｍ以上のクリアランスを設ける。

ここで、穴１０２ｇの内周面の円状の縁がなす仮想面に対する垂線を仮想的な基準線とする。回転軸ＳＨの外周面と穴１０２ｇの内周面の間に、上述のクリアランスを設けることにより、次の場合にも、穴１０２ｇを構成する内周面と回転軸ＳＨがぶつからないようにできる。すなわち、基準線方向の内周面の長さ（厚み）が３．０ｍｍ以下の駆動伝達カム１０２において、仮に基準線に対し回転軸ＳＨが１．５°傾いた場合にも、穴１０２ｇを構成する内周面と回転軸ＳＨがぶつからないようにできる。

回転軸ＳＨは、基準線と直交する断面において回転軸ＳＨの中心が穴１０２ｇの実質中心に位置するように組み付けられ、回転軸ＳＨの軸線方向が基準線方向と実質平行になるように組み付けられる。上述したクリアランスを設けることによって、組付の公差も含めて、駆動伝達時に駆動伝達カム１０２に振れが発生しても、回転軸ＳＨと穴１０２ｇの内周面とがぶつからないようにできる。

たとえば、本実施例の駆動伝達カム１０２の基準線方向の内周面を長さ（厚み）は、一例として１．５ｍｍである。

また、基準線方向の内周面を長さ（厚み）に依らず、クリアランスｔは、基準線に対する回転軸ＳＨの傾きが０°以上３°未満の範囲で軸ＳＨが駆動伝達カム１０２の内径をなす内周面にぶつからないような大きさにすると良い。

上記の理由から、駆動伝達カム１０２の回転軸ＳＨが挿通される穴１０２ｇの内径Ｄ１は回転軸ＳＨの外径Ｄ２に対して０．１ｍｍ以上のクリアランスが設けられている。即ち、Ｄ１≧Ｄ２＋０．１（ｍｍ）の関係となっている。

入力ギア１０１と出力ギア１０２の各穴１０１ｃ、１０３ｄの内径Ｄ３と回転軸ＳＨの外径Ｄ２とのクリアランスｔと、駆動伝達カム１０２の穴１０２ｇの内径Ｄ１と回転軸ＳＨの外径Ｄ２とのクリアランスＴは、ｔ＜Ｔ、という関係になっている。即ち、駆動伝達カム１０２の穴１０２ｇの内径Ｄ１と、入力ギア１０１及び出力ギア１０３の穴１０３ｄの内径Ｄ３は、Ｄ１＞Ｄ３の関係となっている。

これは駆動伝達カム１０２の穴１０２ｇの内径Ｄ１と回転軸ＳＨの外径Ｄ２が嵌合であった場合、入力側正転時係合部１０２ａの係合数が前述の係合部の位相公差の影響で不安定になり、係合点が２点以下となると異音等の原因となるためである。

クリアランスの上限は、係合部１０２ａの内側にあればよい。より好ましくは次のとおりである。駆動伝達カム１０２の穴１０２ｇの内径Ｄ１を広げ過ぎてしまうと、組立時に出力ギア１０３内に配置する際、駆動伝達カム１０２の付勢形状部１０２ｆが出力ギア１０３の面１０３ｂ内に案内することが困難なる。この点から、穴１０２ｇの内径Ｄ１と回転軸ＳＨの外径Ｄ２とのクリアランスは直径で２ｍｍ程度に収めることが適切である。

一般的に回転軸とギアの嵌合寸法は、軸側がｆ９級、ギア側がＨ１０級程度に規定されており、その時の公差の範囲は称呼φ６．０ｍｍにおいて回転軸側で－０．０４８ｍｍ、ギア側で０．０４ｍｍ、合わせて０．０８８ｍｍとなっている。ギアと回転軸ＳＨで生じうるクリアランスｔと駆動伝達カム１０２と回転軸ＳＨで生じるクリアランスＴの関係は前述の通り、ｔ＜Ｔとなる。

なお、ギアの嵌合寸法に関しては、近年稼働音や画質向上の観点からギアの低モジュール化が進んでおり、低モジュール化となると必然的にギアのバックラッシュＢも小さくなる。例として挙げると、モジュール０．８のギアの場合、バックラッシュＢは０．１ｍｍ程度設ける事が一般的であるが、上述したギアの軸との嵌合クリアランス以上の値を設けることでバックラッシュＢがなくなり、歯底当たりによる異音等が発生する恐れがある。

以上のことから、ギアと回転軸ＳＨのクリアランスｔと駆動伝達カム１０２と回転軸ＳＨのクリアランスＴ、バックラッシュＢの関係はＴ－ｔ≧Ｂであることが望ましいと言える。

（５）正逆回転時の一方向クラッチの動作
図１０は駆動連結時の一方向クラッチ１００の挙動を説明する図である。（ａ）は非連結から連結になる過程を説明する断面図であり、（ｂ）は駆動連結が完了した際の断面図となる。

