JP2005233305A - スプリングクラッチ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 駆動軸と従動軸との接合部に空隙が発生した場合でも、この空隙にコイルスプリングの１山が食い込むバネ落ち込み現象の発生を確実に防止する。
【解決手段】 従動軸５３の外周径Ｌ１を駆動軸５２の外周径Ｌ２より小径となるように形成し、かつ、駆動軸５２の接合面５２ａに形成された円筒状の凹部５２１に、従動軸５３の接合面５３ａ側の端部５３１を嵌め込んだ形の係合（遊嵌）構造とする。また、この駆動軸５２と従動軸５３の段差形状に合わせて、コイルスプリング５４の形状も、駆動軸５２及び従動軸５３の外周径に略等しい２段形状とする。すなわち、コイルスプリング５４は、駆動軸５２側に外嵌される大径側コイル部５４１と、従動軸５３側に外嵌される小径側コイル部５４２と、これら段差部を繋ぐための段差コイル部５４３とからなる。
【選択図】 図３

Description

本発明は、駆動軸の回転をコイルスプリングを介して選択的に従動軸に伝達するいわゆるワンウェイクラッチと称されるスプリングクラッチ装置に係り、例えばスキャナ装置、複写装置、ファクシミリ装置、またはこれら装置の何れかを組み合わせた複合機等の画像形成装置において、例えば用紙を給紙する給紙部の給紙ローラ（ピックアップローラ）の回転を制御するためのスプリングクラッチ装置に関する。

従来より、画像形成装置では、装置内に給紙部から画像形成部を経由して排紙部に至る用紙搬送経路が形成されており、カセットに収納されている用紙をこの用紙搬送経路に１枚ずつ給紙するための給紙ローラ（ピックアップローラ）が備えられている。この給紙ローラの回転により用紙搬送経路に用紙を給紙する。給紙ローラの回転により１枚ずつ用紙を給紙するためには、複数枚の用紙が連続して給紙されないように給紙ローラの回転を制御する必要がある。

そのため、従来の画像形成装置では、この給紙ローラの回転を制御するために、駆動軸の回転をコイルスプリングを介して選択的に従動軸に伝達するいわゆるワンウェイクラッチと称されるスプリングクラッチ装置が用いられている。

図６及び図７は、従来のスプリングクラッチ装置の一例を示している。

この従来例では、画像記録装置の給紙ローラ部において、上流側の低速ローラと下流側の高速ローラとの組み合わせ時に、上流側の低速ローラ部にワンウェイクラッチとしてスプリングクラッチ装置を使用している。

すなわち、用紙１０５を送り出すピックアップローラ１０６とセパレートローラ１０７とがアーム１１３で連結され、ギヤ１１４，１１５，１１６にて駆動が伝達されている。セパレートローラ１０７は軸１１２にスプリングクラッチ１１０を介して装着されており、軸１１２は図示しない駆動系より回転が与えられるようになっている。ピックアップローラ１０６はギヤ１１６の軸部にスプリングクラッチ１１１を介して装着されている。用紙が挿入され駆動が始まると、軸１１２に回転力が伝わり、スプリングクラッチ１１０が縮径してセパレートローラ１０７に駆動が伝わると同時に、ギヤ１１４，１１５，１１６を介して駆動が伝わり、スプリングクラッチ１１１が縮径してピックアップローラ１０６も紙を送る方向に回転を始める。その時アーム１１３は、セパレートローラ１０７の回転と同方向に回転トルクをうけ、下方に回動し、ピックアップーラ１０６が用紙１０５に接触して、紙送りが開始される。用紙１０５は、リタードローラ１０８にて１枚ずつ分離されるようになっている。用紙１０５が送られてフィードローラ１０９に到達すると、フィードローラ１０９はピックアップローラ１０６，セパレートローラ１０７の周速度より３０％程高速に回転しているため、ピックアップローラ１０６，セパレートローラ１０７の送り速度よりも速く紙送りが行われようとする。そのため、用紙１０５の引張り力がピックアップローラ１０６及びセパレートローラ１０７に対し、それぞれの軸の回転方向に作用し、その結果、スプリングクラッチ１１０及び１１１が拡径されて拘束力を失い、ピックアップローラ１０６及びセパレートローラ１０７がそれぞれの駆動軸に対して空転することで、紙送りがスムースに行われるようになっている（例えば、特許文献１の従来技術、図５及び図６参照）。

