JP6011225B2

JP6011225B2 - クラッチ機構、及び画像形成装置

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Publication number: JP6011225B2
Application number: JP2012224951A
Authority: JP
Inventors: 安田　純; 純安田; 賢治富田
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2012-03-06
Filing date: 2012-10-10
Publication date: 2016-10-19
Anticipated expiration: 2032-10-10
Also published as: US9127754B2; US20130237366A1; JP2013213574A

Description

本発明は、プリンタ、ファックス、複写機等の画像形成装置に用いるクラッチ機構、及
びこれを備えた画像形成装置に関するものである。

近年、複写機やプリンタの画像形成機器をはじめとした各種精密機器のコストダウンと小型化、及び電力消費の低減が目標とされている。上記要求を満たすため、駆動源（モータ等）の個数を減らして小スペースで駆動源からの減速を行う遊星歯車減速機構が様々なところで採用されている（特許文献１参照）。
例えば、特許文献１には、装置を小型化するための遊星歯車減速機構と正逆転切替動作を行うための遊星歯車クラッチ機構（遊星クラッチ機構）とを併用させた駆動力伝達機構（反転駆動装置）が記載されている。この駆動力伝達機構は、駆動力伝達方向上流側（以下、単に「上流側」という。）と、駆動力伝達方向下流側（以下、単に「下流側」という。）にそれぞれ配置された２つの遊星歯車クラッチ機構を備えている。各遊星歯車クラッチ機構は、入力側の内歯歯車と、内歯歯車に噛み合う遊星歯車と、遊星歯車に噛み合う太陽歯車と、遊星歯車を保持する部材と、を有している。太陽歯車を回転しない状態にすることで、内歯歯車に伝達された回転駆動力を、遊星歯車を保持する部材を介して出力する。
各遊星歯車クラッチ機構の内歯歯車の外周面には同軸の外歯歯車が一体的に形成され、遊星歯車を支持する部材（遊星歯車支持部材）の外周には内歯歯車と同軸の外歯歯車が一体に形成されている。上流側に位置する遊星歯車クラッチ機構の内歯歯車と一体形成された外歯歯車は、駆動歯車（駆動入力ギア）と噛み合っている。下流側に位置する遊星歯車クラッチ機構の内歯歯車と一体形成された外歯歯車は、アイドラ歯車を介して上流側の外歯歯車と噛み合っている。
上流側の遊星歯車支持部材に一体形成された外歯歯車と、下流側の遊星歯車支持部材に一体形成された外歯歯車とは直接噛み合っている。下流側の外歯歯車が、さらに下流側の駆動ユニットに回転駆動力を伝達する駆動出力歯車に噛み合っている。
各遊星歯車クラッチ機構の太陽歯車には、突起状の被回転規制部（拘束部）が一体に設けられており、その回転を規制することで太陽歯車が回転しない状態になる。具体的には、被回転規制部の突起に回転規制部材の突起（拘束手段）が噛み合うことで、太陽歯車が回転しない固定状態に規制される。

ここで、各遊星歯車クラッチ機構の回転規制部材の突起は、板状部材の先端部を折り曲げ加工したＬ字状の突起（以下、Ｌ字状突起という）であり、その両側面は互いに平行である。このＬ字状突起の側面は、被回転規制部の突起の一方の側面と噛み合ったときに、被回転規制部の回転中心を通過する直線に略平行になるように形成されている。被回転規制部の突起の一方の側面は、Ｌ字状突起の一方の側面と噛み合ったときに、Ｌ字状突起の両側面に対し略平行となるように形成されている。また、被回転規制部の突起の他方の側面は、被回転規制部の回転中にＬ字状突起が接触したときに受け流すよう、Ｌ字状突起の側面に対し傾斜を持って形成されている。
回転規制部材のＬ字状突起の側面に対して平行な側面はＬ字状突起の側面と面で噛み合うことができるので、噛み合い後に衝撃が生じても噛み合いが解除され難く、太陽歯車の回転を固定状態に維持する。

ここで、被回転規制部は回転運動をしており、回転規制部材が噛み合う瞬間に衝撃音や、回転規制部材の自由振動が発生する。そのため、衝撃音及び自由振動を抑制して静音化が可能なクラッチ機構及び画像形成装置の開発が求められていた。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、被回転規制部の突起と回転規制部材の突起との噛み合い時（係合時）又は噛み合い解除時（係合解除時）に発生する衝撃音や自由振動を小さくすることにより、静音化を実現可能なクラッチ機構及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために本発明は、太陽歯車と、該太陽歯車に噛み合う遊星歯車と、該遊星歯車に噛み合う内歯歯車と、前記遊星歯車を保持する部材とを有し、３つの回転要素である前記太陽歯車の回転、前記遊星歯車を保持する部材の回転、及び前記内歯歯車の回転に、入力、出力、及び固定のいずれかを択一的に割り当てられて駆動伝達機能を得る遊星歯車機構を備えたクラッチ機構において、入力を割り当てられた部材である入力側伝達部材に入力された回転駆動力を、固定を割り当てられた部材である固定側伝達部材が回転しないように支持された固定状態で、前記遊星歯車機構の駆動伝達機能を獲得して出力を割り当てられた部材である出力側伝達部材をして出力し、前記固定側伝達部材が回転可能に支持される固定解除状態で、前記遊星歯車機構の駆動伝達機能を失う機構であり、前記固定側伝達部材と一体に設けられた被係合部を有する被回転規制部と、一部を揺動可能に支持されると共に、揺動することにより前記被回転規制部の前記被係合部と係合する係合状態で前記固定側伝達部材を固定状態にし、前記被回転規制部の前記被係合部と係合しない非係合状態で前記固定側伝達部材を固定解除状態にする係合部を他部に有した回転規制部材と、該回転規制部材の係合状態と、非係合状態とを切換える動作を与えるアクチュエータを有した切替え部と、を備え、前記回転規制部材は、前記係合状態又は前記非係合状態に切り換わる時に発生する振動を吸収する振動吸収部を備えており、前記回転規制部材を揺動自在に支持する支持軸が樹脂から構成されていることを特徴とする。

本発明によれば、回転規制部材の係合部と被回転規制部の被係合部との係合時又は係合解除時に発生する振動を、回転規制部材に設けた振動吸収部により吸収するので、静音化を実現できる。

一実施形態に係る画像形成装置であるプリンタの全体概要説明図である。ブラックに対応した作像ユニットの正回転時における、感光体及び現像ローラの駆動歯車列の説明図であり、（ａ）は遊星歯車クラッチ機構の駆動伝達状態を示し、（ｂ）は遮断状態を示す図である。ブラックに対応した作像ユニットの逆回転時における、感光体及び現像ローラの駆動歯車列の説明図であり、（ａ）は遊星歯車クラッチ機構の駆動伝達状態を示し、（ｂ）は遮断状態時を示す図である。遊星歯車クラッチ機構の斜視説明図である。遊星歯車クラッチ機構の動作原理の説明図である。（ａ）、（ｂ）は、遊星歯車クラッチ機構の太陽歯車の固定状態と固定解除状態との切替方法についての説明図である。ラチェットと規制レバーの突起が双方向で噛み合う際の説明図であり、（ａ）は正回転時の突起の噛み合いを説明する図であり、（ｂ）は逆回転時の突起の噛み合いを説明する図である。ラチェットと規制レバーの噛み合いの説明図である。遊星歯車クラッチ機構の回転方向の説明図であり、（ａ）正回転時の説明図、（ｂ）が逆回転時の説明図である。波状の湾曲部を有する回転規制部材の説明図である。（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る回転規制部材の説明図である。弾性体を有する回転規制部材の説明図である。

