JP5377360B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動機構及び駆動機構を用いた画像形成装置に関する。

モータやエンジンといった駆動源から発生した駆動力の伝達を入切するため、或いは、回転要素の逆転に起因する不具合を回避するためにラチェット機構を備える装置は様々な技術分野で用いられている。例えば、特許文献１は、ラチェット機構を備えるリコイルスタータを開示する。

特開２００３−３３６５６８号公報

従来のラチェット機構を備える装置は、駆動力が入力される入力要素と駆動力を出力する出力要素との間での駆動力の伝達を考慮して、入力要素と出力要素とが、常時、比較的大きな力で圧接されるように設計されている。このため、ラチェット機構を備える装置の駆動には、比較的大きな駆動力が要求される。

安全性や信頼性といった観点から、入力要素と出力要素とを含む駆動力を伝達するための伝達部は、多くの場合、筐体内に収容される。上述の如く、入力要素と出力要素とが、常時、比較的大きな力で圧接されるように装置が設計されている場合、入力要素及び／又は出力要素に加わる力は、伝達部の筐体内への収容を困難にする。

入力要素と出力要素とを圧接するために、例えば、コイルバネが用いられる。特許文献１の開示技術は、ラチェット機構に用いられるコイルバネの巻き方向を、特段考慮していない。

本発明は、上記の問題を解決するためになされたものであり、比較的低い駆動力の駆動源を用いて駆動力を出力することができる駆動機構及び駆動機構が組み込まれた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面に係る駆動機構は、駆動力を発生させる駆動源と、前記駆動力が入力される入力要素と、前記駆動力を出力する出力要素と、前記入力要素及び前記出力要素を回転可能に支持するシャフトと、前記駆動力によって、前記入力要素が第１回転方向に回転するとき、前記入力要素と前記出力要素とを連結させて、一体的に回転させるとともに、前記出力要素が前記第１回転方向に回転するとき、前記入力要素を前記出力要素から離間させるラチェット機構と、前記出力要素から離間された前記入力要素を前記出力要素に向けて付勢する付勢部材と、を含み、該付勢部材は、前記入力要素が前記出力要素と連結したとき、前記入力要素に力を加えないことを特徴とする。

上記構成によれば、駆動源から発生した駆動力は、入力要素に入力される。入力要素は、駆動力によって、第１回転方向に回転させる間、ラチェット機構は、入力要素と出力要素とを連結させる。この結果、出力要素は入力要素と一体的に回転し、駆動源からの駆動力を出力する。出力要素が第１回転方向に回転するとき、ラチェット要素は、入力要素を出力要素から離間させる。付勢部材は、出力要素から離間した入力要素を出力要素へ押し戻すように付勢するので、駆動源が第１回転方向に入力要素を回転させると、入力要素は出力要素に再度連結されることとなる。入力要素が出力要素に連結したとき、付勢部材は、入力要素に力を加えない。したがって、出力要素から駆動力が出力されている間、不必要な力は、入力要素並びに出力要素にほとんど与えられないこととなる。かくして、駆動源からの駆動力の伝達損失が抑制されるので、比較的低い駆動力の駆動源を用いて駆動機構が駆動され、駆動力が出力されることとなる。

上記構成において、前記付勢部材は、コイルバネを含み、該コイルバネは、前記第１回転方向と一致する方向で前記シャフトを螺旋状に取り巻きながら前記入力要素に向けて延び、前記入力要素が前記出力要素と連結したとき、前記コイルバネは自由長であり、前記入力要素が前記出力要素から離間したとき、前記コイルバネは前記入力要素によって、圧縮されることが好ましい。

上記構成によれば、付勢部材は、コイルバネを含む。コイルバネは、第１回転方向と一致する方向でシャフトを螺旋状に取り巻きながら入力要素に向けて延びる。したがって、コイルバネの端部に不必要な力が発生しにくくなり、コイルバネの端部からの異音が抑制されることとなる。また、入力要素が出力要素と連結したとき、コイルバネは自由長である一方で、入力要素が出力要素から離間したとき、コイルバネは入力要素によって、圧縮される。したがって、出力要素から駆動力が出力されている間、不必要な力は、入力要素並びに出力要素にほとんど与えられないこととなる。かくして、駆動源からの駆動力の伝達損失が抑制されるので、比較的低い駆動力の駆動源を用いて駆動機構が駆動され、駆動力が出力されることとなる。

上記構成において、前記入力要素は、ヘリカルギアを含み、該ヘリカルギアの歯の向きは、該ヘリカルギアが前記第１回転方向に回転している間、前記出力要素へ向かう方向のスラスト力が前記入力要素に作用するように定められることが好ましい。

上記構成によれば、入力要素は、ヘリカルギアを含む。ヘリカルギアの歯の向きは、ヘリカルギアが第１回転方向に回転している間、出力要素へ向かう方向のスラスト力が入力要素に作用するように定められる。したがって、出力要素から駆動力が出力されている間、スラスト力によって、入力要素は出力要素に近接する位置を保たれるので、駆動力が出力要素に安定的に伝達されることとなる。

上記構成において、前記ラチェット機構は、前記出力要素から前記入力要素に向けて突出する第１ラチェット歯と、前記入力要素から前記出力要素に向けて突出するとともに前記第１ラチェット歯と相補的な第２ラチェット歯と、を含み、前記入力要素が前記出力要素に連結したとき、前記第２ラチェット歯は前記第１ラチェット歯と噛み合い、前記駆動力を、前記第１ラチェット歯を介して、前記出力要素に伝達し、前記出力要素が前記第１回転方向に回転するとき、前記第１ラチェット歯は前記第２ラチェット歯を介して、前記出力要素から離間させる力を前記入力要素に伝達することが好ましい。