しかし、上記のようなスプリングクラッチでは、給紙ローラ部で用紙１枚を引っ張りだすため、小さな空転トルクが必要となる。そのため、スプリングの線径も小さくなり、駆動軸と従動軸（被駆動軸）との接合部に空隙が発生した場合には、その空隙にスプリングの一部が落ち込む、いわゆるバネ落ち込み現象が発生し、クラッチ作用を果たせなくなる等の問題があった。

図８は、従来のスプリングクラッチによるバネ落ち込み現象を説明するための図であり、同図（ａ）は斜視図、同図（ｂ），（ｃ）は通常時の状態（すなわち、バネ落ち込みが発生していない状態）の正面図及び断面図、同図（ｄ），（ｅ）はバネ落ち込み現象が発生している状態の正面図及び断面図をそれぞれ示している。

すなわち、駆動軸２０１と従動軸２０２との接合部に空隙の無い状態では、同図（ｂ），（ｃ）に示すように、コイルスプリング２０３が縮径しても駆動軸２０１と従動軸２０２との接合部においてバネ落ち込み現象は発生しない。一方、駆動軸２０１と従動軸２０２との接合部に空隙が発生している状態では、同図（ｄ），（ｅ）に示すように、コイルスプリング２０３が縮径することによって、駆動軸２０１と従動軸２０２との接合部に発生した空隙２０５にコイルスプリング２０３の一部（一山）２０３ａが落ち込むいわゆるバネ落ち込み現象が発生している。

このような駆動軸２０１と従動軸２０２との接合部の空隙２０５は、軸２０８に挿嵌された駆動軸２０１及び従動軸２０２を止め付けるための係止部材（Ｅリング等）２０９の止め付け位置に若干の遊び等があるために発生する。また、最初は空隙が無くても、長期使用による接合部の摩耗等によって空隙が発生する場合もある。

そこで、このようなバネ落ち込み現象の発生を防止したスプリングクラッチ装置が提案されている（上記特許文献１参照）。

上記特許文献１では、（１）駆動軸と従動軸との接合部をテーパ形状の嵌め合い構造（特許文献１の図１参照）としたり、（２）中空円筒形状のフィルムで駆動軸と従動軸の外表面を覆う構造（特許文献１の図２参照）としたり、（３）嵌め合い部の内外円筒部の間にコイルスプリングを配置する構造（特許文献１の図３及び図４参照）としたりすることによって、コイルスプリングのバネ落ち込み現象の発生を防止している。
特開平１０−９６４３６号公報

しかしながら、上記特許文献１の（１）の構造でも、接合部のテーパ面に空隙が発生した場合には、その空隙にコイルスプリングの一山が嵌まり込むバネ落ち込み現象が発生するといった問題があった。また、上記特許文献２の（２）の構造では、別途フィルムが必要であり、またこのフィルムも、接合部に空隙が発生した場合にバネ落ち込みを確実に防止し得るだけの充分な強度とコイルスプリングが圧接することによる摩耗に充分耐えうる耐久性が必要であるため、現実問題として実用性に乏しいといった問題があった。さらに、上記特許文献の（３）の構造では、嵌め合い部の内外円筒部の間にコイルスプリングを配置しているため、円筒部内の接合部において空隙が発生した場合には、この空隙にコイルスプリングの端部が嵌まり込むバネ落ち込み現象が発生するといった問題があった。そのため、上記特許文献１の各構造でも、バネ落ち込み現象を完全には防止し得ず、バネ落ち込み現象が繰り返されるとコイルスプリングが変形して、クラッチの動作不良を将来するといった問題があった。

本発明は係る問題点を解決すべく創案されたもので、その目的は、駆動軸と従動軸との接合部に空隙が発生した場合でも、この空隙にコイルスプリングの１山が食い込むバネ落ち込み現象の発生を確実に防止し得るスプリングクラッチ装置を提供することにある。

本発明のスプリングクラッチ装置によれば、ワンウェイクラッチに配置されるコイルスプリングの径を２段形状の異形スプリングとし、１つの径は駆動軸、他の１つの径は従動軸と略等しい径とすることにより、クラッチのＯＮ−ＯＦＦが繰り返されても、駆動軸と従動軸の空隙にスプリングの１山が食い込むといったバネ落ち込み現象の発生を確実に防止することができる。また、バネ落ち込み現象を確実に防止することで、クラッチ性能の低下を招来せず、耐久性の向上を図ることができる。

