JP6541019B2 - 駆動装置および画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態の駆動装置を備えた画像形成装置100の概略構成を示す図である。
同図に示すように、画像形成装置100は、自動原稿送り装置110、読取装置120、作像装置130、定着装置140、給紙装置150、排紙装置160及び再給紙装置170を備えている。
給紙装置150は、給紙カセットに集積された記録紙を1枚ずつ引き出し、作像装置130の転写ユニット側に送り出す。
排紙装置160は、定着装置140から搬送される記録紙を排紙トレイ163へ排紙する一方で、再給紙装置170側へスイッチバックさせることができる。すなわち、排紙装置160は、一対の排紙ローラ161a,161bを備え、排紙センサ162により、記録紙が排紙ローラ161a,161bに端部が挟まれたニップ状態を検出したら、排紙ローラ161a,161bを逆転させて、再給紙装置170に供給する。
駆動装置30は、モータ1を備えている。モータ1は、モータ取り付け面板11に取り付けられている。モータ1のモータギヤ1aには、駆動ギヤ2が噛み合っている。駆動ギヤ2は、側面板12とモータ取り付け面板11とに固定されたギヤ軸2aに回転自在に支持されている。また、側面板12とモータ取り付け面板11とには、入力軸4が固定されており、この入力軸4には、入力プーリ部3bと入力ギヤ部3aとを有する入力部材3が、回転自在に支持されている。この入力部材3の入力ギヤ部3aは、駆動ギヤ2と噛み合っている。排紙ローラ161の回転軸8は、入力軸4に対して径方向にずれた位置に設けられており、一端側は、側面板12に軸受12aを介して回転自在に支持されている。また、回転軸8には、第一クラッチ9を介して入力ギヤ部3aと噛み合う出力ギヤ9aが取り付けられている。また、回転軸8には、出力プーリ6が、回転軸8に対して回動自在に取り付けられている。入力プーリ部3bと出力プーリ6とには、タイミングベルト5が架け渡されている。また、回転軸8には、第二クラッチ7が固定されており、第二クラッチ7の駆動爪7aが、出力プーリ6の駆動連結穴6aに嵌合している。
図4に示すように、第一クラッチ9は、電磁クラッチであり、軸固定部9e、電磁コイル部9d、ロータ部9c、アーマチュア9bなどを備えている。軸固定部9eには、回転軸8が挿入される挿入穴を有しており、その挿入穴が、断面D字形状となっている。回転軸8には、このD字形状に嵌合するように、切り欠いて、断面D字部分を有している。回転軸8の断面D字部分は、第二クラッチ7が取り付けられた箇所まで延びている。軸固定部9eの断面D字形状部分を、回転軸8の断面D字部分と嵌合させることにより、軸固定部9eを、回転軸8と連れ回りするように固定している。
この第二クラッチ7は、アーマチュア7bが取り付けられた駆動伝達部材が、同軸上に配置された出力プーリとの間で駆動伝達が行われる駆動連結部材7fである点が、第一クラッチ9と異なる。それ以外の構成は、第一クラッチ9と同様な構成である。すなわち、電磁コイル部7dとロータ部7cとが取り付けられた筒状の軸固定部7eが回転軸8に固定されている。アーマチュア7bは、出力プーリ側に延びる一対の駆動爪7aを備えた駆動連結部材7fに取り付けられている。
図5、図6(c)に示すように、出力プーリ6の第二クラッチ7との対向面には、一対の駆動連結穴6aが形成されており、この駆動連結穴6aに駆動連結部材7fの駆動爪7aが嵌合している。
画像形成動作を開始する際、第一クラッチ9をONにし、第二クラッチ7をOFFにして、モータ1を駆動する。すると、第一駆動伝達経路20aを介して、回転軸8に駆動力が伝達され、回転軸8から最終的に駆動力が排紙ローラ161に伝達され、排紙ローラ161が正回転する。
駆動伝達経路を、内歯車や外歯車などの歯車で構成した場合、排紙ローラ161に大きな負荷変動が生じた場合、歯同士が突き当たり、歯が損傷したり、騒音が発生したりするおそれがある。一方、タイミングベルトを用いることで、排紙ローラ161に大きな負荷変動が生じた場合、タイミングベルトが弾性変形して、その負荷変動を吸収することができる。
図8は、変形例1の駆動装置30Aの概略断面図である。
図8に示すように、この変形例1の駆動装置30Aは、第一クラッチ9を、第二クラッチ7と同一構成したものである。
