JP2014021378A - 歯車伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 移動可能な中間歯車を備える歯車伝達機構において、従来と異なる新規な歯車伝達機構を提供する。
【解決手段】 回転中心軸３２Ａが第１ポジションと第２ポジションとの間を移動する途中において、第１中間歯車３２が第１出力歯車３３及び第２出力歯車３４の両方に噛み合う第３ポジションを設ける。これにより、回転軸方向に中間歯車を押圧して摩擦抵抗を発生させるコイルばねを設けることなく、第１中間歯車３２の自転を妨げることができる。したがって、コイルばねを設けることなく、第１中間歯車３２を移動させることが可能となるので、摩擦抵抗によって失われる駆動力を低減させて効率よく駆動力を出力側に伝達することができるとともに、歯車伝達機構の製造原価を低減することができる。
【選択図】図５

Description

本発明は、歯車伝達装置、及びこの歯車伝達装置を用いた画像形成装置に関するものである。

例えば、特許文献１に記載の発明では、入力側の歯車と噛み合って出力側に駆動力を伝達する中間歯車を、振り子のように揺動させて駆動力の断続、又は駆動力を伝達する経路の切り替えを行っている。

そして、特許文献１に記載の発明では、回転軸方向に中間歯車を押圧するコイルばねを設けるとともに、当該コイルばねにて摩擦抵抗を発生させて中間歯車を揺動させている。

特開２０１０−５３９４８号公報

本発明は、上記点に鑑み、特許文献１に記載の発明と異なる構成にて中間歯車を移動可能とすることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、正転方向の駆動力及び逆転方向の駆動力が入力される入力歯車（３１）と、入力歯車（３１）と噛み合って回転するとともに、回転中心軸（３２Ａ）が第１ポジションと第２ポジションとの間で移動可能な第１中間歯車（３２）と、回転中心軸（３２Ａ）と摺接する長穴（２９Ａ）を有する支持部材（２９）と、回転中心軸（３２Ａ）が第１ポジションに位置するときに、第１中間歯車（３２）と噛み合って回転する第１出力歯車（３３）と、回転中心軸（３２Ａ）が第２ポジションに位置するときに、第１中間歯車（３２）と噛み合って回転する第２出力歯車（３４）とを備え、第１中間歯車（３２）は、回転中心軸（３２Ａ）が第１ポジションと第２ポジションとの間を移動する途中の第３ポジションにおいて、第１出力歯車（３３）及び第２出力歯車（３４）の両方に噛み合うことを特徴とする。

すなわち、第１中間歯車（３２）は、入力歯車（３１）と噛み合って回転（以下、この回転を自転という。）可能な状態で、入力歯車（３１）の回転中心に対して回転（以下、この回転を公転という。）することができる。このため、入力歯車（３１）が回転すると、第１中間歯車（３２）には、第１中間歯車（３２）を自転及び公転させる力が作用する。

したがって、第１中間歯車（３２）に対して自転を妨げる力が作用し、第１中間歯車（３２）を公転させる力（以下、この力を公転力という。）が第１中間歯車（３２）を自転させる力（以下、力を自転力という。）より大きくなると、第１中間歯車（３２）は移動する。一方、第１中間歯車（３２）に対して公転を妨げる力が作用し、自転力が公転力より大きくなると、第１中間歯車（３２）は公転することなく自転する。

そして、本発明では、第３ポジションが存在するので、第１出力歯車（３３）及び第２出力歯車（３４）のうち少なくとも一方の出力歯車が、移動過程にある第１中間歯車（３２）に対して自転を妨げる力を作用させる。したがって、回転中心軸（３２Ａ）は長穴（２９Ａ）に摺接しながら案内されて第１ポジション又は第２ポジションまで移動する。

なお、回転中心軸（３２Ａ）が第１ポジション又は第２ポジションまで移動すると、第１中間歯車（３２）に作用する公転を妨げる力が大きくなるので、回転中心軸（３２Ａ）が停止した状態で第１中間歯車（３２）が自転する。

以上のように、本発明では、特許文献１に記載の発明と異なり、回転軸方向に中間歯車を押圧するコイルばねを設けることなく、第１中間歯車（３２）を移動させることが可能となる。延いては、コイルばねで発生する摩擦抵抗によって駆動力が損失しないので、効率よく駆動力を出力側に伝達することができるとともに、歯車伝達機構の製造原価を低減することができる。

ところで、コイルばねによる摩擦抵抗は、歯車と摺接する部位の摩擦係数やコイルばねのバラツキ等に大きく影響される。つまり、コイルばねによる摩擦抵抗のみで駆動力の断続作動、又は伝達経路の切り替え作動を行う構成であると、これら伝達経路の切り替え作動等が不安定となるおそれがある。

