JP2019127997A

JP2019127997A - 駆動装置

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Publication number: JP2019127997A
Application number: JP2018010066A
Authority: JP
Inventors: 花本　勝彦; Katsuhiko Hanamoto; 勝彦花本
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2018-01-24
Filing date: 2018-01-24
Publication date: 2019-08-01
Anticipated expiration: 2038-01-24
Also published as: US20190227477A1; US10514650B2; JP6988514B2

Abstract

【課題】第１回転体から第２回転体への回転力の伝達を入り切りするカップリングの入り切り機能を確実に発揮でき、入り切り時のカップリングと第１回転体との衝突音を抑制できる駆動装置を提供する。【解決手段】支持軸に正逆に駆動回転可能に支持された第１回転体と、第２回転体と、カップリング５３を備え、カップリング５３の第１対向部７５と第２回転体の第２対向部に、第１ラチェット爪６１と第２ラチェット爪が各別に形成され、カップリング５３の第３対向部７６と第１回転体の第４対向部との一方にカムが、他方にカム面７４Ｍが設けられ、第１回転体が正方向に駆動回転すると、カム作用により、回転力の伝達の入り状態に設定され、第１回転体が逆方向に駆動回転すると、回転力の伝達の切り状態に設定され、カップリング５３の第３対向部７６の端面８３と第１回転体の第４対向部の端面との一方の端面に凸部７０が突設され、回転力の伝達の切り状態で凸部７０が他方の端面に当接する。【選択図】図１２

Description

本発明は駆動装置に関する。

従来、画像形成装置等のシートを搬送駆動する駆動装置として、特許文献１に開示された技術があった。この技術では、第１回転体（ギア１９）から第２回転体（ローラ体１１ｂ）への回転力の伝達を入り切りするカップリング（カップリング２０）が設けられている。
この構造において、前記第１回転体（ギア１９）が正方向に駆動回転すると、カムとカム面のカム作用により、カップリングが第１回転体（ギア１９）側から第２回転体（ローラ体１１ｂ）側に移動して、前記回転力の伝達の入り状態に設定される（図４（ａ），図４（ｂ））。そして、例えば、前記第１回転体（ギア１９）が逆方向に駆動回転したとすると、カップリング（カップリング２０）が第２回転体側（ローラ体１１ｂ）から第１回転体（ギア１９）側に移動して、前記回転力の伝達の切り状態に設定される（図４（ｃ），図４（ｄ））。
この種の構造において、第１回転体から第２回転体への回転力の伝達の切り状態で、カップリングと第１回転体の互いに対向する端面同士が、支持軸の軸方向で当接する構造がある。この構造では、前記第１回転体が正方向に駆動回転すると、カムとカム面のカム作用により、カップリングと第１回転体の互いに対向する端部の端面同士を離間させて、カップリングが第１回転体側から第２回転体側に移動する。

特開２００７−２３０６６６号公報

上記の駆動装置の第１回転体とカップリングは樹脂で成形されている。そして、成形工程では離型剤が用いられる。そのために、前記回転力の伝達の切り状態で互いに当接しているカップリングと第１回転体の前記端面同士が、これらに付着した離型剤の影響により密着して離間しにくいことがあった。
その結果、前記第１回転体が正方向に駆動回転を開始した際に、第１回転体の回転に伴って、カップリングが第１回転体と一体に共回りして、カップリングが第１回転体側から第２回転体側に移動しないことがあった。
また、前記第１回転体が逆方向に駆動回転した際に、第２回転体側から第１回転体側に移動するカップリングの端面と、これに対向する第１回転体の端面との衝突音が発生しやすかった。
本発明は上記実状に鑑みて成されたもので、その目的は、第１回転体から第２回転体への回転力の伝達を入り切りするカップリングの入り切り機能を確実に発揮でき、入り切り時のカップリングと第１回転体との衝突音を抑制できる駆動装置を提供する点にある。