本発明のスプリングクラッチ装置は、同軸上に対向配置された駆動軸及び従動軸にコイルスプリングを外嵌し、駆動軸の回転をコイルスプリングを介して従動軸に選択的に伝達するスプリングクラッチ装置において、前記コイルスプリングを前記駆動軸及び従動軸の外周の径に略等しい２段形状とする。

この場合、従動軸の外周径が駆動軸の外周径より小径に形成されており、駆動軸の接合面に形成された円筒状の凹部に、従動軸の接合面側の端部を嵌め込んだ形の係合（遊嵌）構造としている。すなわち、駆動軸と従動軸とは互いの接合部において段差を持って係合しており、２段形状のコイルスプリングは、駆動軸と従動軸との接合部で段差を有する形状となっている。

コイルスプリングをこのような形状とすることにより、コイルスプリングの縮径時に該コイルスプリングが駆動軸と従動軸との間の空隙に挟まれない、すなわちバネ落ち込み現象の発生しない構造とすることができる。また、駆動軸と従動軸との間の空隙も、嵌合構造とすることにより発生しない。

また、２段形状のコイルスプリングの線径は、少なくとも駆動軸と従動軸との外周径の差に等しいかそれ以下とする。このようにコイルスプリングの線径を設定することにより、コイルスプリングが縮径したとき、端部が自由端となっている従動軸側のコイルスプリングが、端部が駆動軸に固定されている駆動軸側に引き寄せられても、コイルスプリングの段差部（小径側の例えば１山）が駆動軸と従動軸の段差部を駆動軸側（大径側）に乗り越えて引っ張られるといった不具合は発生しない。

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。

本実施形態では、本発明のスプリングクラッチ装置を画像形成装置である複合機の給紙ローラ部に適用した場合について説明する。

−複合機の全体構成の説明−
図１は、本実施形態に係る画像形成装置としての複合機１の内部構成の概略を示している。複合機１は、記録用紙（ＯＨＰ等の記録媒体を含む。）に画像を形成する画像形成モードとしてコピアモード、プリンタモード、ＦＡＸモードを有し、各モードはユーザによって選択される。

この複合機１は、原稿読取部としてのスキャナ部２、画像形成部３及び原稿自動給紙部４を備えている。以下、各部について説明する。

＜スキャナ部２の説明＞
スキャナ部２は、透明なガラス等で成る原稿台４１上に載置された原稿の画像や原稿自動給紙部４により１枚ずつ給紙される原稿の画像を読み取って画像データを作成する部分である。このスキャナ部２は、露光光源２１、複数の反射鏡２２，２３，２４、結像レンズ２５、光電変換素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）２６を備えている。

上記露光光源２１は、原稿自動給紙部４の原稿台４１上に載置された原稿や原稿自動給紙部４を搬送される原稿に対して光を照射するものである。各反射鏡２２，２３，２４は、図１に一点鎖線Ａで光路を示すように、原稿からの反射光を一旦図中左方向に反射させた後、下方に反射させ、その後、結像レンズ２５に向かうように図中右方向に反射させるようになっている。

原稿の画像読取動作として、上記原稿台４１上に原稿が載置された場合（「シート固定方式」として使用する場合）には、露光光源２１及び各反射鏡２２，２３，２４が原稿台４１に沿って水平方向に走査して、原稿全体の画像を読み取ることになる。一方、原稿自動給紙部４を搬送される原稿を読み取る場合（「シート移動方式」として使用する場合）には、露光光源２１及び各反射鏡２２，２３，２４が図１に示す位置に固定され、後述する原稿自動給紙部４の原稿読取部４２を原稿が通過する際にその画像を読み取ることになる。

上記各反射鏡２２，２３，２４で反射されて結像レンズ２５を通過した光は光電変換素子２６に導かれ、この光電変換素子２６において反射光が電気信号（原稿画像データ）に変換されるようになっている。

＜画像形成部３の説明＞
画像形成部３は、画像形成系３１と用紙搬送系３２とを備えている。

画像形成系３１は、レーザスキャニングユニット３１ａ及びドラム型の像担持体としての感光体ドラム３１ｂを備えている。レーザスキャニングユニット３１ａは、上記光電変換素子２６において変換された原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体ドラム３１ｂの表面に照射するものである。感光体ドラム３１ｂは、図１中に矢印で示す方向に回転し、レーザスキャニングユニット３１ａからのレーザ光が照射されることによってその表面に静電潜像が形成されるようになっている。

