JP6864821B2 - 間欠駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
軸と、
前記軸に回転自在に支持される入力歯車と、
前記軸に回転自在に支持される出力歯車と、
前記入力歯車の中心軸周りに形成された第1の内側インボリュートスプライン歯と噛合する第1の外側インボリュートスプライン歯が形成された第1の連結部と、前記出力歯車の中心軸周りに形成された第2の内側インボリュートスプライン歯と噛合する第2の外側インボリュートスプライン歯が形成された第2の連結部と、からなり、軸方向に付勢されて移動可能に支持されるとともに前記入力歯車と連結した状態で回転し前記出力歯車と連結した状態及びその連結を解除した状態のいずれかに切り替わる連結部材と、
前記連結部材と一体に移動可能に支持された移動部材と、
前記軸に駆動歯車の駆動力を受けて回転可能に支持され前記移動部材を前記軸方向に移動させて前記連結部材を前記出力歯車と連結した状態及びその連結を解除した状態のいずれかに誘導する形状のカム面を有するカム部材と、
前記カム部材を前記軸回りに回転させる力を付与する回転付与部材と、
前記カム部材の回転動作を阻止する状態と前記回転動作を許容する状態のいずれかに切り替える切換え部材と、を備えた、
ことを特徴とする。
前記第2の内側インボリュートスプライン歯と前記第2の外側インボリュートスプライン歯は、ハスバ歯車であり、
ハスバの向きは、前記第2の内側インボリュートスプライン歯と前記第2の外側インボリュートスプライン歯の連結時に、前記連結部材が移動方向において前記出力歯車に付勢されるように設定される、
ことを特徴とする。
前記移動部材は、一面側に前記カム部材の前記カム面と接触して前記連結部材を軸方向に移動させる突起部を有する、
ことを特徴とする。
前記カム部材は、外周部の異なる位置に歯車部と歯の一部が欠如した歯欠け部を有する歯欠け歯車部を有し、前記切換え部材が前記カム部材に形成された突出部に接触して前記カム部材の回転動作を阻止する一方で前記突出部から離間して前記カム部材の回転動作を許容して、前記歯車部が前記駆動歯車に噛合して回転動作する、
ことを特徴とする。
前記カム面は前記軸方向に対して第1の傾斜を有する第1傾斜部、前記第1の傾斜より急峻な第2の傾斜を有する第2傾斜部が前記第1傾斜部と前記第2傾斜部との境界の変極点に対して連続して形成され、前記突起部は前記第1傾斜部と接触する第1傾斜面と前記第2傾斜部と接触する第1傾斜面より急峻な第2傾斜面が第1傾斜面と第2傾斜面との境界の変極点に対して連続して形成されている、
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
前記入力歯車と前記カム部材は互いに反対方向に回転する、
ことを特徴とする。
前記入力歯車と前記カム部材は互いに同方向に回転する、
ことを特徴とする。
駆動源と、
前記駆動源の駆動力を前記入力歯車に伝達する歯車と、
複数の被回転体と、を備え、
前記複数の被回転体のうち、少なくともいずれか1つの被回転体の回転駆動に、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の間欠駆動装置を用いる、
ことを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、連結時の衝撃を抑制することができる。
請求項3に記載の発明によれば、間欠駆動装置を小型化して省スペースとすることができる。
請求項4に記載の発明によれば、駆動力の伝達及び切断を迅速に行うことができる。
請求項5に記載の発明によれば、切換えに伴う騒音を抑制しつつ駆動力の伝達及び切断を確実に行うことができる。
請求項6に記載の発明によれば、駆動力の伝達及び切断を確実に行うとともに切換えに伴う騒音を抑制することができる。
請求項7に記載の発明によれば、駆動力の伝達及び切断を確実に行うことができる。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とする。
(1)画像形成装置の全体構成及び動作
図1は本実施形態に係る画像形成装置1の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置1の全体構成及び動作を説明する。
現像ユニット40各々は、現像ハウジング41に収容される現像剤を除いて同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
定着トナー像が形成された用紙Pは、搬送ローラ対68を介して排出ローラ対69から画像形成装置1上面の排出トレイ1aに排出される。
