JP5286745B2 - 回動駆動力伝達装置、及びその回動駆動力伝達装置を備える画像形成装置 - Google Patents
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Description
更に、その画像形成装置に関わるメンテンナンス時の操作性向上のために、プロセスカートリッジとして、画像を形成する像担持体及びこれに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化し、画像形成装置の本体に対して着脱可能としている。
このプロセスカートリッジにおける像担持体及びこれに作用するプロセス手段の回動駆動力は、画像形成装置側の駆動体から、ハスバ歯車等の歯車列の連結部を介して被駆動体であるプロセスカートリッジ側に伝達するように構成している。
また、プリンタ等は比較的狭い設置スペース内に設置されて使用されることから、プリンタ等の装置本体の両サイドがデッドスペースとなっている場所に設置される場合が多くある。その場合のプロセスカートリッジ等の着脱あるいは交換をユーザーが実施する作業に関しては、装置のフロント側からの操作のみにて完結することが望まれている。
例えば、特許文献4では、プロセスカートリッジに突状係合部を設け、本体側板にその突状係合部が係脱自在の位置決め穴を設ける。そして、プロセス回転要素駆動用の歯車を、突状係合部が位置決め穴に突入する向きのスラスト力を発生させるハスバ歯車で構成する。これにより、プロセス回転要素を設けたプロセスカートリッジを、画像形成装置本体に対して精度良く位置決め固定ができるようにし、併せて、そのプロセスカートリッジの着脱性を良好にしている。
更に、装置本体に対してプロセスカートリッジユニットをフロント操作にて交換する際の取り付け時及び取り付け後の回動駆動力を伝達する連結部の歯車には、干渉または異常な力が加わることがある。その干渉または異常な力が加わることによる破壊や損傷を防止することも提案されている(特許文献3、6、8を参照)。
例えば、特許文献8では、プロセスカートリッジの交換時に、プロセスカートリッジの挿入に連動して、本体側の回動駆動力を伝える駆動カップリングが退避する構成にする。そして、駆動カップリングとプロセスカートリッジの干渉による破壊や損傷の発生を防止するようになっている。
例えば、特許文献1では、過負荷を検出して駆動源を非常停止する過負荷検出可能な回動伝達機構である。
その過負荷検出可能な回動伝達機構は、スラスト方向に移動不能に軸支されて、一端部にモータと、他端部に駆動用カサ歯車を有する駆動軸を備えている。更に、スラスト方向に移動可能に軸支されて、一端部に駆動用カサ歯車と噛み合う伝達用カサ歯車と、中間部にスラスト方向に付勢するコイルばねと、他端部に伝達用平歯車を有する伝達軸を備えている。更に、回動自在に軸着されて伝達用平歯車と噛み合うアイドラ歯車と、アイドラ歯車と噛み合って負荷となる負荷用歯車と、伝達軸のスラスト方向の移動量を検出する位置検知器とを備えている。伝達軸は、過剰な負荷が加わった際、コイルばねを減勢してスラスト方向に移動し、位置検知器によって、その移動量が検出されるように構成されている。
然し、このように位置検知器で過負荷を検出して駆動源を非常停止する構成は、着脱できる歯車の連結部ではなく、歯車等の破壊や損傷を確実に防止することができず、複雑で大型となり、コスト高にもなる。
その用紙処理装置は、用紙が通紙される一対のローラと、一方のローラの端部に装着されるローラ歯車と、駆動軸からの動力をローラ歯車に伝達する中間歯車を備えている。そして、用紙を前記一対のローラに挟持して搬送する用紙処理装置において、中間歯車をノブ軸に対して長手方向に相対的に移動可能に保持させ、その中間歯車及びローラ歯車をハス歯から形成する。そして、これらハス歯の噛み合い方向を、回転時に前記中間歯車が外れない方向にスラスト力がかかるように定められている。そして、歯車飛び等の発生を防止しながら高速回転及び高出力の駆動が可能になり、また、ジャム発生時には軸を回転させることにより、容易に中間歯車を駆動側から解除することができる構成になっている。
然し、このように中間歯車の入力側と出力側で受けるスラスト力に差が生じない構成は、ジャム発生時に中間歯車を駆動側から解除することができても、過負荷による歯車等の破壊や損傷を防止することができない。
