JP5153214B2

JP5153214B2 - 画像形成装置の駆動ジョイント機構

Info

Publication number: JP5153214B2
Application number: JP2007152837A
Authority: JP
Inventors: 洋功大村; 保彦阪口
Original assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2007-06-08
Filing date: 2007-06-08
Publication date: 2013-02-27
Anticipated expiration: 2027-06-08
Also published as: US7971872B2; JP2008304776A; US20080304865A1

Description

本発明は、例えばファクシミリ、複写機、プリンタなどの装置本体に対し、給紙カセットなどの取付部材が取付けられる画像形成装置における駆動ジョイント機構に関し、より詳細には、装置本体に取付部材を取付けるに伴って、装置本体の駆動軸と取付部材の従動軸とが同一軸上で連結される駆動ジョイント機構に関する。

上述した駆動ジョイント機構として、図６に示す構成のものが知られている（例えば、特許文献１参照）。即ち、装置本体側の駆動軸１００に設けたカップリング１０１と、給紙カセット側の従動軸１０２に設けた係合ピン１０３とを接近させることで、カップリング１０１の係合溝１０１ａに係合ピン１０３が係合するように構成されている。
特開平１１−４３２２９号公報

しかしながら、上記特許文献１による場合には、カップリング１０１の係合溝１０１ａに係合ピン１０３が入らないときに、カップリング１０１が退避できるように駆動軸１００の軸方向にスライド可能に設けられ、かつ駆動軸１００が回動すると係合溝１０１ａに係合ピン１０３を係合させ得るようにカップリング１０１を係合ピン１０３側へ向けてコイルバネ１０５により押圧する構成となっているため、カップリング１０１のスライドを許容する空間が必要となって小型化が困難になるという不都合があった。また、コイルバネ１０５を必要とするため、コストが高くなるとともに組立作業性にも不利であった。

本発明は、このような従来技術の課題を解決するためになされたもので、小型化が図れるとともに、コストの低廉化および組立作業性を向上させ得る画像形成装置の駆動ジョイント機構を提供することを目的とする。

本発明に係る画像形成装置の駆動ジョイント機構は、装置本体とこれに取付けられる取付部材とを有する画像形成装置の前記装置本体に前記取付部材を取付けるに伴って、前記装置本体の駆動軸と前記取付部材の従動軸とが同一軸上で連結され、この連結状態のときに、前記装置本体に前記駆動軸を回転駆動させるように設けた回転駆動源からの回転を前記従動軸へ伝達させる機能を有する画像形成装置の駆動ジョイント機構において、前記駆動軸および前記従動軸の一方にはピン係合溝を有するカップリングが、他方には前記ピン係合溝に入って係合する係合ピンがそれぞれ設けられるとともに、前記カップリングおよび前記係合ピンがそれぞれの該当軸に対して軸方向へ相対移動をしないように一定位置に配設され、かつ、前記カップリングにおける周方向で隣合うピン係合溝の間には頂部の両側に傾斜部を有し、外方へ向けて突出した尖塔形状をしたピン案内部が形成されており、前記装置本体に前記取付部材を取付ける際に前記係合ピンがピン案内部に当接しても、軸方向への押圧力により前記駆動軸および前記従動軸の少なくとも一方を回転させて前記係合ピンを前記ピン案内部により前記ピン係合溝へ案内するように構成され、前記装置本体に前記取付部材を取付けた状態において、前記係合ピンはピン係合溝の溝底から離れた状態になるように構成されていることを特徴とする。

本発明の請求項２に係る画像形成装置の駆動ジョイント機構は、請求項１に記載の画像形成装置の駆動ジョイント機構において、前記装置本体には、前記回転駆動源からの回転を前記駆動軸に伝達させる伝達状態と、その伝達状態を解除する解除状態とに切り換える電磁クラッチが設けられていることを特徴とする。

