JP2008089130A - スプリングクラッチ装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】安定した駆動伝達を実現するスプリングクラッチ装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】スプリングクラッチ装置６４は、第１のロール面７２を有する駆動部材６６と、駆動部材６６の軸方向に対向し、第２のロール面７４を有する従動部材６８と、第１のロール面７２と第２のロール面７４とに巻きつけられたコイルスプリング７０とを有する。第１のロール面７２及び第２のロール面７４の少なくとも一方には、コイルスプリング７０の軸方向の移動を規制する溝７６が形成されている。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ、複写機又はファクシミリ等に用いられるスプリングクラッチ装置及び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、駆動部材が一方向に回転した場合にはコイルスプリングを介して従動部材へ駆動力を伝達し、駆動部材が他方向に回転した場合には従動部材への駆動力の伝達を解除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。例えば、入力歯車軸と出力歯車軸とを同軸の２重軸とし、２重軸間にコイルスプリングを介在させ、このスプリングの締め、緩めにより、スプリングクラッチのクラッチオンオフ自在としたものが公知である（例えば特許文献１）。また、例えば、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、コイルスプリングを駆動軸及び従動軸の外周の径に略等しい２段形状としたものが公知である（例えば特許文献２）。

特開２００２−１５４７２７号公報 特開２００５−２３３３０５号公報

しかしながら、特許文献１に開示された発明においては、コイルスプリングが締まった際に入力歯車軸と出力歯車軸との隙間に該コイルスプリングが落ち込み、クラッチ機能を失うとの問題があった。また、特許文献２に開示された発明においては、駆動軸と従動軸との隙間へのコイルスプリングの落ち込みは解消されるものの、コイルスプリングを一体で且つ２段形状で形成する必要があり、該コイルスプリングの形成が難しくコストが高いとの問題があった。

本発明の目的とするところは、上記従来の問題を解消し、安定した駆動伝達を実現するスプリングクラッチ装置及び画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の特徴とするところは、第１のロール面を有する駆動部材と、前記駆動部材の軸方向に対向し、第２のロール面を有する従動部材と、前記第１のロール面と前記第２のロール面とに巻きつけられたコイルスプリングとを有し、前記第１のロール面及び前記第２のロール面の少なくとも一方に前記コイルスプリングの軸方向の移動を阻止する溝が形成されているスプリングクラッチ装置にある。

好適には、前記溝は前記駆動部材と前記従動部材との対向部の近傍に配置され、前記コイルスプリングの締め付け力が該駆動部材と従動部材の対向部の方向に作用する形状に形成されている。

好適には、前記コイルスプリングの一端部は前記駆動部材及び前記従動部材の少なくとも一方に固定されている。

好適には、前記溝は前記コイルスプリングの外周面と接する円弧状に形成されている。

好適には、前記溝は前記コイルスプリングの外周面と接する少なくとも２つの平面で形成されている。

本発明は、上記のように構成されたスプリングクラッチ装置を有する画像形成装置を含むものである。

本発明によれば、第１のロール面及び第２のロール面の少なくとも一方にコイルスプリングの軸方向の移動を阻止する溝が形成されているので、駆動部材と従動部材との隙間にコイルスプリングが落ち込むのを防止し、安定した駆動伝達を実現することができる。

次に本発明の第１の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。この画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、画像形成装置本体１２の下部には、シート供給装置１４が配置されていると共に、画像形成装置本体１２の上部にはシート排出部１６が形成されている。

シート供給装置１４は、シートカセット１８を有し、このシートカセット１８に多数のシートが積層される。このシートカセット１８の一端上部には、フィードロール２０が配置されていると共に、このフィードロール２０に対向してリタードロール２２が設けられている。シートカセット１８の最上位にあるシートがフィードロール２０によりピックアップされ、フィードロール２０とリタードロール２２との協働によりシートが捌かれて搬送される。

