JP2007072448A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】当接部と被当接部との間に遊びを設けた場合に、ユニット装着後の最初の駆動時に発生していた当接部と被当接部との衝突による衝撃を緩和する。
【解決手段】画像形成装置における駆動出力ギヤと駆動源との間の駆動伝達機構に設けられた駆動力伝達方向における上流側回転部材と下流側回転部材とを３６０°未満の範囲内で相対的に回転自在な構成とする。また、駆動源からの駆動力により上流側回転部材が回転すると上流側回転部材の当接部が下流側回転部材の被当接部に当接して上流側回転部材と下流側回転部材とが一体になって回転する構成とする。そして、駆動制御手段により、画像形成装置本体に対するユニットの装着後に駆動源が最初に駆動するとき、当接部が被当接部に当接する時の駆動源の駆動速度が画像形成動作時における駆動速度よりも遅くなるような衝撃緩衝制御を行う。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像形成装置本体側の駆動源からの駆動力により回転駆動する回転体を備えたユニットを画像形成装置本体に対して着脱自在に備えたファクシミリ、プリンタ、複写機等の画像形成装置に関するものである。

この種の画像形成装置においては、装置本体側からの駆動力をユニット側の回転体へ伝達する駆動伝達機構として、ギヤ駆動伝達機構を用いたものが知られている（特許文献１、特許文献２等）。この画像形成装置は、駆動源に接続された駆動出力ギヤを装置本体側に有し、かつ、回転体に接続された駆動入力ギヤをユニット側に有する。そして、ユニットが装置本体の所定の装着位置に位置決めされると、これらのギヤが互いに適正に噛み合った状態になるように構成されている。このような画像形成装置では、装置本体へユニットを装着する際、ユニット側の駆動入力ギヤが装置本体側の駆動出力ギヤに接触した後に、少なくとも一方のギヤが回転してこれらのギヤが互いに適正に噛み合った状態になる。

このような画像形成装置の中には、装置本体側の駆動源と駆動出力ギヤとの間の駆動伝達機構及びユニット側の回転体と駆動入力ギヤとの間の駆動伝達機構がそれぞれ一体的に構成されているものがある。この画像形成装置では、ユニット装着時に駆動入力ギヤが駆動出力ギヤに接触して少なくとも一方のギヤが回転するときに、駆動源や回転体による回転負荷が加わる。そのため、ユニットを装着するユーザーは、その回転負荷に抗する力でユニットを装着しなければならず、ユニットの装着時における取扱性が悪いという不具合があった。

図１３は、上記特許文献１に記載の画像形成装置の駆動伝達系を示す説明図である。
この画像形成装置は、装置本体に、ユニット側の駆動入力ギヤ１２３に噛み合う駆動出力ギヤ１３４と、図示しない駆動源で駆動される駆動伝達ギヤ１３３とが、互いに対向するようにして回転軸１３５に回転自在に支持されている。駆動出力ギヤ１３４には、図１４に示すように、駆動伝達ギヤ１３３と対向する面上に、軸方向へ突出した２つの被当接部１３４ａが設けられている。これらの被当接部１３４ａは、回転軸１３５を中心とした同一円周上に互いに等間隔で配置されている。一方、駆動伝達ギヤ１３３にも、図１５に示すように、駆動出力ギヤ１３４と対向する面上に、軸方向へ突出した２つの当接部１３３ｂが設けられている。これらの当接部１３３ｂも、回転軸１３５を中心とした同一円周上に互いに等間隔で配置されている。当接部１３３ｂと被当接部１３４ａは、図１３に示すように、駆動伝達ギヤ１３３が回転するときに互いに当接する位置にそれぞれ配置されている。よって、駆動伝達ギヤ１３３が駆動源からの駆動力により回転すると、その当接部１３３ｂが駆動出力ギヤ１３４の被当接部１３４ａに当接する。その後、当接部１３３ｂと被当接部１３４ａとが当接した状態で、駆動出力ギヤ１３４は駆動伝達ギヤ１３３と一体となって回転軸１３５を回転中心として回転する。

この画像形成装置においては、当接部１３３ｂと被当接部１３４ａとの間に遊びが設けられている。よって、ユニット装着時にユニット側の駆動入力ギヤ１２３が装置本体側の駆動出力ギヤ１３４と接触したときに、その駆動出力ギヤ１３４が上記遊びの範囲内で回転するように構成すれば、ユニット装着の際、ユニット側の回転体や装置本体側の駆動源の回転負荷を受けずに駆動出力ギヤ１３４が回転する。したがって、この画像形成装置によれば、上記不具合を解消することが可能である。

また、特許文献２に記載の画像形成装置は、現像装置（ユニット）が装置本体に対して着脱自在に構成されている。この現像装置に設けられた駆動入力ギヤと現像スリーブ（回転体）の回転軸とは、互いに同軸となるように構成されている。そして、これらの駆動入力ギヤ及び現像スリーブの回転軸にも、上記特許文献１に記載の画像形成装置における駆動伝達ギヤ１３３及び駆動出力ギヤ１３４の場合と同様に、当接部及び被当接部が設けられている。よって、駆動源からの駆動力により駆動入力ギヤが回転すると、その駆動入力ギヤ上の当接部が現像スリーブの回転軸上の被当接部に当接し、現像スリーブが回転する。そして、この画像形成装置でも、当接部と被当接部との間に遊びが設けられている。また、この画像形成装置では、現像装置の装着時に現像装置側の駆動入力ギヤが装置本体側の駆動出力ギヤと接触したとき、その駆動入力ギヤは遊びの範囲内で回転するように構成されている。更に、この画像形成装置においては、現像スリーブの回転軸と駆動入力ギヤとの間にコイルスプリングが介在している。このコイルスプリングは、現像スリーブを正規方向に回転させるときに当接部と被当接部とが互いに当接するように、現像スリーブの回転軸と駆動入力ギヤとを付勢するものである。このコイルスプリングの付勢力は、現像スリーブの回転トルクよりも小さい。しかも、この画像形成装置では、現像装置の装着時に現像装置側の駆動入力ギヤが正規方向とは逆方向に回転するように構成されている。よって、現像装置の装着時に発生する回転負荷は、コイルスプリングの付勢力によるものとなり、現像スリーブによる回転負荷よりも小さい。したがって、この画像形成装置においても、上記不具合を解消することが可能である。

