JP2008145877A - 画像形成装置の駆動装置 - Google Patents

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雅裕 石田
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一喜 鈴木
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貴之 新原
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真 木倉
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哲治 西川
Yasuhiro Maebatake
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Abstract

【課題】 遊びを設けた場合でも連結ギヤと被連結ギヤの干渉がなく、ギヤが破損することがないとともに、プロセスカートリッジの取り付けに際する操作性もよい画像形成装置の駆動装置を提供すること。
【解決手段】 画像形成装置本体に対して着脱可能に設けたプロセスカートリッジを、該本体に取り付けたとき、プロセスカートリッジ側の連結ギヤを本体側の被連結ギヤに噛み合わせ、本体側の駆動源の回転を被連結ギヤを介してプロセスカートリッジ側の連結ギヤに伝達して駆動する画像形成装置の駆動装置において、被連結ギヤは駆動源と直接的又は間接的に連結して回転可能な第1ギヤ(15)と連絡ギヤと噛み合う第2ギヤ(16)とからなり、第1ギヤと第2ギヤの間には第2ギヤが第1ギヤに対して第1ギヤの回転方向に相対的に所定量移動可能とする遊び22が設けられているとともに、第2ギヤを遊び内で第1ギヤの回転方向とは逆方向に付勢する付勢部材(23,24)を備えていることを特徴とする。
【選択図】 図3

Description

この発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置の駆動装置に関するものである。
従来、例えばレーザプリンタの中に、メンテナンス時の便宜性等を考慮し、回転体である感光体ドラムを、帯電・書込み・現像・クリーニング等にかかわる手段の全部または一部とともにユニット化して1つのプロセスカートリッジを構成し、そのプロセスカートリッジを、プリンタ本体内で左右に対向して設ける側板間に着脱自在に取り付けて交換可能としたものがある。これは、下記特許文献1の図9に示すようなもので、例えばその交換時、新しいプロセスカートリッジを取り付けるときは、正面カバーを開け、プロセスカートリッジの両側端部に設ける位置決めボス部1を、それぞれ対向側板2に設けるガイド溝2aに係合し、そのガイド溝2aに沿ってすべらせて奥側の所定位置へと挿入する。そして、感光体ドラムの連結ギヤ3をプリンタ本体側の被連結ギヤ4に噛み合わせ、その被連結ギヤ4を含む図示しないギヤ伝達手段Gを介して駆動モータの回転を感光体ドラムに伝達できるようにしていた。しかし、このようにプロセスカートリッジを取り付けるとき、連結ギヤ3と被連結ギヤ4を噛み合わせるものでは、この取り付け時に連結ギヤ3が被連結ギヤ4と干渉してしまい、操作性が悪いといったことや、連結ギヤと被連結ギヤの歯先が当たって破損するといった問題があった。
それを回避するために、ギヤ伝達手段Gの上流側の部材、例えば駆動伝達ギヤ53に対して下流側の部材、例えばプリンタ本体側の被連結ギヤ54に回転伝達方向aの遊びを設けるもの(特許文献1)、またはプロセスカートリッジを取り外す際に、モータ20を逆回転などさせてプロセスカートリッジを容易に取り外せるようにしたもの(特許文献2)が提案されていた。
すなわち、特許文献1では、例えばプリンタ本体内に着脱自在に取り付ける感光体ドラムのような回転体を、駆動モータでギヤ伝達手段を介して駆動する回転体駆動装置において、回転体を取り付ける際の操作性を向上するため、プリンタ本体内に備えるギヤ伝達手段として同軸上に、駆動伝達ギヤ53と、被連結ギヤ54を備える。それらの対向する側面には各々2つの突起部53b,54cを設け、それらの突起部を、駆動伝達ギヤ53に対して被連結ギヤ54に回転伝達方向の遊びを設けるように係合する。これにより、ガイド部45aで案内してプロセスカートリッジを取り付けるとき、感光体ドラムの連結ギヤ55が被連結ギヤ54と干渉すると、遊びに基づき被連結ギヤ54が回転伝達方向に回転して連結ギヤ55に噛み合う。