シートカセット１８から搬送されたシートは、レジストローラ２４により一時停止され、所定のタイミングにより後述する感光体ユニット２６と転写ユニット２８との間及び定着装置３０を通って排出ローラ３２によりシート排出部１６へ排出される。

画像形成装置本体１２内には、感光体ユニット２６、転写ユニット２８、電源ユニット３４及び制御部３６が配置されている。感光体ユニット２６は、感光体ユニット本体３８に例えば４つの感光体４０が回転自在に支持されている。各感光体４０の周囲には、感光体４０を一様に帯電する帯電ロールを備えた帯電手段としての帯電装置４２と、各感光体４０に書き込まれた潜像を現像剤（トナー）で現像する現像手段としての現像装置４４と、転写後の感光体４０を除電する除電装置４６と、転写がなされた後に感光体４０に残留するトナーをクリーニングするクリーニング装置４８とを有する。感光体ユニット２６は、４つの感光体４０、帯電装置４２、現像装置４４、除電装置４６及びクリーニング装置４８を一体化したものであり、画像形成装置本体１２に対して着脱自在になっている。

電源ユニット３４は、画像形成装置本体１２上部に配置され、上述したシート供給装置１４、転写ユニット２８、帯電装置４２及び現像ユニット４４等に電力を供給するようになっている。

４つのトナーカートリッジ５０は、感光体ユニット２６の裏面側方に接続されている。各トナーカートリッジ５０は、マゼンダ、イエロー、シアン及び黒用であり、トナー供給部５２とトナー回収部５４とが一体になって構成されている。トナー回収部５４は、クリーニング装置４８に接続されて各色のトナーを回収する。

光書込み装置５６は、それぞれレーザ露光装置からなり、感光体ユニット２６の背面側にあって各感光体４０に対応した位置に配置され、一様に帯電された感光体４０に対してレーザを照射して潜像を形成するようになっている。

転写ユニット２８は、感光体ユニット２６の表側にあって感光体ユニット２６に対向して縦方向に配置されている。この転写ユニット２８は、上下方向に設けられた二つの支持ロール５８に搬送ベルト６０が掛けられている。また、各感光体４０に搬送ベルト６０を挟んで対向して転写ロール６２が設けられている。

定着装置３０は、感光体ユニット２６の上方に配置されており、各感光体４０で形成されシート上に転写されたトナー像をシートに定着するようになっている。また、制御部３６は、画像形成装置本体１２内に配設されており、各可動部材等の動作を制御するようになっている。

後述するスプリングクラッチ装置６４（図２に示す）は、例えばフィードロール２０、リタードロール２２、レジストローラ２４及び排出ローラ３２等に装着されており、駆動軸の回転を選択的に従動軸に伝達するようになっている。

したがって、各感光体４０は、帯電装置４２により一様に帯電され、光書込み装置５６により潜像が形成され、現像装置４４により潜像がトナーにより可視像化される。各感光体４０に形成されたトナー像は、下方から順番に転写ユニット２８の転写ロール６２により、搬送されるシートに転写され、定着装置３０によりシートに定着される。

図２及び３にスプリングクラッチ装置６４が示されている。
図２に示すように、スプリングクラッチ装置６４は、駆動部材６６、従動部材６８及びコイルスプリング７０を有している。駆動部材６６には、第１の円筒部６６ａ、入力ギア６６ｂ及び係合部６６ｃが設けられている。第１の円筒部６６ａは、円筒形状に形成され、該第１の円筒部６６ａの外周面には第１のロール面７２が形成されている。入力ギア６６ｂは、第１の円筒部６６ａの一端部近傍に設けられており、該第１の円筒部６６ａより大きな径で形成されている。係合部６６ｃは、円筒形状に形成され、第１の円筒部６６ａの端面から突出するように設けられており、後述する従動部材６８の第２の貫通孔６８ｃと摺動自在に係合するようになっている。係止部６６ｄは、係合部６６ｃの一端部に設けられており、駆動部材６６に対して従動部材６８の軸方向の移動を規制するようになっている。また、駆動部材６６の回転中心部分には貫通孔６６ｅが形成されており、この第１の貫通孔６６ｅにはスプリングクラッチ装置６４を支持する支持軸が係合するようになっている。

