JP2016190743A - 駆動伝達装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】制御レバー６が係止位置から非係止位置へ動作不良なく移動することを可能にする。【解決手段】遊星ギア機構と係止機構を用いて、駆動源からの回転駆動力を駆動軸に伝達する伝達状態と、遮断する遮断状態とをとり得る駆動伝達装置であって、係止機構は、爪部１０ｂを係止することで太陽ギア１０ａの回転を停止させる係止位置と、爪部１０ｂを係止しない非係止位置との間を移動可能な制御レバー６を備え、制御レバー６を係止位置から非係止位置へ移動する際、爪部１０ｂが係止された時の回転方向と逆方向に働く回転力を爪部１０ｂに生じさせる回転力発生手段を有することを特徴とする。【選択図】図５

Description

本発明は、駆動伝達装置、画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ、それらの複合機などの画像形成装置には、シート分離・搬送機構等に駆動モータの回転駆動力を所定のタイミングで伝達する駆動伝達装置が採用されている。図１２に欠け歯ギアを用いた駆動伝達装置を画像形成装置の給紙部に採用した従来例の斜視図を示す（特許文献１）。図１２に示すように、駆動伝達装置２２０は、記録材としてのシートＰを分離搬送する給紙ローラ２０１、シートＰを給紙ローラ２０１に所定の力で当接させる積載板２０２、給紙ローラ２０１と一体に回転する駆動軸２０３を有している。また、駆動伝達装置２２０は、画像形成装置本体の駆動源に駆動連結した入力ギア２０４、回転駆動力の伝達、遮断を制御するソレノイド２０５を有している。

画像形成装置本体からの制御信号によりソレノイド２０５がＯＮ状態になると、駆動伝達装置が回転駆動力を伝達することで、駆動軸２０３および給紙ローラ２０１が図１２中Ａ方向に回転する。給紙ローラ２０１は、不図示の分離手段によってシート束より分離された１枚のシートＰを搬送する。

図１３は、図１２で説明した駆動伝達装置２２０の分解斜視図である。図１３に示すように、駆動伝達装置２２０は、欠け歯部２０９ａを有し駆動軸２０３を駆動する第一欠け歯ギア２０９を有する。また、第一欠け歯ギア２０９と略同位相で欠け歯部２１１ａを有し、第一欠け歯ギア２０９に圧縮バネ２１０を介して回転自在に支持される第二欠け歯ギア２１１を有する。さらに、駆動軸２０３と一体となって回転する制御カム２０８、制御カム２０８に追従するよう圧接されるカムフォロワー２０６、カムフォロワー２０６を制御カムに付勢するバネ２０７を有する。

ソレノイド２０５がＯＦＦ状態にある場合、第二欠け歯ギア２１１は、その外環に設けられた係止部２１１ｂがソレノイド２０５により係止され、欠け歯部２１１ａを入力ギア２０４に対向させた位置で静止している。同様に制御カム２０８、第一欠け歯ギア２０９および駆動軸２０３は静止しており、その状態でカムフォロワー２０６が制御カム２０８の凹部２０８に嵌って制御カム２０８を押圧している。このとき第一欠け歯部２０９ａもまた入力ギア２０４に対向している。

ソレノイド２０５がＯＮ状態となり、第二欠け歯ギア２１１の係止解除がなされると、第二欠け歯ギア２１１は圧縮バネ２１０によって入力ギア２０４と噛み合って回転を開始する。この時、第一欠け歯ギア２０９は制御カム２０８により静止したままである。第二欠け歯ギア２１１が所定量回転し、第二欠け歯ギア２１１に設けられた不図示のリブが、第一欠け歯ギア２０９の連結リブ２０９ｂに当接すると制御カム２０８の係止力に抗して第一欠け歯ギア２０９が回転を開始する。連結リブ２０９ｂが当接した状態では第一欠け歯ギア２０９と第二欠け歯ギア２１１のギアピッチは等しく、第一欠け歯ギア２０９は入力ギア２０４と位相を合わせて噛合うことが可能である。第二欠け歯ギア２１１が略１回転を完了すると、既にＯＦＦ状態にあるソレノイド２０５により係止部２１１ｂが再度係止され、第二欠け歯ギア２１１は静止状態になる。一方、第一欠け歯ギア２０９は、その有歯部が入力ギア２０４との噛合いを終了した後、制御カム２０８の凹部２０８ａ近傍の傾斜部がカムフォロワー２０６に押圧されて１回転を完了し静止状態に復帰する。

図１４は、図１２、図１３で説明したものと同様の給紙部に駆動伝達装置として差動ギアユニット２３０を用いた構成例を示す斜視図である。差動ギアユニット２３０は、不図示の給紙ローラを矢印Ｄ方向に回転する駆動軸２３１、駆動源に駆動連結する入力ギア２３２、駆動力の伝達、遮断を制御するソレノイド２３３、図中Ｅ方向に揺動可能な制御レバー２３４を有する。また、差動ギアユニット２３０は、入力ギア２３２により駆動される内ギア２３５と、二つの遊星ギア２３６ａ、２３６ｂと、各々の遊星ギアを回転自在に支持しつつ、駆動軸２３１と一体となって回転する遊星キャリア２３７を有する。さらに、差動ギアユニット２３０は、駆動軸２３１に対し回転自在に支持されるとともに、遊星ギア２３６ａ、２３６ｂに噛合うギア部を備える太陽ギア部材２３８を有する。

ソレノイド２３３がＯＦＦ状態にある場合、制御レバー２３４は太陽ギア部材２３８に設けられた爪部２３８ａと離間している。したがって、入力ギア２３２から駆動入力された内ギア２３５は遊星ギア２３６ａ、２３６ｂを介して太陽ギア部材２３８を空転させ、結果、遊星キャリア２３７および駆動軸２３１は静止状態にある。