先の図3に示した駆動装置においては、出力ギヤ9aは、第一クラッチ(具体的には、第一クラッチのアーマチュア9b)と一体的に設けられ、第一クラッチ9の軸固定部に9eに軸方向にスライド移動可能に取り付けられている。このため、クラッチOFF時に出力ギヤ9aが、回転軸8に対して傾く場合があった。出力ギヤ9aは、クラッチOFF時にも入力ギヤ3aから駆動力が伝達される。そのため、出力ギヤ9aが傾くと、噛み合い振動や、歯の異常磨耗が生じるおそれがあった。
図9は、変形例2の駆動装置30Bの概略断面図である。
この変形例2では、入力軸4に第一クラッチ9と第二クラッチ7を取り付けたものである。
この変形例2では、入力軸4は、モータ取り付け面板11と側面板12とに軸受11a,12aを介して回転自在に支持されている。入力ギヤ3aは、第一クラッチ9(具体的には、第一クラッチのアーマチュア9b)に取り付けられており、入力プーリ3bは、第二クラッチ7(具体的には、第二クラッチのアーマチュア7b)に取り付けれている。また、入力軸4には、駆動ギヤ2と噛み合う駆動アイドラギヤ13が取り付けられている。
図10は、変形例3の駆動装置30Cの概略断面図である。
図10に示すように、この変形例3は、第二駆動伝達経路20bを、入力外歯車16と、内歯歯車17とで構成した。また、この変形例2では、第二駆動伝達経路20bを、第一駆動伝達経路20aよりも外側に配置した。
図11は、変形例4の駆動装置30Dの概略構成図である。
この変形例4は、第一駆動伝達経路20a、第二駆動伝達経路20bいずれも、タイミングベルト5を用いた駆動伝達経路とした。また、入力軸4に出力対象回転体として、定着装置の熱ローラ140aを設けたものである。
第一駆動伝達経路20aは、第一入力プーリ18aと、第一出力プーリ18bと、これらプーリに架け渡された第一タイミングベルト18cと第一クラッチ9とで構成されている。第一入力プーリ18aは、入力軸4に固定されており、第一出力プーリ18bは、回転軸8に取り付けられた第一クラッチ9に設けられている。
第二駆動伝達経路20bは、第二入力プーリ19aと、第二出力プーリ19bと、これらプーリに架け渡された第二タイミングベルト19cと第二クラッチ7とで構成されている。第二入力プーリ19aは、入力軸4に固定されており、第二出力プーリ19bは、回転軸8に取り付けられた第二クラッチ7に設けられている。
一方、入力軸4を介して駆動力が入力される熱ローラ140aは、クラッチが切り替わっても等速で回転駆動を続ける。
図12は、変形例5の駆動装置30Eの概略構成図である。
この変形例5は、駆動伝達経路を3つ有するものである。この変形例5は、先の図2、図3に示した駆動装置をベースにして、構成されており、先の図2、図3に示した駆動装置に対して異なる点は、以下のとおりである。
(1)入力軸4が回転自在にモータ取り付け面板11と側面板12とに支持された点。
(2)入力軸4に熱ローラ140aが設けられている点。
(3)第三駆動伝達経路20cを設けた点。
(4)入力部材3が、入力軸に対して相対的に回転不能に取り付けられている点。
第二駆動伝達経路20bの出力プーリ6の直径は、入力プーリ部3bの直径よりも小さくなっており、第二駆動伝達経路20bから駆動力が伝達されるとき、回転軸8は、入力軸4よりも速い速度で回転する。一方、第三駆動伝達経路20cの入力プーリと出力プーリの直径は、同径であり、第三駆動伝達経路20cから駆動力が伝達されるとき、回転軸8は、入力軸4と同速度で回転する。
画像形成動作開始時は、第三クラッチ24をONにし、第一、第二クラッチをOFFにしてモータ1の駆動を開始する。このとき、第三駆動伝達経路20cを介して駆動力が伝達され、排紙ローラ161は、熱ローラ140aと同速の回転速度で回転する。
(態様1)
駆動力を伝達する状態と駆動力の伝達を遮断する状態とを切り替え可能なクラッチなどの駆動伝達切り替え手段を有する複数の駆動伝達経路を備え、各駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段を制御して、複数の駆動伝達経路のいずれか1つから選択的に排紙ローラ161などの出力対象回転体に駆動力を伝達する駆動装置において、各駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段を同一の回転軸8に取り付けた。
これによれば、一つの回転軸に各駆動伝達経路のクラッチなどの駆動伝達切り替え手段が取り付けられているので、駆動伝達切り替え手段が取り付けられている回転軸にのみ、作業者がアクセス可能に画像形成装置などの駆動装置30が搭載される装置を構成すれば、各駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段の交換を行うことができる。これにより、互いに異なる回転軸に駆動伝達切り替え手段を取り付けた構成に比べて、駆動装置が搭載される装置の小型化を図ることができる。