本発明の駆動装置は、支持軸に正逆に駆動回転可能に支持された第１回転体と、前記第１回転体から回転力を伝達されて前記支持軸と一体に回転する第２回転体と、前記第１回転体と前記第２回転体の間を往復移動自在に前記支持軸に支持され、前記第１回転体から前記第２回転体への前記回転力の伝達を入り切りするカップリングとを備えている。前記カップリングと前記第２回転体は、前記支持軸の軸方向で互いに対向する第１対向部と第２対向部を各別に備え、前記カップリングと前記第１回転体は、前記支持軸の軸方向で互いに対向する第３対向部と第４対向部を各別に備えている。そして、前記カップリングの第１対向部と前記第２回転体の第２対向部に、互いに噛み合う第１ラチェット爪と第２ラチェット爪が各別に形成され、前記カップリングの第３対向部と前記第１回転体の第４対向部とのいずれか一方にカムが、他方にカム面が設けられている。前記第１回転体が正方向に駆動回転すると、前記カムと前記カム面のカム作用により、前記カップリングが前記第１回転体側から前記第２回転体側に移動して、前記回転力の伝達の入り状態に設定され、前記第１回転体が逆方向に駆動回転すると、前記カップリングが前記第２回転体側から前記第１回転体側に移動して、前記回転力の伝達の切り状態に設定される。そして、前記カップリングの第３対向部の端面と前記第１回転体の第４対向部の端面とのいずれか一方の端面に１又は２以上の凸部が突設され、前記回転力の伝達の切り状態で、前記１又は２以上の凸部が、前記第３対向部の端面と前記第４対向部の端面とのいずれか他方の端面に前記軸方向で当接する。

本発明の駆動装置によれば、第１回転体から第２回転体への回転力の伝達を入り切りするカップリングの入り切り機能を確実に発揮させることができ、入り切り時のカップリングと第１回転体との衝突音を抑制できる駆動装置を提供することができる。

図１は、画像形成装置の概略縦断面図である。図２は、原稿給紙装置及び画像読取り装置の概略縦断面図である。図３は、原稿給紙装置の斜視図である。図４は、カップリングの第１ラチェット爪と第２回転体の第２ラチェット爪が互いに噛み合った状態の駆動装置の正面図である。図５は、カップリングの第１ラチェット爪と第２回転体の第２ラチェット爪が互いに噛み合った状態の駆動装置の断面図である。図６は、カップリングの第１ラチェット爪と第２回転体の第２ラチェット爪が噛み合いを解除した状態の駆動装置の正面図である。図７は、カップリングの第１ラチェット爪と第２回転体の第２ラチェット爪が噛み合いを解除した状態の駆動装置の断面図である。図８は、第１回転体の一部分の斜視図である。図９は、カップリングの斜視図である。図１０は、カップリングの正面図である。図１１は、図１０の状態から少し回転した状態のカップリングの正面図である。図１２は、図１１の状態から少し回転した状態のカップリングの正面図である。図１３は、図１２の状態から少し回転した状態のカップリングの正面図である。図１４は、図１３の状態から少し回転した状態のカップリングの正面図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。
図１は、本実施形態における原稿給紙装置２２２を備えた画像形成装置１を示している。この画像形成装置１は、電子写真方式を利用した複合機である。この画像形成装置１は、画像形成装置本体１００と、画像形成装置本体１００の上部に取り付けられた画像読取装置２００と、ユーザーが操作可能な操作パネル３００とを備えている。画像読取装置２００は原稿給紙装置２２２を有している。尚、以下の説明において、前側、後側はそれぞれ、画像形成装置１の前側（操作パネル３００が位置する側）、後側を意味し、左側、右側は、画像形成装置１を前側から見たときの左側、右側を意味する。

図２に示すように画像形成装置本体１００は箱状の筐体６０を有している。筐体６０の上部には画像読取装置２００が設けられている。

上記筐体６０内には、給紙部１０、画像形成部２０、定着部４０が収容されている。筐体６０内における給紙部１０から排紙部５０に至る用紙搬送経路Ｌには、用紙Ｐを挟持して搬送する複数の搬送ローラー対１１〜１３が配置されている。また、筐体６０内には、用紙搬送路Ｌの下流側から分岐して上流側に合流する反転搬送路Ｌ´が設けられている。反転搬送路Ｌ´には搬送ローラー対１４〜１６が配置されている。