上記構成によれば、ラチェット機構は、出力要素から前記入力要素に向けて突出する第１ラチェット歯と、入力要素から出力要素に向けて突出するとともに第１ラチェット歯と相補的な第２ラチェット歯と、を含む。入力要素が前記出力要素に連結したとき、第２ラチェット歯は第１ラチェット歯と噛み合い、駆動力を、第１ラチェット歯を介して、出力要素に伝達する。かくして、入力要素から出力要素へ好適に駆動力が伝達されることとなる。出力要素が第１回転方向に回転するとき、第１ラチェット歯は第２ラチェット歯を介して、出力要素から離間させる力を入力要素に伝達する。かくして、出力要素を第１回転方向に回転させる力の影響が出力要素と入力要素との間で好適に切り離されることとなる。

上記構成において、前記第１ラチェット歯は、前記シャフトの延出方向に沿う方向に延びる第１伝達縁と、該第１伝達縁に対して傾斜した第１案内縁と、を含み、前記第２ラチェット歯は、前記入力要素が前記出力要素と連結したとき、前記第１伝達縁に対向する第２伝達縁と、前記第１案内縁に対向する第２案内縁と、を含み、前記出力要素が前記第１回転方向に回転するとき、前記第１案内縁は前記第２案内縁を通じて、前記入力要素に対して前記出力要素から離間させる力を伝達し、前記入力要素が前記第１回転方向に回転するとき、前記第２伝達縁は前記第１伝達縁を通じて前記出力要素に前記駆動力を伝達することが好ましい。

上記構成によれば、第１ラチェット歯は、シャフトの延出方向に沿う方向に延びる第１伝達縁と、第１伝達縁に対して傾斜した第１案内縁と、を含む。第２ラチェット歯は、入力要素が出力要素と連結したとき、第１伝達縁に対向する第２伝達縁と、第１案内縁に対向する第２案内縁と、を含む。出力要素が第１回転方向に回転するとき、第１案内縁は第２案内縁を通じて、入力要素に対して出力要素から離間させる力を伝達する。かくして、出力要素を第１回転方向に回転させる力の影響が出力要素と入力要素との間で好適に切り離されることとなる。また、駆動源が像担持体を駆動する間、第２伝達縁は前記第１伝達縁を通じて出力要素に駆動力を伝達する。かくして、入力要素から出力要素へ好適に駆動力が伝達されることとなる。

本発明の他の局面に係る画像形成装置は、上述の駆動機構と、該駆動装置によって駆動されるとともにシートに形成されるトナー画像を担持する像担持体と、を含み、前記処理装置は、前記像担持体にトナーを供給する現像装置であることを特徴とする。

上記構成によれば、画像形成装置が上述の駆動機構を備えるので、比較的低い駆動力の駆動源を用いて、駆動力を出力し、現像装置及び像担持体を駆動することが可能となる。

上述の如く、本発明は、比較的低い駆動力の駆動源を用いて駆動力を出力することができる駆動機構及び駆動機構が組み込まれた画像形成装置を提供することができる。

本発明の一実施形態に係る駆動機構の斜視図である。 図１に示される駆動機構のラチェット機構を概略的に示す展開図である。 図１に示される駆動機構のコイルバネを示す斜視図である。 図１に示される駆動機構の第２ギアの周面を概略的に示す展開図である。 本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 図５に示される現像装置の拡大斜視図である。 図６に示される現像装置が除去された下部筐体を示す図である。 図６に示される現像装置の外観斜視図である。 図６に示される現像装置の取り付けに用いられるフレームの斜視図である。 図９に示されるフレームに取り付けられる駆動機構の斜視図である。 図９に示されるフレームに取り付けられる駆動機構の斜視図である。 図１０及び図１１に示される駆動機構が取り付けられたフレームの斜視図である。 図１０及び図１１に示される駆動機構の第２外殻体の斜視図である。 図１３に示される第２外殻体に構築された伝達部の斜視図である。 図１０及び図１１に示される駆動機構のモータを取り付けるための支持板の斜視図である。 図１０及び図１１に示される駆動機構のモータを取り付けるための支持板の斜視図である。 現像装置と駆動機構との間の接続を示す斜視図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態について説明する。尚、以下の説明で用いられる「上」、「下」、「左」や「右」などの方向を表す用語は、単に、説明の明瞭化を目的とするものであり、何ら本発明を限定するものではない。また、以下の説明において、「シート」との用語は、コピー用紙、コート紙、ＯＨＰシート、厚紙、葉書、トレーシングペーパや画像形成処理を受ける他のシート材料を意味する。以下の説明で用いられる「上流」、「下流」及びこれらに類する用語は、シートの搬送方向における「上流」、「下流」及びこれらに類する概念を意味する。「シートの幅方向」との用語は、シートの搬送方向に直交する方向を意味する。

図１は、本発明の一実施形態に係る駆動機構の原理を説明する斜視図である。尚、後述されるように、以下に説明される駆動機構の原理は、画像形成処理を行う画像形成装置や他の所定の処理を行う装置に好適に適用される。

駆動機構８００Ａは、筐体８２０Ａと、筐体８２０Ａに支持されるシャフト８２７Ａとを含む。駆動機構８００Ａは更に、シャフト８２７Ａの先端部に回転可能に支持される第１ギア８３４Ａと、第１ギア８３４Ａに隣接して、シャフト８２７Ａに回転可能に支持される第２ギア８３９Ａとを含む。本実施形態において、第２ギア８３９Ａは、モータといった駆動源（図示せず）が発生させた駆動力が入力される入力要素として用いられる。また、第１ギア８３４Ａは、第２ギア８３９Ａに入力された駆動力を出力する出力要素として用いられる。尚、本実施形態として、入力要素及び出力要素としてギア要素が用いられているが、他の実施形態において、駆動源（例えば、モータやエンジン）からの駆動力を入出力可能な他の要素（例えば、カム構造体やプーリ）が用いられてもよい。

