JP7302312B2 - 駆動力伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、クラッチを備える駆動力伝達装置及びこの駆動力伝達装置を備えた画像形成装置に関する。

画像形成装置には、モーターで発生する駆動力（回転力）を、感光体ドラムの回転軸や搬送ローラーの回転軸に伝達する駆動力伝達装置が備えられている。このような駆動力伝達装置には、回転力の伝達が可能な状態と回転力の伝達を遮断する状態とに切り替え可能な電磁クラッチが備えられる場合がある。電磁クラッチは、ローターとアーマチュアとが連結する連結部を有し、両者の連結及び連結の解除によって、回転力の伝達と伝達の遮断が切り替えられるようになっている。回転力は出力シャフトに伝達され、この出力シャフトに固定された出力ギアの回転が、感光体ドラムの回転軸や搬送ローラーの回転軸に固定された入力ギアに伝達されるようになっている。

一般に、出力シャフトの端部はグリスを介して軸受に回転可能に支持されている。出力シャフトは高速で回転するので、グリスが軸受から飛び散ることがある。飛び散ったグリスが電磁クラッチの内部に侵入して連結部に付着すると、両部材が互いに滑ってしまい、回転力の伝達と伝達の遮断とを正確に実行できなくなってしまう。

そこで、特許文献１には、駆動源からの駆動力を伝達する駆動伝達手段と、駆動伝達手段からの駆動力を選択的に伝達するクラッチ手段との連結部を覆うカバーを設けた画像形成装置が記載されている。また、特許文献２には、ギアに付着した潤滑剤の飛び散りを防止するカラーを設けた駆動伝達装置が記載されている。

特開２００３－４０４８０号公報 特開２００６－３２９３１８号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載の画像形成装置や特許文献２に記載の駆動伝達装置では、外部からの異物（グリスやトナー）の侵入を防止することは可能であるが、軸受からのグリスの飛び散りには、十分に対応できない。また、カバーやカラーは、比較的寸法が大きいため、コストが高くなるという問題もある。

そこで本発明は上記事情を考慮し、軸受から飛び散ったグリスがクラッチへ侵入することを安価な方法で抑制できる駆動力伝達機構及びこの駆動力伝達機構を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決するため、本発明の駆動力伝達装置は、回転力の伝達と伝達の遮断とを切り替え可能なクラッチと、前記クラッチの回転力を出力する出力シャフトと、前記出力シャフトの端部を、グリスを介して回転可能に支持する軸受と、前記出力シャフトの端部に外挿されて、前記クラッチと前記軸受との間に配置される環状のシムと、を備え、前記シムは、前記出力シャフトの端部が挿通される貫通孔を有し、該貫通孔は前記出力シャフトの端部の断面形状と同形状であり、前記出力シャフトの端部の外周面と前記貫通孔の周縁とが密接していることを特徴とする。

本発明の駆動力伝達装置において、前記出力シャフトの端部は、前記出力シャフトの軸方向に平行な平坦面を有し、前記シムは、前記平坦面に対応する前記貫通孔の周縁から内側に突き出した突出片を有し、前記突出片は、前記出力シャフトの端部が前記貫通孔に挿通された際に、前記平坦面に沿うように折り曲げられて、前記平坦面に摩擦接触することを特徴としてもよい。

本発明の駆動力伝達装置において、前記出力シャフトの端部は、周方向に沿った環状溝を有し、前記貫通孔は、前記環状溝の底面における前記出力シャフトの端部の断面形状と同形状であり、前記シムの内周部が、前記環状溝に嵌合していることを特徴としてもよい。