特許文献2では、本体に対して着脱自在に構成されるプロセスカートリッジを本体に装着したときに、プロセスカートリッジに設けた被駆動ギヤ24を本体側に設けた駆動ギヤ22にシフトギヤ23を介して噛み合わせ、駆動ギヤ22を駆動モータ20により回転駆動することによってプロセスカートリッジを駆動するように構成し、前記駆動モータがその停止時に一定量だけ逆転した後に停止するよう制御する。従って、プロセスカートリッジを本体から取り出す際に駆動ギヤ22だけを逆回転させることが可能となり、この結果、プロセスカートリッジを容易に取り出すことができるようになる。
特開平11−315891号公報 特開平04−280273号公報
しかしながら、特許文献1の場合では、遊びを設けていてもプロセスカートリッジを取り付ける際に、被連結ギヤが連結の際に逃げる方向に突き当たった状態では、ギヤは干渉してしまい、つまり連結ギヤと被連結ギヤの歯先と歯先が当たってしまい、ギヤが破損してしまうという問題があった。また、特許文献2の場合では、駆動ギヤを逆回転させるだけではプロセスカートリッジを装着する際に、装着しにくく操作性が悪いといった問題があった。
そこでこの発明は、上記のような従来の問題を解決し、遊びを設けた場合でも連結ギヤと被連結ギヤの干渉がなく、ギヤが破損することがないとともに、プロセスカートリッジの装着に際する操作性もよい画像形成装置の駆動装置を提供することを目的とする。
前記課題を解決するために、請求項1に記載の発明は、画像形成装置本体に対して着脱可能に設けたプロセスカートリッジを、該本体に取り付けたとき、プロセスカートリッジ側の連結ギヤを本体側の被連結ギヤに噛み合わせ、本体側の駆動源の回転を前記被連結ギヤを介してプロセスカートリッジ側の連結ギヤに伝達して駆動する画像形成装置の駆動装置において、前記被連結ギヤは駆動源と直接的又は間接的に連結して回転可能な第1ギヤと前記連絡ギヤと噛み合う第2ギヤとからなり、前記第1ギヤと第2ギヤの間には第2ギヤが第1ギヤに対して第1ギヤの回転方向に相対的に所定量移動可能とする遊びが設けられているとともに、第2ギヤを前記遊び内で第1ギヤの回転方向とは逆方向に付勢する付勢部材を備えていることを特徴とする。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の駆動装置において、プロセスカートリッジの取り付け方向は、遊び内を第2ギヤが移動する方向と同じ向きとなっていることを特徴とする。請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の駆動装置において、第1ギヤと第2ギヤは、同じ軸上で、且つ所定量だけ相対的に回動自在に構成されていることを特徴とする。
請求項4に記載の発明は、請求項1ないし3のいずれかに記載の駆動装置において、付勢部材は、弾性体からなっていることを特徴とする。請求項5に記載の発明は、請求項4に記載の駆動装置において、弾性体は、引張りスプリング、圧縮スプリング、あるいは板バネのいずれかであることを特徴とする。
請求項6に記載の発明は、請求項1ないし5のいずれかに記載の駆動装置において、遊びは、第1ギヤに設けられた孔部と、該孔部に嵌合する第2ギヤの突起部との間であって、第1ギヤの回転方向側に設けられていることを特徴とする。請求項7に記載の発明は、請求項6に記載の駆動装置において、孔部と突起部は、複数設けられていることを特徴とする。請求項8に記載の発明は、請求項6又は7に記載の駆動装置において、孔部と突起部の間に緩衝材が設けられていることを特徴とする。
請求項9に記載の発明は、請求項1ないし8のいずれかに記載の駆動装置において、遊びは、第2ギヤの少なくとも一歯以上の間隔で設けられていることを特徴とする。請求項10に記載の発明は、請求項1ないし9のいずれかに記載の駆動装置において、第1ギヤは金属製であり、第2ギヤは樹脂製であることを特徴とする。
