JP4663313B2

JP4663313B2 - 駆動伝達装置及び画像形成装置

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Publication number: JP4663313B2
Application number: JP2004376223A
Authority: JP
Inventors: 宏幸松本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-12-27
Filing date: 2004-12-27
Publication date: 2011-04-06
Anticipated expiration: 2024-12-27
Also published as: JP2006184422A

Description

本発明は、入力ギアからの駆動力を伝達するための駆動伝達装置及びこれを備えた例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。

従来の画像形成装置等に設けられた欠歯ギアを用いた駆動伝達装置の構成は、複数のギアと回転止め係止部が軸方向に並列に形成されていた（例えば、特許文献1参照）。

この種の装置を図8に示す。図8に示すように、第１欠歯ギア100と、部分ギアである第２欠歯ギア101と、これらのギアと同軸にある係止爪102の３つが軸方向に並列配置される構成をとっている。

ここで、図8に示す駆動伝達動作原理を説明する。第１欠歯ギア100と第２欠歯ギア101は同軸上に対となって並列されている。そして、内部に設けられたバネ104によって第２欠歯ギア101が付勢され、該第２欠歯ギア101と一体の係止爪102にソレノイドフラッパ103が係止している。

通常は入力ギア105に対して両欠歯ギア100，101の欠歯部が対向しているために、駆動伝達は行われないが、ソレノイドフラッパ103を動作させて係止爪102の係止を解除すると、第２欠歯ギア101は回転自在な状態になり、バネ104の付勢によって回転してそのギア部が第１欠歯ギア100の欠歯部に位置するようになる。これにより、第２欠歯ギア101が入力ギア105と噛み合い可能となる。

一方、前記第２欠歯ギア101のギア部が第１欠歯ギア100の欠歯部に位置したとき、両欠歯ギア100，101は図示しない係合部が係合して一体的に回転する可能となるため、入力ギア105からの駆動力により第１欠歯ギア100及び第２欠歯ギア101が回転して出力軸に駆動伝達される。

特開2000−310311号公報

しかしながら上記欠歯ギア対による駆動伝達装置は、第１欠歯ギア100、第２欠歯ギア101をスラスト方向に並列配置し、さらに係止爪102をスラスト方向に並列配置しなければならない。このため、スラスト方向にこれらを並列配置するためのスペースが必要となり、特に第１欠歯ギア100として段ギアを用いる場合には、より特に大きなスペースが必要となることから、省スペースで上記駆動伝達装置を実装する際の障害となっていた。

本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、省スペース化を実現した駆動伝達制御装置及びこれを備えた画像形成装置を提供するものである。

上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、入力ギアと噛合して駆動力を出力ギアへ伝達する第１ギア部と、前記入力ギアと噛合しない第１欠歯部と、を有する第１欠歯ギアと、前記第１欠歯ギアと同軸上に配置され、前記入力ギアと噛合する第２ギア部と、前記入力ギアと噛合しない第２欠歯部と、前記第１欠歯ギアに係合する係合部と、を有する第２欠歯ギアと、前記第１欠歯ギアと前記第２欠歯ギアとの間に設けられた付勢部材と、前記第２欠歯ギアを係止可能な係止手段と、を備え、前記係止手段が、前記第２欠歯部が前記入力ギアと対向している状態の前記第２欠歯ギアを係止すると、第１ギア部で前記入力ギアと噛合する前記第１欠歯ギアが、前記第１欠歯部が前記入力ギアに対向するまで前記付勢部材に抗して回転し、前記第１欠歯ギアが前記出力ギアへ駆動力を伝達しない状態となり、この状態から前記係止手段による前記第２欠歯ギアの係止を解除すると、前記第２欠歯ギアが前記付勢部材により回転して前記第２ギア部が前記入力ギアと噛合し、前記係合部が前記第１欠歯ギアに係合して前記第１欠歯ギアを前記第１ギア部が前記入力ギアに対向するまで回転させ、前記第１欠歯ギアが前記出力ギアへ駆動力を伝達する状態とする駆動伝達装置であって、前記第２欠歯ギアは前記係止手段によって係止される係止部を有し、前記係止部は、前記第２欠歯ギアの回転軸方向に関して、前記第２ギア部と重なる位置に設けられていることを特徴とする。

本発明は第２欠歯ギアの回転を規制するための係止手段が係止する係止部を第２欠歯ギアの回転軸方向に関して、前記第２ギア部と重なる位置に設けることにより、スラスト方向の厚みを抑えることができる。そのため、駆動伝達機構を組み込む装置の省スペース化に寄与することが可能になる。