また、感光体ドラム３１ｂの外周囲には、上記レーザスキャニングユニット３１ａの他に、現像装置（現像機構部）３１ｃ、転写ユニット（転写機構部）３１ｄ、クリーニング装置（クリーニング機構部）３１ｅ、図示しない除電器、帯電ユニット３１ｆが周方向に亘って順に配設されている。現像装置３１ｃは、感光体ドラム３１ｂの表面に形成された静電潜像をトナー（顕像化物質）により可視像に現像するものである。転写ユニット３１ｄは、感光体ドラム３１ｂの表面に形成されたトナー像を記録媒体としての記録用紙に転写するものである。クリーニング装置３１ｅは、トナー転写後において感光体ドラム３１ｂの表面に残留したトナーを除去するようになっている。除電器は、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷を除去するものである。帯電ユニット３１ｆは、静電潜像が形成される前の感光体ドラム３１ｂの表面を所定の電位に帯電させるようになっている。

このため、記録用紙に画像を形成する際には、帯電ユニット３１ｆによって感光体ドラム３１ｂの表面が所定の電位に帯電され、レーザスキャニングユニット３１ａが原稿画像データに基づいたレーザ光を感光体ドラム３１ｂの表面に照射する。その後、現像装置３１ｃが感光体ドラム３１ｂの表面にトナーによる可視像を現像し、転写ユニット３１ｄによって、トナー像が記録用紙に転写される。更に、その後、感光体ドラム３１ｂの表面に残留したトナーはクリーニング装置３１ｅによって除去されると共に、感光体ドラム３１ｂの表面の残留電荷が除電器によって除去される。これにより、記録用紙への画像形成動作（印字動作）の１サイクルが終了する。このサイクルが繰り返されることにより、複数枚の記録用紙に対して連続的に画像形成を行うことができるようになっている。

一方、用紙搬送系３２は、用紙収容部としての用紙カセット３３に収容された記録用紙、または手差トレイ３４に載置された記録用紙を１枚ずつ搬送して上記画像形成系３１による画像形成を行わせると共に、画像形成された記録用紙を用紙排出部としての排紙トレイ３５へ排出するものである。

この用紙搬送系３２は、主搬送路３６と反転搬送路３７とを備えている。主搬送路３６の一端側は２つに分岐されており、一方の分岐端は用紙カセット３３の排出側に対向していると共に、他方の分岐端は手差トレイ３４の排出側に対向している。また、主搬送路３６の他端は排紙トレイ３５に対向している。反転搬送路３７は、一端が転写ユニット３１ｄの配設位置よりも上流側（図中下側）で主搬送路３６に繋がっていると共に、他端が転写ユニット３１ｄの配設位置よりも下流側（図中上側）で主搬送路３６に繋がっている。

主搬送路３６の一方の分岐端（用紙カセット３３の排出側に対向する部分）には断面が半円状のピックアップローラ３６ａが配設されている。このピックアップローラ３６ａの回転により、用紙カセット３３に収容されている記録用紙を１枚ずつ間欠的に主搬送路３６に給紙できるようになっている。同様に、主搬送路３６の他方の分岐端（手差トレイ３４の排出側に対向する部分）には断面が半円状のピックアップローラ３６ｂが配設されている。このピックアップローラ３６ｂの回転により、手差カセット３４に載置されている記録用紙を１枚ずつ間欠的に主搬送路３６に給紙できるようになっている。

この主搬送路３６における転写ユニット３１ｄの配設位置よりも上流側には、レジストローラ３６ｄが配設されている。このレジストローラ３６ｄは、感光体ドラム３１ｂ表面のトナー像と記録用紙との位置合わせを行いながら記録用紙を搬送するものである。

また、レジストローラ３６ｄの配置位置よりもさらに上流側であって、主搬送路３６の分岐部よりも下流側には、搬送されてきる記録用紙の端部を検出する用紙検出器３６ｃが配設されている。用紙検出器３６ｃは、後述する記録用紙の重送を検出する重送検出手段としての役目と、記録用紙の後端を検知する後端検知手段としての役目を担っている。

主搬送路３６における転写ユニット３１ｄの配設位置よりも下流側には、記録用紙に転写されたトナー像を加熱により定着させるための一対の定着ローラ（加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂ）を備えた定着装置（定着機構部）３９が配設されている。更に、主搬送路３６の下流端には、記録用紙を排紙トレイ３５に排紙するための排出ローラ３６ｅが配設されている。