この発明は、前記のようであって、被連結ギヤは駆動源と直接的又は間接的に連結して回転可能な第1ギヤと前記連絡ギヤと噛み合う第2ギヤとからなり、第1ギヤと第2ギヤの間には第2ギヤが第1ギヤに対して第1ギヤの回転方向に相対的に所定量移動可能とする遊びが設けられているとともに、第2ギヤを前記遊び内で第1ギヤの回転方向とは逆方向に付勢する付勢部材を備えているので、従来のように連結ギヤと被連結ギヤの歯先と歯先が当たってギヤを破損してしまったり、プロセスカートリッジが取り付けにくいといったこともなく、プロセスカートリッジの脱着性を向上することができる。また、画像形成装置本体側の被連結ギヤに付勢部材を設けているため、消耗品であるプロセスカートリッジに付勢部材を設けるのに比べてコストを低減することができる。また、被連結ギヤの破損防止対策のため被連結ギヤを金属化しても、プロセスカートリッジ側のギヤを金属化するのに比べて少ないコストでギヤ破損対策を実現することが可能となるという優れた効果が期待できる。
以下、この発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)の一実施の形態について説明する。
まず、プリンタの基本的な構成について説明する。図1は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタは、本体にプロセスカートリッジ1を備えている。プロセスカートリッジ1は後記感光体等を含む現像装置2を有している。このプロセスカートリッジ1や、現像装置2は、画像形成物質を用い、画像を形成するが、寿命到達時に交換される。
3は光走査装置で、この光走査装置3は、光書込回路の制御信号に基づいて発したレーザービームにより、プロセスカートリッジ1におけるそれぞれの感光体を光走査する。この光走査により、感光体には静電潜像が形成される。なお、光走査装置3は、レーザー発振器から発したレーザービームを、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで偏向させながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
図中下方には、紙収容カセット4、これらに組み込まれた給紙ローラ5などを有する紙収容手段が配設されている。紙収容カセット4は、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5を当接させている。給紙ローラ5が駆動手段によって図中反時計回りに回転されると、一番上の転写紙Pが給紙路6に向けて送り出される。
この給紙路6の付近には、レジストローラ対7が配設されている。レジストローラ対7は、転写紙Pを挟み込むべく両ローラを回転させるが、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現像装置2に向けて送り出す。図示しない駆動モータを駆動すると、同軸に設けられている後記モータギヤ14をはじめ駆動ギヤ列9が回転させられ、感光体10が回転される。これにより感光体10上に形成されたトナー像は、転写紙P上に転写される。このトナー像は、転写紙Pとともに定着装置11に送られて、転写紙Pの表面に定着せしめられる。定着装置11内で画像の定着処理が施された転写紙Pは、定着装置11を出た後、排紙ローラ対12を経由して、プリンタ筺体の上面に設けられたスタック部13上にスタックされる。なお、駆動ギヤ列9はそれぞれハスバ歯車からなっている。
図2は、プロセスカートリッジ1が本体側に装着前の状態、図3は、プロセスカートリッジ1が本体側に装着された状態、のそれぞれ図4の背面側からみたギヤ配置の概略図である。モータギヤ14には後記第2ギヤと被連結ギヤを構成する第1ギヤとしての大径アイドラギヤ15が噛み合い、該アイドラギヤの軸上には第2ギヤとしてのギヤ16が同軸に設けられている。17はプロセスカートリッジ1の感光体10と同軸に設けられた感光体ギヤで、前記被連結ギヤに対応する連結ギヤとして機能し、プロセスカートリッジ1の装着時にその軸部がガイド18に沿って案内されてガイド端の所定位置に装着されると、図3に示すようにギヤ16に噛み合う。これにより前記駆動モータの回転駆動力が、これらギヤ14,15,16,17を介して感光体10に伝達される。この実施の形態では、アイドラギヤ15は金属製、ギヤ16は樹脂製となっている。しかし、ギヤ15,16の材質は必ずしもこれら材質に限定するものではなく、任意のものを選択することができる。前記アイドラギヤ15とギヤ16は駆動ギヤ列9の一部を構成する。
