JP6669257B2 - 駆動伝達機構およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、デジタル複写機、レーザープリンター等の画像形成装置に搭載される被回転部材に駆動力を伝達する駆動伝達機構、及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置では、本体フレームに複数の駆動ユニットを配置し、複数の被駆動部材を駆動させている。このとき、各駆動ユニット間において相互に駆動伝達を行うこともある。

例えば、特許文献１には、画像形成装置の本体内に配置された現像装置を駆動するための現像駆動列を内蔵した像担持体駆動装置が開示されている。特許文献１の構成によれば、像担持体駆動装置はユニットの状態で像担持体駆動列における位置精度や角度精度あるいは位相合せなどの調整がなされているので、本体フレームへの組み付け後の調整が不要となる。また、ユニット内のスペースを有効に利用して現像駆動列を配置している。

特開２０１０−９７２３３号公報

ところで、相互に駆動伝達を行う複数のギアが噛み合う２つの駆動ユニットを本体フレームに配置する場合、各駆動ユニットのギアの噛み合い位置によっては、各駆動ユニットを本体フレームに対し単独で着脱することが困難な場合があった。そのため、一方の駆動ユニットを着脱する際には他方の駆動ユニットも着脱する必要があり、組み立て性、メンテナンス性が低下するという問題点があった。

本発明は、上記問題点に鑑み、複数の駆動伝達経路により相互に駆動伝達を行う２つの駆動伝達ユニットを別個に着脱可能な駆動伝達機構及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、本体フレームと、第１駆動伝達ユニットと、第２駆動伝達ユニットと、を備えた駆動伝達機構である。第１駆動伝達ユニットは、本体フレームに対して着脱可能であり、複数の第１駆動伝達ギアを有する。第２駆動伝達ユニットは、本体フレームに対して着脱可能であり、第１駆動伝達ギアのそれぞれに噛み合う複数の第２駆動伝達ギアを有する。第１駆動伝達ユニットは、第１駆動伝達ギアの回転軸と直交する方向に移動させることで第２駆動伝達ユニットが本体フレームに装着された状態で本体フレームに対して着脱可能である。第２駆動伝達ユニットは、第２駆動伝達ギアの回転軸方向に移動させることで第１駆動伝達ユニットが本体フレームに装着された状態で本体フレームに対して着脱可能である。

本発明の第１の構成によれば、互いに複数の駆動伝達ギアが噛み合う第１駆動伝達ユニット、第２駆動伝達ユニットを本体フレームに対してそれぞれ独立して着脱可能となる。従って、組み立て作業性、メンテナンス性に優れた駆動伝達機構となる。

本発明の駆動伝達機構３０を構成する第１駆動伝達ユニット２０及び第２駆動伝達ユニット２１を備えたカラープリンター１００の概略構成図 側面フレーム１０１ａに第１駆動伝達ユニット２０及び第２駆動伝達ユニット２１が装着された状態を示す斜視図 第１駆動伝達ユニット２０を前面側から見た斜視図 第２駆動伝達ユニット２１を前面側から見た斜視図 側面フレーム１０１ａに装着された第２駆動伝達ユニット２１を背面側から見た部分斜視図 第１駆動伝達ユニット２０の第１駆動入力ギア２３、第２駆動入力ギア２４と第２駆動伝達ユニット２１の第１駆動出力ギア２７、第２駆動出力ギア２８の噛み合いを示す平面図 第１駆動伝達ユニット２０の第１駆動入力ギア２３と第２駆動伝達ユニット２１の第１駆動出力ギア２７の噛み合いを示す側面断面図 第１駆動伝達ユニット２０の第２駆動入力ギア２４と第２駆動伝達ユニット２１の第２駆動出力ギア２８の噛み合いを示す側面断面図 第１駆動伝達ユニット２０を側面フレーム１０１ａから取り外した状態を示す斜視図 第１駆動伝達ユニット２０を側面フレーム１０１ａから取り外した状態を示す側面図 第２駆動伝達ユニット２１を側面フレーム１０１ａから取り外した状態を示す斜視図 第２駆動伝達ユニット２１を側面フレーム１０１ａから取り外した状態を示す側面図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の駆動伝達機構３０を構成する第１駆動伝達ユニット２０及び第２駆動伝達ユニット２１を備えたカラープリンター１００の内部構成を示す概略断面図である。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄがそれぞれ配設されており、さらに、図１において反時計回り方向に回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させる。次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、トナーコンテナ４ａ〜４ｄによりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤（以下、単に現像剤ともいう）が所定量充填されており、現像装置３ａ〜３ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に現像剤中のトナーが供給され、静電的に付着する。これにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、テンションローラー１０と駆動ローラー１１とに掛け回された中間転写ベルト８を回転させながら一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。一次転写後に感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等はクリーニング装置７ａ〜７ｄにより除去される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、カラープリンター１００内の下部に配置された用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａおよびレジストローラー対１２ｂを介して用紙Ｐが所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送される。トナー像が二次転写された用紙Ｐは定着装置１３へと搬送される。