その駆動力伝達装置は、モータ歯車と、中間歯車と、定着歯車と、給紙歯車と、側板と、第1のブレーキ部材と、第2のブレーキ部材とを有している。各歯車は全てハスバ歯車である。また、中間歯車は、軸方向に固定されている。一方、定着歯車は、軸方向に固定されておらず、移動することが可能である。また、両ブレーキ部材は弾性体であり、第1のブレーキ部材の自由長さは、第2のブレーキ部材の自由長さよりも長い。また、第2のブレーキ部材は、第1のブレーキ部材と比較して、ばね定数もしくは定着歯車に対する摩擦係数が大きいものである。
そして、定着ローラに異常負荷が発生すると、定着歯車の回転抵抗が大きくなる。その際、中間歯車は、通常負荷時と同じように回転しようとするため、定着歯車のスラスト力が増大する。
然し、このように回動力を伝達する歯車の破壊や損傷を防止する構成は、着脱できる歯車列の連結部ではなく、連結部の歯車の破壊や損傷を防止することができても、回動力を伝達する関連する他の歯車や部品等の破壊や損傷を防止することができず、構成が複雑で大型となり、コスト高になる。
その画像形成装置は、画像形成装置本体に出し入れ可能な定着ユニットの定着駆動装置を有し、定着ローラと同軸に挿着された定着歯車と噛み合う駆動側連結用の歯車の駆動軸にフライホイールを取り付けている。そして、その駆動軸とフライホイールは、スラスト方向にハスバ歯車対や円錐コイルばね等から成るスライド機構を介して揺動し、駆動側連結用の歯車と定着歯車との噛み合い解除が行われる。定着歯車と駆動側連結用の歯車が噛み合わない場合、定着歯車は駆動側連結用の歯車の端面に当接する。同時に駆動軸も円錐コイルばねに抗して押し込まれる方向に移動し、駆動モータに連結されるハスバ歯車対であるが故に、減速側のハスバ歯車は噛み合い状態でスライドし同時に回転しながらスラスト方向に移動する。そして、減速側のハスバ歯車は同軸の駆動側連結用の歯車と共に回転するため、定着歯車と駆動側連結用の歯車は噛み合うことになる。
更に、一般に画像形成装置は、画像形成装置本体に着脱可能に使用される各機器が個別にくみ上げられ、ユニット化されてから画像形成装置本体に組み付ける方法が用いられている。各機器を組み付ける際に、回動駆動力を駆動体側の画像形成装置から被駆動体側の各機器、例えば、プロセスカートリッジや定着ユニット等に伝達する回動駆動力の伝達を行う連結部が配置される。
然し、プロセスカートリッジや各ユニットに対して、想定負荷よりも大きい負荷がかかった際には、回動駆動力の伝達を行う連結部の歯車が破壊または損傷してしまう。その場合に、ユニットだけでなく駆動体側の装置本体側の関連部品等が破壊または損傷してしまうと、その関連部品等の交換に非常に手間がかかってしまうと言う不具合も生じている。
請求項2に記載の本発明は、請求項1に記載の回動駆動力伝達装置において、前記回動軸は、一方側から回動駆動力を受けて他方側から伝える2体化歯車の2体化歯車回動軸であることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
請求項4に記載の本発明は、請求項1乃至3の何れか一項に記載の回動駆動力伝達装置において、前記ハスバ歯車のスラスト方向移動位置を検知するハスバ歯車位置検知手段を備え、該ハスバ歯車位置検知手段は、前記駆動体と前記被駆動体との離脱時に本体側板の開口部から前記回動軸のスラスト方向に移動する前記ハスバ歯車の移動位置を検知するハスバ歯車位置検知開口部であることを特徴とする。
請求項5に記載の本発明は、請求項1乃至4の何れか一項に記載の回動駆動力伝達装置において、前記回動駆動力断絶手段は、前記回動軸のスラスト方向に移動可能に保持されて前記ハスバ歯車に対する回動駆動力が過負荷状態となった際に発生するスラスト力により移動する前記ハスバ歯車の移動方向側に当接する弾性体を備えることを特徴とする。
請求項6に記載の本発明は、請求項5に記載の回動駆動力伝達装置において、前記弾性体を保持する弾性体保持部材を備えることを特徴とする。
請求項8に記載の本発明は、請求項6に記載の回動駆動力伝達装置において、前記弾性体保持部材は、装置本体の内部機構の外側を覆う本体側板を兼用することを特徴とする。
請求項9に記載の本発明は、請求項5乃至8の何れか一項に記載の回動駆動力伝達装置において、前記弾性体と前記ハスバ歯車との間に摺動部材を備えることを特徴とする。
請求項10に記載の本発明は、請求項9に記載の回動駆動力伝達装置において、前記摺動部材は、摺動性樹脂部材から成ることを特徴とする。
請求項12に記載の本発明は、請求項11に記載の回動駆動力伝達装置において、前記逆方向進行防止機構は、前記弾性体保持部材と、前記弾性体保持部材に圧入して摩擦力を発生する前記摺動部材から成ることを特徴とする。