以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態の例として、中間転写方式のタンデム型のカラープリンタ（以下、プリンタ２００という）に適用した例について、図を用いて説明する。図１は、一実施形態に係る画像形成装置であるプリンタ２００の全体概要説明図である。図２は、ブラックに対応した作像ユニット１０Ｋの正回転時における、感光体１Ｋ及び現像ローラ４Ｋの駆動歯車列７０の説明図であり、（ａ）は遊星歯車クラッチ機構１００が駆動伝達状態にある時の説明図、（ｂ）は遮断状態にある時の説明図である。図３は、ブラックに対応した作像ユニット１０Ｋの逆回転時における感光体１Ｋ及び現像ローラ４Ｋの駆動歯車列７０の説明図であり、（ａ）は遊星歯車クラッチ機構１００が駆動伝達状態にある時の説明図、（ｂ）は遮断状態にある時の説明図である。ここで、図２及び図３に示す遊星歯車クラッチ機構１００については、太陽歯車１１１に一体に設けたラチェット部１１２から内歯歯車１０１側を視た断面を示している。また、手前側に配置される出力歯車１１６、駆動ローラ２２、感光体１Ｋ、及び現像ローラ４Ｋの外形も破線で示している。

また、図４は、遊星歯車クラッチ機構１００の斜視説明図であり、図５は、遊星歯車クラッチ機構１００の動作原理の説明図であり、図６は、遊星歯車クラッチ機構１００の太陽歯車１１１の固定状態と固定解除状態との切替方法についての説明図である。図７は、ラチェットと規制レバーの突起が双方向で噛み合う際の説明図であり、（ａ）が正回転時の突起の噛み合い説明図、（ｂ）が逆回転時の突起の噛み合い説明図である。図８は、ラチェットと規制レバーの噛み合いの説明図である。図９は、遊星歯車クラッチ機構の回転方向の説明図であり、（ａ）正回転時の説明図、（ｂ）が逆回転時の説明図である。ここで、上記各図の歯車部については歯形を省略し、基準ピッチ円を記載するに留めている。また、以下の説明では特に記載しない限り、各歯車及び中間転写ベルト２４等の回転体の回転方向については、画像形成時の回転方向への回転方向を正回転方向といい、画像形成時とは逆方向への回転を逆回転方向という。また、このように相対的な回転方向でなく、絶対的な回転方向を示す必要が有る場合には、図３の斜視図で示す回転方向を除き、各図中時計回り又は反時計回りを、単に時計回り又は反時計回りという。
また、図１０は、波状の湾曲部を有する回転規制部材の説明図であり、図１１（ａ）、（ｂ）は、他の実施形態に係る回転規制部材の説明図であり、図１２は、弾性体を有する回転規制部材の説明図である。

まず、本実施形態のプリンタ２００の全体構成及び動作について説明する。図１に示すように、このプリンタ２００には、ブラック（Ｋ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）の４色のトナーにそれぞれ対応した作像ユニット１０Ｋ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｙを設けている。各作像ユニット１０は、２次転写ローラ２５の対応ローラでもある駆動ローラ２２、従動ローラ２３、及び複数の架張ローラに架け渡された中間転写ベルト２４に、下方から接触するように配置されている。また、中間転写ベルト２４の無端移動方向上流側（従動ローラ２３側）から作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍ、１０Ｋの順で配置されている。各作像ユニット１０には、各色に対応した像担持体であるドラム状の感光体１Ｋ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｙをそれぞれ設けている。各感光体１の回りには、それぞれ帯電装置２、現像装置３、感光体クリーニング装置７等が設けられている。パソコン等から画像情報が送信されてくると、各感光体１を回転駆動させるとともに、各帯電装置２によってそれぞれ各感光体１上を一様帯電する。その後、各感光体１の下方に配置された光書き込み装置３０が、パソコン等から送信された画像情報に基づいて各感光体１表面上にレーザー光を照射して静電潜像を形成する。この静電潜像を、それぞれに設けられた現像装置３においてトナー付着させてトナー画像として顕像化する。

各感光体１表面上にそれぞれ形成された各色のトナー画像は、各感光体１の図１中、反時計回りの回転に伴い、時計回りに無端移動する中間転写ベルト２４を介した対向位置に設けられた１次転写ローラ２１の位置まで搬送される。１次転写ローラ２１に印加される１次転写バイアスにより、各感光体１表面上から中間転写ベルト２４上に順次重ね合わせられるよう１次転写され、中間転写ベルト２４上にカラーのトナー画像が形成される。中間転写ベルト２４上に１次転写されたカラーのトナー画像は、中間転写ベルト２４の無端移動により２次転写ローラ２５が中間転写ベルト２４を介して駆動ローラ２２に対向配置された２次転写位置まで搬送される。また、転写紙Ｐが、カラーのトナー画像が２次転写位置に搬送されるタイミングに合わせて、光書き込み装置３０の下方に設けられた給紙装置４０から図１中、実線で示す搬送経路４１に沿って給紙される。レジストローラ対４２により２次転写位置に搬送された転写紙Ｐ上に、カラーのトナー画像が２次転写ローラ２５に印加される２次転写バイアスにより一括転写される。
カラーのトナー画像が一括転写された転写紙Ｐは、搬送経路４１に沿って２次転写位置の転写紙搬送方向下流側に設けられた定着装置１１まで搬送されて、転写紙Ｐ上にカラーのトナー画像が定着される。定着後の転写紙Ｐは排紙口４３から排紙されて、排紙トレイ４４上にスタックされる。また、１次転写位置で各感光体１上から中間転写ベルト２４上に１次転写し切れなかった転写残トナーは、各感光体１における１次転写位置の感光体回転方向下流側に設けられた感光体クリーニング装置７によりクリーニングされる。２次転写位置で中間転写ベルト２４上から転写紙Ｐ上に２次転写しきれなかった転写残トナーも、中間転写ベルトクリーニング装置２６によりクリーニングされ、再度の画像形成に備える。

ここで、各作像ユニット１０の感光体１、及び現像装置３に有した現像ローラ４や現像剤攪拌搬送スクリュ５、６を回転駆動する際に、個々に駆動源である駆動モータを設けても良い。しかし、本実施形態のプリンタ２００では、コストや消費するエネルギーなどを考慮して、１つの駆動モータから複数の作像ユニット１０に回転駆動力を伝達するように構成している。具体的には、カラーの画像形成時に稼動させる作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍで１つの駆動モータを共用し、利用頻度が高いブラックに対応した作像ユニット１０Ｋで１つの駆動モータを利用している。各作像ユニット１０内では、感光体１、現像装置３の現像ローラ４、及び現像剤攪拌搬送スクリュ５、６は駆動歯車列によりそれぞれ回転駆動力を伝達するように構成している。なお、ブラックに対応した作像ユニット１０Ｋ用に設けた駆動モータでは、中間転写ベルト２４を回転駆動する駆動ローラ２２へも回転駆動力を伝達できるように駆動歯車列を構成している。このように回転駆動系を構成することで、プリンタ２００を低コスト化及び省エネルギー化している。