第１ギア８３４Ａは、シャフト８２７Ａの先端部に留まるように取り付けられる一方で、第２ギア８３９Ａは、シャフト８２７Ａに案内され、第１ギア８３４Ａに近接する第１位置と第１ギア８３４Ａから離間する第２位置との間で移動可能である。駆動機構８００Ａは、第２ギア８３９Ａと筐体８２０Ａとの間に、シャフト８２７Ａを取り巻くコイルバネ９３０Ａを更に含む。コイルバネ９３０Ａは、第２位置に存する或いは第２位置に向けて移動する第２ギア８３９Ａによって圧縮され、弾撥力を生じさせる。かくして、コイルバネ９３０Ａは、第１ギア８３４Ａから離間した第２ギア８３９Ａを第１ギア８３４Ａに向けて付勢する付勢部材として用いられる。第２ギア８３９Ａが第１位置にあるとき、コイルバネ９３０Ａは自由長であり、第２ギア８３９Ａに力を加えない。本実施形態において、付勢部材として、コイルバネ９３０Ａが用いられているが、他の実施形態において、第１位置に存する第２ギア８３９Ａに力を加えず、第２位置に存する第２ギア８３９Ａを第１ギア８３４Ａに向かわせる力を与える任意の部材が付勢部材として用いられてもよい。

駆動機構８００Ａは、第１ギア８３４Ａと第２ギア８３９Ａとの間で構築されるラチェット機構９００Ａを含む。ラチェット機構９００Ａは、第１位置に存する第２ギア８３９Ａと第１ギア８３４Ａとを連結させ、第２ギア８３９Ａに入力された駆動力を第１ギア８３４Ａへ伝達させる。本実施形態において、駆動力が入力された第２ギア８３９Ａは、図１中、矢印で示されるように、第１ギア８３４Ａに対向する第２ギア８３９Ａの面が時計回りに回転する。以下の説明において、図１中、駆動力が入力された第２ギア８３９Ａの回転方向は、第１回転方向と便宜的に称される。第１回転方向と逆方向の回転方向は、第２回転方向と便宜的に称される。第１回転方向及び第２回転方向との用語は、第１ギア８３４Ａやコイルバネ９３０Ａといった他の要素の回転方向或いは周回方向に対しても適用される。尚、他の実施形態において、図１に示される矢印と反対方向の回転方向が第１回転方向とされてもよい。

図２は、ラチェット機構９００Ａの概略的な部分展開図である。図２（ａ）は、第２ギア８３９Ａが第１回転方向に回転するときのラチェット機構９００Ａを示す。図２（ｂ）は、第１ギア８３４Ａが第１回転方向に回転するときのラチェット機構９００Ａを示す。図２と併せて、図１を参照しつつ、ラチェット機構９００Ａが更に説明される。

ラチェット機構９００Ａは、第１ギア８３４Ａから第２ギア８３９Ａに向けて突出する環状の第１ラチェット環９１０Ａと、第２ギア８３９Ａから第１ギア８３４Ａに向けて突出する環状の第２ラチェット環９２０Ａとを含む。第１ラチェット環９１０Ａの先端縁及び第２ラチェット環９２０Ａの先端縁は互いに相補的な鋸刃形状をなす。第１ラチェット環９１０Ａは、複数の略三角板状の第１ラチェット歯９１１Ａを円環状に整列してなる。第２ラチェット環９２０Ａは、第１ラチェット環９１０Ａと同様に、複数の略三角板状の第２ラチェット歯９２１Ａを円環状に整列してなる。第１ラチェット歯９１１Ａは、第１位置と第２位置との間での第２ギア８３９Ａの移動方向（即ち、シャフト８２７Ａの延出方向）に沿って延びる第１伝達縁９１２Ａと、第１伝達縁９１２Ａに対して傾斜した第１案内縁９１３Ａとを含む。同様に、第２ラチェット歯９２１Ａは、第１位置と第２位置との間での第２ギア８３９Ａの移動方向（即ち、シャフト８２７の延出方向）に沿って延びる第２伝達縁９２２Ａと、第２伝達縁９２２Ａに対して傾斜した第２案内縁９２３Ａとを含む。

駆動力の入力を受けた第２ギア８３９Ａが、第１回転方向に回転するとき、第１ラチェット環９１０Ａ（第１ラチェット歯９１１Ａ）と第２ラチェット環（第２ラチェット歯９２１Ａ）は互いに噛み合う。第１ラチェット環９１０Ａと第２ラチェット環９２０Ａが互いに噛み合っている間、第１伝達縁９１２Ａは第２伝達縁９２２Ａに対向する。また、第１案内縁９１３Ａは第２案内縁９２３Ａに対向する。

駆動力の入力を受けた第２ギア８３９Ａが、第１回転方向に回転するとき、第２ラチェット環９２０Ａの第２伝達縁９２２Ａは、第１伝達縁９１２Ａに圧接される。第２伝達縁９２２Ａは、駆動力を、第１伝達縁９１２Ａを介して、第１ギア８３４Ａへ伝達する。結果として、第１ギア８３４Ａは、第２ギア８３９Ａと一体的に回転する。

一方、駆動機構８００Ａが駆動源からの駆動力を受けていない間、第１ギア８３４Ａが外力を受け、第１回転方向に回転しようとすると、第１案内縁９１３は、第１ギア８３４Ａに加えられた外力を、第２案内縁９２３を通じて、第１ギア８３４から離間する第２位置へ向かう力として伝達する。かくして、第１ラチェット環９１０が、第１案内縁９１３を第２案内縁９２３上で摺動させつつ移動している間、第２ギア８３９は第２位置に向けて移動し、第１ギア８３４Ａから離間する。

図３は、シャフト８２７Ａを巻回するコイルバネ９３０Ａの拡大斜視図である。図３と併せて、図１を参照しつつ、コイルバネ９３０Ａが説明される。

コイルバネ９３０Ａは、筐体８２０Ａに近接する基端部９３１Ａと、第２ギア８３９Ａに近接する先端部９３２Ａとを含む。図３に明瞭に示される如く、コイルバネ９３０Ａを形成する線材は、シャフト８２７Ａを第１回転方向に螺旋状に取り巻きながら、基端部９３１Ａから先端部９３２Ａに向けて延びる。かくして、第２ギア８３９Ａが回転している間、コイルバネ９３０Ａを構成する線材の端部に過度に大きな力が加わらず、筐体８２０Ａ及び／又は第２ギア８３９Ａと基端部９３１Ａ及び／又は先端部９３２Ａとの間での異音の発生が抑制されることとなる。