特開平１１−３１５８９１号公報 特開昭６２−２３７４７６号公報

ところが、上記特許文献２に記載の画像形成装置では、現像装置の装着が完了したとき、当接部と被当接部とが互いに離間した状態になる。そのため、ユニット装着後の最初の駆動時に当接部と被当接部とが互いに衝突し、瞬間的に大きい負荷が駆動源や各ギヤの歯面に加わって故障の原因となり得るという問題があった。
また、上記特許文献１に記載の画像形成装置では、ユニット装着後の最初の駆動時に、駆動源を駆動して互いに離間した状態になっている当接部と被当接部とを画像形成動作前に予め当接状態にしておく。そして、画像形成動作時にあらかめて駆動源の駆動を開始して画像形成を行う。この画像形成装置でも、ユニット装着後の最初の駆動時に当接部と被当接部とを当接状態にする際、当接部と被当接部とが互いに衝突し、瞬間的に大きい負荷が駆動源や各ギヤの歯面に加わって故障の原因となり得るという問題があった。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、当接部と被当接部との間に遊びを設けた場合に、ユニット装着後の最初の駆動時に発生していた当接部と被当接部との衝突による衝撃を緩和することができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、画像形成装置本体側に設けられる駆動源と、該駆動源を制御する駆動制御手段と、該駆動源からの駆動力により回転駆動する回転体を有し、該画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたユニットと、該画像形成装置本体側に設けられ、該駆動源に接続された駆動出力ギヤと、該ユニット側に設けられ、該回転体に接続された駆動入力ギヤとを備えており、該画像形成装置本体に対する該ユニットの装着時に、該駆動出力ギヤと該駆動入力ギヤとが互いに接触することで少なくとも一方のギヤが回転して所定の噛み合い状態になるように構成された画像形成装置において、上記駆動出力ギヤと上記駆動源との間の駆動伝達機構又は上記駆動入力ギヤと上記回転体との間の駆動伝達機構に設けられた駆動力伝達方向における上流側回転部材と下流側回転部材とを３６０°未満の範囲内で相対的に回転自在な構成とし、かつ、駆動源からの駆動力により該上流側回転部材が回転すると該上流側回転部材の当接部が該下流側回転部材の被当接部に当接して該上流側回転部材と該下流側回転部材とが一体になって回転する構成とし、上記駆動制御手段は、上記画像形成装置本体に対する上記ユニットの装着後に該駆動源が最初に駆動するとき、該当接部が該被当接部に当接する時の該駆動源の駆動速度が画像形成動作時における駆動速度よりも遅くなるような衝撃緩衝制御を行うことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記駆動制御手段が行う衝撃緩衝制御は、上記画像形成装置本体に対する上記ユニットの装着後に上記駆動源が最初に駆動するときの該駆動源の立ち上がり時間を、該当接部が該被当接部に当接するまでの時間よりも長くする制御であり、該駆動制御手段は、該衝撃緩衝制御を行った後の該駆動源の立ち上がり時間については、該当接部が該被当接部に当接するまでの時間よりも短くなるように制御することを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記駆動制御手段は、上記画像形成装置本体に対する上記ユニットの装着後であって、該装着後の最初の画像形成動作時における上記駆動源の駆動開始前に、上記衝撃緩衝制御を行って該駆動源の駆動を停止させることを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記駆動制御手段が上記衝撃緩衝制御を行うとき、画像形成動作時に駆動する他の駆動機構の動作を停止させることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、上記ユニットが上記画像形成装置本体の所定の装着位置に装着されたことを検知するための検知手段を備えており、上記駆動制御手段は、該検知手段の検知結果に応じて上記衝撃緩衝制御を開始することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、上記ユニットは、潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様帯電する帯電装置、該潜像担持体表面の潜像を現像して可視像化する現像装置、及び該潜像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置のうちの少なくとも１つの装置とを備えたプロセスカートリッジであることを特徴とするものである。

本発明においては、装置本体側又はユニット側の駆動伝達機構に、駆動力伝達方向における上流側回転部材と下流側回転部材とが設けられいる。これらの回転部材は３６０°未満の範囲内で相対的に回転自在な構成となっており、かつ、駆動源からの駆動力により上流側回転部材が回転すると、上流側回転部材の当接部が下流側回転部材の被当接部に当接して、これらの回転部材とが一体になって回転する。よって、当接部と被当接部との当接方向において、これらの当接部と被当接部との間には、いわゆる遊びが設けられている。
そして、本発明では、画像形成装置本体に対するユニットの装着後に駆動源が最初に駆動するとき、駆動制御手段が衝撃緩衝制御を行う。これにより、上記当接部が上記被当接部に当接する時の駆動源の駆動速度が画像形成動作時における駆動速度よりも遅くなる。その結果、画像形成動作時の駆動速度で駆動源を駆動させて当接部と被当接部とが衝突する場合に比べて、その衝撃が緩和される。