上記給紙部１０は、筐体６０内の下部に配置されている。給紙部１０は、シート状の用紙Ｐが収容される給紙カセット１０ａと、該給紙カセット１０ａ内の用紙Ｐを取り出して該カセット外に送り出すためのピックアップローラー１０ｂとを有している。

給紙カセット１０ａよりカセット外に送り出された用紙Ｐは、搬送ローラー対１１を介して画像形成部２０に供給される。画像形成部２０では、ブラック、マゼンタ、シアン及びイエローの各色にそれぞれ対応するトナー画像を形成する作像ユニット２０Ｂｋ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙが一列に配置されている。

各作像ユニット２０Ｂｋ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙは、感光体ドラム２１、帯電装置２２、現像装置２３及びクリーニング装置２４を備えている。作像ユニット２０Ｂｋ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙの下方には、各感光体ドラム２１の表面にレーザー光を照射する露光装置２５が配置されている。また、作像ユニット２０Ｂｋ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙの上方には、中間転写ユニット２６が配置されている。

中間転写ユニット２６には、各感光体ドラム２１に接して走行する中間転写ベルト２７が設けられている。中間転写ベルト２７の内側には感光体ドラム２１との間で中間転写ベルト２７を挟み込むように、一次転写ローラー２８が設けられている。また、作像ユニット２０Ｂｋの中間転写ベルト２７の移動方向下流側には、中間転写ベルト２７の表面に接触するように二次転写ローラー２９が設けられている。中間転写ユニット２６の上方には、トナーコンテナ３０Ｂｋ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙが配置されている。トナーコンテナ３０Ｂｋ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｙには、作像ユニット２０Ｂｋ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｙの各現像装置２３に補給される各色のトナーが収納されている。

画像形成部２０では、露光装置２５によって各感光体ドラム２１の表面に所定の画像データ（例えば、画像読取装置２００により読み込んだ原稿画像データ）に基づくレーザー光を照射することで静電潜像を形成する。画像形成部２０は、この形成した静電潜像を現像装置２３によって現像することで各色のトナー像を形成する。各感光体ドラム２１の表面に形成された各色のトナー像は、一次転写ローラー２８によって中間転写ベルト２７の表面に転写されて重ね合わせられる。

そして、中間転写ベルト２７上に転写されたトナー像は二次転写ローラー２９によって、給紙部１０より供給された用紙Ｐに対して転写される。該転写後の用紙Ｐは定着部４０に供給される。定着部４０では、画像形成部２０より供給される用紙Ｐを定着ローラー４０ａ及び加圧ローラー４０ｂ間で加熱及び加圧することにより、当該用紙Ｐにトナー像を定着させる。

そして、定着部４０にてトナー像が定着された用紙Ｐは、両ローラー４０ａ，４０ｂにより下流側へと送り出される。定着部４０より送り出された用紙Ｐは、搬送ローラー対１３を介して排紙トレイ部５０に排出される。また、用紙Ｐの両面にトナー像を形成する場合には、搬送ローラー対１３によって用紙Ｐはスイッチバックされて、反転搬送路Ｌ´に搬送される。

図２に示すように、上記画像読取装置２００は、略直方体状のケース体２５０を有している。ケース体２５０の上面は原稿台２５１を形成している。原稿台２５１は、矩形状の枠状部２５１ａとその内側に嵌め込まれたコンタクトガラス２５１ｂとを有している。このコンタクトガラス２５１ｂの上面が原稿セット面２５１ｂを形成している。

原稿セット面２５１ｂは、原稿押さえカバー２３０により開閉可能に覆われている。原稿押さえカバー２３０は、不図示のヒンジ機構を介して原稿台２５１に回動可能に取付けられている。原稿押さえカバー２３０の上面側には原稿給紙装置２２２が設けられている。