本発明の請求項３に係る画像形成装置の駆動ジョイント機構は、請求項１または２に記載の画像形成装置の駆動ジョイント機構において、前記取付部材が、前記装置本体へ記録用紙を供給する給紙装置であることを特徴とする。

本発明の画像形成装置の駆動ジョイント機構による場合には、装置本体に取付部材を取付ける際に係合ピンがピン案内部に当接しても、そのピン案内部が尖塔形状であるため、軸方向への押圧力により駆動軸および従動軸の少なくとも一方が回転して係合ピンをピン案内部によりピン係合溝へ案内し、カップリングと係合ピンとが係合する。そのため、従来のようにカップリングを退避させる必要がなく、これにより余分なスペースを省略することが可能となって小型化が図れるとともに、ばねを省略することが可能となってコストの低廉化と取付作業性の向上を図り得る。

ところで、装置本体に取付部材を取付ける際に、係合ピンがピン案内部に当接しても、軸方向への押圧力により係合ピンがピン案内部によりピン係合溝へ案内されるに伴って、駆動軸および従動軸の少なくとも一方が回転する。このとき、従動軸は比較的小さな負荷であっても一般的に回転し、駆動軸側にあってはガタによりそのガタ分だけ回転することがあるものの、請求項２のように電磁クラッチにより駆動軸を解除状態にすると、駆動軸側も小さな力で回動させることが可能になり、カップリングと係合ピンとの係合をより確実かつ容易に行わせ得る。

また、請求項３に係る画像形成装置の駆動ジョイント機構による場合には、装置本体に対して取付けられる給紙装置を対象にすることができる。

以下に、本発明を具体的に説明する。

図１は、本発明に係る画像形成装置の一例を示す正面図である。

この画像形成装置１は、像担持体として表面がアモルファスシリコンからなる、概略円柱状の感光体ドラム２を有し、その感光体ドラム２の周囲に、帯電器３、現像装置４、転写体の一例としての転写ローラ５、クリーニングユニット６および除電器７が感光体ドラム２の回転方向に沿って配置されている。クリーニングユニット６は、感光体ドラム２の回転方向上流側に設けた研磨ローラ１０と、その下流側に設けたクリーニングブレード１１とを有する。

この画像形成装置１による画像形成処理は、以下のように行われる。帯電器３によって感光体ドラム２の表面を均一に帯電した後、感光体ドラム２の表面に、画像データに応じてレーザ光９を照射することによる露光を行い、これにより感光体ドラム２上に静電潜像が形成される。その後、現像装置４によって感光体ドラム２上の静電潜像が現像されてトナー像とされ、感光体ドラム２上のトナー像は、転写ローラ５によって転写材、例えば記録用紙１２に転写される。この転写の際、感光体ドラム２と転写ローラ５との間に転写バイアス電位を印加し、帯電したトナーの記録用紙１２への移動をスムーズに行わせるようにしている。

転写の後、感光体ドラム２上に残留したトナーは、研磨ローラ１０による感光体ドラム２の研磨にて研磨ローラ１０に付着し、その後にクリーニングブレード１１によって回収される。その後、感光体ドラム２上の残留電位が除電器８によって消去される。その後、再び帯電器３によって帯電されて、以上の画像形成処理が繰返される。

一方、記録用紙１２は、用紙カセット１３から繰り出されて搬送ライン１４に沿って搬送され、感光体ドラム２と転写ローラ５との間に送られ、ここで転写ローラ５によって感光体ドラム２上のトナー像が転写され、その後定着ユニット１５を経て排紙トレイ１６に排紙される。なお、搬送ライン１４の転写ローラ５よりも上流側にはレジストセンサ１７が設けられていて、このレジストセンサ１７のオンオフに基づき記録用紙１２の搬送方向両端の検出が行われ、感光体ドラム２上のトナー像と記録用紙１２との位置合わせなどが行われる。