また、本実施形態の各作像ユニット１０のように、感光体１や現像装置３内の現像ローラ４、現像剤攪拌搬送スクリュ５、６等の回転部材を設けた構成では、感光体１よりも現像ローラ４の稼動時間に伴う劣化の方が早く進む傾向にある。このため、現像ローラ４の回転駆動は、必要最小限にとどめることが望ましい。また、各作像ユニット１０で画像形成を行った後には、現像ローラ４と同時に駆動させている現像剤攪拌搬送スクリュ５、６のうち、現像剤の上面から露出している部分に複数の小さな現像剤塊がまばらに残ってしまう場合がある。このような現像剤塊は、現像剤の上面から露出していない現像剤よりも凝縮しやすく、この現像剤塊を放置したまま画像形成を繰り返すと、当初、小さかった現像剤塊が凝縮と成長を繰り返すことになる。その結果、画像のあるべき箇所に、白い線を描いたような白スジ等の現象が発生し、画像品質が劣化してしまう。このような白スジ等の現像の発生を抑制するには、画像形成後に現像装置３内の現像剤攪拌搬送スクリュ５、６を画像形成時とは逆方向に少し回転させて、現像剤の上面から露出した部分の現像剤塊を落とすことが有効である。これは現像剤塊の凝縮と成長とを抑制することができるためである。

そこで、本実施形態のプリンタ２００では、各作像ユニット１０において、感光体１と、現像装置３内の現像ローラ４及び現像剤攪拌搬送スクリュ５、６との駆動歯車列を分岐した。現像装置３内の現像ローラ４及び現像剤攪拌搬送スクリュ５、６に回転駆動力を伝達する駆動歯車列に、双方向回転駆動に対応したクラッチ機構として遊星歯車クラッチ機構１００を設けた。このように構成することで、現像ローラ４の回転駆動を最小限の回転駆動にとどめるとともに、現像装置３内の現像剤攪拌搬送スクリュ５、６への現像剤塊の付着と現像剤凝縮を抑制するための双方向回転も行える駆動制御を可能にした。

次に、本実施形態のプリンタ２００に備える各作像ユニット１０の駆動歯車列、及び遊星歯車クラッチ機構１００の構成について説明する。ここで、各作像ユニット１０に設ける遊星歯車クラッチ機構１００の構成は同様であるので、以下の説明では作像ユニット１０Ｋについて説明するとともに、特に必要がない限り各色に対応した符合Ｋ、Ｍ、Ｃ、Ｙは適宜省略して説明する。
なお、遊星歯車クラッチ機構１００について以下の実施形態においては、遊星歯車機構の３つの回転要素である、内歯歯車１０１の回転に入力を割り当て、遊星歯車１０５を保持するキャリア１０４の回転に出力を割り当て、太陽歯車１１１の回転に固定を割り当てた例について説明する。すなわち、入力を割り当てられた部材である入力側伝達部材を内歯歯車１０１、固定を割り当てられた部材である固定側伝達部材を太陽歯車１１１、出力を割り当てられた部材である出力側伝達部材をキャリア１０４とした例について説明する。

しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、例えば、内歯歯車１０１の回転に入力を割り当て、太陽歯車１１１の回転に出力を割り当て、遊星歯車１０５を保持するキャリア１０４の回転に固定を割り当てた構成でも良い。すなわち、入力を割り当てられた部材である入力側伝達部材を内歯歯車１０１、固定を割り当てられた部材である固定側伝達部材を遊星歯車１０５を保持するキャリア１０４、出力を割り当てられた部材である出力側伝達部材を太陽歯車１１１としても良い。
つまり、本発明の遊星歯車クラッチ機構１００は、遊星歯車機構の３つの回転要素である、内歯歯車１０１、キャリア１０４、太陽歯車１１１の回転のいずれかをそれぞれ入力、出力、又は固定に割り当てて実施することが可能である。固定を割り当てられた固定側伝達部材の回転を固定することで駆動力が伝達される駆動伝達状態となり、固定側伝達部材の回転を非固定とすることで駆動力が伝達されない駆動遮断状態となる。

まず、作像ユニット１０Ｋの駆動歯車列７０について、図２、図３を用いて説明する。駆動歯車列７０は、駆動モータ（不図示）の出力軸に直接形成された駆動歯車７１の図中左側の感光体１を回転駆動する感光体駆動歯車列８０と、図中右側の現像ローラ４を回転駆動する現像ローラ駆動歯車列９０とに分岐されている。感光体駆動歯車列８０は、中間転写ベルト２４を回転駆動させる駆動ローラ２２に接続された駆動ローラ歯車８４に、回転駆動力を伝達する複数のアイドラ歯車により構成されたアイドラ歯車列８３を備えている。現像ローラ駆動歯車列９０内には、遊星歯車クラッチ機構１００を設けている。現像ローラ４を回転駆動させる現像ローラ駆動歯車９４の駆動力伝達方向下流には、現像剤攪拌搬送スクリュ５、６（不図示）をそれぞれ回転駆動させるスクリュ歯車（不図示）を設けている。
ここで、他の色に対応する作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍでは、感光体駆動歯車列８０にアイドラ歯車列８３及び駆動ローラ歯車８４を備えていない点が異なる。また、感光体駆動歯車列８０と現像ローラ駆動歯車列９０とに駆動力を伝達する駆動歯車が、作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍのモータ駆動歯車列（不図示）に接続された各作像ユニット用の駆動歯車（不図示）である点が異なる。しかし、上記相違点を除く、作像ユニット１０Ｙ、１０Ｃ、１０Ｍの各感光体１に回転駆動力を伝達する感光体駆動歯車列８０、及び現像ローラ駆動歯車列９０の構成は同様である。

作像ユニット１０Ｋの感光体駆動歯車列８０は、駆動歯車７１に図中左側から噛み合う第１感光体歯車８１と、第１感光体歯車８１に図中左斜め下方から噛み合う感光体駆動歯車８２と、第１感光体歯車８１に図中左斜め上方から噛み合うアイドラ歯車列８３と、を備えている。また、現像ローラ駆動歯車列９０は、駆動歯車７１に図中右側から噛み合う第１現像ローラ歯車９１と、及び第１現像ローラ歯車９１に噛み合う入力歯車部を有した遊星歯車クラッチ機構１００を備えている。さらに現像ローラ駆動歯車列９０は、遊星歯車クラッチ機構１００の出力歯車１１６と噛み合う第２現像ローラ歯車９２と、第２現像ローラ歯車９２と噛み合う第３現像ローラ歯車９３と、第３現像ローラ歯車９３と噛み合い現像ローラ４を回転駆動する現像ローラ駆動歯車９４と、を備えている。ここで、遊星歯車クラッチ機構１００の入力歯車である内歯歯車１０１の外周に形成された外歯歯車部１０３と外歯の出力歯車１１６は、駆動伝達状態の場合には、いずれの方向に回転駆動されても同方向に回転するように構成されている。