本発明の画像形成装置は、前記駆動力伝達装置と、前記駆動力伝達装置によって回転力が伝達されて回転する回転体と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、出力シャフトと軸受との間に隙間が開いていた場合に、隙間をシムで塞ぐことができるので、隙間を通ってグリスが軸受から電磁クラッチの側に飛び散ることを防ぐことができ、グリスの侵入による電磁クラッチの動作不良を抑制できる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を模式的に示す正面図である。 本発明の一実施形態に係る駆動力伝達機構を示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る駆動力伝達機構において、電磁クラッチ及び軸受を示す断面図である。 本発明の第１の実施形態に係る駆動力伝達機構において、出力シャフト、軸受、シムを示す斜視図である。 本発明の第１の実施形態に係る駆動力伝達機構において、出力シャフト、軸受、シムを示す断面図である。 本発明の第２の実施形態に係る駆動力伝達機構において、出力シャフト、軸受、シムを示す斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る駆動力伝達機構において、出力シャフト、軸受、シムを示す断面図である。 本発明の第３の実施形態に係る駆動力伝達機構において、出力シャフト、軸受、シムを示す斜視図である。 本発明の第３の実施形態に係る駆動力伝達機構において、出力シャフト、軸受、シムを示す断面図である。

以下、図面を参照しつつ、本発明の一実施形態に係る回転力伝達機構及び画像形成装置について説明する。

まず、図１を参照して、画像形成装置の全体の主な構成について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略を示す模式図である。以下、図１における紙面手前側を、画像形成装置の正面側（前側）とする。各図のＦｒ、Ｒｒ、Ｌ，Ｒは、画像形成装置の前側、後側、左側、右側をそれぞれ示す。

画像形成装置１の装置本体３には、給紙カセット５と、給紙装置７と、画像形成部９と、定着装置１１と、排出装置１３と、排出トレイ１５と、が備えられている。さらに、装置本体３には、給紙装置７から、画像形成部９と定着装置１１とを通って排出装置１３に向かって、給紙カセット５に収容された用紙Ｓが搬送される搬送経路１７が形成されている。

給紙装置７は、用紙Ｓの給紙方向に沿って順に配置されたピックアップローラー２１と給紙ローラー２３と、を備えている。ピックアップローラー２１は、給紙カセット５に収容されている用紙Ｓの最上の用紙に接触して回転し、給紙ローラー２３に向けて用紙Ｓを送り出す。給紙ローラー２３は、ピックアップローラー２１で送り出された用紙Ｓを搬送経路１７に送り出す。

画像形成部９は、回転可能な感光体ドラム２５と、感光体ドラム２５の周囲に沿って、感光体ドラム２５の回転方向に順に配置された、帯電装置２７と、現像装置２９と、転写ローラー３１と、クリーニング装置３３と、を備えている。さらに、画像形成部９は、露光装置３５とトナーコンテナ３７と、を備えている。

帯電装置２７は、感光体ドラム２５を一定の電位に帯電させる。露光装置３５は、感光体ドラム２５にレーザー光を照射して、感光体ドラム２５に画像データに対応した静電潜像を形成する。現像装置２９は、感光体ドラム２５に形成された静電潜像をトナー像に現像する。トナーコンテナ３７は現像装置２９に接続して、トナーを現像装置２９に補給する。転写ローラー３１は、感光体ドラム２５に形成されたトナー像を用紙Ｓに転写する。クリーニング装置３３は、トナー像が用紙に転写された後で、感光体ドラム２５に残留したトナーを除去する。

定着装置１１は、画像形成部９で形成されたトナー像を用紙Ｓに定着する。排出装置１３は、トナー像が定着された用紙Ｓを排出する。排出トレイ１５には、排出装置１３で排出された用紙Ｓが積載される。

さらに、搬送経路１７には、２組の搬送ローラー対４１及び４３と、レジストローラー対４５と、が備えられている。各ローラー対は、回転体としての駆動ローラーと、駆動ローラーに従動して回転する従動ローラーと、を有している。一つ目の搬送ローラー対４３は、用紙Ｓの搬送方向において、給紙装置７の下流側に配置されている。二つ目の搬送ローラー対４３は、定着装置１１と排出装置１３の間に配置されている。レジストローラー対４５は、一つ目の搬送ローラー対４１と画像形成部９との間に配置されている。レジストローラー対４５は、回転を停止することで用紙Ｓのスキューを補正した後、所定のタイミングで回転して用紙Ｓを画像形成部９へ送り出す。