このように構成された装置本体１８の下部には、上記用紙カセット１３が出し入れされる収容部１９が設けられ、その収容部１９の近傍には給紙装置２０が設けられている。この給紙装置２０は、本発明における取付部材に相当するものであり、図示例ではピックアップローラ２１ａと給紙ローラ２１ｂと分離ローラ２１ｃと有する。ピックアップローラ２１ａは収容部１９にセットされた用紙カセット１３の上側に配されて、用紙カセット１３に収納された記録用紙１２の最上のものを繰り出し、給紙ローラ２１ｂはピックアップローラ２１ａにより繰り出された記録用紙１２を搬送ライン１４に供給する。分離ローラ２１ｃは、搬送ライン１４を挟んで給紙ローラ２１ｂとは反対側に設けられ、例えば給紙ローラ２１ｂと同方向に回転し、ピックアップローラ２１ａにより２枚重ね送りされた一方の記録用紙１２を正規送り用の記録用紙１２から分離させる。なお、ピックアップローラ２１ａ、給紙ローラ２１ｂおよび分離ローラ２１ｃは、各軸を同一方向に一致させて配置されている。

用紙カセット１３は、上方に開口を有する容器であって、これに収納された記録用紙１２の最上のものが給紙装置２０により順次繰り出されて搬送ライン１４に沿い搬送される。

図２は、給紙装置２０を斜め下方から見た外観斜視図であり、図３は給紙装置２０を斜め上方から見た外観斜視図である。

給紙装置２０は、給紙ローラ２１ｂの軸方向であってＸ方向に、装置本体１８の収容部１９に挿入し、その挿入側とは反対側に設けた取付部２２を収容部１９に固着することで取付けられるようになっている。より詳細には、上記取付部２２には、図示例では３つの取付孔２２ａが形成されていて、各取付孔２２ａにねじ（図示せず）を通し、そのねじを収容部１９に螺着することで、収容部１９に給紙装置２０が取付けられる。

給紙装置２０のＸ方向側の端部には、一対の位置決めピン２３と従動軸２４の端部２４ａとが露出した状態に設けられている。位置決めピン２３は、収容部１９に設けた一対の位置決め凹部（図示せず）に装着することで、給紙装置２０の収容部１９に対する取付位置や角度を決めるものである。

従動軸２４は、例えば給紙ローラ２１ｂの軸を構成し、後述する駆動軸３０からの回転力を受けて給紙ローラ２１ｂを回転させるとともに、図示しない歯車等を介して前記ピックアップローラ２１ａおよび分離ローラ２１ｃをそれぞれ任意の方向に回転させるものである。なお、従動軸２４はピックアップローラ２１ａの軸や分離ローラ２１ｃの軸であってもよく、或いは各ローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃとは別の軸であって、これらのローラ２１ａ、２１ｂ、２１ｃに従動軸２４の回転を図示しない歯車等を介して伝達する構成でもよい。

従動軸２４のＸ方向側の端部２４ａには、係合ピン２５が設けられている。この係合ピン２５は、その両端部が従動軸２４の周面から互いに反対方向に突出している。なお、係合ピン２５は、従動軸２４の周面に、互いに反対方向となるように別体のものを取付けた形態であってもよい。

図４は、本実施形態に係る駆動ジョイント機構を示す斜視図である。

この駆動ジョイント機構は、駆動軸３０と従動軸２４とを同一軸上で連結するもので、従動軸２４に設けた係合ピン２５と、駆動軸３０に設けたカップリング３１とを有する。

上記駆動軸３０は、前述した装置本体１８側に設けられていて、この駆動軸３０の先端には前記カップリング３１が設けられ、駆動軸３０の基端には回転伝達部３３が設けられている。

