JP5595208B2 - 往復駆動装置、及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、往復駆動装置、及びそれを備えた画像形成装置に関する。

本出願人は、先に、一方向の運動を往復運動に変換する往復駆動装置を提案している（特許文献１）。これは、入力手段と、正転する第１の伝達部材と、逆転する第２の伝達部材と、往復動可能な被駆動部材と、第１または第２の伝達部材のどちらか一方の駆動が被駆動部材に伝わるように第１、第２の伝達部材を位置決めする切替補助手段と、を備えている。また、第１、第２の伝達部材の切替時期を制御するべく被駆動部材に形成されている切替手段とを備えていて、入力手段からの駆動を被駆動部材の往復運動に変換することを特徴としている。

このような往復駆動装置を用いる例としては、画像形成装置に備えられている分離爪の駆動装置がある。

特開昭６０−２６０７５７号公報

上記の先行技術においては、反転切替挙動の更なる安定化が要望されている。本発明は上記の先行技術をさらに発展させたものである。その目的とするところは、反転切替挙動を安定化した往復駆動装置、及びそれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記の目的を達成するための本発明に係る往復駆動装置の代表的な構成は、駆動力の入力を受ける入力手段と、前記駆動力の伝達部材としての第１の遊星歯車機構と、前記駆動力の伝達部材としての第２の遊星歯車機構と、往復動可能な被駆動部材と、前記第１の遊星歯車機構の一部を成し、前記第１の遊星歯車機構から前記被駆動部材への駆動伝達を変化せしめる第１の内歯車と、前記第２の遊星歯車機構の一部を成し、前記第２の遊星歯車機構から前記被駆動部材への駆動伝達を変化せしめる第２の内歯車と、前記第１の内歯車と前記第２の内歯車の何れかと係合する係合手段と、前記係合手段の係合方向を切替えるための切替手段と、を備え、前記切替え手段が係合方向を切り替えることにより、前記第１の内歯車と前記第２の内歯車といずれと係合するか切り替わり、前記係合手段が内歯車と係合することで、内歯車の回転が拘束され、遊星歯車機構の一部を成す太陽歯車からキャリアへの駆動伝達を変化させて前記被駆動部材の往復移動の方向を変えることを特徴とする。

本発明の往復駆動装置によれば、被駆動部材への衝撃力なく反転切替駆動を行える。即ち、反転切替挙動を安定化した往復駆動装置を提供することができる。

実施例の画像形成装置の概略構成図 感光ドラムと、クリーニング装置と、分離爪の駆動手段としての往復駆動装置と、の斜視図 図２のａ矢視図 図２のｂ矢視図 往復駆動装置の鳥瞰図 図５のＢ矢視図 図６の背面図 往復駆動装置を構成する歯車類の分解斜視図（その１） 往復駆動装置を構成する歯車類の分解斜視図（その２） 往復駆動装置の切替動作を説明する図（その１） 往復駆動装置の切替動作を説明する図（その２） 往復駆動装置の切替動作を説明する図（その３） 往復駆動装置の爪の変位挙動を説明する図 実施例２の往復駆動装置の構成図

［実施例１］
以下、本発明の実施形態の往復駆動装置と、この往復駆動装置を備えた画像形成装置を図に基づいて説明する。なお、往復駆動装置は、画像形成装置に備える感光ドラムから転写紙を分離するための分離爪を感光ドラムの長手方向に往復移動させるための駆動手段としての適用例として以下に説明する。但し、この往復駆動手段はこの適用例に限定されることないことは勿論であり、その他にも定着装置に備える分離爪を往復移動させるための駆動手段などにも適用可能である。

（１）画像形成装置例の概略構成
図１は本実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成図である。この装置１００は電子写真複写機である。Ａは画像形成装置１００の装置本体、Ｂは装置本体Ａの上部に搭載された原稿読み取り装置である。装置本体Ａ内には電子写真画像形成機構が配設されている。原稿読み取り装置Ｂは原稿送り装置Ｂ１と原稿走査装置Ｂ２を有する。

