JP5847553B2 - 駆動伝達装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源によって回転させられる駆動部材から従動部材への駆動力の伝達を解除可能な駆動伝達装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置には、転写ローラの当接離間機構や、給紙部におけるシートのピックアップ機構等に間欠回転動作行う駆動伝達装置が用いられている。このような駆動伝達装置では、間欠回転動作を行う為に、電磁クラッチや専用モータ等を用いるのが一般的であるが、電磁クラッチや専用モータ等を用いるとコストがかかるので、より安価な構成として特許文献１に示す構成がある。

図５は特許文献１に記載された従来の駆動伝達装置を簡略化して示した図である。この構成について説明する。不図示の駆動源によって矢印Ａ方向に回転駆動される駆動ギア（駆動部材）２２と、駆動ギア２２と同軸で回転可能な従動ギア（従動部材）２３が設けられている。従動ギア２３は、従動ギア２３に対して回動して駆動ギア２２と係合する位置と係合が解除された位置との間を移動可能な駆動伝達部材２４を保持している。

図５（ａ）に示すように、駆動伝達部材２４の係合部２４ａが駆動ギア２２と係合している状態では、駆動伝達部材２４を介して駆動ギア２２から従動ギア２３へ駆動力が伝達される。このため、従動ギア２３及び駆動伝達部材２４が駆動ギア２２と一体的に矢印Ａ方向に回転する。

従動ギア２３への駆動力の伝達を解除する際は、図５（ｂ）に示すように当接部材１７を駆動伝達部材２４に当接する位置へ移動させ、駆動伝達部材２４を係止することで、駆動伝達部材２４と駆動ギア２２との係合を解除する。このようにすることで、駆動ギア２２から従動ギア２３への駆動力の伝達が解除される構成となっている。

特開平３−１５８３２８

特許文献１では、駆動伝達部材２４の係合部２４ａが確実に駆動ギア２２に係合するよう、駆動伝達部材２４がバネ２５により駆動ギア２２と噛合う方向に向かって付勢されている。このため、従動ギア２３への駆動力の伝達を解除する為には、当接部材１７が駆動伝達部材２４に当接した際にバネ２５の付勢力に抗して駆動伝達部材２４を駆動ギア２２から離して（退避させ）係合を解除する必要がある。

ここで、特許文献１の構成では、駆動伝達部材２４の係合部２４ａの先端と駆動ギア２２の係合が外れた瞬間に駆動ギア２２から従動ギア２３へ駆動力が伝達されなくなるので、従動ギア２３にかかる負荷により従動ギア２３の回転はすぐに止まる。このため、従動ギア２３の回転が止まった時、駆動伝達部材２４の係合部２４ａの先端が駆動ギア２２から十分に距離を取って離れた（退避した）位置まで移動できない可能性がある。

一方、通常、従動ギア２３と従動ギア２３の駆動伝達方向下流側の部材との間にはバックラッシュ等のガタが存在し、駆動ギア２２から駆動力が伝達されていない状態で、従動ギア２３はガタ分逆回転できてしまう。このため、装置本体内の振動等によって従動ギア２３が逆回転してしまうと、駆動源によって回転し続けている駆動ギア２２に駆動伝達部材２４の係合部２４ａの先端が衝突し、衝突音等が発生する場合がある。

そこで本発明は、上記課題に鑑みて、駆動部材に係合可能な駆動伝達部材を保持する従動部材を用いる駆動伝達装置において、駆動伝達部材を駆動部材から確実に退避させ、衝突音等の発生をより抑えることを目的とする。

本発明は、駆動源からの駆動力により回転する駆動部材と、前記駆動部材からの駆動力を受けて前記駆動部材と同軸で回転する従動部材と、前記従動部材に対し移動可能に保持され、前記駆動部材に係合する駆動伝達部材と、前記駆動伝達部材と前記駆動部材との係合を解除する為に前記駆動伝達部材に当接する当接部材と、を有し、前記当接部材と前記駆動伝達部材が離れることで前記駆動伝達部材が前記駆動部材に係合した状態であると前記駆動伝達部材を介して前記駆動部材から前記従動部材へ駆動力が伝達され、前記当接部材と前記駆動伝達部材が当接することで前記駆動伝達部材と前記駆動部材との係合が解除された状態であると前記駆動部材から前記従動部材への駆動力の伝達が解除される駆動伝達装置において、前記従動部材を回転させる回転手段を有し、
前記回転手段は、前記駆動部材との係合が解除される方向へ前記駆動伝達部材が移動するよう、前記駆動伝達部材が前記当接部材に当接した状態で前記従動部材を前記当接部材に対して回転させることを特徴とする。

