JP2016177269A - Drive transmission device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに駆動力を伝達する駆動伝達装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a drive transmission device that transmits a driving force to a unit that can be attached to and detached from an image forming apparatus main body, and an image forming apparatus including the drive transmission device.
近年、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置においては、操作性の向上が望まれている。この操作性向上という観点から、感光体と、これに作用する帯電手段、現像手段、クリーニング手段などのプロセス手段を一体にまとめてカートリッジ化し、これを画像形成装置本体に着脱可能とするカートリッジ方式が採用されている。このカートリッジ方式により操作性が一層向上し、現像などの上記プロセス手段のメンテナンスをユーザー自身が容易に行うことが可能となった。 In recent years, improvement in operability is desired in image forming apparatuses such as electrophotographic printers and copiers. From the viewpoint of improving operability, there is a cartridge system in which the photosensitive member and the process means such as a charging means, a developing means, and a cleaning means that act on the photosensitive member are integrated into a cartridge and can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. It has been adopted. The operability is further improved by this cartridge system, and the user can easily perform maintenance of the process means such as development.
これと同様に、画像形成装置本体の中間転写体などもユニット構成となり、画像形成装置本体に対して着脱可能とし、操作性、及びメンテナンス性の向上を図っている。 Similarly, the intermediate transfer member of the image forming apparatus main body has a unit configuration and is detachable from the image forming apparatus main body, thereby improving operability and maintenance.
また、画像形成装置本体に対して着脱可能なこれらのユニットへ、駆動力を安定して確実に伝達する駆動伝達装置として、凸部と、それに対応する凹部との組み合わせで行うカップリング対が用いられている。この場合、装置本体からユニットを着脱する際にはこのカップリング対の一方を移動して係合を解除する必要がある。従来、装置本体に対して開閉するカバーを開ける操作に連動して、装置本体側のカップリングがユニット側のカップリングから離れるよう回転軸方向に移動することによって、カップリング対の連結が外れる構成が一般的に用いられることが多かった。 In addition, as a drive transmission device that stably and reliably transmits driving force to these units that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body, a coupling pair that is formed by a combination of a convex portion and a corresponding concave portion is used. It has been. In this case, when the unit is detached from the apparatus main body, it is necessary to move one of the coupling pairs to release the engagement. Conventionally, the coupling pair is uncoupled by moving in the direction of the rotation axis so that the coupling on the apparatus body side is separated from the coupling on the unit side in conjunction with the operation of opening the cover that opens and closes to the apparatus body. Was often used.
特許文献1には、上述したような開閉カバーとの連動機構を不要にした上で着脱可能なカップリング機構の構成が開示されている。
一方、画像形成装置の駆動機構に関し、小型化や低コスト化の観点から、駆動用モーターの使用個数を可能な限り少なくする構成が採用される場合が多く、この場合、駆動源であるモーターからの出力を、ギア列等を用いて分岐して複数の出力を行う。この複数の出力に対して、例えば現像部や転写ベルトなどの一部の出力を個別に駆動・停止する制御を行う場合は、駆動モーターを停止することができない。そのため、クラッチ機構を設けて駆動力の切断を行う場合がある。 On the other hand, with respect to the drive mechanism of the image forming apparatus, a configuration in which the number of drive motors used is reduced as much as possible from the viewpoint of miniaturization and cost reduction is often adopted. The output is branched using a gear train or the like to output a plurality of outputs. For the plurality of outputs, for example, when the control for individually driving / stopping some outputs of the developing unit and the transfer belt is performed, the drive motor cannot be stopped. For this reason, there is a case where the driving force is cut by providing a clutch mechanism.