これに対して、第１中間歯車（３２）が第１出力歯車（３３）及び第２出力歯車（３４）の両方に噛み合う第３ポジションが存在すれば、移動過程にある第１中間歯車（３２）に対して自転を妨げる力が作用する。したがって、摩擦係数のバラツキやコイルばねのバラツキ等による伝達経路の切り替え作動等の不安定さを低減し、伝達経路の切り替え作動等を確実に行うことができる。

因みに、上記各手段等の括弧内の符号は、後述する実施形態に記載の具体的手段等との対応関係を示す一例であり、本発明は上記各手段等の括弧内の符号に示された具体的手段等に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の中央断面図である。 駆動力の伝達経路の概要を示す図である。 第１歯車伝達機構３０Ａの概略構成を示す図であって、正転時の状態を示す図である。 第１歯車伝達機構３０Ａの概略構成を示す図であって、逆転時の状態を示す図である。 正転時から逆転時へ移行するときの第３ポジション時の状態を示す図である。 逆転時から正転時へ移行するときの第３ポジション時の状態を示す図である。

以下に説明する「発明の実施形態」は実施形態の一例を示すものである。つまり、特許請求の範囲に記載された発明特定事項等は、下記の実施形態に示された具体的手段や構造等に限定されるものではない。

そして、本実施形態は、カラー印刷が可能な電子写真方式の画像形成装置に本発明を適用したものである。以下、本発明の実施形態を図面と共に説明する。
１．画像形成装置の概要
画像形成装置１の筐体３内には、図１に示すように、記録用紙等のシートに画像を形成する画像形成部５が収納されている。この画像形成部５は、シートに現像剤像を転写する電子写真方式である。そして、画像形成部５は、プロセスユニット７、露光器９及び定着器１１等を備えている。

なお、本実施形態に係る画像形成部５は、シートの搬送方向に沿って直列に複数個（本実施形態では、４個）のプロセスユニット７が配設されたダイレクトタンデム方式の画像形成部である。

各プロセスユニット７は、収納されている現像剤の色が異なるのみで、その構造等は略同一である。具体的には、各プロセスユニット７は、現像剤像が担持される感光ドラム７Ａ、感光ドラム７Ａを帯電させる帯電器７Ｂ、及び感光ドラム７Ａに現像剤を供給する現像ローラ７Ｃ等を有している。

つまり、帯電した感光ドラム７Ａが露光器９により露光されて感光ドラム７Ａの表面に静電潜像が形成される。そして、静電潜像が形成された感光ドラム７Ａの表面に現像剤が供給されると、シートに転写させるべき現像剤像が感光ドラム７Ａに形成される。

また、転写ベルト２１を挟んで各感光ドラム７Ａと対向する位置には、各感光ドラム７Ａに担持されている現像剤を転写させる転写部１５が配設されている。そして、各感光ドラム７Ａに担持されている現像剤像は、転写ベルト２１上を搬送されるシートに重畳転写される。

定着器１１は、シートに転写された現像剤像を加熱しながら回転する加熱ローラ１１Ａ、及びシートを加熱ローラ１１Ａに押圧する加圧ローラ１１Ｂ等を有している。このため、シートに転写された現像剤像は、定着器１１にて加熱されてシートに定着する。

なお、定着器１１から排出されたシートは、その搬送方向が略１８０度転向されて筐体３の上部側に設けられた排出部３Ａから排出トレイ３Ｂ上に排出される。
一方、ベルトユニット２０の下方側には、シートが積層状態で載置される載置部６Ａを有する給紙トレイ６が配設されている。載置部６Ａに載置されているシートは、フィーダ機構８により１枚ずつ画像形成部５側に送出される。

ベルトユニット２０は、転写ベルト２１、駆動ローラ２２、従動ローラ２３、並びに駆動ローラ２２及び従動ローラ２３等を支持するフレーム（図示せず。）等を有して構成されている。

そして、ベルトユニット２０及び給紙トレイ６は、装置本体に対して着脱自在に装着されている。つまり、利用者は、ベルトユニット２０及び給紙トレイ６を装置本体に対して容易に着脱することができる。

ところで、本実施形態に係る画像形成装置１は、シートの表裏両面に画像を形成する両面印刷機能を有している。そして、両面印刷機能の実行時には、シートの一方の面（以下、表面という。）への画像形成が終了したシートが画像形成部５に再搬送され、当該シートの他方の面（以下、裏面という。）に新たに画像が形成される。