給紙装置７の給紙ローラー２３、一つ目の搬送ローラー対４１の駆動ローラー、レジストローラー対４５の駆動ローラーは、駆動力伝達装置４７によって駆動される。

図２を参照して、駆動力伝達装置４７について説明する。図２は駆動力伝達装置を示す斜視図である。

駆動力伝達装置４７は、モーター５１と、複数個の出力ギア５３と、電磁クラッチ５５と、を備えている。モーター５１と、複数個の出力ギア５３と、電磁クラッチ５５とは、ケース５７に回転可能に支持されている。複数個の出力ギア５３及び電磁クラッチ５５には、アイドルギアを介してモーター５１の駆動力（回転力）が伝達される。複数個の出力ギア５３及び電磁クラッチ５５は、各駆動ローラーに固定された入力ギアに接続している。これにより、モーター５１の駆動力によって各駆動ローラーが回転するようになっている。

次に、電磁クラッチ５５について、図３～図５を参照して説明する。図３は電磁クラッチ及び軸受を示す断面図、図４は出力シャフト、軸受、シムを示す斜視図、図５は出力シャフト、軸受、シムを示す断面図である。

電磁クラッチ５５は、磁力によって連結可能なローターとアーマチュアとを有し、通電されることで発生する磁力によって両者が連結され、通電が遮断されると磁力が消滅して両者の連結が解除される。両者が連結されると、ローターと一体に回転する入力ギア６１に入力された回転力が、アーマチュアと一体に回転する出力シャフト６３に伝達され、出力シャフト６３が回転する。両者の連結が解除されると、入力ギア６１から出力シャフト６３への回転力の伝達が遮断されて、出力シャフト６３が回転しない。このように、電磁クラッチ５５は、通電と非通電とによって、入力ギア６１に入力された回転力を出力シャフト６３に伝達させる作動状態と、出力シャフト６３への回転力の伝達を遮断する非作動状態と、に切り替えられるようになっている。

出力シャフト６３の端部６５は、断面形状がＤ字状に形成されている。このような形状とすることで、出力シャフト６３がローターに回り止めされて、ローターと一体に回転する。具体的には、出力シャフト６３の端部６５の外周面は、出力シャフト６３の軸方向と平行な平面部６５ａと、略半円筒状の曲面部６５ｂと、を有している。出力シャフト６３の端部６５には、出力ギア６７が一体に回転するように支持されている。出力ギア６７は、前述のように、アイドルギアを介して駆動ローラーの入力ギアに接続している。

出力シャフト６３の端部６５は、軸受７１を介してケース５７に回転可能に支持されている。軸受７１は断面形状が円形の軸孔７３を有している。軸孔７３の周面にはグリスが塗布されている。軸受７１と電磁クラッチ５５との間には、シム８１が配置されている。

第１の実施例に係るシム８１について説明する。図４に示されるように、シム８１は、所定の厚さと、軸受７１の外径と同等の外径と、を有する環状の薄片である。シム８１の中心には、貫通孔８３が開けられている。貫通孔８３は、出力シャフト６３の端部６５の断面形状と同形状、すなわち、Ｄ形状を有している。具体的には、貫通孔８３の周縁は、出力シャフト６３の軸方向と直交する方向に沿った直線部８３ａと、円弧状の湾曲部８３ｂと、を有している。シム８１は、摺動性の高い樹脂（例えば、ナイロン樹脂（ポリスライダ―(登録商標)）で形成されている。

シム８１の貫通孔８３には、出力シャフト６３の端部６５（出力ギア６７とは反対側の端部）が挿通される。このように、シム８１は、出力シャフト６３の端部６５が貫通孔８３に挿通されることで、電磁クラッチ５５と軸受７１との間に挟まれるようになっている。出力シャフト６３の端部６５の断面形状と貫通孔８３の形状は同じであるので、貫通孔８３の周縁は出力シャフト６３の端部６５の外周面にほぼ密着する。具体的には、貫通孔８３の直線部８３ａが端部６５の平面部６５ａに密着し、貫通孔８３の湾曲部８３ｂが端部６５の曲面部６５ｂに密着する。

出力シャフト６３の端部６５の断面形状はＤ字状であり、軸受７１の軸孔７３の断面形状は円形であるので、図５にわかりやすく示されるように、出力シャフト６３の端部６５の外周面の平面部６５ａと、軸受７１の軸孔７３の周面との間には隙間Ｓが開く。シム８１は、この隙間Ｓを、電磁クラッチ５５の側から塞いでいる。

