JP4636856B2 - 駆動装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、複写機，プリンター，ファクシミリ等の画像形成装置と、この画像形成装置に設けられた現像部を駆動する駆動装置に関するものである。

一般に、電子写真方式の複写機，プリンター，ファクシミリ等の画像形成装置は、像担持体としての感光体ドラムの表面に形成された静電潜像が、現像装置によってトナー像が形成され、その像担持体の表面に形成されたトナー像をシート状の記録媒体（コピー用紙やプラスチックフィルム等）に転写した後、その記録媒体を分離手段によって像担持体の表面から分離し、その像担持体から分離した記録媒体を定着手段に送り込み、定着後の記録媒体を排出トレイや両面印刷用の中間トレイ等に排出するようになっている。

このような画像形成装置における現像装置は、例えば駆動装置によりモータからの駆動力を入れたり切ったりして制御されている。このように制御するのは、例えばタンデム型のカラー画像形成装置において、モノクロ画像形成のみを行い、他のカラーの現像装置を回転させたくないような場合が考えられる。

このような駆動装置として、例えば、図１０に示すように、プリンタのＸ軸６５ａ駆動とＹ軸６６ａ駆動を１個のモータで行い、小型軽量化を図ったものがある。この従来例では、モータ軸６０ａと同軸心の中心孔６７を有するギヤ支持板６１に、ギヤ軸７２を介して中間ギヤ６３を取付け、また、ギヤ支持板６１と中間ギヤ６３間に装着したばね座金６２により中間ギヤ６３に回転抵抗を与えるようにしている。中間ギヤ６３は、モータ軸６０ａに固定されたモータギヤ６４に噛合していて、この中間ギヤ６３の左右にＸ軸駆動ギヤ６５とＹ軸駆動ギヤ６６を配置している。

そして、ギヤ支持板６１が回転可能な状態で、モータ６０を回転させると、モータギヤ６４に噛合している中間ギヤ６３は、ばね座金６２によって回転抵抗を与えられているため、中間ギヤ６３は殆ど自転することなく、ギヤ支持板６１がモータ６０と同方向に回転する。こうして、中間ギヤ６３をＸ軸駆動ギヤ６５とＹ軸駆動ギヤ６６に択一的に噛合させることができる。なお、ギヤ支持板６１の外周部に切欠溝６８，６８’を設け、この切欠溝６８，６８’に、モータ固定板７１に枢着したストップレバー７０を係合させて、ギヤ支持板６１を停止させるようにしている。

実開平６−２４９５０号公報（第１頁−第２頁、図１）

このような駆動装置においては、ギヤ支持板６１に支持されて揺動する中間ギヤ６３の位置決め手段が、中間ギヤ６３の回転中心から離れた位置にある切欠溝６８，６８’とストップレバー７０とで構成されるようになっているため、中間ギヤ６３の回転軸をストッパで位置決めする場合に比較して位置決め精度が低下するという問題を有していた。なお、この中間ギヤ６３の位置決め精度が低下すると、Ｘ軸駆動ギヤ６５やＹ軸駆動ギヤ６６との軸間寸法精度（回転中心間の寸法精度）が低下し、中間ギヤ６３とＸ軸駆動ギヤ６５又はＹ軸駆動ギヤ６６との正確な噛み合い状態を実現できず、歯の噛み合い不良に伴う、歯の早期摩耗や振動及び振動に伴う騒音の問題、回転ムラ等に起因する回転伝達精度の低下という問題が生じる。

また、上述の駆動装置は、モータ６０の正・逆回転によりギヤ支持板６１を時計回り方向又は反時計回り方向に揺動させるようになっているため、使用できるモータが正・逆両方向に回転が切り換えられるものに限られるという設計上の制約があった。

更に、このような駆動装置においては、モータ固定板７１の表側に揺動するギヤ支持板６１、モータギヤ６４、中間ギヤ６３、Ｘ軸駆動ギヤ６５、Ｙ軸駆動ギヤ６６、ストップレバー７０及びソレノイド６９等が配置されているため、それら各構成部品が干渉しないように設計することが困難なばかりでなく、構造が複雑化するという問題を有していた。

そこで、本発明は、互いに噛合する動力伝達手段の回転ムラや騒音の発生を防止可能な駆動装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

