JP4835664B2 - 振子ギヤ機構および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動ギヤの周りを駆動ギヤの回転方向に向けて移動可能な振子ギヤを有する振子ギヤ機構と、この振子ギヤ機構を備えた画像形成装置に関する。

一般に、駆動力が伝達される駆動ギヤと、駆動ギヤに噛合しながら駆動ギヤの周りを移動（公転）する振子ギヤとを備えた振子ギヤ機構が知られている。この振子ギヤ機構としては、従来、例えば図７に示すように、駆動ギヤＤＧと、振子ギヤＳＧと、振子ギヤＳＧの軸部を円弧状の溝Ｄで移動可能に支持するギヤプレートＧＰと、振子ギヤＳＧをギヤプレートＧＰに押し付ける線バネ（図示略）とを備えたものが知られている（特許文献１参照）。この技術では、線バネで押される振子ギヤＳＧとギヤプレートＧＰとの間に適度な摩擦力が発生することによって、振子ギヤＳＧが駆動ギヤＤＧの回転方向Ｒ１に向けて公転するようになっている。

特開２０００−２８３２４８号公報

ところで、前述した技術では、振子ギヤＳＧのギヤプレートＧＰとの当接部分ＴＰが円筒状に形成され、この円筒状の当接部分ＴＰの端面がギヤプレートＧＰに全面接触している。そのため、例えば振子ギヤＳＧを支持する一対の軸受部の相対的な位置ずれ等の原因で振子ギヤＳＧが傾くと、円筒状の当接部分ＴＰのうち振子ギヤＳＧの中心軸ＣＡよりも駆動ギヤＤＧ側の部位の摩擦力Ｐ１が高くなり、この摩擦力Ｐ１によって振子ギヤＳＧの移動が阻害される場合があった。

そこで、本発明は、振子ギヤをスムーズに移動させることができる振子ギヤ機構および画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決するため、本発明に係る振子ギヤ機構は、駆動ギヤと噛合し、かつ、駆動ギヤの周りを駆動ギヤの回転方向に向けて移動可能な振子ギヤと、前記駆動ギヤを回転可能に支持するとともに、前記振子ギヤを移動可能に支持する取付板と、前記振子ギヤのうち中心軸よりも前記駆動ギヤから離れた外側の部分を前記取付板に付勢して、前記振子ギヤを前記取付板に当接させる付勢部材と、を備え、前記振子ギヤの前記取付板との当接部に対向する前記取付板の対向面を、前記振子ギヤの中心軸よりも前記駆動ギヤから離れた外側部位のみに摩擦力が発生するように構成したことを特徴とする。

本発明によれば、取付板の対向面の外側部位（振子ギヤの中心軸よりも駆動ギヤから離れた部位）のみに摩擦力が発生するように構成したので、振子ギヤが傾いても、振子ギヤの内側部位（振子ギヤの中心軸よりも駆動ギヤ側の部位）の摩擦力が高くなることを抑えることができる。そのため、この振子ギヤの内側部位と取付板との摩擦力によって振子ギヤの移動が阻害されることが抑制されるので、振子ギヤをスムーズに移動させることができる。

本発明によれば、取付板の対向面の外側部位のみに摩擦力が発生するように構成することで、振子ギヤが傾いても、振子ギヤの内側部位の摩擦力が高くなることを抑えられるので、振子ギヤをスムーズに移動させることができる。

次に、本発明の実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。
参照する図面において、図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタの全体構成を示す要部断面図である。なお、以下の説明においては、まず、カラーレーザプリンタの全体構成を簡単に説明した後、本発明の特徴部分の詳細を説明することとする。

＜カラーレーザプリンタの全体構成＞
図１に示すように、カラーレーザプリンタ１は、筐体２内に用紙Ｐを供給する給紙部３と、この給紙部３から給紙された用紙Ｐ上に画像を形成する画像形成部４とを主に備えている。

なお、以下の説明において、特に断りがないかぎり図１に示した上下方向を上下、図１における左側を前（手前）、右側を後（奥）、紙面の奥側を左、紙面の手前側を右として、各方向を示す。ここでの方向は、カラーレーザプリンタ１の手前側に立った者から見た方向を基準として規定してある。

給紙部３は、筐体２に着脱自在に装着される給紙トレイ３１と、給紙トレイ３１から用紙Ｐを画像形成部４へ搬送する用紙供給機構３２とを備えている。そして、給紙部３では、給紙トレイ３１内の用紙Ｐが、用紙供給機構３２によって一枚ずつ上方の画像形成部４へ搬送される。