次に本発明の一実施形態に係る画像形成装置について図面を参照して具体的に説明する。

｛画像形成装置の全体構成｝
まず、画像形成装置の全体構成について、図１を参照して画像形成動作とともに説明する。なお、図１は画像形成装置の模式断面説明図である。

本実施形態の画像形成装置は画像形成部へ記録媒体を搬送して電子写真方式によって画像形成するものである。そして、画像形成部は４個の画像形成手段が配置され、色の異なるトナー像を順次記録媒体に転写してカラー画像を記録するものである。

４個の画像形成手段20Ｙ，20Ｍ，20Ｃ，20Ｋは、下から順にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色トナー像を形成するものであり、トナーの色が異なる以外は同一の構成である。すなわち、それぞれの画像形成手段20Ｙ，20Ｍ，20Ｃ，20Ｋは像担持体である感光体ドラム１の周囲に帯電ローラ２、露光装置３、現像手段４、クリーニング手段５が配置されている。そして、回転する感光体ドラム１の表面が一次帯電器２によって一様に帯電され、露光手段３から画信号に応じたレーザ光照射をすることで静電潜像が形成され、その潜像が現像手段４によってトナー現像されて可視像化される。

各感光体ドラム１に対して記録媒体搬送ベルト６当接可能に配置されている。この搬送ベルト６は駆動ローラ７ａ、従動ローラ７ｂ、テンションローラ７ｃに掛け渡されたエンドレスベルトであり、駆動ローラ７ａが駆動回転することで画像形成動作に応じて矢印ａ方向へ回転する。また、搬送ベルト６を挟んで各感光体ドラム１と対向した位置には転写ローラ８が配置されている。

画像形成に際しては、各画像形成手段20Ｙ，20Ｍ，20Ｃ，20Ｋによるトナー像の形成と同期するように、装置本体下部に装填されたカセット９から給送ローラ10によって記録媒体であるシートを給送し、そのシートを吸着ローラ11へのバイアス印加によって矢印ａ方向へ回転する搬送ベルト６に吸着させて搬送する。そして、転写ローラ８へのバイアス印加によって感光体ドラム１上のトナー像をシートに転写し、各色トナー像が重畳されてカラー画像が形成されたシートを定着手段12に搬送してトナー定着した後に装置上部の排出部13へと排出するものである。

なお、本実施形態の画像形成装置は上記フルカラー画像動作のみならず、モノクロ画像を形成し得るようになっている。モノクロ画像を形成する場合には、ブラックの画像形成手段20Ｋの転写ローラ８のみを搬送ベルト６に当接させ、他のイエロー、マゼンタ、シアンの各画像形成手段20Ｙ，20Ｍ，20Ｃの転写ローラ８を搬送ベルト６から離間させる。そして、搬送ベルト６で搬送したシートに対してブラックの画像形成手段20Ｋで形成したブラック画像のみをシートに転写することでモノクロ画像を得るものである。

上記フルカラー画像を形成するモードとモノクロ画像を形成するモードは、図２に示す転写ローラ接離機構によってイエロー、マゼンタ、シアンに対応した各転写ローラ８を接離させることで切り替える。すなわち、出力ギア30と同軸上に離間カム31が固定されており、出力ギア30が所定量回転して離間カム31が回転すると、それに追従して離間スライダ32が移動するように構成されている。この離間スライダ32の往復運動により転写ローラ８を保持している転写ローラ軸受33が離間スライダ32の傾斜面より押し下げられ、または復帰して転写ローラ８が搬送ベルトから接離する。そして、本実施形態では駆動部材としての前記出力ギア30の駆動を後述する駆動伝達装置によって行うようにしている。

｛駆動伝達装置｝
次に上記駆動伝達装置の構成について説明する。本実施形態の駆動伝達装置は、図３に示すように、欠歯ギア50と部分ギア60とのギア対によって駆動伝達するものであり、且つ前記部分ギア60の回転を制御することで駆動伝達を制御するものである。

欠歯ギア50は入力ギア40と噛合することで駆動力を出力ギア30に伝達するギア部50ａの一部に前記入力ギア40と噛合し得ない欠歯部50ｂが形成されている。また、部分ギア60は前記欠歯ギア50と同径であって、円周上の一部に前記欠歯ギア50のギア部50ａと同一ピッチのギア部60ａを有するギアであり、欠歯ギア50を回転させるためのものである。この部分ギア60は欠歯ギア50と同軸上に配置されるとともに、欠歯ギア50の回転軸に回動自在に嵌合されている。

前記部分ギア60のスラスト方向は欠歯ギア50に設けられた規制爪50ｃが係止することで抜け止め規制されている。また、部分ギア60の回転方向については欠歯ギア50との間に付勢手段であるネジリコイルバネ70が取り付けられており、このバネ70によって一方向に付勢されるように構成されている。

