(57)【要約】【課題】本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、軸が破損した場合にも伝達機能を維持し、装置全体の破損を防止する及び破損部品の交換を待たずに装置を稼働することができる駆動装置を提供することを課題とする。【解決手段】軸２を有する一対のフレーム３,５と、軸２周りに回転可能に嵌合支持されたギヤ６と、を備えた駆動装置１において、一方のフレーム３に、他方のフレーム５に向かって延びる軸２と同心の係合部７が形成され、ギヤ６に、軸２が破損した状態でフレーム３の係合部７と嵌合する被係合部１０が形成された。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸を有する一対のフレームと、前記軸周りに回転可能に嵌合支持されたギヤと、を備えた駆動装置において、
一方の前記フレームに、他方の前記フレームに向かって延びる前記軸と同心の係合部が形成され、
前記ギヤに、前記軸が破損した状態で前記フレームの係合部と嵌合する被係合部が形成されたことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
軸を有するギヤと、前記軸を嵌合支持する一対のフレームと、を備えた駆動装置において、
前記ギヤに、一方の前記フレームに向かって延びる前記軸と同心の係合部が形成され、
前記フレームに、前記軸が破損した状態で前記ギヤの係合部と嵌合する被係合部が形成されたことを特徴とする駆動装置。
【請求項３】
前記係合部が、前記軸よりも半径方向外方の同心円上に形成された２つ以上のリブからなることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記係合部が、前記ギヤの回転中心に形成された１つの円形突起部からなることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記被係合部が、前記係合部の半径方向外面と嵌合することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項６】
前記被係合部が、前記係合部の半径方向内面と嵌合することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置等において使用される、ギヤ及び一対のフレームを用いた駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、軸及び歯車を備えた駆動装置において、軸の破損により歯車が急激に停止する際に発生する過大な負荷トルクが装置全体の破損に繋がるという問題があった。又、破損部品の交換までは装置を稼働することができないという問題があった。
【０００３】
これらを防ぐ手段として例えば特許文献１及び２には、歯車に形成されたモータからの駆動軸との係合部に過トルクが掛かると、この係合部が変形し軸の破損を防ぐ駆動装置が記載されている。又、特許文献３には、同一の歯車を２つ設けることで一方の歯車の歯部が破損してから他方の歯車に交換することにより稼働できる駆動装置が記載されている。
【０００４】
しかし、特許文献１及び２に記載の駆動装置では、仮に軸が破損した場合には、伝達機能が急激に失われ、過大な負荷トルクにより装置全体が破損するという問題があった。特許文献３に記載の駆動装置では、破損した歯車から他方の歯車に交換するまでは装置を稼働することができないという問題があった。
【０００５】
【特許文献１】特開平７−２４３５１１号公報
【特許文献２】特開平９−３２５６４１号公報
【特許文献３】特開平８−１９４３４８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は前記従来の問題点に鑑みてなされたもので、軸が破損した場合にも伝達機能を維持し、装置全体の破損を防止する及び破損部品の交換を待たずに装置を稼働することができる駆動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記課題を解決するための手段として、本発明に係る駆動装置は、軸を有する一対のフレームと、前記軸周りに回転可能に嵌合支持されたギヤと、を備えた駆動装置において、一方の前記フレームに、他方の前記フレームに向かって延びる前記軸と同心の係合部が形成され、前記ギヤに、前記軸が破損した状態で前記フレームの係合部と嵌合する被係合部が形成されたものである。
