JP2015141263A - 定着装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ニップ圧調整機構を備えた定着装置において、一方向の回転駆動力伝達機構としてラチェット機構を採用しつつも、省スペース及び不快音の抑止を図る。
【解決手段】駆動入力ギア５１とラチェット機構６０とが支軸７０の軸方向に直列に並んで組み合わされている。駆動入力ギア５１のハウジング部５１Ｈは、ラチェットジョイント６１の胴部６１１の他端６１３側の約半分と、ラチェット押圧バネ６３とを収容している。ラチェットギア６２のリム部６２３内のキャビティ６２Ｃに、胴部６１１の残部と第１ラチェット歯６１Ｔを有するベース部６１２とが収容されている。第１ラチェット歯６１Ｔと第２ラチェット歯６２Ｔとが接触するのは、リム部６２３のキャビティ６２Ｃ内であり、そのキャビティ６２Ｃの開口がハウジング部５１Ｈの端縁５１Ｅ及び第２ギア歯５１２の端縁によって塞がれている。
【選択図】図１２

Description

本発明は、シートにトナー像を定着する定着装置、及び該定着装置が適用された画像形成装置に関する。

画像形成装置の定着装置は、定着ローラーと加圧ローラーとが圧接されることにより形成される定着ニップ部を備える。シートが定着ニップ部を通過する際に当該シートが加圧及び加熱されることにより、シート上のトナー像がシートに定着される。前記定着ニップ部における圧接力（ニップ圧）を調整する圧調整機構を備えた定着装置が知られている（例えば特許文献１）。圧調整機構を具備させることで、シート厚さに応じて適切なニップ圧を設定することが可能となり、また、不使用時にはニップ圧を開放し、定着ローラーに圧接歪みが生じることを回避できる。

上記のような定着装置においては、独立的に制御可能な定着ローラーの駆動系と前記圧調整機構の駆動系とを具備させる必要がある。各々の駆動系に駆動モーターを具備させることが望ましいが、部品点数の削減のため１の駆動モーターにて両駆動系を動作させる場合が多い。この場合、両駆動系に共通の駆動入力ギアを１の駆動モーターにて正転又は反転させ、定着ローラーの駆動系又は圧調整機構の駆動系を駆動させる。このような構成で必要となるのが、一方向の回転駆動力だけを選択的に各々の駆動系に伝達させる機構である。特許文献１の定着装置では、ワンウェイクラッチが使用されている。

ワンウェイクラッチは機能的には問題がないが、比較的高価な部品であるため、なるべく使用を避けることが望ましい。その代替部品として、ラチェット機構や遊星ギア機構が存在する。しかし、一般的なラチェット機構は安価であるものの、ラチェット爪及びラチェット歯の配置のためのスペースが必要となり、また両者が摺接する際のカチカチ音が不快感を与えるという問題がある。また、遊星ギア機構では、遊星ギアを移動させるためのスペースが必要となり、さらにギアピッチの精度が出難いという問題がある。

特開２００１−２０１９７６号公報

本発明の目的は、ニップ圧調整機構を備えた定着装置において、一方向の回転駆動力伝達機構としてラチェット機構を採用しつつも、省スペース及び不快音の抑止を図ることができるようにすることにある。

本発明の一局面に係る定着装置は、定着ニップ部を形成し、軸回りに回転する第１及び第２ローラーと、前記第１ローラーと前記第２ローラーとを第１の圧力で圧接させる第１姿勢と、前記第１ローラーと前記第２ローラーとを前記第１の圧力よりも減圧された第２の圧力で圧接させる第２姿勢と、の間で姿勢変更させる圧調整機構と、ギア軸回りの第１方向の回転駆動力、又は前記第１方向と反対の第２方向の回転駆動力が与えられる駆動入力ギアと、前記駆動入力ギアに前記第１方向の回転駆動力が与えられた場合には当該回転駆動力を前記第１ローラーに伝達し、前記第２方向の回転駆動力が与えられた場合には当該回転駆動力を前記第１ローラーに伝達させないラチェット機構と、前記駆動入力ギアに前記第２方向の回転駆動力が与えられた場合に、前記圧調整機構に前記姿勢変更のための駆動力を与える伝達機構と、を備え、前記駆動入力ギアは、前記ラチェット機構の一部を収容するハウジング部を備える。

この構成によれば、ラチェット機構の一部がハウジング部の内部に収容される。このため、前記ハウジング部が、ラチェット機構が発する音の防音遮蔽として機能すると共に、ラチェット機構をスペース効率良く配置することができる。従って、省スペース及び不快音の抑止を実現することができる。

上記の定着装置において、前記第１ローラーに回転駆動力を伝達するローラーギアをさらに備え、前記ラチェット機構は、第１ラチェット歯と、前記駆動入力ギアと係合する胴部とを有し、前記駆動入力ギアと一体的に回転するラチェットジョイントと、前記駆動入力ギアに前記第１方向の回転駆動力が与えられた場合に前記第１ラチェット歯と係合する第２ラチェット歯と、前記ローラーギアと噛み合うギア部とを備え、前記ラチェットジョイントと同軸上に配置されるラチェットギアと、前記第１ラチェット歯が前記第２ラチェット歯に押圧されるように、前記ラチェットジョイントを付勢する付勢部材と、を備え、前記ハウジング部は、前記ラチェットジョイントの前記胴部の少なくとも一部と、前記付勢部材とを収容する構成とすることが望ましい。

この構成によれば、第１ローラーに回転駆動力を伝達するギア列、すなわち、前記駆動入力ギアから前記ローラーギアに至るギア列の間に、ラチェット機構が組み入れられることになる。従って、一層の省スペース化を実現することがきる。