ソレノイド２３３がＯＮ状態となり、制御レバー２３４が爪部２３８ａを係止すると、太陽ギア部材２３８の回転が停止し、遊星ギア２３６ａ、２３６ｂが公転すると共に遊星キャリア２３７が駆動軸２３１と一体となって図中Ｄ方向に回転を開始する。駆動軸２３１が１回転を完了するタイミングでソレノイド２３３をＯＦＦ状態とし、制御レバー２３４による爪部２３８ａの係止解除を行うことで差動ギアユニット２３０は駆動伝達を遮断する初期状態に復帰する。

特開平１０−１５３２４７号公報

しかしながら、図１２〜１４を用いて説明した従来例には、以下のような課題が生じる懸念がある。近年、市場において画像形成装置の更なる高速化・高生産化が望まれている。この要求に対応する手段の一つとして印刷速度の高速化および印刷間隔の短縮化があり、駆動伝達装置の更なる高速化が必要となっている。

しかしながら、図１３に示す欠け歯ギアを用いた駆動伝達装置では、出力対象としての第一欠け歯ギアの回転に先んじ、第二欠け歯ギアを入力ギアに噛合わせる必要がある。そのため、ソレノイドをＯＮ状態としてから第一欠け歯ギアが回転を開始するまで所定の時間を要し、高速化対応に課題がある。

一方、図１４に示す差動ギアユニットを用いた駆動伝達装置では、ソレノイドによって直接制御レバーを動作させるため、ソレノイドをＯＮ状態としてから出力対象としての遊星キャリアが回転を開始するまでの時間は欠け歯ギアを用いた場合よりも高速である。しかしながら、太陽ギア部材の爪部形状の精度や制御レバーとの配置精度によっては大きな出力負荷を担うことができないといった課題がある。以下、図１５を参照してその課題について説明する。

図１５は、従来例の制御レバーと太陽ギア部材の爪部との関係を示す図である。従来の構成において、制御レバー２３４が太陽ギア部材の爪部２３８ａを係止している状態では、爪部２３８ａの被係止面から制御レバー２３４の係止面に係止反力が作用する。爪部２３８ａの被係止面は、制御レバー２３４の係止面と当接する面領域（の少なくともある一点）において、係止反力が作用する方向に延ばした仮想線（図１５中矢印Ｅ）が、制御レ
バーの回転中心２３４ａを通るように形成されている。即ち、この係止反力によって制御レバー２３４が係止方向にも、係止解除方向にも動作しないよう配置設計されている。

しかしながら、爪部２３８ａの被係止面の形状精度や、制御レバー２３４の配置精度によっては、上記のように制御レバー２３４と爪部２３８ａとが適当な係止状態となるような係止反力が発生しない構成となってしまう場合がある。例えば、図１５の破線Ｆ方向に力が、爪部２３８ａと制御レバー２３４との間に作用する構成となった場合、制御レバー２３４の係止面に対し、制御レバー２３４を非係止位置から係止位置に向かって移動させる方向に作用する力が強くなり過ぎた状態となる。この場合、制御レバー２３４は、担う出力負荷の大きさによってはソレノイドがＯＦＦ状態になっても、爪部２３８ａに引っかかったまま爪部２３８ａから離間できない場合がある。一方、爪部２３８ａと制御レバー２３４との間で図１５の破線Ｇ方向の力が作用する構成となった場合には、制御レバー２３４の係止面に対し、係止解除方向に作用する力の方が強くなり過ぎてしまう場合がある。この場合、制御レバー２３４によって爪部２３８ａを係止できない場合がある。

更に、差動ギアユニットを用いた駆動伝達装置では、駆動伝達をする間、ソレノイドをＯＮ状態にしておく必要があるため、画像形成装置が高速・高生産化するほどソレノイドのＯＮ状態時間が長くなりソレノイドが昇温する。その結果、制御レバーによる爪部の係止力低下が発生し、上述した形状精度および配置精度による課題と同様、大きな出力負荷への対応が課題となる。

そこで、本発明は、係止部材を係止位置と非係止位置との間で移動させることで駆動力を伝達する伝達状態と、伝達しない遮断状態とをとり得る駆動伝達装置において、係止部材が係止位置から非係止位置へ動作不良なく移動することを可能にすることを目的とする。

上記目的を達成するため本発明に係る駆動伝達装置は、
回転駆動力が入力されて回転する第１伝達部材と、
前記第１伝達部材の回転力が伝達されることで、回転駆動力を出力すべく回転する第２伝達部材と、
回転が規制されることで、前記第１伝達部材の回転力を前記第２伝達部材に伝達する第１状態と、回転が許容されることで、前記第１伝達部材の回転力を前記第２伝達部材に伝達しないように回転する第２状態と、を取り得る第３伝達部材と、
前記第３伝達部材の回転を規制すべく前記第３伝達部材の被係止部を係止する係止位置と、前記被係止部を係止しない非係止位置と、に移動可能な係止部材を有し、前記第３伝達部材の状態を前記第１状態または前記第２状態に切り替え可能な係止機構と、
を備え、
前記係止機構が、前記第３伝達部材を前記第１状態とすることで、前記回転駆動力を出力する伝達状態となり、前記係止機構が、前記第３伝達部材を前記第２状態とすることで、前記回転駆動力を出力しない遮断状態となる駆動伝達装置において、
前記係止部材が前記係止位置から前記非係止位置に移動する際において、前記係止位置にある前記係止部材によって規制される前記被係止部の回転の方向とは逆方向に働く回転力を、前記被係止部に発生させる回転力発生手段を備えることを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、
上記駆動伝達装置を備えることを特徴とする。

本発明によれば、係止部材を係止位置と非係止位置との間で移動させることで駆動力を
伝達する伝達状態と、伝達しない遮断状態とをとり得る駆動伝達装置において、係止部材が係止位置から非係止位置へ動作不良なく移動することを可能にする。