定着装置１３に搬送された用紙Ｐは、定着ローラー対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは用紙搬送路１８を通過し、そのまま（或いは分岐部１４によって反転搬送路１９に振り分けられ、両面に画像が形成された後）排出ローラー対１５によって排出トレイ１７に排出される。

図２は、第１駆動伝達ユニット２０、第２駆動伝達ユニット２１がカラープリンター１００の側面フレーム１０１ａに装着された状態を示す斜視図である。カラープリンター１００の側面内側には板金製の側面フレーム１０１ａ、１０１ｂが配置されている。一方（図２の手前側）の側面フレーム１０１ａには、定着装置１３、排出ローラー対１５（図１参照）等に駆動力を伝達する第１駆動伝達ユニット２０、第２駆動伝達ユニット２１が装着されている。第１駆動伝達ユニット２０、第２駆動伝達ユニット２１は本発明の駆動伝達機構３０を構成する。

図３は、第１駆動伝達ユニット２０を前面側（図２の手前側）から見た斜視図である。第１駆動伝達ユニット２０は、第１ユニット筐体２０ａの前面側に第１駆動入力ギア２３、第２駆動入力ギア２４が装着されている。第１駆動入力ギア２３、第２駆動入力ギア２４は平歯ギアである。第１ユニット筐体２０ａには側面フレーム１０１ａにビス固定するための複数のビス穴２５が形成されている。

図４は、第２駆動伝達ユニット２１を前面側（図２の手前側）から見た斜視図であり、図５は、側面フレーム１０１ａに取り付けられた第２駆動伝達ユニット２１を背面側から見た部分斜視図である。第２駆動伝達ユニット２１は、第２ユニット筐体２１ａの背面側に第１駆動出力ギア２７、第２駆動出力ギア２８が装着されている。第１駆動出力ギア２７、第２駆動出力ギア２８は平歯ギアであり、第２駆動出力ギア２８は、大径部２８ａと小径部２８ｂとを有する二段ギアである。第２ユニット筐体２１ａの前面側にはクラッチ２９ａ、２９ｂが装着されている。第２ユニット筐体２１ａには側面フレーム１０１ａにビス固定するための複数のビス穴（図示せず）が形成されている。

図６は、第１駆動伝達ユニット２０の第１駆動入力ギア２３、第２駆動入力ギア２４と第２駆動伝達ユニット２１の第１駆動出力ギア２７、第２駆動出力ギア２８の噛み合いを示す正面図である。図７は、第１駆動入力ギア２３と第１駆動出力ギア２７の噛み合いを示す側面断面図（図６のＡＡ矢視断面図）であり、図８は、第２駆動入力ギア２４と第２駆動出力ギア２８の噛み合いを示す側面断面図（図６のＢＢ矢視断面図）である。

第１駆動伝達ユニット２０及び第２駆動伝達ユニット２１を側面フレーム１０１ａに装着した図２の状態で、図６及び図７に示すように、第１駆動入力ギア２３と第１駆動出力ギア２７とが上下方向に噛み合う。また、図６及び図８に示すように、第２駆動入力ギア２４と第２駆動出力ギア２８の小径部２８ｂとが上下方向に噛み合う。

これにより、モーター（図示せず）からの駆動力が第１駆動出力ギア２７を介して第１駆動入力ギア２３に伝達され、第２駆動出力ギア２８を介して第２駆動入力ギア２４に伝達される。第１駆動出力ギア２７と第１駆動入力ギア２３とを含む駆動列は、排出ローラー対１５（図１参照）に回転駆動力を伝達する。第２駆動出力ギア２８と第２駆動入力ギア２４とを含む駆動列は、定着装置１３の定着ローラー対１３ａ（図１参照）の圧解除を行う。

クラッチ２９ａ、２９ｂ（図４参照）はモーターと駆動連結されており、第１駆動出力ギア２７及び第２駆動出力ギア２８は、クラッチ２９ａ、２９ｂに通電されている場合に限り第１駆動入力ギア２３及び第２駆動入力ギア２４に駆動力を伝達する。