図2(a)は間欠駆動装置110を含む駆動力伝達装置100の駆動力伝達側に視点をおいた斜視図、(b)は駆動力伝達側に視点をおいた平面図、図3は間欠駆動装置110の主要部を示す斜視図、図4は間欠駆動装置110の主要部を示す分解斜視図、図5(a)は間欠駆動装置110の主要部を示す平面図、(b)は断面模式図、図6(a)、(b)は入力歯車112の斜視図、図7(a)は連結部材114の入力歯車112側の正面図、(b)は連結突起114d側に視点をおいた斜視図、図8は出力歯車の斜視図、図9(a)、(b)は移動部材115の斜視図、図10(a)、(c)はカム部材117の斜視図、(b)(d)は斜視図である。
以下、図面を参照しながら駆動力伝達装置100の構成について説明する。
駆動力伝達装置100は、枠体101に、駆動モータM1、M2(不図示)からの回転駆動力を伝達する複数の歯車G、歯車Gの回転を被回転体としての感光体ドラム31に伝達する第1駆動側継手部102、歯車Gの回転を被回転体としての現像ローラ42に伝達する第2駆動継手部103、第2駆動継手部103への回転駆動力の伝達及び切断の切換えを行う間欠駆動装置110を備えて構成されている。
感光体ユニット30及び現像ユニット40は、装置本体の前面側から装置本体に対して案内レール(不図示)に沿って装着されるように構成され、所定の位置で駆動力伝達装置100から回転駆動を受けるように連結される。
図3ないし図10に示すように、間欠駆動装置110は、枠体101に立設される軸111と、入力歯車112と、出力歯車113と、連結部材114と、移動部材115と、連結部材114を出力歯車113に向けて付勢する付勢部材としてのスプリング116と、カム部材117と、カム部材117に軸111回りに回転力を付与する回転付与部材としてのトーションスプリング118と、切換え部材としてのソレノイド119とを備えている。
その結果、カム部材117は常に段差部117Cをトーションスプリング118で押圧された状態で、ソレノイド119の揺動片119aが突起部117Bと係合した状態でから離間したときにトーションスプリング118の押圧力で回転動作を開始(図11中 矢印R1参照)して、歯欠け歯車部117Aの歯車部117Aaが駆動力伝達装置100に配置された駆動歯車G3と対向して噛み合う状態になる。
その結果、カム面117Dが、連結部材114と一体に移動可能に支持された移動部材115の突起部115Aと接触しながら移動部材115を軸方向に移動させて連結部材114を出力歯車113と連結した状態及びその連結を解除した状態のいずれかに誘導する。
カム部材117のカム面117Dの第1傾斜部117Da又は第2傾斜部117Dbがそれぞれ、突起部115Aの第1傾斜面115Aa又は第2傾斜面115Abと接触している状態では、連結部材114はスプリング116に付勢されて連結突起114dと出力歯車113の被連結突起113dが係合して駆動力の伝達状態となっている。
図11は回転動作が禁止されている状態のカム部材117の駆動力伝達装置100における駆動歯車に対する位置を出力歯車113を省いて示す正面図、図12はカム部材117の回転動作を示す模式図であり、(a)は回転動作が禁止された状態、(b)は回転動作が許容され歯車部117Aaが駆動歯車と噛合し始めた状態、(c)は歯車部117Aaと駆動歯車との噛合が終了する状態を示している。
図13は移動部材115の突起部115Aとカム部材117のカム面117Dとの接触状態を示す斜視模式図であり、(a)は入力歯車112と出力歯車113の連結が解除された状態、(b)は連結が解除された状態から連結される途上の状態、(c)は連結された状態、(d)は連結された状態から連結が解除される途上の状態を示している。
図14は間欠駆動装置110の動作状態を示す断面模式図であり、(a)は入力歯車112と出力歯車113の連結が解除された状態、(b)は連結が解除された状態から連結される途上の状態、(c)は連結された状態、(d)は連結された状態から連結が解除される途上の状態を示している。
以下、図面を参照しながら間欠駆動装置110の駆動力の伝達及び切断動作について説明する。
その結果、入力歯車112と出力歯車113は連結状態となり、出力歯車113へ駆動力が伝達され、第2駆動継手部103を介して現像ローラ42が回転を開始する。
その結果、入力歯車112と出力歯車113は連結が解除された状態となり、出力歯車113への駆動力が切断され、現像ローラ42は回転を停止する。
間欠駆動装置110は、入力歯車112と移動可能に連結した状態で回転する連結部材114と一体に移動可能に支持された移動部材115を軸方向に移動させて、連結部材114を出力歯車113と連結した状態及びその連結を解除した状態のいずれかに誘導する形状のカム面117Dと、外周面の異なる位置に歯欠け部117Abを有する歯欠け歯車部117Aを有するカム部材117が、同軸上に構成されている。そのために、間欠駆動装置110を構成する構成部品の点数がより少なく駆動力伝達装置100内に省スペースで配設することができる。
そのために、ソレノイド119に揺動可能に設けられた揺動片119aが突起部117Bと係合するときの衝撃が緩和され、カム部材117の半回転毎にカム部材117の回転移動を確実に停止させることができる。
さらに、歯欠け歯車部117Aの歯車部117Aaが駆動力伝達装置100に配置された駆動歯車G3と噛み合い始めるときの騒音を抑制することができる。