本発明によれば、駆動部材に係合可能な駆動伝達部材を保持する従動部材を用いる駆動伝達装置において、駆動伝達部材を駆動部材から確実に退避させ、衝突音等の発生をより抑えることができる。

画像形成装置の概略断面図。 駆動伝達装置の斜視図。 （ａ）回転中心の軸方向から駆動伝達装置を見た図。（ｂ）回転中心の軸方向から駆動伝達装置を見た図。 （ａ）回転中心の軸方向から駆動伝達装置を見た図。（ｂ）回転中心の軸方向から駆動伝達装置を見た図。 （ａ）従来の駆動伝達装置を簡略化して示す図。（ｂ）従来の駆動伝達装置を簡略化して示す図。

＜第１実施形態＞
本発明の第１実施形態について説明する。本実施形態では、電子写真方式の画像形成装置に搭載された駆動伝達装置について説明する。駆動伝達装置について説明する前にまずこの画像形成装置について説明する。

［画像形成装置］
図１は画像形成装置の概略断面図である。この画像形成装置は中間転写ベルト（中間転写体）を用いたタンデム型の電子写真カラーレーザープリンタである。

画像形成装置６００は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー画像を形成する４つの画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを有し、これら画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは画像形成装置本体６００内に左から右に順に並列配置されている。

各画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋはそれぞれ電子写真画像形成方式の画像形成部であり、それぞれが異なる色のトナー像を各画像形成部の感光ドラム上に形成する以外は、各画像形成部の構成は同じである。各画像形成部は、感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）を有している。更に、各画像形成部には感光ドラム１の周囲に、感光ドラム１に作用するプロセス手段として、帯電ローラ２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）、現像ローラ３（３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ）、転写ローラ７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ）、クリーニングブレード８（８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ）を有している。また、各感光ドラム１のそれぞれに画像情報に対応するレーザ光を照射のレーザスキャナ４を各感光ドラム１の下方に有している。

次に、各画像形成部での画像形成について説明する。各感光ドラム１はそれぞれ図１の時計回りに回転駆動される。この状態で、感光ドラム１は帯電ローラ２により帯電され、レーザスキャナ４によりレーザ光を照射され、潜像が形成される。この潜像に現像ローラ３に付着するトナーを付着させることで、感光ドラム１の表面上にトナー像が形成される。フルカラー画像の色分解成分色である、イエロートナー像が画像形成部Ｙの感光ドラム１Ｙの表面上に、マゼンタトナー像が画像形成部Ｍの感光ドラム１Ｍの表面上に形成される。また、シアントナー画像が画像形成部Ｃの感光ドラム１Ｃの表面上に、ブラックトナー画像が画像形成部Ｃの感光ドラム１Ｃの表面上に形成される。

一方、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの上側には各感光ドラム１からトナー像を転写される中間転写ベルト６０１が配置されている。中間転写ベルト６０１は、画像形成部Ｙ側に配設した掛け回しローラ５と、画像形成部Ｋ側に配設した掛け回しローラ６と、掛け回しローラ６の上方に配設した２次転写対向ローラ６０２Ｔの該３本の並行配列ローラ間に懸回張設されている。掛け回しローラ６は、中間転写ベルト６０１を中間転写ベルト６０１の表面の速度が各感光ドラム１の表面の速度と略同じになるよう、矢印Ｂの方向（反時計回り）に駆動するローラであり、不図示の駆動源によりに回動駆動される。

掛け回しローラ５、６間には、中間転写ベルト６１を挟んで画像形成部Ｙ・Ｍ・Ｃ・Ｋの各感光ドラム１と対向するように１次転写ローラ７が配設され、１次転写ニップ部Ｔ１を形成している。この１次転写ニップにて１次転写バイアスを印加して、各感光ドラム１上のトナー像を中間転写ベルト６０１上へ転写する。

１次転写ニップ部Ｔ１の中間転写ベルト６０１の回転方向下流には、中間転写ベルト６１を挟んで２次転写対向ローラ６０２Ｔと対向するように２次転写ローラ６０２が配設されている。２次転写ローラ６０２は、中間転写ベルト６０１を介して２次転写対向ローラ６０２Ｔを押圧し、中間転写ベルト６０１と２次転写ローラ６０２とで２次転写ニップ部Ｔ２を形成している。中間転写ベルト６０１上のトナー像は、２次転写ニップＴ２にて２次転写バイアスを印加され、２次転写ニップＴ２に搬送されるシート上に転写される。