特許文献2では、クラッチ機構の具体的構成の一例が開示されている。図14に従来のクラッチ機構の構成を示す。101は駆動入力ギア、103は軸方向にスライド可能な入力側係合部材、102は入力側係合部材に付勢力を与えるバネである。前記入力側係合部材103は、軸方向にスライド可能な領域を有する。また前記入力側係合部材103は、前記駆動入力ギア101の内部に設けられた溝に噛み合う突起部103aを有し、両者が噛み合うことで駆動入力ギア101と一体的に回転する。104は出力軸、105は出力軸104と一体的に回転する出力側係合部材、106は出力側係合部材105を出力軸104に対して固定するための平行ピンである。109は軸受である。107及び108は入力側係合部材103を移動させて係合状態と係合解除状態を制御する係合制御部材であり、共に円筒カム107a及び円筒カム108aを有する。
Patent Document 2 discloses an example of a specific configuration of a clutch mechanism. FIG. 14 shows the configuration of a conventional clutch mechanism. 101 is a drive input gear, 103 is an input side engaging member that is slidable in the axial direction, and 102 is a spring that applies a biasing force to the input side engaging member. The input
前述の係合状態にする場合は、図15に示すように、係合制御部材108を不図示のレバー等で回転させ、円筒カムが作用しない位置にする。すると、バネ102の弾性力により、入力側係合部材103が移動されて出力側係合部材105に対して圧着されることで係合する。
In the above engagement state, as shown in FIG. 15, the
一方、前述の係合解除状態にする場合は、図16に示すように、係合制御部材108を不図示のレバー等で回転させ、円筒カムの作用により係合制御部材107を、係合制御部材108から離れる方向に移動させる。すると、係合制御部材107は前記入力側係合部材103をバネ102に抗して押し込み、出力側係合部材105との係合を解除する。
On the other hand, when the engagement release state described above is set, as shown in FIG. 16, the
しかしながら、上記特許文献2に開示されたクラッチ機構は、出力軸を軸方向に移動することができないため、その軸上に、上記特許文献1に開示された移動可能なカップリング機構を配設することができなかった。
However, since the clutch mechanism disclosed in Patent Document 2 cannot move the output shaft in the axial direction, the movable coupling mechanism disclosed in
すなわち、上記特許文献1に開示されたカップリング機構においては、着脱ユニットの着脱動作に伴ってカップリング対の一方が軸方向に移動する構成である。一方、上記特許文献2に開示されたクラッチ機構においては、出力軸104をフレーム110側へ付勢すると、駆動入力ギア101、出力側係合部材105、軸受109の順に付勢力が伝わり、軸受109はフレーム110で規制される。そのため、上記特許文献2に開示されたクラッチ機構においては、図15に示す係合状態と図16に示す係合解除状態のいずれにおいても、出力軸104は軸方向に移動できない。
That is, the coupling mechanism disclosed in
このため、上述したように、上記従来のクラッチ機構の軸上には、上記カップリング機構を配設することができなかった。 For this reason, as described above, the coupling mechanism cannot be disposed on the shaft of the conventional clutch mechanism.
本発明の目的は、駆動力を解除した状態又は駆動力を伝達する状態のいずれにおいても、ユニットの着脱動作でカップリング部材を軸方向に移動させることができるようにすることである。 An object of the present invention is to enable the coupling member to be moved in the axial direction by the attaching / detaching operation of the unit in either the state where the driving force is released or the state where the driving force is transmitted.
上記目的を達成するため、本発明は、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに係合して前記ユニットに対して駆動力を伝達又は切断する駆動伝達装置であって、前記ユニットと係合可能なカップリングを備え、前記ユニットと係合して駆動力を伝達する駆動出力部材と、駆動入力部材と、前記駆動出力部材に対して前記駆動出力部材の軸方向に移動可能に設けられ、前記駆動入力部材と一体に回転する入力側係合部材と、前記入力側係合部材と係合可能であり、前記駆動出力部材と一体に回転し、一体に前記軸方向へ移動する出力側係合部材と、前記駆動入力部材と前記入力側係合部材の間に設けられ、前記入力側係合部材を前記出力側係合部材に向けて付勢する弾性部材と、前記出力側係合部材と係合可能な係合位置にある前記入力側係合部材を、前記弾性部材の付勢力に抗して前記軸方向に移動させることで、前記入力側係合部材を前記出力側係合部材との係合が解除された係合解除位置へと移動させ、前記ユニットへの駆動力の伝達を切断する係合解除部材と、を有し、前記入力側係合部材が前記係合位置にある状態及び前記係合解除位置にある状態のそれぞれにおいて、前記駆動出力部材が前記軸方向へ押圧された際に前記出力側係合部材が前記軸方向への移動することを許容する空間が形成されていることを特徴とする。 In order to achieve the above object, the present invention provides a drive transmission device that engages with a unit that can be attached to and detached from an image forming apparatus main body and transmits or disconnects a driving force to the unit. A drive output member that engages with the unit and transmits a drive force, a drive input member, and a drive output member that is movable in the axial direction of the drive output member. An input side engaging member that rotates integrally with the drive input member, an output side that is engageable with the input side engaging member, rotates integrally with the drive output member, and moves integrally in the axial direction An engagement member, an elastic member provided between the drive input member and the input side engagement member, and biasing the input side engagement member toward the output side engagement member; and the output side engagement The inlet in an engagement position engageable with the member; Disengagement position where the input side engagement member is disengaged from the output side engagement member by moving the side engagement member in the axial direction against the biasing force of the elastic member And an engagement release member that cuts off transmission of the driving force to the unit, and the input side engagement member is in the engagement position and in the engagement release position. In each, a space is formed that allows the output-side engagement member to move in the axial direction when the drive output member is pressed in the axial direction.
