JP6171283B2 - クラッチ機構および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に用いるクラッチ機構およびこれを備えた画像形成装置に関する。

駆動源から被駆動系へ回転駆動するとき、回転動作中に駆動連結・遮断する方法として電磁クラッチが代表的であり、現在も多用されている。ただし、電磁クラッチは摩擦により連結する機構のため高回転数・高負荷トルクに弱く、また寿命も長くない。電磁クラッチの代替機構として、遊星歯車機構にクラッチ機能を備えた遊星歯車クラッチ機構があり、既に知られている。

特許文献１には、装置の大型化、コストアップを抑制しつつ、高速かつ確実な駆動切り換えを行う目的で、２つのソレノイドの切り換え動作を制御し、シートを反転させて再度、画像形成部に搬送する際、２つの遊星ギアクラッチ機構の状態を、反転搬送ローラに正転駆動力を伝達する状態から反転搬送ローラに逆転駆動力を伝達する状態に変更すること、さらに、反転搬送ローラに逆転駆動力を伝達してから所定時間が経過するまでに反転搬送ローラに対する駆動力の伝達を停止する状態とすることが開示されている。

しかし、今までの遊星歯車クラッチ機構は、ラチェットの爪部と規制アームの爪部が衝突した際、衝撃音と自由振動が発生するという問題があった。

本発明は、上記課題を鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、遊星歯車クラッチ機構がラチェットの爪部と規制アームの爪部が衝突した際、衝撃音と自由振動の発生を抑制するクラッチ機構を提供することにある。

かかる目的を達成するために、本発明は、以下の特徴を有する。

本発明に係るクラッチ機構は、第１駆動源と、前記第１駆動源と駆動連結された被回転規制部材と、前記被回転規制部材に対し接触と退避が可能な規制アームと、前記規制アームを運動させる第２駆動源とを備えるクラッチ機構であって、前記規制アームを支持するスライダと、該スライダの可動範囲を規制する規制手段と、を備え、前記規制手段は、前記スライダを支持する支持部材に設けられ、前記スライダを前記被回転規制部材の回転方向に沿って移動可能にする長穴と、前記規制アームが前記被回転規制部材に係合する方向に付勢する付勢部材とからなることを特徴とする。

本発明によれば、クラッチ機構のラチェットの爪部と規制アームの爪部が衝突した際に発生する衝撃音が抑制され、騒音の少ない機器を提供できるようになる。

また、同時に発生する自由振動も抑制され、隣接する他の機械システムへの影響を防ぐことができるようになる。

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。 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。 ソレノイドのプランジャの外周に圧縮コイルばねを配置した切換手段の説明図である。 第１の実施形態に係る規制アームを示す斜視図である。 第２の実施形態に係る規制アームの軸受に配置されるゴムを示す分解斜視図である。 第３の実施形態に係るスライダとねじりコイルバネを示す図である。 第３の実施形態に係るスライダ機能付き軸受を示す図である。 第４の実施形態に係る可動範囲規制部材の側面図である。 第４の実施形態に係る規制アームとラチェットとの位置関係を示す図である。

以下、本実施形態について図面により詳細に説明する。

以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態として、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、作像ユニット１０の正回転時における、感光体１及び現像ローラ４の駆動歯車列７０の説明図である。ここで、図２では、図中、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。そして、図中、手前側に配置される出力歯車１１６、感光体１、及び現像ローラ４の外形も破線で示している。

また、図３は、遊星歯車クラッチ機構１００の斜視説明図、図４は、遊星歯車クラッチ機構１００の動作原理の説明図、図５は、ソレノイド１３１のプランジャ１３３の外周に圧縮コイルばね１３６ａを配置した切換手段１３０の説明図である。ここで、上記各図の歯車部については、歯形は省略し、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を正回転方向、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、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、各色に対応した潜像担持体であるドラム状の感光体１Ｋ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｙがそれぞれ設けられている。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。

そして、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で、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で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図中、反時計回りの回転にともない、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。そして、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、転写紙やＯＨＰシート等のシートＰは、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に沿って複数のシート搬送ローラにより給紙される。そして、レジストローラ対４２により２次転写位置に搬送されたシート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シートＰは、搬送経路４１に沿って２次転写位置のシート搬送方向下流側に設けられた、定着装置１１まで搬送されてシートＰ上にカラーのトナー画像が定着される。そして、定着後のシートＰは、排紙ローラの回転により排紙口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。そして、２次転写位置で中間転写ベルト２４上からシート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に有した現像剤担持体である現像ローラ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。そして各作像ユニット１０内では、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。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の稼動時間にともな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、感光体１の表面上をクリーニングする感光体クリーニング装置７に有したクリーニングブレードのエッジ部にトナー、添加剤、潤滑剤、紙粉等の付着物が固着して、クリーニング不良を起こす場合がある。そこで、所定期間が経過した毎、又は、所定回数の画像形成を行った毎に、感光体１を逆回転方向に回転駆動して、クリーニングブレードのエッジ部に付着した付着物を除去する必要がある。このように付着物の除去動作を行う場合には、通常、感光体１だけでなく、現像ローラ４も逆回転方向に回転駆動することとなる。