【０００８】
他の手段として、軸を有するギヤと、前記軸を嵌合支持する一対のフレームと、を備えた駆動装置において、前記ギヤに、一方の前記フレームに向かって延びる前記軸と同心の係合部が形成され、前記フレームに、前記軸が破損した状態で前記ギヤの係合部と嵌合する被係合部が形成されたことが好ましい。
【０００９】
仮に軸が破損した場合でも、係合部と被係合部とが嵌合することで、ギヤは回転を続けることができる。この点で、軸の破損によってギヤが急激に停止する際に発生する過大な負荷トルクによる装置全体の破損を防止し又、破損部品の交換を待たずに装置を稼働することができる。
【００１０】
具体的な１つの手段として、前記係合部が、前記軸よりも半径方向外方の同心円上に形成された２つ以上のリブからなることが好ましい。ただし、被係合部との間でギヤを回転軸周りに回転保持し、強度が確保できる限り、リブの形状及び数は特に限定されない。例えば、リブは円筒形であってもよく、３つ又は４つのリブから構成されてもよい。
【００１１】
他の具体的な１つの手段として、前記係合部が、前記ギヤの回転中心に形成された１つの円形突起部からなることが好ましい。ただし、被係合部との間でギヤを回転軸周りに回転保持し、強度が確保できる限り、円形突起部の寸法は特に限定されない。
【００１２】
又、前記被係合部が、前記係合部の半径方向外面と嵌合することが好ましい。
【００１３】
更に、前記被係合部が、前記係合部の半径方向内面と嵌合することが好ましい。
【００１４】
ただし、被係合部が係合部と嵌合し強度が確保される限り、被係合部の形状や寸法は特に限定されない。
【発明の効果】
【００１５】
本発明の駆動装置によれば、軸が破損した場合にもギヤを回転保持し伝達機能を維持することで、軸の破損により歯車が急激に停止する際に発生する過大な負荷トルクが装置全体を破損することを防止し、破損部品の交換を待たずに装置を稼働することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
次に、添付図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。
【００１７】
図１に、本発明の１つの実施形態に係る駆動装置１ａを示す。駆動装置１ａは、回転軸２ａを有する第１フレーム３ａと、回転軸２ａを嵌合支持する支持孔４が形成された第２フレーム５ａと、回転軸２ａ周りに回転可能に嵌合されたギヤ６ａとを備える。
【００１８】
第１フレーム３ａには、回転軸２ａと同心円上に２つのリブ（係合部）７ａが、回転軸２ａに関して対向するように形成されている。リブ７ａは、第１フレーム３ａから第２フレーム５ａに向かって水平に延び、回転軸２ａに直交する断面は扇形である。回転軸２ａとリブ７ａは、図２（ａ）に示すように樹脂成形により第１フレーム３ａと一体に形成されている。
【００１９】
ギヤ６ａは、中心に第１フレーム３ａの回転軸２ａと嵌合する中心孔８を有する筒状部９と、第１フレーム３ａと対向する面に筒状部９から半径方向外方に形成された環状突起（被係合部）１０ａと、ギヤ６ａの周縁端部に形成された歯部１２とを備える。環状突起１０ａは、前記第１フレーム３ａのリブ７ａの外接円よりも大きな内径を有し、リブ７ａとの間に約０．１ｍｍから０．３ｍｍの間隔が形成されるように、第１フレーム３ａに向かって延びている。ギヤ６ａは、金属、樹脂又は筒状部９のみを金属とした複合材料で形成されてもよい。ギヤ６ａには動力を受ける図示しない駆動ギヤ又は動力を伝達する中間ギヤ等が噛み合っている。
【００２０】