本発明によれば、駆動力を解除した状態又は駆動力を伝達する状態のいずれにおいても、駆動出力部材の軸方向への移動が許容されるので、ユニットの着脱動作でカップリング部材を軸方向に移動させることができる。 According to the present invention, the drive output member is allowed to move in the axial direction in either the state where the driving force is released or the state where the driving force is transmitted. Can be moved to.
以下、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対位置等は、本発明が適用される機構の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail by way of example. However, since the dimensions, materials, shapes, relative positions, etc. of the components described in this embodiment are appropriately changed according to the configuration of the mechanism to which the present invention is applied and various conditions, there are particularly specific descriptions. As long as there is not, it is not the meaning which limits the scope of the present invention only to them.
〔実施例1〕
図1は、本発明の実施例1に係るクラッチ機構を有する駆動伝達装置及びこれを備える画像形成装置の構成例を示す断面図である。駆動伝達装置におけるクラッチ機構については図2以降を用いて詳しく説明する。画像形成装置1は、電子写真画像形成プロセスを利用したモノクロ画像形成装置である。
[Example 1]
FIG. 1 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a drive transmission device having a clutch mechanism and an image forming apparatus including the same according to
図1に示すように、画像形成装置1の内部には、シートに画像を形成する画像形成部が設けられる。画像形成部は、『像担持体』である感光体ドラム2、『現像装置』を構成する現像ローラ19、『転写装置』である転写ローラ3等を含む。本例においては、感光体ドラム2は、プロセスカートリッジ4に含まれ、プロセスカートリッジ4として画像形成装置1に対してユーザーが交換可能(着脱可能)な構成となっている。なお、このプロセスカートリッジには、感光体ドラム2に作用するプロセス手段として、前述の現像装置(現像手段)のほかに、不図示の帯電ローラ(帯電手段)、クリーニング装置(クリーニング手段)等を含んでいる。
As shown in FIG. 1, an image forming unit that forms an image on a sheet is provided inside the
画像形成装置1には、画像を形成するシートSが積載された給送カセット5が配置される。コントローラ(制御部)6により、不図示の駆動モーター(駆動源)の回転を制御し、給送ローラ7が回転して1枚のシートを分離給送し、複数の搬送ローラ対8、感光体ドラム2及び転写ローラ3の順に搬送される。画像書き込み用のレーザースキャナ9は、レーザー光Lを発して、帯電ローラにより帯電された感光体ドラム2の表面に静電潜像を描き、現像ローラ19を含む現像装置によって感光体ドラム2上にトナー像が現像される。このトナー像は、感光体ドラム2及び転写ローラ3の間でシートの第一面に転写される。シートはその後、定着装置10で加熱定着され、排出ローラ対11、排出トレイ12の順に搬送される。
The
また、画像形成装置1には、反転搬送パス13及び両面搬送パス14から構成される両面ユニットが設けられる。定着装置10下流には、排出ローラ対11までの間で別ルートに分岐した反転搬送パス13が設けられる。分岐部には経路切替手段15を有し、不図示の駆動源により駆動される。この反転搬送パス13内には、シートを反転搬送するために正転・逆転が可能な反転搬送ローラ対16が設けられ、シートの両面に画像形成を行う場合には、第一面目の画像形成を終えたシートを反転搬送し、両面搬送パス14に送り込む。その後、シートの第一面目と第二面目を反転させた状態で、複数の搬送ローラ対17によりシートを再度画像形成部に送り込む。その後の動作については、第一面目と同様である。
In addition, the
ユーザーがプロセスカートリッジ4を交換する場合は、図2に示すように、画像形成装置1の開閉カバー18を開いて行う。プロセスカートリッジ4の引き出し方向及び装着方向は、図2の矢印で示すように、感光体ドラム2の軸方向やプロセスカートリッジに駆動を入力する駆動入力軸と略直交する方向である。
When the user replaces the