原稿は装置Ｂ１により装置Ｂ２の原稿台ガラス２０上に搬送されて画像面下向きで載置される。そして、その原稿の画像が、原稿照明光源２１、ミラー２２、レンズ２３などからなる走査光学系２４によって走査されて固体撮像素子２５により光電読み取りされ、画像処理部２６で画像処理されて画像メモリ２７に入力される。

装置本体Ａにおいては、潜像担持体（像担持体）としての回転可能な感光ドラム１０１が矢印の時計方向に所定の速度で回転駆動される。そのドラム１０１の表面が帯電器２によって均一に帯電される。そして、そのドラム１０１の表面に、レーザユニット７、ミラー８などからなる書き込み光学系９により画像情報の露光がなされる。

この露光は、画像メモリ２７からレーザユニット７に画像情報が入力され、レーザユニット７がその入力画像情報に対応して変調されたレーザー光を出力してドラム１０１の表面を走査露光（光照射）することでなされる。これにより、ドラム１０１の表面に画像情報に対応した静電潜像が形成される。上記の帯電器２及び書き込み光学系９により潜像形成手段が構成されている。

次いで、ドラム１０１上の静電潜像が現像器１０との対向位置を経過する際に、トナーの選択的な付着によって静電潜像が顕像化されてトナー像となる。１０ａは現像器１０に対するトナー補給部である。このトナー像が、給紙カセット１１或いは手差しトレイ１２から搬送されてきた転写紙（記録材）Ｐと重ね合わされ、転写手段としての転写器１３により転写紙上に転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは搬送ベルト１４によって定着器１５へ送られる。転写トナー像は定着器１５を通過することによって転写紙上に固着画像として定着される。

定着器１５を通過した転写紙Ｐが画像形成物として排紙部１６へ送り出される。一方、転写紙Ｐに対する画像転写後のドラム１０１の表面はクリーニング装置１１０によって残留トナー等が除去されて繰り返して画像形成に供される。

（２）往復駆動装置
転写器１３よりもドラム回転方向下流側でクリーニング装置１１０よりもドラム回転方向上流側にはドラム１０１に対向させて分離爪１０２が配設されている。分離爪１０２は転写器１３の位置を通過してドラム１０１の表面に密着している転写紙Ｐをドラム１０１の表面から分離させる役目をしている。本実施例においては、その分離爪１０２をドラム１０１の長手方向（ドラム母線方向）に往復移動させるための駆動手段として本発明に係る往復駆動装置２００を適用している。

本実施例においては往復駆動装置（以下、駆動ユニットと記す）２００を、図２のように、クリーニング装置１１０に対して配設している。図３は図２のａ矢視図、図４は図２のｂ矢視図である。分離爪１０２の先端部はドラム１０１の表面に当接している。また、分離爪１０２を保持する爪保持部材１０３は、クリーニング装置１１０に設けられたガイド部材１０４に保持されていて、クリーニング装置１１０に対してドラム１０１の長手方向であるＸ方向にスライド移動可能に支持されている。

一方、駆動ユニット２００は、クリーニング装置１１０側の駆動ギア（駆動源）１１１から駆動を受けてラック２０１をＸ方向に往復運動する構成となっている。ラック２０１の連結ピン２０１ａは爪保持部材１０３と連結している。これにより、ラック２０１と一緒に爪保持部材１０３が往復運動して、分離爪１０２がドラム１０１の長手方向であるＸ方向に往復運動する。

次に、駆動ユニット２００の詳細を説明する。図５は、駆動ユニット２００の鳥瞰図、図６は図５のＢ矢視図、図７は図６の背面図である。駆動ユニット２００は、駆動伝達手段としてのハウジング２０２ａ、２０２ｂに回転支持される入力ギア２０３、第２の入力ギア２０４、第３の入力ギア２０５、第１の遊星歯車ユニット（遊星歯車機構）２１０、第２の遊星歯車ユニット２２０を備える。また、更に、アイドルギア２０６、出力ギアの大ギア部２０７、出力ギアの少ギア部２０８、ピニオンギア２０９、ハウジング２０２ａ、２０２ｂに摺動支持されるラック２０１などを備える。