上記の定着装置において、前記ラチェットギアは、円筒部と、該円筒部の一端開口部を塞ぐ円板部とを含み、前記第２ラチェット歯は、前記円板部の内面に形成され、前記ギア部は前記円筒部の外周面に形成されており、前記円筒部の内部に、前記第１ラチェット歯及び前記胴部の残部が収容されることが望ましい。

この構成によれば、互いに摺接してカチカチ音を発する前記第１ラチェット歯及び前記第２ラチェット歯が、前記駆動入力ギアのハウジング部と前記ラチェットギアとによって覆い隠されることになる。従って、不快音を、一層効果的に抑止することができる。

上記の定着装置において、前記伝達機構は第１伝達ギアを含み、前記ハウジング部は円筒体であって、その外周部に伝達ギア部を有し、前記伝達ギア部に前記第１伝達ギアが噛み合うように、前記駆動入力ギアに対して前記第１伝達ギアが配置されることが望ましい。この構成によれば、ハウジング部を伝達機構に対する駆動力の分岐部として活用することができる。

上記の定着装置において、前記圧調整機構は、前記姿勢変更を実現させるカム機構と、前記伝達機構から駆動力が入力され前記カム機構を動作させるカム駆動ギアとを備え、前記伝達機構は、前記第１伝達ギアを介して回転駆動力が与えられ、前記駆動入力ギアに前記第２方向の回転駆動力が与えられた場合には前記カム駆動ギアと噛み合い、前記第１方向の回転駆動力が与えられた場合には前記カム駆動ギアと噛み合いが解除されるように移動する第２伝達ギアを含む構成とすることができる。

この構成によれば、圧調整機構が備えるカム駆動ギアを、前記駆動入力ギアが前記第２方向の回転された場合にのみ動作させることができる。つまり、前記ラチェット機構によって前記第１ローラーには回転駆動力を伝達させない状態としつつ、前記カム駆動ギアを動作させて前記第１動作と前記第２動作との間の姿勢変更を、簡易な構成によって実現させることができる。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、シートにトナー像を転写する画像形成部と、前記トナー像を前記シートに定着させる、上記の定着装置とを備える。

本発明によれば、定着ニップ部のニップ圧調整機構を備えた定着装置において、一方向の回転駆動力伝達機構としてラチェット機構を採用しつつも、省スペース及び不快音の抑止を図ることができる定着装置及び画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。 前記画像形成装置に組み込まれている定着装置の斜視図である。 前記定着装置の断面図である。 前記定着装置のニップ圧調整機構を示す斜視図である。 前記定着装置の側面図である。 前記ニップ圧調整機構の動作を説明するための模式図である。 前記定着装置のギア伝達機構を示す斜視図である。 前記定着装置の側面図の要部拡大斜視図である。 前記ギア伝達機構の動作を示す斜視図である。 前記ギア伝達機構の動作を示す斜視図である。 ラチェット機構を説明するための分解斜視図である。 前記ラチェット機構の断面図である。 駆動入力ギア及び前記ラチェット機構の分解斜視図である。 駆動入力ギア及び前記ラチェット機構の分解斜視図である。

以下、図面に基づいて、本発明の実施形態を詳述する。図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の内部構造を示す断面図である。画像形成装置１は、モノクロの複写機能付きプリンターであって、略直方体のハウジングからなる装置本体１０を含む。装置本体１０は、シートに画像形成処理を行う各種の機器を収容する筐体である。装置本体１０は、略直方体形状の本体ハウジング１１と、この本体ハウジング１１の上方に配置された略直方体形状のスキャナハウジング１２と、これら両ハウジング１１、１２を連結する連結ハウジング１３とを含む。

本体ハウジング１１には、シートにトナー像を転写する画像形成部２０が収容されている。連結ハウジング１３には、シートにトナー像を定着させる定着装置３０が収容されている。スキャナハウジング１２には、原稿シートの画像を光学的に読み取り画像データを生成するスキャナユニット１７が収容されている。本体ハウジング１１の上面、スキャナハウジング１２の下面及び連結ハウジング１３の左面で囲まれる胴内空間が、画像形成後のシートが排出される胴内排紙部１４である。

連結ハウジング１３は、装置本体１０の右側面に配置され、胴内排紙部１４へシートを排出するために前記胴内空間に向けて開口した第１シート排出口１５５と、この第１シート排出口１５５よりも上方に配置され同様に前記胴内空間に向けて開口した第２シート排出口１５６とを備える。前記胴内空間の底部は、胴内排紙トレイ１４１によって画定されている。胴内排紙トレイ１４１は、第１シート排出口１５５から排出されるシートを受け取る。第１シート排出口１５５と第２シート排出口１５６との間には、サブ排紙トレイ１４２が装着されている。サブ排紙トレイ１４２には、第２シート排出口１５６から排出されるシートが受け取られる、若しくは、両面印刷されるシートが、スイッチバック搬送のため一時的に排紙される。

装置本体１０の下部には、画像形成処理が施されるシートＳを収容する給紙カセット１５が、着脱自在に装着されている。また、装置本体１０の右側面には、手差し給紙の際に用いられる手差しトレイ１６が設けられている。

画像形成部２０は、感光体ドラム２１と、この感光体ドラム２１の周囲に配置された、帯電装置２２、露光装置２３、現像装置２４、転写ローラー２６、クリーニング装置２７及び除電器２８とを含む。感光体ドラム２１は、その軸回りに回転し、静電潜像及びトナー像が形成される周面を備える。帯電装置２２は、感光体ドラム２１の前記周面を均一に帯電する。露光装置２３は、静電潜像を形成するために、感光体ドラム２１の前記周面にレーザー光を照射する。現像装置２４は、感光体ドラム２１上に形成された静電潜像を現像するために、感光体ドラム２１の周面にトナーを供給する現像ローラー２４Ａを含む。この現像装置２４にはトナーコンテナ２５からトナーが補給される。転写ローラー２６は、感光体ドラム２１と転写ニップ部を形成し、感光体ドラム２１上のトナー像をシートに転写する。クリーニング装置２７は、トナー像転写後の感光体ドラム２１の周面を清掃する。除電器２８は、トナー像転写後の感光体ドラム２１の周面に除電光を照射し、該周面を除電する。