請求項13に記載の本発明は、請求項11または12に記載の回動駆動力伝達装置において、前記逆方向進行防止機構は、前記駆動体と前記被駆動体の離脱時に前記本体側板の開口部からスラスト方向に移動した位置から前記ハスバ歯車を元の位置に戻すハスバ歯車戻し開口部を備えることを特徴とする。
請求項14に記載の本発明は、請求項13に記載の回動駆動力伝達装置において、前記ハスバ歯車戻し開口部は、前記ハスバ歯車位置検知開口部を兼用することを特徴とする。
請求項15に記載の本発明は、請求項6乃至14の何れか一項に記載の回動駆動力伝達装置において、前記弾性体保持部材は、前記ハスバ歯車に発生するスラスト力でスラスト方向に移動する前記弾性体の移動を阻止する弾性体移動阻止手段を備えることを特徴とする。
請求項18に記載の本発明は、請求項17に記載の画像形成装置において、前記画像形成ユニットは、電子写真方式の作像プロセスで記録画像を形成することを特徴とする。
請求項19に記載の本発明は、請求項17または18に記載の画像形成装置において、前記回動駆動力伝達装置は、フロント操作で上下方向から着脱する前記被駆動体に回動駆動力を伝達する構成であることを特徴とする。
請求項20に記載の本発明は、請求項19に記載の画像形成装置において、前記被駆動体は、請求項1乃至16の何れか一項に記載の前記回動駆動力伝達装置を備えることを特徴とする。
図1は、本発明の実施の形態例にかかる回動駆動力伝達装置10の縦断面図であり、その回動駆動力伝達装置10内の基本構成図である。
図2は、本発明の実施の形態例にかかる回動駆動力伝達装置10の回動軸3である2体化歯車回動軸33の展開斜視図である。
図1と図2において、駆動体側からの回動駆動力を該駆動体に着脱可能な被駆動体側に伝達する回動駆動力伝達装置10は、駆動体1または被駆動体2に回動可能に保持される回動軸3を備えている。そして回動軸3に矢印AまたはB方向のスラスト方向に移動可能に保持されるハスバ歯車4を備えている。更に、ハスバ歯車4を回動駆動力が過負荷状態となったときに発生するスラスト力による移動を可能にして噛み合うハスバ歯車との連結部を断絶する回動駆動力断絶手段5を備えている。
そして、被駆動体2のプロセスカートリッジ100には、回動軸3である被駆動軸30が回動可能に保持されている。他方、駆動体1の画像形成装置200には、回動軸3の駆動軸31である一方の端面側から回動駆動力を受けて他方の端面側から伝える二つの構成部品からなる2体化歯車の2体化歯車回動軸33が回動可能に保持されている。
更に、被駆動体2側に保持される被駆動軸30は、対向する駆動体1の駆動軸31または2体化歯車回動軸33に対して矢印C方向の上下方向から配置または離脱する構成である。
2体化歯車回動軸33が、他方の端面側の駆動ハスバ歯車41等を軸方向に摺動可能に保持していることにより、被駆動体2やプロセスカートリッジ100を装着する際に噛み合う駆動ハスバ歯車41等の破壊や損傷を防止することができる。
駆動体1側の駆動ハスバ歯車41または画像形成装置ハスバ歯車210は、駆動軸31である2体化歯車回動軸33の矢印B方向のスラスト方向に移動可能に保持されている。被駆動体2側の被駆動ハスバ歯車40またはプロセスカートリッジハスバ歯車101と着脱が可能な噛み合い状態にある連結部で回動駆動力を伝達するように回動可能に保持されている。更に、駆動ハスバ歯車41または画像形成装置ハスバ歯車210は、被駆動体2側の被駆動ハスバ歯車40またはプロセスカートリッジハスバ歯車101を矢印C方向の上下方向から配置または離脱させる構成である。
想定されている負荷よりも大きい所定の過負荷とは、画像形成装置200と画像形成装置200に着脱するプロセスカートリッジ100の駆動設計、及び駆動モータの設計と歯車の設計をする際に見積もられる負荷トルクのことである。この負荷トルクには、経時や個体差、環境等の変動分として3割から4割程度の安全値が見込まれる。この安全値を加味した負荷よりも大きい所定の負荷のことである。例えば、異物の混入による回動駆動力の連結部におけるロック時等には、想定されている負荷よりも大きい所定の過負荷が発生することである。
回動駆動力断絶手段5の間隙部内には、ハスバ歯車4の矢印AまたはB方向のスラスト方向側に当接する弾性体50を備えている。弾性体50は、回動軸3の図示の矢印AまたはB方向のスラスト方向に移動可能に保持されている。そして、ハスバ歯車4を回動駆動力が所定の過負荷状態で発生するスラスト力で確実に移動するようにしている。