画像形成部４は、スキャナ部５、４つのプロセスユニット６、転写部７および定着部８を備えている。

スキャナ部５は、公知のレーザ光源、ポリゴンミラー、レンズおよび反射鏡を備えている。スキャナ部５では、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色に対応したレーザ光を、各プロセスユニット６の各感光ドラム６１に出射する。

各プロセスユニット６は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収容しており、前後方向に並列された状態で筐体２に着脱可能に支持されている。プロセスユニット６は、感光ドラム６１、現像ローラ６２、供給ローラ６３、現像剤収容室６４および符号を省略して示す帯電器等を備えている。

このように構成されるプロセスユニット６では、帯電器によって帯電された感光ドラム６１の表面が、スキャナ部５から出射されるレーザ光によって露光されることで、その露光部分の電位が変化して感光ドラム６１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。さらに、現像剤収容室６４内のトナーが供給ローラ６３を介して現像ローラ６２に搬送され、この現像ローラ６２からトナーが感光ドラム６１上の静電潜像に供給されることで、感光ドラム６１上にトナー像が担持される。

なお、各現像ローラ６２には、筐体２に設けられる図示せぬ駆動源から駆動力が適宜切り換えられて供給されている。具体的には、モノクロプリントを実行する場合には、ブラックに対応した現像ローラ６２のみを前記駆動源に連結させて駆動するように構成され、カラープリントを実行する場合には、すべての現像ローラ６２を前記駆動源に連結させて駆動するように構成されている。

そして、このようなモノクロプリントとカラープリントの切り換えは、筐体２に固定される振子ギヤ機構９（図２参照）によって行われるようになっている。なお、振子ギヤ機構９の詳細は後述することとする。

転写部７は、転写ローラ７１と、符号を省略して示す駆動ローラ、従動ローラおよび搬送ベルト等を備えている。

そして、このような転写部７では、搬送ベルトによって搬送される用紙Ｐが、感光ドラム６１と転写ローラ７１間に供給されると、感光ドラム６１上のトナー像が転写ローラ７１に引き寄せられて、トナー像が用紙Ｐに転写される。

定着部８は、加熱ローラ８１および加圧ローラ８２を備えている。この定着部８では、加熱ローラ８１と加圧ローラ８２との間で用紙Ｐを挟持しつつ送り出すことで、用紙Ｐ上のトナー像を熱定着させる。そして、熱定着された用紙Ｐは、複数の搬送ローラ（符号省略）によって、筐体２上の排紙トレイ２１に搬送される。

＜振子ギヤ機構の構造＞
次に、振子ギヤ機構９の構造について説明する。参照する図面において、図２は第１取付板を取り外した状態の振子ギヤ機構を示す平面図（ａ）と、図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図（ｂ）であり、図３は軸受部材周りの詳細構造を示す拡大断面図である。また、図４は第１取付板、駆動ギヤおよび振子ギヤを取り外した状態の振子ギヤ機構を示す平面図（ａ）と、図４（ａ）のＹ−Ｙ断面図（ｂ）である。さらに、図５はカラープリントモード時の振子ギヤ機構の状態を示す平面図（ａ）と、モノクロプリントモード時の振子ギヤ機構の状態を示す平面図（ｂ）である。

図２（ａ）に示すように、振子ギヤ機構９は、駆動ギヤ９１と、振子ギヤ９２と、取付板９３とを主に備えて構成されている。なお、図２等において、ギヤの歯は代表して２つのみ図示し、その他のギヤはピッチ円で図示する。

駆動ギヤ９１は、前述した各現像ローラ６２に駆動力を伝達する図示せぬ駆動源から駆動力が伝達されるギヤであり、取付板９３に回転可能に支持されている。

振子ギヤ９２は、図２（ｂ）に示すように、外周面に駆動ギヤ９１と噛合するギヤ歯を有する円板状の本体部９２Ａと、本体部９２Ａの中心軸ＣＡ１と同心状に配置されて本体部９２Ａの両端面から突出するように形成される軸部９２Ｂおよび当接部９２Ｃ（図３参照）とを備えている。当接部９２Ｃは、軸部９２Ｂよりも大きな径で形成されるとともに、その先端が軸部９２Ｂの先端よりも軸方向内側に位置するような長さで形成されている。