実施例１に係る画像形成装置の給紙部を示す斜視図 実施例１の駆動伝達装置を示す分解斜視図 実施例１の駆動伝達装置の遮断状態を示す図 実施例１の駆動伝達装置の伝達状態を示す図 実施例１の駆動伝達装置が伝達状態から遮断状態になる直前の状態を示す図 実施例１における回転角速度について説明する図 実施例２の駆動伝達装置を示す斜視図 実施例２の駆動伝達装置を示す分解斜視図 実施例２の駆動伝達装置の動作を説明する説明図 実施例３に係る画像形成装置の給紙部を示す斜視図 実施例３の駆動伝達装置の動作を説明する説明図 従来例の画像形成装置の給紙部を示す斜視図 従来例の駆動伝達装置を示す分解斜視図 従来例の差動ギアユニットを示す分解斜視図 従来例の制御レバーと太陽ギア部材の爪部との関係を示す図

以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。すなわち、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

（実施例１）
＜画像形成装置の給紙部＞
まず、図１を参照して、本発明の実施例１に係る駆動伝達装置を用いた画像形成装置の給紙部の概略について説明する。図１は、実施例１に係る画像形成装置の給紙部を示す斜視図である。

図１に示すように、画像形成装置の給紙部には、遊星ギア機構と係止機構を備える駆動伝達装置１、給紙ローラ（搬送ローラ）２、給紙駆動軸（駆動軸）３、入力ギア４が設けられている。実施例１において、係止機構は、ソレノイド５と制御レバー６とで構成される機構である。給紙ローラ２は、図１中の矢印Ｊ方向に回転可能に設けられ、画像形成装置に設けられる給紙カセットに収容される記録材としてのシートＰを矢印Ｈ方向に分離搬送する。給紙駆動軸３は給紙ローラ２と一体に回転する。入力ギア４は不図示の駆動源からの回転駆動力により回転し、その回転力が駆動伝達装置１によって給紙駆動軸３へと伝達されることで給紙ローラ２が回転する。ソレノイド５は、所定のタイミングでＯＮ状態となり、制御レバー６を駆動（回転移動）させる。

＜駆動伝達装置＞
次に、図２を参照して、実施例１の駆動伝達装置について説明する。図２は、実施例１の駆動伝達装置を示す分解斜視図である。駆動伝達装置１は、遊星ギア機構と係止機構を用いて、駆動源からの回転駆動力を給紙駆動軸３に伝達する伝達状態と、遮断する遮断状態とをとり得る装置である。

＜＜遊星ギア機構＞＞
遊星ギア機構は、遊星ギア８ａ、８ｂ、遊星キャリア７、入力側ギア部材９、被係止部材１０で構成される機構である。第２伝達部材としての遊星キャリア７は、遊星ギア８ａ、８ｂを自転可能に支持し、給紙駆動軸３の中心軸と同軸上で給紙駆動軸３と一体に回転可能に設けられる。また、遊星キャリア７は、給紙駆動軸３の中心軸と同軸上で回転する支持部７ａを有しており、入力側ギア部材９が支持部７ａに対して回転自在に設けられている。

第１伝達部材としての入力側ギア部材９は、外ギア９ａと、入力側ギアとしての内ギア９ｂを有している。外ギア９ａは、図１で示したように入力ギア４と噛み合い、駆動源からの回転駆動力により入力ギア４が回転することにより回転する。また、内ギア９ｂは、駆動源からの回転駆動力により給紙駆動軸３の中心軸と同軸上で回転し、遊星ギア８ａ、８ｂと噛み合うように設けられる。入力側ギア部材９は、駆動源から回転駆動力が伝達されている間は常に、図２中の矢印Ｊ方向に回転している。

第３伝達部材としての被係止部材１０は、給紙駆動軸３の中心軸と同軸上で回転可能であって遊星ギア８ａ、８ｂと噛み合うギア部としての太陽ギア１０ａと、太陽ギア１０ａと一体に回転可能に設けられる被係止部としての爪部１０ｂとを有している。

＜＜係止機構＞＞
係止機構は、爪部１０ｂを係止することで太陽ギア１０ｂの回転を停止させる係止位置と、爪部１０ｂを係止しない非係止位置との間を移動可能な係止部材としての制御レバー６と、制御レバー６の移動を制御するソレノイド５で構成される機構である。

＜＜回転力発生手段＞＞
さらに、駆動伝達装置１は、回転体としての制御カム１１、制御カム１１に追従するように圧接して設けられる圧接部材としてのカムフォロワー１２、カムフォロワー１２を制御カム１１に対して付勢する付勢部材としての圧縮バネ１３を有する。制御カム１１は、給紙駆動軸３と一体に回転可能に設けられている。実施例１においては、これら、制御カム１１、カムフォロワー１２、圧縮バネ１３が本発明の回転力発生手段に対応する構成である。

＜駆動伝達装置の動作＞
次に、図３〜図５を参照して、実施例１の駆動伝達装置の動作について説明する。図３は、実施例１の駆動伝達装置の遮断状態を示す図である。図４は、実施例１の駆動伝達装置の伝達状態を示す図である。図５は、実施例１の駆動伝達装置が伝達状態から遮断状態になる直前の状態を示す図、すなわち、遊星キャリアが１回転を完了する直前の状態を示す図である。なお、図３〜図５において、左図の（ａ）は、駆動伝達装置１を軸方向における制御レバー６側から見た図であり、右図の（ｂ）は、制御カム１１側から見た図である。