弾性体50としては、耐久性に優れる金属製のばね部材51または軽量で低コストのスポンジ形状の樹脂製やスポンジ等のスポンジ部材52が使用される。そして弾性体50は、弾性体保持部材6で保持されている。更に、弾性体保持部材6は、装置本体の内部機構を保持するフレーム11または装置本体の内部機構の外側を覆う本体側板12を兼用することで、部品数が少なくなり低コストとなり、装置の嵩も小型にすることができる。
ハスバ歯車位置検知手段42は、フィラーまたは光センサー等に替えてハスバ歯車位置検知開口部43にすることもできる。ハスバ歯車位置検知開口部43は、駆動体1と被駆動体2の離脱時に本体側板12の開口部から回動軸3の矢印AまたはB方向のスラスト方向に移動するハスバ歯車4の移動位置を検知することができる(図8を参照)。従って、ハスバ歯車位置検知開口部43はハスバ歯車位置検知手段42に比較すれば、部品数が少なく低コストでハスバ歯車4の移動位置を検知することができるだけでなく、ハスバ歯車位置検知開口部43よりハスバ歯車4を移動位置から元の位置に手動で戻すことも容易にできる。
回動駆動力伝達装置10の装着されているプロセスカートリッジ100には、回動駆動力伝達装置10の受け取った回動駆動力を伝達する図示しない像担持体、現像装置及びトナー補給装置等を備えている。そして、そのプロセスカートリッジ100が、回動駆動力伝達装置10の装着されている画像形成装置200に対してフロント操作で安全で確実に矢印C方向の上下方向から着脱するようになっている。従って、省スペース性と合わせてメンテンナンス時の操作性も向上する構成になっている。
プロセスカートリッジハスバ歯車101は、画像形成装置ハスバ歯車210と着脱可能に噛み合って連結されている。そして、回動駆動力を伝達する際には、着脱が可能に噛み合って連結しているプロセスカートリッジハスバ歯車101と画像形成装置ハスバ歯車210には矢印AまたはB方向のスラスト方向にスラスト力が発生することになる。
然し、プロセスカートリッジハスバ歯車101と画像形成装置ハスバ歯車210が過負荷状態になった際には、少なくとも一方のハスバ歯車が回動駆動力断絶手段5の間隙部内に退避にする。そして、連結部を解除すると共に伝達する回動駆動力を断絶するようになっている。
これらのことから、省スペース性と合わせてメンテンナンス時の操作性も向上して、過負荷状態になっても、安全で、回動駆動力を伝達する連結部だけでなく、関連部品の歯車等の破壊や損傷を確実に防止する。
図4は、本発明の実施の形態例にかかる回動駆動力伝達装置10の縦断面図であり、その回動駆動力伝達装置10がプロセスカートリッジ100に装着されてプロセスカートリッジハスバ歯車101が噛み合いを解除する状態図である。
図3と図4において、回動駆動力伝達装置10は、被駆動体2(プロセスカートリッジ100)側のみに装着されている。そして、駆動体1の画像形成装置200側から回動駆動力を駆動体1の画像形成装置200に着脱可能な被駆動体2のプロセスカートリッジ100側が受け取る構成になっている。
フレーム11または本体側板12を兼用する弾性体保持部材6とプロセスカートリッジハスバ歯車101との間の回動駆動力断絶手段5である間隙部内に弾性体50を設けている。
然し、プロセスカートリッジハスバ歯車101に想定されている負荷よりも大きい過負荷がかかった駆動時に、プロセスカートリッジハスバ歯車101には、矢印E方向にスラスト力がかかる。その際、プロセスカートリッジハスバ歯車101は、その矢印E方向のスラスト力を受けて弾性体50の弾性力に逆らって矢印A方向のスラスト方向に移動する。更に、プロセスカートリッジハスバ歯車101は、図4に図示するように、回動駆動力断絶手段5である間隙部内に退避して連結部を解除すると共に伝達する回動駆動力を断絶する位置まで移動するようになっている。
この時、弾性体50からプロセスカートリッジハスバ歯車101が受ける弾性力を通常負荷時には、弾性体50からの弾性力がプロセスカートリッジハスバ歯車101の受けるスラスト力よりも強くなるように設定される。
但し、過負荷状態時には、弾性体50からの弾性力がプロセスカートリッジハスバ歯車101の受けるスラスト力よりも弱くなるように設定される。このような設定により、プロセスカートリッジハスバ歯車101は、回動駆動力断絶手段5である間隙部内に退避して着脱可能な駆動側ハスバ歯車16との噛み合いの連結を解除する。そして、伝達する回動駆動力を確実に断絶する位置まで移動する仕組みになっている。
従って、過負荷状態時に、駆動体1の画像形成装置200側に影響が無く、被駆動体2のプロセスカートリッジ100側のみを交換するだけで画像形成装置200の復帰が容易に可能となる。