図２（ａ）に示すように、遊星歯車クラッチ機構１００を駆動伝達状態で、画像形成時の回転方向である正回転方向に感光体１及び現像ローラ４を回転させる場合には、駆動歯車７１は反時計回りに回転する。駆動歯車７１が反時計回りに回転すると、感光体駆動歯車列８０では、第１感光体歯車８１及びアイドラ歯車列８３を介して、駆動ローラ２２を回転駆動させる駆動ローラ歯車８４が正回転方向である時計回りに回転する。第１感光体歯車８１を介して感光体駆動歯車８２も正回転方向である反時計回りに回転する。また、現像ローラ駆動歯車列９０では、第１現像ローラ歯車９１が時計回りに回転し、遊星歯車クラッチ機構１００の入力歯車である内歯歯車１０１が反時計回りに回転する。遊星歯車クラッチ機構１００の出力歯車１１６が正回転方向である反時計回りに回転する。この出力歯車１１６の反時計回りの回転が、第２現像ローラ歯車９２及び第３現像ローラ歯車９３を介して伝達され、現像ローラ駆動歯車９４が正回転方向の時計回りに回転する。
また、図２（ｂ）に示すように、遊星歯車クラッチ機構１００が遮断状態の場合には、遊星歯車クラッチ機構１００の出力歯車１１６に内歯歯車１０１の反時計回りの回転駆動力は伝達されない。従って、出力歯車１１６はいずれの方向にも回転しない。すなわち、遊星歯車クラッチ機構１００が遮断状態の場合に駆動モータが正回転方向に回転駆動されると、中間転写ベルト２４及び感光体１は、それぞれ正回転方向に回転駆動される。しかし、現像装置３内の現像ローラ４及び現像剤攪拌搬送スクリュ５、６はいずれの方向にも回転しない。

また、図３（ａ）に示すように、遊星歯車クラッチ機構１００を駆動伝達状態で、画像形成時の回転方向とは逆方向である逆回転方向に感光体１及び現像ローラ４を回転させる場合には、駆動歯車７１は時計回りに回転する。駆動歯車７１が時計回りに回転すると、感光体駆動歯車列８０では、第１感光体歯車８１及びアイドラ歯車列８３を介して、駆動ローラ２２を回転駆動させる駆動ローラ歯車８４が反時計回りに回転する。第１感光体歯車８１を介して感光体駆動歯車８２も逆回転方向である時計回りに回転する。また、現像ローラ駆動歯車列９０では、第１現像ローラ歯車９１が反時計回りに回転し、遊星歯車クラッチ機構１００の入力歯車である内歯歯車１０１が時計回りに回転する。遊星歯車クラッチ機構１００の出力歯車１１６が逆回転方向である時計回りに回転する。この出力歯車１１６の時計回りの回転が、第２現像ローラ歯車９２及び第３現像ローラ歯車９３を介して伝達され、現像ローラ駆動歯車９４が逆回転方向の反時計回りに回転する。
また、図３（ｂ）に示すように、遊星歯車クラッチ機構１００が遮断状態の場合には、遊星歯車クラッチ機構１００の出力歯車１１６に内歯歯車１０１の時計回りの回転駆動力は伝達されない。従って、出力歯車１１６は、いずれの方向にも回転しない。すなわち、遊星歯車クラッチ機構１００が遮断状態の場合に駆動モータが逆回転方向に回転駆動されると、中間転写ベルト２４及び感光体１は、それぞれ逆回転方向に回転駆動される。しかし、現像装置３内の現像ローラ４及び現像剤攪拌搬送スクリュ５、６はいずれの方向にも回転しない。

次に、本発明の特徴である双方向回転に１つの遊星歯車クラッチ機構で対応できる遊星歯車クラッチ機構１００について詳細に説明する。図４に示すように、本実施形態のプリンタ２００に用いる遊星歯車クラッチ機構１００は、遊星歯車機構、出力歯車１１６、及び被回転規制部であるラチェット部を有した遊星歯車部１１０を備えている。また、回転規制部材である規制レバー１２１を有した回転規制部１２０と、規制レバー１２１の噛み合い状態（係合状態、又は掛止状態）と非噛み合い状態（非係合状態、又は非掛止状態）とを切換える動作を与えるアクチュエータ１３１及び弾性体１３５（弾性付勢部材）を有した切替え部１３０も備えている。
遊星歯車クラッチ機構１００の遊星歯車部１１０は、外部駆動力により回転する入力歯車としての内歯歯車１０１と、内歯歯車１０１の内径側と噛み合う（噛合する）３つの遊星歯車１０５と、各遊星歯車１０５を回転（自転）自在、かつ太陽歯車１１１の外周を公転自在に軸支持するとともに、所定の周方向ピッチにて保持するキャリア１０４（遊星歯車保持部材）と、各遊星歯車１０５に噛み合う太陽歯車１１１と、を備えている。また、各遊星歯車１０５を保持しているキャリア１０４と、キャリア１０４の回転を下流側の駆動ユニットに伝達する出力歯車１１６とが、一体で動作するように接続する出力軸１０９も備えている。また、太陽歯車１１１には、被回転規制部であるラチェット部１１２が一体で動作するよう設けられている。そして、内歯歯車１０１、キャリア１０４、太陽歯車１１１、ラチェット部１１２、出力軸１０９、及び出力歯車１１６は同軸上に配置されている。

ここで、遊星歯車部１１０では、次のような回転運動を行う。第１現像ローラ歯車９１（図４には不図示）を介して内歯歯車１０１の外周に形成された外歯歯車部１０３に回転駆動力が伝達されている間は、内歯歯車１０１の内歯歯車部１０２に噛み合っている各遊星歯車１０５は常に回転運動を行う。しかし、各遊星歯車１０５を保持しているキャリア１０４は一定の条件の場合のみ回転運動を行う。遊星歯車クラッチ機構１００は、一定の条件下において遊星歯車部１１０の下流側駆動ユニットへの回転駆動力を伝達する遊星歯車機構の駆動伝達機能と、他の条件下において下流側駆動ユニットへの駆動伝達を遮断する遮断機能とを備えている。このため、出力歯車１１６も一定の条件の場合のみ回転運動を行うこととなる。次に、この遊星歯車クラッチ機構１００の遊星歯車機構の駆動伝達機能と遮断機能について説明する。

まず、遊星歯車部１１０の駆動伝達方法について説明する。図５に示すように、この遊星歯車部１１０の駆動伝達部は、主に３種類の歯車、つまり、内歯歯車１０１の内歯歯車部１０２、遊星歯車１０５、及び太陽歯車１１１を備えている。また、内歯歯車１０１の回転軸と同軸で回転可能な要素としては、内歯歯車１０１、遊星歯車１０５を自転可能、かつ公転可能に保持したキャリア１０４、及び太陽歯車１１１を備えている。遊星歯車部１１０は、３つの回転可能な要素に、それぞれ回転可能な入力、出力、及び回転が規制される固定に割り振ることで、初めてその駆動伝達機能が有効となる。そこで、本実施形態の遊星歯車部１１０では、内歯歯車１０１に入力、キャリア１０４に出力、太陽歯車１１１に固定に割り振ることで、遊星歯車機構の駆動伝達機能を有効にすることとしている。固定に割り振った太陽歯車１１１を、回転が規制された固定状態に切換えることで、遊星歯車部１１０を下流側の駆動ユニットに回転駆動力を伝達できる駆動伝達状態にする。また、回転自在な固定解除状態に切換えることで、遊星歯車機構の駆動伝達機能を失う状態、すなわち、キャリア１０４の回転が停止し、下流側の駆動ユニットに回転駆動力を伝達しない遮断状態にする。
なお、内歯歯車１０１の外周には、外歯歯車部１０３が同軸で形成され、第１現像ローラ歯車９１に噛み合って回転駆動力が内歯歯車１０１に伝達される。また、キャリア１０４には出力歯車１１６から離れた側の基準側板１０６と、基準側板１０６に支持され遊星歯車１０５を回転自在に保持するピン１０８と、ピン１０８の他端側を支持する端部側板１０７（図５には不図示）を有している。基準側板１０６には、出力歯車１１６に回転駆動力を伝達する出力軸１０９が接続されている。この出力軸１０９の出力歯車１１６に嵌め合わせる部分の断面は、出力歯車１１６に確実に回転駆動力を伝達できるように、回り止め加工が施されている。また、端部側板１０７には、太陽歯車１１１を回転自在な状態で向かい入れるための孔が設けられている。太陽歯車１１１及び太陽歯車１１１と同軸で一体に設けられたラチェット部１１２（図５には不図示）には、出力軸１０９を回転自在な状態で通す孔が形成されている。次に、太陽歯車１１１を、回転が規制された固定状態と回転自在な固定解除状態とに切換える具体的な構成について説明する。