本発明によれば、当接部と被当接部との間に遊びを設けているが、ユニット装着後の最初の駆動時に、画像形成動作時の駆動速度で駆動源を駆動させて当接部と被当接部とが衝突する場合に比べて、その衝撃を緩和することができるという優れた効果が奏される。

以下、本発明を、電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。
図２は、本実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。このプリンタ１００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、それぞれ「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」と記す。）の可視像たるトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋを備えている。これらは、画像形成剤として、互いに異なる色のＹトナー、Ｍトナー、Ｃトナー、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。各プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、それぞれプリンタ１００本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっており、寿命到達時に交換される。以下、Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを例に挙げて説明する。

図３は、Ｙトナー像を生成するためのプロセスカートリッジ６Ｙを示す概略構成図である。
このプロセスカートリッジ６Ｙは、潜像担持体としての感光体ドラム１Ｙ、ドラムクリーニング装置２Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。上記帯電装置４Ｙは、図示しないドラム駆動機構によって図中時計回りに回転せしめられる感光体ドラム１Ｙの表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体ドラム１Ｙの表面は、レーザ光Ｌによって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。このＹ静電潜像は、Ｙトナーを用いる現像装置５ＹによってＹトナー像に現像される。そして、中間転写ベルト８上に中間転写される。ドラムクリーニング装置２Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体ドラム１Ｙ表面に残留したトナーを除去する。また、上記除電装置は、クリーニング後の感光体ドラム１Ｙの残留電荷を除電する。この除電により、感光体ドラム１Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他のプロセスカートリッジ６Ｍ，６Ｃ，６Ｋにおいても、同様にして各感光体ドラム１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上にそれぞれＭトナー像、Ｃトナー像、Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト８上に中間転写される。

また、図２に示したように、各プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの図中下方には、露光装置７が配設されている。潜像形成手段たる露光装置７は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋにおけるそれぞれの感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに照射して露光する。この露光により、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上にそれぞれＹ静電潜像、Ｍ静電潜像、Ｃ静電潜像、Ｋ静電潜像が形成される。なお、露光装置７は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体ドラムに照射するものである。

また、図２において、露光装置７の図中下側には、紙収容カセット２６、これらに組み込まれた給紙ローラ２７、レジストローラ対２８など有する給紙手段が配設されている。紙収容カセット２６は、記録材としての転写紙Ｐを複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の転写紙Ｐには給紙ローラ２７を当接させている。給紙ローラ２７が図示しない駆動機構によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Ｐがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給紙される。レジストローラ対２８は、転写紙Ｐを挟み込むべく両ローラを回転駆動するが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

また、図２において、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの図中上方には、被転写材である中間転写体としての中間転写ベルト８を張架しながら無端移動せしめる中間転写ユニット１５が配設されている。この中間転写ユニット１５は、中間転写ベルト８のほか、ベルトクリーニング装置１０などを備えている。また、４つの１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ、２次転写バックアップローラ１２、クリーニングバックアップローラ１３、テンションローラ１４なども備えている。中間転写ベルト８は、これら７つのローラに張架されながら、少なくともいずれか１つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、それぞれ、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト８を各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト８の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス極性）の転写バイアスを印加する方式のものである。１次転写バイアスローラ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト８は、その無端移動に伴ってＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ上のＹトナー像、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト８上に４色重ね合わせトナー像（以下、「４色トナー像」という。）が形成される。
また、上記中間転写ユニット１５には、中間転写ベルト８が感光体ドラム１Ｋに接触した状態で、中間転写ベルト８を感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃに対して接離するための図示しない接離機構も設けられている。

上記２次転写バックアップローラ１２は、２次転写ローラ１９との間に中間転写ベルト８を挟み込んで２次転写ニップを形成している。中間転写ベルト８上に形成された４色トナー像は、この２次転写ニップで転写紙Ｐに転写される。そして、転写紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト８には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、上記ベルトクリーニング装置１０によってクリーニングされる。

２次転写ニップにおいては、転写紙Ｐが互いに順方向に表面移動する中間転写ベルト８と２次転写ローラ１９との間に挟まれて、上記レジストローラ対２８側とは反対方向に搬送される。２次転写ニップから送り出された転写紙Ｐは、プリンタ本体に対して着脱自在なユニットとしての定着ユニット２０のローラ間を通過する際に、熱と圧力と影響を受けて、表面のフルカラートナー像が定着される。その後、転写紙Ｐは、排紙ローラ対２９のローラ間を経て機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部５０ａが形成されており、上記排紙ローラ対２９によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部５０ａに順次スタックされる。

上記中間転写ユニット１５と、これよりも上方にあるスタック部５０ａとの間には、ボトル支持部５１が配設されている。このボトル支持部５１には、各色トナーをそれぞれ収容する剤収容器としてのトナーボトル５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋがセットされている。各トナーボトル５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋ内の各色トナーは、それぞれ図示しないトナー供給装置により、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋの現像装置に適宜補給される。各トナーボトル５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋは、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋとは独立してプリンタ１００の本体に対して脱着可能である。