図４は、第２ギア８３９Ａの周面の概略的な部分展開図である。図４と併せて、図１を参照しつつ、第２ギア８３９Ａが説明される。

本実施形態において、第２ギア８３９Ａにはヘリカルギアが好適に用いられる。第２ギア８３９Ａの歯の向きは、第２ギア８３９Ａが第１回転方向に回転する間、第１ギア８３４Ａに向かう方向のスラスト力Ｆｔが生ずるように決定される。例えば、コイルバネ９３０Ａ側に存する第２ギア８３９Ａの歯８４０Ａの第１端部８４１Ａは、第１回転方向において、第１ギア８３４Ａ側に存する第２ギア８３９Ａの歯８４０Ａの第２端部８４２Ａより先行するように、第２ギア８３９Ａの歯８４０Ａが設計されてもよい。

図５は、図１乃至図４に関連して説明された駆動機構を用いて動作する画像形成装置を概略的に示す。尚、図５に示される画像形成装置は、複写機であるが、他の実施形態において、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能を備える複合機やシートに画像を形成可能な他の装置であってもよい。また、図１乃至図４に関連して説明された駆動機構の原理は、画像形成処理以外の所定の処理を行う任意の装置にも適用可能である。

画像形成装置１００は、トナー画像を形成するのに必要とされる機器を収容する主筐体１１０と、主筐体１１０の上面に配設される原稿送り装置１２０とを含む。主筐体１１０は、下部筐体１１１と、下部筐体１１１の上方に配設される上部筐体１１２と、下部筐体１１１と上部筐体１１２との間に配設される連結筐体１１３とを含む。下部筐体１１１、上部筐体１１２及び連結筐体１１３に取り囲まれてなる空間Ｒには、印刷処理がなされたシートＳが排出される。

上部筐体１１２は、主に、トナー画像の基となる原稿を読み取るための機器を収容する。下部筐体１１１は、トナー画像を形成するための機器を収容する。連結筐体１１３は、トナー画像が形成されたシートＳを排出するための機器を収容する。主筐体１１０の外面には、画像形成装置１００を操作するための操作パネル（図示せず）が配設される。使用者は、操作パネルを通じて、画像形成装置１００に所望の指示を与える。

原稿送り装置１２０は、上下に回動するように主筐体１１０に取り付けられる。使用者は、原稿送り装置１２０に所望の原稿を設置する。その後、操作パネルを操作し、原稿送り装置１２０を動作させ、原稿送り装置１２０の下面と主筐体１１０の上面との間に送り込むことができる。代替的に、使用者は、原稿送り装置１２０を上方に回動させ、主筐体１１０の上面に原稿を載置し、その後、原稿送り装置１２０を下方に回動させることで、原稿を主筐体１１０の上面と原稿送り装置１２０の下面との間に配設することができる。

上部筐体１１２内には、主筐体１１０の上面と原稿送り装置１２０の下面との間に配設された原稿を走査して読み取る走査機構１１３が構築される。走査機構１１３は、光学的に原稿に付された像を走査して読み取る。その後、走査機構１１３は、読み取った像をデジタル信号として出力する。

下部筐体１１１内には、走査機構１１３から出力されたデジタル信号に基づくトナー画像が形成されるシートＳを収容するカセット２１０が配設される。カセット２１０は、リフト板２１１と、リフト板２１１の下流端（図５中、右端）をカセット２１０内で上下に回動させるための昇降機構２１２とを含む。使用者は、複数のシートが積層されてなるシートＳの束をリフト板２１１上に載置する。リフト板２１１の下流端が昇降機構２１２によって押し上げられることにより、カセット２１０からシートが搬送されることとなる。

下部筐体１１１の左側板には、手差しトレイ２２０が回動可能に取り付けられる。使用者は、下部筐体１１１の左側板から突出するように回動された手差しトレイ２２０にシートＳを載置してもよい。手差しトレイ２２０上のシートは、下部筐体１１１内に引き込まれ、その後、トナー画像の形成処理がなされることとなる。

カセット２１０及び手差しトレイ２２０は、シートＳの供給源として用いられる。使用者は、操作パネルの操作を通じて、所望の大きさのシートＳを収容するカセット２１０或いは手差しトレイ２２０を選択することができる。選択されたシート供給源２１０，２２０に配設されたシートＳは、下部筐体１１１内で搬送され、画像形成処理を受けることとなる。

リフト板２１１の上方には、ピックアップローラ３１１が配設される。昇降機構２１２がリフト板２１１の下流端を上昇させると、リフト板２１１上のシートＳはピックアップローラ３１１に接触する。ピックアップローラ３１１は、シートＳをカセット外へ送り出すように回転する。

ピックアップローラ３１１の下流には、給紙ローラ３１２及び給紙ローラ３１２に近接して配設される捌きローラ３１３が配設される。給紙ローラ３１２は捌きローラ３１３の上側に配設される。ピックアップローラ３１１によってカセット２１０から送り出されたシートＳは、給紙ローラ３１２と捌きローラ３１３との間に送り込まれる。給紙ローラ３１２は、シートＳを更に下流に送り出すように回転し、捌きローラ３１３は逆に、シートＳをカセット２１０へ戻すように回転する。この結果、ピックアップローラ３１１が複数枚重なったシートＳをカセット２１０から送り出したとき、給紙ローラ３１２と接触するシートＳ（最も上側に存するシート）のみが下流に送られ、他のシートＳはカセット２１０に戻されることとなる。かくして、シートＳは１枚ずつ下流へ送り込まれることとなる。