すなわち、排出部３Ａには排出ローラ２５が設けられている。この排出ローラ２５は、定着器１１から搬送されてきたシートを排出トレイ３Ｂに排出する場合と、当該シートの搬送方向を反転させる場合とを切り替えることができる。

そして、シートの表面のみに画像を形成する片面印刷時においては、排出ローラ２５は、定着器１１から搬送されてきたシートをそのまま排出トレイ３Ｂに排出させるように回転する。このため、表面のみに画像が形成されたシートが排出トレイ３Ｂに載置される。

一方、両面印刷時には、表面への画像形成が終了したシートの搬送方向後端が定着器１１から離間した時から予め決められた所定時間が経過したときに、排出ローラ２５の回転方向が反転する。

このため、搬送方向が反転されたシートは、再搬送経路を経由して画像形成部５に再搬送される。そして、当該シートの裏面への画像形成が終了すると、当該シートは、その搬送方向が反転されることなく、排出部３Ａから排出トレイ３Ｂに排出される。

２．画像形成部等への駆動力の伝達
２．１ 駆動力伝達経路の概略
第１電動モータ２７Ａで発生した駆動力は、図２に示すように、第１歯車伝達機構３０Ａを介して排出ローラ２５、加熱ローラ１１Ａ及び現像ローラ７Ｃ等に伝達される。第２電動モータ２７Ｂで発生した駆動力は、第２歯車伝達機構３０Ｂを介して駆動ローラ２２及び感光ドラム７Ａ等に伝達される。

排出ローラ２５の回転方向は、第１電動モータ２７Ａの回転方向が切り替えられることにより切り替えられる。なお、以下、シートを排出トレイ３Ｂに排出させる向きに排出ローラ２５を回転させるときの第１電動モータ２７Ａの回転方向を正転方向と呼び、当該正転方向と逆向きの回転方向を逆転方向という。

なお、片面印刷時には、第１電動モータ２７Ａは正転方向に回転する。そして、第１電動モータ２７Ａは、排出トレイ３Ｂにシートが排出されて印刷が終了したときに停止する。

また、両面印刷時には、第１電動モータ２７Ａは、先ず、正転方向に回転した後、その回転方向が反転して逆転方向に回転する。その後、第１電動モータ２７Ａは、再び、回転方向が反転して正転方向に回転した後、排出トレイ３Ｂにシートが排出されて印刷が終了したときに停止する。

なお、第１電動モータ２７Ａ及び第２電動モータ２７Ｂの回転及び停止、並びに第１電動モータ２７Ａの正転及び逆転は、制御部３０Ｃにより制御される。制御部３０Ｃは、ＣＰＵ、ＲＯＭ及びＲＯＭ等からなるマイクロコンピュータにて構成されたものであって、ＲＯＭ等の不揮発性記憶部に制御用のプログラムが記憶されている。

また、第１歯車伝達機構３０Ａ及び第２歯車伝達機構３０Ｂは、複数枚の歯車等を有して構成された歯車列である。そして、本実施形態に係る画像形成装置１では、第１歯車伝達機構３０Ａに本発明に係る歯車伝達機構を適用している。以下、第１歯車伝達機構３０Ａの詳細を説明する。

２．２ 第１歯車伝達機構の構成
第１歯車伝達機構３０Ａは、図３に示すように、入力歯車３１、第１中間歯車３２、第１出力歯車３３及び第２出力歯車３４等の歯車、並びにこれら歯車３１〜３４等を支持する支持部材２９を少なくとも備えている。

なお、本実施形態に係る支持部材２９は、装置本体の一部を構成するメインフレーム（図示せず。）、及び歯車３１〜３４等を挟んでメインフレームと反対側に設けられたカバーフレーム（図示せず。）により構成されている。

つまり、歯車３１〜３４等は、メインフレーム及びカバーフレームにより挟まれた状態で、それら歯車３１〜３４の回転軸両端側がメインフレーム及びカバーフレームにより回転可能に支持されている。

因みに、メインフレームは、画像形成部５を挟んで水平方向両側に配設された略板状に構成されたＰＯＭ等の樹脂製の部材である。カバーフレームはＳＰＣＣ等の金属製である。そして、カバーフレームは、ねじ等の機械的締結手段によりメインフレームに固定されている。

入力歯車３１には、第１電動モータ２７Ａから伝達されてきた駆動力が入力される。そして、本実施形態に係る入力歯車３１は、第１電動モータ２７Ａの回転に同期して回転及び停止する。つまり、第１電動モータ２７Ａの回転方向が反転すると、これに同期して入力歯車３１の回転方向も反転する。