遮断状態においては、図３（ａ）に示すように、ソレノイド５はＯＦＦの状態である。この状態において、ソレノイド５に設けられた引張バネ５ａの弾性力により制御レバー６は、被係止部材１０の爪部１０ｂを係止しない（被係止部材１０の回転を許容する）非係止位置にある。そのため、太陽ギア１０ａは回転可能な状態となっている（第２状態）。また、遮断状態においては、図３（ｂ）に示すように、制御カム１１に設けられた凹部１１ａにカムフォロワー１２が圧接することで、制御カム１１および遊星キャリア７が静止状態となっている。従って、給紙駆動軸３は回転しない。すなわち、駆動伝達装置１は、給紙駆動軸３に回転駆動力が伝達されていない遮断状態となっている。
この時、太陽ギア１０ａが回転可能な状態であるため、駆動源からの回転駆動力により内ギア９ｂが回転することにより、遊星ギア８ａ、８ｂが自転し、被係止部材１０（太陽
ギア１０ａ、爪部１０ｂ）を図３（ａ）中Ｋ方向に空転させる。

図４（ａ）に示すように、給紙駆動軸３へ回転駆動力が伝達される伝達状態においては、ソレノイド５はＯＮの状態であり、制御レバー６が被係止部材１０の爪部１０ｂを係止する（被係止部材１０の回転を規制する）係止位置にある。そのため、太陽ギア１０ａの回転は停止している（第１状態）。太陽ギア１０ａの回転が停止した状態で、駆動源からの回転駆動力により内ギア９ｂが回転することにより、遊星ギア８ａ、８ｂが公転及び自転し、遊星キャリア７を図４（ａ）中矢印Ｊ方向に回転させる。この時、内ギア９ｂの１回転に対する遊星キャリア７の回転数Ｎは、太陽ギア１０ａの歯数，遊星ギア８ａ、８ｂの歯数，内ギア９ｂの歯数を各々Ｚａ、Ｚｂ、Ｚｃとすると、Ｎ＝Ｚｃ／（Ｚａ＋Ｚｃ）と表せる。そして、遊星キャリア７の回転に伴い給紙駆動軸３が図４中矢印Ｊ方向に回転する。このように、給紙駆動軸３が回転することにより、給装ローラ２が回転し、給紙搬送動作が行われることとなる。すなわち、駆動伝達装置１は、給紙駆動軸３に回転駆動力を伝達する伝達状態となっている。

ここで、図４、図５を参照して、回転する被係止部としての爪部１０ｂから係止部材としての制御レバー６に作用する係止反力について説明する。図４（ａ）に示すように、制御レバー６が爪部１０ｂを係止した伝達状態においては、制御レバー６は爪部１０ｂのうち制御レバー６と接触する面（接触部）である被係止面からベクトルＬで示す係止反力を受ける。

制御レバー６は、図４に示すように、支持軸６ａを中心に揺動可能に設けられている。そして、係止反力（ベクトルＬ）により制御レバー６の支持軸６ａ周り（制御レバー６の回転軸回り）に働くモーメントＭｋ＝Ｌ×ｒ（図４（ａ））を定義する。この場合、モーメントＭｋが、ソレノイド５の引張りバネ５ａによるモーメントＭｓ（図４（ａ））を上回るよう爪部１０ｂの被係止面の向きが設定されている。

ここで、実施例１の回転力発生手段による、爪部１０ｂの動作について説明する。図５（ｂ）に示すように、遊星キャリア７（制御カム１１）が１回転を完了する直前において、制御カム１１は、凹部１１ａに向かう傾斜面１１ｂをカムフォロワー１２により押圧され、図中Ｊ方向の回転角速度が加速される。制御カム１１の加速に伴い遊星キャリア７が回転方向（図中Ｊ方向）に加速されると、制御レバー６によって静止状態であった被係止部材１０の爪部１０ｂは、図５（ａ）中Ｎ方向に回転を開始する。以下詳細に説明する。

伝達状態から遮断状態になる際、制御レバー６には、爪部１０ｂの被係止面から図５（ａ）中Ｑ方向の離間力が作用し、この離間力とソレノイド５によるモーメントＭｓによって制御レバー６は爪部１０ｂより離間する。

制御カム１１は凹部１１ａにカムフォロワー１２が嵌り合うまで回転し、遊星キャリア７と共に１回転を完了する。制御カム１１の凹部１１ａ（被嵌合部）とカムフォロワー１２の凸部（嵌合部）は、嵌り合う際に凸部から凹部１１ａに作用する力の中に、制御カム１１の回転方向に作用する分力が発生するような凹凸形状に構成されている。すなわち、凸部が凹部１１ａに嵌り込む際に、制御カム１１をその回転方向に押し出す力が発生する。制御カム１１は、遊星キャリア７の回転と共に１回転すると、カムフォロワー１２が制御カム１１の凹部１１ａに嵌る位置に戻り、図５（ｂ）に示す状態から図３（ｂ）に示す状態となる。制御カム１１が１回転する直前、すなわち図５（ｂ）に示す状態から図３（ｂ）に示す状態になる際、カムフォロワー１２からの押圧力により制御カム１１が先行回転する。すなわち、制御カム１１の回転角速度が、回転方向Ｊに加速される。

このような制御カム１１の先行回転により、Ｊ方向に回転する遊星キャリア７の回転角
速度が加速する。制御カム１１が先行回転する前の一定速度で回転している時は、遊星キャリア７は遊星ギア８ａ、８ｂから力を受けて一定速度（上述した回転数Ｎ）で回転していた。しかし、制御カム１１が先行回転することにより、遊星キャリア７が遊星ギア８ａ、８ｂをより速く公転させようとする。一方で内ギア９ｂは一定速度で回転し続けているため、遊星ギア８ａ、８ｂにより、噛み合った太陽ギア１０ａを図５（ａ）中の矢印Ｎ方向に回転させる。
太陽ギア１０ａの矢印Ｎ方向の回転に伴い当然爪部１０ｂも矢印Ｎ方向に回転する。すなわち、制御レバー６を係止位置から非係止位置へ移動する際、爪部１０ｂが制御レバー６に係止された時の回転方向（矢印Ｋ方向）と逆方向（矢印Ｎ方向）に働く回転力を爪部１０ｂに生じさせている。このような構成により、伝達状態から遮断状態になる際、制御レバー６による爪部１０ｂに対する引っ掛かり状態（係止状態）が確実にかつスムーズに解除され、係止状態が維持されてしまうことによる動作不良の発生を抑制することができる。