請求項１の発明に係る駆動装置２０は、
ａ．固定板２１の裏面にスペーサ２４を介して駆動手段２２が取り付けられることにより、前記固定板２１と前記駆動手段２２の間に空隙部Ｌが形成され、
ｂ．前記空隙部Ｌには、前記駆動手段２２によって回転駆動される出力軸２６に揺動可能に支持された揺動板２８が配置され、
ｃ．前記固定板２１の表面側には、前記固定板２１に形成された穴２５から前記出力軸２６の一部が突出し、
ｄ．前記出力軸２６の前記一部には、出力ギヤ３７が一体回動可能に取り付けられ、
ｅ．前記揺動板２８には、前記固定板２１に形成された貫通穴３５から前記固定板２１の表面側に突出する支持軸３４が前記出力軸２６と平行になるように立設され、
ｆ．前記支持軸３４のうちの前記固定板２１の表面側に突出した部分には、前記出力ギヤ３７と噛み合う駆動ギヤ３６が回動可能に支持され、
ｇ．前記揺動板２８が揺動板揺動手段４３（４３’）によって前記出力軸２６を揺動中心軸として一方向に所定角度揺動させられると、前記固定板２１の表面側に配置された第１の従動ギヤ４１と前記駆動ギヤ３６とが噛み合って、前記駆動手段２２の回転が第１の動力伝達系に伝達され、
ｈ．前記揺動板２８が前記揺動板揺動手段４３（４３’）によって前記出力軸２６を揺動中心軸として他方向に所定角度揺動させられると、前記固定板２１の表面側に配置された第２の従動ギヤ４２と前記駆動ギヤ３６とが噛み合って、前記駆動手段２２の回転が第２の動力伝達系に伝達されるようになっており、
ｉ．前記支持軸３４は、前記揺動板２８が前記揺動板揺動手段４３（４３’）によって前記出力軸２６を揺動中心軸として一方向に所定角度揺動させられると、前記貫通穴３５の端面に当接して過回転が防止され、且つ、前記揺動板２８が前記揺動板揺動手段４３（４３’）によって前記出力軸２６を揺動中心軸として他方向に所定角度揺動させられると、前記貫通穴３５の端面に当接して過回転が防止される、
ことを特徴としている。

請求項２の発明に係る画像形成装置１は、像担持体１０の表面に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像部１３を有する画像形成部６と、前記現像部１３を駆動する請求項１に記載の駆動装置２０と、を備えたことを特徴としている。

本発明によれば、駆動手段を取り付ける固定板と駆動手段の取付面との間に形成した空隙部に、揺動板を揺動可能に装着すると共に、固定板に貫通穴を形成し、揺動板から立設された駆動ギヤの支持軸を貫通穴から出力軸と平行に突出したことにより、駆動ギヤと第１又は第２の従動ギヤの中心間の距離のばらつきは、駆動ギヤの支持軸から固定板の貫通穴端面までの公差で決定されるため、互いに噛合するギヤの回転ムラや騒音の発生を防止することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき詳述する。
（画像形成装置の概略構成）
図１は、画像形成装置１を模式的に示した概略構成図である。この画像形成装置１は、画像形成装置本体２内にプリント用紙、プラスチックフィルム等のシート材Ｐを給紙トレイ３から送り出すピックアップローラ４と、このピックアップローラ４から送り出されたシート材Ｐをシート搬送路Ｒに沿って搬送するシート搬送部５と、このシート搬送部５によって搬送されたシート材Ｐに画像を形成する画像形成部６と、この画像形成部６によってシート材に形成された画像を定着させる定着装置７と、この定着装置７で画像が定着されたシート材Ｐを排紙トレイ８へ排出するシート排出部９と、を備えて大略構成されている。
（画像形成部の構成）
次に、画像形成部６の構成について簡単に説明する。画像形成部６は、ドラム型の感光体ドラム（像担持体）１０と、その周囲に配置された帯電器１１と、感光体ドラム１０における帯電器１１よりも回転方向下流側の位置にレーザ照射を行う露光器１２Ａ及び反射ミラー１２Ｂ等からなるスキャンユニット１２と、現像部１３と、転写部１４と、除電器１５と、感光体ドラム１０の表面からシート材Ｐを分離させるシート分離手段１８と、クリーニング装置１９と、を備えて大略構成されている。

感光体ドラム１０は、図示しない駆動手段によって所定のプロセススピード（周速度）で矢印Ａ方向に回転駆動される。そして、感光体ドラム１０は、帯電器１１によって表面が均一に所定の極性・電位で帯電される。