図６（ａ）に示すように、太陽歯車１１１と同軸で一体に設けられた被回転規制部であるラチェット部１１２には、規制レバー１２１に設けられた正逆回転規制突起１２６と噛み合う突起である複数の被規制部突起１１３（被係合部）を全周に渡り等間隔に備えている。また、ラチェット部１１２、つまり太陽歯車１１１の回転を規制する回転規制部１２０は、被規制部突起１１３に噛み合う正逆回転規制突起１２６を設けた規制レバー１２１と規制レバー１２１を回動可能に支持する支持軸１２３を備えて構成されている。規制レバー１２１は、支持軸１２３から正逆回転規制突起１２６を設けた先端側のレバー出力部１２２と、支持軸１２３から突起とは反対側のレバー入力部１２４を有している。また、回転規制部１２０のレバー出力部１２２に設けた突起をラチェット部１１２の被規制部突起１１３に噛み合う固定状態と、離間した固定解除状態とに切換える切替え部１３０にはアクチュエータ１３１及び弾性体１３５を備えている。
規制レバー１２１（回転規制部材）は、一部（支持軸１２３）を揺動可能（揺れ動くことが可能）に支持されると共に、揺動することにより被回転規制部（ラチェット部１１２）の被係合部（被規制部突起１１３）と係合（又は掛止）する係合状態で、固定側伝達部材（太陽歯車１１１）を固定状態にし、被回転規制部（ラチェット部１１２）の被係合部（被規制部突起１１３）と係合しない非係合状態で固定側伝達部材（太陽歯車１１１）を固定解除状態にする係合部（正逆回転規制突起１２６）を他部に有している。

即ち、規制レバー１２１は、その一部に設けられた支持軸１２３を中心としてラチェット部１１２に接近又は離間するように揺れ動く（揺動する）。規制レバー１２１の他部に設けられた正逆回転規制突起１２６は被規制部突起１１３に対して着脱可能であり、正逆回転規制突起１２６を被規制部突起１１３に引っ掛けて止める（掛止する、又は係合する）ことも、引っ掛けて止めた状態を解除することも可能である。

アクチュエータ１３１には電源のオン・オフにより図６中略水平に移動する円柱状の部材であるプランジャ１３２を設けている。プランジャ１３２の先端には規制レバー１２１のレバー入力部１２４に設けた長孔（不図示）に通る係合ピン１３３が設けられており、その略水平方向の移動により、規制レバー１２１を支持軸１２３を回動中心として回動させる。また、規制レバー１２１のレバー入力部１２４の支持軸１２３から離れた側の先端には、弾性体１３５を直接支持するための切り欠き部１２５が形成されている。この端部切り欠き部１２５によって一端部を支持された弾性体１３５の他端側は、弾性体保持部材１３６に形成された切り欠き部１３７に支持されている。弾性体１３５によってレバー入力部１２４の切り欠き部１２５を図６図中右方向（矢印Ａ方向）に、引っ張るように構成されている。すなわち、本実施形態において弾性体１３５は、正逆回転規制突起１２６をラチェット部１１２の被規制部突起１１３に接近させる方向に常時弾性付勢している。

このように切替え部１３０を構成することで、アクチュエータ１３１の電源がオフされた状態では、弾性体１３５の作用によりプランジャ１３２は図６図中右方向に移動する。この移動に伴い、規制レバー１２１は支持軸１２３を中心に回動し、図中反時計方向（矢印Ｃ方向）に回動する。レバー出力部１２２の先端に設けられた突起のいずれかの側面が、ラチェット部１１２の被規制部突起１１３のいずれかの側面に面接触して固定状態となる。また、アクチュエータ１３１の電源がオンされると、プランジャ１３２は図６図中左方向（矢印Ｂ方向）に移動する。この移動に伴い、規制レバー１２１は支持軸１２３を中心に回動し、図中時計方向（矢印Ｄ方向）に回動し、レバー出力部１２２の先端に設けられた突起は、ラチェット部１１２の被規制部突起１１３から離間して固定解除状態となる。

ここで、図２（ａ）に示したように、現像ローラ４を正回転方向である時計回りに回転させる場合には、図７（ａ）に示すように、太陽歯車１１１、つまりラチェット部１１２の反時計回りの回転を規制して固定状態にする。この規制は、ラチェット部１１２の被規制部突起１１３における、時計回り回転方向上流側の上流側面１１４と、規制レバー１２１のレバー出力部１２２先端の正逆回転規制突起１２６の正回転規制側面１２８との噛み合わせで行われる。また、図３（ａ）に示したように、現像ローラ４を逆回転方向である反時計回りに回転させる場合には、図７（ｂ）に示すように、太陽歯車１１１、つまりラチェット部１１２の時計回りの回転を規制して固定状態にする。この規制は、ラチェット部１１２の被規制部突起１１３における、時計回り回転方向下流側の下流側面１１５と、規制レバー１２１のレバー出力部１２２先端の正逆回転規制突起１２６の逆回転規制側面１２９との噛み合わせで行われる。
ここで、下流側の駆動ユニットである、遊星歯車クラッチ機構１００の下流側の現像ローラ駆動歯車列９０を双方向回転に対応させるためには、次の側面形状を最適化する必要がある。ラチェット部１１２の被規制部突起１１３の側面形状と、規制レバー１２１のレバー出力部１２２に設けた各回転規制突起の対応するそれぞれの側面形状である。これは、次の理由による。被規制部突起１１３の各側面と、噛み合う規制レバー１２１の突起の側面が、太陽歯車１１１と一体に設けられたラチェット部１１２を点接触で完全停止させる場合には、非常に大きい力（摩擦力）を与え続けることが必要なためである。

本実施形態では弾性体によって、規制レバー１２１の対応する突起の側面を、ラチェット部１１２の被規制部突起１１３のいずれかの側面に嵌め合わせて、ラチェット部１１２の回転規制（停止）を行っている。しかし、低コスト化のため、低出力のアクチュエータ１３１を用いることとしている。さらに、この低出力のアクチュエータ１３１の引き込む力で、弾性体１３５を引き伸ばして規制レバー１２１を動作させなければならない。弾性体１３５の弾性係数が大きければ、低出力のアクチュエータ１３１では引き込むことができないため、弾性体１３５の弾性係数は小さいものとせざるを得ない。このため、弾性体１３５では点接触にて円板物体を停止させ続ける一定の力を与えることは困難である。このため、ラチェット部１１２を停止させるには、ラチェット部１１２の被規制部突起１１３と規制レバー１２１の対応する各突起とを、それぞれの側面で面接触するように噛み合わせ、ラチェット部１１２を回転規制しなければならない。