図5において、弾性体保持部材6に保持される弾性体50は、当接するハスバ歯車4の被駆動ハスバ歯車40や駆動ハスバ歯車41等との間に磨耗を防止する摺動性のある円盤形状の摺動性樹脂部材等から成る摺動部材7を備えている。
これに依り、弾性体50が当接することによるハスバ歯車4の被駆動ハスバ歯車40等の磨耗を防止して安定した回動駆動力を伝達することができる。
図6において、ハスバ歯車4は、回動軸3の矢印A方向のスラスト方向に移動可能に保持されている。そして、摺動部材7は、ハスバ歯車4の過負荷状態で発生するスラスト力で矢印A方向のスラスト方向に移動する位置から、矢印A方向のスラスト方向と逆方向の進行を防止する逆方向進行防止機構70を構成している。その逆方向進行防止機構70は、フレーム11または本体側板12を兼用する弾性体保持部材6と、弾性体保持部材6の内壁面に圧入して摩擦力を発生する摺動部材7からなる。
弾性体50とハスバ歯車4との間に設けた摺動部材7で構成する逆方向進行防止機構70の弾性体保持部材6の内壁面に対して摺動部材7を軽圧入気味に設定する。この軽圧入により、摺動部材7と弾性体保持部材6の内壁面の間に摩擦力を発生させる。その摩擦力は、弾性体50からの弾性力より大きくなるように設定する。
従って、過負荷がかかってハスバ歯車4が矢印A方向のスラスト方向に移動して回動駆動力断絶手段5の間隙部に退避しても、弾性体50からの弾性力によって、ハスバ歯車4が元の位置に戻ることを防止する。そして、再びハスバ歯車4等の破壊や損傷を確実に防止して、回動駆動力を安定して伝達することができる。
従って、過負荷がかかった原因を解消しても、一度退避したハスバ歯車4が元の位置に戻らない際には、装置本体を解体してハスバ歯車4と逆方向進行防止機構70を設けた摺動部材7を交換する必要が生じてしまい多大な時間がかかる。然し、ハスバ歯車戻し開口部71は、駆動体1と被駆動体2を離脱した状態で、ハスバ歯車4を簡単に短時間で元の位置に戻して復帰させることができる。
尚、上記の説明では、弾性体50とハスバ歯車4との間に設ける摺動部材7の構成で説明した。然し、弾性体50とハスバ歯車4の被駆動ハスバ歯車40、駆動ハスバ歯車41、プロセスカートリッジハスバ歯車101、画像形成装置ハスバ歯車210等の間に設ける摺動部材7の構成でも全く同様である。然し、その説明は重複するので省略する。
図7において、回動駆動力伝達装置10は、駆動体1(画像形成装置200)側のみに装着されて被駆動体2のプロセスカートリッジ100側が受け取る構成になっている。
フレーム11または本体側板12を兼用する弾性体保持部材6と駆動ハスバ歯車41である画像形成装置ハスバ歯車210との間の回動駆動力断絶手段5である間隙部内に弾性体50を設けている。
然し、画像形成装置ハスバ歯車210に想定されている負荷よりも大きい過負荷がかかった駆動時に、画像形成装置ハスバ歯車210には、矢印F方向にスラスト力がかかる。そして、画像形成装置ハスバ歯車210は、その矢印F方向のスラスト力を受けて弾性体50の弾性力に逆らって矢印B方向のスラスト方向に移動する。更に、画像形成装置ハスバ歯車210は、図示しないが、回動駆動力断絶手段5である間隙部内に退避して連結部を解除すると共に伝達する回動駆動力を断絶する位置まで移動するようになっている。
この時、弾性体50から画像形成装置ハスバ歯車210が受ける矢印F方向のスラスト力を通常負荷時には、弾性体50からの弾性力が画像形成装置ハスバ歯車210の受ける矢印F方向のスラスト力よりも強くなるように設定される。
従って、前述するように被駆動体2のプロセスカートリッジ100側に回動駆動力伝達装置10を装着する場合には、被駆動ハスバ歯車40の退避分だけ装置本体の幅方向に大きくなってしまう。そこで、回動駆動力伝達装置10を画像形成装置200側に装着することで装置本体のサイズを小さく小型で、駆動ハスバ歯車41等の破壊や損傷を防止して、回動駆動力を安定して伝達することができる。
図8において、ハスバ歯車位置検知開口部43は、駆動体1と被駆動体2の離脱時に本体側板12の上面の開口部から回動軸3のスラスト方向に移動するハスバ歯車4の移動位置を検知することができるようになっている。また、ハスバ歯車位置検知開口部43は、ハスバ歯車戻し開口部71を兼用することができる。更に、駆動体1と被駆動体2の離脱時には、摺動部材7と弾性体50にアクセス可能にしてあり、逆方向進行防止機構70を構成する摺動部材7を一度取り外すことで、ハスバ歯車4を元の位置に簡単に戻すことも可能になる。