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。そして、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、クリーニングブレードのエッジ部の付着物の除去動作を行うための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。以下の説明では、太陽歯車に被回転規制部であるラチェット部を同軸で一体に設けた（駆動連結した）タイプの遊星歯車クラッチ機構１００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、太陽歯車、キャリア、内歯歯車のいずれか１にラチェット部を駆動連結させて、その回転を規制することで、遊星歯車機構の駆動伝達機能を有効にする、いずれのタイプの遊星歯車クラッチ機構にも適用可能である。例えば、カップリング等を用いて駆動連結された２体構成のタイプの遊星歯車クラッチ機構にも適用可能である。また、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。

まず、作像ユニット１０の駆動歯車列７０について、感光体１、現像ローラ４、及び現像剤攪拌搬送スクリュ５,６を正回転方向に回転させる場合を例に、図２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。そして、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が設けられている。そして、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）が設けられている。

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。

各作像ユニット１０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、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、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。そして、遊星歯車クラッチ機構１００に有した出力歯車１１６と噛み合う第２現像ローラ歯車９２、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も備えている。さらに、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も備えている。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、駆動連結された状態の場合に、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に示すように、遊星歯車クラッチ機構１００を駆動連結された状態で、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、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は反時計回りに回転する。そして、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。

そして、遊星歯車クラッチ機構１００が遮断された状態の場合、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。したがって、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、感光体１は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。なお、逆回転方向においても、遊星歯車クラッチ機構１００の駆動連結された状態と遮断された状態とで、同様に、それぞれの回転が行われることになる。

次に、遊星歯車クラッチ機構１００について詳細に説明する。図３に示すように、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１１２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アーム１２１を有した回転規制部１２０と、規制アーム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る切換手段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、入力歯車である内歯歯車１０１と、３つの遊星歯車１０５と、各遊星歯車１０５を回転自在、かつ公転自在に保持する部材であるキャリア１０４とを備えている。そして、各遊星歯車１０５に噛み合う太陽歯車１１１も備えている。また、各遊星歯車１０５を保持しているキャリア１０４には、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とを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（駆動連結された状態で）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２参照）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。つまり、遊星歯車クラッチ機構１００は、一定の条件下での遊星歯車部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を有効にする駆動連結機能と、他の条件下での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の駆動連結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４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。そして、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。そして、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、図２に示した第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３参照）を有している。そして、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。そして、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３参照）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、つまり、遊星歯車クラッチ機構１００を、駆動連結状態及び遮断状態とに切換える具体的な構成について説明する。

図５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、規制アーム１２１に設けられた爪部１２５と噛み合う複数の突起部である突起部１１３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、ラチェット部１１２のいずれかの突起部１１３に噛み合う爪部１２５を設けた規制アーム１２１と規制アーム１２１を回動可能に支持する支持軸１２３から構成されている。そして、規制アーム１２１は、支持軸１２３から爪部１２５を設けた先端側のアーム出力部１２２と、支持軸１２３から突起とは反対側のアーム入力部１２４を有している。

また、回転規制部１２０のアーム出力部１２２に設けた爪部１２５をラチェット部１１２の突起部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換手段１３０にはソレノイド１３１及び圧縮ばね１３６（図５では１３６ａ）を備えている。ソレノイド１３１には、電源のオン・オフにより図５図中略水平に移動する円柱状の部材であるプランジャ１３３を設けている。プランジャ１３３の先端には、規制アーム１２１のアーム入力部１２４に設けた長孔（不図示）に通る係合ピン１３４が設けられており、その略水平方向の移動により、規制アーム１２１は支持軸１２３を回動中心として回動される。

また、ソレノイド１３１のプランジャ１３３の外周には、圧縮ばね１３６を設けている。そして、プランジャ１３３の係合ピン１３４側であって、規制アーム１２１のアーム入力部１２４の回動に支障しない位置にエンドリング１３５を設け、圧縮ばね１３６の一端側を規制し、他端側はソレノイド１３１を保持するソレノイドケース１３２で規制している。この圧縮ばね１３６の反力で、アーム入力部１２４の係合ピン１３４を図５の右方向（矢印Ａ方向）に、押し出すように構成されている。

このように切換手段１３０を構成することで、ソレノイド１３１の電源がオフされた状態では、圧縮ばね１３６の作用によりプランジャ１３３は図５の右方向に移動する。この移動にともない、規制アーム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。そして、アーム出力部１２２の先端に設けられた爪部１２５のいずれかの側面が、ラチェット部１１２の突起部１１３のいずれかの側面に面接触して固定状態となる。