定着装置３０は、熱源が内蔵された定着ローラー３１（第１ローラー）と、定着ローラー３１と共に定着ニップ部Ｎを形成する加圧ローラー３２（第２ローラー）とを含む。定着装置３０は、前記転写ニップ部においてトナー像が転写されたシートを、定着ニップ部Ｎにおいて加熱及び加圧することで、トナーをシートに溶着させる定着処理を施す。定着処理が施されたシートは、第１シート排出口１５５又は第２シート排出口１５６から胴内排紙部１４に向けて排出される。この定着装置３０については、後記で詳述する。

スキャナハウジング１２内のスキャナユニット１７は、図略の撮像素子、原稿シートに光を照射する光源、及び前記原稿シートからの反射光を前記撮像素子に導くミラー等を搭載するキャリッジを含む。スキャナユニット１７の上面には、原稿シートが載置されるコンタクトガラスが嵌め込まれている。また、スキャナユニット１７の上面は、コンタクトガラス上に載置された原稿シートを押さえるための押さえカバー１８によって覆われている。スキャナハウジング１２の前面には、操作パネル１９が取り付けられている。操作パネル１９は、ＬＣＤタッチパネルやテンキーを含み、ユーザーから画像形成装置１に対する各種の操作情報の入力を受け付ける。

装置本体１０の内部には、シートを搬送するためのシート搬送路が設けられている。シート搬送路は、装置本体１０の下部付近から上部付近まで、画像形成部２０及び定着装置３０を経由して、上下方向に延びるメイン搬送路Ｐ１を含む。メイン搬送路Ｐ１の下流端は、第１シート排出口１５５及び第２シート排出口１５６に接続されている。両面印刷の際にシートを反転搬送する反転搬送路Ｐ２が、メイン搬送路Ｐ１の最下流端から上流端付近まで延設されている。

給紙カセット１５は、シートＳの束を収容するシート収容部を備える。給紙カセット１５の右上付近には、シート束の最上層のシートＳを１枚ずつ繰り出すピックアップローラー１５１と、そのシートをメイン搬送路Ｐ１の上流端に送り出す給紙ローラー対１５２とが備えられている。手差しトレイ１６に載置されたシートも、メイン搬送路Ｐ１の上流端に送り出される。メイン搬送路Ｐ１の画像形成部２０よりも上流側には、所定のタイミングでシートを転写ニップ部に送り出すレジストローラー対１５３が配置されている。

シートに片面印刷（画像形成）処理が行われる場合、給紙カセット１５又は手差しトレイ１６からシートＳがメイン搬送路Ｐ１に送り出され、該シートＳに画像形成部２０においてトナー像の転写処理が、定着装置３０において転写されたトナーをシートＳに定着させる定着処理が、各々施される。その後、該シートＳは、第１シート排出口１５５から胴内排紙トレイ１４１上に排紙される。一方、シートに両面印刷処理が行われる場合、シートＳの片面に対して転写処理及び定着処理が施された後、該シートＳは、第２シート排出口１５６からサブ排紙トレイ１４２上に一部が排紙される。その後、該シートＳはスイッチバック搬送され、反転搬送路Ｐ２を経て、メイン搬送路Ｐ１の上流端付近に戻される。しかる後、シートＳの他面に対して転写処理及び定着処理が施され、該シートＳは、第１シート排出口１５５から胴内排紙トレイ１４１上に排紙される。

以下、定着装置３０の構成について詳細に説明する。図２は、定着装置３０の斜視図、図３は、定着装置３０の左右方向の断面図である。定着装置３０は、上述の定着ローラー３１及び加圧ローラー３２を収容する定着ハウジング３００を含む。定着ハウジング３００は、画像形成部２０からシートを受け入れる入口開口３０１と、定着処理後のシートを送り出す出口開口３０２とを備える。入口開口３０１の下流には、シートを定着ニップ部Ｎに向けて誘導する上流ガイド板３０３が、出口開口３０２の上流には、定着ニップ部Ｎを通過したシートを案内する下流ガイド板３０４が、各々配置されている。出口開口３０２の付近には、シート搬送ローラー１５４と、シートの案内機能を備える可動ガイド部材３０５が配置されている。

定着ローラー３１は、ハロゲンヒーターからなる発熱体が内部に備えられた金属の円筒ローラーである。加圧ローラー３２は、弾性ゴム等からなる弾性層を有するローラーである。加圧ローラー３２が所定の圧力で定着ローラー３１に圧接されることで前記弾性層が変形し、所定幅の定着ニップ部Ｎが形成される。本実施形態では、定着ローラー３１に軸回りの回転駆動力が与えられ、加圧ローラー３２は定着ローラー３１の回転によって軸回りに従動回転する。定着ローラー３１の、定着ニップ部Ｎよりも回転方向下流側には、シートの分離部材３３が配置されている。分離部材３３は、定着ニップ部Ｎを通過したシートが定着ローラー３１の周面に巻き付くことを防止する部材である。

定着ハウジング３００の前面には、ステッピングモーターからなる駆動モーター３１０と、複数のギアを含むギア伝達機構５０とが取り付けられている。駆動モーター３１０は、定着ローラー３１を回転させる回転駆動力を発生する。ギア伝達機構５０は、駆動モーター３１０の回転駆動力を定着ローラー３１に伝達すると共に、前記回転駆動力を次述のニップ圧調整機構４０に伝達する機能を果たす。