手差しトレイ２２０の基端部付近に、給紙ローラ３１６及び給紙ローラ３１６に圧接される捌きローラ３１７が配設される。手差しトレイ２２０上に載置されたシートＳは、給紙ローラ３１６によって下部筐体１１１内に引き込まれる。給紙ローラ３１６によって下部筐体１１１内に引き込まれるシートＳは、給紙ローラ３１６と捌きローラ３１７との間を通過する。給紙ローラ３１６が複数枚のシートを下部筐体１１１内に引き込もうとするとき、捌きローラ３１３は逆に、シートＳを手差しトレイ２２０へ戻すように回転する。この結果、給紙ローラ３１６と接触するシートＳ（最も上側に存するシート）のみが下部筐体１１１内に引き込まれることとなる。かくして、手差しトレイ２２０からシートＳが１枚ずつ下部筐体１１１内に送り込まれることとなる。

上述の如く、カセット２１０又は手差しトレイ２２０から送り出されたシートＳは、レジストローラ対３１８へ向かう。レジストローラ対３１８の下流には、画像形成部４００が構築される。画像形成部４００は、走査機構１１３から出力されたデジタル信号に基づいてトナー画像を形成し、シートＳにトナー画像を転写する。レジストローラ対３１８は、画像形成部４００の画像形成工程にタイミングを合わせて、シートＳを画像形成部４００へ送り込む。かくして、シートＳの所定位置にトナー画像が形成されることとなる。

本実施形態において、ピックアップローラ３１１、給紙ローラ３１２，３１６、捌きローラ３１３、３１７、レジストローラ対３１８は、シートＳを画像形成部４００へ供給する供給部として用いられる。

画像形成部４００は、円筒形状の感光体ドラム４１０を含む。感光体ドラム４１０は、シートＳに形成されるトナー画像を担持する像担持体として用いられる。感光体ドラム４１０は、後述される如く、回転シャフトを含み、下部筐体１１１内で回転可能に支持される。感光体ドラム４１０の周面に静電潜像が形成された後、静電潜像に合致するトナー画像が形成される。その後、感光体ドラム４１０はトナー画像を担持しつつ回転し、レジストローラ対３１８によって画像形成部４００に送り込まれたシートＳにトナー画像を転写する。

画像形成部４００は、帯電器４１１と露光装置４１２とを含む。帯電器４１１は、感光体ドラム４１０の周面を一様に帯電させる。露光装置４１２は、走査機構１１３から出力されたデジタル信号に基づいて、レーザ光を感光体ドラム４１０の周面に照射する。レーザ光が照射された部分の電荷が消失することによって、原稿に表された像に合致する静電潜像が感光体ドラム４１０の周面に形成される。

画像形成部４００は、トナーを収容するトナーコンテナ４１３と、トナーコンテナ４１３から供給されたトナーを感光体ドラム４１０に供給する現像装置４１４とを含む。感光体ドラム４１０は、静電潜像を担持しつつ回転し、現像装置４１４からトナーを供給される。現像装置４１４から感光体ドラム４１０へ供給されたトナーは、感光体ドラム４１０の周面に静電的に付着する。この結果、感光体ドラム４１０の周面にトナー画像が形成されることとなる。

画像形成部４００は、感光体ドラム４１０に圧接される転写ローラ４１５を含む。レジストローラ対３１８は、感光体ドラム４１０と転写ローラ４１５との間にシートＳを送り込む。転写ローラ４１５は、感光体ドラム４１０が担持するトナーとは逆のバイアスをシートＳに与える。この結果、感光体ドラム４１０上のトナーは電気的にシートＳの表面に引き剥がされることとなり、トナー画像がシートＳに転写される。その後、感光体ドラム４１０及び転写ローラ４１５は、下流へシートＳを送り出す。

画像形成部４００はクリーニング装置４１６を含む。クリーニング装置４１６は、シートＳへのトナー画像の転写後の感光体ドラム４１０の周面に残存するトナーを除去する。その後、清浄化された感光体ドラム４１０の周面は、除電器４１７によって除電処理がなされる。その後、感光体ドラム４１０は、帯電器４１１によって再度一様に帯電され、新たな画像形成処理を受けることとなる。

画像形成部４００の下流には、画像形成部４００で形成されたトナー画像をシートＳに定着させる定着部５００が配設される。定着部５００は、ヒータ５１１を内蔵する加熱ローラ５１０と、加熱ローラ５１０に圧接される加圧ローラ５２０とを含む。感光体ドラム４１０及び転写ローラ４１５は、加熱ローラ５１０と加圧ローラ５２０との間にシートＳを送り込む。

加熱ローラ５１０からの熱エネルギによって、シートＳ上のトナーが溶融され、加熱ローラ５１０と加圧ローラ５２０との間で生ずる圧力によって、トナー画像がシートＳに定着されることとなる。加熱ローラ５１０及び加圧ローラ５２０は、その後、シートＳを下流へ送り出す。

定着部５００の下流には、排出部６００が形成される。排出部６００は、排出ローラ対６１０を含む。使用者が操作パネルを通じて、片面印刷の指示を画像形成装置１００に与えると、排出ローラ対６１０は、定着部５００から送られたシートＳを空間Ｒに排出する。使用者が操作パネルを通じて、両面印刷の指示を画像形成装置１００に与えると、排出ローラ対６１０は、シートＳを空間Ｒへ排出する方向と、シートＳを、再度、連結筐体１１３内へ引き戻す方向との間で回転方向を切り換えるスイッチバック動作を行う。

主筐体１１０の左側板に沿って、戻し搬送路３１９が形成される。戻し搬送路３１９の下端（下流端）は、カセット２１０及び／又は手差しトレイ２２０からのシートＳをレジストローラ対３１８へ案内する供給搬送路３２０に接続される。使用者からの両面印刷の指示を受け、スイッチバック動作により連結筐体１１３内に引き戻されたシートＳは、戻し搬送路３１９を通じて、レジストローラ対３１８の上流へ送られる。その後、シートＳは、画像形成部４００及び定着部５００を通過する。この結果、シートＳの両面にトナー画像が形成されることとなる。両面印刷処理がなされたシートは、排出ローラ対６１０によって、空間Ｒに排出される。

図６は、主筐体１１０に組み付けられた現像装置４１４の拡大斜視図である。図１乃至図４に関連して説明された駆動機構８００Ａの原理は、本実施形態において、現像装置４１４に対する駆動に適用される。図６と併せて、図５を参照しつつ、主筐体１１０に対する現像装置４１４の組み付けが説明される。