第１中間歯車３２は、常に入力歯車３１と噛み合う歯車であって、図３及び図４に示すように、その回転中心軸３２Ａが第１ポジションと第２ポジションとの間で移動することとができる。なお、図３は回転中心軸３２Ａが第１ポジションにある状態を示し、図４は回転中心軸３２Ａが第２ポジションにある状態を示している。

第１中間歯車３２は、支持部材２９に設けられた長穴２９Ａに自転可能かつ公転可能に支持されている。つまり、回転中心軸３２Ａの外周面が長穴２９Ａの内周面に摺接することにより、第１中間歯車３２は自転及び公転することができる。

なお、「第１中間歯車３２が公転する」とは、入力歯車３１の回転中心Ｏ１を中心として第１中間歯車３２が回転することをいう。「第１中間歯車３２が自転する」とは、第１中間歯車３２が入力歯車３１と噛み合って回転中心軸３２Ａを中心に回転することをいう。

そして、長穴２９Ａの長手方向形状、つまり第１ポジションから第２ポジションに至る回転中心軸３２Ａの移動軌跡は、入力歯車３１の回転中心Ｏ１を曲率中心とした円弧状となる。このため、第１中間歯車３２は、上述したように回転中心Ｏ１を中心として公転する。

第１出力歯車３３は定着器１１の加熱ローラ１１Ａに駆動力を伝達する。この第１出力歯車３３は、図３に示すように、回転中心軸３２Ａが第１ポジションに位置するときに第１中間歯車３２と噛み合って回転する。

つまり、加熱ローラ１１Ａは、回転中心軸３２Ａが第１ポジションに位置するときに、第１電動モータ２７Ａからの駆動力を得て回転する。なお、第１中間歯車３２が第２ポジションに位置して第１中間歯車３２と第１出力歯車３３とが離隔したときには、加熱ローラ１１Ａは回転しない。

第２出力歯車３４は現像ローラ７Ｃに駆動力を伝達する。この第２出力歯車３４は、回転中心軸３２Ａが第２ポジションに位置するときには、図４に示すように、第１中間歯車３２と噛み合って回転する。また、第２出力歯車３４は、回転中心軸３２Ａが第１ポジションに位置するときには、図３に示すように、第２中間歯車３５と噛み合って回転する。

第２中間歯車３５は、駆動歯車３６と常に噛み合って回転する。駆動歯車３６は、第１電動モータ２７Ａから駆動力を得て回転するとともに、入力歯車３１及び第２中間歯車３５に駆動力を伝達する。

そして、第２中間歯車３５の回転中心軸（図示せず。）は、第１中間歯車３２と同様に、支持部材２９に設けられた長穴（図示せず。）に支持されている。なお、当該長穴の長手方向形状は、駆動歯車３６の回転中心を曲率中心とした円弧状である。

このため、第２中間歯車３５は、図３に示す第２出力歯車３４と噛み合う位置（以下、第４ポジションという。）と、図４に示す第２出力歯車３４から離隔した位置（以下、第５ポジションという。）との間を公転変位できる。

そして、第２中間歯車３５の側面は、図示しないコイルばね等の押圧部材により回転軸方向に押圧されている。つまり、第２中間歯車３５には、常に、第２中間歯車３５の自転を抑制する摩擦力が作用している。

因みに、第２出力歯車３４のうち、第１中間歯車３２と噛み合う部分と第２中間歯車３５と噛み合う部分とは軸方向にずれている。同様に、駆動歯車３６のうち、入力歯車３１と噛み合う部分と第２中間歯車３５と噛み合う部分とは軸方向にずれている。

また、第３出力歯車３７は、入力歯車３１から駆動力を得て入力歯車３１と同期して回転するとともに、当該駆動力を排出ローラ２５に伝達する。つまり、第１電動モータ２７Ａの回転方向が反転すると、これに同期して排出ローラ２５の回転方向も反転する。

３．第１歯車伝達機構の作動
３．１ 正転時作動及び逆転時作動
＜正転時＞
第１電動モータ２７Ａが正転方向に連続的に回転しているとき、つまり、第１電動モータ２７Ａが正転し始めた時から例えば１秒以上経過したときには、図３に示すように、回転中心軸３２Ａが第１ポジションに位置して第１中間歯車３２が第１出力歯車３３と噛み合うとともに、第２中間歯車３５が第２出力歯車３４に噛み合う。

つまり、正転時には、第１電動モータ２７Ａから出力された駆動力は、（１）駆動歯車３６、入力歯車３１及び第１中間歯車３２を経由して第１出力歯車３３に伝達され、（２）駆動歯車３６及び入力歯車３１を経由して第３出力歯車３７に伝達され、かつ（３）駆動歯車３６及び第２中間歯車３５を経由して第２出力歯車３４に伝達される。