従動部材６８には、第２の円筒部６８ａ、出力ギア６８ｂ、第２の貫通孔６８ｃ及びカバー部６８ｄが設けられている。第２の円筒部６８ａは、円筒形状に形成され、該第２の円筒部６８ａの外周面には第２のロール面７４が形成されている。出力ギア６８ｂは、第２の円筒部６８ａの一端部近傍に設けられており、該第２の円筒部６８ａより大きな径で形成されている。第２の貫通孔６８ｃは、従動部材６８の回転中心部分に形成されており、駆動部材６６の係合部６６ｃと摺動自在に係合するようになっている。カバー部６８ｄは、円筒形状に形成され、第１の円筒部６６ａ及び第２の円筒部６８ａの外側を覆うように設けられている。また駆動部材６６と従動部材６８とは互いに軸方向に対向するように係合されており、該駆動部材６６の第１のロール面７２と従動部材６８の第２のロール面７４との間には所定の隙間８０が形成されている。

コイルスプリング７０は、全長にわたり一定の径からなり、第１のロール面７２と第２のロール面７４とに巻きつけられている。このコイルスプリング７０の一端部７０ｂは、従動部材６８に固定されている。図２にも示すように、第１のロール面７２及び第２のロール面７４には螺旋状の溝７６が形成されており、コイルスプリング７０は該溝７６に沿って巻きつけられている。この溝７６の断面は、コイルスプリング７０の外周面の少なくとも一部と当接するよう円弧状に形成されており、該溝７６とコイルスプリング７０とが係合することにより、コイルスプリング７０の軸方向の移動が阻止されるようになっている。また、溝７６とコイルスプリング７０とが係合することにより、溝７６を形成していない場合と比較して該溝７６とコイルスプリング７０との接触面積が大きくなるので、より大きな駆動力を伝達することが可能となっている。

次に本発明のスプリングクラッチ装置６４の作用を説明する。
駆動部材６６は、駆動部材６６の入力ギア６６ｂに駆動源（図示省略）の駆動力が伝達されると、所定の方向に回転する。駆動部材６６がコイルスプリング７０の締まる方向に回転すると、コイルスプリング７０を介して駆動力が従動部材６８へ伝達され、駆動部材６６の回転に伴って従動部材６８が該駆動部材６６と同一方向に回転する。この従動部材６８の回転により、出力ギア６８ｂを介して所定の部材へ駆動力が伝達される。このとき、コイルスプリング７０は、第１のロール面７２及び第２のロール面７４に形成された溝７６に係合することにより、軸方向の移動が規制される。一方、駆動部材６６がコイルスプリング７０の緩む方向に回転すると、コイルスプリング７０が第１のロール面７２の表面を摺動し、従動部材６８への駆動力の伝達が解除される。

なお、上述した溝７６は、コイルスプリング７０の軸方向の移動を規制する形状であればよく、第１のロール面７２及び第２のロール面の少なくとも一方の一部分に形成されるものでもよい。

次に上記実施形態の変形例を図４に基づいて説明する。
図４に本変形例における第１のロール面７２及び第２のロール面７４の少なくとも一方に形成された溝７６が示されている。溝７６は、コイルスプリング７０と接する２つの接平面７６ａ、７６ｂを有し、該溝７６の断面は、駆動部材６６及び従動部材６８の内側に（中心軸に向かって）突出した三角形状に形成されている。頂角αは、２つの接平面７６ａ、７６ｂが交差する角度であり、例えば１２０°程度となっている。この頂角αは、当接するコイルスプリング７０の押圧力が２つの接平面７６ａ、７６ｂに分散する角度であればよく、コイルスプリング７０が係合し、且つコイルスプリング７０の軸方向の移動が規制できる（コイルスプリング７０が該溝７６を乗り越えない）範囲の角度であればよい。好ましくは、溝７６は、頂角αがコイルスプリング７０の断面中心を通る垂線８２を基準として接平面７６ａ側と接平面７６ｂ側の角度が等しくなるよう形成されている。