次に、定着ユニット２０の構成及び動作について説明する。
図４は、本実施形態における定着ユニット２０の斜視図である。
図５は、この定着ユニット２０の内部構造を示す説明図である。
本実施形態では、定着ユニット２０のメンテナンスや転写紙Ｐのジャム処理を容易化するために、定着ユニット２０がプリンタ本体に対して着脱自在に構成されている。この定着ユニット２０は、定着ローラ２１と加圧ローラ２２を備えており、これらのローラは互いに当接した状態で配置されている。定着ローラ２１の軸方向一端部には定着ローラギヤが固定されており、この定着ローラギヤは駆動入力ギヤ２３と噛み合っている。また、加圧ローラ２２の軸方向一端部には加圧ローラギヤが固定されており、この加圧ローラギヤはアイドラギヤ２４と噛み合っている。また、このアイドラギヤ２４は駆動入力ギヤ２３と噛み合っている。よって、プリンタ本体側からの駆動力により駆動入力ギヤ２３が回転すると、定着ローラ２１及び加圧ローラ２２が互いに連れ回り方向に回転駆動する。

図６は、定着ユニット２０へ駆動力を伝達するためのプリンタ本体側における駆動伝達機構を示す斜視図である。
この駆動伝達機構３０は、駆動源としての駆動モータ３１を備えている。この駆動モータのモータ軸にはモータギヤ３２が固定されている。このモータギヤ３２には、上流側回転部材としての上流側ギヤ３３が噛み合っている。また、この上流側ギヤ３３と同軸上には、下流側回転部材としての駆動出力ギヤ３４が設けられている。上流側ギヤ３３と駆動出力ギヤ３４は、それぞれ回転軸３５により回転自在に支持されている。駆動モータ３１が駆動すると、モータギヤ３２及び上流側ギヤ３３を介して駆動出力ギヤ３４が回転する。上流側ギヤ３３と駆動出力ギヤ３４との間の駆動伝達系については後述する。この駆動出力ギヤ３４は、定着ユニット２０をプリンタ本体に装着したときに、定着ユニット２０の駆動入力ギヤ２３と噛み合う。よって、駆動モータ３１の駆動力は、プリンタ本体側の駆動出力ギヤ３４から定着ユニット２０側の駆動入力ギヤへ伝達され、定着ユニット２０側の回転体である定着ローラ２１及び加圧ローラ２２を回転駆動させることができる。

図７は、定着ユニット２０の装着方法を説明するための説明図である。
図８は、定着ユニット２０をプリンタ本体に装着したときの各ギヤの噛み合い状態を示す説明図である。
定着ユニット２０をプリンタ本体へ装着する場合、まず、定着ユニット２０をプリンタ本体に設けられたスライドレール４０の上に載せるようにしてセットする。そして、定着ユニット２０を図中矢印Ａの方向へ移動させると、スライドレール４０に支持された状態の定着ユニット２０がプリンタ本体内部の収容スペース４１へ案内される。その後、プリンタ本体の収容スペース４１内に設けられた位置決めピン４２が、定着ユニット２０のケーシングに設けられた位置決め用切り欠き部２５に当接すると、定着ユニット２０はプリンタ本体の適正な装着位置に位置決めされる。定着ユニット２０がプリンタ本体の適正な装着位置に位置決めされたとき、定着ユニット２０の駆動入力ギヤ２３は、図８に示すようにプリンタ本体の駆動出力ギヤ３４と適正な噛み合い状態となる。

ここで、定着ユニット２０をプリンタ本体へ装着する途中で、定着ユニット２０の駆動入力ギヤ２３はプリンタ本体の駆動出力ギヤ３４に接触する。このとき、駆動入力ギヤ２３及び駆動出力ギヤ３４の回転位置が互いに山と谷の関係となっている場合には、定着ユニット２０が更に装着位置まで押し込まれることで、駆動入力ギヤ２３及び駆動出力ギヤ３４は回転することなく適正な噛み合い状態（互いのギヤのインボリュート曲線同士が接する状態）になる。しかし、駆動入力ギヤ２３及び駆動出力ギヤ３４の回転位置が互いに山と山の関係あるいは谷と谷の関係となっている場合、定着ユニット２０が更に装着位置まで押し込まれる際、駆動入力ギヤ２３及び駆動出力ギヤ３４の少なくとも一方が回転しないと、適正な噛み合い状態にはならない。そのため、プリンタ本体側の駆動モータ３１と駆動出力ギヤ３４との間の駆動伝達機構３０、及び、定着ユニット２０側の定着ローラ２１及び加圧ローラ２２と駆動入力ギヤ２３との間の駆動伝達機構が、それぞれ一体的に回転する構成となっていると、定着ユニット２０が更に装着位置まで押し込まれる際に、その駆動モータ３１や定着ローラ２１及び加圧ローラ２２による回転負荷が加わる。しかも、本実施形態では、図６に示したように、プリンタ本体側の駆動伝達機構３０は２段の減速機構を有し、また、定着ユニット２０側の駆動伝達機構は定着ローラ２１及び加圧ローラ２２が互いに押圧された状態で配置されているため、その回転負荷は大きい。よって、定着ユニット２０をプリンタ本体に装着するユーザーは、駆動入力ギヤ２３と駆動出力ギヤ３４との接触後に定着ユニット２０を更に装着位置まで押し込む際、その回転負荷に抗する大きな力が必要となり、定着ユニットの装着時における取扱性が悪くなる。

なお、図９に示すように、定着ユニット２０を装着するときの定着ユニットの移動方向Ａすなわち駆動入力ギヤ２３の移動方向が、定着ユニット２０の装着完了時における駆動出力ギヤ３４の回転軸と駆動入力ギヤ２３との回転軸を結んだ方向に対して直交する方向となるように構成されている場合、駆動入力ギヤ２３と駆動出力ギヤ３４との接触後に定着ユニット２０を更に装着位置まで押し込むまでに、駆動入力ギヤ２３や駆動出力ギヤ３４が回転する回転量が多い。よって、この場合には、特に定着ユニットの装着時における取扱性が悪くなる。