上記において、入力ギア２０３が駆動ギア（駆動源）１１１から駆動力を受ける入力手段である。第１の遊星歯車ユニット２１０が前記駆動力の伝達部材であり、遊星歯車からなる第１の伝達部材である。第２の遊星歯車ユニット２２０が前記駆動力の伝達部材であり、遊星歯車からなる第２の伝達部材である。ラック２０１が往復動可能な被駆動部材である。

図８、図９に示すように、第１の遊星歯車ユニット２１０は、太陽歯車２１１、キャリア２１２、内歯車２１３、遊星歯車２１４ａ、２１４ｂを備える。太陽歯車２１１、キャリア２１２、内歯車２１３は互いに同軸上で回転支持され、遊星歯車２１４ａ、２１４ｂはキャリア２１２の回転支持部２１２ａ、２１２ｂに回転支持されている。

具体的な駆動伝達経路としては、入力ギア２０３、第１の伝達ギア２０４、第２の伝達ギア２０５、太陽歯車２１１の順に駆動が伝達される。太陽歯車２１１と遊星歯車２１４ａ、２１４ｂ、及び遊星歯車２１４ａ、２１４ｂと内歯車２１３の内歯２１３ａは互いに連通している。

なお、第２の遊星歯車ユニット２２０の構成、及び伝達経路は、第１の遊星歯車ユニット２１０と同様である。図８、図９において括弧内の符号は第２の遊星歯車ユニット２２０側の構成部材の符号である。また、第１の遊星歯車ユニット２１０、第２の遊星歯車ユニット２２０のキャリア２１２、２２２が有する外歯２１４ｃ、２２４ｃは互いに噛み合って成る。外歯２１４ｃ、アイドルギア２０６、出力ギアの大ギア部２０７は連通し出力ギアの大ギア部２０７と出力ギアの少ギア部２０８とは同軸上で駆動が伝達される。更に、出力ギアの少ギア部２０８、ピニオン２０９、ラック２０１が互いに連通している。

次に、往復駆動の切替構成について説明する。レバー２３０は、ハウジング２０２ａ、２０２ｂに対して支軸２３０ａを中心に回転可能に支持されている。該レバー２３０は爪２３１ａ、２３１ｂを備え、内歯車２１３、２２３の何れかの歯２１３ｂ、２２３ｂと係合するよう構成される。

また、ハウジング２０２ａ、２０２ｂに備える弾性部材２４０は、あらかじめ所定の変形を与えた状態で支持されている。更に、該弾性部材２４０はレバー２３０の一端に有するスリット２３２に係るよう取り付けられる。従って、弾性部材２４０の変形方向によってレバー２３０の爪２３１ａ、２３１ｂの係合方向が、歯２１３ｂ、２２３ｂの何れかへ決定される。

例えば、図６に示すように、爪２３１ａが歯２１３ｂと係合して内歯車２１３の回転が拘束される場合において、第２の伝達ギア２０５から入力された駆動は、第１の遊星歯車ユニット２１０に属するキャリア２１２へのみ伝達される。そして、外歯２１４ｃを介してアイドルギア２０６以下ラック２０１に至るまで駆動が伝達される。

一方、爪２３１ｂが歯２２３ｂと係合して内歯車２２３の回転が拘束される場合において、第２の伝達ギア２０５から入力された駆動は、第２の遊星歯車ユニット２２０に属するキャリア２２２へのみ伝達される。そして、外歯２２４ｃ、２１４ｃを介してアイドルギア２０６以下ラック２０１に至るまで駆動が伝達される。すなわち、爪の係合方向によって、ラック２０１の移動方向が逆転する。