２次転写ニップ部Ｔ２の中間転写ベルト６０１の回転方向下流の掛け回しローラ５に対向する位置に中間転写ベルトクリーナ６０３が配設されている。中間転写ベルトクリーナ６０３は、クリーニングブレードを中間転写ベルト６０１の外面に接触させ、二次転写ニップ部Ｔ２で転写されずに残ったトナーを掻き取る。

６０４は定着ローラ（加熱ローラ）６０４ａと加圧ローラ６０４ｂとの圧接ローラ対からなる定着装置である。

次に、シートＳ上に４色のトナー像を形成する過程について説明する。６０５は画像形成装置を制御する制御手段としての制御基板であり、画像形成装置の画像形成動作を制御する。制御基板６０５は、プリントスタート信号に基づいて、画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各感光ドラム１上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する。各トナー像は１次転写ニップ部Ｔ１において中間転写ベルト６０１上に順次に重畳転写され、中間転写ベルト６０１上に４色のトナー画像を形成し、２次転写ニップ部Ｔ２へ４色のトナー像を移動していく。

一方、給紙カセット９内に積載収容させたシート（記録材）Ｓを、給紙ローラ１０の回転駆動で１枚分離給送し、レジストローラ対１１まで搬送する。レジストローラ対１１は、中間転写ベルト６０１上の４色のトナー像が２次転写ニップ部Ｔ２に到達するのに合わせてシートＳを２次転写ニップ部Ｔ２に導入する。そして、２次転写バイアスによって、中間転写ベルト６０１上の４色のトナー像をシートＳ上に転写する。２次転写ニップ部Ｔ２を出たシートＳを、定着装置６０４に搬送し、加熱及び加圧をすることで未定着のトナー像をシートＳ上に定着する。このようにしてシートＳ上に４色のトナー像を形成する。

ところで、画像形成装置６００は単色画像形成（モノクロプリント）時に画像形成部Ｙ、Ｍ、Ｃの感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃが中間転写ベルト６０１に擦れて磨耗して消耗する可能性がある。そこで、これを防ぐために１次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃを中間転写ベルト６０１に当接又は離間させるための不図示の１次転写ローラ当接離間機構を有している。この１次転写ローラ当接離間機構はカムを備え、カムの回転位相を変えることで一次転写ローラ７と中間転写ベルト６０１との当接状態と離間状態とを切り替える構成となっている。本実施形態の駆動伝達装置は、このカムへ間欠的に駆動力を伝達し、カムを所定のタイミングで所定角ずつ回転させるギア列の一部に用いられている。

［駆動伝達装置］
次にこの駆動伝達装置について説明する。図２は駆動伝達装置の斜視図である。この装置は、入力ギア（駆動部材）７０１、出力ギア（従動部材）７０２、付勢レバー７０３、ソレノイドＳＬを有する。入力ギア７０１は、ギア７０７を介して、不図示のモータ（駆動源）と駆動連結され、モータからの駆動力により回転する。また、出力ギア７０２は、ギア７０８を介して、一次転写ローラ７の当接状態と離間状態とを切り替える為の不図示の１次転写ローラ当接離間機構のカムに駆動力を伝達するカム駆動ギア列と駆動連結されている。

入力ギア７０１及び出力ギア７０２は共に回転中心７０９回りに同軸で回転する。入力ギア７０１には回転軸周りに駆動伝達爪７０５が一体的に形成されている。出力ギア７０２は、側面に回転中心７０９とは異なる軸７０２ａ回りに回動して揺動し、駆動伝達爪７０５と係合可能な係合手段としての駆動伝達レバー（駆動伝達部材）７０４を保持する。出力ギア７０２の外周には、カム面７０６ａを備えるカム部７０６か一体的に形成されている。バネ７１１により引っ張られる付勢レバー（押圧部材）７０３がこのカム面７０６ａを押圧することで、出力ギア７０２に回転力を与える構成となっている。なお、カム部は出力ギア７０２と一体的に回転可能であればよく、例えばカム部７０６を備える部材を出力ギア７０２に接着剤等で固定したものであってもよい。

［駆動伝達装置の動作］
次に、回転中心７０９の軸方向から駆動伝達装置を見た図である図３〜図４を用い、この駆動伝達装置を用いた出力ギア７０２の間欠駆動について説明する。

図３（ａ）はソレノイドＳＬの通電が解除され、駆動伝達レバー７０４を係止する係止部材としてのフラッパ（当接部材）２０７が駆動伝達レバー７０４を係止しているスタンバイ状態を示している。この時、駆動伝達レバー７０４は、駆動伝達爪７０５と駆動伝達レバー７０４との係合が解除された係合解除位置にある。このため、入力ギア７０１から出力ギア７０２へ駆動は伝達されず、出力ギア７０２は停止しており、入力ギア７０１及びギア７０７等の駆動伝達方向上流側ギアのみが回転している。なお、入力ギア７０１は矢印Ｃ方向に回転する。