＜逆転時＞
第１電動モータ２７Ａが逆転方向に連続的に回転しているとき、つまり、第１電動モータ２７Ａが逆転し始めた時から例えば１秒以上経過したときには、図４に示すように、回転中心軸３２Ａが第２ポジションに位置して第１中間歯車３２が第２出力歯車３４と噛み合うとともに、第２中間歯車３５が第２出力歯車３４から離隔する。

つまり、逆転時には、第１電動モータ２７Ａから出力された駆動力は、（１）駆動歯車３６、入力歯車３１及び第１中間歯車３２を経由して第２出力歯車３４に伝達され、かつ（２）駆動歯車３６及び入力歯車３１を経由して第３出力歯車３７に伝達される。このため、逆転時には、第１出力歯車３３、つまり加熱ローラ１１Ａに駆動力が伝達されていない。

３．２ 歯車に作用する力
入力歯車３１が回転すると、第１中間歯車３２は、入力歯車３１との噛み合い部分で発生する噛み合い圧力（以下、第１噛合圧力Ｆ１という。）を受ける。そして、正転時の第１噛合圧力Ｆ１は、図３に示すように、第２ポジション側から第１ポジション側に向かう向きの成分力を有する。一方、逆転時の第１噛合圧力Ｆ１は、図４に示すように、第１ポジション側から第２ポジション側に向かう向きの成分力を有する。

また、第１中間歯車３２に作用する第１噛合圧力Ｆ１は、第１中間歯車３２を自転させる力（以下、自転力という。）及び公転させる力（以下、公転力という。）となる。このとき、第１中間歯車３２に対して公転を妨げる力が作用し、自転力が公転力より大きくなると、第１中間歯車３２は公転することなく自転する。一方、第１中間歯車３２に対して自転を妨げる力が作用し、公転力が自転力より大きくなると、第１中間歯車３２は、上記成分力の向きに移動する。

つまり、第１電動モータ２７Ａが正転方向に連続的に回転しているときには、図３に示すように、回転中心軸３２Ａは、上記成分力によって長穴２９Ａの長手方向端部のうち第１ポジション側に押し付けられ、第１中間歯車３２の公転が妨げられた状態となる。このため、第１電動モータ２７Ａが正転方向に連続的に回転しているときには、第１中間歯車３２は、公転することなく第１ポジションに止まって自転する。

また、第１電動モータ２７Ａが逆転方向に連続的に回転しているときには、回転中心軸３２Ａは、上記成分力によって長穴２９Ａの長手方向端部のうち第２ポジション側に押し付けられ、第１中間歯車３２の公転が妨げられた状態となる。このため、第１電動モータ２７Ａが逆転方向に連続的に回転しているときには、第１中間歯車３２は、公転することなく第２ポジションに止まって自転する。

駆動歯車３６が回転すると、第１中間歯車３２と同様に、第２中間歯車３５は、駆動歯車３６との噛み合い部分で発生する噛み合い圧力（以下、第２噛合圧力Ｆ２という。）を受ける。そして、正転時の第２噛合圧力Ｆ２は、図３に示すように、第５ポジション側から第４ポジション側に向かう向きの成分力を有する。一方、逆転時の第２噛合圧力Ｆ２は、図４に示すように、第４ポジション側から第５ポジション側に向かう向きの成分力を有する。

したがって、第１電動モータ２７Ａが正転方向に連続的に回転しているときには、第２中間歯車３５は第４ポジションに止まって自転する。一方、第１電動モータ２７Ａが逆転方向に連続的に回転しているときには、第２中間歯車３５は第５ポジションに止まって自転する。

３．２ 反転作動時
＜正転時から逆転時への移行時＞
第１電動モータ２７Ａが正転方向に連続的に回転している正転時から回転方向が反転して第１電動モータ２７Ａが逆転方向に回転し始めると、第１噛合圧力Ｆ１の向きが反対向きとなる。このため、回転中心軸３２Ａを第１ポジション側端部に押し付けていた公転力が消失し、回転中心軸３２Ａを第２ポジション側に移動させる公転力が発生する。

そして、本実施形態では、図５に示すように、回転中心軸３２Ａが第１ポジションと第２ポジションとの間を移動する途中の第３ポジションにおいて、第１中間歯車３２が第１出力歯車３３及び第２出力歯車３４の両方に噛み合うように構成されている。