図６に示される現像装置４１４は、図６に概略的に示された感光体ドラム４１０に近接した位置で、位置決めされている。図６に示される位置において、現像装置４１４は感光体ドラム４１０に適切にトナーを供給することができる。

下部筐体１１１は、現像装置４１４を支持するための支持床壁１４１を含む。また、下部筐体１１１は、現像装置４１４の正面で上下方向に延びる正面壁１４２を含む。正面壁１４２は、支持床壁１４１に接続され、支持床壁１４１を支持する。正面壁１４１には、略Ｊ字形状の開口部１４３が形成される。開口部１４３の上端部分を介して、感光体ドラム４１０が概略的に示されている。感光体ドラム４１０の左下に配設された現像装置４１４の左方に向けて、開口部１４３は延びる。図５に示されるように、現像装置４１４の左方にトナーコンテナ４１３が配設される。

トナーコンテナ４１３が除去されると、現像装置４１４は、左右に移動可能となる。この現像装置４１４の移動方向は、シートＳの幅方向に延びる感光体ドラム４１０の回転中心軸Ｃの延接方向に直交する方向である。以下の説明において、感光体ドラム４１０に近接して、位置決めされる位置に向かう現像装置４１４の移動方向は、第１方向と便宜的に称される。また、第１方向と反対方向（即ち、感光体ドラム４１０から離間する現像装置４１４の移動方向）は、第２方向と便宜的に称される。

図７は、現像装置４１４が除去された下部筐体１１１を示す。図７と併せて、図６を参照しつつ、現像装置４１４の移動が説明される。

支持床壁１４１上には、スライド台１４４が配設される。図６に示される現像装置４１４は、スライド台１４４上に取り付けられる。スライド台１４４は、レバーユニット１４５を操作することにより、第１方向及び第２方向に移動可能である。レバーユニット１４５によって第１方向に移動された現像装置４１４及びスライド台１４４は、支持床壁１４１上に押圧バネ１４５によって、第１方向に向けて押圧され、感光体ドラム４１０に近接した位置で位置決めされる。感光体ドラム４１０に近接して位置決めされた現像装置４１４は、正面壁１４２と反対側に配設された駆動機構８００と接続される。駆動機構８００は、図１乃至図４に関連して説明された駆動機構８００Ａの原理に基づき構築される。

図８は、現像装置４１４の斜視図である。図８と併せて、図５及び図６を参照しつつ、現像装置４１４が更に説明される。

図５に示される如く、現像装置４１４は、筐体１４６と、感光体ドラム４１０へ筐体１４６内のトナーを供給する現像ローラ１４７と、トナーコンテナ４１３から筐体１４６内へ送られたトナーを攪拌する一対の攪拌ローラ１４８とを含む。筐体１４６は、現像ローラ１４７及び攪拌ローラ１４８を回転可能に支持する。

図８に示される如く、筐体１４６の外部には、ギア１４９が取り付けられる。ギア１４９は、筐体１４６から外方に突出する円筒形状のボス１５０に挿通されたボルト等の固定具１５１を介して、筐体１４６に取り付けられる。ギア１４９が回転すると、筐体１４６の現像ローラ１４７及び攪拌ローラ１４８が連動して回転する。

図９は、現像装置４１４と駆動機構８００との間の接続に用いられるフレームの斜視図である。図９と併せて、図７及び図８を参照しつつ、フレーム７１０が説明される。

フレーム７１０は、図７に示される駆動機構８００に隣接して配設される。フレーム７１０は、現像装置４１４と駆動機構８００との間に配置される。フレーム７１０は、略矩形状の主板７１１と、主板７１１の周縁から現像装置４１４が取り付けられる側と反対方向に突出する側板７１２とを含む。以下の説明において、現像装置４１４に対向する主板７１１の面（即ち、現像装置４１４が取り付けられる面）は、便宜的に、第１面７１３と称される。また、第１面７１３と反対側の面は、便宜的に、第２面７１４と称される。

フレーム７１０の主板７１１には、水平方向に延びる長穴７５０が形成される。長穴７５０には、図８に関連して説明された現像装置４１４のボス１５０が挿通される。長穴７５０の右上には、感光体ドラム４１０の回転シャフトが挿通される貫通穴７１５が形成される。長穴７５０の端部のうち、貫通穴７１５に近接する端部７５１に現像装置４１４のボス１５０が到達したとき、第１方向へ向かう現像装置４１４の移動が停止されることとなる。かくして、図７に関連して説明された押圧バネ１４５による押圧と、長穴７５０とボス１５０との間の係合とにより、現像装置４１４の位置決めがなされる。主板７１１には、長穴７５０及び貫通穴７１５の他、多数の開口部が設けられているが、これら開口部は、画像形成装置１００の下部筐体１１１内に配設される様々な装置（例えば、図５に関連して説明された各種装置）の取付或いは駆動に用いられる。

図１０は、主板７１１側から見た駆動機構８００の外観斜視図である。図１１は、図１０と反対側から見た駆動機構８００の外観斜視図である。図１０及び図１１と併せて、図５及び図９を参照しつつ、駆動機構８００が説明される。上述の如く、駆動機構８００は、図１乃至図４に関連して説明された駆動機構８００Ａの原理に基づき構築される。

駆動機構８００は、感光体ドラム４１０及び現像装置４１４への駆動力を発生させる駆動源として用いられるモータ８１０と、モータ８１０から感光体ドラム４１０及び現像装置４１４へ駆動力を伝達する伝達部（後述される）と、伝達部を収容する筐体８２０とを備える。筐体８２０は、図１乃至図４に関連して説明された筐体８２０Ａに相当する。筐体８２０は、第１外殻体８２１と、第２外殻体８２２とを含む。第１外殻体８２１は、フレーム７１０の主板７１１と第２外殻体８２２との間に配設される。第１外殻体８２１及び第２外殻体８２２は、互いに重なり合って、伝達部を収容するための内部空間を形成する。モータ８１０は、第２外殻体８２２の外面に取り付けられる。モータ８１０のシャフトは、第１外殻体８２１及び第２外殻体８２２が形成する内部空間内に挿通され、伝達部へ駆動力を伝達する。