帯電後の感光体ドラム１０は、スキャンユニット１２によって静電潜像が形成される。スキャンユニット１２の露光器１２Ａは、図示しない画像処理部から入力された画像情報に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御されるレーザ光を発生させ反射ミラー１２Ｂで反射させて、帯電後の感光体ドラム１０の表面に照射し、レーザ光照射部分の電荷を除去して画像情報に応じた静電潜像を形成する。そして、感光体ドラム１０の表面に形成された静電潜像は、現像部１３によって、電荷を有するトナーが静電的に付着されてトナー像として現像される。このトナーとしては、一般に、合成樹脂製の粉体が使用される。なお、図示しないが、スキャンユニット１２は例えばポリゴンミラー等の各種の光学系を備えている。

こうして、感光体ドラム１０の表面に形成されたトナー像は、給紙トレイ３から供給されるシート材Ｐに転写される。給紙トレイ３内に収納されたシート材Ｐは、ピックアップローラ４や、図示しない搬送ローラや、レジストローラ対１７によって、感光体ドラム１０と転写部１４との間の転写ニップ部に供給される。この際、シート材Ｐは、レジストローラ対１７によって、感光体ドラム１０の表面に形成されているトナー像とタイミングを合わせるようにして転写ニップ部に供給される。この転写ニップ部に供給されたシート材Ｐは、転写ニップ部によって挟持搬送されながら、感光体ドラム１０の表面のトナー像が、転写部１４によって静電的に表面に転写される。

そして、トナー像が転写されたシート材Ｐは、感光体ドラム１０から分離して定着装置７に搬送される。なお、転写後のシート材Ｐが感光体ドラム１０から分離していない場合は、シート材Ｐがシート分離手段１８にて強制的に感光体ドラム１０から分離されて定着装置７に搬送されるようになっている。また、トナー像転写後の感光体ドラム１０は、転写時にシート材Ｐに転写されないで表面に残ったトナー（残留トナー）がクリーニング装置１９によって除去され、次の画像形成に供される。

定着装置７は、図示しないヒータを内蔵する定着ローラ７Ａと、この定着ローラ７Ａに圧接される加圧ローラ７Ｂとを備え、これら定着ローラ７Ａと加圧ローラ７Ｂは、装置フレーム７Ｃに軸支されている。
（駆動装置の構成）
図２乃至図４は、図１に示した画像形成装置の各構成のうち、例えば現像部１３を駆動するための駆動装置２０を示すものである。この駆動装置２０は、モータ（駆動手段）２２の取付基部２２Ａが固定されたモータ固定板２１を有し、このモータ固定板２１が、画像形成装置１の図示しないフレームに取り付けられている。モータ２２は、モータ軸（出力軸）２６に軸受ボス２３が形成されている。また、モータ固定板２１は、中央に軸受ボス２３と略同径の穴２５が設けられ、この穴２５の周囲４カ所から裏面側（モータ側）に向けて取付座（スペーサ）２４が突設されている。モータ２２は、モータ固定板２１の穴２５に軸受ボス２３が嵌合され、かつこの穴２５からモータ軸２６が突出している。

また、モータ２２は、モータ固定板２１への固定面Ａ（図３参照）が、モータ固定板２１から突設した取付座２４に当接された状態で、４個のネジ２７によりモータ固定板２１に固定されている。モータ２２が取付座２４に固定された状態では、取付座２４がモータ固定板２１の裏面側に突出量Ｌだけ出張っているから、モータ２２の固定面Ａとモータ固定板２１の裏面間に空隙部Ｌ（図３参照）が形成される。

尚、取付座２４は、モータ固定板２１を板金加工して張り出させたものでもよく、また、モータ固定板２１とは別に形成したもの（別部品）を溶接や接着でモータ固定板２１に固定されたものでもよい。また、取付座２４は、モータ固定板２１に固定せず、モータ固定板２１の裏面側に突出するねじに外嵌させるようにしてもよい。また、取付座２４は、特に材料について限定されるものではないが、ゴムで形成すれば、モータ２２の振動や動力伝達時のトルク変動に起因する振動等を制振又は吸収できる。また、取付座２４は、摩擦摺動抵抗の小さな樹脂材料で形成すれば、揺動板２８の振動運動がより一層円滑化する。

そして、この空隙部Ｌに揺動板２８を装着することで、該揺動板２８は軸受ボス２３の周りを揺動可能となっている。この揺動板２８は、モータ２２の軸受ボス２３と同径の中心孔３０を穿設した円板３１を有し、この円板３１の中心から逆方向にそれぞれ長プレート３２と短プレート３３が延びている。この揺動板２８は、その中心孔３０を軸受ボス２３に嵌合した状態で、空隙部Ｌ内で揺動可能となっている。また、短プレート３３から、ギヤ軸３４が、モータ軸２６と平行にモータ固定板２１の表面側に立設されている。このギヤ軸３４には、モータ固定板２１から突出した位置に中間ギヤ（駆動ギヤ）３６が装着されている。そして、この中間ギヤ３６は、モータ軸２６に嵌着（又はモータ軸２６に直接形成）されたモータギヤ（出力ギヤ）３７に噛合されている。