一方、連結部材114と出力歯車113とが連結されて駆動力が伝達されている状態から、駆動力の伝達を切断するときは、カム面117Dの緩やかな傾斜を有する第1傾斜部117Daが突起部115Aの緩やか傾斜を有する第1傾斜面115Aaと接触しながら、移動部材115をスプリング116の付勢力に抗して入力歯車112側へ押し下げて連結部材114と出力歯車113との連結が解除される。そのために、連結部材114と移動部材115の接触に起因する衝撃音を緩和して騒音を抑制することができる。
図15は本実施形態に係る間欠駆動装置210を含む駆動力伝達装置200の駆動力伝達側に視点をおいた平面図、図16は間欠駆動装置210の主要部を示す分解斜視図、図17(a)は間欠駆動装置210の主要部を示す平面図、(b)は断面模式図、図18(a)、(b)は入力歯車212の斜視図、図19(a)は連結部材214の斜視図、(b)は第1の連結部214A側の正面図、(c)は第2の連結部214B側の正面図、図20は出力歯車の斜視図、図21(a)は第1の移動部材215の斜視図、(b)は正面図、(c)は第2の移動部材216の斜視図である。
以下、図面を参照しながら間欠駆動装置210の構成と動作について説明するが、第1実施形態に係る間欠駆動装置110と同一の構成要素には同一の符号を付し、その詳細な説明は省略する。
(1.1)駆動力伝達装置の全体構成
駆動力伝達装置200は、枠体201に、駆動モータM1、M2(不図示)からの回転駆動力を伝達する複数の歯車G、歯車Gの回転を被回転体としての感光体ドラム31に伝達する第1駆動側継手部202、歯車Gの回転を被回転体としての現像ローラ42に伝達する第2駆動継手部203、第2駆動継手部203への回転駆動力の伝達及び切断の切換えを行う間欠駆動装置210を備えて構成されている。
図16及び図17に示すように、間欠駆動装置210の主要部は、軸211と、入力歯車212と、出力歯車213と、連結部材214と、第1の移動部材215と、第2の移動部材216と、連結部材214を出力歯車213に向けて付勢する付勢部材としてのスプリング217(図17(b) 参照)と、カム部材117とを備えている。
そして、間欠駆動装置210は、第1実施形態に係る間欠駆動装置110と同様に、カム部材117に軸211回りに回転力を付与する回転付与部材としてのトーションスプリング218と、切換え部材としてのソレノイド119を備えている(図15 参照)。
連結部材214は、第1の連結部214Aと第2の連結部214Bの中心を貫通する軸孔214dを有し、軸211に挿通されて、軸方向に移動可能に支持される。
第2の外側インボリュートスプライン歯214bは、後述する出力歯車213に形成された第2の内側インボリュートスプライン歯213dと噛合して出力歯車213に入力歯車212の回転駆動を伝達する。
具体的には、入力歯車212及び出力歯車213の回転方向に3度ないし5度のねじれ角を有するように形成され、連結時の歯飛び及び衝撃音の発生を抑制している。
歯欠け歯車部117Aは、歯車部117Aaが駆動力伝達装置200に配置された駆動歯車G3(図15に図示)と対向して噛み合う状態と、歯欠け部117Abが駆動歯車G3と対向することで歯車部117Aaが駆動歯車G3と噛み合わない状態のいずれかの状態になる。
図22は回転動作が禁止されている状態のカム部材117の駆動力伝達装置200における駆動歯車に対する位置を出力歯車213を省いて示す正面図、図23は間欠駆動装置210の動作状態を示す断面模式図であり、(a)は入力歯車112と出力歯車113の連結が解除された状態、(b)は連結された状態を示している。
以下、図面を参照しながら間欠駆動装置210の駆動力の伝達及び切断動作について説明する。
そのために、間欠駆動装置210を介して駆動モータM1の回転駆動を受ける第2駆動継手部203は回転を停止して現像ローラ42は回転していない。
その結果、入力歯車212と出力歯車213は連結状態となり、出力歯車213へ駆動力が伝達され、第2駆動継手部203を介して現像ローラ42が回転を開始する。
間欠駆動装置210は、入力歯車212と移動可能に連結した状態で回転する連結部材214と一体に移動可能に支持された第1の移動部材215及び第2の移動部材216を軸方向に移動させて、連結部材214を出力歯車213と連結した状態及びその連結を解除した状態のいずれかに誘導するカム部材117が、同軸上に構成されている。
そのために、間欠駆動装置210を構成する構成部品の点数がより少なく駆動力伝達装置200内に省スペースで配設することができる。
連結部材214の第2の連結部214Bは、出力歯車213の中心軸周りに形成された第2の内側インボリュートスプライン歯213dと噛合する第2の外側インボリュートスプライン歯214bを有し、回転調心作用を有するとともに、出力歯車213に入力歯車212から伝達されるより大きな回転駆動力を伝達することができる。