次に、側面フレーム１０１ａに対する第１駆動伝達ユニット２０及び第２駆動伝達ユニット２１の着脱手順について説明する。図９及び図１０は、それぞれ第１駆動伝達ユニット２０を側面フレーム１０１ａから取り外した状態を示す斜視図及び側面図である。

側面フレーム１０１ａから第１駆動伝達ユニット２０のみを取り外す場合、先ず第１ユニット筐体２０ａのビス穴２５に締結されているビスを緩めて外す。次に、第１駆動入力ギア２３と第１駆動出力ギア２７との噛み合い部分Ｍ１、及び第２駆動入力ギア２４と第２駆動出力ギア２８との噛み合い部分Ｍ２（図７、図８参照）が離間する方向（図１０の矢印Ｃ方向）に第１駆動伝達ユニット２０を引き抜く。

また、第２駆動伝達ユニット２１が装着された側面フレーム１０１ａに第１駆動伝達ユニット２０を装着する場合は、第１駆動入力ギア２３と第１駆動出力ギア２７、第２駆動入力ギア２４と第１駆動出力ギア２８とが噛み合う方向（図１０の矢印Ｃ′方向）に第１駆動伝達ユニット２０を挿入する。そして、ビス穴２５と側面フレーム１０１ａのビス穴（図示せず）とをビスで締結して第１ユニット筐体２０ａを側面フレーム１０１ａに固定する。

図１１及び図１２は、それぞれ第２駆動伝達ユニット２１を側面フレーム１０１ａから取り外した状態を示す斜視図及び側面図である。

側面フレーム１０１ａから第２駆動伝達ユニット２１のみを取り外す場合、先ず第２ユニット筐体２１ａのビス穴（図示せず）に締結されているビスを緩めて外す。次に、第１駆動出力ギア２７と第２駆動出力ギア２８の回転軸方向（図１２の矢印Ｄ方向）に第２駆動伝達ユニット２１を引き抜く。これにより、第１駆動入力ギア２３と第１駆動出力ギア２７との噛み合い部分Ｍ１、及び第２駆動入力ギア２４と第２駆動出力ギア２８との噛み合い部分Ｍ２（図７、図８参照）がギア歯の溝方向に摺動して離間する。

このとき、第２駆動出力ギア２８の大径部２８ａは引き抜き方向（矢印Ｄ方向）に対して第２駆動入力ギア２４の下流側に位置するため、第２駆動伝達ユニット２１を引き抜く際に第２駆動出力ギア２８の大径部２８ａと第２駆動入力ギア２４とが干渉するおそれはない。

また、第１駆動伝達ユニット２０が装着された側面フレーム１０１ａに第２駆動伝達ユニット２１を装着する場合は、第１駆動出力ギア２７と第２駆動出力ギア２８の回転軸方向（図１２の矢印Ｄ′方向）に第２駆動伝達ユニット２１を挿入する。そして、第２ユニット筐体２１ａを側面フレーム１０１ａにビス固定する。

本実施形態の構成によれば、第１駆動入力ギア２３と第１駆動出力ギア２７、及び第２駆動入力ギア２４と第２駆動出力ギア２８は、それぞれ略同一方向（上下方向）から噛み合うため、第１駆動伝達ユニット２０を第１駆動入力ギア２３、第２駆動入力ギア２４の回転軸と直交する方向（図１０の矢印ＣＣ′方向）に移動させることで第１駆動伝達ユニット２０のみを円滑に着脱可能となる。

また、第２駆動伝達ユニット２１を第１駆動出力ギア２７、第２駆動出力ギア２８の回転軸方向（図１２の矢印ＤＤ′方向）に移動させることで、第２駆動伝達ユニット２１のみを円滑に着脱可能となる。従って、側面フレーム１０１ａに対し第１駆動伝達ユニット２０、第２駆動伝達ユニット２１をそれぞれ独立して着脱可能となり、組み立て作業性、メンテナンス性に優れた駆動伝達機構３０となる。

また、第２駆動伝達ユニット２１の第２駆動出力ギア２８は二段ギアであって、小径部２８ｂに第１駆動伝達ユニット２０の第２駆動入力ギア２４が噛み合うとともに、大径部２８ａが第２駆動伝達ユニット２１の引き抜き方向の下流側（装着方向の上流側）に配置されている。これにより、第２駆動伝達ユニット２１の引き抜き時、及び装着時に第２駆動入力ギア２４と第２駆動出力ギア２８との干渉を回避することができる。