(態様1)において、複数の駆動伝達経路のうち、少なくともひとつは、所定の駆動駆動経路で駆動力を伝達したときとは逆方向に排紙ローラ161などの出力対象回転体を回転させる逆転駆動伝達経路である。
これによれば、各駆動伝達経路のクラッチなどの駆動伝達切り替え手段を制御することにより、排紙ローラ161などの出力対象回転体を正回転/逆回転駆動することができる。
(態様1)または(態様2)において、複数の駆動伝達経路のうち、少なくとも駆動伝達経路への負荷変動が最も大きい駆動伝達経路を、タイミングベルトなどのベルトを用いて駆動伝達を行うように構成した。
これによれば、実施形態で説明したように、駆動伝達時に負荷変動が発生したとき、ベルトが弾性変形することにより負荷を吸収することができる。よって、クラッチなどの駆動伝達切り替え手段により駆動力の伝達を遮断した状態から、駆動力を伝達する状態へと切り替えたときの衝撃などにより、駆動伝達経路を構成する駆動伝達部材が破損したりするのを抑制することができる。
(態様1)乃至(態様3)いずれかにおいて、複数の駆動伝達経路のうち、少なくとも、排紙ローラ161などの出力対象回転体を、最も速く回転させる駆動伝達経路は、タイミングベルトなどのベルトを用いて駆動伝達を行うように構成した。
これによれば、実施形態で説明したようにベルトを用いた駆動伝達経路は、歯車を用いた場合に比べて、高速域での静音性に優れている。従って、複数の駆動伝達経路のうち、少なくとも、回転軸8を、最も速く回転させる駆動伝達経路についてベルトを用いることで、歯車を用いる場合に比べて、静音化を図ることができる。
(態様1)乃至(態様4)いずれかにおいて、複数の駆動伝達経路のうち、少なくとも一つは、内歯車を用いて駆動伝達を行うように構成した。
これによれば、変形例3で説明したように、内歯車を用いることで、外歯車を用いた場合に比べて、噛み合い率を高めることができ、回転ムラや騒音・振動の発生を抑制することができる。
(態様1)乃至(態様5)いずれかにおいて、複数の駆動伝達経路のうち少なくとも一つは、外歯車のみで構成した。
これによれば、実施形態で説明したように、外歯車は、内歯車やタイミングベルトに比べて耐久性が高い。従って、複数の駆動伝達経路のうち少なくとも一つは、外歯車のみで構成することによって、その駆動伝達経路の耐久性を高めることができる。
(態様1)乃至(態様6)いずれかにおいて、クラッチなどの駆動伝達切り替え手段に設けられた出力ギヤ9aなどの駆動伝達部材は、径方向に隣接する入力ギヤ部3aなどの駆動伝達部材に接続されている。
これによれば、径方向に隣接する入力ギヤ部3aなどの駆動伝達部材から伝達される駆動力を、クラッチなどの駆動伝達切り替え手段により遮断したり、回転軸8に伝達したりすることができる。
(態様7)において、クラッチなどの駆動伝達切り替え手段は、出力ギヤ9aなどの駆動伝達部材と軸方向で連結するものであり、駆動伝達部材は、駆動伝達切り替え手段との連結方向にスラスト力が働くはす歯歯車である。
これによれば、実施形態で説明したように、出力ギヤ9aなどの駆動伝達部材を駆動伝達切り替え手段との連結方向にスラスト力が働くはす歯歯車とすることで、駆動伝達部材を、駆動伝達切り替え手段のロータ部9cなどの連結部に接触させることができ、駆動力の伝達を遮断した状態から、駆動力を伝達する状態へと切り替えたとき、タイムラグがほとんどなく、駆動伝達部材と連結することができる。
(態様1)乃至(態様8)いずれかにおいて、クラッチなどの駆動伝達切り替え手段を制御する制御部などの制御手段に接続する各駆動伝達切り替え手段の接続コネクタに、どの駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段の接続コネクタであるのかを識別するための識別手段(本実施形態では、互いに色を異ならせた)を設けた。
これによれば、実施形態で説明したように、接続コネクタの識別手段により、その接続コネクタが、どの駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段であるのかを把握することができる。これにより、作業者は、その接続コネクタに対応する被接続部に間違えることなく、接続することができ、接続コネクタの誤接続を抑制することができる。なお、識別手段は、各接続コネクタの色を互いに異ならせたり、印を互い異ならせたり、形状を互いに異ならせたりすることにより実現できる。