ここで、図６を参照して、遊星キャリアと爪部の回転角速度の関係について説明する。図６は、実施例１における回転角速度について説明する図である。図６の縦軸は遊星キャリア７（制御カム１１）のＪ方向回転角速度、横軸は被係止部材１０（爪部１０ｂ）の回転角速度を表す。

駆動伝達装置１の遮断状態（図３で示した状態）は、図６において点(１)で表すことができる。すなわち、被係止部材１０の爪部１０ｂが所定の回転角速度でＫ方向に空転し、遊星キャリア７は静止している状態である。

また、点(２)はソレノイド５がＯＮ状態となって被係止部材１０が静止し、遊星キャリア７が所定の回転角速度でＪ方向に駆動出力する伝達状態である。すなわち、図４で示した状態である。そして、点(３)は、制御カム１１がカムフォロワー１２に押圧されて先行回転することで、遊星キャリア７が所定の回転角速度以上に加速された状態である。すなわち、図５の状態から図３の状態になる間の状態である。この時、被係止部材１０（爪部１０ｂ）は、図６の横軸左側、すなわち図５（ａ）で示すＮ方向（Ｋ方向の反対方向）に回転をすることになる。

以上説明したように実施例１においては、伝達状態から遮断状態への復帰に際しては出力対象としての遊星キャリア７を出力方向に加速することで爪部１０ｂを図５中矢印Ｎ方向に回転させ、容易に制御レバー６の係止解除をすることを可能にした。また、制御レバー６に働く係止反力（ベクトルＬ）が、爪部１０ｂの被係止面の中央点Ｃの回転軌跡の接線に平行で被係止面を通る仮想直線（図４（ａ）中の直線Ｉ）よりも、被係止部材１０の回転中心側に傾くように、爪部１０ｂの被係止面を設定した。この構成により、出力負荷に依らず確実に制御レバー６が爪部１０ｂに引っかかり、駆動伝達を行うことを可能にした。

本実施例に係る駆動伝達装置は、制御レバー６と被係止部材１０との係止部を、係止状態をより確実に形成できるような形状設計で構成するとともに、上記係止部の係止解除をアシストするための回転力発生手段を設けたことを特徴とするものである。すなわち、係止状態では、制御レバー６を係止位置に留めるように作用する係止反力が確実に発生するように構成し、従来のような微妙なバランスの係止反力を発生させる構成よりも、係止位置に留める力が強くなるような構成としている。また、係止解除の際は、少なくとも、制御レバー６の係止面を非係止部材１０の被係止面から離す瞬間において、一時的に被係止部材１０の回転力を加速させるように構成している。これにより、係合部が従来よりも強く係合する構成であっても、確実に係合状態の解除を行うことができる。係止部に発生する係止反力は、回転力発生手段が発生する回転力により生じる、被係止部材１０の爪部１
０ｂを制御レバー６から離間させる力と、ソレノイド５による制御レバー６を係止位置から非係止位置に移動させる力とを合わせた合力よりも弱ければよい。したがって、係止部の構成に求められる加工精度は、上記力関係が成立する程度でよく、従来のような加工精度は要求されない。すなわち、本実施例によれば、係止部の構成の加工精度が高くなくても、制御レバー６と被係止部材１０の係脱を確実に行うことが可能となり、係止部に求められる加工精度の程度の低減（コスト低減）とともに、動作不良の発生抑制が可能となる。
なお、本実施例で示した係止部（制御レバー６、爪部１０ｂ等）の構成や、回転力発生手段（制御カム１１、カムフォロアー１２等）の構成はあくまで一例である。係止部の係止状態を確実に形成でき、かつ、係止部の係止解除の際に、上記力関係を少なくとも一時的に発生させ、確実に係止部材を非係止位置に移動させることができる構成であれば、他の構成を採用してもよい。

（実施例２）
＜駆動伝達装置の構成＞
次に、図７、図８を参照して、本発明の実施例２について説明する。図７は、実施例２の駆動伝達装置を示す斜視図である。図８は、実施例２の駆動伝達装置を示す分解斜視図である。実施例２の駆動伝達装置２１は、実施例１と同様の給紙部に設けられ、給紙部の構成、動作などは実施例１と同様であるため、その説明は省略する。実施例２の駆動伝達装置２１は、実施例１と同様に、遊星ギア機構と係止機構を用いて、駆動源からの回転駆動力を給紙駆動軸３に伝達する伝達状態と、遮断する遮断状態とをとり得る装置である。また、制御カム等を用いた回転力発生手段の構成についても実施例１と同様である。

図７、図８に示すように、遊星ギア機構は、遊星ギア８ａ、８ｂと、遊星キャリア７と、入力側ギア部材９と、被係止部材２２とで構成される。被係止部材２２は、遊星ギア８ａ、８ｂと噛み合うギア部としての太陽ギア２２ａと、被係止部（被係止ギア）としての大ギア２２ｂを有している。

また、係止機構は、係止部材としての制御レバー２４と、制御レバー２４を駆動させるソレノイド５とを有する機構である。そして、実施例２の制御レバー２４は、大ギア２２ｂと噛み合う係止ギア２３を有している。係止ギア２３は、制御レバー２４に設けられる支持軸２４ａを中心に回転自在に設けられている。制御レバー２４は、給紙駆動軸３に対して回転自在に設けられている。

＜駆動伝達装置の動作＞
次に、図９を参照して、実施例２の駆動伝達装置の動作を説明する。図９は、実施例２の駆動伝達装置の動作を説明する説明図である。なお、図９（ａ）〜図９（ｃ）で示す各動作説明図は、軸方向において制御レバー２４側から見た図である。