また、ソレノイド１３１の電源がオンされると、プランジャ１３３は図５の左方向（矢印Ｂ方向）に移動する。この移動にともない、規制アーム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、アーム出力部１２２の先端に設けられた爪部１２５は、ラチェット部１１２の突起部１１３から離間して固定解除状態となる。

次に、本実施形態に係る規制アームおよびアーム爪部の構成について説明する。規制アームとラチェットの衝突時に作用する力積を小さくするには、衝突直前の規制アームの角速度を小さくするか、衝突中の接触時間を長くすれば良い。

本実施形態では、緩衝材を用いる。緩衝材配置箇所は、アーム先端の爪部、アーム回転軸を支持する軸受部、アームの可動範囲を規制する可動範囲規制部材の３箇所である。緩衝材はどれか１箇所だけ配置しても良いし、２箇所以上同時に配置しても良い。

図６は、第１の実施形態に係る規制アームを示す斜視図である。規制アーム２０１は、アーム出力部２０２と支持軸１２３とアーム入力部１２４とを備えている。アーム出力部２０２に線材２０３が設置され、アーム出力部２０２の線材２０３が設置される面には、線材２０３の脱落を防止するガイド２０４とネジ穴２０５が形成されている。線材２０３は、ガイド２０４に嵌められ、ネジで固定される。

アーム出力部２０２に線材２０３を配置することで、ラチェット爪部と線材２０３が衝突するときの衝撃を、剛体の衝突に比べて和らげることができる。線材２０３の材質は、バネ材、樹脂（プラスチック、ゴム、エラストマー）など、ダンパー効果のある材質が良い。

図７は、第２の実施形態に係る規制アーム２０１の軸受２１１に配置されるゴム２１２を示す分解斜視図である。規制アーム２０１の支持軸１２３に取り付けられる軸受２１１の外周にゴム２１２を配置することで、さらに振動・騒音を低減できる。

クラッチ連結タイミングにより、ラチェット爪部先端と線材が衝突してしまうことがある。この際、ゴム２１２が変形することで線材２０３および規制アーム２０１がラチェットの溝へ噛みこむだけの時間を稼ぐことができ、結果異音の発生を防ぐことができる。

図８は、第３の実施形態に係るスライダとねじりコイルバネであり、（ａ）は上面図、（ｂ）は側面図である。ゴムの変わりにスライダ機能付き軸受を配置し、バネなどの弾性体で位置を規制する構成でも同様の効果が得られる。

スライダ機能付き軸受は、規制アーム用の穴２２３が形成されたスライダ２２１にねじりコイルバネ２２２が固定されている。スライダ２２１の底面には、後述するスライダ用長穴２２６に係合される凸部２２４が形成されている。

図９（ａ）は、本実施形態に係る板金２２５であり、図９（ｂ）は板金２２５に規制アーム２０１とスライダ２２１を組み付けた図である。板金２２５には、スライダ用長穴２２６とねじりコイルバネ２２２の支持用ボス２２７とねじりコイルバネの規制用突起２２８とが形成されている。

スライダ２２１の可動軌跡は、ラチェットの回転中心と同心が良いので、スライダ用長穴２２６はラチェットと同心円に形成されている。これにより、規制アーム退避時のアーム・ラチェット爪角度の不一致を防ぐことができる。スライダの可動幅が可動軌跡の半径に対して十分小さい場合、また、爪角度の不一致を問題としない場合は、可動軌跡が直線であっても構わない。

スライダ２２１の底面に形成された凸部２２４は、板金２２５のスライダ用長穴２２６に係合され、ねじりコイルバネ２２２は、ねじりコイルバネ支持用ボス２２７に支持される。規制アーム２０１の支持軸１２３の両端は、スライダ２２１に形成された規制アーム用の穴２２３に支持される。

したがって、規制アーム２０１の支持軸１２３にスライダ機能付き軸受を配置することで、さらに振動・騒音を低減できる。クラッチ連結タイミングにより、ラチェット爪部先端と線材が衝突してしまう際、ねじりコイルバネ２２２が変形することで、線材２０３および規制アーム２０１がラチェットの溝へ噛みこむだけの時間を稼ぐことができ、結果異音の発生を防ぐことができる。

図１０は、第４の実施形態に係る可動範囲規制部材の側面図である。本実施形態では、可動範囲規制部材として線材３０２を使用している。可動範囲規制部材はバネ材、樹脂（プラスチック、ゴム、エラストマー）など、ダンパー効果のある材質がよい。