主搬送路３６に対する反転搬送路３７の上流端の接続位置には分岐爪３８が配設されている。この分岐爪３８は、図１に実線で示す第１位置とこの第１位置から図中反時計回り方向に回動して反転搬送路３７を開放する第２位置との間で水平軸回りに回動自在となっている。この分岐爪３８が第１位置にあるときには記録用紙が排紙トレイ３５に向けて搬送され、第２位置にあるときには記録用紙が反転搬送路３７へ供給可能となっている。反転搬送路３７には搬送ローラ３７ａが配設されており、記録用紙が反転搬送路３７に供給された場合（所謂スイッチバック搬送により記録用紙が反転搬送路３７に供給された場合）には、この搬送ローラ３７ａによって記録用紙が搬送され、レジストローラ３６ｄの上流側で記録用紙が反転されて再び転写ユニット３１ｄに向かって主搬送路３６を搬送されるようになっている。つまり、記録用紙の裏面に対して画像形成が行えるようになっている。

＜原稿自動給紙部４の説明＞
原稿自動給紙部４は、所謂自動両面原稿搬送装置として構成されている。この原稿自動給紙部４は、シート移動式として使用可能であって、原稿載置部としての原稿トレイ４３、中間トレイ４４、原稿排出部としての原稿排紙トレイ４５及び各トレイ４３，４４，４５間で原稿を搬送する原稿搬送系４６を備えている。

上記原稿搬送系４６は、原稿トレイ４３に載置された原稿を、原稿読取部４２を経て中間トレイ４４または原稿排紙トレイ４５へ搬送するための主搬送路４７と、中間トレイ４４上の原稿を主搬送路４７に供給するための副搬送路４８とを備えている。

主搬送路４７の上流端（原稿トレイ４３の排出側に対向する部分）には原稿ピックアップローラ４７ａ及び捌きローラ４７ｂが配設されている。捌きローラ４７ｂの下側には捌き板４７ｃが配設されており、原稿ピックアップローラ４７ａの回転に伴って原稿トレイ４３上の原稿のうちの１枚がこの捌きローラ４７ｂと捌き板４７ｃとの間を通過して主搬送路４７に給紙されるようになっている。主搬送路４７と副搬送路４８との合流部分（図中Ｂ部分）よりも下流側にはＰＳローラ４７ｅ，４７ｅが配設されている。このＰＳローラ４７ｅ，４７ｅは、原稿の先端とスキャナ部２の画像読取タイミングとを調整して原稿を原稿読取部４２に供給するものである。つまり、このＰＳローラ４７ｅ，４７ｅは原稿が供給された状態でその原稿の搬送を一旦停止し、上記タイミングを調整して原稿を原稿読取部４２に供給するようになっている。

原稿読取部４２は、プラテンガラス４２ａと原稿押え板４２ｂとを備え、ＰＳローラ４７ｅ，４７ｅから供給された原稿がプラテンガラス４２ａと原稿押え板４２ｂとの間を通過する際に、上記露光光源２１からの光がプラテンガラス４２ａを通過して原稿に照射されるようになっている。この際、上記スキャナ部２による原稿画像データの取得が行われる。上記原稿押え板４２ｂの背面（上面）には図示しないコイルスプリングによる付勢力が付与されている。これにより、原稿押え板４２ｂがプラテンガラス４２ａに対して所定の押圧力をもって接触しており、原稿が原稿読取部４２を通過する際にプラテンガラス４２ａから浮き上がることを阻止している。

プラテンガラス４２ａの下流側には、搬送ローラ４７ｆ及び原稿排紙ローラ４７ｇが備えられている。プラテンガラス４２ａ上を通過した原稿が搬送ローラ４７ｆ及び原稿排紙ローラ４７ｇを経て中間トレイ４４または原稿排紙トレイ４５へ排紙される構成となっている。

原稿排紙ローラ４７ｇと中間トレイ４４との間には中間トレイ揺動板４４ａが配設されている。この中間トレイ揺動板４４ａは、中間トレイ４４側の端部が揺動中心とされて、図中実線で示すポジション１とこのポジション１から上方へ跳ね上げられたポジション２との間で揺動可能となっている。中間トレイ揺動板４４ａがポジション２にある場合には原稿排紙ローラ４７ｇから排紙された原稿は原稿排紙トレイ４５へ回収される。一方、中間トレイ揺動板４４ａがポジション１にある場合には原稿排紙ローラ４７ｇから排紙された原稿は中間トレイ４４へ排出されるようになっている。この中間トレイ４４への排紙時には、原稿の端縁が原稿排紙ローラ４７ｇ，４７ｇ間に挟持された状態となっており、この状態から原稿排紙ローラ４７ｇが逆回転することによって原稿が副搬送路４８に供給され、この副搬送路４８を経て再び主搬送路４７に送り出されるようになっている。この原稿排紙ローラ４７ｇの逆回転動作は、主搬送路４７への原稿の送り出しと画像読取タイミングとを調整して行われる。これにより、原稿の裏面の画像が原稿読取部４２によって読み取られるようになっている。