図４及び図５に示すように、中間ギヤ３６を回転可能に支持しているギヤ軸（支持軸）３４は、モータ固定板２１の２つの取付座２４の中間に形成された貫通穴３５から、モータ軸２６と平行にモータ固定板２１の表面側に突出している。この貫通穴３５は、揺動板２８の揺動量が大きすぎると、ギヤ軸３４が過回転して中間ギヤ３６と従動ギヤ４１，４２（後述する）間のバックラッシがなくなるのを避けるため、ギヤ軸３４の当て止めとしている。

次に、図６及び図７に示すように、中間ギヤ３６に対し、左右対称に２本のギヤ軸３８，４０が、モータ固定板２１からモータ軸２６と平行に立設されている。一方のギヤ軸３８には従動ギヤ（第１の従動ギヤ）４１が回転可能に支持され、他方のギヤ軸４０には従動ギヤ（第２の従動ギヤ）４２が回転可能に支持されている。そして、揺動板２８を揺動させると、中間ギヤ３６が従動ギヤ４１又は４２に択一的に噛合されるようになっている。

更に、図８に示すように、揺動板２８の長プレート３２の先端部には、孔４６が穿設されていて、この孔４６に、ソレノイド（揺動板揺動手段）４３のプランジャ４４に連結されたピン４５が嵌合している。このピン４５は、モータ固定板２１に穿設された長孔４７からモータ固定板２１の表面側に突出している。なお、ソレノイド４３は、モータ固定板２１の裏面側に取り付けられている。プランジャ４４は、このソレノイド４３への通電により本体内に引込んだり（図８実線参照）、又は通電の遮断により例えばばね（不図示）の力で前方に突出（ 図８破線参照）するようになっている。
（駆動装置の動作）
図２に示した状態では、プランジャ４４は、ソレノイド４３への通電により引込んだ状態であり、揺動板２８は図の反時計方向に揺動して、中間ギヤ３６はこの従動ギヤ４１と噛合している。なお、プランジャ４４の引込み量が大きく、揺動板２８が大きく揺動してギヤ軸３４が過回転すると、中間ギヤ３６と従動ギヤ４１との間のバックラッシがなくなるため、ギヤ軸３４が貫通穴３５の端面に当接してこれを防止するようになっている。

また、ソレノイド４３への通電を遮断すると、不図示のばね力でプランジャ４４は前方に突出し、揺動板２８は図の時計方向に揺動して、中間ギヤ３６は従動ギヤ４２と噛合する。なお、プランジャ４４の押し出し量が大きく、揺動板２８が大きく揺動してギヤ軸３４が過回転すると、中間ギヤ３６と従動ギヤ４２との間のバックラッシがなくなるため、ギヤ軸３４が貫通穴３５の端面に当接してこれを防止するようになっている。このように、モータ２２の駆動力の伝達経路を簡単に切り換えることができる。

なお、以上は、１個のソレノイド４３を用いて、揺動板２８を突出位置と引込み位置の２位置で停止させる場合を例示したが、２個のソレノイド（揺動板揺動手段）４３，４３’（図９参照）を用いて、揺動板２８を突出位置・引込み位置・中立位置の３位置に停止させることもでき、この中立位置では、中間ギヤ３６は従動ギヤ４１、４２と噛合しない。

例えば図９に示すように、揺動板２８に溝２９を設け、この溝２９に、モータ固定板２１に一端を軸着した停止レバー４８の爪４８ａを係合させ、この停止レバー４８の他端を別のソレノイド４３’のプランジャ４４’に連結する。この停止レバー４８は、ばね４９によって爪４８ａと溝２９が係合する方向に付勢されている。

そして、２つのソレノイド４３，４３’への通電を遮断すると、停止レバー４８の爪４８ａはばね４９の付勢力で溝２９に係合する。すると、この係合した位置が中立位置となる。また、揺動板２８を突出位置又は引込み位置に停止させるには、ソレノイド４３’に通電して爪４８ａを溝２９から抜いた状態で、図８で説明したと同様にソレノイド４３に通電又は通電を遮断すればよい。なお、これ以外でも、例えばモータと扇形ギヤ（揺動板揺動手段）を用いて、揺動板２８を３位置に停止させることができる。