画像形成装置1からプロセスカートリッジ4への駆動伝達部には、駆動伝達装置を構成するカップリングを備える。本実施例においては、感光体ドラム2への駆動入力と、現像ローラ19への駆動入力の二組のカップリングを備えるが、必ずしも二組共同一のカップリング構成で有る必要は無く、少なくとも一組が本実施例で示す構成で有ればよい。
The drive transmission unit from the
本実施例におけるカップリング構成を、図3で説明する。図3には、本実施例におけるカップリング形状の一例を示す。図3に示す形状は、特許文献1で開示されている公知技術であり、本形状に限定することなく、同様の効果や動作を有するものであればよい。
A coupling configuration in this embodiment will be described with reference to FIG. In FIG. 3, an example of the coupling shape in a present Example is shown. The shape shown in FIG. 3 is a known technique disclosed in
図3に示す一組のカップリングは、装置本体側の駆動カップリング20と、プロセスカートリッジ側の被駆動カップリング21から構成される。駆動カップリング20は、画像形成装置1の装置本体に設けられており、駆動源による動力で回転するカップリングである。前記駆動カップリング20は、後述するクラッチ部材を同軸上に有する。被駆動カップリング21は、装置本体に着脱可能なユニットであるプロセスカートリッジ4に設けられており、駆動カップリング20と噛み合って回転するカップリングである。なお本実施例における画像形成装置は、単一のモーター(駆動源)がプロセスカートリッジのみでなく、給送機構や各搬送ローラも駆動する構成である。
The pair of couplings shown in FIG. 3 includes a
プロセスカートリッジ装着時のカップリング動作を図4で説明する。図4はプロセスカートリッジ4を装置本体に挿入し、カップリング20,21が係合する直前の状態を、カップリングの軸と直交な方向から見た図である。図4は、説明のために簡略化して、一組のカップリングを図示している。本実施例において、プロセスカートリッジ4を矢印25の方向へ挿入していく。すると、カップリングが噛み合う際、駆動カップリング20外周のテーパ面22と被駆動カップリング21のテーパ面23が接触し、駆動カップリング20は力を受けて矢印25の方向と略直交する矢印24の方向(軸方向)へ移動する。そのため、カップリング20,21は係合可能となる。なお、各カップリングの先端部(外周)の上記テーパ面22,23の少なくとも一方は、傾斜面だけに限定されるものではなく、例えば球面の一部などの曲面でも良い。
The coupling operation when the process cartridge is mounted will be described with reference to FIG. FIG. 4 is a view of a state immediately before the
図5では、プロセスカートリッジ離脱時のカップリング動作を説明する。図5はカップリングが係合した状態の断面を、カップリングの軸と直交な方向から見た図である。なお図5も、図4と同様に、説明のために簡略化して、一組のカップリングを図示している。本実施例において、プロセスカートリッジ4を矢印26の方向へ離脱させる。すると、駆動カップリング20内周のテーパ面28と被駆動カップリング21のテーパ面22が接触し、駆動カップリング20は力を受けて矢印26の方向と略直交する矢印27の方向(軸方向)へ移動する。そのため、カップリング20,21の係合が解除され離脱が可能となる。なお、カップリングの先端部(内周)の上記テーパ面28は、傾斜面だけに限定されるものではなく、例えば球面の一部などの曲面でも良い。
FIG. 5 illustrates a coupling operation when the process cartridge is detached. FIG. 5 is a cross-sectional view of the state in which the coupling is engaged, as viewed from a direction orthogonal to the coupling axis. FIG. 5 also shows a set of couplings in a simplified manner for the sake of explanation, as in FIG. In this embodiment, the
また、ここでは、プロセスカートリッジ側の被駆動カップリング21の先端部を凸形状とし、装置本体側の駆動カップリング20の先端部を前記凸形状と係合する凹形状としたが、これに限定されるものではない。上記動作を達成するためには、駆動カップリング20と被駆動カップリング21の形状を入れ替え、凹凸形状を逆の構成にしてもよい。すなわち装置本体側の駆動カップリングの先端部を凸形状とし、プロセスカートリッジ側の被駆動カップリングの先端部を前記凸形状と係合する凹形状としても良い。
Here, the tip of the driven
次に、本発明の特徴的な構成である駆動伝達装置におけるクラッチ機構について詳しく説明する。 Next, the clutch mechanism in the drive transmission device which is a characteristic configuration of the present invention will be described in detail.