次に本発明の第２の実施形態を図５に基づいて説明する。
図５に本実施形態におけるスプリングクラッチ装置６４が示されている。溝７６は、第１のロール面７２及び第２のロール面７４に形成され、駆動部材６６と従動部材６８との対向部近傍に設けられている。この溝７６は、コイルスプリング７０と接する２つの接平面７６ａ、７６ｂを有し、該溝７６の断面は、駆動部材６６及び従動部材６８の内側に（中心軸に向かって）突出した三角形状に形成されている。接平面７６ａは、駆動部材６６及び従動部材６８の回転中心軸に対して垂直な方向に形成されており、接平面７６ｂは、法線の方向が駆動部材６６と従動部材６８との対向部と交差する方向をなすように形成されている。また、コイルスプリング７０の一端部７０ａは、従動部材６８に固定されている。

続いて、本実施形態におけるスプリングクラッチ装置６４の作用を説明する。
溝７６に係合したコイルスプリング７０が締まると、コイルスプリング７０より溝７６に作用する押圧力の一部（図５の矢印Ｆ）は、接平面７６ｂの法線方向、すなわち駆動部材６６と従動部材６８との対向部の方向に作用する。これにより、駆動部材６６と従動部材６８とが互いに隙間８０が閉じる方向に押圧される。したがって、隙間８０が小さくなり、もしくは駆動部材６６と従動部材６８とが当接し、コイルスプリング７０が隙間８０へ落ち込むのを防止することができる。このように、本実施形態における溝７６は、コイルスプリング７０の締め付け力が駆動部材６６と従動部材との対向部の方向に作用する形状となっている。

なお、本発明の第２の実施形態の説明においては、本発明の第１の実施形態と同一部分については、図面に同一番号を付して省略した。

以上述べたように、本発明は、安定した駆動伝達を実現する必要があるスプリングクラッチ装置及び画像形成装置に利用することができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係るスプリングクラッチ装置を示す縦断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る駆動部材に形成された溝周辺部の拡大図である。 本発明の第１の実施形態の変形例に係る駆動部材に形成された溝周辺部の拡大図である。 本発明の第２の実施形態に係る駆動部材に形成された溝周辺部の拡大図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
６４ スプリングクラッチ装置
６６ 駆動部材
６８ 従動部材
７０ コイルスプリング
７２ 第１のロール面
７４ 第２のロール面
７６ 溝
８０ 隙間

Claims (6)

1. 第１のロール面を有する駆動部材と、
   前記駆動部材の軸方向に対向し、第２のロール面を有する従動部材と、
   前記第１のロール面と前記第２のロール面とに巻きつけられたコイルスプリングと、
   を有し、
   前記第１のロール面及び前記第２のロール面の少なくとも一方に前記コイルスプリングの軸方向の移動を規制する溝が形成されていることを特徴とするスプリングクラッチ装置。
2. 前記溝は前記駆動部材と前記従動部材との対向部の近傍に配置され、前記コイルスプリングの締め付け力が該駆動部材と従動部材の対向部の方向に作用する形状に形成され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。
3. 前記コイルスプリングの一端部は前記駆動部材及び前記従動部材の少なくとも一方に固定されていることを特徴とする請求項１又は２に記載のスプリングクラッチ装置。
4. 前記溝は前記コイルスプリングの外周面と接する円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のスプリングクラッチ装置。
5. 前記溝は前記コイルスプリングの外周面と接する少なくとも２つの平面で形成されていることを特徴とする請求項１乃至３いずれか記載のスプリングクラッチ装置。
6. 請求項１乃至５いずれか記載のスプリングクラッチ装置を有する画像形成装置。

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