図１０は、本実施形態における上流側ギヤ３３と駆動出力ギヤ３４とを分解した分解図である。
図１１は、駆動出力ギヤ３４の斜視図である。
本実施形態において、同じ回転軸３５に支持された上流側ギヤ３３及び駆動出力ギヤ３４で構成されている２段減速ギヤ機構は一体化されておらず、上流側ギヤ３３と駆動出力ギヤ３４とが別体に構成されている。駆動出力ギヤ３４には、図１１に示すように、上流側ギヤ３３と対向する面上に、軸方向へ突出した複数の被当接部としての突起部３４ａが一体形成されている。なお、この突起部３４ａは、上流側ギヤ３３のリブの一部であってもよい。これらの突起部３４ａは、駆動出力ギヤ３４の軸を中心とした同一円周上に等間隔で配置されている。一方、上流側ギヤ３３には、図１０に示すように、駆動出力ギヤ３４と対向する面上に、その駆動出力ギヤ３４の各突起部３４ａを収容する収容部３３ａが突出している。この収容部３３ａの内部の収容空間は、その収容空間を上流側ギヤ３３の回転方向に沿って等間隔に仕切る複数の当接部としての仕切部３３ｂによって複数に分割されている。なお、この仕切部３３ｂは、駆動出力ギヤ３４のリブの一部であってもよい。上流側ギヤ３３の回転方向における各収容空間の寸法は、駆動出力ギヤ３４の回転方向における各突起部３４ａの寸法よりも広くなっている。したがって、駆動出力ギヤ３４の各突起部３４ａがそれぞれ上流側ギヤ３３の各収容空間に入り込むようにしてこれらのギヤ３３，３４を回転軸３５上に取り付けたとき、これらのギヤ３３，３４は、回転軸３５を回転中心として、３６０°未満の範囲内で相対的に回転自在となる。なお、本実施形態では約３０°の範囲内で相対的に回転自在となっている。

このようにして回転軸３５上に取り付けた上流側ギヤ３３及び駆動出力ギヤ３４を用いて駆動力の伝達を行う場合、駆動モータ３１からの駆動力により、まず、上流側ギヤ３３が正規方向に回転する。このとき、その正規方向において上流側ギヤ３３の仕切部３３ｂと駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａとの間に隙間が存在している場合には、その上流側ギヤ３３の仕切部３３ｂが駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａに当接するまで、駆動出力ギヤ３４は回転しない。そして、その仕切部３３ｂが突起部３４ａに当接すると、駆動出力ギヤ３４が上流側ギヤ３３と一体になって回転する。これにより、駆動モータ３１からの駆動力が上流側ギヤ３３を介して駆動出力ギヤ３４に伝達される。

このような構成において、定着ユニット２０をプリンタ本体へ装着する場合、上述したように、定着ユニット２０をプリンタ本体へ装着する途中で、定着ユニット２０の駆動入力ギヤ２３がプリンタ本体の駆動出力ギヤ３４に接触する。ここで、駆動入力ギヤ２３及び駆動出力ギヤ３４の回転位置が互いに山と山の関係あるいは谷と谷の関係となっている場合には、定着ユニット２０が更に装着位置まで押し込まれる際に、駆動出力ギヤ３４が回転する。本実施形態では、この駆動出力ギヤ３４と、これと駆動モータ３１との間の駆動伝達経路上に配置された上流側ギヤ３３とが、約３０°の範囲内で相対的に回転自在な構成となっている。そのため、この駆動出力ギヤ３４の回転時には、駆動モータ３１や定着ローラ２１及び加圧ローラ２２による回転負荷が加わらない。したがって、定着ユニット２０をプリンタ本体に装着するユーザーは、駆動入力ギヤ２３と駆動出力ギヤ３４との接触後に定着ユニット２０を更に装着位置まで押し込む際、その回転負荷を受けることがない。その結果、定着ユニットの装着時における取扱性が向上する。

なお、駆動出力ギヤ３４と上流側ギヤ３３との間の相対的な回転自在な範囲は、駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａと上流側ギヤ３３の仕切部３３ｂとの間の遊びの大きさによって決まる。そして、この遊びの大きさは、突起部３４ａや仕切部３３ｂの数や、その回転方向の寸法などによって適宜設定することができる。
また、本実施形態では、複数の突起部３４ａ及び仕切部３３ｂを互いに当接させることで上流側ギヤ３３の回転力を駆動出力ギヤ３４へ伝達する。よって、単一の突起部及び仕切部で伝達する場合に比べて、その突起部及び仕切部に加わる力を分散でき、突起部３４ａ及び仕切部３３ｂの寿命を延ばすことができる。

ところで、本実施形態では、定着ユニット２０をプリンタ本体へ装着した直後、図１２に示すように、上流側ギヤ３３の仕切部３３ｂの当接面と、駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａの当接面との間が離間した状態となる。なお、ここでいう当接面とは、駆動モータ３１が駆動して上流側ギヤ３３が正規方向Ｂに回転したときに互いに当接する面をいう。このように仕切部３３ｂの当接面と突起部３４ａの当接面とが互いに離間した状態にあると、定着ユニット２０の装着後に初めて駆動モータ３１を駆動させるとき、上流側ギヤ３３が回転することで仕切部３３ｂの当接面が駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａの当接面に衝突することになる。駆動モータ３１の駆動後から仕切部３３ｂと突起部３４ａとが互いに衝突するまでの間に、駆動モータ３１はほとんど負荷無く動作するので、通常の画像形成動作時と同じように駆動モータ３１の駆動を開始すると、その衝突時の速度はかなり速く、その衝突による衝撃は大きいものとなる。特に、定着ユニット２０の装着時における取扱性を高めるために上述した遊びを大きくすればするほど、定着ユニット２０の装着直後における仕切部３３ｂと突起部３４ａとの離間距離も長くなり得るため、衝突時の速度は更に速くなり、衝突時の衝撃はより大きくなる。

