JP2018025203A - 駆動伝達機構及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明の目的は、簡素な構成で、駆動時のメインのギアボックスのカバーの変形によらず、もう一方のギアボックスの精度が保証可能な画像形成装置を提供することである。【解決手段】駆動源と、複数のギアと、前記ギアの軸の一方を支持する第１のフレームと、前記ギアの軸の他方を支持する第１のギアカバーと、を備え、前記駆動源からの駆動力の伝達を行う第１のギアボックスと、複数のギアと、前記ギアの軸の一方を支持する第２のフレームと、前記ギアの軸の他方を支持する第２のギアカバーと、を備え、前記第１のギアボックスのギアを経由して前記駆動源からの駆動力を受けて伝達を行う第２のギアボックスと、を有し、前記第２のギアボックスは、前記第１のギアボックスに対して着脱可能であり、前記第１のギアボックスの第１のギアカバーに取り付けられている。【選択図】 図３

Description

本発明は、複数のギアが用いられた駆動伝達機構、及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。

画像形成装置は、像担持体としてドラムを用い、これに電子写真画像形成プロセスを適用して静電潜像を形成し、記録媒体に画像を形成するものである。例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（ＬＥＤプリンタ、レーザビームプリンタなど）、電子写真ファクシミリ装置、及び、電子写真ワードプロセッサーが含まれる。また、それ等の機能を兼ね備える複合機、ワークステーション等の出力機器として用いられる、モノカラー若しくはフルカラーの画像形成装置などが含まれる。

記録媒体とは、画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、紙、ＯＨＰシート等が含まれる。

従来、電子写真画像形成プロセスを適用する画像形成装置には、駆動伝達手段として複数のギアが用いられることがある。モータ等の駆動源からギアを介して、ドラムや用紙搬送ローラ等へ駆動力を伝達する。これらのギアの数、サイズが増加すると、ギアボックスのフレーム、カバーの面積が増加し、剛性低下や、本体サイズの増大を招く一因となる。

上述の課題を解決する策として、例えば、特許文献１に開示されている構成をとるものがある。この構成では、複数のギアを２つのギアボックスに分割して収容し、ギアとフレーム、駆動伝達用カップリングからなる連結部材を追加することによって２つのギアボックスの駆動伝達を行っている。また、２つのギアボックスをオーバーラップさせて配置することにより、省スペースでの配置を可能にしている。

特開２００４−１９８６３４号公報

しかしながら、上述の従来技術では、連結部材の追加による部品数の増加、構成の複雑化が課題となる。また、メインのギアボックスのカバーが、もう一方のギアボックスのフレームを兼ねる構成をとっている。そのため、駆動時のメインのギアボックスのカバーの変形により、もう一方のギアボックス内部の精度（収容されているギアの軸間距離や、連結部材の傾き等）が悪化するという課題がある。

そこで本発明の目的は、簡素な構成で、駆動時のメインのギアボックスのカバーの変形によらず、もう一方のギアボックスの精度が保証可能な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、本発明は、駆動源と、複数のギアと、前記ギアの軸の一方を支持する第１のフレームと、前記ギアの軸の他方を支持する第１のギアカバーと、を備え、前記駆動源からの駆動力の伝達を行う第１のギアボックスと、複数のギアと、前記ギアの軸の一方を支持する第２のフレームと、前記ギアの軸の他方を支持する第２のギアカバーと、を備え、前記第１のギアボックスのギアを経由して前記駆動源からの駆動力を受けて伝達を行う第２のギアボックスと、を有し、前記第２のギアボックスは、前記第１のギアボックスに対して着脱可能であり、前記第１のギアボックスの第１のギアカバーに取り付けられていることを特徴とする。

本発明によれば、第２のギアボックス内部のギアは、第１のギアボックスとは別の部材フレーム、ギアカバーによって支持されている。また、第２のギアボックスは、前記第１のギアボックスのギアカバーに対し取り付けられている。そのため、駆動時の第１のギアボックスのギアカバーの変形によらず、簡素な構成で第２のギアボックス内部の精度が保証できる。

実施例１に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図 実施例１に係る画像形成装置の駆動構成を示す斜視図 実施例１に係る画像形成装置の駆動構成を示す分解斜視図 実施例１に係る画像形成装置の第１と第２のギアボックスの分解斜視図

以下に図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を、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り、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〕
（レーザビームプリンタの説明）
本実施例に係る画像形成装置２０の概略について、図１を用いて説明する。なおここでは、画像形成装置として、特に電子写真式のレーザビームプリンタを例示して説明する。