上記ケース体２５０の内部（つまりコンタクトガラス２５１ｂの下方）にはスキャナ部２１０が収容されている。スキャナ部２１０は、原稿セット面２５１ｂにセットされた原稿（図示せず）を光学的に読み取ってその画像データを生成する。具体的には、スキャナ部２１０は、反射ミラー２１２、ＣＣＤセンサー２１３、及び読取りユニット２１５を有している。読取りユニット２１５は、ＬＥＤ光源２１５ａよりコンタクトガラス上の原稿に向けて光を照射する。反射ミラー２１２は、原稿からの反射光をＣＣＤセンサー２１３へと導く。ＣＣＤセンサー２１３は、受光した光を光電変換して原稿画像の画像データを生成する。生成された画像データは、不図示のデータ記憶部に記憶される。

上記原稿給紙装置２２２は、ＡＤＦ（Automatic Document Feeder）からなる。原稿給紙装置２２２は、原稿搬送方向の上流側から下流側に向かって順に、送出しローラー２２４ａ、給紙ローラー２２４ｂ、第１搬送ローラー２２４ｃ、第２搬送ローラー２２４ｄ、及び排紙ローラー２２４ｅを有している。これらのローラー２２４ａ〜２２４ｅによってＵ字状の原稿搬送経路２２５が形成されている。ローラー２２４ａ〜２２４ｅは、ローラーカバー２２１（図２参照）により上側から覆われている。

原稿給紙装置２２２は、原稿給紙トレイ２２３上の原稿を送出しローラー２２４ａ及び給紙ローラー２２４ｂによって原稿搬送路２２５に供給した後、第１及び第２搬送ローラー２２４ｃ，２２４ｄを経由して排紙ローラー２２４ｅによって排紙トレイ２２８に排出する。

原稿搬送経路２２５の途中には、第１画像読取位置２２６及び第２画像読取位置２２７が設定されている。第１画像読取位置２２６では、コンタクトイメージセンサー（ＣＩＳ）２１１により原稿の裏面の画像が読取られる。コンタクトイメージセンサー２１１は、第１及び第２搬送ローラー２２４ｃ，２２４ｄ間に配置されている。第２画像読取位置２２７では、スキャナ部２１０により原稿の表面の画像が読取られる。そうして、原稿が原稿給紙トレイ２２３から給紙されて原稿排紙トレイ２２８に排出されるまでの間に、コンタクトイメージセンサー２１１及びスキャナ部２１０によって原稿の両面の画像が読取られる。

［駆動装置３３の構造］
次に、前記排紙ローラー２２４ｅを駆動する駆動装置３３（図３参照）について説明する。図２，図３に示すように、前記排紙ローラー２２４ｅは、ギア列３１を介して電動モータＭ（駆動源に相当）によって駆動される。電動モータＭは、正逆に駆動回転可能である。図２〜図５に示すように、前記排紙ローラー２２４ｅを支持する支持軸５４の一端部に、前記ギア列３１に連結する駆動ギア５１（第１回転体に相当）が正逆に駆動回転可能に支持されている。

［駆動ギア５１の構造］
図５に示すように、駆動ギア５１はリング状に形成されており、小径部５８と、外周部にギアが形成された大径部３２とを備えている。大径部３２には、支持軸５４の他端部側に向かって開口する断面円形の段付きの凹部６７が形成されている。凹部６７の底壁５９は、大径部３２の段差状の側壁により形成されている。駆動ギア５１は樹脂製である。

［回転体５２の構造］
前記駆動ギア５１から回転力が伝達される円筒状の回転体５２（第２回転体に相当）が支持軸５４に外嵌されている。回転体５２の軸孔５２Ｈには断面Ｄ字状の軸孔部分７９が設けられている（断面Ｄ字の形状については図示せず）。そして、この軸孔部分７９と、支持軸５４の一端部に形成された断面Ｄ字状の軸部７８とが嵌合している。これにより、回転体５２と支持軸５４が一体に回転する。回転体５２は、径方向外側に張り出す第１フランジ部６６を軸心方向中間部に備えている。第１フランジ部６６は厚肉に設定されている。第１フランジ部６６よりも支持軸５４の一端側の回転体部分７７の端面は、駆動ギア５１の凹部６７の内底面６８に当接している。支持軸５４の一端部には、駆動ギア５１に対する抜け止め部材８０が取り付けられている。回転体５２は樹脂製である。