このため、正転時から逆転時へ移行する際の第３ポジションにおいて、第１中間歯車３２と第１出力歯車３３と噛み合い部分で発生する噛み合い圧力（以下、第３噛合圧力Ｆ３という。）は、第１噛合圧力Ｆ１と同様に、第１ポジション側から第２ポジション側に向かう向きの成分力を有する力として第１中間歯車３２に作用する。因みに、第３噛合圧力Ｆ３は、第１出力歯車３３に作用する回転抵抗、つまり第１出力歯車３３側の負荷により発生する力である。

また、正転時から逆転時へ移行する際の第３ポジションにおいて、第１中間歯車３２と第２出力歯車３４と噛み合い部分で発生する噛み合い圧力（以下、第４噛合圧力Ｆ４という。）は、逆転した第１中間歯車３２の回転を正転させる向きの力として第１中間歯車３２に作用する。因みに、第４噛合圧力Ｆ４は、第２出力歯車３４の回転抵抗、つまり第２出力歯車３４側の負荷により発生する力である。

したがって、正転時から逆転時へ移行する際の第３ポジションにおいては、第１噛合圧力Ｆ１及び第３噛合圧力Ｆ３は、第１中間歯車３２を第２ポジション側に公転移動させる力となり、第４噛合圧力Ｆ４は第１中間歯車３２の自転を妨げる力となる。このため、第１中間歯車３２を第２ポジション側に移動させる公転力が自転力より大きくなるので、第１中間歯車３２は第２ポジション側に移動する。

そして、回転中心軸３２Ａが長穴２９Ａの長手方向端部のうち第２ポジション側に到達すると、図４に示すように、第１中間歯車３２が第１出力歯車３３から離隔して第３噛合圧力Ｆ３が消失するとともに、第１中間歯車３２の公転が規制される。このため、第１中間歯車３２は、第２ポジションに保持された状態で自転する。

なお、本実施形態に係る第３ポジションは、第１ポジションから第２ポジションに至る回転中心軸３２Ａの移動軌跡の中立点である。つまり、第３ポジションから第１ポジションまでの回転中心軸３２Ａの移動量と第３ポジションから第２ポジションまでの回転中心軸３２Ａの移動量とは略同一となる。

また、第２中間歯車３５には、コイルばねによって自転を妨げる力が常に作用している。このため、第２中間歯車３５は、第２噛合圧力Ｆ２によって第２出力歯車３４から離隔する向きに公転移動する。

＜逆転時から正転時への移行時＞
第１電動モータ２７Ａが逆転方向に連続的に回転している逆転時から回転方向が反転して第１電動モータ２７Ａが正転方向に回転し始めると、第１噛合圧力Ｆ１の向きが反対向きとなる。

このため、回転中心軸３２Ａを第２ポジション側端部に押し付けていた公転力が消失し、回転中心軸３２Ａを第１ポジション側に移動させる公転力が発生する。したがって、「正転時から逆転時への移行時」の作動と同様な作動原理にて回転中心軸３２Ａが第１ポジションに移動する。

すなわち、図６に示すように、逆転時から正転時へ移行する際の第３ポジションにおける第３噛合圧力Ｆ３は、第２ポジション側から第１ポジション側に向かう向きの成分力を有する力として第１中間歯車３２に作用する。また、逆転時から正転時へ移行する際の第３ポジションにおける第４噛合圧力Ｆ４は、正転した第１中間歯車３２の回転を逆転させる向きの力として第１中間歯車３２に作用する。

つまり、逆転時から正転時へ移行する際の第３ポジションにおいては、第１噛合圧力Ｆ１及び第３噛合圧力Ｆ３は、第１中間歯車３２を第１ポジション側に移動させる力となり、第４噛合圧力Ｆ４は第１中間歯車３２の自転を妨げる力となる。したがって、第１中間歯車３２を第１ポジション側に移動させる公転力が自転力より大きくなるため、第１中間歯車３２は第１ポジション側に移動する。

そして、回転中心軸３２Ａが長穴２９Ａの長手方向端部のうち第１ポジション側に到達すると、図３に示すように、第１中間歯車３２が第２出力歯車３４から離隔して第３噛合圧力Ｆ３が消失するとともに、第１中間歯車３２の公転が規制される。このため、第１中間歯車３２は、第１ポジションに保持された状態で自転する。

また、第２中間歯車３５には、コイルばねによって自転を妨げる力が常に作用している。このため、第２中間歯車３５は、第２噛合圧力Ｆ２によって第２出力歯車３４に噛み合う向きに公転移動する。

このとき、本実施形態では、図６に示すように、少なくとも逆転時から正転時へ移行する際の第３ポジションにおいて、第２中間歯車３５と第２出力歯車３４とが噛み合うように構成されている。