そのために、第2の内側インボリュートスプライン歯213dと第2の外側インボリュートスプライン歯214bの連結時に、連結部材214が移動方向において出力歯車213に付勢され、連結時の歯飛び及び衝撃音の発生が抑制される。
そのために、カム部材117と連結部材214が互いに接触して相対回転する場合に発生しやすい磨耗及び連れ回りが抑制され、間欠駆動装置としての駆動力の連結、解除が確実に行われる。
10・・・制御装置
20・・・給紙装置
30・・・感光体ユニット
31・・・感光体ドラム
40・・・現像装置
42・・・現像ローラ
50・・・転写装置
60・・・定着装置
100、200・・・駆動力伝達装置
101・・・枠体
102・・・第1駆動側継手部
103・・・第2駆動側継手部
110、210・・・間欠駆動層
111、211・・・軸
112、212・・・入力歯車
113、213・・・出力歯車
113d・・・被連結突起
114・・・連結部材
114d・・・連結突起
115・・・移動部材
115A・・・突起部
115Aa・・・第1傾斜面
115Ab・・・第2傾斜面
116、217・・・スプリング
117・・・カム部材
117A・・・歯欠け歯車部
117B・・・突起部
117C・・・段差部
117D・・・カム面
117Da・・・第1傾斜部
117Db・・・第2傾斜部
118、218・・・トーションスプリング
119・・・ソレノイド
Claims (8)
- 軸と、
前記軸に回転自在に支持される入力歯車と、
前記軸に回転自在に支持される出力歯車と、
前記入力歯車の中心軸周りに形成された第1の内側インボリュートスプライン歯と噛合する第1の外側インボリュートスプライン歯が形成された第1の連結部と、前記出力歯車の中心軸周りに形成された第2の内側インボリュートスプライン歯と噛合する第2の外側インボリュートスプライン歯が形成された第2の連結部と、からなり、軸方向に付勢されて移動可能に支持されるとともに前記入力歯車と連結した状態で回転し前記出力歯車と連結した状態及びその連結を解除した状態のいずれかに切り替わる連結部材と、
前記連結部材と一体に移動可能に支持された移動部材と、
前記軸に駆動歯車の駆動力を受けて回転可能に支持され前記移動部材を前記軸方向に移動させて前記連結部材を前記出力歯車と連結した状態及びその連結を解除した状態のいずれかに誘導する形状のカム面を有するカム部材と、
前記カム部材を前記軸回りに回転させる力を付与する回転付与部材と、
前記カム部材の回転動作を阻止する状態と前記回転動作を許容する状態のいずれかに切り替える切換え部材と、を備えた、
ことを特徴とする間欠駆動装置。 - 前記第2の内側インボリュートスプライン歯と前記第2の外側インボリュートスプライン歯は、ハスバ歯車であり、
ハスバの向きは、前記第2の内側インボリュートスプライン歯と前記第2の外側インボリュートスプライン歯の連結時に、前記連結部材が移動方向において前記出力歯車に付勢されるように設定される、
ことを特徴とする請求項1に記載の間欠駆動装置。 - 前記移動部材は、一面側に前記カム部材の前記カム面と接触して前記連結部材を軸方向に移動させる突起部を有する、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の間欠駆動装置。 - 前記カム部材は、外周部の異なる位置に歯車部と歯の一部が欠如した歯欠け部を有する歯欠け歯車部を有し、前記切換え部材が前記カム部材に形成された突出部に接触して前記カム部材の回転動作を阻止する一方で前記突出部から離間して前記カム部材の回転動作を許容して、前記歯車部が前記駆動歯車に噛合して回転動作する、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の間欠駆動装置。 - 前記カム面は前記軸方向に対して第1の傾斜を有する第1傾斜部、前記第1の傾斜より急峻な第2の傾斜を有する第2傾斜部が前記第1傾斜部と前記第2傾斜部との境界の変極点に対して連続して形成され、前記突起部は前記第1傾斜部と接触する第1傾斜面と前記第2傾斜部と接触する第1傾斜面より急峻な第2傾斜面が第1傾斜面と第2傾斜面との境界の変極点に対して連続して形成されている、
ことを特徴とする請求項3に記載の間欠駆動装置。 - 前記入力歯車と前記カム部材は互いに反対方向に回転する、
ことを特徴とする請求項1に記載の間欠駆動装置。 - 前記入力歯車と前記カム部材は互いに同方向に回転する、
ことを特徴とする請求項1に記載の間欠駆動装置。 - 駆動源と、
前記駆動源の駆動力を前記入力歯車に伝達する歯車と、
複数の被回転体と、を備え、
前記複数の被回転体のうち、少なくともいずれか1つの被回転体の回転駆動に、請求項1ないし7のいずれか1項に記載の間欠駆動装置を用いる、
ことを特徴とする画像形成装置。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
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