第２フレーム５ａは、金属又は樹脂製であってもよい。第２フレーム５ａは、第１フレーム３ａにねじ等の適宜の固着手段により取り付けられ、第１フレーム３ａと一定間隔が設けられている。
【００２１】
次に、図２を参照して本発明に係るギヤ６ａの回転動作について説明する。
【００２２】
ギヤ６ａの筒状部９の中心孔８が第１フレーム３ａの回転軸２ａと嵌合することで、ギヤ６ａは図示しない駆動ギヤから動力を受けて回転軸２ａ周りに回転し、図示しない中間ギヤに動力を伝達する。このとき環状突起１０ａが、リブ７ａの半径方向外側に間隔を隔てて位置しているため、リブ７ａと環状突起１０ａとは嵌合しない（図２（ａ））。
【００２３】
過負荷又は耐久寿命により回転軸２ａが破損した場合にはギヤ６ａが傾き、リブ７ａと、リブ７ａと間隔を隔てて配置された環状突起１０ａとが嵌合するため、ギヤ６ａは略回転軸２ａ周りに回転保持される（図２（ｂ））。従って、回転軸２ａの破損によってギヤ６ａと他のギヤとの噛み合いが外れ、装置１ａの機能停止、部品の破損を防止し又、破損部品の交換を待たずに装置１ａを稼働することができる。ただし、環状突起１０ａとリブ７ａとが常時は嵌合せず、回転軸２ａが破損した場合に嵌合しギヤ６ａが略回転軸２ａ周りに回転保持される限り、環状突起１０ａとリブ７ａとの間の間隔は特に限定されない。又、リブ７ａは、環状突起１０ａとの嵌合時の負荷を軽減するために回転軸２ａから半径方向外方に離れた位置に形成されることが好ましい。
【００２４】
以下に、本発明の他の実施形態である駆動装置１ｂから１ｄを示すが、図２の第１実施形態と同一の要素には同一の符号を付して説明を省略する。
【００２５】
図３の駆動装置１ｂでは、第１フレーム３ａのリブ７ａの半径方向内側に、リブ７ａと約０．１ｍｍから０．３ｍｍの間隔を隔てて配置され第１フレーム３ａに向かう環状突起１０ａがギヤ６ａに形成されている。この第２実施形態において、回転軸２ａが破損した場合には、第１実施形態と同様に、リブ７ａと環状突起１０ａが嵌合し、ギヤ６ａを回転保持することができる。
【００２６】
図４の本発明の第３実施形態である駆動装置１ｃは、第１フレーム３ａのリブ７ａとギヤ６ａの環状突起１０ａとが嵌合することで、ギヤ６ａが回転軸２ａ周りに回転する。一方、回転軸（係合部）２ａと筒状部（被係合部）９とが間隔を隔てて配置されているため、回転軸２ａと筒状部９とは嵌合しない。リブ７ａが破損した場合にはギヤ６ａが傾き、回転軸２ａと筒状部９とが嵌合するため、ギヤ６ａは略回転軸２ａ周りに回転保持される。
【００２７】
図５の本発明の第４実施形態の駆動装置１ｄは、回転軸２ｂを有するギヤ６ｂと、回転軸２ｂを嵌合支持する第１支持孔１４が形成された第１フレーム３ｂと、第１フレーム３ｂと対向する側で回転軸２ｂを嵌合支持する第２支持孔１５が形成された第２フレーム５ｂと、を備える。
【００２８】
ギヤ６ｂには、回転軸２ｂと同心円上に２つのリブ７ｂ（係合部）が、回転軸２ｂに関して対向するように形成されている。リブ７ｂは、第１フレーム３ｂに向かって水平に延び、回転軸２ｂに直交する断面は扇形である。
【００２９】
第１フレーム３ｂには、ギヤ６ｂと対向する面に第１支持孔１４と同心円上であって半径方向外方に形成された環状突起（被係合部）１０ｂが形成されている。環状突起１０ｂは、円形でギヤ６ｂに向かって延びている。環状突起１０ｂは、リブ７ｂと約０．１ｍｍから０．３ｍｍの間隔を隔ててリブ７ｂの半径方向外側に配置されている。従って、回転軸２ｂが破損した場合には、リブ７ｂと環状突起１０ｂが嵌合し、ギヤ６ｂを回転保持する。
【００３０】
以上の各実施形態では、第１フレーム３は扇形断面であるリブ７を２つ備えたが、回転軸２が折れた状態で環状突起１０と嵌合しギヤ６を略回転軸２周りに回転保持する限り、リブ７の形状や数は特に限定されない。例えば図６に示すようにリブ７ａは、円筒形であって、３つから構成されてもよい。リブ７を円筒形にすることで、環状突起１０との摩擦面が小さくなり、摩擦による抵抗を減少することができる。又、３つのリブ７を備えることで強度が増し、ギヤ６との嵌合時に突発的な外力が作用した場合にもリブ７の損傷を軽減することができる。