このため、第２中間歯車３５は、回転中心軸３２Ａが第２ポジションから第１ポジションに移動する過程の第３ポジションにおいて、第１中間歯車３２を逆転させる向きに第２出力歯車３４を回転させることとなる。

なお、第３ポジションにおいて、第１出力歯車３３及び第２出力歯車３４のうち回転中心軸３２Ａの移動方向後退側に位置する歯車を後退側歯車と呼ぶとき、図６に示す状態では、第２出力歯車３４が後退側歯車に相当する。したがって、図６に示す第３ポジションにおいては、第１中間歯車３２を反転させる向きに後退側歯車を回転させていることになる。

４．本実施形態に係る画像形成装置（特に、第１歯車伝達機構）の特徴
上記したように、本実施形態に係る第１歯車伝達機構３０Ａでは、特許文献１に記載の発明と異なり、第２中間歯車３２の自転を妨げる摩擦抵抗を発生させるコイルばねを設けることなく、第１中間歯車３２を移動させることが可能となる。

したがって、本実施形態では、コイルばねの摩擦抵抗による損失が消失するので、効率よく駆動力を出力側に伝達できるとともに、第１歯車伝達機構３０Ａの製造原価を低減できる。

また、本実施形態では、第１中間歯車３２が第１出力歯車３３及び第２出力歯車３４の両方に噛み合う第３ポジションが存在するので、移動過程にある第１中間歯車３２に対して自転を妨げる力が作用する。したがって、摩擦係数のバラツキやコイルばねのバラツキ等による伝達経路の切り替え作動等の不安定さを低減し、伝達経路の切り替え作動等を確実に行うことができる。

なお、本発明では、上述したように、第３ポジション時において、第１出力歯車３３及び第２出力歯車３４のうち少なくとも一方の出力歯車が、移動過程にある第１中間歯車３２に対して自転を妨げる力を作用させる。

したがって、「第１中間歯車３２が、第１出力歯車３３及び第２出力歯車３４の両方に噛み合う」とは、第３ポジション時に「自転を妨げる力」が発生する状態を意味する。そして、当該状態とは、例えば以下の（ａ）〜（ｄ）の場合等である。

（ａ）第１中間歯車３２の歯と第１出力歯車３３及び第２出力歯車３４の歯とが係合する場合
（ｂ）第１中間歯車３２の歯先と第１出力歯車３３及び第２出力歯車３４の歯先とが接触して上記「自転を妨げる力」を作用させる場合
（ｃ）第１中間歯車３２の歯と第１出力歯車３３の歯とが係合し、第１中間歯車３２の歯先と第２出力歯車３４の歯先とが接触して上記「自転を妨げる力」を作用させる場合
（ｄ）第１中間歯車３２の歯と第２出力歯車３４の歯とが係合し、第１中間歯車３２の歯先と第１出力歯車３３の歯先とが接触して「自転を妨げる力」を作用させる場合
また、本実施形態では、第３ポジションにおいて、第１中間歯車３２を逆転させるような向きに後退側歯車を回転させることを特徴としている。

これにより、本実施形態では、図６に示すように、第１中間歯車３２には、第４噛合圧力Ｆ４に加えて噛合圧力Ｆ４１が作用する。ここで、噛合圧力Ｆ４１とは、後退側歯車（本実施形態では、第２出力歯車３４）に付与された駆動力によって発生した噛合圧力である。

したがって、第３ポジション時に第１中間歯車３２に作用する自転を妨げる力が大きくなるので、より確実に第１中間歯車３２を移動させることができる。
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、第２出力歯車３４のうち第１中間歯車３２と噛み合う部分と第２中間歯車３５と噛み合う部分とが軸方向にずれ、かつ、駆動歯車３６のうち入力歯車３１と噛み合う部分と第２中間歯車３５と噛み合う部分とが軸方向にずれていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第２出力歯車３４のうち第１中間歯車３２と噛み合う部分と第２中間歯車３５と噛み合う部分とが回転方向にずれていてもよい。

また、上述の実施形態では、第２出力歯車３４を後退側歯車とし、かつ、第１中間歯車３２を反転させる向きに後退側歯車を回転させたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第３ポジション時に後退側歯車に駆動力を付与する構成を廃止する、又は第１ポジションから第２ポジションに移行する際の第３ポジション時においても、後退側歯車（この場合は、第１出力歯車３３）にて第１中間歯車３２に噛合圧力Ｆ４１を付与してもよい。