本実施例においては、現像ローラ19へ駆動を伝達するカップリング20と同軸上の、画像形成装置1内部にクラッチ機構を設ける。クラッチ機構を設けることにより、回転が不要な時間は駆動力を切断することができる。これにより、プロセスカートリッジに内包する現像剤であるトナーや現像ローラからなる各種現像装置を、画像形成プロセスを経ることによる劣化から保護することができる。なお同様のクラッチ機構を感光体ドラムのカップリング軸上に設けても良いし、あるいは、プロセスカートリッジに設けても良い。
In this embodiment, a clutch mechanism is provided inside the
図6に、本実施例におけるクラッチ機構を示す。クラッチ機構は駆動入力ギア31、バネ32、入力側係合部材33、出力軸34、駆動出力側係合部材35、平行ピン36、係合制御部材37、38、軸受39を有する。駆動入力ギア31は駆動入力部材である。入力側係合部材33は軸方向に移動可能である。バネ32は入力側係合部材33に付勢力を与える弾性部材としての圧縮バネである。入力側係合部材33は前記駆動入力ギア31の内部に設けられた溝に噛み合う突起部33aを有する。入力側係合部材33は、前記突起部33aが駆動入力ギア31の溝に噛み合うことで、駆動入力ギア31と一体的に回転する。また入力側係合部材33は、軸方向に移動可能な領域を有する。またバネ32も駆動入力ギア31と一体的に回転するため、バネ端部が回転摺動することは無い。出力軸34は駆動出力部材であり、一方の端部にプロセスカートリッジ側の被駆動カップリング21(図3参照)と係合する駆動カップリング20を有する。出力軸34には他方の端部に抜け止め部材としてのeリング34aが取り付けられ、出力軸34とeリング34aとが軸方向で一体となっている。駆動出力側係合部材35は出力軸34と一体的に回転する。平行ピン36は駆動出力側係合部材35を出力軸34に対して固定する。これにより出力軸34と駆動出力側係合部材35とが軸方向に一体で、出力軸34の軸回りに一体に回転する構成となっている。軸受39は軸受部材であり、係合制御部材37を軸方向に移動可能且つ回転を規制して支持し、係合制御部材38を回転可能に支持するとともに、画像形成装置本体のフレーム部材40に対して出力軸34を回転可能に且つ軸方向に移動可能に支持する。係合制御部材37及び係合制御部材38は、入力側係合部材33を軸方向に移動させて、出力側係合部材35と係合する係合状態又は係合を解除する係合解除状態を制御する(切り替える)係合解除部材であり、それぞれ円筒カム37a及び円筒カム38aを有する。
FIG. 6 shows a clutch mechanism in the present embodiment. The clutch mechanism includes a
ここで、前記係合制御部材37,38に入力側係合部材33と出力側係合部材35の係合状態と係合解除状態について説明する。
Here, the engagement state and the disengagement state of the input
まず係合状態を図7を用いて説明する。図7は係合状態の断面図である。フレーム部材40は本クラッチ機構を保持する部材である。係合させる際は、係合制御部材38を不図示のレバー等で回転させ、円筒カム37a,38aが作用しない位置にする。すると、バネ32の弾性力で軸方向の一方側に向かって付勢された入力側係合部材33が軸方向の一方側に移動されて、出力側係合部材35に圧着して係合される。この時、駆動入力ギア31はバネ32の弾性力で軸方向の他方側に向かって付勢され、出力軸34の当接面34bに突き当たっている。この時、入力側係合部材33は駆動出力側係合部材35と係合可能な係合位置にあると言える。
First, the engaged state will be described with reference to FIG. FIG. 7 is a sectional view of the engaged state. The
この係合状態において、図7に示すように、前記係合制御部材37が前記入力側係合部材33に当接して、出力側係合部材35と軸受39の間に、出力軸34の軸方向への移動を許容する空間Aが設けられる。つまり、係合制御部材37が入力側係合部材33に当接することで、バネ32の付勢力によって駆動入力ギア31が当接面34bを押圧して出力軸34を矢印43の方向に押圧する。そしてeリング34aが軸方向で軸受39に突き当たる。これにより出力側係合部材35と軸受39の間に、出力軸34の軸方向への移動を許容する空間Aが設けられた状態で出力軸34の軸方向の位置が決まる。なお、必ずしも、バネ32の付勢力によって出力軸34を矢印43の方向に押圧する構成でなくてもよい。即ち、入力側係合部材33と駆動出力側係合部材35の係合状態において、係合制御部材37が入力側係合部材33に当接せず、バネ32とは別の付勢部材によって出力軸34を矢印43の方向に押圧している構成であってもよい。