【００３１】
本発明の駆動装置１はあらゆる駆動系に適応できる。例えば画像形成装置では、軸が折れても画像形成に影響しない箇所である定着装置５１の圧接離間駆動機構５２での使用が特に効果的である。定着装置５１の圧接離間駆動機構５２に、本発明に係る駆動装置１を使用した例を図７に示す。
【００３２】
定着装置５１は、加圧ローラ５１ａと加熱カローラ５１ｂからなっている。圧接離間駆動機構５２は、モータ５３と連結するウォームギヤ５３ａと、軸５４ａ、５４ｂ、５４ｃ周りに回転しウォームギヤ５３ａの駆動力を伝達するギヤ５６ａ、５６ｂ、５６ｃとギヤ５６ａ、５６ｂ、５６ｃを嵌合支持する第１フレーム５７及び第２フレーム（図示せず）を有する駆動装置５９と、駆動装置５９のギヤ５６ｃと一体に形成されたギヤ５６ｄと噛合するギヤ（図示せず）により回動する伝達軸６０と、伝達軸６０のギヤ６０ａ、６０ｂと噛み合って軸６３ａ周りに回動する扇形ギヤ６３と、扇形ギヤ６３と連結された押圧装置６１とを備える。押圧装置６１は加圧ローラ５１ａの両端を回転可能に支持するフレーム６１ａと、このフレーム６１ａを矢印Ａ方向に付勢するスプリング６１ｂとからなっている。
【００３３】
次に、圧接離間駆動機構５２の動作を説明する。扇形ギヤ６３がロッド６３ｂを介してフレーム６１ａを押圧して、加圧ローラ５１ａが加熱ローラ５１ｂから離間している状態から、駆動装置５９の駆動により、ギヤ６０ａ、６０ｂが時計方向に回転すると、扇形ギヤ６３は軸６３ａ周りに反時計方向に回動し、扇形ギヤ６３のロッド６３ｂがフレーム６１ａを引き戻す。これにより、押圧装置６１はスプリング６１ｂの付勢力により加圧ローラ５１ａを矢印Ａ方向に付勢し、加圧ローラ５１ａが加熱ローラ５１ｂと圧接する。加圧ローラ５１ａと加熱ローラ５１ｂとが圧接し、その間を記録媒体が通過することで、トナー画像が記録媒体に定着する。加圧ローラ５１ａを加熱ローラ５１ｂから離間するには、駆動装置５９を逆に駆動することにより、扇形ギヤ６３を時計方向に回動する。
【００３４】
ウォームギヤ５３ａから扇形ギヤ６３に至る駆動装置５９には、特にスプリング６１ｂの付勢力に抗して扇形ギヤ６３を回動させる時に高トルクが掛かるため、本発明に係る駆動装置５９を使用することで、突発的な異常トルクが発生し軸５４ａ、５４ｂ、５４ｃのいずれかが破損した場合にも、ギヤ５６の回転を維持することで装置全体の破損を防止し、破損部品の交換を待たずに定着装置５１を稼働し、画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３５】
【図１】（ａ）本発明の第１実施形態に係る駆動装置を第２フレーム側から示す斜視図（ｂ）本発明の第１実施形態に係る駆動装置を第１フレーム側から示す斜視図。
【図２】（ａ）本発明の第１実施形態に係る駆動装置が正常に作動している状態を示す断面図（ｂ）本発明の第１実施形態に係る駆動装置の回転軸が破損したまま作動している状態を示す断面図。
【図３】本発明の第２実施形態に係る駆動装置の断面図。
【図４】本発明の第３実施形態に係る駆動装置の断面図。
【図５】本発明の第４実施形態に係る駆動装置の断面図。
【図６】本発明の第５実施形態に係る駆動装置の第１フレームの斜視図。
【図７】本発明に係る駆動装置の使用例を示す斜視図。
【符号の説明】
【００３６】
１,１ａ,１ｂ,１ｃ,１ｄ  駆動装置
２,２ａ,２ｂ  回転軸
３,３ａ,３ｂ  第１フレーム
５,５ａ,５ｂ  第２フレーム
６,６ａ,６ｂ  ギヤ
７,７ａ,７ｂ  リブ
９  筒状部
１０,１０ａ,１０ｂ  環状突起
【図１】
2009097565.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
2009097565.tif 000007
【図６】
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【図７】
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