なお、上記レバー２３０の係合方向を切替えるため、弾性部材２４０の変形方向を変化せしめる押圧部２０１ｂ、２０１ｃをラック２０１に備えている。該押圧部２０１ｂ、２０１ｃは、弾性部材２４０をまたぎ、且つ該押圧部２０１ｂ、２０１ｃの移動可能な軌跡上に配している。

次に、図１０Ａ、図１０Ｂ、図１０Ｃに基づき、往復駆動の切替動作について説明する。図１０Ａに示す状態においては、爪２３１ａが歯２１３ｂと係合して内歯車２１３の回転を拘束するため、第１遊星歯車ユニット２１０のキャリア２１２へのみ駆動が伝達され、ラック２０１が図中のＹ方向に移動する。

図１０Ｂは、ラック２０１のＹ方向への移動に伴い押圧部２０１ｂが弾性部材２４０と当接開始した状態を示す図である。押圧部２０１ｂはＹ方向に更に移動することで次第に弾性部材２４０をＹ方向へ変形させる。その後、弾性部材２４０は飛び移り座屈現象を発生し、初期と逆方向の変形状態に移行する。

図１０Ｃの状態においては、爪２３１ｂが歯２２３ｂと係合して内歯車２２３の回転を拘束するため、第２の遊星歯車ユニット２２０のキャリア２２２へのみ駆動が伝達され、ラック２０１がＹ方向からＺ方向に瞬時に切替り移動する。その後の動作としては、押圧部２０１ｃが再び弾性部材２４０の変形方向を切替え（不図示）、ラック２０１の移動方向が反転することで図１０Ａの状態に戻る。

上記において、内歯車２１３が第１の遊星歯車ユニット２１０の一部を成し、第１の遊星歯車ユニット２１０から被駆動部材であるラック２０１へ駆動伝達を変化せしめる第１の内歯車である。また、内歯車２２３が第２の遊星歯車ユニット２２０の一部を成し、第２の遊星歯車ユニット２２０からラック２０１へ駆動伝達を変化せしめる第２の内歯車である。レバー２３０が上記の第１の内歯車２１３と第２の内歯車２２３の何れかと係合する係合手段である。そして、弾性部材２４０と押圧部２０１ｂ、２０１ｃが係合手段２３０の係合方向を切替えるための切替手段である。

また、切替手段において、弾性部材２４０が前記係合手段２３０の係合方向を位置決めするための位置決め手段であり、押圧部２０１ｂ、２０１ｃが前記位置決め手段の位相を変化せしめるための押圧手段である。

図１１は、本実施例の往復駆動装置２００の適用時の、ラック２０１、乃至分離爪１０２の変位挙動を示す図である。同図に示す通り、往復動作の切替部（グラフの極値）において、変位が急変することはなく、従来例に対してより安定的に等速で往復切替運動を実現可能である。このように、ドラム１０１に対して分離爪１０２の接触時間を均一化可能な往復駆動装置の提供によって、ドラム表面疵を防止することが可能となった。

［実施例２］
更に、本発明に係る切替構成の他の実施形態について説明する。図１２は、本実施例である切替構成を説明する図である。実施例１に対し、レバー２３０の係合方向の切替手段としてソレノイド（アクチュエータ）２５０を使用した形態である。レバー２３０とソレノイド２５０は、図中のジョイント２３３にてリンク結合してなる。

ソレノイド２５０は制御回路部３００で制御される電源部による通電がオン・オフされる。これに伴うプランジャの動作により、レバー２３０が、支軸２３０ａを中心に、爪２３１ａが内歯車２１３の歯２１３ｂに対して係合する方向と、爪２３１ｂが内歯車２２３の歯２２３ｂに対して係合する方向と、に係合方向が選択的に切替制御される。これにより、実施例１に対して任意のタイミングで駆動切替が制御可能となるため、シーケンシャルに往復駆動切替を必要とする装置へ適用範囲が拡大できるというメリットがある。