具体的な形状としては、次のように各側面を構成する。図８に示すように、まず、固定状態時に、ラチェット部１１２の回転中心から図中水平な方向に延ばした直線を引く。次に、この直線と、規制レバー１２１の回動中心からラチェット部１１２の突起の側面と規制レバー１２１の突起の側面とが噛み合う部分の中心を結ぶ線とが９０［ｄｅｇ］で噛み合う場合、図７（ａ）、（ｂ）に示すように規定する。
規制レバー１２１では、正逆回転規制突起１２６の正回転規制側面１２８及び正逆回転規制突起１２６の逆回転規制側面１２９を、次ぎのように規定する。水平線を０［ｄｅｇ］としたとき、水平線と各側面の直線部分とがなす角度をθ１とする。
ラチェット部１１２では、被規制部突起１１３が正逆回転規制突起１２６と接触するときの、被規制部突起１１３の上流側面１１４及び被規制部突起１１３の下流側面１１５を次のように規定する。水平線を０［ｄｅｇ］としたとき、水平線と各側面の直線部分とがなす角度をθ１とする。
このようにラチェット部１１２及び規制レバー１２１の各側面を構成することで、図７に示すように、双方向回転時に、ラチェット部１１２及び規制レバー１２１の各側面の噛み合いを点接触ではなく、面接触にできる。また、噛み合う各側面に等しい角度：θ１を付けることによって、規制レバー１２１がラチェット部１１２に噛み込んだ瞬間から、よりスムースにラチェット部１１２の中心に向かい、面接触するようにしている。よって、遊星歯車クラッチ機構１００が下流側の駆動ユニットの双方向回転に対応可能となる。

また、図７に示すように、ラチェット部１１２の突起と噛み合う突起を、規制レバー１２１に１つだけ設け、ラチェット部１１２の回転方向によって噛み合う側面（接触箇所）を異ならせるようにした。このように異ならせることで、従来の噛み合う側面を異ならせない構成に比べ、ラチェット部１１２との衝突に対しての耐磨耗性及び耐久性を向上させた。すなわち、ラチェット部１１２と噛み合う時の規制レバー１２１の接触箇所を、ラチェット部１１２の回転方向に応じて、正逆回転規制突起１２６の正回転規制側面１２８側と逆回転規制側面１２９側とに異ならせ、高耐久性を実現できる遊星歯車クラッチ機構１００を提供できる。
このように遊星歯車クラッチ機構１００を下流側の駆動ユニットの双方向回転に対応可能とすることで、図３（ａ）に示す正回転時には、遊星歯車クラッチ機構１００の遊星歯車部１１０及び出力歯車１１６は次のように回転する。図９（ａ）に示すように、内歯歯車１０１は図中左奥から手前側へ向かう方向（矢印Ｅ方向）に回転し、遊星歯車１０５の公転によりキャリア１０４も同じ方向に回転する。キャリア１０４に出力軸１０９で接続された出力歯車１１６も同方向に回転する。また、図４（ａ）に示す逆回転時には、遊星歯車クラッチ機構１００の遊星歯車部１１０及び出力歯車１１６は次のように回転する。図９（ｂ）に示すように、内歯歯車１０１は図中右奥から手前側へ向かう方向（矢印Ｆ方向）に回転し、遊星歯車１０５の公転によりキャリア１０４も同じ方向に回転する。キャリア１０４に出力軸１０９で接続された出力歯車１１６も同方向に回転することとなる。

また、本実施形態では、アクチュエータ１３１としてソレノイドを用い、弾性体１３５としてバネを用いている。弾性体１３５としてのバネは、上述したように規制レバー１２１のレバー入力部１２４に設けた切り欠き部１２５に直接掛けるか、アクチュエータ１３１としてのソレノイドに備えるプランジャ１３２の外周に配置することが可能である（図６（ｂ）参照）。太陽歯車１１１の固定状態と固定解除状態の実動作時間を考慮し、実動作時間が短い方の状態でアクチュエータ１３１としてのソレノイドに通電し、実動作時間が長い方の状態を弾性体１３５としてのバネで行うように構成する。このように構成することで、アクチュエータ１３１としてのソレノイドの使用時間を短くし、遊星歯車クラッチ機構１００自体の省エネルギー化を実現できる。また、弾性体１３５としてのバネの配置に自由度を持たせることで、汎用性を高めることができる遊星歯車クラッチ機構１００を提供できる。
このように、本実施形態のプリンタ２００では、現像ローラ駆動歯車列９０に、双方向回転駆動に対応した遊星歯車クラッチ機構１００を設けた。従って、現像装置３内の現像ローラ４及び現像剤攪拌搬送スクリュ５、６の双方向の回転と停止の動作を自由に行うことができる。切替動作を行うためのアクチュエータ１３１は、太陽歯車１１１の固定状態と固定解除状態との動作時間の短い方の動作を行うため、消費電力を低減し、省エネルギー化を実現することができる。

また、上述したようにラチェット部１１２の被規制部突起１１３の両側面は、ラチェット部１１２がいずれの方向に回転しても規制レバー１２１のいずれかの突起と噛み合う際に、規制レバー１２１いずれかの突起の側面に面接触できる。このように面接触できるので、特許文献１に記載の構成のように被回転規制部が逆方向にした場合に、回転規制部材のＬ字状突起の側面の端部と、被回転規制部の突起の傾斜した側面とが点接触して、噛み合う際の衝華で容易に固定解除状態になることはない。従って、遊星歯車クラッチ機構１００の下流側に設けられた駆動ユニットを双方向回転させるために、内歯歯車１０１に入力される回転駆動力が、いずれも方向の回転であつたとしても、固定状態、及び固定解際状態のいずれにも切替えることができる。
よって、この遊星歯車クラッチ機構１００の下流側に設けられた駆動ユニットの双方向回転に対応できる。

また、規制レバー１２１及びラチェット部１１２の突起の各側面は、噛み合った際に、次のようになるように形成することができる。ラチェット部１１２の各側面の先端部とラチェット部１１２の回転中心とを通る直線よりも、規制レバー１２１の噛み合った側面が、ラチェット部１１２の突起の歯底側にスライドするように傾斜を持たせて形成することもできる。従って、内歯歯車１０１に入力された回転駆動力の回転方向がいずれの方向でも、ラチェット部１１２の回転規制を確実に行い、太陽歯車１１１を固定状態にできる。

また、一組のアクチュエータ１３１及び弾性体１３５で規制レバー１２１の噛み合い状態と非噛み合い状態とを切換える動作を与えている。このように動作を与えているので、内歯歯車１０１に入力された回転駆動力の回転方向がいずれの方向でも、ラチェット部１１２の非噛み合い状態、つまり、太陽歯車を固定解除状態にも確実に切換えることができる。従って、遊星歯車クラッチ機構１００の下流側に設けられた駆動ユニットの双方向回転に対応できる。このように双方向回転に対応でき、特許文献１に記載の遊星歯車クラッチ機構のように使用用途が狭い範囲に限定されず、用いる装置の電力消費を低減するために組み込める範囲が広い。

さらに、アクチュエータ１３１及び弾性体１３５を用いて規制レバー１２１の噛み合い状態と非噛み合い状態とを切換えている。このような構成で切換えているので、太陽歯車１１１の固定状態及び固定解除状態での実動作時間を考慮して、実動作時間が短い方の状態に切換える場合に、アクチュエータ１３１に通電するように構成することができる。実動作時間が長い方の状態に切換えるのに弾性体１３５の弾性力を用いるように構成することができる。このように切換えを行うことで、この遊星歯車クラッチ機構１００の動作に要する電力自体も削減することができる。よって、下流側に設けられた駆動ユニットの双方向回転に対応し、用いる装置の省エネルギー化を効率的に行える遊星歯車機構を用いたクラッチ機構を提供できる。