上記構成を有する駆動力伝達装置４７において、モーター５１が駆動されると、モーター５１で発生した回転力が、アイドルギアを介して電磁クラッチ５５の入力ギア６１に伝達される。電磁クラッチ５５が作動状態に切り換えられると、入力ギア６１に伝達された回転力が出力シャフト６３に伝達され、出力シャフト６３と共に出力ギア６７が回転する。出力ギア６７の回転は、アイドルギアを介して駆動ローラーの入力ギアに伝達され、駆動ローラーが回転する。

出力シャフト６３の回転時、出力シャフト６３の端部６５は軸受７１に対して摺動する。軸受７１の軸孔７３の周面にはグリスが塗布されているので、出力シャフト６４の端部６５は軸受７１に対して円滑に摺動する。この際、出力シャフト６３の回転によってグリスが飛び散る場合がある。グリスが、出力シャフト６３と軸受７１との間の隙間Ｓに飛び散っても、隙間Ｓは電磁クラッチ５５の側からシム８１で塞がれているので、電磁クラッチ５５の側には飛び散らない。なお、シム８１は出力シャフト６３と共に回転する。

上記説明したように本発明によれば、出力シャフト６３の端部６５の外周面と軸受７１の軸孔７３の周面との間に隙間Ｓが開いていた場合に、隙間Ｓをシム８１で塞ぐことができる。したがって、隙間Ｓを通ってグリスが軸受７１から電磁クラッチ５５の側に飛び散ることを防ぐことができ、グリスの侵入による電磁クラッチ５５の動作不良を抑制できる。

次に、第２の実施例に係るシム８１について、図６及び図７を参照して説明する。図６は出力シャフト、軸受、シムを示す斜視図、図７は出力シャフト、軸受、シムを示す断面図である。

第２の実施形態に係るシム８１には、貫通孔８３の周縁の直線部８３ａから、貫通孔８３の内側に向かって突き出る突出片８５が形成されている。突出片８５は、直線部８３ａよりもやや幅の狭い横長の長方形状を有している。

出力シャフト６３の端部６５がシム８１の貫通孔８３に挿通されると、突出片８５は直線部８３ａに沿った線で略直角に折り曲げられて、あるいは、弾性変形して、図７に示されるように、端部６５の平面部６５ａに密着する。詳細には、出力シャフト６３の端部６５を、シム８１の貫通孔８３に通していくと、出力シャフト６３の端面によって突出片８５が電磁クラッチ５５とは反対の方向に押し込まれ、突出片８５が弾性変形して、直線部８３ａに沿った線で略直角に折り曲げられる、あるいは、弾性変形する。突出片８５は、端部６５の平面部６５ａと軸受７１の軸孔７３の周面との間の隙間Ｓに折り曲げられるので、折り曲げられた突出片８５が軸受７１に干渉しない。

第２の実施例によれば、出力シャフト６４と軸受７１の隙間を通ってグリスが軸受７１から電磁クラッチ５５の側に飛び散ることを防いで、グリスの侵入による電磁クラッチ５５の動作不良を抑制できる。さらに、シム８１の突出片８５の表面と出力シャフト６３の端部６５の平面部６５ａとの摩擦接触及び突出片８５の弾性変形力によって、シム８１が出力シャフト６３に固定される。

出力シャフト６３は、電磁クラッチ５５にフリーの状態で支持されているので、電磁クラッチ５５から抜け出しやすい。このため、出力シャフト６３を電磁クラッチ５５に位置決めし難く、電磁クラッチ５５のケース５７への組み付け作業が困難になる。本実施例によれば、シム８１と出力シャフト６３とが固定されることで、シム８１によって電磁クラッチ５５に対する出力シャフト６３の軸方向への移動が規制される。したがって、電磁クラッチ５５の組み立て作業を容易にできる。

次に、他の実施形態に係る出力シャフト６３及びシム８１について、図８及び図９を参照して説明する。図８は出力シャフト、軸受、シムを示す斜視図、図９は出力シャフト、軸受、シムを示す断面図である。