そして、この振子ギヤ９２は、図２（ａ）に示すように、その本体部９２Ａのうち中心軸ＣＡ１よりも駆動ギヤ９１から離れた外側部分ＯＰが、付勢手段の一例としてのコイルバネ９４によって取付板９３（詳しくは第２取付板９３Ｂ）に向けて押圧されている。ここで、「振子ギヤ９２の本体部９２Ａのうち中心軸ＣＡ１よりも駆動ギヤ９１から離れた外側部分ＯＰ」とは、図２（ａ）に示すように、駆動ギヤ９１の中心軸ＣＡ２と振子ギヤ９２の中心軸ＣＡ１とを結ぶ直線Ｌ１に対し振子ギヤ９２の中心軸ＣＡ１を通って直交する直線Ｌ２よりも、駆動ギヤ９１から遠い側の半円状の部分をいう。

取付板９３は、図２（ｂ）に示すように、駆動ギヤ９１および振子ギヤ９２の軸方向両側に一対設けられている。一対の取付板９３のうち一方の取付板９３Ａ（以下、第１取付板９３Ａともいう）には、駆動ギヤ９１の軸部９１Ｂの一端部を回転可能に支持する軸受孔Ａ１と、振子ギヤ９２の軸部９２Ｂの一端部を移動および回転可能に支持する円弧状の長孔Ａ２とが形成されるとともに、前述したコイルバネ９４が固定されている。

他方の取付板９３Ｂ（以下、第２取付板９３Ｂともいう）には、駆動ギヤ９１の軸部９１Ｂの他端部を回転可能に支持する軸受孔Ｂ１と、振子ギヤ９２の軸部９２Ｂの他端部を移動および回転可能に支持する樹脂製の軸受部材９５が取り付けられる取付孔Ｂ２とが形成されている。

軸受部材９５は、第２取付板９３Ｂの一部（振子ギヤ９２との当接面）を構成する部品であり、図３に示すように、基部９５Ａと筒状部９５Ｂとを主に備えて構成されている。基部９５Ａは、第２取付板９３Ｂの取付孔Ｂ２よりも大きく形成される平面視略矩形の板状（図４（ａ）参照）に形成されており、第２取付板９３Ｂの内面（振子ギヤ９２側の面）に当接するように配置されている。

基部９５Ａの振子ギヤ９２側の面は、振子ギヤ９２の当接部９２Ｃに対向する対向面９５Ｃとなっている。そして、図４（ａ）に示すように、この対向面９５Ｃのうち振子ギヤ９２の中心軸ＣＡ１よりも駆動ギヤ９１から離れた外側部位９５Ｄは、他の部位よりも振子ギヤ９２に向かって突出して、振子ギヤ９２の当接部９２Ｃに当接するようになっている（図３参照）。これにより、振子ギヤ９２の中心軸ＣＡ１よりも駆動ギヤ９１から離れた外側部位９５Ｄのみに摩擦力が発生するようになっている。

また、外側部位９５Ｄは、後述する筒状部９５Ｂの長孔９５Ｅに沿った長尺状に形成されている。そして、外側部位９５Ｄの長手方向両端部には、図４（ｂ）に示すように、外側部位９５Ｄと他の部位（対向面９５Ｃ）との間の段差を滑らかに繋ぐ傾斜面９５Ｆが設けられている。

図３に示すように、筒状部９５Ｂは、第２取付板９３Ｂの取付孔Ｂ２を通って第２取付板９３Ｂの外側に貫通するように基部９５Ａから突出して形成されており、その内部には、振子ギヤ９２の軸部９２Ｂの他端部を移動および回転可能に支持する円弧状の長孔９５Ｅが形成されている。長孔９５Ｅは、振子ギヤ９２の軸部９２Ｂの直径よりも大きな幅で形成されている。そして、この幅広の長孔９５Ｅの外側（駆動ギヤ９１から遠い側）の面のみに振子ギヤ９２の軸部９２Ｂが当接するように、振子ギヤ９２が配置されている。

そして、以上のように構成される振子ギヤ機構９の振子ギヤ９２は、図５（ａ）に示すような２つのギヤ（カラー用ギヤ１００および第１モノクロ用ギヤ１１１）に噛合する位置と、図５（ｂ）に示すような１つのギヤ（第２モノクロ用ギヤ１１２）のみに噛合する位置とに移動可能となっている。ここで、カラー用ギヤ１００は、シアン、マゼンタ、イエローの３色に対応した各現像ローラ６２に図示せぬギヤを介して連結されている。

また、第１モノクロ用ギヤ１１１および第２モノクロ用ギヤ１１２は、２つのギヤ１１３を介して連結されている。そして、このような４つのギヤで構成されるモノクロ用ギヤ群１１０のうちのいずれか１つのギヤは、ブラックに対応した現像ローラ６２に図示せぬギヤを介して連結されている。