ホストコンピュータ（図示せず）からのプリント信号に基づいて、モータ３４から駆動が伝達されて給紙ローラ１０が回転する。給紙トレイ９に積載された記録媒体Ｐは、給紙ローラ１０と用紙分離手段１１とにより一枚ずつ分離されて給送される。分離された記録媒体Ｐは、搬送ローラ対１０９により、転写部１５１に搬送される。転写部１５１は、画像形成装置２０に着脱自在なプロセスカートリッジ４と、転写ローラ１４等を備えている。プロセスカートリッジ４は、感光体ドラム１、感光体ドラム１を帯電させる帯電手段、感光体ドラム１上の潜像をトナーで現像する現像手段等から構成されている。

レーザスキャナユニット８から画像情報に基づくレーザ光３が照射され、感光体ドラム１上に露光し、潜像が電子写真方式で形成される。この潜像は現像手段により現像剤としてのトナーにより現像され、感光体ドラム１上にトナー像が形成される。感光体ドラム１上に現像されたトナー像は、転写部１５１に向けて搬送されてきた記録媒体Ｐに対して、転写ローラ１４により転写される。トナー像の転写を終えた記録媒体Ｐは定着ヒータ１６と、この定着ヒータ１６に圧接された定着加圧ローラ１５とから構成される定着ユニット１６２に搬送され、ここで転写されたトナー像が加熱定着される。

画像定着を終えた記録媒体Ｐは、搬送ガイド２４に沿って、排紙駆動ローラ１７と、排紙従動ローラ１８とによって形成される排紙ニップへと向かう。排紙駆動ローラ１７及び排紙従動ローラ１８は、記録媒体Ｐを画像形成装置２０外部へと排出し、記録媒体Ｐは排紙トレイ１９及び排紙延長トレイ２５の上方に積載される。

一方、記録媒体Ｐの表裏両面に画像を形成する両面印字の場合は、記録媒体Ｐが定着ユニット１６２を通過する際に、定着ユニット１６２に設けられた図示しないセンサ（検知手段）がシートの後端を検知する。不図示のコントローラ（制御手段）は、そのセンサの検知信号を受けると、排紙駆動ローラ１７へローラ反転信号を送信する。そして、排紙駆動ローラ１７が反転し、記録媒体Ｐが両面搬送路１１７へと搬送され、搬送ローラ対１０９へと搬送される。

この時点で、記録媒体Ｐの表裏は逆転し、その後に前述の片面印刷の場合と同様な過程を経て記録媒体Ｐの第２面が印刷されていく。

（ギアボックスの説明）
本実施例の画像形成装置２０は、図２及び図３に示すような駆動伝達機構２１をもつ。第１のギアボックス２６は、図２に示すように、第１のフレーム２７と第１のギアカバー２８とによって、複数のギアからなる第１のギアトレイン２９のギアの軸両端を回動可能に支持している。第１のフレーム２７は第１のギアトレイン２９のギアの軸の一方を回動可能に支持し、第１のギアカバー２８は第１のギアトレイン２９のギアの軸の他方を回動可能に支持している。同様に第２のギアボックス３０も、図３に示すように、第２のフレーム３１と第２のギアカバー３２とによって、複数のギアからなる第２のギアトレイン３３のギアの軸両端を回動可能に支持している。第２のフレーム３１は第２のギアトレイン３３のギアの軸の一方を回動可能に支持し、第２のギアカバー３２は第２のギアトレイン３３のギアの軸の他方を回動可能に支持している。

第２のギアボックス３０は、第１のギアボックス２６に対して着脱可能に支持されている。第２のギアボックス３０は、第２のギアカバー３２が、第１のギアカバー２８に対して締結部３５ａ，３５ｂの２箇所でビス締結される。また、第１のフレーム２７と第２のフレーム３１とは、締結部３５ｃでビス締結される。ここでは、第２のギアボックス３０が、第１のギアボックス２６の第１のギアカバー２８に対し、２箇所でビス締結された構成を例示したが、これに限定されるものではなく、少なくとも２箇所以上で締結されていれば良い。

第１のギアボックス２６の、第１のギアトレイン２９は、図４に示すように駆動源であるモータ３４を備えており、前記モータ３４からの駆動力の伝達を行う。第１のギアトレイン２９は、前述したレーザビームプリンタのうち、排紙駆動ローラ１７以外の駆動回転する回転体（給紙ローラ１０、搬送ローラ対１０９、プロセスカートリッジ４、転写ローラ１４、定着ユニット１６２など）を駆動する。第１のギアトレイン２９は、第２のギアトレイン３３に駆動を伝達する駆動伝達ギア３７を有している。第１のギアトレイン２９は、モータ３４のギアピニオン３６から、複数のギアを経由して駆動伝達ギア３７に接続されている。