この実施形態においては、出力シャフト６３の端部６５に、周方向に沿った環状溝６９が形成されている。環状溝６９の幅は、シム８１の厚さよりもやや広い。一方で、シム８１の貫通孔８３は、環状溝６９の底面における出力シャフト６３の端部６５の断面形状と同形状に形成されている。

シム８１は、変形しながら出力シャフト６３の端部６５に挿通されて、内周部が環状溝６９に嵌合している。シム８１の貫通孔８３の周縁は、環状溝６９の底面に密接している。

この実施形態においても、出力シャフト６３と軸受７１の隙間Ｓを通ってグリスが軸受７１から電磁クラッチ５５の側に飛び散ることを防いで、グリスの侵入による電磁クラッチ５５の動作不良を抑制できる。さらに、出力シャフト６３の外周面に沿ってグリスが移動しにくくなり、電磁クラッチ５５へのグリスの侵入をより抑制できる。さらに、シム８１と出力シャフト６３とが固定されるので、電磁クラッチ５５に対する出力シャフト６３の軸方向への移動が規制され、電磁クラッチ５５の組み立て作業を容易にできる。

なお、溝６９は、必ずしも出力シャフト６３の端部６５の全周に設ける必要はなく、部分的に、例えば、平面部６５ａのみに形成してもよい。この場合も、同等の効果を効率的に得ることができる。

なお、駆動力伝達装置４７は、感光体ドラム２５や現像装置２９の撹拌部材等を回転させる駆動力伝達装置に使用することもできる。

本発明は特定の実施形態について記載されてきたが、本発明は上記実施形態に限定されない。本発明の範囲及び主旨を逸脱しない限りにおいて、当業者は上記実施形態を改変可能である。

１ 画像形成装置
２３、４１、４５ 駆動ローラー（回転体）
４７ 駆動力伝達装置
５５ 電磁クラッチ（クラッチ）
６３ 出力シャフト
６５ 出力シャフトの端部
６９ 環状溝
７１ 軸受
８１ シム
８３ 貫通孔
８５ 突出片

Claims (3)

1. 回転力の伝達と伝達の遮断とを切り替え可能なクラッチと、
   前記クラッチの回転力を出力する出力シャフトと、
   前記出力シャフトの端部を、グリスを介して回転可能に支持する軸受と、
   前記出力シャフトの端部に外挿されて、前記クラッチと前記軸受との間に配置される環状のシムと、を備え、
   前記シムは、前記出力シャフトの端部が挿通される貫通孔を有し、該貫通孔は前記出力シャフトの端部の断面形状と同形状であり、前記出力シャフトの端部の外周面と前記貫通孔の周縁とが密接しており、
   前記出力シャフトの端部は、前記出力シャフトの軸方向に平行な平坦面を有し、
   前記シムは、前記平坦面に対応する前記貫通孔の周縁から内側に突き出した突出片を有し、
   前記突出片は、前記出力シャフトの端部が前記貫通孔に挿通された際に、前記平坦面に沿うように折り曲げられて、前記平坦面に摩擦接触することを特徴とする駆動力伝達装置。
2. 回転力の伝達と伝達の遮断とを切り替え可能なクラッチと、
   前記クラッチの回転力を出力する出力シャフトと、
   前記出力シャフトの端部を、グリスを介して回転可能に支持する軸受と、
   前記出力シャフトの端部に外挿されて、前記クラッチと前記軸受との間に配置される環状のシムと、を備え、
   前記シムは、前記出力シャフトの端部が挿通される貫通孔を有し、該貫通孔は前記出力シャフトの端部の断面形状と同形状であり、前記出力シャフトの端部の外周面と前記貫通孔の周縁とが密接しており、
   前記出力シャフトの端部は、周方向に沿った環状溝を有し、
   前記貫通孔は、前記環状溝の底面における前記出力シャフトの端部の断面形状と同形状であり、前記シムの内周部が、前記環状溝に嵌合していることを特徴とする駆動力伝達装置。
3. 請求項１又は２に記載の駆動力伝達装置と、
   前記駆動力伝達装置によって回転力が伝達されて回転する回転体と、を備えることを特徴とする画像形成装置。

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