図4,5,6及び7から明らかなように、本体側のアイドラギヤ15は、その中心軸回りの一側に他側が開口した中空円筒状のボス部15aを有し、このボス部15aの側面には円周方向に等間隔で略台形の形状の孔部20が同じ大きさで複数(ここでは3個)設けられている。図4,5において15bは軸受筒で、ボス部15aと一体に、且つ同心状に設けられている。一方、このアイドラギヤ15の孔部20と対面して取り付け時に接するギヤ16の側面には円周方向に等間隔で、孔部20にそれぞれ遊嵌する突起部21が同数設けられている。そして、この突起部21と孔部20との間には遊び22が設けられている。突起部21には引張りスプリング23が設けられ、図6に示すように突起部21を孔部20の側縁に係合するように付勢して、アイドラギヤ15に対してギヤ16を図2の矢印aで示す回転方向片寄せにしている。
すなわち、図6に詳示するように引張りスプリング23がギヤ16の突起部21の先端部にその一端を係止し、かつアイドラギヤ15のボス部15a内に設けた突部28に他端を係止して介装され、これによりギヤ16がプロセスカートリッジ1の装着側に片寄せの状態になるとともに、ギヤ15の回転方向(図3で矢印bで示す方向)側に遊び22が形成されるようになっている。従って、感光体ギヤ17が組み込まれているプロセスカートリッジ1を本体側に装着する際に、図2から図3に示すように感光体ギヤ17がギヤ16と噛み合いながら本体側に押し込まれても、ギヤ16は押し込み方向(図3で矢印bで示す方向)に遊び22の分だけ回転できることになるので、プロセスカートリッジ1を本体側にスムーズに装着することが可能となる一方、感光体ギヤ17とギヤ16の歯先と歯先が当たって破損するようなことがなくなる。
また、本体側のギヤ15、16に遊び22及び片寄せをする引張りスプリング23が設けられているため、サプライ品であるプロセスカートリッジ1のコストを抑えながらプロセスカートリッジ1の脱着性の向上やギヤの破損防止を図ることが可能となる。前記した孔部20と突起部21、これら両者間に設けられる遊び22と引張りスプリング23との関係は、ギヤ側面側から見ると図8に示すようになる。
前記のように上流側のアイドラギヤ15と同軸上に回転自在の下流側のギヤ16を有することで、遊び22を設けることができる。しかも、遊び22を孔部20と突起部21とで形成することで、上流側のアイドラギヤ15と下流側のギヤ16を、遊び22を設けて駆動伝達することができ、また、その個数を複数にすることで、1つにかかる負荷を軽減することができる。
また、ギヤ16の少なくとも一歯以上の間隔で遊び22を設けることで、プロセスカートリッジ1の装着時に十分な遊び幅を確保することができる。
なお、この実施の形態では、回転方向片寄せする付勢部材(弾性体)として、引張りスプリング23を示したが、引張りスプリング23に代えて圧縮スプリングを用いてもよく、あるいは図9に示すように板バネ24を用いてもよい。これにより片寄せ力を調節することができる。
また、この実施の形態で示した遊び22を設ける孔部20と突起部21は、好ましい一例であって、互いに遊嵌する凹と凸の関係として設けるものであれば、必ずしもこのような形状のものとしなくてもよい。また、個数も3個に限らず1個でもよく任意である。さらに、この実施の形態ではアイドラギヤ15に孔部20を設ける一方、ギヤ16に孔部20に係合する突起部21を設けるものについて説明したが、これに限定されるものではなく、アイドラギヤ15に突起部21を設ける一方、ギヤ16に孔部20を設けるようにしてもよい。その場合には、遊び22は図3矢印b方向とは逆方向(つまり図2の矢印a方向)に形成されようにすることが必要となる。
図10は、ギヤ16の孔部20内に緩衝材26を、孔部20の側縁と突起部21に介在させて設けている。この場合、緩衝材26は孔部20の側縁に固着させるか、あるいは突起部21に固着させることになる。これにより突起部21が孔部20の側縁に直接衝合するのを防止して駆動時の振動を吸収することができ、感光体10への振動を抑制することができる。なお、緩衝材26は図示では1つの孔部20内に設けているが、複数の孔部20のすべてに設けることは言うまでもない。
次に、実施の形態の作用を説明する。前記したプリンタでは、記録を開始する前に既に常態として引張りスプリング23によりアイドラギヤ15の孔部20の側縁とギヤ16の突起部21が互いに係合した状態になっている。