(態様1)乃至(態様9)いずれかにおいて、各駆動伝達経路のクラッチなどの駆動伝達切り替え手段を、同一形状とした。
これによれば、変形例1で説明したように、クラッチなどの駆動伝達切り替え手段の劣化の進行が早い駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段と、駆動伝達切り替え手段の劣化の進行が遅い駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段とを定期的に入れ替えることができ、駆動伝達切り替え手段の寿命を延ばすことが可能となる。
(態様1)乃至(態様10)いずれかにおいて、複数の駆動伝達経路のうち、少なくともひとつはタイミングベルト5などのベルトを用いて駆動伝達を行う駆動伝達経路であり、ベルトを用いて駆動伝達を行う駆動伝達経路のクラッチなどの駆動伝達切り替え手段の駆動力の伝達を遮断する状態から駆動力を伝達する状態に切り替えるタイミングを、ベルトを用いずに駆動伝達を行う駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段の上記切り替えるタイミングに比べて早くした。
これによれば、実施形態で説明したように、ベルトを用いて駆動伝達を行う駆動伝達経路を介して駆動力が伝達される際の、駆動開始遅れを防止することができる。
(態様1)乃至(態様11)いずれかにおいて、駆動伝達切り替え手段が、電磁クラッチである。
これによれば、電磁クラッチをONにすることで、駆動力を伝達する状態にでき、OFFにすることで、駆動力の伝達を遮断する状態にすることができる。
(態様1)乃至(態様12)いずれかにおいて、排紙ローラ161などの出力対象回転体の回転を止めるブレーキ装置などのブレーキ手段を設けた。
これによれば、実施形態で説明したように、回転軸に駆動力を伝達している駆動伝達経路のクラッチなどの駆動力切り替え手段を、駆動力を伝達する状態から駆動力を遮断する状態に切り替えて、別の駆動伝達経路の駆動力切り替え手段を、駆動力を遮断する状態から駆動力を伝達する状態からに切り替えるときに、慣性で排紙ローラなどの出力対象回転体が回転するのをブレーキ手段で止めることができる。
(態様1)乃至(態様13)いずれかの駆動装置を備えた画像形成装置。
これによれば、実施形態で説明したように、画像形成装置の小型化を図ることができる。
2:駆動ギヤ
3:入力部材
3a:入力ギヤ、入力ギヤ部
3b:入力プーリ、入力プーリ部
4:入力軸
5:タイミングベルト
6:出力プーリ
6a:駆動連結穴
7:第二クラッチ
7f:駆動連結部材
8:回転軸
9:第一クラッチ
9a:出力ギヤ
9f:駆動連結部材
11:モータ取り付け面板
12:側面板
13:駆動アイドラギヤ
16:入力外歯車
17:内歯歯車
18a:第一入力プーリ
18b:第一出力プーリ
18c:第一タイミングベルト
19a:第二入力プーリ
19b:第二出力プーリ
19c:第二タイミングベルト
20:制御部
20a:第一駆動伝達経路
20b:第二伝達駆動経路
20c:第三駆動伝達経路
21:第三タイミングベルト
22:第三入力プーリ
23:第三出力プーリ
24:第三クラッチ
30:駆動装置
71:コネクタ
91:コネクタ
100:画像形成装置
110:自動原稿送り装置
140:定着装置
140a:熱ローラ
160:排紙装置
161 :排紙ローラ
162:排紙センサ
163:排紙トレイ
Claims (16)
- 駆動力を伝達する状態と駆動力の伝達を遮断する状態とを切り替え可能な駆動伝達切り替え手段を有する複数の駆動伝達経路を備え、各駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段を制御して、複数の駆動伝達経路のいずれか1つから選択的に出力対象回転体に駆動力を伝達する駆動装置において、
各駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段を同一の回転軸に取り付け、
前記駆動力を発生する駆動源は、一方向のみ回転するものであり、
前記出力対象回転体は、正逆回転することを特徴とする駆動装置。 - 請求項1に記載の駆動装置において、
複数の駆動伝達経路のうち、少なくともひとつは、所定の駆動伝達経路で駆動力を伝達したときとは、逆方向に前記出力対象回転体を回転させる逆転駆動伝達経路であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1または2に記載の駆動装置において、