図９（ａ）は、駆動伝達装置２１の遮断状態を示している。すなわち、ソレノイド５はＯＦＦ状態である。そして、制御レバー２４がソレノイド５に設けられた引張りばね５ａによって図中反時計方向に付勢され、制御レバー２４に設けたストッパ部２４ａが固定部材２５の凸部２５ａに当接した状態で静止している。この状態で、被係止部材２２は図９（ａ）中Ｋ方向に空転し、係止ギア２３は、被係止部材２２の大ギア２２ｂと噛み合い、図９（ａ）中矢印Ｘ方向に回転している。

図９（ｂ）は、駆動伝達装置２１の伝達状態を示している。すなわち、ソレノイド５はＯＮ状態である。この状態において、係止ギア２３は、固定部材２５の停止部としての角部２５ｂに当接し、回転が停止している。この時、係止ギア２３は、固定部材２５の角部２５ｂから矢印Ｔ方向の反力を受け、大ギア２２ｂから矢印Ｒ方向の係止反力を受けるこ
とで回転が停止している。

係止ギア２３の回転が停止することで、係止ギア２３と噛み合う大ギア２２ｂが、係止ギア２３（制御レバー６）に係止された状態となり、太陽ギア２２ａの回転も停止する。このように、太陽ギア２２ａの回転が停止した状態で、入力側ギア部材９が駆動源からの回転駆動力により回転することにより、遊星ギア８ａ、８ｂが公転すると共に遊星キャリア７が回転し、遊星キャリア７の回転に伴い給紙駆動軸３が矢印Ｊ方向に回転する。

回転の停止した係止ギア２３には大ギア２２ｂより９（ｂ）中Ｒ方向の係止反力が作用するため、出力負荷が大きいほど係止ギア２３の制動力は増大する。この係止反力による制御レバー２４に対するモーメントＭｋがソレノイド５の引張りバネ５ａによるモーメントＭｓを上回るよう構成することで被係止部材２２が静止状態になった後、ソレノイド５を速やかにＯＦＦ状態とすることが可能である。

図９（ｃ）は、遊星キャリア７が１回転を完了する直前の状態を示している。実施例１と同様、制御カム１１により遊星キャリア７が図中Ｊ方向に加速されることで、被係止部材２２が、係止ギア２３に係止された時の回転方向（Ｋ方向）の逆方向である図中Ｎ方向に回転を開始する。これにより、係止ギア２３は、大ギア２２ｂから図中矢印Ｓ方向の離間力を受け、図９（ｃ）中の時計回り方向に回転する。この離間力と、ソレノイドによるモーメントＭｓによって、制御レバー２４は、係止位置から非係止位置に移動する際、係止ギア２３が大ギア２２ｂに引っかかることなくスムーズに係止状態が解除されることとなる。

実施例２では大ギア２２ｂを係止して回転を停止する構成として係止ギア２３を例示したが、これに限られるものではなく、大ギア２２ｂの回転を停止する構成であれば、他の構成であってもよい。例えば、制御レバー２４が、係止位置にあるとき固定部２５に接触することで、被係止部としての大ギア２２ｂの回転を停止するゴム、エラストマ等の弾性部材を有する構成であっても良い。係止部材に弾性部材を用いた場合には、固定部材２５と係止部材との接触音を低減し、駆動出力時の騒音を低減することが可能である。

（実施例３）
＜給紙部構成＞
図１０、図１１を参照して、本発明の実施例３について説明する。図１０は、実施例３に係る画像形成装置の給紙部を示す斜視図である。実施例１、２と同様の構成については同じ符号を用いて、その詳細な説明は省略する。

実施例３の駆動伝達装置３１は、図７〜図９を用いて説明した実施例２の構成と同様である。すなわち、遊星ギア機構と係止機構を用いて、駆動源からの回転駆動力を給紙駆動軸（駆動軸）３２に伝達する伝達状態と、遮断する遮断状態とをとり得るよう構成されている。また、伝達状態から遮断状態になる際、すなわち、係止部材としての制御レバー２４が係止位置から非係止位置へ移動する際、被係止部（被係止ギア）としての大ギア２２ｂが、係止ギア２３により係止された時の回転方向と逆方向に回転を開始する。すなわち、制御レバー２４が係止位置から非係止位置へ移動する際、大ギア２２ｂが図９（ａ）中の回転方向Ｋと逆方向である図９（ｃ）中の回転方向Ｎ方向に回転をするように構成されている。そのため、係止ギア２３が大ギア２２ｂに引っかかることなく係止状態を容易に解除することができる。ただし、実施例３においては、制御カム等を用いておらず、回転力発生手段の構成が実施例２と異なっている。

図１０に示すように、実施例３の給紙部には、駆動伝達装置３１により所定のタイミングで駆動される給紙駆動軸３２、給紙駆動軸３２と一体に回転するフィードローラ３３、
フィードローラ３３に圧接するブレーキローラ３４が設けられている。ブレーキローラ３４は、不図示のトルクリミッタを介し、固定軸３５に回転自在に支持されている。

さらに、給紙部は、給紙ローラ（搬送ローラ）３６、給紙駆動軸３２に回転自在に支持される給紙ガイド３７、中継ギア３８が設けられている。給紙ガイド３７には給紙ローラ３６と中継ギア３８を回転自在に支持する軸３７ａ、３７ｂが設けられている。また、給紙ガイド３７は、給紙駆動軸３２を中心に揺動し、給紙ローラ３６は積載されたシート束の最上シートにその外周を当接している。フィードローラ３３と給紙ローラ３６は、各々ギア部３３ａとギア部３６ａを有し、中継ギア３８を介して駆動連結している。すなわち、給紙ローラ３６は、給紙駆動軸３２の回転に伴い回転するように構成されている。