図４は、ニップ圧調整機構４０を示す斜視図である。ニップ圧調整機構４０は、定着ニップ部Ｎのニップ圧を、常圧状態と減圧状態との間で切り替るための機構である。すなわち、ニップ圧調整機構４０は、定着ローラー３１と加圧ローラー３２とを所定の第１の圧力で圧接させる第１姿勢と、定着ローラー３１と加圧ローラー３２とを前記第１の圧力よりも減圧された第２の圧力で圧接させる第２姿勢と、の間で姿勢変更させる機構である。本実施形態では、駆動側ローラーである定着ローラー３１は固定であり、従動側ローラーである加圧ローラー３２が、前記姿勢変更のために移動される。

前記常圧状態（第１姿勢）は、通常の紙厚のシートに定着処理を行う際に必要となるニップ幅が定着ニップ部Ｎにおいて得られるよう、加圧ローラー３２が定着ローラー３１に対して圧接され、該加圧ローラー３２が変形した状態である。一方、上記減圧状態（第２姿勢）は、厚手のシートや封筒等に対して定着処理を行う場合、或いはジャム処理の際に選択され、定着ニップ部Ｎのニップ幅が短くなるよう、前記常圧状態よりも加圧ローラー３２が定着ローラー３１から離間する方向に移動された状態である。

ニップ圧調整機構４０は、押圧板４１、第１押圧バネ４４、第２押圧バネ４５、レバー４６、カム４７及びカム軸４８（カム機構）を含む。なお、これらの部材は前後一対で配置される。図４では前端側のみを示しているが、ニップ圧調整機構４０は、定着ローラー３１及び加圧ローラー３２の前端側及び後端側に各々配置される。以下は、前端側のニップ圧調整機構４０の説明である。

押圧板４１は、加圧ローラー３２を回転自在に保持すると共に、前記姿勢変更を達成するために揺動する板材である。押圧板４１は、加圧ローラー３２を保持する本体部４２と、この本体部４２から下方に延出し第１押圧バネ４４又は第２押圧バネ４５から押圧力を受ける脚部４３とを含む。本体部４２にはベアリング３２２が取り付けられ、ベアリング３２２は、加圧ローラー３２の回転軸３２１の端部を回転自在に支持している。前面視の脚部４３の形状は、本体部４２の下部から右方に延びる略水平な部分と、この水平部分の右端から下方に延びる垂下部分とを有するＬ字型である。脚部４３は、前記垂下部分の下端付近に配置された第１受圧部４３１と、前記垂下部分において第１受圧部４３１よりも上方且つ左方に突出した第２受圧部４３２とを含む。第１受圧部４３１及び第２受圧部４３２は、前記垂下部分の左縁部であって上下方向に延びる端縁面であり、定着ハウジング３００のベースフレーム３０６と対向している。

本体部４２の上縁には、フック状の係止部４２１が前方に向けて突設されている。係止部４２１は、押圧板４１の揺動支点となる部分である。図５は、定着装置３０の側面図である。定着ハウジング３００の前側板には、矩形の開口を有する支持フレーム３０７が備えられている。係止部４２１は、支持フレーム３０７の開口縁に嵌り込んでおり、上下方向に移動が可能である。これは、前記姿勢変更が行われても、加圧ローラー３２の定着ローラー３１に対する当たり角度を一定に維持できるよう、押圧板４１の支点となる係止部４２１の位置を、押圧板４１の揺動に応じて変位させるための工夫である。

第１押圧バネ４４及び第２押圧バネ４５は、いずれも左右方向を伸縮方向とするコイルバネであり、上下方向に平行に配置されている。第１押圧バネ４４は、押圧板４１の第１受圧部４３１とベースフレーム３０６との間に介在されている。第２押圧バネ４５は、第２受圧部４３２とベースフレーム３０６との間に介在されている。前記常圧状態においては、第１押圧バネ４４が押圧板４１を押圧し、前記減圧状態では、第２押圧バネ４５が押圧板４１を押圧する。第２押圧バネ４５のバネ力は、第１押圧バネ４４よりも弱く設定され、またバネ長も第２受圧部４３２の突出分だけ第１押圧バネ４４より短く設定されている。

レバー４６は、押圧板４１を第１押圧バネ４４又は第２押圧バネ４５のいずれにて押圧させるかの切り替えを行わせる部材である。レバー４６は、カム当接板４６１と、カム当接板４６１の左面から左方に突設された嵌合片４６２とを含む。カム当接板４６１は、上方に揺動支点（図４には現れていない）を持つ平板状の部材であり、その右面にカム４７の周面が当接可能である。嵌合片４６２は、左右方向に長い長孔を有し、該長孔に押圧板４１の下端部４３Ｔが嵌り込んでいる。嵌合片４６２の左縁は、第１押圧バネ４４の右端に当接している。第１押圧バネ４４は、嵌合片４６２を介して押圧板４１の第１受圧部４３１に押圧力を与える。

カム４７は、長径部４７１と短径部４７２とを有する周面を備えている。カム軸４８は、前後方向に延びる回転軸であり、軸端付近にカム４７が一体的に取り付けられている。カム４７は、レバー４６の右隣に配置されている。カム軸４８に軸回りの回転力が与えられることで、カム４７の長径部４７１又は短径部４７２が、カム当接板４６１と当接又は対向する状態が形成されることになる。

ニップ圧調整機構４０の動作を、図６に基づいて説明する。図６（Ａ）は、定着ニップ部Ｎが、常圧状態（第１姿勢）の定着ニップ部Ｎ１に設定されている場合を示す模式図である。この場合、カム４７の短径部４７２がレバー４６のカム当接板４６１と対向している。短径部４７２とカム当接板４６１との間にはギャップｇ１が存在しており、レバー４６による圧縮押圧力は第１押圧バネ４４に作用していない。このため、第１押圧バネ４４は嵌合片４６２を介して第１受圧部４３１に押圧力を与え、押圧板４１を支点である係止部４２１回りに反時計方向に回動させている。これにより、加圧ローラー３２は、比較的強い力で定着ローラー３１に圧接され、比較的広幅の定着ニップ部Ｎ１が形成される。なお、第２押圧バネ４５の左端と第２受圧部４３２との間にはギャップｇ２が存在しており、第２押圧バネ４５のバネ力は押圧板４１には作用していない。