−複合機の基本動作説明−
以上の如く構成された複合機１の動作として、先ず、本複合機１が、プリンタとして機能する場合（プリンタモード）には、パーソナルコンピュータ等のホスト装置から送信された印字データ（イメージデータやテキストデータ）を受信し、この受信した印字データ（プリントデータ）を図示しないバッファ（メモリ）に一旦格納していく。このバッファへのプリントデータの格納と共に、バッファからのプリントデータの読み出しを順次行って、この読み出したプリントデータに基づき、上述した画像形成部３の画像形成動作により記録用紙に画像形成が行われる。

また、本複合機１がスキャナとして機能する場合（ＦＡＸモード）には、上記スキャナ部２によって読み取った原稿のスキャン画像データをバッファに一旦格納していく。このバッファへのスキャン画像データの格納と共に、バッファからホスト装置へのスキャン画像データの送信を順次行って、このホスト装置のディスプレイ等に画像表示する。

さらに、本複合機１がコピー機として機能する場合（コピアモード）には、上記スキャナ機能によって読み取った原稿画像データに基づき画像形成部３の画像形成動作によって記録用紙に画像形成が行われることになる。

ここで、コピアモードについてさらに詳しく説明する。

−コピアモードでの画像形成動作の説明−
コピアモードにおいて原稿の画像を記録用紙にコピーする際、スキャナ部２の原稿台４１または原稿トレイ４３にコピーしたい原稿を載置した後、図示しない操作パネル部に設けられた各入力キーを押下して印字枚数、印字倍率等の設定入力を行い、図示しないスタートキーを押下してコピー動作を開始する。

スタートキーが押されると、複合機１は、ピックアップローラ３６ａまたは３６ｂが回転して用紙カセット３３または手差トレイ３４から主搬送路３６に記録用紙が給紙される。給紙された記録用紙は、主搬送路３６上に設けられたレジストローラ３６ｄに搬送される。レジストローラ３６ｄに搬送された記録用紙の搬送方向の先端部は、用紙に転写されるべき感光体ドラム３１ｂ上に形成されるトナー画像との位置合わせを行うため、記録用紙の副走査方向とレジストローラ３６ｄの軸方向とが平行になるように、レジストローラ３６ｄによってチャックされる。

スキャナ部２によって読み取られた画像データは、入力キー等を用いて入力された条件で画像処理が施された後、レーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）３１ａにプリントデータとして送信される。ＬＳＵ３１ａは、帯電器３１ｆによって所定の電位に帯電された感光体ドラム３１ｂ表面に、図示しないポリゴンミラー及び各種レンズを介して上記画像データに基づいたレーザ光を照射して静電潜像を形成する。

その後、現像装置３１ｃの図示しない現像槽中に設けられた感光体ドラム３１ｂに対向するＭＧローラ３１ｃ１の表面に付着しているトナーが、感光体ドラム３１ｂ表面上の電位ギャップに応じて感光体ドラム３１ｂ表面に引き寄せられて付着し、静電潜像が顕像化される。感光体ドラム３１ｂ上に残留したトナーは、図示しないドラムユニットのクリーニングブレードによって掻き取られ、図示しないクリーナユニットによって回収される。

次いで、レジストローラ３６ｄによって、レジストローラ３６ｄにチャックされている記録用紙と、感光体ドラム３１ｂ表面に形成されたトナー画像との位置が合わせられ（タイミングが調整され）、記録用紙を感光体ドラム３１ｂと転写ユニット３１ｄとの間に搬送する。次に、転写ユニット３１ｄに設けられた図示しない転写ローラを用いて感光体ドラム３１ｂ表面のトナー画像を上記記録用紙に転写する。

トナー画像の転写が終了した記録用紙は、定着装置３９の加熱ローラ３９ａ及び加圧ローラ３９ｂ間を通過することで熱と圧力が加えられるとともにトナー画像が溶融・固着され、排出ローラ３６ｅによって排紙トレイ３５に排出される。