第２のギアボックス３０の、第２のギアトレイン３３は、第１のギアトレイン２９からの駆動力を受けて伝達を行う。第２のギアトレイン３３は、第１のギアトレイン２９の駆動伝達ギア３７から駆動を受け取る被駆動伝達ギア３８と、排紙駆動ローラ１７の正転、反転を切り替えるための反転駆動機構と、排紙駆動ローラ１７を駆動する出力ギア３９を有している。そして第２のギアトレイン３３は、被駆動伝達ギア３８から反転駆動機構を経由して出力ギア３９に接続されている。

第２のギアトレイン３３は駆動源を有しておらず、上述したように、被駆動伝達ギア３８が第１のギアトレイン２９の駆動伝達ギア３７と噛み合うことで、第１のギアトレインから駆動が伝達される。そのため、第１のギアボックス２６と第２のギアボックス３０の、ユニット間の駆動伝達に、追加の構成部品は不要となり、簡素な駆動列を構成することが可能となる。

被駆動伝達ギア３８は一定の方向に回転をしており、反転駆動機構により出力ギア３９の正転、反転を切り替える。反転駆動機構は、アクチュエータであるソレノイド４０と２つの遊星ギア列４１から構成されている。ソレノイド４０と２つの遊星ギア列４１からなる反転駆動機構は、広く用いられている構成であるため、ここでは詳細を説明しない。

ここで、第１のギアトレイン２９は、上述したように定着ユニット１６２やプロセスカートリッジ４等を駆動するが、これらは大きなトルクが必要となる。そのため駆動力の反力により、第１のギアトレイン２９を保持している第１のギアカバー２８が微小量変形する。これにより第１のギアトレイン２９は、ギアの軸間距離やアライメントが変化する。第１のギアトレイン２９は、第１のギアカバー２８の変形によるギアの軸間距離やアライメントの変化を許容するように設計されている。

一方、第２のギアトレイン３３はソレノイド４０と２つの遊星ギア列４１から構成される反転駆動機構を有している。遊星ギア列４１を安定して動作させるためには、遊星ギア列４１の軸間距離やアライメントを精度良く保証する必要がある。

そこで本実施例では、第２のギアボックス３０の第２のギアトレイン３３は、各ギアの軸両端を、第１のギアボックス２６とは別の部材である第２のフレーム３１と、第２のギアカバー３２とによって支持している。そのため、駆動時の第１のギアカバー２８の変形によらず、第２のギアトレイン３３の内部の遊星ギア列４１の軸間距離やアライメント等を高い精度で保証することが可能となる。

また、第２のギアボックス３０は、第１のギアボックス２６の第１のギアカバー２８に対し取り付けられている。そのため、第１のギアトレイン２９の駆動伝達ギア３７と、第２のギアトレイン３３の被駆動伝達ギア３８の噛み合い精度を保証することができる。

上述したように、第２のギアトレイン３３の精度を保証できるため、モジュール０．６以下の小モジュールのギアの使用が可能となる。そのため、ギアの小型化による第２のギアボックス３０の小型化、ギアの高回転化が可能になる。またこれにより、反転駆動機構の駆動切り替えの際に、タイムラグを小さく抑えることが可能になる。なお、ここでモジュールとは、ギア（歯車）のピッチ円直径（Ｄ）を歯数（Ｚ）で割った数値（モジュールＭ＝Ｄ／Ｚ）であり、おおむね、ギアの大きさを表す数値である。

また、駆動伝達ギア３７と被駆動伝達ギア３８との噛み合い部周辺のようなユニット同士の連結部分では、第１のギアカバー２８の一部を凹ませることで相手ユニットとの干渉を避けることがしばしばある。本実施例では、第２のギアボックス３０は、第１のギアカバー２８の凹部（切欠部）５０を跨ぐように締結部３５ａ，３５ｂの２箇所でビス締結される。そのため、第１のギアカバー２８を効果的に補強することができる。これにより、駆動時の第１のギアカバー２８の変形を抑えることができる。