図６（Ｂ）は、定着ニップ部Ｎが、減圧状態（第２姿勢）の定着ニップ部Ｎ２に設定されている場合を示す模式図である。この場合、カム４７の長径部４７１がカム当接板４６１に当接し、レバー４６は左方に揺動している。このレバーの揺動により、嵌合片４６２の左端が第１押圧バネ４４を押圧するようになり、第１押圧バネ４４は圧縮される。このため、第１押圧バネ４４による第１受圧部４３１の押圧は解除される。これにより、押圧板４１が係止部４２１回りに時計方向に回動し、第２押圧バネ４５の左端が第２受圧部４３２に当接するようになる。つまり、第２押圧バネ４５のバネ力が押圧板４１に作用するようになる。このような動作によって、加圧ローラー３２は、比較的弱い力で定着ローラー３１に圧接され、比較的狭幅の定着ニップ部Ｎ２が形成される。

続いて、ギア伝達機構５０について詳述する。図７は、ギア伝達機構５０を示す斜視図である。ギア伝達機構５０は、駆動モーター３１０の回転駆動力を定着ローラー３１に伝達する定着ローラー駆動系と、前記回転駆動力を上述のニップ圧調整機構４０のカム軸４８に伝達するニップ圧調整駆動系（伝達機構）とを有する。前記定着ローラー駆動系として、ギア伝達機構５０は、駆動入力ギア５１及びラチェット機構６０を備える。また、前記ニップ圧調整駆動系として、駆動入力ギア５１、第１アイドルギア５２（第１伝達ギア）、第２アイドルギア５３及び移動ギア５４（第２伝達ギア）を含む。駆動入力ギア５１は、両駆動系で共通のギアである。

駆動入力ギア５１は、駆動モーター３１０が発生する回転駆動力が与えられるギアである。駆動モーター３１０は、正方向又は逆方向の回転駆動力を発生する。駆動モーター３１０は、前記定着ローラー駆動系を動作させるときには正方向の回転駆動力を発生し、前記ニップ圧調整駆動系を動作させるときには逆方向の回転駆動力を発生するよう、図略のモータードライバーにて制御される。本実施形態では、駆動モーター３１０が正方向の回転駆動力を発すると、駆動入力ギア５１は、ギア軸回りに反時計方向（第１方向；図７の矢印Ａ１参照）に回転する。一方、駆動モーター３１０が逆方向の回転駆動力を発すると、駆動入力ギア５１は、時計方向（第２方向；図９及び図１０の矢印Ａ２参照）に回転する。

定着ローラー３１の端部には、該定着ローラー３１に軸回りの回転駆動力を伝達するために、ローラーギア３１Ｇが取り付けられている。前記定着ローラー駆動系としての駆動入力ギア５１は、ラチェット機構６０を介してローラーギア３１Ｇに回転駆動力を与え、定着ローラー３１を回転させる。ラチェット機構６０は、駆動入力ギア５１に対して同軸上に組み付けられ、ラチェットギア６２がローラーギア３１Ｇと噛み合うように配置されている。ラチェット機構６０は、駆動入力ギア５１に反時計方向の回転駆動力が与えられた場合には当該回転駆動力をローラーギア３１Ｇ（定着ローラー３１）に伝達し、時計方向の回転駆動力が与えられた場合には当該回転駆動力をローラーギア３１Ｇには伝達させない機能を有する。このラチェット機構６０については、図１２〜図１４に基づいて、後記で詳述する。

シート搬送ローラー１５４の端部には、該シート搬送ローラー１５４に軸回りの回転駆動力を伝達するためのローラーギア１５４Ｇが取り付けられている。このローラーギア１５４Ｇに対しては、第３アイドルギア５５及び第４アイドルギア５６を介して、ローラーギア３１Ｇから回転駆動力が与えられる。つまり、定着ローラー３１が回転するとき、シート搬送ローラー１５４も回転する。シート搬送ローラー１５４は、前記回転駆動力を与えられることで、定着ハウジング３００から定着処理済みのシートを送り出す。

第１アイドルギア５２は、大径ギア部５２Ｌと小径ギア部５２Ｓとを備えている。駆動入力ギア５１はハウジング部５１Ｈを備える。第１アイドルギア５２は、ハウジング部５１Ｈの周面に形成された伝達ギア部に大径ギア部５２Ｌが噛み合うように、駆動入力ギア５１に対して配置されている。第２アイドルギア５３は、小径ギア部５２Ｓに対して歯合されている。また、第２アイドルギア５３は、移動ギア５４に対して歯合されている。

移動ギア５４は、円柱体からなる移動ボビン５４１と、移動ボビン５４１の外周に回転自在に嵌め込まれた回転ギア５４４とを含む。移動ボビン５４１は、前面に突出ピン５４２を備える。また、移動ボビン５４１は、前後方向に貫通する長孔を備え、該長孔には定着ハウジング３００に突設された円柱状の支持ピン５４３が挿通されている。移動ボビン５４１は、支持ピン５４３に対して、前記長孔のストロークの範囲内で移動可能である。移動ボビン５４１は回転しない部材であるが、回転ギア５４４は移動ボビン５４１を回転軸として自在に回転する。