規制アーム３０１の支持軸１２３の両端に規制アーム支持部材３０３が固定されている。規制アーム３０１および規制アーム支持部材３０３に穴を設け、線材３０２は規制アームおよび規制アーム保持部材の両方の穴を通るように配置される。線材３０２の両端は規制アーム支持部材３０３に固定され、規制アーム３０１のアーム出力部３０５に可動範囲を決める線材通し穴３０４が形成されている。規制アーム３０１のアーム入力部３０６はソレノイド１３１に固定されている。

図１１は、本実施形態に係る規制アーム３０１とラチェット１１２との位置関係を示し、図１０のＡ−Ａ線断面図である。

図１１（ａ）に示すように、線材３０２が線材通し穴３０４の外側の側面３１３に接することにより、規制アーム３０１の爪部３１１がラチェット１１２の円周面３１２に接触しない。規制アーム３０１の可動範囲を規制し、規制アーム３０１の爪部３１１とラチェット１１２の円周面３１２が接触しないようにすることで、振動・騒音が低減できる。

図１１（ｂ）に示すように、ソレノイド１３１を吸引した場合、規制アーム３０１の爪部３１１がラチェット１１２から離れ、線材３０２が線材通し穴３０４の内側の側面３１４に接する。

なお、本発明は本実施形態の構成に限定されず、可動範囲規制部材を規制アームに圧入、または規制アームと一体にし、規制アーム支持部材に可動範囲を決める穴を設ける構成にしても良い。

本実施形態によれば、遊星歯車クラッチ機構の連結・空転時に発生する衝撃音や自由振動の原因は、規制アームとラチェットの衝突にある。この衝撃時に作用する力積を小さくするには、衝突直前の規制アームの角速度を小さくするか、衝突中の接触時間を長くすれば良いので、遊星歯車クラッチ機構のラチェットの爪部と規制アームの爪部が衝突した際に発生する衝撃音が抑制され、騒音の少ない機器を提供できるようになる。

また、同時に発生する自由振動も抑制され、隣接する他の機械システムへの影響を防ぐことができるようになる。例えば、画像形成装置であれば、作像ユニットや書込みユニットへの振動伝播が抑制され、バンディングやショックジターといった出力画像の濃度変動が低減し、高画質な画像形成装置を提供できる。

１００ 遊星歯車クラッチ機構
１０１ 内歯歯車
１０４ キャリア
１０５ 遊星歯車
１１０ 遊星歯車部
１１１ 太陽歯車
１１２ ラチェット部
１１３ 突起部
１１６ 出力歯車
１２３ 支持軸
１２４ アーム入力部
１３１ ソレノイド
１３３ プランジャ
２０１ 規制アーム
２０２ アーム出力部
２０３ 線材

特開２００９−０７３６４８号公報

Claims (5)

1. 第１駆動源と、
   前記第１駆動源と駆動連結された被回転規制部材と、
   前記被回転規制部材に対し接触と退避が可能な規制アームと、
   前記規制アームを運動させる第２駆動源とを備えるクラッチ機構であって、
   前記規制アームを支持するスライダと、
   該スライダの可動範囲を規制する規制手段と、
   を備え、
   前記規制手段は、前記スライダを支持する支持部材に設けられ、前記スライダを前記被回転規制部材の回転方向に沿って移動可能にする長穴と、
   前記規制アームが前記被回転規制部材に係合する方向に付勢する付勢部材とからなる
   ことを特徴とするクラッチ機構。
2. 太陽歯車と遊星歯車と遊星キャリアと内歯車を備えた遊星歯車機構と、
   前記遊星歯車機構を駆動する第１駆動源と、
   前記太陽歯車、前記遊星キャリアまたは前記内歯車のいずれか１つと駆動連結された被
   回転規制部材と、
   被回転規制部材に対し接触と退避が可能な規制アームと、
   前記規制アームを運動させる第２駆動源とを備える遊星歯車クラッチ機構であって、
   前記規制アームを支持するスライダと、
   該スライダの可動範囲を規制する規制手段と、
   を備え、
   前記規制手段は、前記スライダを支持する支持部材に設けられ、前記スライダを前記被回転規制部材の回転方向に沿って移動可能にする長穴と、
   前記規制アームが前記被回転規制部材に係合する方向に付勢する付勢部材とからなる
   ことを特徴とするクラッチ機構。
3. 前記規制アームの前記被回転規制部材と係合する部分には緩衝材が設けられている、
   ことを特徴とする請求項１又は２のいずれか１項に記載のクラッチ機構。
4. 前記緩衝材は、少なくとも一部が前記規制アームの下面に沿って配置される線材からなることを特徴とする請求項３に記載のクラッチ機構。
5. 複数の回転体を１つの駆動源で駆動する駆動列を備え、転写紙等のシート上に画像を形成する画像形成装置であって、
   前記駆動列内に、請求項１〜４のいずれか１項に記載の前記クラッチ機構を備えていることを特徴とする画像形成装置。

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