カップリング３１は、周方向に沿って複数対、図示例では２対のピン係合溝３１ａ、３１ｂが形成されている。また、カップリング３１における隣り合うピン係合溝３１ａ、３１ｂの間には、ピン案内部３２が形成されている。このピン案内部３２は、外方へ向けて突出した尖塔形状に形成されていて、頂部３２ａの両側に傾斜部３２ｂを有する。このカップリング３１は、給紙装置２０の収容部１９の内奥部に、ピン係合溝３１ａ、３１ｂおよびピン案内部３２を前側に向けた状態で配設される。

上記回転伝達部３３は、回転駆動源としてのモータ（図示せず）からの力伝達により駆動軸３０を回転駆動させるもので、例えばモータの回転軸との間に掛け渡したベルトや、或いはモータの回転軸に取付けた歯車と噛合する歯車を外周面に有するものなどが用いられる。この回転伝達部３３の内部には、駆動軸３０の基端部が同心状に設けられていて、その駆動軸３０の基端部に対し、モータの回転軸からの力を駆動軸３０へ伝達する伝達状態とその伝達状態を解除する解除状態とに切り換える電磁クラッチ３４が設けられている。

次に、このように構成された画像形成装置１において、装置本体１８の収容部１９に給紙装置２０を取付け固定する際の動作内容につき説明する。

まず、電磁クラッチ３４を解除状態にし、モータの回転軸からの力が駆動軸３０へ伝達されないようにする。つまり、駆動軸３０を回動自在にする。

次に、収容部１９に給紙装置２０を挿入していく。この挿入に際し、係合ピン２５を収容部１９へ向けるとともに、図５に示すように駆動軸３０に対して従動軸２４がほぼ同一軸となるように目視による位置合わせ状態で行う。

続いて、給紙装置２０の位置決めピン２３と、収容部１９の位置決め凹部（図示せず）との位置合わせを行う。このとき、係合ピン２５がカップリング３１の一対のピン係合溝３１ａ、３１ｂの一方に入っていれば、給紙装置２０を更に挿入して、位置決めピン２３を位置決め凹部に確実に入れる。一方、係合ピン２５がカップリング３１の一対のピン係合溝３１ａ、３１ｂの一方に入ってなくても、つまり係合ピン２５がピン案内部３２に当接していても、給紙装置２０を挿入することに伴う軸方向（駆動軸３０および従動軸２４の軸方向）への押圧力により、回動自在の駆動軸３０および比較的小さな負荷であっても回転する従動軸２４の少なくとも一方が回転し、かつ係合ピン２５がピン案内部３２の傾斜部３２ｂにより案内されて一対のピン係合溝３１ａ、３１ｂの一方に入る。これによりカップリング３１と係合ピン２５とが係合する。

その後、給紙装置２０を更に挿入して、位置決めピン２３を位置決め凹部に確実に入れる。これにより給紙装置２０の装置本体１８に対する位置決め、角度調整などが行われる。

続いて、取付部２２の各取付孔２２ａにねじ（図示せず）を通し、そのねじを収容部１９の所定の取付部に螺着する。これにより収容部１９に給紙装置２０が取付けられる。この取付け状態のとき、図５に示すように係合ピン２５はピン係合溝３１ａ（３１ｂ）の溝底３１ｃから離れた状態になるように設計されている。

しかる後、電磁クラッチ３４を伝達状態にし、モータの回転軸からの力が駆動軸３０に伝達されるようにすることで、駆動軸３０および従動軸２４が回転駆動され、これにより給紙ローラ２１ｂ等が所定方向に回転して用紙カセット１３の記録用紙１２を順次繰り出すことが可能になる。

したがって、本実施形態による場合には、装置本体１８に給紙装置２０を取付ける際に係合ピン２５がピン案内部３２に当接しても、そのピン案内部３２が尖塔形状であるため、軸方向への押圧力により駆動軸３０および従動軸２４の少なくとも一方が回転して係合ピン２５をピン案内部３２によりピン係合溝３１ａ、３１ｂへ案内し、カップリング３１と係合ピン２５とが係合する。そのため、従来のようにカップリング３１を退避させる必要がなく、これにより余分なスペースを省略することが可能となって小型化が図れるとともに、ばねを省略することが可能となってコストの低廉化と取付作業性の向上を図り得る。