図9において、弾性体保持部材6は、ハスバ歯車4の回動駆動力が所定の過負荷で発生するスラスト力で矢印B方向のスラスト方向に移動する弾性体50の移動を阻止する弾性体移動阻止手段60を備えている。そして、弾性体移動阻止手段60は、フレーム11または本体側板12を兼用する弾性体保持部材6に対して弾性体50が移動する経路に設ける突起部材61である。
このようにして、通常負荷時には弾性体50が矢印B方向のスラスト方向に移動しないように設定する。過負荷時には、弾性体50が突起部材61を乗り越えて領域53に移動する。
然し、回動駆動力伝達装置10によれば、弾性体50がある所定の過負荷を受けると所定の位置に移動することから、負荷の想定される通常バラツキ時においてハスバ歯車4の噛み合いの厚さを一定に保つことが可能となる。その結果、安定した回動駆動力を伝達することができる。
更に、過負荷時に、弾性体50が領域53に移動することで、逆方向進行防止機構70を構成する摺動部材7とハスバ歯車4も矢印B方向のスラスト方向に移動して可能な噛み合いの連結を解除して退避する位置に移動している。この移動している位置の逆方向進行防止機構70を構成する摺動部材7とハスバ歯車4は、ハスバ歯車位置検知開口部43を介して簡単に短時間で元の位置に戻すことも可能である。
図10において、駆動体1の画像形成装置200に回動駆動力伝達装置10が装着されている。そして、回動駆動力伝達装置10の画像形成装置ハスバ歯車210がプロセスカートリッジ100の被駆動側ハスバ歯車20に着脱が可能な噛み合いの連結によって回動駆動力を伝達する。そして、回動駆動力伝達装置10の回動軸3は、移動可能に保持されて回動駆動力が過負荷状態で発生するスラスト力で移動するハスバ歯車4の矢印B方向のスラスト方向に2段構成の段軸部32を備えている。
然し、ハスバ歯車4の中心孔は、回動駆動力の伝達時に発生する矢印B方向のスラスト力が弾性体50から受ける弾性力を超えたとき、図10(b)に図示する状態で、回動軸3の径が小さい箇所の段軸部32にはまる。そして、被駆動側ハスバ歯車20に着脱が可能な噛み合い状態の連結を解除して回動駆動力断絶手段5である間隙部に退避させると共に伝達する回動駆動力を断絶されるようになっている。
段軸部32にはまったハスバ歯車4は、ハスバ歯車位置検知開口部43を介して簡単に短時間で元の位置に戻すことも可能である。
従って、簡単な構成の段軸部32で、過負荷時にハスバ歯車4が確実に退避して元の被駆動側ハスバ歯車20との噛み合いの位置に戻らない。そして、被駆動体2のプロセスカートリッジ100を離脱して外した状態で退避したハスバ歯車4は、ハスバ歯車位置検知開口部43を介して簡単に短時間で元の位置に戻すこともできる。
図12は、図11の本発明の実施の形態例にかかる回動駆動力伝達装置10を備えるプロセスカートリッジ100のX―X面の断面図である。
図13は、本発明の実施の形態例にかかる回動駆動力伝達装置10を備えるプロセスカートリッジ100を着脱する画像形装置200の外観斜視図である。
図11乃至図13において、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジ100は、プロセスカートリッジ本体102に保持される1個または複数個のプロセス回動要素から成るプロセスユニット103を備えている。そして、プロセスユニット103のプロセス回動要素に受け取った回動駆動力を伝達する上記何れかの実施形態にかかる回動駆動力伝達装置10を備えている。
更に、図13に図示するように、プロセスカートリッジ100と共に回動駆動力伝達装置10は、駆動体1の画像形成装置200に対してフロント操作で上蓋202を開放して矢印H方向の上下方向から着脱する。そして、駆動側ハスバ歯車16または回動駆動力伝達装置10のハスバ歯車4の駆動ハスバ歯車41である画像形成装置ハスバ歯車210と噛み合い状態の連結によって回動駆動力を受け取るようになっている。
これらのことから、省スペース性と合わせてメンテンナンスの操作性も向上して、想定以上の過負荷がかかっても、安全で、回動駆動力を伝達する連結部だけでなく、関連部品の歯車等の破壊や損傷を確実に防止する。そして、耐久性にも優れ、メンテナンスの作業が簡単で確実に行われ手間と費用も低減されるとともに、高品質の画像を安定して形成することもできる。更に、単純かつ小型の構成を備える低コストな回動駆動力伝達装置10を備えるプロセスカートリッジ100を提供することができる。