［カップリング５３の構造］
図５，図９〜図１４に示すように、駆動ギア５１と回転体５２の間を往復移動自在なカップリング５３が支持軸５４に支持されている。このカップリング５３は、回転体５２の前記回転体部分７７に、前記軸方向に往復摺動自在に外嵌されており、駆動ギア５１から回転体５２への前記回転力の伝達を入り切りする。カップリング５３の軸心方向中央部には、径方向外側に張り出す第２フランジ部６３が形成されている。カップリング５３は樹脂製である。

［カップリング５３とその周辺の構造］
支持軸５４の他端部側のカップリング５３の一端部７５（第１対向部に相当）と回転体５２の第１フランジ部６６（第２対向部に相当）とは、支持軸５４の軸方向で対向している（図７参照）。そして、図４，図６に示すように、カップリング５３の一端部７５と回転体５２の第１フランジ部６６に、互いに噛み合う第１ラチェット爪６１と第２ラチェット爪６２が各別に形成されている。

また、カップリング５３の他端部、すなわち、第２フランジ部６３よりも支持軸５４の一端側のカップリング部分５７の端部７６（第３対向部に相当）と駆動ギア５１の凹部６７の底壁５９（第４対向部に相当）とは、支持軸５４の軸方向で対向している。そして、カップリング部分５７の端部７６にカム面７４Ｍ（図９参照）が設けられ、駆動ギア５１の凹部６７の底壁５９にカム５６（図８参照）が設けられている。

図８に示すように、前記カム５６は、駆動ギア５１の軸心方向から見て円弧のリブ状に形成されて、前記底壁５９から立ち上がっている。

図９に示すように、前記カップリング部分５７は周方向の略半分の部分が切り欠かれている。そして、この切り欠かれた部分のカップリング部分５７の端面７４の略半分が、カップリング５３の軸心方向と直交する扁平面７４Ｎに形成され、残りの略半分の部分が前記カム面７４Ｍに構成されている。カム面７４Ｍは、前記周方向で前記扁平面７４Ｎから遠ざかるにつれて前記第１ラチェット爪６１から遠ざかる傾斜面に形成されている。

前記カップリング部分５７のうち、前記周方向で切り欠かれていない略半分の部分の端面８３（カップリングの第３対向部の端面に相当）に一対の凸部７０が形成されている。一対の凸部７０は前記端面８３の周方向に分散配置されており、前記端面８３の周方向の両端部に各別に配置されている。凸部７０は半球状に形成されている。

そして、前記回転力の伝達の切り状態で、前記凸部７０が、駆動ギア５１の凹部６７の内底面６８に前記軸方向で点接触（当接）している。また、カム５６の頂面５６Ｔ（図８参照）が前記扁平面７４Ｎに当接している。

前記駆動ギア５１が正方向に駆動回転すると、カム５６が前記カム面７４Ｍに乗り上げていく。このカム５６とカム面７４Ｍのカム作用により、凸部７０が駆動ギア５１の凹部６７の内底面６８から離間し、カップリング５３が駆動ギア５１側から回転体５２側に移動する。そして、図４，図５に示すように、第１ラチェット爪６１と第２ラチェット爪が噛み合って、前記回転力の伝達の入り状態に設定される。

駆動ギア５１が逆方向に駆動回転した場合、第１ラチェット爪６１が第２ラチェット爪６２を乗り越えて、カップリング５３が回転体５２側から駆動ギア５１側に移動する。そして、第１ラチェット爪６１と第２ラチェット爪の噛み合いが解除される（図６，図７参照）。これにより、前記回転力の伝達の切り状態に設定される。また、カップリング５３が回転体５２側から駆動ギア５１側に移動するときの勢いで、前記凸部７０が、駆動ギア５１の凹部６７の内底面６８に当接する。