In this engaged state, as shown in FIG. 7, the
空間Aは駆動出力側係合部材35が軸方向であって入力側係合部材33から離れる方向へ移動することを許容であり、駆動出力側係合部材35の軸方向の移動を許容することで結果的に出力軸34の軸方向への移動を許容するものである。また入力側係合部材33と駆動入力ギア31の間に、出力軸34の軸方向への移動を許容する前記空間Aと異なる空間Bが設けられる。空間Bは駆動入力ギア31が軸方向であって入力側係合部材33に近づく方向へ移動することを許容であり、駆動入力ギア31の軸方向の移動を許容することで結果的に出力軸34の軸方向への移動を許容するものである。
The space A allows the drive output
前述の係合状態において、プロセスカートリッジを駆動軸と略直交する方向(図4の矢印25の方向)に着脱動作を行った場合の動作を図8に示す。前述したように、プロセスカートリッジの着脱動作により、プロセスカートリッジ側のカップリングにより装置本体側のカップリング20がフレーム部材40側(矢印41方向)に所定量押される。これにより、出力軸34が前述の軸方向の一方側(矢印41方向)へ押圧され、当接面34bで押圧される駆動入力ギア31と、平行ピン36で出力軸34に固定された出力側係合部材35とが共に矢印41方向へ移動する。駆動入力ギア31はバネ32の付勢力に抗して矢印41方向へ移動する。一方で係合制御部材37に当接している入力側係合部材33は移動せず、駆動入力ギア31と入力側係合部材33の間に介在するバネ32が圧縮される。ここで、図7に示すように、本構成においては出力側係合部材35と軸受39の間に出力軸34の軸方向への移動を許容する空間Aを有しているため、この空間Aの範囲で出力軸34の軸方向へ移動が可能となっている。
FIG. 8 shows an operation in the case where the process cartridge is attached and detached in a direction substantially perpendicular to the drive shaft (in the direction of the
プロセスカートリッジ側のカップリングによる装置本体側のカップリング20の矢印41方向への押圧が解除されると、バネ32の付勢力によって駆動入力ギア31が当接面34bを押圧して出力軸34を矢印43(図7)の方向に押圧する。そしてeリング34aが軸方向で軸受39に突き当たり、元の状態に戻る。
When the pressing in the direction of
また、上記構成を採ることは、出力軸34の移動に抗し、元の状態に戻すための付勢力として、入力側係合部材33を付勢するバネ32を利用することができ、新たに付勢部材を追加することがなく、上記の動作を実現することができる。なお、新たな付勢部材によって、出力軸34を矢印43(図7)の方向に押圧する構成であってもよい。このような構成であっても、元の状態に戻すための付勢力としてバネ32の付勢力が利用できるので、バネ32の付勢力を全く利用しない場合と比べ、新たな付勢部材の付勢力をその分小さくすることができる。さらにクラッチ機構に内蔵されるため、他の部材との回転摺動部が無い点も異音や摩耗の点で有利である。プロセスカートリッジの着脱動作を行った後は、バネ32の付勢力により、図7に示す位置関係になるように出力軸34は上記軸方向の一方側とは逆方向へ付勢されて移動する。
Further, adopting the above configuration can utilize the
つぎに係合解除状態を図9を用いて説明する。図9は係合解除状態の断面図である。係合を解除させる際は、係合制御部材38を不図示のレバー等で回転させ、係合制御部材38の円筒カム38aにより、円筒カム37aに作用して係合制御部材37を駆動入力ギア31側へ移動させる。すると、係合制御部材37は入力側係合部材33を軸方向の他方側へ移動させ、その結果、入力側係合部材33は出力側係合部材35から離間して係合が解除される。この時、入力側係合部材33は係合解除位置にあると言える。このときバネ32は入力側係合部材33が移動した分だけ入力側係合部材33と駆動入力ギア31の間で圧縮される。つまり、係合制御部材37は、バネ32の付勢力に抗して(バネ32を圧縮して)入力側係合部材33を係合位置から係合解除位置へと移動させたことになる。