また、本実施形態においては、電磁クラッチ３４により駆動軸３０を回動自在にすると、比較的小さな負荷であっても回転し易い従動軸２４だけでなく、駆動軸３０側も小さな力で回動させることが可能になり、カップリング３１と係合ピン２５との係合をより確実かつ容易に行わせ得る。

なお、上述した実施形態ではカップリングに２対のピン係合溝を設けているが、本発明はこれに限らず、１対または３対以上のピン係合溝を設けた場合にも適用することができる。

また、上述した実施形態では駆動軸にカップリングを設け、従動軸に係合ピンを設けるようにしているが、本発明はこれとは逆に、駆動軸に係合ピンを設け、従動軸にカップリングを設けるようにしてもよい。

更に、上述した実施形態では給紙装置を装置本体に取付け、装置本体の駆動軸と給紙装置の従動軸とを連結する例を挙げているが、本発明はこれに限らない。例えば、搬送ライン１４に設けられる搬送用ローラや、現像装置４に設けられる現像ローラ或いは研磨ローラ１０などのように、装置本体に対して装置本体の駆動軸と従動軸とを連結するように取付けられる部材にも同様に適用することができる。

本発明に係る画像形成装置の一例を示す正面図である。給紙装置を斜め下方から見た外観斜視図である。給紙装置を斜め上方から見た外観斜視図である。本実施形態に係る駆動ジョイント機構を示す斜視図である。カップリングのピン係合溝と係合ピンとを示す図である。従来の駆動ジョイント機構を示す図である。

符号の説明

１８装置本体
２０給紙装置
２４従動軸
２５係合ピン
３０駆動軸
３１カップリング
３１ａ、３１ｂピン係合溝
３２ピン案内部
３４電磁クラッチ

Claims

装置本体とこれに取付けられる取付部材とを有する画像形成装置の前記装置本体に前記取付部材を取付けるに伴って、前記装置本体の駆動軸と前記取付部材の従動軸とが同一軸上で連結され、この連結状態のときに、前記装置本体に前記駆動軸を回転駆動させるように設けた回転駆動源からの回転を前記従動軸へ伝達させる機能を有する画像形成装置の駆動ジョイント機構において、
前記駆動軸および前記従動軸の一方にはピン係合溝を有するカップリングが、他方には前記ピン係合溝に入って係合する係合ピンがそれぞれ設けられるとともに、前記カップリングおよび前記係合ピンがそれぞれの該当軸に対して軸方向へ相対移動をしないように一定位置に配設され、かつ、前記カップリングにおける周方向で隣合うピン係合溝の間には頂部の両側に傾斜部を有し、外方へ向けて突出した尖塔形状をしたピン案内部が形成されており、前記装置本体に前記取付部材を取付ける際に前記係合ピンがピン案内部に当接しても、軸方向への押圧力により前記駆動軸および前記従動軸の少なくとも一方を回転させて前記係合ピンを前記ピン案内部により前記ピン係合溝へ案内するように構成され、
前記装置本体に前記取付部材を取付けた状態において、前記係合ピンはピン係合溝の溝底から離れた状態になるように構成されていることを特徴とする画像形成装置の駆動ジョイント機構。
請求項１に記載の画像形成装置の駆動ジョイント機構において、
前記装置本体には、前記回転駆動源からの回転を前記駆動軸に伝達させる伝達状態と、その伝達状態を解除する解除状態とに切り換える電磁クラッチが設けられていることを特徴とする画像形成装置の駆動ジョイント機構。
請求項１または２に記載の画像形成装置の駆動ジョイント機構において、
前記取付部材が、前記装置本体へ記録用紙を供給する給紙装置であることを特徴とする画像形成装置の駆動ジョイント機構。