本発明によれば、前記回転力の伝達の切り状態で、前記凸部７０が駆動ギア５１の凹部６７の内底面６８に前記軸方向で点接触（当接）するから、前記カップリング部分５７の端面８３と駆動ギア５１の凹部６７の内底面６８との密着を回避できる。
従って、前記駆動ギア５１が正方向に駆動回転を開始した際に、カップリング５３が駆動ギア５１と一体に共回りすることを防止できる。
これにより、駆動ギア５１から回転体５２への回転力の伝達を入り切りするカップリング５３の入り切り機能を確実に発揮させることができる。また、入り切り時のカップリング５３と駆動ギア５１との衝突音を抑制できる。

［別実施形態］
（１）前記凸部７０が、駆動ギア５１の凹部６７の内底面６８に線接触する構造であってもよい。この構造においても、前記カップリング部分５７の端面８３と駆動ギア５１の凹部６７の内底面６８との密着を回避できる。
（２）前記凸部７０の数は１又は３以上であってもよい。

以上説明したように、本発明は画像形成装置の駆動装置について有用であり、特に、複写機、ファクシミリ、プリンタ、及び複合機（ＭＦＰ）等の駆動装置に有用である。

５１第１回転体（駆動ギア）
５２第２回転体（回転体）
５３カップリング
５４支持軸
５６カム
５９第４対向部（駆動ギアの凹部の底壁）
６１第１ラチェット爪
６２第２ラチェット爪
６６第２対向部（回転体の第１フランジ部）
６８第４対向部の端面（凹部の内底面）
７０凸部
７４Ｍカム面
７５第１対向部（カップリングの一端部）
７６第３対向部（カップリング部分の端部）
８３第３対向部の端面

Claims

支持軸に正逆に駆動回転可能に支持された第１回転体と、
前記第１回転体から回転力を伝達されて前記支持軸と一体に回転する第２回転体と、
前記第１回転体と前記第２回転体の間を往復移動自在に前記支持軸に支持され、前記第１回転体から前記第２回転体への前記回転力の伝達を入り切りするカップリングとを備え、
前記カップリングと前記第２回転体は、前記支持軸の軸方向で互いに対向する第１対向部と第２対向部を各別に備え、
前記カップリングと前記第１回転体は、前記支持軸の軸方向で互いに対向する第３対向部と第４対向部を各別に備え、
前記カップリングの第１対向部と前記第２回転体の第２対向部に、互いに噛み合う第１ラチェット爪と第２ラチェット爪が各別に形成され、
前記カップリングの第３対向部と前記第１回転体の第４対向部とのいずれか一方にカムが、他方にカム面が設けられ、
前記第１回転体が正方向に駆動回転すると、前記カムと前記カム面のカム作用により、前記カップリングが前記第１回転体側から前記第２回転体側に移動して、前記回転力の伝達の入り状態に設定され、
前記第１回転体が逆方向に駆動回転すると、前記カップリングが前記第２回転体側から前記第１回転体側に移動して、前記回転力の伝達の切り状態に設定され、
前記カップリングの第３対向部の端面と前記第１回転体の第４対向部の端面とのいずれか一方の端面に１又は２以上の凸部が突設され、
前記回転力の伝達の切り状態で、前記１又は２以上の凸部が、前記第３対向部の端面と前記第４対向部の端面とのいずれか他方の端面に前記軸方向で当接する駆動装置。
前記回転力の伝達の切り状態で、前記他方の端面に突設された１又は２以上の凸部が前記一方の端面に前記軸方向で当接する請求項１記載の駆動装置。
前記凸部は、前記他方の端面又は前記一方の端面に点接触する請求項１又は２記載の駆動装置。
前記凸部は、前記他方の端面又は前記一方の端面に線接触する請求項１又は２記載の駆動装置。
前記第１回転体は、正逆に回転可能な駆動源から回転力を受けて駆動回転する駆動ギアである請求項１〜４のいずれか一つに記載の駆動装置。