そのため、振子ギヤ９２がカラー用ギヤ１００と第１モノクロ用ギヤ１１１とに噛み合った状態では、図示せぬ駆動源からの駆動力が駆動ギヤ９１、振子ギヤ９２、カラー用ギヤ１００、モノクロ用ギヤ群１１０を介して４色に対応した４つの現像ローラ６２のすべてに伝達されて、カラープリントが実行される。また、振子ギヤ９２が第２モノクロ用ギヤ１１２に噛み合った状態では、図示せぬ駆動源からの駆動力が駆動ギヤ９１、振子ギヤ９２、モノクロ用ギヤ群１１０を介してブラックに対応した現像ローラ６２のみに伝達されて、モノクロプリントが実行される。

次に、本実施形態に係る振子ギヤ機構９の動作について説明する。参照する図面において、図６は振子ギヤと軸受部材との摩擦力の関係を示す説明図である。

図５（ａ）に示すカラープリントモードから図５（ｂ）に示すモノクロプリントモードに切り換える場合には、図６に示すように、まず、駆動ギヤ９１を図示時計方向に回転させる。これにより、駆動ギヤ９１と噛み合う振子ギヤ９２が反時計方向に回転する。

このとき、振子ギヤ９２の当接部９２Ｃには軸受部材９５の外側部位９５Ｄのみが接触しているため、当接部９２Ｃと外側部位９５Ｄとの摩擦力Ｐ２は、振子ギヤ９２の移動方向に作用する。また、このとき、振子ギヤ９２の軸部９２Ｂが軸受部材９５の長孔９５Ｅの外側の面のみに当接しているので、軸部９２Ｂと長孔９５Ｅとの摩擦力Ｐ３も、振子ギヤ９２の移動方向に作用する。

これにより、振子ギヤ９２は、その移動が軸受部材９５との摩擦力によって阻害されずに、駆動ギヤ９１と噛合しながら、駆動ギヤ９１の周りを駆動ギヤ９１の回転方向Ｒ１に向けてスムーズに移動（公転）する。また、図５（ｂ）に示すモノクロプリントモードから図５（ａ）に示すカラープリントモードに切り換える場合には、駆動ギヤ９１の回転方向Ｒ１が逆になることによって、当接部９２Ｃと外側部位９５Ｄとの摩擦力Ｐ２の方向や軸部９２Ｂと長孔９５Ｅとの摩擦力Ｐ３も逆になるので、各摩擦力Ｐ２，Ｐ３が振子ギヤ９２の移動方向と同じ方向を向くこととなる。これにより、この場合も、振子ギヤ９２がスムーズに移動することができる。

さらに、振子ギヤ９２が傾いた場合であっても、外側部位９５Ｄが他の部位よりも突出しているので、外側部位９５Ｄに作用する摩擦力が内側部位（駆動ギヤ９１側の部位）に作用する摩擦力よりも常に高くなる。これにより、振子ギヤ９２を阻害する方向に働く内側部位での摩擦力を外側部位９５Ｄでの摩擦力で打ち消すことができ、振子ギヤ９２をスムーズに移動させることができる。

以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
取付板９３の一部を構成する部品である軸受部材９５の対向面９５Ｃの外側部位９５Ｄのみに摩擦力が発生するように構成することで、振子ギヤ９２が傾いても、振子ギヤ９２の内側部位の摩擦力が高くなることを抑えられるので、振子ギヤ９２をスムーズに移動させることができる。

外側部位９５Ｄと他の部位（対向面９５Ｃ）との間に傾斜面９５Ｆを設けたので、振子ギヤ９２が外側部位９５Ｄと他の部位との段差に引っ掛かることが抑制され、振子ギヤ９２の回転および移動をよりスムーズにすることができる。

振子ギヤ９２の当接部９２Ｃに対向する対向面９５Ｃを、取付板９３に固定される別部品である軸受部材９５に形成したので、軸受部材９５を樹脂製とすることで外側部位９５Ｄの形状を簡単に形成することができる。

なお、本発明は前記実施形態に限定されることなく、以下に例示するように様々な形態で利用できる。
前記実施形態では、外側部位９５Ｄを他の部位よりも突出させることで外側部位９５Ｄのみに摩擦力を発生させたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、対向面の外側部位の摩擦係数が、他の部位の摩擦係数よりも高くなるように構成してもよい。このように構成しても、振子ギヤ９２が傾くことによって振子ギヤ９２の内側部位の摩擦力が高くなることを抑えられるので、振子ギヤ９２をスムーズに移動させることができる。