本実施の形態によれば、従動ギヤ４１（又は従動ギヤ４２）と中間ギヤ３６の中心間の距離のバラツキは、中間ギヤ３６のギヤ軸３４とモータ固定板２１の貫通穴３５間の公差で決定されるため、従来例と違ってギヤ中心間の距離の公差が累積されることはない。これにより、互いに噛合するギヤの回転ムラや騒音の発生を防止することができる。

なお、この駆動装置２０を画像形成装置の現像部１３の駆動に用いた場合、例えばカラー画像形成装置では、モノクロプリント時は高速化のため他のカラーの現像部１３の駆動を回避したいが、このような場合、駆動装置２０を用いてモータ２２の駆動力を現像部１３に入れたり切ったりする。この点、クラッチを３個使用すれば同様の動作を行うことができるが、これではコスト的にもスペース的にも余裕がないので、駆動装置２０のような機構で逃げることができる。これにより、特定のユニットを停止したり駆動したりすることができる。

また、この駆動装置２０を応用すれば、駆動系列を２系統（例えば正転と逆転）に切り換えることができるし、正逆できないモータでもこの機構を用いて正逆切り換えることができる。更に、ギヤ列を変えることで、速度を高速、低速の２系統に切り換えることもできる。また、上述の駆動装置２０は、画像形成装置１の現像部１３を駆動するものとして例示したが、これに限られず、シート搬送部５や定着装置７にも適用できる。また、上述の駆動装置２０を、画像形成装置１に適用した場合について例示したが、それ以外の一般機械の動力伝達部にも適用できる。

この発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置に広く適用することができる。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の駆動装置の正面図である。 同上のＡ１−Ａ１断面図である。 駆動装置の背面側の分解斜視図である。 駆動装置の要部拡大正面図である。 駆動装置を正面側から見た中間ギヤ取付前の斜視図である。 駆動装置を正面側から見た中間ギヤ取付後の斜視図である。 駆動装置を背面側からみた斜視図である。 駆動装置を背面側からみた他の実施の形態の斜視図である。 従来の駆動装置の正面図である。

符号の説明

１……画像形成装置、１０……感光体ドラム、１３……現像部、２０……駆動装置、２１……モータ固定板、２２……モータ、２４……取付座、２６……モータ軸、２８……揺動板、３４……ギヤ軸、３５……貫通穴、３６……中間ギヤ、４１……従動ギヤ、４２……従動ギヤ、Ｌ……空隙部

Claims (2)

1. 固定板の裏面にスペーサを介して駆動手段が取り付けられることにより、前記固定板と前記駆動手段の間に空隙部が形成され、
   前記空隙部には、前記駆動手段によって回転駆動される出力軸に揺動可能に支持された揺動板が配置され、
   前記固定板の表面側には、前記固定板に形成された穴から前記出力軸の一部が突出し、
   前記出力軸の前記一部には、出力ギヤが一体回動可能に取り付けられ、
   前記揺動板には、前記固定板に形成された貫通穴から前記固定板の表面側に突出する支持軸が前記出力軸と平行になるように立設され、
   前記支持軸のうちの前記固定板の表面側に突出した部分には、前記出力ギヤと噛み合う駆動ギヤが回動可能に支持され、
   前記揺動板が揺動板揺動手段によって前記出力軸を揺動中心軸として一方向に所定角度揺動させられると、前記固定板の表面側に配置された第１の従動ギヤと前記駆動ギヤとが噛み合って、前記駆動手段の回転が第１の動力伝達系に伝達され、
   前記揺動板が前記揺動板揺動手段によって前記出力軸を揺動中心軸として他方向に所定角度揺動させられると、前記固定板の表面側に配置された第２の従動ギヤと前記駆動ギヤとが噛み合って、前記駆動手段の回転が第２の動力伝達系に伝達されるようになっており、
   前記支持軸は、前記揺動板が前記揺動板揺動手段によって前記出力軸を揺動中心軸として一方向に所定角度揺動させられると、前記貫通穴の端面に当接して過回転が防止され、且つ、前記揺動板が前記揺動板揺動手段によって前記出力軸を揺動中心軸として他方向に所定角度揺動させられると、前記貫通穴の端面に当接して過回転が防止される、
   ことを特徴とする駆動装置。
2. 像担持体の表面に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像部を有する画像形成部と、前記現像部を駆動する請求項１に記載の駆動装置と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。

Images