（ａ）に示すように、非連結の状態において入力ギア１０１がＡ方向に回転すると、入力ギア１０１に設けられた係合リブ１０１ｂが、駆動伝達カム１０２の入力面傾斜部１０２ｂを押す。そのため、係合リブ１０１ｂが、駆動伝達カム１０２を出力ギア１０３の方向（図中矢印方向）に付勢する。（ｂ）では、（ａ）の動作により、入力ギア１０１の係合リブ１０１ｂと駆動伝達カム１０２の入力側正転時係合部１０２ａが、出力ギア１０３の歯面１０３ｃと駆動伝達カム１０２の出力側正転時係合部１０２ｄがそれぞれ係合し、駆動連結が完了する。

即ち、モータＭの回転方向が第１の方向（正回転）であるとき、入力ギア１０１は回転する。駆動伝達ギア１０２は係合部１０２ｂが出力ギア１０３のカム面１０３ｃと噛むので出力ギア１０３に駆動力を伝達する。出力ギア１０３は（入力ギア１０１と同じ向きに）回転する。

（６）非駆動連結時の一方向クラッチの動作
図１１は非駆動連結時の一方向クラッチ１００の挙動を説明する図である。（ａ）は連結から非連結になる過程を説明する断面図であり、（ｂ）は非駆動連結になった際の断面図となる。

（ａ）に示すように、連結の状態において入力ギア１０１がＢ方向に回転すると、入力ギア１０１に設けられた係合リブ１０１ｂが、駆動伝達カム１０２の逆転時係合部１０２ｃ（図８の（ｂ））を押し、駆動伝達カム１０２をＢ方向に回転させる。即ち、入力ギア１０１がＢ方向に回転するときに入力ギア１０１側の係合部１０１ｂと係合する駆動伝達カム１０２側の係合部は、入力ギア１０１がＡ方向に回転するときは異なる箇所１０２ｃで係合する。

Ｂ方向に回転した駆動伝達カム１０２は出力ギア１０３のカム面１０３ｃに形成された傾斜面と駆動伝達カム１０２に配置された出力側傾斜面１０２ｅにより、入力ギア１０１方向（図中矢印方向）に移動し、非駆動連結の動作が完了する。

即ち、モータＭの回転方向が第２の方向（逆回転）であるとき、入力ギア１０１は回転する。駆動伝達ギア１０２は係合部１０２ｂが出力ギア１０３のカム面１０３ｃと噛まないので出力ギア１０３に駆動力を伝達しない。即ち、出力ギア１０３は回転しない。

（比較例）
最後に比較例として遊星ギアによるワンウェイクラッチと本実施例による構成の比較を行う。

遊星ギアによるワンウェイクラッチは入力ギアと遊星ギアが２つ、出力ギア、回転軸からなり、本実施例の一方向クラッチと部品点数こそ大きな差はない。しかしながら、遊星ギアによるワンウェイクラッチは遊星ギアを所定の位置に配置する必要がある性格上、ユニット組みにする必要がある。また、ユニット組み完成後に動作のチェックを行う際には遊星ギアが仮に２つのうち１つしか入っていない場合でも動作ができてしまう可能性がある。この防止策として遊星ギアの欠品を防ぐための手段が必要となり製造時のコストアップになる。

一方、本実施例では回転軸ＳＨに出力ギア１０３、駆動伝達カム１０２、入力ギア１０１をそれぞれ挿通するだけで組み立てることができ、また駆動伝達カム１０２等の欠品も駆動動作を確認するだけで保証できてしまう。

このように、本実施例によれば、入力ギア１０１と駆動伝達カム１０２と出力ギア１０３と回転軸ＳＨのみの構成で駆動の連結、非連結を達成できる。そして、前述した遊星ギアによるワンウェイクラッチにおける欠品防止策等が不要となるため、非常に簡易な構成で済ませることができる。

かくして、比較的少ない部品点数かつ簡易な部品構成で、一つの駆動源による用紙搬送とニップ部圧解除を行うことができる。

（その他の事項）
（１）上記実施例において、駆動伝達カム１０２に付勢形状部１０２ｆを設けたが、本発明はかかる構成に限定されるものではない。例えば別途付勢部材を駆動伝達カム１０２や出力ギア１０１に設けてもよい。

（２）本実施例では、入力回転体、出力回転体ともに外周面に歯面を有するギアで構成されているが、プーリ、カム、カップリング等の他の駆動伝達手段でもよい。

（３）実施例では主に定着装置での構成説明となったが、本発明は定着装置に限定されるものではない。例えば２つのローラ対で用紙を搬送する用紙搬送装置において、用紙搬送方向上流側のローラ対の用紙搬送速度をＶ’、下流側のローラ対の用紙搬送速度をＶとしたとき、Ｖ＞Ｖ’となる場合、用紙は２つのローラ間で引っ張り合うこととなる。