Next, the disengaged state will be described with reference to FIG. FIG. 9 is a sectional view of the disengaged state. When releasing the engagement, the
この係合解除状態において、図9に示すように、前記係合制御部材37が前記入力側係合部材33に当接して、出力側係合部材35と軸受39の間に、出力軸34の軸方向への移動を許容する空間Aが設けられる。つまり、係合制御部材37が入力側係合部材33に当接することで、バネ32の付勢力によって駆動入力ギア31が当接面34bを押圧して出力軸34を矢印44の方向に押圧する。そしてeリング34aが軸方向で軸受39に突き当たる。これにより出力側係合部材35と軸受39の間に、出力軸34の軸方向への移動を許容する空間Aが設けられた状態で出力軸34の軸方向の位置が決まる。
In this disengaged state, as shown in FIG. 9, the
さらに入力側係合部材33と駆動入力ギア31の間に、出力軸34の軸方向への移動を許容する前記空間Aと異なる空間Bが設けられる。空間Bは駆動入力ギア31が軸方向であって入力側係合部材33に近づく方向へ移動することを許容であり、駆動入力ギア31の軸方向の移動を許容することで結果的に出力軸34の軸方向への移動を許容するものである。
Further, a space B different from the space A allowing the
前述の係合解除状態において、プロセスカートリッジを駆動軸と略直交する方向(図4の矢印25の方向)に着脱動作を行った場合の動作を図10に示す。前述したように、プロセスカートリッジの着脱動作により、プロセスカートリッジ側のカップリングにより装置本体側のカップリング20がフレーム部材40側(矢印42方向)に所定量押される。これにより、出力軸34が前述の軸方向の一方側(矢印42方向)へ押圧され、当接面34bで押圧される駆動入力ギア31と、平行ピン36で出力軸34に固定された出力側係合部材35とが共に矢印42方向へ移動する。駆動入力ギア31はバネ32の付勢力に抗して矢印42方向へ移動する。一方で係合制御部材37に当接している入力側係合部材33は移動せず、駆動入力ギア31と入力側係合部材33の間に介在するバネ32がさらに圧縮される。ここで、図9に示すように、本構成においては出力側係合部材35と軸受39の間、及び駆動入力ギア31と入力側係合部材33の間に、それぞれ出力軸34の軸方向への移動を許容する空間A,Bを設けている。そのため、この空間A及び空間Bの範囲で出力軸34の軸方向へ移動が可能となっている。
FIG. 10 shows an operation in the case where the process cartridge is attached and detached in the direction substantially perpendicular to the drive shaft (the direction of the
プロセスカートリッジ側のカップリングによる装置本体側のカップリング20の矢印42方向への押圧が解除されると、バネ32の付勢力によって駆動入力ギア31が当接面34bを押圧して出力軸34を矢印44(図9)の方向に押圧する。そしてeリング34aが軸方向で軸受39に突き当たり、元の状態に戻る。
When the pressing of the
また、上記構成を採ることは、出力軸34の移動に抗し、元の状態に戻すための付勢力として、入力側係合部材33を付勢するバネ32を利用することができ、新たに付勢部材を追加することがなく、上記の動作を実現することができる。なお、新たな付勢部材によって、出力軸34を矢印44(図9)の方向に押圧する構成であってもよい。このような構成であっても、元の状態に戻すための付勢力としてバネ32の付勢力が利用できるので、バネ32の付勢力を全く利用しない場合と比べ、新たな付勢部材の付勢力をその分小さくすることができる。さらにクラッチ機構に内蔵されるため、他の部材との回転摺動部が無い点も異音や摩耗の点で有利である。プロセスカートリッジの着脱動作を行った後は、バネ32の付勢力により、図9に示す位置関係になるように出力軸34は上記軸方向の一方側とは逆方向へ付勢されて移動する。
Further, adopting the above configuration can utilize the
プロセスカートリッジの交換は、画像形成動作を行っていないタイミングで行うものである。本例においては、画像形成動作の終了のタイミングで上記クラッチ(係合部材33,35)の係合を解除して現像部への駆動を解除する制御を行っている。したがって通常は上記クラッチ(係合部材33,35)の係合が解除された状態において、プロセスカートリッジの交換を行う。