これまで、両面印刷を行う画像形成装置２０について説明をした。片面印刷専用の画像形成装置では、前述した反転駆動機構を用いる必要はなく、第２のギアトレインを被駆動伝達ギア３８から出力ギア３９をアイドルギアで接続する。このように構成した片面印刷専用の第２のギアボックスを第１のギアカバー２８に対して取り付ける。一定の方向に回転している被駆動伝達ギア３８は、アイドルギアを通じて出力ギア３９を前記一定の方向に回転させる。これにより、排紙駆動ローラ１７は正転し、記録媒体Ｐを画像形成装置２０外部へと排出する。

以上で説明したように、構成の異なる複数種類の第２のギアボックスを用意（ここでは第２のギアボックスを両面印刷用と、片面印刷用の複数種類用意）することで、複数種類の駆動列を構成することができる。これにより、複数種類の製品を容易に作り分けることが可能となる。

また、片面印刷専用の画像形成装置において、第２のギアボックス３０を取り付けないで、出力ギア３９を第１のギアトレイン２９と接続させる駆動列を構成することも可能である。これにより、第２のギアボックス３０を両面印刷用に取り付ける場合と、片面印刷用に取り付けない場合で、２種類の駆動列を構成することができる。

〔他の実施例〕
前述した実施例では、１つのプロセスカートリッジを使用したモノカラーの画像形成装置を例示して説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、複数のプロセスカートリッジを使用したフルカラーの画像形成装置にも適用可能である。

また前述した実施例では、画像形成装置に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして、感光体ドラムと、該感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段，現像手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示した。しかし、これに限定されるものではない。例えば感光体ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。

更に前述した実施例では、感光体ドラムを含むプロセスカートリッジが画像形成装置に対して着脱自在な構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば各構成部材がそれぞれ組み込まれた画像形成装置、或いは各構成部材がそれぞれ着脱自在な画像形成装置であっても良く、該画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に用いられる駆動伝達機構に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

２０ …画像形成装置
２１ …駆動伝達機構
２６ …第１のギアボックス
２７ …第１のフレーム
２８ …第１のギアカバー
２９ …第１のギアトレイン
３０ …第２のギアボックス
３１ …第２のフレーム
３２ …第２のギアカバー
３３ …第２のギアトレイン
３４ …モータ
３５ａ，３５ｂ，３５ｃ …締結部
３６ …ギアピニオン
３７ …駆動伝達ギア
３８ …被駆動伝達ギア
３９ …出力ギア
４０ …ソレノイド
４１ …遊星ギア列

Claims (10)

1. 駆動源と、複数のギアと、前記ギアの軸の一方を支持する第１のフレームと、前記ギアの軸の他方を支持する第１のギアカバーと、を備え、前記駆動源からの駆動力の伝達を行う第１のギアボックスと、
   複数のギアと、前記ギアの軸の一方を支持する第２のフレームと、前記ギアの軸の他方を支持する第２のギアカバーと、を備え、前記第１のギアボックスのギアを経由して前記駆動源からの駆動力を受けて伝達を行う第２のギアボックスと、
   を有し、
   前記第２のギアボックスは、前記第１のギアボックスに対して着脱可能であり、前記第１のギアボックスの第１のギアカバーに取り付けられていることを特徴とする駆動伝達機構。
2. 前記第２のギアボックスは、出力ギアと、前記出力ギアの正転、反転を切り替えるための反転駆動機構を有することを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達機構。
3. 前記第２のギアボックスは、モジュール０．６以下のギアを持つことを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達機構。
4. 前記第２のギアボックスは、前記第１のギアボックスの第１のギアカバーに対し、少なくとも２箇所以上で締結されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達機構。
5. 前記第１のギアボックスの第１のギアカバーは、前記第２のギアボックスとの干渉を避けるための切欠部を有し、
   前記第２のギアボックスは、前記第１のギアカバーの切欠部を跨ぐように２箇所で締結されていることを特徴とする請求項４に記載の駆動伝達機構。
6. 前記第２のギアボックスの第２のギアカバーが、前記第１のギアボックスの第１のギアカバーに取り付けられてい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機構。
7. 前記第２のギアボックスの第２のフレームは、前記第１のギアボックスの第１のフレームに取り付けられていることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の駆動伝達機構。
8. 前記第１のギアボックスに取り付ける前記第２のギアボックスの構成に応じた、複数の駆動列を構成することを特徴とする請求項２乃至７のいずれか１項に記載の駆動伝達機構。
9. 前記出力ギアと前記反転駆動機構を有する構成の第２のギアボックスのほかに、出力ギアと前記出力ギアを一定の方向に回転させるための複数のギアを有する構成の第２のギアボックスを持つ事を特徴とする請求項８に記載の駆動伝達機構。
10. 請求項１乃至９のいずれか１項に記載の駆動伝達機構を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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