図８に示すように、第２アイドルギア５３及び移動ギア５４は、定着ハウジング３００に組み付けられるカバーフレーム５０１により覆われ、且つ拘束されている。カバーフレーム５０１には、長孔状の貫通孔である窓部５０２が設けられている。この窓部５０２には、移動ボビン５４１の突出ピン５４２が嵌め込まれている。また、カバーフレーム５０１には、支持ピン５４３の突出端が密に嵌め込まれる孔が備えられている。第２アイドルギア５３から与えられる回転駆動力の方向に依存して、突出ピン５４２が窓部５０２でガイドされつつ、移動ギア５４はスライド移動する。

カム軸４８の軸端には、カム駆動ギア４７Ｇが取り付けられている。カム駆動ギア４７Ｇは、移動ギア５４から回転駆動力が入力された場合に、カム軸４８及びカム４７からなるカム機構を動作させ、上述の加圧ローラー３２の姿勢変更動作を実現させる。移動ギア５４は、駆動入力ギア５１に時計方向（図９及び図１０の矢印Ａ２）の回転駆動力が与えられた場合にはカム駆動ギア４７Ｇと噛み合い、反時計方向（図７の矢印Ａ１）の回転駆動力が与えられた場合にはカム駆動ギア４７Ｇと噛み合いが解除されるように移動する。

第１、第２アイドルギア５２、５３は、駆動入力ギア５１が何れの方向に回転しても、これに従動して回転する。図７に示すように、駆動入力ギア５１が反時計方向に回転すると、第１アイドルギア５２、第２アイドルギア５３は各々時計方向、反時計方向に回転し、移動ギア５４は時計方向に回転する。この場合、移動ギア５４は、カム駆動ギア４７Ｇから離間する方向に移動し、両者間にはギャップｇ３が形成される。このため、駆動入力ギア５１の回転駆動力はカム駆動ギア４７Ｇには伝達されず、カム４７は回転しない。従って、駆動入力ギア５１が反時計方向に回転する場合には、その回転駆動力はローラーギア３１Ｇだけに伝達され、定着ローラー３１及びシート搬送ローラー１５４が駆動されることになる。

これに対し、図９に示すように、駆動入力ギア５１が反時計方向に回転する場合には、その回転駆動力はラチェット機構６０の作用によりローラーギア３１Ｇには伝達されない一方で、カム駆動ギア４７Ｇには回転駆動力が伝達される。駆動入力ギア５１が時計方向に回転すると、第１アイドルギア５２、第２アイドルギア５３は各々反時計方向、時計方向に回転し、移動ギア５４は反時計方向に回転する。この場合、移動ギア５４には、反時計方向の回転に伴う上方向に向かう移動力が作用し、カム駆動ギア４７Ｇに移動ギア５４が噛み合うようになる。従って、カム駆動ギア４７Ｇは時計方向に回転し、これに伴いカム４７も回転する。

図９は、カム４７の短径部４７２がレバー４６と対向している状態を示している。この状態は、先に図６（Ａ）に基づき説明した状態であって、第１押圧バネ４４が伸長して加圧ローラー３２に押圧力を与え、常圧状態の定着ニップ部Ｎ１が形成されている状態である。図１０は、カム４７が図９の状態から半回転し、長径部４７１がレバー４６と当接している状態を示している。この状態は、先に図６（Ｂ）に基づき説明した状態であって、第１押圧バネ４４がレバー４６によって圧縮され、減圧状態の定着ニップ部Ｎ２が形成されている状態である。従って、カム４７を半周だけ回転させる回転量単位で駆動入力ギア５１に回転駆動力を与えることで、前記常圧状態と前記減圧状態との間の切り替えを行わせることができる。

続いて、図１１〜図１４に基づいて、駆動入力ギア５１及びラチェット機構６０について詳細に説明する。図１１は、駆動入力ギア５１及びラチェット機構６０を説明するための分解斜視図、図１２はこれらの断面図、図１３及び図１４は、駆動入力ギア５１及びラチェット機構６０の分解斜視図である。駆動入力ギア５１及びラチェット機構６０は、共通の支軸７０に対して軸方向に並ぶように組み付けられている。本実施形態では、定着ローラー３１のローラーギア３１Ｇに一方向の回転駆動力だけを伝達させる機構として、ラチェットの動作を果たす機構を採用しつつも、省スペース化を図ることができ、しかも不快なカチカチ音を可及的に抑制する構造的工夫が為されている。

駆動入力ギア５１は、円筒型の大径部５１０（図１２）と、大径部５１０よりも小径の円筒体であって大径部５１０に対して軸方向に連設されているハウジング部５１Ｈとを備えている。大径部５１０の外周面には平歯の第１ギア歯５１１が、ハウジング部５１Ｈの外周面には平歯の第２ギア歯５１２（伝達ギア部）が、各々刻まれている。駆動入力ギア５１は、さらに大径部５１０及びハウジング部５１Ｈと同軸の小径円筒体からなるボス部５１３を備えている。円板状のウエブ部５１４は、ボス部５１３の外周と大径部５１０とを連結している。ハウジング部５１Ｈの一端部は、ウエブ部５１４の側面に連結されている。ボス部５１３は、支軸７０の前端部７１に回転自在に嵌め込まれている。従って、駆動入力ギア５１は、前端部７１の軸回りに回転する。

ラチェット機構６０は、ラチェットジョイント６１、ラチェットギア６２及びラチェット押圧バネ６３（付勢部材）を備えている。ラチェットジョイント６１は、円筒型の胴部６１１と、胴部６１１の一端に取り付けられた円板状のベース部６１２とを含む。胴部６１１の他端６１３は、ラチェット押圧バネ６３の押圧力を受ける押圧面となる。ベース部６１２の表面には、傾斜した突片からなるラチェット片の複数個が円環状に配列されてなる第１ラチェット歯６１Ｔが形成されている。