−制御系のブロック構成の説明−
図２は、本複合機１の制御系の基本構成を示す機能ブロック図である。

本複合機１には、搭載されている各機器（スキャナ部２、画像形成部３、原稿自動給紙部４）を統括的に制御するためのメインＣＰＵ７１が備えられており、このメインＣＰＵ７１に、原稿の自動給紙を制御する原稿給紙制御部７２、画像形成部３の各部を制御する帯電制御部７３、現像制御部７４、転写制御部７５、定着制御部７６、用紙の端部を検出する用紙検出器３６ｃを備えた用紙搬送制御部７７がそれぞれ双方向に接続されている。また、メインＣＰＵ７１には、操作者が入力操作を行う図示しない操作パネル部からの信号を出力したり、メインＣＰＵ７１からの信号に応じて操作パネル部上に表示動作を行わせる操作制御部７８も接続されている。

以上が、複合機の全体説明である。

上記構成の複合機において、画像形成動作時に用紙カセット３３に収容された記録用紙をピックアップローラ３６ａの回転により１枚ずつ間欠的に主搬送路３６に給紙するのであるが、本実施形態では、このピックアップローラ３６ａの回転制御に本発明に係わるスプリングクラッチ装置を用いている。

−本実施形態に係わるスプリングクラッチ装置の説明−
図３は、本発明に係わるスプリングクラッチ装置の構造を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図である。

本発明のスプリングクラッチ装置は、図示しない駆動モータにギヤ等を介して連係された回転軸５１に嵌挿する形で駆動軸５２と従動軸５３とが対向配置されている。この例では、駆動軸５２が回転軸５１に固定され、図１に示すピックアップローラ３６ａに回転を伝える従動軸５３が回転軸５１に対して回転自在に支持されており、これら駆動軸５２及び従動軸５３にコイルスプリング５４が外嵌されている。コイルスプリング５４は、駆動軸５２側の端部５４ａが駆動軸５２に固定されており、従動軸５３側の端部５４ｂは自由端となっている。ただし、図３では、スプリングコイル５４の断面形状を矩形状としているが、円形状等であっても良い。

このような構造において、本実施形態では、従動軸５３の外周径Ｌ１が駆動軸５２の外周径Ｌ２より小径（Ｌ１＜Ｌ２）となるように形成されており、かつ、駆動軸５２の接合面５２ａに形成された円筒状の凹部５２１に、従動軸５３の接合側端部５３１を嵌め込んだ形の係合（遊嵌）構造としている。すなわち、駆動軸５２と従動軸５３とは互いの接合部（具体的には、駆動軸５２の接合面５２ａ部分）において段差を持って係合している。

また、この駆動軸５２と従動軸５３の段差形状に合わせて、コイルスプリング５４の形状も、駆動軸５２及び従動軸５３の外周径に略等しい２段形状としている。すなわち、コイルスプリング５４は、駆動軸５２側に外嵌される大径側コイル部５４１と、従動軸５３側に外嵌される小径側コイル部５４２と、これら段差部を繋ぐための一山の段差コイル部５４３とからなる。

駆動軸５２と従動軸５３との形状をこのような段差形状とし、さらにコイルスプリング５４もこれに合わせた２段形状とすることにより、コイルスプリング５４の縮径時に該コイルスプリング５４が駆動軸５２と従動軸５３との間の空隙（実質的には発生しない）に挟まれない、すなわちバネ落ち込み現象の発生しない構造とすることができる。

また、図４に示すように、駆動軸５２と従動軸５３との間に空隙Ｐが発生しても、この空隙Ｐは、駆動軸５２の凹部５２１内の内部接合面５２ａ１，５３ａ１において発生するため、コイルスプリング５４が落ち込む心配はない。

また、コイルスプリング５４の線径（厚み）ｔ１は、少なくとも駆動軸５２と従動軸５３との外周径の差ｔ２（＝Ｌ２−Ｌ１）に等しいかそれ以下とする。すなわち、図５に段差部分を一部拡大して示すように、コイルスプリング５４の線径（厚み）ｔ１の半分（すなわち、コイルスプリング５４が図示の如く断面円形状のコイルである場合には半径）が、駆動軸５２と従動軸５３との段差（ｔ２／２）に等しいかそれ以下とする。図５（ａ）は、コイル自体の半径（ｔ１／２）が段差（ｔ２／２）に等しい場合を図示しており、同図（ｂ）はコイル自体の半径（ｔ１／２）が段差（ｔ２／２）以下の場合を図示しており、同図（ｃ）は、コイル自体の直径（ｔ１）が段差（ｔ２／２）以下の場合を図示している。