複数の駆動伝達経路のうち、少なくとも駆動伝達経路への負荷変動が最も大きい駆動伝達経路を、ベルトを用いて駆動伝達を行うように構成したことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至3いずれかに記載の駆動装置において、
複数の駆動伝達経路のうち、少なくとも、前記出力対象回転体を、最も速く回転させる駆動伝達経路は、ベルトを用いて駆動伝達を行うように構成したことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至4いずれかに記載の駆動装置において、
複数の駆動伝達経路のうち、少なくとも一つは、内歯車を用いて駆動伝達を行うように構成したことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至5いずれかに記載の駆動装置において、
複数の駆動伝達経路のうち少なくとも一つは、外歯車のみで構成したことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至6いずれかに記載の駆動装置において、
駆動伝達切り替え手段に設けられた駆動伝達部材は、径方向に隣接する駆動伝達部材に接続されていることを特徴とする駆動装置。 - 請求項7に記載の駆動装置において、
前記駆動伝達切り替え手段は、前記駆動伝達部材と軸方向で連結するものであり、
前記駆動伝達部材は、前記駆動伝達切り替え手段との連結方向にスラスト力が働くはす歯歯車であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至6いずれかに記載の駆動装置において、
前記駆動伝達切り替え手段は、該駆動伝達切り替え手段と同軸上に設けられた駆動伝達部材と軸方向で連結するものであり、
前記駆動伝達部材は、ベルトが掛け回されたプーリであることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至9いずれかに記載の駆動装置において、
駆動伝達切り替え手段を制御する制御手段に接続する各駆動伝達切り替え手段の接続コネクタに、どの駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段の接続コネクタであるのかを識別するための識別手段を設けたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至10いずれかに記載の駆動装置において、
各駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段を、同一形状としたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至11いずれかに記載の駆動装置において、
複数の駆動伝達経路のうち、少なくともひとつはベルトを用いて駆動伝達を行う駆動伝達経路であり、
ベルトを用いて駆動伝達を行う駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段の駆動力の伝達を遮断する状態から駆動力を伝達する状態に切り替えるタイミングを、ベルトを用いずに駆動伝達を行う駆動伝達経路の駆動伝達切り替え手段の上記切り替えるタイミングに比べて早くしたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至12いずれかに記載の駆動装置において、
前記駆動伝達切り替え手段が、電磁クラッチであることを特徴とする駆動装置。 - 請求項13に記載の駆動装置において、
各駆動伝達経路の電磁クラッチのうちの少なくともひとつは、前記回転軸に回転自在に設けられた電磁コイル部と、前記回転軸に固定されたロータ部と、前記回転軸に回転自在に設けられるとともに、前記ロータ部と前記回転軸に回転自在に設けられた駆動伝達部材との間で軸方向に移動可能に設けられ、前記駆動伝達部材に嵌合する嵌合部材を有する駆動連結部材と、から構成されていることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至14いずれかに記載の駆動装置において、
前記出力対象回転体の回転を止めるブレーキ手段を設けたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至15いずれかに記載の駆動装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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