図１２は、駆動機構８００が取り付けられたフレーム７１０の斜視図である。図１２と併せて、図５、図８乃至図１０を参照しつつ、フレーム７１０への駆動機構８００の取付が説明される。

第１外殻体８２１の外面から複数のギアやシャフトが露出する。複数のギアやシャフトのうち最下位置のギア８３１は、手差しトレイ２２０から下部筐体１１１内へシートＳを給紙するための給紙ローラ３１６を駆動するために用いられる。ギア８３１の斜め上方の回転シャフト８３２には、カセット２１０からのシートＳを給紙するための給紙ローラ３１２が接続される。回転シャフト８３２の上方に配設されるギア８３３は、画像形成部４００の上流に配設されるレジストローラ３１８を駆動するために用いられる。ギア８３３の左斜め上方に位置する第１ギア８３４は、図８に関連して説明された現像装置４１４のギア１４９と噛み合い、現像装置４１４を駆動するために用いられる。第１ギア８３４は、図１乃至図４に関連して説明された駆動機構８００Ａの第１ギア８３４Ａに相当する。第１ギア８３４の右方に配設されるギア８３５は、戻し搬送路３１９の下流側に配設される搬送ローラ対３２１を駆動するために用いられる。第１外殻体８２１は、第１ギア８３４及びギア８３５の上方に位置する略円筒状の位置決め筒８２３を含む。位置決め筒８２３に感光体ドラム４１０の回転シャフトが挿入される。位置決め筒８２３の上方に位置するギア８３６は、加熱ローラ５１０を駆動するために用いられる。

図９に示される如く、主板７１１には、上述の長穴７５０及び貫通穴７１５に加えて、ギア８３１を第１面７１３側に突出させるための貫通穴７１６、シャフト８３２を第１面７１３側に露出させるための貫通穴７１７、ギア８３３を第１面７１３側に突出させるための貫通穴７１８、第１ギア８３４を第１面７１３側に突出させるための貫通穴７１９、ギア８３５を第１面７１３側に突出させるための貫通穴７２０及びギア８３６を第１面７１３側に突出させるための貫通穴７２１が形成される。第１外殻体８２１の外面から突出するように形成された位置決め筒８２３は、貫通穴７１５を通じて、主板７１１を貫通し、第１面７１３側に突出する。

図１３は、第２外殻体８２２の内部構造を示す斜視図である。図１４は、第２外殻体８２２の内面側に構築された伝達部の斜視図である。図１３及び図１４と併せて、図１０を参照しつつ、第２外殻体８２２及び伝達部が説明される。

第２外殻体８２２は、ギア８３１を支持するシャフト８２４、シャフト８３２を回転させるためのギア８３７を収容するための空間８２５、ギア８３３へ駆動力を伝達するためのギア８３８を収容する空間８２６、第１ギア８３４を支持するシャフト８２７、ギア８３５を支持するシャフト８２８、ギア８３６を支持するシャフト８２９を含む。シャフト８２７は、図１乃至図４に関連して説明された駆動機構８００Ａのシャフト８２７Ａに相当する。第２外殻体８２２は、これらシャフトや空間の他、これらギアへ駆動力を伝達するための多数のギアを支持又は収容するための空間を含む。伝達部８３０は、第２外殻体８２２に取り付けられた複数のギアから構成される。伝達部８３０は、第２外殻体８２２に取り付けられる複数のギアの中で最も大きい直径の大径ギア８５０を含む。また、第２外殻体は、大径ギア８５０を収容するための空間を形成する隔壁８５１を含む。尚、図１４に示される第２ギア８３９は、図１乃至図４に関連して説明された第２ギア８３９Ａに相当し、シャフト８２７に沿って移動可能である。

図１５及び図１６は、第２外殻体８２２の外面へのモータ８１０の接続に用いられる支持板の斜視図である。図１５は、モータ８１０が接続される外面側から見た支持板の斜視図である。図１６は、第２外殻体８２２に対向する面側から見た支持板の斜視図である。図１５及び図１６と併せて、図１１、図１３及び図１４を参照しつつ、支持板が説明される。

モータ８１０は、支持板８６０を介して、第２外殻体８２２の外面に取り付けられる。支持板８６０は、例えば、金属製の板材からなり、モータ８１０を支持するとともに第２外殻体８２２の剛性を向上させる。モータ８１０のシャフト８１１は、支持板８６０を貫通する。モータ８１０のシャフト８１１の先端には、駆動ギア８１２が取り付けられる。モータ８１０のシャフト８１１は更に、第２外殻体８２２を貫通し、伝達部８３０に接続される。駆動ギア８１２は、大径ギア８５０及び大径ギア８５０以外の他のギアへ駆動力を伝達するためのギア８９９と噛み合う。第１ギア８３４へ駆動力を伝達するための第２ギア８３９は、ギア８９９と噛み合い、第１ギア８３４へ駆動力を伝達する。かくして、伝達部８３０へモータ８１０の駆動力が伝達される。

支持板８６０には略円筒状の支持筒８６１が、かしめて取り付けられる。支持筒８６１は、第２外殻体８２２を貫通し、大径ギア８５０を回転可能に支持する。感光体ドラム４１０の回転シャフトは、位置決め筒８２３を通じて、筐体８２０内に挿入される。回転シャフト４２０の先端部は、筐体８２０内で突出する支持筒８６１内に挿入され、支持筒８６１によって回転可能に支持される。感光体ドラム４１０の回転シャフトは、カップリングといった適切な手段を用いて、大径ギア８５０に接続され、大径ギア８５０とともに回転する。

図１７は、現像装置４１４のギア１４９と噛み合う第１ギア８３４及び第１ギア８３４へモータ８１０からの駆動力を伝達する第２ギア８３９を示す斜視図である。尚、図１７には、現像装置４１４のギア１４９と第１ギア８３４との噛み合いを明瞭に示すため、図９に関連して説明されたフレーム７１０及び図１０に関連して説明された第１外殻体８２１は示されていない。図１７と併せて、図５、図８及び図１４を参照しつつ、第１ギア８３４及び第２ギア８３９が説明される。