このようにコイルスプリング５４の線径ｔ１を設定することにより、コイルスプリング５４が縮径したとき、従動軸５３である小径側スプリング部５４２が駆動軸５２側に引き寄せられても、コイルスプリング５４の小径側コイル部５４２が駆動軸５２と従動軸５３の段差部を駆動軸２側（大径側）に乗り越えて引っ張られるといった不具合は発生しない。

なお、本実施形態では、給紙ローラ部に本発明のスプリングクラッチ装置を用いた場合を例に挙げて説明しているが、この他にも、例えば図示しないトナー補給ボトルの補給ローラの回転制御を、現像スリーブを回転しているモータの同一駆動部から連結させて行っている場合にも、この連係部分に本発明のスプリングクラッチ装置を用いることが可能である。また、本発明のスプリングクラッチ装置は、画像形成装置に限定されるものではなく、ワンウェイクラッチ全般に適用される技術である。

本発明のスプリングクラッチ装置が適用される画像形成装置としての複合機の内部構成を示す概略図である。 本実施形態の複合機の制御系の基本構成を示す機能ブロック図である。 本発明のスプリングクラッチ装置の構造を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は正面図、（ｃ）は断面図である。 本発明のスプリングクラッチ装置の構造を示しており、（ａ）は正面図、（ｂ）は断面図である。 駆動軸と従動軸との段差とコイルスプリングの線形との関係を示す説明図である。 従来の画像形成装置における給紙ローラ部の構造を示す断面図である。 従来の画像形成装置における給紙ローラ部の構造を示す斜視図である。 従来のスプリングクラッチ装置の構造を示しており、（ａ）は斜視図、（ｂ）は接合部に隙間が無い場合の正面図、（ｃ）は接合部に隙間が無い場合の断面図、（ｄ）は接合部に隙間が有る場合の正面図、（ｅ）は接合部に隙間が有る場合の断面図である。

符号の説明

１ 複合機
２ スキャナ部
３ 画像形成部
４ 原稿自動給紙部
３１ 画像形成系
３１ｂ 感光体ドラム
３２ 用紙搬送系
３３ 用紙カセット
３４ 手差トレイ
３６ 主搬送路
３６ａ，３６ｂ ピックアップローラ
３６ｃ 用紙検出器
３６ｄ レジストローラ
３７ 反転搬送路
３９ 定着機構部
３９ａ 加熱ローラ
３９ｂ 加圧ローラ
５１ 回転軸
５２ 駆動軸
５２ａ，５２ａ１ 接合面
５２１ 凹部
５３ 従動軸
５３ａ，５３ａ１ 接合面
５３１ 端部
５４ コイルスプリング
５４１ 大径側コイル部
５４２ 小径側コイル部
５４３ 段差コイル部
７１ メインＣＰＵ
７２ 原稿給紙制御部
７３ 帯電制御部
７４ 現像制御部
７５ 転写制御部
７６ 定着制御部
７７ 用紙搬送制御部
７８ 操作制御部

Claims (5)

1. 同軸上に対向配置された駆動軸及び従動軸にコイルスプリングを外嵌し、駆動軸の回転をコイルスプリングを介して従動軸に選択的に伝達するスプリングクラッチ装置において、
   前記コイルスプリングを前記駆動軸及び従動軸の外周の径に略等しい２段形状とすることにより、前記コイルスプリングの縮径時に該コイルスプリングが前記駆動軸と従動軸との間の空隙に挟まれないようにしたことを特徴とするスプリングクラッチ装置。
2. 前記２段形状のコイルスプリングの線径が、少なくとも前記駆動軸と従動軸との外周径の差に等しいかそれ以下であることを特徴とする請求項１に記載のスプリングクラッチ装置。
3. 前記２段形状のコイルスプリングは、前記駆動軸と従動軸との接合部で段差を有することを特徴とする請求項１に記載のスプリングクラッチ装置。
4. 前記駆動軸と従動軸とが互いの接合部において段差を持って係合していることを特徴とする請求項１に記載のスプリングクラッチ装置。
5. 前記係合部が凹凸形状であることを特徴とする請求項４に記載のスプリングクラッチ装置。
   
   

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