胴部６１１には、支軸７０の軸方向に延びる複数のスリット６１４が設けられている。一方、駆動入力ギア５１のハウジング部５１Ｈの内周面には、前記軸方向に延びる突条５１５が突設されている。胴部６１１の外径はハウジング部５１Ｈの内径よりも僅かに小さく、スリット６１４に突条５１５が嵌り込む態様で、胴部６１１の約半分程度がハウジング部５１Ｈのキャビティ５１Ｃに収容されている。胴部６１１は、支軸７０の中央大径部７２に回転自在に、且つ軸方向に移動可能に嵌め込まれている。スリット６１４と突条５１５との係合によって、ラチェットジョイント６１は駆動入力ギア５１と一体的に回転する。

ラチェットギア６２は、円筒型のボス部６２１と、ボス部６２１よりも大径の円筒体からなるリム部６２３（円筒部）と、ボス部６２１とリム部６２３とを連結するウエブ部６２２（円板部）とを含む。ウエブ部６２２は、リム部６２３の一端開口部を塞いでおり、リム部６２３の内周、ウエブ部６２２の内面及びボス部６２１の外周面によって区画される、円環状のキャビティ６２Ｃを有している。ボス部６２１は、支軸７０の後端部７３に嵌め込まれ、且つ該後端部７３に固定（Ｄカット嵌め合わせ）されている。従って、支軸７０はラチェットギア６２と共回りする。一方、ラチェットジョイント６１及び駆動入力ギア５１は、ラチェットギア６２と同軸上に配置されてはいるが、支軸７０と共回りはしない。

リム部６２３の外周面には、ローラーギア３１Ｇと噛み合うギア歯６２４（ギア部）が刻まれている。ウエブ部６２２の内面には第２ラチェット歯６２Ｔが形成されている。第２ラチェット歯６２Ｔは、傾斜した突片からなるラチェット片の複数個が円環状に配列されてなる。前記ラチェット片のサイズ及び配列ピッチは、第１ラチェット歯６１Ｔのラチェット片と同じに設定されている。

ラチェット押圧バネ６３は、円筒型のコイルバネからなり、ラチェットジョイント６１を付勢する部材である。ラチェット押圧バネ６３は、駆動入力ギア５１のボス部５１３とハウジング部５１Ｈとの間の環状空間内に収容可能な径及び長さを備えている。ラチェット押圧バネ６３は、駆動入力ギア５１のウエブ部５１４と胴部６１１の他端６１３との間に、圧縮された状態で組み込まれている。ラチェットジョイント６１のベース部６１２は、第１ラチェット歯６１Ｔが第２ラチェット歯６２Ｔに対向する状態で、ラチェットギア６２のキャビティ６２Ｃに収容されている。ラチェット押圧バネ６３の付勢力によって、第１ラチェット歯６１Ｔが第２ラチェット歯６２Ｔに向けて常時押圧されている。

第１ラチェット歯６１Ｔと第２ラチェット歯６２Ｔとは、駆動入力ギア５１に反時計方向の回転駆動力が与えられた場合には互い係合し、駆動入力ギア５１に時計方向の回転駆動力が与えられた場合には互いに滑り合う。前者の場合、駆動入力ギア５１及びラチェットジョイント６１の回転駆動力はラチェットギア６２に伝達され、これによりローラーギア３１Ｇ（定着ローラー３１）は回転駆動される。一方、後者の場合、前記回転駆動力はラチェットギア６２に伝達されない。しかし、ラチェット押圧バネ６３の付勢力によって第１ラチェット歯６１Ｔは第２ラチェット歯６２Ｔと常時接触しているので、ラチェット片同士の干渉（摺接）によってカチカチ音が発生することになる。

本実施形態では、駆動入力ギア５１とラチェット機構６０とが支軸７０の軸方向に直列に並んで組み合わされ、ラチェット機構６０の一部が駆動入力ギア５１のハウジング部５１Ｈに収容される構成を備える。具体的には、図１２に示すように、ハウジング部５１Ｈは、ラチェットジョイント６１の胴部６１１の他端６１３側の約半分と、ラチェット押圧バネ６３とを収容している。そして、ラチェットギア６２のリム部６２３内のキャビティ６２Ｃに、胴部６１１の残部と第１ラチェット歯６１Ｔを有するベース部６１２とが収容されている。すなわち、駆動入力ギア５１からローラーギア３１Ｇに至るギア列の間に、ラチェットの機能を果たす部分がスペース効率良く配置されているので、省スペース化を図ることができる。

また、本実施形態によれば、ハウジング部５１Ｈ及びリム部６２３が、ラチェット機構６０が発する音の防音遮蔽として機能するので、前記カチカチ音が画像形成装置１の外部へ漏出する程度を大幅に抑制することができる。具体的には、第１ラチェット歯６１Ｔと第２ラチェット歯６２Ｔとが接触するのは、リム部６２３のキャビティ６２Ｃ内であり、そのキャビティ６２Ｃの開口がハウジング部５１Ｈの端縁５１Ｅ及び第２ギア歯５１２の端縁によって塞がれる構造を備えている。従って、ユーザーに不快感を与える前記カチカチ音が漏出しにくくなり、画像形成装置１の静音化に寄与することができる。

以上説明した通り、本実施形態によれば、定着ニップ部Ｎのニップ圧調整機構４０を備えた定着装置３０において、一方向の回転駆動力伝達機構としてラチェット機構を採用しつつも、省スペース及び不快音の抑止を図ることができる定着装置３０、及びこれを用いた画像形成装置１を提供することができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば次のような変形実施形態を取ることができる。

（１）上記実施形態では、第１ローラーとして、金属の円筒ローラーからなる定着ローラー３１を、第２ローラーとして弾性層を有するローラーからなる加圧ローラー３２を例示した。これは一例であり、第１ローラー及び第２ローラーの組合せは、定着処理を施し得る限りにおいて任意である。例えば、加圧ローラー３２として金属ローラーを用い、定着ローラー３１として弾性体と定着ベルトとの複合体からなる弾性ローラーを用いることができる。また、電気ヒーター方式ではなく、誘導加熱方式の定着装置３０としても良い。