第１ギア８３４と第２ギア８３９との間にはラチェット機構９００が構築される。ラチェット機構９００は、図１乃至図４に関連して説明された駆動機構８００Ａのラチェット機構９００Ａと同様に、第１ギア８３４から第２ギア８３９に向けて突出する環状の第１ラチェット環９１０と、第２ギア８３９から第１ギア８３４に向けて突出する環状の第２ラチェット環９２０とを含む。第１ラチェット環９１０は、図１乃至図４に関連して説明された駆動機構８００Ａの第１ラチェット環９１０Ａに相当する。第２ラチェット環９２０は、図１乃至図４に関連して説明された駆動機構８００Ａの第２ラチェット環９２０Ａに相当する。また、第２外殻体８２２と第２ギア８３９との間には、図１乃至図４に関連して説明された駆動機構８００Ａのコイルバネ９３０Ａと同様のコイルバネ９３０が配設される。尚、図１７において矢印で示される方向は、図１乃至図４に関連して説明された第１回転方向に相当する。

図１乃至図４に関連して説明された如く、モータ８１０が回転すると、第２ギア８３９が第１回転方向に回転し、第１ギア８３４にラチェット機構９００を介してモータ８１０の駆動力が現像装置４１４に好適に伝達される。現像装置４１４が感光体ドラム４１０の近傍に位置決めされるとき、現像装置４１４のギア１４９は、第１ギア８３４を第１回転方向に回転させる力を加える。この結果、図１乃至図４に関連して説明された如く、第２ギア８３９はラチェット機構９００によって、第１ギア８３４から離間することとなる。

本発明は、筐体に対して着脱自在であるとともに筐体内の駆動機構に接続される任意の処理装置を備える装置に好適に適用される。

１００・・・画像形成装置
４１０・・・感光体ドラム（像担持体）
４１４・・・現像装置
８００Ａ・・・駆動機構
８１０・・・モータ（駆動源）
８２７Ａ・・・シャフト
８３４Ａ・・・第１ギア（出力要素）
８３９Ａ・・・第２ギア（入力要素）
８４０Ａ・・・ヘリカルギアの歯
９００Ａ・・・ラチェット機構
９１１Ａ・・・第１ラチェット歯
９１２Ａ・・・第１伝達縁
９１３Ａ・・・第１案内縁
９２１Ａ・・・第２ラチェット歯
９２２Ａ・・・第２伝達縁
９２３Ａ・・・第２案内縁
９３０Ａ・・・コイルバネ（付勢部材）
Ｓ・・・・・シート
Ｆｔ・・・・スラスト力

Claims (2)

1. シートに形成されるトナー画像を担持する像担持体と、
   該像担持体を駆動する駆動機構と、
   前記像担持体にトナーを供給する現像装置と、を備え、
   前記駆動機構は、駆動力を発生させる駆動源と、前記駆動力が入力されるヘリカルギアと、前記駆動力を出力する出力要素と、前記ヘリカルギア及び前記出力要素を回転可能に支持するシャフトと、前記駆動力によって前記ヘリカルギアが第１回転方向に回転するとき、前記ヘリカルギアと前記出力要素とを連結させて、一体的に回転させるとともに、前記出力要素が前記第１回転方向とは反対の第２回転方向に回転するとき、前記ヘリカルギアを前記出力要素から離間させるラチェット機構と、前記出力要素から離間された前記ヘリカルギアを前記出力要素に向けて付勢するコイルバネと、を含み、
   前記コイルバネは、前記第１回転方向と一致する方向で前記シャフトを螺旋状に取り巻きながら前記ヘリカルギアに向けて延び、
   前記ヘリカルギアが前記出力要素と連結したとき、前記コイルバネは、前記ヘリカルギアに力を加えない自由長であり、且つ、前記コイルバネの先端部は、前記ヘリカルギアに接し、
   前記ヘリカルギアが前記出力要素から離間したとき、前記コイルバネは前記ヘリカルギアによって圧縮され、
   該ヘリカルギアの歯の向きは、該ヘリカルギアが前記第１回転方向に回転している間、前記出力要素へ向かう方向のスラスト力が前記入力要素に作用するように定められ、
   前記ラチェット機構は、前記出力要素から前記ヘリカルギアに向けて突出する第１ラチェット歯と、前記ヘリカルギアから前記出力要素に向けて突出するとともに前記第１ラチェット歯と相補的な第２ラチェット歯と、を含み、
   前記ヘリカルギアが前記出力要素に連結したとき、前記第２ラチェット歯は前記第１ラチェット歯と噛み合い、前記駆動力を、前記第１ラチェット歯を介して、前記出力要素に伝達し、
   前記出力要素が前記第１回転方向に回転するとき、前記第１ラチェット歯は前記第２ラチェット歯を介して、前記出力要素から離間させる力を前記ヘリカルギアに伝達し、
   前記第１ラチェット歯は、前記シャフトの延出方向に沿う方向に延びる第１伝達縁と、該第１伝達縁に対して傾斜した第１案内縁と、を含み、
   前記第２ラチェット歯は、前記ヘリカルギアが前記出力要素と連結したとき、前記第１伝達縁に対向する第２伝達縁と、前記第１案内縁に対向する第２案内縁と、を含み、
   前記出力要素が前記第１回転方向に回転するとき、前記第１案内縁は前記第２案内縁を通じて、前記ヘリカルギアに対して前記出力要素から離間させる力を伝達し、
   前記ヘリカルギアが前記第１回転方向に回転するとき、前記第２伝達縁は前記第１伝達縁を通じて前記出力要素に前記駆動力を伝達することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記出力要素は、前記現像装置に接続され、
   前記第２案内縁は、前記駆動力の不存在下において前記像担持体に加えられた外力を前記第１案内縁に伝達し、前記ヘリカルギアを前記出力要素から離間させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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