給紙ローラ３６、フィードローラ３３によるシートＰの搬送方向（記録材搬送方向）の下流側には、一対のローラ部材としての搬送ローラ３９および搬送コロ４０が配置されている。搬送ローラ３９は画像形成装置本体より図中Ｕ方向に回転駆動されている。また搬送コロ４０は所定の加圧力で搬送ローラ３９に押圧され、搬送ローラ３９に従動回転している。このような構成により、搬送ローラ３９と搬送コロ４０とで記録材としてのシートＰを挟持搬送する。フィードローラ３３と搬送ローラ３９の間には、搬送上ガイド４１および搬送下ガイド４２が設けられている。

＜給紙、搬送動作＞
所定のタイミングでソレノイド５がＯＮ状態となると、駆動伝達装置３１は入力ギア４からの回転駆動を給紙駆動軸３２に伝え、フィードローラ３３および給紙ローラ３６が図中Ｖ方向に回転する。この時、ブレーキローラ３４はトルクリミッタの制動力に抗し、フィードローラ３３に従動して回転する。

給紙ローラ３６に搬送されることで、シート束より複数枚のシートＰがフィードローラ３３とブレーキローラ３４とのニップ部に進入すると、トルクリミッタによりブレーキローラ３４はフィードローラ３３に従動できず、回転を停止する。ブレーキローラ３４の回転停止により、進入したシート束の最上シートだけがフィードローラ３３によって分離・搬送され、搬送上ガイド４１および搬送下ガイド４２に導かれて搬送ローラ３９に到達する。

＜駆動伝達装置構成、動作＞
実施例３の駆動伝達装置３１は、実施例２で示した構成と略同様であるが、実施例１および実施例２で例示した制御カム等は有しておらず、回転力発生手段の構成が異なっている。図１１（ａ）〜（ｃ）は実施例３の駆動伝達装置の動作を順に説明する説明図である。各動作説明図は給紙ローラ３６側から観た状態を示している。

図１１（ａ）は遮断状態を示している。すなわち、図１１（ａ）に示す状態において、ソレノイド５がＯＦＦ状態となっており、駆動伝達装置３１の出力対象である給紙駆動軸３２には回転駆動力が伝達されていない。この時、給紙駆動軸３２およびフィードローラ３３は、トルクリミッタによって制動されるブレーキローラ３４によって静止状態を保持している。また、フィードローラ３３に駆動連結した給紙ローラ３６もまた静止状態にある。

図１１（ｂ）は駆動状態を示している。すなわち、図１１（ｂ）に示す状態において、ソレノイド５がＯＮ状態となっており、給紙駆動軸３２に駆動出力がなされ、給紙ローラ３６およびフィードローラ３３の回転駆動によってシートＰが搬送されている状態を示している。

図１１（ｃ）はシートＰが搬送ローラ３９および搬送コロ４０に狭持搬送される状態を示している。実施例３では搬送ローラ３９によるシート搬送速度を、フィードローラ３３及び給紙ローラ３６によるシート搬送速度よりも速く設定した。具体的には搬送ローラ３９の回転角速度を、給紙ローラ３６の回転角速度よりも早くした。そのため、搬送ローラ３９がシートＰを搬送するとき、搬送されるシートＰを介して搬送ローラ３９の搬送力が伝達されることにより、フィードローラ３３及び給紙ローラ３６はその回転方向に加速される。

このような構成により、給紙ローラ３６が加速され、実施例２と同様に、給紙ローラ３６と一体に回転する遊星キャリア７の回転角速度が加速される。その結果、太陽ギア２２ａ及び大ギア２２ｂが図９（ｃ）中の矢印Ｎ方向に回転する。そのため、係止部材としての係止ギア２３が係止位置から非係止位置に移動する際、係止ギア２３が大ギア２２ｂに引っかかることなくスムーズに係止状態が解除されることとなる。

その後、フィードローラ３３は搬送されるシートＰに従動して回転をつづけ、シートＰ後端がブレーキローラ３４とのニップ部を通過した後、トルクリミッタによってブレーキローラ３４とともに初期状態へと復帰する。

実施例３には以下の特有な効果がある。駆動伝達装置３１による出力の回転量を、回転数や回転時間によって制御した場合、シート媒体の種類によってはフィードローラ３３とのスリップ等により搬送ローラ３９へ到達できないことがある。また、フィードローラ３３の耐久摩耗により、その外径が小さくなった場合にも同様の搬送不良が生じることがある。そこで、実施例３では、実施例１、２のように給紙駆動軸を１回転させた際ではなく、搬送ローラ３９にシートＰが到着して挟持搬送される際に、遊星キャリア７を加速させて、伝達状態から遮断状態になるように構成した。そのため、様々なシート媒体に対して上記搬送不良を低減するとともに、ローラの耐用時間を延命することが可能である。

以上、本発明は上述した実施例に限定されるものではないことは言うまでもない。特に、実施例１〜３では太陽ギア、遊星キャリアおよび内ギアの三要素を、各々固定要素、出力要素および入力要素とした差動ギアユニットを例示したが、これら三要素はいずれの組み合わせにおいても図６で示すような出力要素と固定要素の速度関係が存在する。

１…駆動伝達装置、３…給紙駆動軸（駆動軸）７…遊星キャリア（第２伝達部材）、８…遊星ギア、９ｂ…内ギア（入力側ギア、第１伝達部材）、１０…被係止部材（第３伝達部材）、１０ａ…太陽ギア（ギア部）、１０ｂ…爪部（被規制部）、６…制御レバー（係止部材）

Claims (12)