前記実施形態では、対向面９５Ｃのうち直線Ｌ２よりも駆動ギヤ９１から遠い側の半円状部分の一部（外側部位９５Ｄ）を突出させたが、本発明はこれに限定されず、全部を突出させてもよい。

前記実施形態では、軸受部材９５を設けたが、本発明はこれに限定されず、軸受部材９５を設けずに取付板９３に直接外側部位を形成してもよい。
前記実施形態では、付勢部材としてコイルバネ９４を採用したが、本発明はこれに限定されず、例えば線バネ、板バネ、トーションバネなどであってもよい。

前記実施形態では、振子ギヤ９２の軸部９２Ｂを回転および移動可能に支持する長孔９５Ｅを円弧状としたが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、前記実施形態における円弧状の長孔９５Ｅのうち外側（駆動ギヤ９１から遠い側）の面を円筒面にしたまま、内側の面Ｅ１（図６参照）を平面に形成してもよい。これによれば、内側の面と振子ギヤ９２の軸部９２Ｂとの当接をより抑制でき、振子ギヤ９２をよりスムーズに動かすことができる。

前記実施形態では、カラーレーザプリンタ１に本発明を適用したが、本発明はこれに限定されず、その他の画像形成装置、例えば複写機や複合機などに本発明を適用してもよい。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の一例としてのカラーレーザプリンタの全体構成を示す要部断面図である。 第１取付板を取り外した状態の振子ギヤ機構を示す平面図（ａ）と、図２（ａ）のＸ−Ｘ断面図（ｂ）である。 軸受部材周りの詳細構造を示す拡大断面図である。 第１取付板、駆動ギヤおよび振子ギヤを取り外した状態の振子ギヤ機構を示す平面図（ａ）と、図４（ａ）のＹ−Ｙ断面図（ｂ）である。 カラープリントモード時の振子ギヤ機構の状態を示す平面図（ａ）と、モノクロプリントモード時の振子ギヤ機構の状態を示す平面図（ｂ）である。 振子ギヤと軸受部材との摩擦力の関係を示す説明図である。 従来の振子ギヤとギヤプレートとの摩擦力の関係を示す説明図である。

符号の説明

１ カラーレーザプリンタ
９ 振子ギヤ機構
９１ 駆動ギヤ
９２ 振子ギヤ
９２Ｃ 当接部
９３ 取付板
９４ コイルバネ
９５ 軸受部材
９５Ｃ 対向面
９５Ｄ 外側部位
９５Ｅ 長孔
９５Ｆ 傾斜面
ＣＡ１ 中心軸

Claims (6)

1. 駆動ギヤと噛合し、かつ、駆動ギヤの周りを駆動ギヤの回転方向に向けて移動可能な振子ギヤと、
   前記駆動ギヤを回転可能に支持するとともに、前記振子ギヤを移動可能に支持する取付板と、
   前記振子ギヤのうち中心軸よりも前記駆動ギヤから離れた外側の部分を前記取付板に付勢して、前記振子ギヤを前記取付板に当接させる付勢部材と、を備え、
   前記振子ギヤの前記取付板との当接部に対向する前記取付板の対向面を、前記振子ギヤの中心軸よりも前記駆動ギヤから離れた外側部位のみに摩擦力が発生するように構成したことを特徴とする振子ギヤ機構。
2. 前記対向面の前記外側部位が他の部位よりも前記振子ギヤに向かって突出することで、前記外側部位のみに摩擦力が発生するように構成されていることを特徴とする請求項１に記載の振子ギヤ機構。
3. 前記対向面の前記外側部位と前記他の部位との間に傾斜面が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の振子ギヤ機構。
4. 前記対向面は、前記取付板に固定される別部品に形成されていることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか１項に記載の振子ギヤ機構。
5. 駆動ギヤと噛合し、かつ、駆動ギヤの周りを駆動ギヤの回転方向に向けて移動可能な振子ギヤと、
   前記駆動ギヤを回転可能に支持するとともに、前記振子ギヤを移動可能に支持する取付板と、
   前記振子ギヤのうち中心軸よりも前記駆動ギヤから離れた外側の部分を前記取付板に付勢して、前記振子ギヤを前記取付板に当接させる付勢部材と、を備え、
   前記振子ギヤの前記取付板との当接部に対向する前記取付板の対向面を、前記振子ギヤの中心軸よりも前記駆動ギヤから離れた外側部位の摩擦係数が、他の部位の摩擦係数よりも高くなるように構成したことを特徴とする振子ギヤ機構。
6. 請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の振子ギヤ機構を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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