さらに前記部分ギア60の円周上であってギア部60ａ以外の所定位置に係止部となる係止爪60ｃが形成され、この係止爪60ｃが規制手段としてのソレノイドフラッパ80に係止することで部分ギア60の回転が規制されるようになっている。

フルカラーモードのときは、図３に示すように、前記欠歯ギア50の欠歯部50ｂが入力ギア40と対向しており、且つ部分ギア60はソレノイドフラッパ80によって回転が規制されているために入力ギア40の駆動力が出力ギア30に伝達されない。

また、欠歯ギア50と一体的に回転するカム90が設けられており、回動軸92ａを中心に回動可能なカムレバー92が付勢バネ91によってカム90に付勢されている。これにより、欠歯ギア50も回転を止められている。このとき、部分ギア60はバネ70のバネ力が蓄えられた状態で静止している。

モノクロモードに切り替える場合には、上記状態からソレノイド81を駆動してソレノイドフラッパ80を動作させ、係止爪60ｃの係止を解除する。係止爪60ｃの係止が解除されると、部分ギア60が欠歯ギア50との間に組み込まれたバネ70のバネ力により回転動作を開始する。このとき、欠歯ギア50は回転付勢するカム90により停止したままになっている。

その後、図４に示すように、部分ギア60が駆動されて決められた位相、具体的には部分ギア60のギア部60ａが欠歯ギア50の欠歯部50ｂと同位相になるところで両ギア50，60にそれぞれ設けてある規制リブ50ｄ，60ｄが係合し、部分ギア60と欠歯ギア50の駆動が連結される。

そして、図５に示すように、部分ギア60が入力ギア40と噛合して回転すると、これと駆動連結された欠歯ギア50が回転する。この回転により、欠歯ギア50のギア部50ａが入力ギア40と噛合し、その駆動力が下流の出力ギア30に伝達される。

次に、欠歯ギア50と部分ギア60とが一体となって１回転すると、図６に示すように、ソレノイドフラッパ80が係止爪60ｃに掛かり、部分ギア60の回転駆動が止まる。そのとき欠歯ギア50は入力ギア40と噛み合っているため駆動され続け、部分ギア60との間のバネ70が圧縮され、バネ力が蓄えられる。

欠歯ギア50の欠歯部50ｂに到達する直前の最後の一歯は部分ギア60との間にあるバネ70の圧縮力に抗して回らなくてはいけない。しかし、本実施形態では欠歯ギア50にカム90が配置されているため、バネ91に付勢されているカムレバー92により欠歯部直前まで来たカム90が早回しされ、欠歯部50ｂの中央で止まり、図３の状態に戻り、駆動伝達が切断される。

上記のように、本実施形態の係止爪60ｃは部分ギア60と同一部品内にあり、入力ギア40との噛み合い歯幅内となる位置に配置されている。このため、従来必要であった係止爪60ｃを配置するためのスラスト方向のスペースが不要になったことで、従来と比べてスラスト方向の厚みで30％以上のスペースダウンが可能となり、駆動伝達装置のスラスト方向の厚みを抑えることができた。これは駆動伝達ギアである欠歯ギア50が段ギアとして構成した場合、スラスト方向のスペースを小さくできるので特に効果的となる。

よって、上記駆動伝達装置を組み込む画像形成装置の省スペース化に寄与することが可能になる。

なお、係止爪60ｃを部分ギア60の歯幅内に配置する場合、これを任意に配置すると入力ギア40との噛み合いにより干渉を起こす可能性がある。そのため、図７(a)に示すように、係止爪60ｃを部分ギア60の落とした欠歯部の歯形の仮想位置に配置する。これにより、係止爪60ｃは、欠歯ギア50が回転するときに、該欠歯ギア50のギア部50ａの歯形と同位相になるため、入力ギア40との噛み合いでの干渉を避けることができる。

また、このとき図７(a)に示すように、係止爪60ｃ回転方向の幅が欠歯ギア50のギア部50ａの歯厚以下となるように構成することで、より確実に入力ギア40との干渉を避けることが可能となる。

なお、図７(b)に示すように、前記係止爪60ｃの回転中心からの高さが欠歯ギア50のギア部50ａの歯底円半径以下となるように構成してもよい。このようにすると、係止爪60ｃが入力ギア40と対向したときに、該ギア40と干渉することはなくなる。