そこで、本実施形態では、次のような駆動制御（衝撃緩衝制御）を行う。
図１は、本実施形態における定着ユニット２０の装着直後における駆動モータ３１の駆動制御を行う駆動制御部による制御の流れを示すフローチャートである。
本実施形態では、定着ユニット２０をプリンタ本体へ装着した後、プリンタ本体の図示しない開閉扉を閉めて、定着ユニット２０をプリンタ本体内部に収納する。本実施形態では、この開閉扉が閉まったことを検知する検知手段としての扉開閉センサが設けられている。扉開閉センサにより開閉扉が閉まったことが検知されると、その検知信号が図示しない駆動制御手段としての駆動制御部に送られる。この検知信号を受けた駆動制御部は、定着ユニット２０が所定の装着位置に装着されたものと判断する（Ｓ１）。そして、駆動制御部は、駆動モータ３１の立ち上がり時間を、衝撃緩衝用の立ち上がり時間に設定する（Ｓ２）。この衝撃緩衝用の立ち上がり時間は、通常の画像形成動作用の立ち上がり時間よりも長く、かつ、駆動モータ３１の駆動が開始してから、上流側ギヤ３３の仕切部３３ｂが駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａに衝突するまでにかかる最大時間よりも長くなるように設定されている。すなわち、上流側ギヤ３３の仕切部３３ｂの当接面と駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａの当接面との間が最も離間した状態から駆動モータ３１の駆動を開始したとした場合に、上流側ギヤ３３の仕切部３３ｂが駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａに衝突するまでにかかる時間（最大時間）よりも長くなるように設定されている。その後、駆動制御部は、設定した衝撃緩衝用の立ち上がり時間で駆動モータ３１が立ち上がるように駆動モータ３１の駆動を開始させる（Ｓ３）。

駆動制御部は、駆動モータ３１の駆動を開始させた後、予め決められた規定時間を経過したら（Ｓ４）、駆動モータ３１の駆動を停止させ（Ｓ５）、駆動モータ３１の立ち上がり時間を、画像形成動作用の立ち上がり時間に設定する（Ｓ６）。この規定時間は、駆動モータ３１の駆動が開始してから、上流側ギヤ３３の仕切部３３ｂが駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａに衝突するまでにかかる最大時間以上に設定され、次の画像形成動作開始命令を受けて画像形成動作が可能になる時点よりも前に終了するように設定されている。したがって、本実施形態では、画像形成動作開始前に、定着ユニット２０の装着時に離間した仕切部３３ｂと突起部３４ａとを予め当接させておくことができる。よって、本実施形態においては、定着ユニット２０の装着後の最初の画像形成動作時に駆動モータ３１の駆動を開始する際には、仕切部３３ｂと突起部３４ａとがすでに当接した状態になっている。したがって、定着ユニット２０の装着後の最初の画像形成動作時に、仕切部３３ｂと突起部３４ａとの間で衝突が発生することはない。

しかも、本実施形態においては、衝撃緩衝用の立ち上がり時間が、駆動モータ３１の駆動が開始してから、上流側ギヤ３３の仕切部３３ｂが駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａに衝突するまでにかかる最大時間よりも長い。よって、定着ユニット２０の装着後の最初の駆動モータ３１の駆動時において、上流側ギヤ３３の仕切部３３ｂと駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａとが当接する時、駆動モータ３１は立ち上がり動作中である。したがって、その駆動モータ３１の駆動速度は、画像形成動作時における駆動速度よりも遅い。一方、本実施形態であ、画像形成動作用の立ち上がり時間は、駆動モータ３１の駆動が開始してから、上流側ギヤ３３の仕切部３３ｂが駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａに衝突するまでにかかる最大時間よりも短い。その結果、画像形成動作時の駆動速度で駆動モータ３１を駆動させて仕切部３３ｂと突起部３４ａとが衝突する場合に比べて、その衝撃が緩和される。

なお、衝撃緩衝制御を行うときの駆動モータ３１の目標駆動速度（定常速度）を、画像形成動作時の目標駆動速度（定常速度）よりも遅く設定した場合、衝撃緩衝用の立ち上がり時間及び衝撃緩衝用の立ち上がり時間のいずれもが、駆動モータ３１の駆動が開始してから上流側ギヤ３３の仕切部３３ｂが駆動出力ギヤ３４の突起部３４ａに衝突するまでにかかる最大時間以下であっても、画像形成動作時の駆動速度で駆動モータ３１を駆動させて仕切部３３ｂと突起部３４ａとが衝突する場合に比べて、その衝撃が緩和される。