このような係合状態で駆動モータを駆動してモータギヤ14を回転すると、アイドラギヤ15が回転方向bに回転するとともに、ギヤ16が互いに係合する孔部20の側縁と突起部21を介して同期して回転する。そして、ギヤ16と噛み合っている感光体ギヤ17が回転することにより感光体10を回転する。
しかして、プロセスカートリッジ1を、例えば新しいものと交換するために取り出すときは、図示しない正面カバーを開ける。そして、プロセスカートリッジ1を、図2に示すように、その位置決め用の軸部をガイド18で案内してプロセスカートリッジ1を正面側に取り出す。このとき、本体側の駆動ギヤ列9の方より、感光体ギヤ17を含むプロセスカートリッジ1内に有するギヤ列(図示省略)の方が回転負荷が大きいため、このプロセスカートリッジ1の取り出し動作に応じ、駆動ギヤ列9の方を図2中矢印aで示す方向に回転して両ギヤ17・16の噛み合いを外す。
しかる後、新しいプロセスカートリッジ1を装着するときは、位置決め用の軸部をすべらせながらガイド18で案内し、図3に示すように、ガイド先端側の所定位置に位置決めする。
このとき、プロセスカートリッジ1側の感光体ギヤ17が本体側のギヤ16と歯先同士で噛み合いながら本体側に押し込まれても、ギヤ16に回転方向bの回転力が作用することにより、ギヤ16が突起部21と孔部20との間に形成された遊び22の分だけ引張りスプリング23の付勢力に抗して回転方向bに回転するので、プロセスカートリッジ1の本体側への装着をスムーズに行うことができる。また、従来のようにプロセスカートリッジ側の感光体ギヤと本体側のギヤの歯先と歯先が当たるようなことがないので、感光体ギヤ17やギヤ16の歯先の破損もなくなる。
前記のようであって、実施の形態ではアイドラギヤ15に設けた孔部20にギヤ16に設けた突起部21を遊嵌し、この突起部21を引張りスプリング23によって孔部20の側縁に係合し、これによって両者間に遊び22を設けるようにしたので、プロセスカートリッジ1を本体側に装着するときに、感光体ギヤ17がギヤ16に接しても遊び22によってその歯先同士が当たるのを回避し、スムーズな装着を行うことができる。また、装着を外すときにもスムーズな取り外しが可能となり、従来のもののような脱着に際してギヤが干渉して歯先が欠損するようなこともなく、長期にわたり好適な作動を期待することができる。
次に、特許請求の範囲の請求項2以下に記載した発明の特有な効果について説明する。請求項2に記載した発明によれば、プロセスカートリッジの取り付け方向は、遊び内を第2ギヤが移動する方向と同じ向きとなっているので、ギヤが駆動時に遊び内での回転変動を抑制することができる。請求項3に記載した発明によれば、第1ギヤと第2ギヤは、同じ軸上で、且つ所定量だけ相対的に回動自在に構成されているので、同一軸上で第1ギヤと第2ギヤで遊びを設けることができる。
請求項4に記載した発明によれば、付勢部材は、弾性体からなっているので、プロセスカートリッジ取り付け時でも、ギヤが干渉することなく常に回転方向片寄せの状態にすることができる。請求項5に記載した発明によれば、弾性体は、引張りスプリング、圧縮スプリング、板バネのいずれかであるので、プロセスカートリッジ取り付け時でも、ギヤが干渉することなく常に回転方向片寄せの状態にすることができる。請求項6に記載した発明によれば、遊びは、第1ギヤに設けられた孔部と、該孔部に嵌合する第2ギヤの突起部との間であって、第1ギヤの回転方向側に設けられているので、上流側のギヤと下流側のギヤを遊びを設けて駆動伝達することができる。
請求項7に記載した発明によれば、孔部と突起部は、複数設けられているので、1つにかかる負荷を軽減することができる。請求項8に記載した発明によれば、孔部と突起部との間に緩衝材が設けられているので、回転方向片寄せになったときの衝撃を吸収することができる。
請求項9に記載した発明によれば、遊びは、第2ギヤの少なくとも一歯以上の間隔で設けられているので、ギヤ連結のとき、プロセスカートリッジの脱着性向上やギヤの破損防止を図ることができる。請求項10に記載の発明は、被連結ギヤの第1ギヤが金属製、第2ギヤが樹脂製で、少なくとも被連結ギヤの一部が金属化したギヤ破損対策を講じているので、このような対策をプロセスカートリッジに講じるものに比べてプロセスカートリッジのコストダウンを図ることが可能となる。