上記の実施例１及び実施例２では本発明に係る往復駆動装置をドラム１０１から転写紙Ｐを分離するための分離爪１０２をドラム１０１の長手方向に往復移動させる駆動手段として適用した構成を示した。本発明に係る往復駆動装置はそれ以外の往復運動を行わせる構成に適用できる。

例えば、記録材に接触してトナー像を固着画像として定着させるための回転可能な定着部材と、定着部材から記録材を分離する分離爪と、を有する画像形成装置において、分離爪を定着部材の長手方向に往復移動させる駆動手段として適用できる。また、クリーニング装置１１０のクリーニングブレードをドラム１０１の長手方向に往復移動させる駆動手段として適用できる。これらの場合も本発明の構成を用いて実施例１及び実施例２と同様の効果を得ることができる。

以上のように、往復駆動の切替手段として遊星歯車を使用することで、被駆動部材へ直接衝撃を与えることなく反転切替駆動を行え、爪挙動の安定化、それに伴うドラム表面疵を防止することが可能となった。

２００・・往復駆動装置、２０３・・入力手段、２１０・・第１の伝達部材、２２０・・第２の伝達部材、２０１・・被駆動部材、２１３・・第１の内歯車、２２３・・第２の内歯車、２３０・・係合手段、２４０、２０１ｂ、２０１ｃ、２５０・・切替手段

Claims (6)

1. 駆動力の入力を受ける入力手段と、
   前記駆動力の伝達部材としての第１の遊星歯車機構と、
   前記駆動力の伝達部材としての第２の遊星歯車機構と、
   往復動可能な被駆動部材と、
   前記第１の遊星歯車機構の一部を成し、前記第１の遊星歯車機構から前記被駆動部材への駆動伝達を変化せしめる第１の内歯車と、
   前記第２の遊星歯車機構の一部を成し、前記第２の遊星歯車機構から前記被駆動部材への駆動伝達を変化せしめる第２の内歯車と、
   前記第１の内歯車と前記第２の内歯車の何れかと係合する係合手段と、
   前記係合手段の係合方向を切替えるための切替手段と、
   を備え、前記切替え手段が係合方向を切り替えることにより、前記第１の内歯車と前記第２の内歯車といずれと係合するか切り替わり、前記係合手段が内歯車と係合することで、内歯車の回転が拘束され、遊星歯車機構の一部を成す太陽歯車からキャリアへの駆動伝達を変化させて前記被駆動部材の往復移動の方向を変えることを特徴とする往復駆動装置。
2. 前記切替手段はアクチュエータで構成したことを特徴とする請求項１に記載の往復駆動装置。
3. 前記切替手段は、前記係合手段の係合方向を位置決めするための、弾性部材からなる位置決め手段と、前記位置決め手段の位相を変化せしめるための押圧手段と、から成ることを特徴とする請求項１に記載の往復駆動装置。
4. 前記押圧手段は、前記被駆動部材に形成して成ることを特徴とする請求項３に記載の往復駆動装置。
5. 回転可能な像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する画像形成手段と、前記トナー像を転写するために前記像担持体に適用された記録材を前記像担持体から分離する分離爪と、前記分離爪を前記像担持体の長手方向に往復移動させる駆動手段と、を有する画像形成装置であって、前記駆動手段が請求項１乃至請求項４の何れか一項の往復駆動装置にて構成されていることを特徴とする画像形成装置。
6. 記録材にトナー像を形成する画像形成手段と、前記記録材に接触して前記トナー像を固着画像として定着させるための回転可能な定着部材と、前記定着部材から前記記録材を分離する分離爪と、前記分離爪を前記定着部材の長手方向に往復移動させる駆動手段と、を有する画像形成装置であって、前記駆動手段が請求項１乃至請求項４の何れか一項の往復駆動装置にて構成されていることを特徴とする画像形成装置。