以上、本実施形態のプリンタは、画像形成装置本体（プリンタ本体）側に設けられる駆動源としての駆動モータ３１と、この駆動モータ３１を制御する駆動制御手段としての駆動制御部と、駆動モータ３１からの駆動力により回転駆動する回転体としての定着ローラ２１及び加圧ローラ２２を有し、プリンタ本体に対して着脱自在に構成された定着ユニット２０と、プリンタ本体側に設けられ、駆動モータ３１に接続された駆動出力ギヤ３４と、定着ユニット側に設けられ、定着ローラ２１及び加圧ローラ２２に接続された駆動入力ギヤ２３とを備えており、プリンタ本体に対する定着ユニット２０の装着時に、駆動出力ギヤ３４と駆動入力ギヤ２３とが互いに接触することで少なくとも一方のギヤが回転して所定の噛み合い状態になるように構成されている。このプリンタは、駆動出力ギヤ３４と駆動モータ３１との間の駆動伝達機構に設けられた駆動力伝達方向における上流側回転部材としての上流側ギヤ３３と下流側回転部材としての上記駆動出力ギヤ３４とを３６０°未満の範囲内で相対的に回転自在な構成とし、かつ、駆動モータ３１からの駆動力により上流側ギヤ３３が回転すると上流側ギヤ３３の当接部である仕切部３３ｂが駆動出力ギヤ３４の被当接部である突起部３４ａに当接して上流側ギヤ３３と駆動出力ギヤ３４とが一体になって回転する構成となっている。そして、上記駆動制御部は、プリンタ本体に対する定着ユニット２０の装着後に駆動モータ３１が最初に駆動するとき、仕切部３３ｂが突起部３４ａに当接する時の駆動モータ３１の駆動速度が、画像形成動作時における駆動速度よりも遅くなるような衝撃緩衝制御を行う。これにより、画像形成動作時の駆動速度で駆動モータ３１を駆動させて仕切部３３ｂと突起部３４ａとが衝突する場合に比べて、その衝撃が緩和される。
また、本実施形態では、駆動制御部は、プリンタ本体に対する定着ユニット２０の装着後に駆動モータ３１が最初に駆動するときの駆動モータ３１の立ち上がり時間（衝撃緩衝用の立ち上がり時間）を、仕切部３３ｂが突起部３４ａに当接するまでの時間よりも長くし、かつ、その後の駆動モータ３１の立ち上がり時間（画像形成動作用の立ち上がり時間）については、仕切部３３ｂが突起部３４ａに当接するまでの時間よりも短くなるように制御する。これにより、駆動モータ３１の立ち上がり時間を長くして定着ユニット２０の装着後に駆動モータ３１を最初に駆動するときの衝撃を緩和しつつ、画像形成動作時における立ち上がり時間は短くして、ファーストプリントタイムの短縮化を図ることができる。
なお、上述したように、駆動制御部は、プリンタ本体に対する定着ユニット２０の装着後に駆動モータ３１が最初に駆動するときの駆動モータ３１の目標駆動速度（定常速度）を、画像形成動作時における目標駆動速度（定常速度）よりも遅くし、かつ、このときの駆動モータ３１の立ち上がり時間も、その後の駆動モータ３１の立ち上がり時間も、仕切部３３ｂが突起部３４ａに当接するまでにかかる最大時間よりも短くなるように制御する。これにより、定着ユニット２０の装着後に駆動モータ３１を最初に駆動するときの衝撃を緩和しつつ、画像形成動作時における立ち上がり時間を短くして、ファーストプリントタイムの短縮化を図ることができる。
また、本実施形態では、プリンタ本体に対する定着ユニット２０の装着後であって、その装着後の最初の画像形成動作時における駆動モータ３１の駆動開始前に、上述した衝撃緩衝制御を行って駆動モータ３１の駆動を停止させる。これにより、画像形成動作前に予め突起部３４ａ及び仕切部３３ｂを互いに当接させておくことができ、定着ユニット２０の装着後における画像形成動作時に駆動モータ３１の駆動を開始したとき、突起部３４ａと仕切部３３ｂとが互いに衝突することはない。よって、当該衝突による衝撃が発生することもなく、常に適正な画像形成を行うことができる。
なお、定着ユニット２０の装着後の最初の画像形成動作前に、駆動モータ３１の駆動力以外の力、例えばバネやゴム等の弾性体による付勢力を利用して、仕切部３３ｂと突起部３４ａとを当接させる方法も考えられる。この方法でも、定着ユニット２０の装着後における画像形成動作時に駆動モータ３１の駆動を開始したとき、突起部３４ａと仕切部３３ｂとが互いに衝突することはない。しかし、この場合には、バネやゴム等の弾性体による付勢力等として、駆動モータ３１や定着ローラ２１及び加圧ローラ２２による回転負荷よりも大きな力が必要となる。この回転負荷は上述したように非常に大きいものなので、これよりも大きな力を、駆動モータ３１の駆動力以外の力で発生させるためにはコストが増大する。逆に言えば、本実施形態のように、駆動モータ３１の駆動力を利用して衝撃を緩和しつつ仕切部３３ｂと突起部３４ａとを当接させることで、低コストで衝撃緩和を実現できる。
また、本実施形態において、駆動制御部が衝撃緩衝制御を行うとき、画像形成動作時に駆動する他の駆動機構の動作を停止させるようにしてもよい。この場合、衝撃緩衝制御時において、ドラム駆動機構やレジストローラ等の駆動機構などの他の駆動機構による騒音がなくなるので、静音化が可能となる。また、他の駆動機構の動作を停止させる分だけ消費電力を少なくでき、省エネルギー化も可能となる。
また、本実施形態では、定着ユニット２０がプリンタ本体の所定の装着位置に装着されたことを検知するための検知手段としての扉開閉センサを備えており、駆動制御部は、扉開閉センサの検知結果に応じて衝撃緩衝制御を開始する。これにより、定着ユニット２０の装着後すぐに衝撃緩衝制御を開始できるので、衝撃緩衝制御によるファーストプリントタイムの遅れを少なくすることができる。
なお、本実施形態では、定着ユニット２０を例に挙げて説明したが、潜像担持体である感光体ドラム１と、感光体ドラムの表面を一様帯電する帯電装置４、感光体ドラムの潜像を現像して可視像化する現像装置５、及び感光体ドラム表面をクリーニングするクリーニング装置２のうちの少なくとも１つの装置とを備えたプロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋなどの他のユニットであっても同様である。特に、プロセスカートリッジ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋは、消耗品が搭載されているのでその交換頻度が高く、本発明によりその装着時の取扱性を向上させることのメリットが大きい。