（２）上記実施形態では、加圧ローラー３２が移動する押圧板４１に搭載され、定着ローラー３１が固定ローラーとされる例を示した。これに代えて、定着ローラー３１を押圧板４１に搭載し、加圧ローラー３２を固定ローラーとしても良い。また、加圧ローラー３２を駆動ローラーとし、定着ローラー３１を従動ローラーとしても良い。

（３）上記実施形態では、ハウジング部５１Ｈのキャビティ５１Ｃとラチェットギア６２のリム部６２３内のキャビティ６２Ｃとで、第１ラチェット歯６１Ｔと第２ラチェット歯６２Ｔとの係合部を覆い隠す例を示した。これに代えて、ハウジング部５１Ｈを軸方向に延長し、実質的にハウジング部５１Ｈのみで前記係合部を覆い隠すようにしても良い。或いは、ハウジング部５１Ｈの端縁５１Ｅにフランジ部を設け、前記係合部を覆い隠す度合いをより多くするようにしても良い。

１ 画像形成装置
２０ 画像形成部
３０ 定着装置
３１ 定着ローラー（第１ローラー）
３１Ｇ ローラーギア
３２ 加圧ローラー（第２ローラー）
４０ ニップ圧調整機構（圧調整機構）
４７ カム（カム機構）
４７Ｇ カム駆動ギア
４８ カム軸（カム機構）
５０ ギア伝達機構（伝達機構）
５１ 駆動入力ギア
５１Ｈ ハウジング部
５１２ 第２ギア歯（伝達ギア部）
５２ 第１アイドルギア（第１伝達ギア）
５４ 移動ギア（第２伝達ギア）
６０ ラチェット機構
６１ ラチェットジョイント
６１Ｔ 第１ラチェット歯
６１１ 胴部
６２ ラチェットギア
６２Ｔ 第２ラチェット歯
６２２ ウエブ部（円板部）
６２３ リム部（円筒部）
６２４ ギア歯（ギア部）
６３ ラチェット押圧バネ（付勢部材）
Ｎ、Ｎ１、Ｎ２ 定着ニップ部

Claims (6)

1. 定着ニップ部を形成し、軸回りに回転する第１及び第２ローラーと、
   前記第１ローラーと前記第２ローラーとを第１の圧力で圧接させる第１姿勢と、前記第１ローラーと前記第２ローラーとを前記第１の圧力よりも減圧された第２の圧力で圧接させる第２姿勢と、の間で姿勢変更させる圧調整機構と、
   ギア軸回りの第１方向の回転駆動力、又は前記第１方向と反対の第２方向の回転駆動力が与えられる駆動入力ギアと、
   前記駆動入力ギアに前記第１方向の回転駆動力が与えられた場合には当該回転駆動力を前記第１ローラーに伝達し、前記第２方向の回転駆動力が与えられた場合には当該回転駆動力を前記第１ローラーに伝達させないラチェット機構と、
   前記駆動入力ギアに前記第２方向の回転駆動力が与えられた場合に、前記圧調整機構に前記姿勢変更のための駆動力を与える伝達機構と、を備え、
   前記駆動入力ギアは、前記ラチェット機構の一部を収容するハウジング部を備える、定着装置。
2. 請求項１に記載の定着装置において、
   前記第１ローラーに回転駆動力を伝達するローラーギアをさらに備え、
   前記ラチェット機構は、
   第１ラチェット歯と、前記駆動入力ギアと係合する胴部とを有し、前記駆動入力ギアと一体的に回転するラチェットジョイントと、
   前記駆動入力ギアに前記第１方向の回転駆動力が与えられた場合に前記第１ラチェット歯と係合する第２ラチェット歯と、前記ローラーギアと噛み合うギア部とを備え、前記ラチェットジョイントと同軸上に配置されるラチェットギアと、
   前記第１ラチェット歯が前記第２ラチェット歯に押圧されるように、前記ラチェットジョイントを付勢する付勢部材と、を備え、
   前記ハウジング部は、前記ラチェットジョイントの前記胴部の少なくとも一部と、前記付勢部材とを収容する、定着装置。
3. 請求項２に記載の定着装置において、
   前記ラチェットギアは、円筒部と、該円筒部の一端開口部を塞ぐ円板部とを含み、前記第２ラチェット歯は、前記円板部の内面に形成され、前記ギア部は前記円筒部の外周面に形成されており、
   前記円筒部の内部に、前記第１ラチェット歯及び前記胴部の残部が収容される、定着装置。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の定着装置において、
   前記伝達機構は第１伝達ギアを含み、
   前記ハウジング部は円筒体であって、その外周部に伝達ギア部を有し、
   前記伝達ギア部に前記第１伝達ギアが噛み合うように、前記駆動入力ギアに対して前記第１伝達ギアが配置される、定着装置。
5. 請求項４に記載の定着装置において、
   前記圧調整機構は、前記姿勢変更を実現させるカム機構と、前記伝達機構から駆動力が入力され前記カム機構を動作させるカム駆動ギアとを備え、
   前記伝達機構は、前記第１伝達ギアを介して回転駆動力が与えられ、前記駆動入力ギアに前記第２方向の回転駆動力が与えられた場合には前記カム駆動ギアと噛み合い、前記第１方向の回転駆動力が与えられた場合には前記カム駆動ギアと噛み合いが解除されるように移動する第２伝達ギアを含む、定着装置。
6. シートにトナー像を転写する画像形成部と、
   前記トナー像を前記シートに定着させる、請求項１〜５のいずれか１項に記載の定着装置と、を備える画像形成装置。