図14において、被記録媒体に記録画像を形成する画像形成装置200は、被記録媒体Pの記録用紙に記録画像を形成する画像形成ユニット201を備えている。そして、画像形成ユニット201で画像を形成するための1個または複数個の回動要素に回動駆動力を伝達する上記何れかの実施形態にかかる回動駆動力伝達装置10を備えている。
駆動体1側となる画像形成装置200と回動駆動力伝達装置10は、まず、排紙トレイ219を兼用する上蓋202を矢印K方向に開閉する。そして、被駆動体2のプロセスカートリッジ100をフロント操作で矢印H方向の上下方向から画像形成ユニット201に着脱する。そして、回動駆動力伝達装置10のハスバ歯車4の駆動ハスバ歯車41である画像形成装置ハスバ歯車210は、被駆動体2のプロセスカートリッジ100の被駆動側ハスバ歯車20と噛み合いの連結によって回動駆動力を伝達する。または、被駆動体2のプロセスカートリッジ100側にも備える回動駆動力伝達装置10のハスバ歯車4の被駆動ハスバ歯車40であるプロセスカートリッジハスバ歯車101と噛み合い状態の連結によって回動駆動力を伝達するようになる。
プロセスカートリッジ100が装着される画像形成ユニット201の上部には、排紙トレイ219を兼用する上蓋202が矢印K方向に開閉可能に配置されている。そして、画像形成ユニット201は、被記録媒体Pの記録用紙を給送する被記録媒体給送装置203の上部に保持されている。
画像形成ユニット201は、電子写真方式の作像プロセスで利便性や汎用性に優れ高速で高品質のトナーの記録画像を被記録媒体Pの記録用紙等に転写して形成するようになっている。
画像形成ユニット201に装着されたプロセスカートリッジ100に保持される書き込み装置213によってドラム形状の感光体ドラムである像担持体211上に画像情報がレーザー光で書き込まれるようになっている。
一方、被記録媒体給送装置203から被記録媒体Pが像担持体211に向けて搬送され、転写器216によって像担持体211上のトナーの記録画像が被記録媒体Pに転写される。
この被記録媒体Pは、定着器218を通り、転写されたトナーの記録画像が被記録媒体P上に熱定着される。定着器218の通過で被記録媒体Pは排紙トレイ219上に送り出されて収納される。
従って、省スペース性と合わせてメンテンナンスの操作性も向上して、想定以上の駆動における過負荷がかかっても、安全で、回動駆動力を伝達する連結部だけでなく、関連部品の歯車等の破壊や損傷を確実に防止する。そして、耐久性にも優れ、メンテナンスの作業が簡単で確実に行われ手間と費用も低減して、高品質の画像を安定して形成することもできる。更に、簡単で小型の構成で低コストの回動駆動力伝達装置10を備える画像形成装置200を提供することができる。
Claims (20)
- 駆動体側からの回動駆動力を該駆動体に着脱可能な被駆動体側に伝達する回動駆動力伝達装置において、前記駆動体に回動可能に保持される回動軸と、前記回動軸にスラスト方向に移動可能に保持されるハスバ歯車と、前記ハスバ歯車の回動駆動力が過負荷状態となったときに発生するスラスト力による移動を可能にして噛み合うハスバ歯車との連結部を断絶する回動駆動力断絶手段と、を備え、前記回動軸は、前記ハスバ歯車のスラスト力で移動する方向に段軸部を備えることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項1に記載の回動駆動力伝達装置において、前記回動軸は、一方側から回動駆動力を受けて他方側から伝える2体化歯車の2体化歯車回動軸であることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項1に記載の回動駆動力伝達装置において、前記ハスバ歯車は、前記駆動体または前記被駆動体に対して、上下方向から着脱される構成であることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項1乃至3の何れか一項に記載の回動駆動力伝達装置において、前記ハスバ歯車のスラスト方向移動位置を検知するハスバ歯車位置検知手段を備え、該ハスバ歯車位置検知手段は、前記駆動体と前記被駆動体との離脱時に本体側板の開口部から前記回動軸のスラスト方向に移動する前記ハスバ歯車の移動位置を検知するハスバ歯車位置検知開口部であることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項1乃至4の何れか一項に記載の回動駆動力伝達装置において、前記回動駆動力断絶手段は、前記回動軸のスラスト方向に移動可能に保持されて前記ハスバ歯車に対する回動駆動力が過負荷状態となった際に発生するスラスト力により移動する前記ハスバ歯車の移動方向側に当接する弾性体を備えることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項5に記載の回動駆動力伝達装置において、前記弾性体を保持する弾性体保持部材を備えることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項6に記載の回動駆動力伝達装置において、前記弾性体保持部材は、装置本体の内部機構を保持するフレームを兼用することを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項6に記載の回動駆動力伝達装置において、前記弾性体保持部材は、装置本体の内部機構の外側を覆う本体側板を兼用することを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項5乃至8の何れか一項に記載の回動駆動力伝達装置において、前記弾性体と前記ハスバ歯車との間に摺動部材を備えることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項9に記載の回動駆動力伝達装置において、前記摺動部材は、摺動性樹脂部材から成ることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項9または10に記載の回動駆動力伝達装置において、前記摺動部材は、前記回動軸に保持される前記ハスバ歯車を移動した位置から移動方向と少なくとも逆方向の進行を防止する逆方向進行防止機構を構成することを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項11に記載の回動駆動力伝達装置において、前記逆方向進行防止機構は、前記弾性体保持部材と、前記弾性体保持部材に圧入して摩擦力を発生する前記摺動部材から成ることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項11または12に記載の回動駆動力伝達装置において、前記逆方向進行防止機構は、前記駆動体と前記被駆動体の離脱時に前記本体側板の開口部からスラスト方向に移動した位置から前記ハスバ歯車を元の位置に戻すハスバ歯車戻し開口部を備えることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項13に記載の回動駆動力伝達装置において、前記ハスバ歯車戻し開口部は、前記ハスバ歯車位置検知開口部を兼用することを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項6乃至14の何れか一項に記載の回動駆動力伝達装置において、前記弾性体保持部材は、前記ハスバ歯車に発生するスラスト力でスラスト方向に移動する前記弾性体の移動を阻止する弾性体移動阻止手段を備えることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 請求項15に記載の回動駆動力伝達装置において、前記弾性体移動阻止手段は、前記弾性体保持部材に対して前記弾性体が移動する経路に設ける突起部材であることを特徴とする回動駆動力伝達装置。
- 被記録媒体に記録画像を形成する画像形成装置において、被記録媒体に記録画像を形成する画像形成ユニットと、前記画像形成ユニットで画像を形成するための1個または複数個の回動要素に回動駆動力を伝達する請求項1乃至16の何れか一項に記載の前記回動駆動力伝達装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項17に記載の画像形成装置において、前記画像形成ユニットは、電子写真方式の作像プロセスで記録画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
- 請求項17または18に記載の画像形成装置において、前記回動駆動力伝達装置は、フロント操作で上下方向から着脱する前記被駆動体に回動駆動力を伝達する構成であることを特徴とする画像形成装置。
- 請求項19に記載の画像形成装置において、前記被駆動体は、請求項1乃至16の何れか一項に記載の前記回動駆動力伝達装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
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