この発明の一実施の形態として示すプリンタの概略図である。 プロセスカートリッジが本体側に装着前の状態のギヤの配置を示す概略図である。 プロセスカートリッジが本体側に装着された状態のギヤの配置を示す概略図である。 被連結ギヤであるアイドラギヤとギヤの取り付け前の状態の斜視図である。 取り付け後の状態のアイドラギヤとギヤの断面図である。 取り付け後のアイドラギヤの孔部とギヤの突起部との間に遊びが形成される状態を示す部分拡大図である。 孔部が設けられたアイドラギヤと突起部が設けられたギヤを示す図面である。 遊びを示す部分拡大図である。 弾性体の変形例を示す図面である。 緩衝材を設けた例を示す図面である。
符号の説明
1 プロセスカートリッジ
2 現像装置
3 光走査装置
4 紙収容カセット
9 駆動ギヤ列
10 感光体
14 モータギヤ
15 アイドラギヤ
16 ギヤ
17 感光体ギヤ
20 孔部
21 突起部
22 遊び
23 引張りスプリング
24 板バネ
26 緩衝材
28 突部

Claims (10)

  1. 画像形成装置本体に対して着脱可能に設けたプロセスカートリッジを、該本体に取り付けたとき、プロセスカートリッジ側の連結ギヤを本体側の被連結ギヤに噛み合わせ、本体側の駆動源の回転を前記被連結ギヤを介してプロセスカートリッジ側の連結ギヤに伝達して駆動する画像形成装置の駆動装置において、
    前記被連結ギヤは駆動源と直接的又は間接的に連結して回転可能な第1ギヤと前記連絡ギヤと噛み合う第2ギヤとからなり、前記第1ギヤと第2ギヤの間には第2ギヤが第1ギヤに対して第1ギヤの回転方向に相対的に所定量移動可能とする遊びが設けられているとともに、第2ギヤを前記遊び内で第1ギヤの回転方向とは逆方向に付勢する付勢部材を備えていることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
  2. 請求項1に記載の駆動装置において、プロセスカートリッジの取り付け方向は、遊び内を第2ギヤが移動する方向と同じ向きとなっていることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
  3. 請求項1又は2に記載の駆動装置において、第1ギヤと第2ギヤは、同じ軸上で、且つ所定量だけ相対的に回動自在に構成されていることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
  4. 請求項1ないし3のいずれかに記載の駆動装置において、付勢部材は、弾性体からなっていることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
  5. 請求項4に記載の駆動装置において、弾性体は、引張りスプリング、圧縮スプリング、あるいは板バネのいずれかであることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
  6. 請求項1ないし5のいずれかに記載の駆動装置において、遊びは、第1ギヤに設けられた孔部と、該孔部に嵌合する第2ギヤの突起部との間であって、第1ギヤの回転方向側に設けられていることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
  7. 請求項6に記載の駆動装置において、孔部と突起部は、複数設けられていることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
  8. 請求項6又は7に記載の駆動装置において、孔部と突起部の間に緩衝材が設けられていることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
  9. 請求項1ないし8のいずれかに記載の駆動装置において、遊びは、第2ギヤの少なくとも一歯以上の間隔で設けられていることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
  10. 請求項1ないし9のいずれかに記載の駆動装置において、第1ギヤは金属製であり、第2ギヤは樹脂製であることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
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