その他、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、図２〜図１２に示した駆動伝達機構３０は一例であり、第１駆動伝達ユニット２０或いは第２駆動伝達ユニット２１を構成するギアの個数や配置は適宜選択することができる。

例えば、上記実施形態では第１駆動伝達ユニット２０が２つの駆動入力ギア２３、２４を備え、第２駆動伝達ユニット２１が２つの駆動出力ギア２７、２８を備え、異なる２つの駆動列によって駆動伝達を行う駆動伝達機構３０について説明したが、駆動入力ギア及び駆動出力ギアをそれぞれ３つ以上備えた構成としても良い。また、第１駆動伝達ユニット２０から第２駆動伝達ユニット２１へ駆動力が伝達される構成であっても良い。

また、上記実施形態では第２駆動伝達ユニット２１の第２駆動出力ギア２８を大径部２８ａと小径部２８ｂとを有する二段ギアとしたが、二段ギアに限らず、大径部２８ａと小径部２８ｂとを含む多段ギアであっても良い。

また、上記実施形態では第１駆動出力ギア２７、第２駆動出力ギア２８が平歯ギアである構成について説明したが、第１駆動出力ギア２７、第２駆動出力ギア２８がはすばギアであっても良い。はすばギアはギア歯の溝方向が回転軸に対して平行ではなく所定の角度を有している。そのため、第２駆動伝達ユニット２１の引き抜き時、及び装着時に第２駆動出力ギア２８の回転軸方向へ移動させると、はすばギアに回転方向の負荷が加わることになる。しかし、上記実施形態のようにユニット状態であればギアの回転負荷も軽減されるため、第２駆動伝達ユニット２１を第２駆動出力ギア２８の回転軸方向へ移動させたとき第１駆動出力ギア２７、第２駆動出力ギア２８が負荷を逃がす方向に所定角度だけ回転し、第２駆動伝達ユニット２１を円滑に着脱することができる。

また本発明は、図１に示したようなタンデム式のカラープリンター１００に限らず、モノクロ及びデジタル複合機、モノクロプリンター、ファクシミリ等の種々の画像形成装置に利用可能である。

本発明は、駆動力を伝達する駆動伝達機構に利用可能である。本発明の利用により、複数の駆動伝達経路により相互に駆動伝達を行う２つの駆動伝達ユニットを本体フレームに対してそれぞれ独立して着脱可能となるため、組み立て作業性、メンテナンス性に優れた駆動伝達機構を提供することができる。

Claims (4)

1. 本体フレームと、
   前記本体フレームに対して着脱可能であり、複数の第１駆動伝達ギアを有する第１駆動伝達ユニットと、
   前記本体フレームに対して着脱可能であり、前記第１駆動伝達ギアのそれぞれに噛み合う複数の第２駆動伝達ギアを有する第２駆動伝達ユニットと、
   を備え、
   前記第１駆動伝達ユニットは、前記第１駆動伝達ギアの回転軸と直交する方向に移動させることで前記第２駆動伝達ユニットが前記本体フレームに装着された状態で前記本体フレームに対して着脱可能であり、
   前記第２駆動伝達ユニットは、前記第２駆動伝達ギアの回転軸方向に移動させることで前記第１駆動伝達ユニットが前記本体フレームに装着された状態で前記本体フレームに対して着脱可能であり、
   前記第２駆動伝達ギアのいずれか１つは、前記第１駆動伝達ギアが噛み合う小径部と、前記小径部に隣接して一体形成される１つ以上の大径部と、を含む多段ギアであり、
   前記多段ギアは、前記本体フレームから前記第２駆動伝達ユニットを分離する際は前記大径部が前記多段ギアに噛み合う前記第１駆動伝達ギアに対して前記第２駆動伝達ユニットの移動方向の下流側に位置し、前記本体フレームに前記第２駆動伝達ユニットを装着する際は前記大径部が前記多段ギアに噛み合う前記第１駆動伝達ギアに対して前記第２駆動伝達ユニットの移動方向の上流側に位置することを特徴とする駆動伝達機構。
2. 前記第１駆動伝達ギアは、それぞれ対応する前記第２駆動伝達ギアに対して略同一方向から噛み合うことを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達機構。
3. 前記第１駆動伝達ギアおよび前記第２駆動伝達ギアは、平歯ギアであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の駆動伝達機構。
4. 請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の駆動伝達機構を備えた画像形成装置。