1. 回転駆動力が入力されて回転する第１伝達部材と、
   前記第１伝達部材の回転力が伝達されることで、回転駆動力を出力すべく回転する第２伝達部材と、
   回転が規制されることで、前記第１伝達部材の回転力を前記第２伝達部材に伝達する第１状態と、回転が許容されることで、前記第１伝達部材の回転力を前記第２伝達部材に伝達しないように回転する第２状態と、を取り得る第３伝達部材と、
   前記第３伝達部材の回転を規制すべく前記第３伝達部材の被係止部を係止する係止位置と、前記被係止部を係止しない非係止位置と、に移動可能な係止部材を有し、前記第３伝達部材の状態を前記第１状態または前記第２状態に切り替え可能な係止機構と、
   を備え、
   前記係止機構が、前記第３伝達部材を前記第１状態とすることで、前記回転駆動力を出力する伝達状態となり、前記係止機構が、前記第３伝達部材を前記第２状態とすることで、前記回転駆動力を出力しない遮断状態となる駆動伝達装置において、
   前記係止部材が前記係止位置から前記非係止位置に移動する際において、前記係止位置にある前記係止部材によって規制される前記被係止部の回転の方向とは逆方向に働く回転力を、前記被係止部に発生させる回転力発生手段を備えることを特徴とする駆動伝達装置。
2. 前記係止部材は、前記係止位置において、前記係止部材を前記係止位置に留めるように作用する係止反力を前記被係止部から受けるように構成されており、
   前記係止反力は、前記回転力により発生する、前記被係止部を前記係止部材から離間させる力と、前記係止機構が前記係止部材を前記係止位置から前記非係止位置に移動させる力と、を合わせた力よりも弱いことを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
3. 前記被係止部は、前記係止部材に作用する係止反力が、前記係止部材と当接する前記被係止部の被係止面の中央点を通る直線であって、前記中央点の回転軌跡の接線のうち、前記係止位置にある前記係止部材と前記被係止面が当接しているときにおける前記中央点を通る前記接線よりも、前記被係止部の回転中心側に傾いた方向に延びる直線に沿った方向に作用するように、前記被係止面の向きが設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の駆動伝達装置。
4. 前記係止部材は、前記係止位置と前記非係止位置との間を回転移動するものであり、
   前記被係止部は、前記係止部材の回転軸回りに働くモーメントにおいて、前記係止位置から前記非係止位置に移動させる向きに働くモーメントよりも、前記非係止位置から前記係止位置に移動させる向きに働くモーメントが大きくなるような係止反力が、前記係止部材に作用するように、前記係止部材が当接する被係止面の向きが設定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
5. 前記係止機構は、前記係止部材を前記係止位置と前記非係止位置との間で移動させるソレノイドを備えることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
6. 遊星ギア機構と前記係止機構を用いて、駆動源からの回転駆動力を駆動軸に伝達する前記伝達状態と、遮断する前記遮断状態とをとり得る駆動伝達装置であり、
   前記遊星ギア機構は、
   遊星ギアと、
   前記遊星ギアを自転可能に支持し、前記駆動軸と共に回転可能な、前記第２伝達部材としての遊星キャリアと、
   前記駆動源からの回転駆動力により回転し、前記遊星ギアと噛み合う、前記第１伝達部材としての入力側ギアと、
   前記遊星ギアと噛み合うギア部と、前記ギア部と一体に回転可能に設けられる前記被係止部とを有する、前記第３伝達部材としての被係止部材と、
   を備え、
   前記係止機構は、前記被係止部を係止することで前記ギア部の回転を停止させる係止位置と、前記被係止部を係止しない非係止位置と、の間を移動可能な係止部材を備え、
   前記係止部材が前記係止位置にあるとき、前記ギア部の回転が停止された前記第１状態で前記入力側ギアが前記駆動源からの回転駆動力により回転することにより、前記遊星ギアが公転すると共に前記遊星キャリアが回転し、前記遊星キャリアの回転と共に前記駆動軸が回転する前記伝達状態となり、
   前記係止部材が前記非係止位置にあるとき、前記ギア部が回転可能な前記第２状態で前記入力側ギアが前記駆動源からの回転駆動力により回転することにより、前記遊星ギアが自転すると共に前記遊星キャリアが停止し、前記遊星キャリアの停止に伴い前記駆動軸が回転しない前記遮断状態となることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
7. 前記被係止部は、被係止ギアであり、
   前記係止部材は、前記被係止ギアと噛み合う係止ギアを有し、
   前記係止部材が前記係止位置にあるとき、前記係止ギアの回転を停止することで前記被係止ギアの回転を停止させる停止部を有することを特徴とする請求項６に記載の駆動伝達装置。
8. 前記回転力発生手段による前記回転力は、前記遊星キャリアの回転角速度が加速することで前記遊星ギアが公転しながら自転することにより前記ギア部が回転して前記被係止部に発生することを特徴とする請求項６又は７に記載の駆動伝達装置。
9. 前記回転力発生手段は、
   前記駆動軸と共に回転可能であって凹部を有する回転体と、前記回転体に圧接し、前記係止部材が前記非係止位置にあるとき前記凹部に嵌る圧接部材と、前記圧接部材を前記回転体に対して付勢する付勢部材と、を有し、
   前記係止部材を前記係止位置から前記非係止位置へ移動する際、前記付勢部材により前記圧接部材を前記凹部に嵌るように付勢することにより、前記回転体の回転角速度を加速させると共に前記遊星キャリアの回転角速度を加速させて、前記遊星ギアを公転させながら自転させることにより前記被係止部に前記回転力を発生させることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の駆動伝達装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項６乃至９のいずれか１項に記載の駆動伝達装置を備え、
    前記駆動軸と共に回転し、記録材を搬送する搬送ローラを有することを特徴とする画像形成装置。
12. 前記回転力発生手段は、
    前記搬送ローラよりも記録材の搬送方向の下流側に配置され、記録材を挟持搬送する一対のローラ部材であって、前記搬送ローラよりも速い搬送速度で記録材を搬送するローラ部材を有し、
    前記ローラ部材が、搬送される記録材を介して前記搬送ローラの回転角速度を加速させると共に前記遊星キャリアの回転角速度を加速させて、前記遊星ギアを公転させながら自
    転させることにより前記被係止部に前記回転力を発生させることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。