ここで、規制レバー１２１とラチェット部１１２は回転体同士であり、規制レバー１２１とラチェット部１１２の突起が噛み合う「固定」の瞬間、言い換えれば、正回転規制側面１２８と上流側面１１４との面接触時、又は逆回転規制側面１２９と下流側面１１５との面接触時には必ず衝撃音が発生してしまう。「固定」の瞬間における正逆回転規制突起１２６から支持軸１２３を伝わって発生する振動エネルギーを分散させ、支持軸１２３へ伝わる振動を小さくして初めて、静音化を実現できる。
振動エネルギーを分散させるため、本実施形態においては、規制レバー１２１の支持軸１２３と、これを支持する軸受１３８（図４参照）を樹脂化して、軸まわりの振動発生を防止する。さらに、図６に示すように規制レバー１２１の支持軸１２３よりも、正逆回転規制突起１２６側に、言い換えれば規制レバー１２１の支持軸１２３と正逆回転規制突起１２６との間に、伸縮可能部１４１（振動吸収部）を設けて、固定状態又は固定解除状態に切り換わる時、即ち係合時又は係合解除時に、主として規制レバー１２１の長手方向に発生する振動を吸収する。伸縮可能部１４１を支持軸１２３と正逆回転規制突起１２６との間に配置することで、支持軸１２３へ伝わる振動をより小さくすることができる。

ここで、ラチェット部１１２の回転規制と、その回転を規制する規制レバー１２１との関係について説明する。
図６に示すように、規制レバー１２１の正逆回転規制突起１２６は、支持軸１３２周りに回転（揺動）することによって、ラチェット部１１２に向かって進退移動する。

また、ラチェット部１１２は出力軸１０９を中心として回転するので、被規制部突起１１３はラチェット部１１２の周方向に移動する。また、図７に示すように、規制レバー１２１の正逆回転規制突起１２６がラチェット部１１２の被規制部突起１１３を掛止（又は係合）する位置における被規制部突起１１３の移動方向（矢印Ｇ、Ｈ方向）は、規制レバー１２１のレバー出力部１２２の長手方向に略沿っている。即ち、掛止の瞬間において被規制部突起１１３は、慣性により出力軸１０９を中心としてラチェット部１１２の周方向に移動し続けようとするので、規制レバー１２１は、その長手方向に沿った応力を被規制部突起１１３から受ける。
ここで、伸縮可能部１４１は、主としてレバー出力部１２２の長手方向に伸縮（弾性変形）することにより、ラチェット部１１２の被規制部突起１１３から伝達する振動エネルギーを吸収する。伸縮可能部１４１は、正逆回転規制突起１２６が被規制部突起１１３に掛止した後、その掛止状態が解除されない範囲内で変形する。即ち、伸縮可能部１４１は、掛止時に被規制部突起１１３から受ける応力に対して、正逆回転規制突起１２６と被規制部突起１１３との掛止状態が解除されないように、レバー出力部１２２の変形量を弾性的に規制する変形量規制部としても機能するし、レバー出力部１２２の変形方向を弾性的に規制する変形方向規制部としても機能するものである。

図１０は、規制レバー１２１の一例を示している。この規制レバー１２１は、全体が樹脂にて一体成形されている。規制レバー１２１の動作中心軸である支持軸１２３の軸方向両端部に同軸状に突起部１２３ａを突出形成している。この突起部１２３ａが、樹脂製の軸受１３８（図４参照）の孔に挿し通されることにより、規制レバー１２１が回動自在に支持される。
伸縮可能部１４１は、例えば図１０に示すように、Ｓ字状の波形状部１４２から構成することができる。なお、波形状部１４２の凹凸数（湾曲の数）に特に限定はなく、単一の湾曲から構成してもよいし、３以上の湾曲部から構成されるつづら折り状としてもよい。また、単一の屈曲部から構成しても良いし、複数の屈曲部を組み合わせたジグザグ形状としてもよい。また、図１１（ａ）に示すように、レバー出力部１２２の側面を支持軸１２３の軸方向に沿って切り欠いた切り欠き部１５１を単数、又は長手方向に複数有した伸縮可能部１４１としてもよい。或いは図１１（ｂ）に示すように、長手方向に沿って細幅部１５２と太幅部１５３が並べて配置された伸縮可能部１４１としてもよい。
伸縮可能部１４１は、正逆回転規制突起１２６がラチェット部１１２から受けた力により図中長手方向と短手方向の双方に弾性変形可能である。従って、正逆回転規制突起１２６が被規制部突起１１３のいずれかに掛止される「固定」の瞬間と、正逆回転規制突起１２６が被規制部突起１１３から離間する「固定解除」の瞬間に正逆回転規制突起１２６から支持軸１２３を伝わって発生する振動エネルギーを、波形状部１４２自体が伸縮することで吸収し、規制レバー１２１の支持軸１２３へ伝わる振動を小さくすることができる。なお、規制レバー１２１に伸縮可能部１４１を設けることにより、ある程度の振動低減効果を得ることができるが、動作中心軸である支持軸１２３を樹脂材質とすることで、より効果的に振動を抑制することができる。

また、伸縮可能部１４１は、例えば図１２に示すように複数の部材から構成することもできる。具体的には、レバー出力部１２２の支持軸１２３側に位置する基部１４３と、先端部に正逆回転規制突起１２６を有し、基部１４３に対して進退移動可能に構成された可動部１４４とを備えた構成とすることができる。
基部１４３は可動部１４４に向けて突出する突出部１４５を有し、突出部１４５は正逆回転規制突起１２６から支持軸１２３へ伝わって発生する振動を吸収する弾性体１４６として圧縮コイルバネを挿し通している。可動部１４４には、突出部１４５を受け入れる凹所１４７が形成されている。弾性体１４６である圧縮コイルバネの軸方向一端部は基部１４３の適所に固定され、他端部は可動部１４４の適所に固定されている。

また、可動部１４４の基部１４３側からはガイド片１４８が支持軸１２３に向けて延びるように突出形成され、ガイド片１４８には長孔１４９が貫通形成されている。長孔１４９には基部１４３側面から突出形成されたボス１５０が挿し通されており、可動部１４４を図中長手方向に進退自在に案内する。
即ち、可動部１４４は、正逆回転規制突起１２６が被規制部突起１１３に掛止したとき、被規制部突起１１３が移動しようとする方向に沿って進退する。そして、弾性体１４６は、可動部１４４の進退移動を、正逆回転規制突起１２６と被規制部突起１１３との掛止状態が解除されない範囲内に、弾性的に規制する。
弾性体１４６は、「固定」の瞬間や「固定解除」の瞬間に正逆回転規制突起１２６から支持軸１２３を伝わって発生する振動エネルギーを、規制レバー１２１自体が変形するのではなく、弾性体１４６が変形することで吸収し、支持軸１２３へ伝わる振動を小さくすることができる。ここで、弾性体１４６としての圧縮コイルバネは、その性質上、図中長手方向における振動を低減させる効果を最大に発揮する。しかし、長手方向以外の外力（例えば短手方向の外力）が加わった場合にもその方向に変形することが可能である。本実施形態の伸縮可能部１４１は、所定の遊びの範囲にて長手方向以外にも変形が可能である。外力を受けた弾性体１４６は変形して、長手方向以外の振動を低減させる効果も発揮する。