また、上述の実施形態では、第１電動モータ２７Ａの回転方向を切り替えることにより入力歯車３１の回転方向を切り替えたが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば、第１電動モータ２７Ａの回転方向を切り替えることなく、第１電動モータ２７Ａから入力歯車３１に至る駆動力の伝達経路を切り替えることにより、入力歯車３１の回転方向を切り替えてもよい。

また、上述の実施形態では、画像形成装置に本発明に係る歯車伝達機構を適用したが、本発明の適用はこれに限定されるものではなく、例えば、画像読取装置の原稿送り機構に適用してもよい。

また、上述の実施形態では、複数の感光ドラム７Ａに対応して複数の露光器９が設けられていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、露光用の光を走査しながら感光ドラム７Ａを露光する、いわゆるスキャナタイプの露光器を用いてもよい。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

１… 画像形成装置 ３… 筐体 ３Ａ… 排出部 ３Ｂ… 排出トレイ
５… 画像形成部 ６Ａ… 載置部 ６… 給紙トレイ ７… プロセスユニット
７Ａ… 感光ドラム ７Ｂ… 帯電器 ７Ｃ… 現像ローラ ８… フィーダ機構
９… 露光器 １１… 定着器 １１Ａ… 加熱ローラ １５… 転写部
２０… ベルトユニット ２１… 転写ベルト ２２… 駆動ローラ
２３… 従動ローラ ２５… 排出ローラ ２７Ａ… 第１電動モータ
２７Ｂ… 第２電動モータ ２９… 支持部材 ２９Ａ… 長穴
３０Ａ… 第１歯車伝達機構 ３０Ｂ… 第２歯車伝達機構
３０Ｃ… 制御部 ３１… 入力歯車 ３２… 第１中間歯車
３２Ａ… 回転中心軸 ３３… 第１出力歯車 ３４… 第２出力歯車
３５… 第２中間歯車 ３６… 駆動歯車 ３７… 第３出力歯車

Claims (8)

1. 正転方向の駆動力及び逆転方向の駆動力が入力される入力歯車と、
   前記入力歯車と噛み合って回転するとともに、回転中心軸が第１ポジションと第２ポジションとの間で移動可能な第１中間歯車と、
   前記回転中心軸と摺接する長穴を有する支持部材と、
   前記回転中心軸が前記第１ポジションに位置するときに、前記第１中間歯車と噛み合って回転する第１出力歯車と、
   前記回転中心軸が前記第２ポジションに位置するときに、前記第１中間歯車と噛み合って回転する第２出力歯車とを備え、
   前記第１中間歯車は、前記回転中心軸が前記第１ポジションと前記第２ポジションとの間を移動する途中の第３ポジションにおいて、前記第１出力歯車及び前記第２出力歯車の両方に噛み合うことを特徴とする歯車伝達機構。
2. 前記第３ポジションは、前記第１ポジションから第２ポジションに至る前記回転中心軸の移動軌跡の中立点であることを特徴とする請求項１に記載の歯車伝達機構。
3. 前記長穴の長手方向形状は、前記入力歯車の回転中心を曲率中心とした円弧状に形成されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の歯車伝達機構。
4. 前記入力歯車に入力される駆動力を発生させる電動モータと、
   前記回転中心軸を移動させる際に、前記電動モータの回転方向を転向させるモータ制御部と
   を備えることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の歯車伝達機構。
5. 前記第３ポジションにおいて、前記第１出力歯車及び前記第２出力歯車のうち前記回転中心軸の移動方向後退側に位置する歯車を後退側歯車と呼ぶとき、
   前記第３ポジションにおいて、前記第１中間歯車を反転させる向きに前記後退側歯車を回転させることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の歯車伝達装置。
6. 前記第１中間歯車の前記回転中心軸が前記第１ポジションに位置するときに、前記第２出力歯車に噛み合って前記第２出力歯車に駆動力伝達し、前記第１中間歯車の前記回転中心軸が前記第２ポジションに位置するときに、前記第２出力歯車から離隔する第２中間歯車を備え、
   さらに、前記第２中間歯車は、前記第１中間歯車の前記回転中心軸が前記第２ポジションから前記第１ポジションに移動する過程の前記第３ポジションにおいて、前記第１中間歯車を逆転させる向き前記第２出力歯車を回転させることを特徴とする請求項４に記載の歯車伝達装置。
7. シートに画像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部に駆動力を伝達する請求項１ないし６のいずれか１項に記載の歯車伝達装置と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
8. 前記画像形成部は、シートに転写される現像剤像を形成する現像部、及びシートに転写された現像剤を定着させる定着部を有しており、
   さらに、前記第１出力歯車は、前記定着部に駆動力を伝達し、前記第２出力歯車は、前記現像部に駆動力を伝達することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。

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