なお、上記実施形態では、駆動出力ギヤ３４と駆動モータ３１との間の駆動伝達機構に、３６０°未満の範囲内で相対的に回転自在な上流側ギヤ３３及び上記駆動出力ギヤ３４を配置しているが、駆動入力ギヤ２３と定着ローラ２１及び加圧ローラ２２との間の駆動伝達機構に配置しても同様である。
また、上記実施形態では、回転体である定着ローラ２１及び加圧ローラ２２がローラ状部材であるが、ベルト状の部材であってもよい。

実施形態に係るプリンタの定着ユニット装着直後における、駆動制御部による制御の流れを示すフローチャート。 同プリンタを示す概略構成図。 同プリンタに設けられるＹトナー像を生成するためのプロセスカートリッジを示す概略構成図。 同定着ユニットの斜視図。 同定着ユニットの内部構造を示す説明図。 同定着ユニットへ駆動力を伝達するためのプリンタ本体側における駆動伝達機構を示す斜視図。 同定着ユニットの装着方法を説明するための説明図。 同定着ユニットをプリンタ本体に装着したときの各ギヤの噛み合い状態を示す説明図。 定着ユニットの装着方向が、定着ユット装着完了時における駆動出力ギヤの回転軸と駆動入力ギヤとの回転軸を結んだ方向に対して直交する方向となるように構成されている例を示す説明図。 プリンタ本体側に設けられた上流側ギヤと駆動出力ギヤとを分解した分解図。 同駆動出力ギヤの斜視図。 定着ユニット装着直後における、同上流側ギヤの仕切部と同駆動出力ギヤの突起部３４ａとの状態を示す説明図。 従来の画像形成装置の駆動伝達系を示す説明図。 同駆動伝達系の装置本体側に設けられる駆動伝達ギヤと駆動出力ギヤの斜視図。 同駆動出力ギヤと対向する側の同駆動伝達ギヤの斜視図。

符号の説明

１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ 感光体ドラム
６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ プロセスカートリッジ
２０ 定着ユニット
２１ 定着ローラ
２２ 加圧ローラ
２３ 駆動入力ギヤ
３０ 駆動伝達機構
３１ 駆動モータ
３３ 上流側ギヤ
３３ｂ 仕切部
３４ 駆動出力ギヤ
３４ａ 突起部
３５ 回転軸

Claims (6)

1. 画像形成装置本体側に設けられる駆動源と、
   該駆動源を制御する駆動制御手段と、
   該駆動源からの駆動力により回転駆動する回転体を有し、該画像形成装置本体に対して着脱自在に構成されたユニットと、
   該画像形成装置本体側に設けられ、該駆動源に接続された駆動出力ギヤと、
   該ユニット側に設けられ、該回転体に接続された駆動入力ギヤとを備えており、
   該画像形成装置本体に対する該ユニットの装着時に、該駆動出力ギヤと該駆動入力ギヤとが互いに接触することで少なくとも一方のギヤが回転して所定の噛み合い状態になるように構成された画像形成装置において、
   上記駆動出力ギヤと上記駆動源との間の駆動伝達機構又は上記駆動入力ギヤと上記回転体との間の駆動伝達機構に設けられた駆動力伝達方向における上流側回転部材と下流側回転部材とを３６０°未満の範囲内で相対的に回転自在な構成とし、かつ、駆動源からの駆動力により該上流側回転部材が回転すると該上流側回転部材の当接部が該下流側回転部材の被当接部に当接して該上流側回転部材と該下流側回転部材とが一体になって回転する構成とし、
   上記駆動制御手段は、上記画像形成装置本体に対する上記ユニットの装着後に該駆動源が最初に駆動するとき、該当接部が該被当接部に当接する時の該駆動源の駆動速度が画像形成動作時における駆動速度よりも遅くなるような衝撃緩衝制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記駆動制御手段が行う衝撃緩衝制御は、上記画像形成装置本体に対する上記ユニットの装着後に上記駆動源が最初に駆動するときの該駆動源の立ち上がり時間を、該当接部が該被当接部に当接するまでの時間よりも長くする制御であり、
   該駆動制御手段は、該衝撃緩衝制御を行った後の該駆動源の立ち上がり時間については、該当接部が該被当接部に当接するまでの時間よりも短くなるように制御することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記駆動制御手段は、上記画像形成装置本体に対する上記ユニットの装着後であって、該装着後の最初の画像形成動作時における上記駆動源の駆動開始前に、上記衝撃緩衝制御を行って該駆動源の駆動を停止させることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置において、
   上記駆動制御手段が上記衝撃緩衝制御を行うとき、画像形成動作時に駆動する他の駆動機構の動作を停止させることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１、２、３又は４の画像形成装置において、
   上記ユニットが上記画像形成装置本体の所定の装着位置に装着されたことを検知するための検知手段を備えており、
   上記駆動制御手段は、該検知手段の検知結果に応じて上記衝撃緩衝制御を開始することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１、２、３、４又は５の画像形成装置において、
   上記ユニットは、潜像担持体と、該潜像担持体の表面を一様帯電する帯電装置、該潜像担持体表面の潜像を現像して可視像化する現像装置、及び該潜像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置のうちの少なくとも１つの装置とを備えたプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置。

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