次に、ソレノイドＳＬが通電され、フラッパ２０７が駆動伝達レバー７０４から退避して駆動伝達レバー７０４との係止を解除する。すると、出力ギア７０２と駆動伝達レバー７０４の間に設けられたバネ７１０が駆動伝達レバー７０４を押圧して矢印Ｄ１方向に回動させ、駆動伝達レバー７０４が係合位置へ移動し駆動伝達爪７０５と係合する。この係合によって、図３（ｂ）に示すように、駆動伝達レバー７０４を介して入力ギア７０１と出力ギア７０２とが結合し一体的に矢印Ｃ方向に回転を開始し、出力ギア７０４から駆動出力ギア７０８へ駆動力を伝達する。なお、バネ７１０が駆動伝達レバー７０４を押圧する理由については後に説明する。

その後、ソレノイドＳＬの通電が解除され、退避していたフラッパ２０７が駆動伝達レバー７０４を係止可能な係止位置へ復帰した状態となる。この状態で、図４（ａ）に示すように、出力ギア７０２と一体的に回転する駆動伝達レバー７０４が、フラッパ２０７と当接する位置に戻ってくると、フラッパ２０７により駆動伝達レバー７０４の一端部７０４ａが係止される。駆動伝達レバー７０４は一端部７０４ａがフラッパ２０７と当接した瞬間は、他端部７０４ｂが駆動伝達爪７０５に係合しているので、駆動伝達爪７０５に引っ張られる。このため、駆動伝達レバー７０４はフラッパ２０７と当接する一端部７０４ａを支点として、他端部７０４ｂと駆動伝達爪７０５との係合が外れるまでＤ２方向に回動する。係合が外れると出力ギア７０２へ駆動力は伝達されなくなるので、出力ギア７０２は停止する。

ここで従来の構成であれば、駆動伝達爪７０５と駆動伝達レバー７０４との係合が外れ、出力ギア７０２が停止すると、駆動伝達レバー７０４は駆動伝達爪７０５からそれ以上退避できない。このため、出力ギア７０２が停止した時時点で駆動伝達レバー７０４が駆動伝達爪７０５から十分距離を取って退避できていない状態となる虞がある。こうなると、回転し続ける駆動伝達爪７０５の先端に駆動伝達レバー７０４の他端部７０４ｂが衝突して音が発生し、騒音発生の原因となる。

そこで、本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、バネ７１１により付勢される付勢レバー７０３でカム部７０６のカム面７０６ａを押圧して出力ギア７０２に回転力を付与して回転させる。そして、この出力ギア７０２の回転により、駆動伝達レバー７０４を駆動伝達爪７０５から十分距離を取って退避させる。なお、付勢レバー７０３は軸７０３ａを中心に回動可能となっている。

詳しく説明すると、駆動伝達レバー７０４は一端部７０４ａがフラッパ２０７と当接し、他端部７０４ｂが駆動伝達爪７０５に係合した状態で、付勢レバー７０３の先端がカム面７０６ａの傾斜部Ｌを矢印Ｅ方向に押圧する。このようにカム面７０６ａの傾斜部Ｌを押圧することで、出力ギア７０２に回転力を付与し、Ｃ方向に回転させる。出力ギア７０２の回転に伴い、軸７０２ａも回転中心７０９回りにＣ方向に回転する。この回転力によって駆動伝達レバー７０４は一端部７０４ａを支点としてＤ２方向に回動させられ、他端部７０４ｂと駆動伝達爪７０５との係合が外れた後も更にＤ２方向に回動させられる。この為、駆動伝達レバー７０４の他端部７０４ｂを駆動伝達爪７０５から十分な距離をとって退避させることができる。

なお、駆動伝達レバー７０４の他端部７０４ｂを駆動伝達爪７０５から十分な距離をとった適度な位置で出力ギア７０２の回転が止まるようカム面７０６ａの傾斜部Ｌの長さや傾きが設定されている。

このようにして、駆動伝達レバー７０４が駆動伝達爪７０５から退避するが、この駆動伝達レバー７０４の退避動作を出力ギア７０２から見ると、駆動伝達レバー７０４は他端部７０４ｂが駆動伝達爪７０５から離れるよう軸７０２ａ回りに回転している。この時、駆動伝達レバー７０４は回動しながらバネ７１０を押し縮める。従って、出力ギア７０２が停止する際に、バネ７１０は押し縮められた状態となり、フラッパ２０７が駆動伝達レバー７０４の係止を解除すると、上述したようにバネ７１０が開放され駆動伝達レバー７０４を押圧して回動させる。