また、前述した実施形態では駆動伝達装置を転写ローラ８の接離機構に用いた例を示したが、本発明の駆動伝達装置は他の駆動伝達部分に用いるようにしてもよいことは当然であり、さらには画像形成装置に限定することなく、他の装置における駆動伝達部分に用いることも可能である。

画像形成装置の全体断面説明図である。転写ローラ離間機構の構成説明図である。駆動伝達装置の部分ギアが係止されている状態説明図である。駆動伝達装置の部分ギアが入力ギアと噛合した状態説明図である。駆動伝達装置の欠歯ギアが入力ギアと噛合した状態説明図である。駆動伝達装置の部分ギアが一回転して係止された状態説明図である。 (a)は係止爪の歯厚を小さくした説明図であり、(b)は係止爪の高さを低くした説明図である。従来技術に係る駆動伝達装置の説明図である。

符号の説明

１ …感光体ドラム
２ …帯電ローラ
３ …露光装置
４ …現像手段
５ …クリーニング手段
６ …搬送ベルト
７ａ …駆動ローラ
７ｂ …従動ローラ
７ｃ …テンションローラ
８ …転写ローラ
９ …カセット
10 …給送ローラ
11 …吸着ローラ
12 …定着手段
13 …排出部
20Ｙ，20Ｍ，20Ｃ，20Ｋ …画像形成手段
30 …出力ギア
31 …離間カム
32 …離間スライダ
33 …転写ローラ軸受
40 …入力ギア
50 …欠歯ギア
50ａ …ギア部
50ｂ …欠歯部
50ｃ …規制爪
60 …部分ギア
60ａ …ギア部
60ｃ …係止爪
70 …バネ
80 …ソレノイドフラッパ
81 …ソレノイド
90 …カム
91 …バネ
92 …カムレバー
92ａ …回動軸

Claims

入力ギアと噛合して駆動力を出力ギアへ伝達する第１ギア部と、前記入力ギアと噛合しない第１欠歯部と、を有する第１欠歯ギアと、
前記第１欠歯ギアと同軸上に配置され、前記入力ギアと噛合する第２ギア部と、前記入力ギアと噛合しない第２欠歯部と、前記第１欠歯ギアに係合する係合部と、を有する第２欠歯ギアと、
前記第１欠歯ギアと前記第２欠歯ギアとの間に設けられた付勢部材と、
前記第２欠歯ギアを係止可能な係止手段と、
を備え、前記係止手段が、前記第２欠歯部が前記入力ギアと対向している状態の前記第２欠歯ギアを係止すると、第１ギア部で前記入力ギアと噛合する前記第１欠歯ギアが、前記第１欠歯部が前記入力ギアに対向するまで前記付勢部材に抗して回転し、前記第１欠歯ギアが前記出力ギアへ駆動力を伝達しない状態となり、この状態から前記係止手段による前記第２欠歯ギアの係止を解除すると、前記第２欠歯ギアが前記付勢部材により回転して前記第２ギア部が前記入力ギアと噛合し、前記係合部が前記第１欠歯ギアに係合して前記第１欠歯ギアを前記第１ギア部が前記入力ギアに対向するまで回転させ、前記第１欠歯ギアが前記出力ギアへ駆動力を伝達する状態とする駆動伝達装置であって、
前記第２欠歯ギアは前記係止手段によって係止される係止部を有し、前記係止部は、前記第２欠歯ギアの回転軸方向に関して、前記第２ギア部と重なる位置に設けられていることを特徴とする駆動伝達装置。
前記係止部は、前記第２欠歯ギアの回転軸方向に関して、前記第２ギア部の歯幅内に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
前記係止部は前記第２欠歯ギアの前記第２ギア部とは異なる位置に設けられていることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動伝達装置。
前記係止部は、前記入力ギアに前記第１ギア部が噛合した前記第１欠歯ギアが前記第２欠歯ギアと一体となって回転するときに、前記第１欠歯ギアの第１ギア部の歯形と同位相になるよう配置されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
前記係止部の前記第２欠歯ギアの回転方向における幅が前記第１欠歯ギアの第１ギア部の歯厚以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
前記係止部の前記第２欠歯ギアの回転中心からの高さは、前記第１欠歯ギアの第１ギア部の歯底円の半径以下であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
前記第１欠歯ギアと一体的に回転するカムと、
前記カムを付勢するカムレバーと、を備え、
第１ギア部で前記入力ギアと噛合する前記第１欠歯ギアが、前記第１欠歯部が前記入力ギアに対向するまで前記付勢部材に抗して回転する際に、前記カムレバーが前記カムを付勢することで、前記第１欠歯ギアに回転力を与えることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
記録媒体に画像形成を行い、請求項１乃至７のいずれか一項に記載の駆動伝達装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。