また弾性体１４６は、基部１４３と可動部１４４との間に介在し、弾性的に変形することで支持軸１２３への振動伝達を防止することが可能な部材を用いることができる。従って、弾性体１４６としては、上述の圧縮コイルバネの他、基部１４３と可動部１４４との間に配置されたゴム性の材質のもの（ゴム部材）を用いることができる。ゴム部材を用いる場合は、例えば突出部１４５にリング状のゴム部材を挿入する形式とすることもできるし、基部１４３と可動部１４４との間にゴム部材を充填する形式とすることもできる。
このように、規制レバー１２１の支持軸１２３へ伝わる振動を小さくすることで、正逆回転規制突起１２６と被規制部突起１１３の「固定」の瞬間、及び「固定解除」の瞬間の力を緩和することができ、静音化が可能となる。また、正逆回転規制突起１２６と正回転規制側面１２８又は逆回転規制側面１２９の、長期間使用経過後の摩耗も少なくすることができ、高耐久性を実現することができる。
この結果、下流側に設けられた駆動ユニットの双方向回転に対応し、用いる装置の静音化かつ省エネルギー化を効率的に行える遊星歯車機構を用いたクラッチ機構を提供できる。また、本実施形態に係るクラッチ機構を画像形成装置内にて使用することで、駆動源の消費電力を抑えた省エネルギーの画像形成装置とすることができる。

なお、現像装置３内の現像ローラ４及び現像剤攪拌搬送スクリュ５、６を回転駆動させる現像ローラ駆動歯車列９０に、遊星歯車クラッチ機構１００を用いた例について説明した。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、下流側に設けた駆動ユニットの双方向回転に対応させる必要がある駆動伝達系に広く用いることができる。

１…感光体、２…帯電装置、３…現像装置、４…現像ローラ、５、６…現像剤攪拌搬送スクリュ、７…感光体クリーニング装置、１０…作像ユニット、１１…定着装置、２１…１次転写ローラ２１、２２…駆動ローラ、２３…従動ローラ、２４…中間転写ベルト、２５…２次転写ローラ、２６…中間転写ベルトクリーニング装置、３０…光書き込み装置、４０…給紙装置、４１…搬送経路、４２…レジストローラ対、４３…排紙口、４４…排紙トレイ、７０…駆動歯車列、７１…駆動歯車、８０…感光体駆動歯車列、８１…感光体歯車、８２…感光体駆動歯車、８３…アイドラ歯車列、８４…駆動ローラ歯車、９０…現像ローラ駆動歯車列、９１…第１現像ローラ歯車、９２…第２現像ローラ歯車、９３…第３現像ローラ歯車、９４…現像ローラ駆動歯車、１００…遊星歯車クラッチ機構、１０１…内歯歯車、１０２…内歯歯車部、１０３…外歯歯車部、１０４…キャリア、１０５…遊星歯車、１０６…基準側板、１０７…端部側板、１０８…ピン、１０９…出力軸、１１０…遊星歯車部、１１１…太陽歯車、１１２…ラチェット部（被回転規制部）、１１３…被規制部突起（被係合部）、１１４…上流側面、１１５…下流側面、１１６…出力歯車、１２０…回転規制部、１２１…規制レバー（回転規制部材）、１２２…レバー出力部、１２３…支持軸、１２３ａ…突起部、１２４…レバー入力部、１２５…切り欠き部、１２６…正逆回転規制突起（係合部）、１２８…正回転規制側面、１２９…逆回転規制側面、１３０…切替え部、１３１…アクチュエータ、１３２…プランジャ、１３３…係合ピン、１３５…弾性体、１３６…弾性体保持部材、１３７…切り欠き部、１３８…軸受、１４１…伸縮可能部（振動吸収部）、１４２…波形状部、１４３…基部、１４４…可動部、１４５…突出部、１４６…弾性体、１４７…凹所、１４８…ガイド片、１４９…長孔、１５０…ボス、１５１…切り欠き部、１５２…細幅部、１５３…太幅部、２００…プリンタ、Ｐ…転写紙

特開２００９−７３６４８公報

Claims

太陽歯車と、該太陽歯車に噛み合う遊星歯車と、該遊星歯車に噛み合う内歯歯車と、前記遊星歯車を保持する部材とを有し、３つの回転要素である前記太陽歯車の回転、前記遊星歯車を保持する部材の回転、及び前記内歯歯車の回転に、入力、出力、及び固定のいずれかを択一的に割り当てられて駆動伝達機能を得る遊星歯車機構を備えたクラッチ機構において、
入力を割り当てられた部材である入力側伝達部材に入力された回転駆動力を、固定を割り当てられた部材である固定側伝達部材が回転しないように支持された固定状態で、前記遊星歯車機構の駆動伝達機能を獲得して出力を割り当てられた部材である出力側伝達部材をして出力し、前記固定側伝達部材が回転可能に支持される固定解除状態で、前記遊星歯車機構の駆動伝達機能を失う機構であり、
前記固定側伝達部材と一体に設けられた被係合部を有する被回転規制部と、
一部を揺動可能に支持されると共に、揺動することにより前記被回転規制部の前記被係合部と係合する係合状態で前記固定側伝達部材を固定状態にし、前記被回転規制部の前記被係合部と係合しない非係合状態で前記固定側伝達部材を固定解除状態にする係合部を他部に有した回転規制部材と、
該回転規制部材の係合状態と、非係合状態とを切換える動作を与えるアクチュエータを有した切替え部と、
を備え、
前記回転規制部材は、前記係合状態又は前記非係合状態に切り換わる時に発生する振動を吸収する振動吸収部を備えており、
前記回転規制部材を揺動自在に支持する支持軸が樹脂から構成されていることを特徴とするクラッチ機構。
前記振動吸収部が、前記回転規制部材を揺動自在に支持する支持部と、前記係合部と、の間に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のクラッチ機構。
前記振動吸収部は、前記係合部を有すると共に前記係合部が前記被係合部と係合したときに少なくとも該被係合部が移動しようとする方向に沿って進退する可動部と、該可動部を進退可能に支持する基部と、前記可動部と前記基部との間に配置され前記可動部の進退移動を弾性的に規制する弾性体と、を備えていることを特徴とする請求項１又は２に記載のクラッチ機構。
前記回転規制部材は単一の部材から構成されており、前記振動吸収部は、前記回転規制部材の一部を弾性変形可能に構成したものであることを特徴とする請求項１又は２に記載のクラッチ機構。
前記係合部は、前記被回転規制部の正回転を規制するときに前記被係合部と接触する正回転規制側面と、前記被回転規制部の逆回転を規制するときに前記被係合部と接触する逆回転規制側面と、を備えていることを特徴とする請求項１乃至４の何れか一項に記載のクラッチ機構。
前記切替え部は、前記係合部を前記被回転規制部に対して常時接近させるか、又は離間させる方向に弾性付勢する弾性付勢部材と、前記係合部を前記被回転規制部に対して前記弾性付勢部材の付勢方向とは逆方向に移動させる前記アクチュエータとしてのソレノイドと、を備えていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか一項に記載のクラッチ機構。
像担持体と、現像剤担持体と、前記像担持体と前記現像剤担持体を駆動する駆動源と、前記駆動源から前記像担持体及び前記現像剤担持体まで駆動力を伝達する駆動伝達機構と、を備えた画像形成装置であって、
前記駆動伝達機構内に請求項１乃至６の何れか一項に記載のクラッチ機構を備えたことを特徴とする画像形成装置。