このとき、上流側のローラ対に本構成の一方向クラッチユニットを設けることで、用紙が下流側のローラで挟持搬送されると上流側のローラの駆動伝達は空転し、用紙の引っ張り合いを抑止することができる。こうすることで、用紙搬送性が安定し、用紙ジャムやモータへの過負荷を防ぐことができる。

（４）定着装置Ｆを例に挙げて説明したが、シートを搬送するためのローラを選択的に回転させる箇所や、ロータリ方式の現像装置の回転駆動等、種々の用途に本件の駆動列を適用できる。

（５）ニップ部Ｎを形成させるための加熱回転体と加圧回転体の加圧機構は、実施例のように加熱回転体側を加圧回転体側に加圧する構成に限られない。加圧回転体側を加熱回転体に加圧する構成、加熱回転体と加圧回転体の両者を互いに加圧する構成にすることもできる。

（６）本発明に係る画像加熱装置は、実施例のように未定着画像を記録材上に固着画像として加熱定着させる定着装置としての使用に限られない。未定着画像を記録材上に仮定着させる加熱装置、画像を担持した記録材を再加熱してつや等の画像表面性を改質する加熱装置などとしても有効に使用できる。

１００（ａ、ｂ）・・一方向クラッチユニット、Ｍ・・正逆回転可能な駆動源（モータ）、１０１・・入力回転体、１０２・・駆動連結部材、１０３・・出力回転体、ＳＨ・・軸、１０１ｂ・１０２ａ・・第一係合部、１０２ｄ・１０３ｃ・・第二係合部、１０２ｆ・・付勢形状部

Claims (7)

1. 正逆回転可能な駆動源により、第１の方向と前記第１の方向とは逆方向である第２の方向とに回転可能な入力回転体と、
   前記入力回転体の前記第１の方向と前記第２の方向の回転にそれぞれ駆動連結する駆動連結部材と、
   前記駆動連結部材が前記第１の方向に回転するときは駆動伝達し、前記第２の方向に回転するときは駆動伝達が解除される出力回転体と、
   前記入力回転体と前記駆動連結部材と前記出力回転体とに挿通される共通の軸と、を有し、
   前記入力回転体と前記駆動連結部材はそれぞれ駆動伝達する第一係合部を備え、
   前記駆動連結部材と前記出力回転体はそれぞれ駆動伝達する第二係合部を備え、
   前記駆動連結部材には前記出力回転体の内周面に当接し、前記出力回転体の径方向に付勢する少なくとも２つ以上の付勢形状部が形成されており、
   前記第一係合部及び前記第二係合部はそれぞれ３つ以上の係合部を有する
   ことを特徴とする一方向クラッチユニット。
2. 前記駆動連結部材の前記軸が挿通される穴の内径Ｄ１と前記軸の外径Ｄ２は、Ｄ１≧Ｄ２＋０．１の関係となっていることを特徴とする請求項１に記載の一方向クラッチユニット。
3. 前記第一係合部において、前記駆動連結部材の側の係合部になだらかに接続する傾斜面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の一方向クラッチユニット。
4. 前記第一係合部において、前記入力回転体が前記第２の方向に回転するときに前記入力回転体の側の係合部と係合する前記駆動連結部材の側の係合部は、前記入力回転体が前記第１の方向に回転するときは異なる箇所で係合することを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の一方向クラッチユニット。
5. 前記駆動連結部材の前記軸が挿通される穴の内径Ｄ１と、前記入力回転体の前記軸が挿通される穴及び前記出力回転体の前記軸が挿通される穴の内径Ｄ３は、Ｄ１＞Ｄ３の関係となっていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の一方向クラッチユニット。
6. 前記駆動連結部材の前記付勢形状部は、回転方向に対して等間隔で配置されていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載の一方向クラッチユニット。
7. トナー像を担持した記録材をニップ部で挟持搬送してトナー像を加熱する画像加熱装置であって、
   前記ニップ部を形成する一対の回転体と、
   前記一対の回転体を圧接する加圧機構と、
   前記一対の回転体により前記ニップ部が形成される第１の位置と、前記一対の回転体が離間する、若しくは前記加圧機構が前記第１の位置に位置する場合よりも前記加圧機構により前記一対の回転体の間にかかる力が小さい第２の位置と、を前記加圧機構が取り得るように、前記加圧機構を移動させる移動機構と、
   正逆回転可能な駆動源と、
   請求項１乃至５の何れか一項に記載の一方向クラッチユニットを有しており、前記駆動源の前記第１の方向の回転駆動力を前記一対の回転体の少なくとも一方の回転体に伝達し、前記第２の方向の回転駆動力を前記移動機構に伝達する駆動伝達機構と、
   前記駆動源を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする画像加熱装置。

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