また、フラッパ２０７に係止されて停止している出力ギア７０２には、駆動伝達方向下流側の不図示のカムやギア列等による負荷がかかっており、その負荷が出力ギア７０２を回転させる際の回転抵抗となっている。そのため、バネ７１０のバネ圧をその回転抵抗より小さく設定し、バネ７１０の力により出力ギア７０２が図中時計回りに回転してしまうことを防止している。

また本実施形態では、カム部７０６を付勢レバー７０３押圧することにより、出力ギアをＣ方向に回転させた。しかし、駆動伝達レバー７０４の一端部７０４ａにフラッパ２０７と当接したタイミングで、その他ソレノイド等のアクチュエータにより出力ギアをＣ方向に回転させる構成であってもよい。

なお、本実施形態では、画像形成装置の一次転写当接離間機構に本発明の駆動伝達装置を適用した例を示したが、本発明の駆動伝達装置はこれに限定されない。即ち、本発明の駆動伝達装置は、画像形成装置の給紙部の駆動の切り替えや、現像ローラ３と感光ドラム１との当接離間機構、トナー補給部の駆動の切り替え、その他の駆動伝達部、及び画像形成装置以外の駆動伝達部を有する機器に適用することが可能である。

以上説明したように、本実施形態では、駆動伝達レバー７０４がフラッパ２０７に係止された際に、付勢レバー２０７がカム面７０６ａの傾斜部Ｌを押圧し、出力ギア７０２を回転させることで、駆動伝達レバー７０４を駆動伝達爪７０５から十分な距離を保った位置に確実に退避させることができる。そして、このように確実に退避することにより、駆動伝達の確実な解除、及び、衝突音の防止等機械的な不具合を解決することができる。

２０７ フラッパ（当接部材）
７０１ 入力ギア（駆動部材）
７０２ 出力ギア（従動部材）
７０３ 付勢レバー（押圧部材）
７０４ 駆動伝達レバー（駆動伝達部材）
７０５ 駆動伝達爪
７０６ カム部
７０６ａ カム面
７１０ バネ
７１１ バネ

Claims (7)

1. 駆動源からの駆動力により回転する駆動部材と、
   前記駆動部材からの駆動力を受けて前記駆動部材と同軸で回転する従動部材と、
   前記従動部材に対し移動可能に保持され、前記駆動部材に係合する駆動伝達部材と、
   前記駆動伝達部材と前記駆動部材との係合を解除する為に前記駆動伝達部材に当接する当接部材と、
   を有し、前記当接部材と前記駆動伝達部材が離れることで前記駆動伝達部材が前記駆動部材に係合した状態であると前記駆動伝達部材を介して前記駆動部材から前記従動部材へ駆動力が伝達され、前記当接部材と前記駆動伝達部材が当接することで前記駆動伝達部材と前記駆動部材との係合が解除された状態であると前記駆動部材から前記従動部材への駆動力の伝達が解除される駆動伝達装置において、
   前記従動部材を回転させる回転手段を有し、
   前記回転手段は、前記駆動部材との係合が解除される方向へ前記駆動伝達部材が移動するよう、前記駆動伝達部材が前記当接部材に当接した状態で前記従動部材を前記当接部材に対して回転させることを特徴とする駆動伝達装置。
2. 前記従動部材は、前記従動部材の回転中心とは異なる位置に前記駆動伝達部材の回転中心となる軸部を備え、前記駆動伝達部材は前記軸部を中心に回転移動することを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
3. 前記回転手段は、前記従動部材と一体的に回転するカム部と、前記カム部を押圧する押圧部材と、を備え、
   前記駆動伝達部材が前記当接部材に当接した状態で、前記押圧部材が前記カム部を押圧することで、前記駆動伝達部材を前記駆動部材に対して離間させることを特徴とする請求項２に記載の駆動伝達装置。
4. 前記駆動伝達部材は、一端側に前記当接部材と当接する一端部と、他端側に前記駆動部材と係合する係合部と、を備えることを特徴とする請求項３に記載の駆動伝達装置。
5. 前記駆動伝達部材を前記駆動部材に係合する方向に向かって付勢する付勢手段を有し、前記駆動伝達部材に前記当接部材が当接していない状態で、前記付勢手段により前記駆動伝達部材が前記駆動部材に係合することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
6. 前記当接部材は、ソレノイドによって、前記駆動伝達部材に当接する位置と前記駆動伝達部材から離間する位置に移動可能であることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載の駆動伝達装置を有する画像形成装置。

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