The replacement of the process cartridge is performed at a timing when the image forming operation is not performed. In this example, control is performed to release the engagement of the clutches (
しかしながら、電源が遮断される等の何らかの理由により、上記クラッチ(係合部材33,35)が係合している状態で画像形成装置が停止し、プロセスカートリッジを着脱する可能性が考えられる。本例では上記構成により、上記クラッチ(係合部材33,35)が係合している状態でも、出力軸34の軸方向への移動を許容できるため、プロセスカートリッジを着脱可能である。
However, there is a possibility that the image forming apparatus stops with the clutch (
上述したように、本実施例によれば、駆動力を解除した状態又は駆動力を伝達する状態のいずれにおいても、出力軸34の軸方向への移動が許容されるので、プロセスカートリッジの着脱動作でカップリングを軸方向に移動させることができる。
As described above, according to the present embodiment, since the movement of the
〔実施例2〕
図11は、本発明の実施例2に係るクラッチ機構を有する駆動伝達装置及びこれを備える画像形成装置の構成例を示す断面図である。駆動伝達装置におけるクラッチ機構については実施例1で説明したものと同一である。実施例1と同一の構成及び効果については、同一の符号を用いて適宜省略する。
[Example 2]
FIG. 11 is a cross-sectional view illustrating a configuration example of a drive transmission device having a clutch mechanism according to a second embodiment of the present invention and an image forming apparatus including the drive transmission device. The clutch mechanism in the drive transmission device is the same as that described in the first embodiment. The same configurations and effects as those of the first embodiment are appropriately omitted by using the same reference numerals.
本実施例に係る画像形成装置50は、電子写真画像形成プロセスを利用したインラインカラー画像形成装置である。図11に示すように、画像形成装置50の内部には、画像形成を行うプロセスカートリッジが4個設けられる。それぞれのプロセスカートリッジは、『像担持体』である感光体ドラム2a、2b、2c、2d、不図示の現像ローラ、不図示の帯電ローラ、不図示のクリーニング装置等を含む。各プロセスカートリッジは、画像形成装置50の装置本体に対してユーザーが交換可能(着脱可能)な構成となっている。これら4個のプロセスカートリッジ51a、51b、51c、51dは同一構造であるが、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)のトナーを用いて異なる色の画像を形成する点で相違している。
The
画像書き込み用のレーザースキャナ52は、4本のレーザー光Lを発して、不図示の帯電ローラにより帯電された感光体ドラム2a、2b、2c、2dの表面に静電潜像を描く。この静電潜像にトナーが供給されて、感光体ドラム2a、2b、2c、2d表面に、Y、M、C、Bkのトナー像が形成される。感光体ドラム2a、2b、2c、2d表面に形成されたトナー像は、順次、中間転写ベルト53表面へ一次転写される。中間転写ユニット56は、主に、中間転写体である中間転写ベルト53、駆動ローラ57、従動ローラ58、一次転写手段である4本の一次転写ローラ59a、59b、59c、59d、クリーニング手段60、図13に示す一次転写離間手段から構成されている。中間転写ベルト53は、駆動ローラ57、従動ローラ58に張架されている。従動ローラ58は不図示の付勢手段により付勢されており、中間転写ベルト53に所定の張力を付与している。各一次転写ローラ59a、59b、59c、59dは、各感光体ドラム2a、2b、2c、2dに対向して、中間転写ベルト53の内側に配設されており、不図示の付勢部材によって各感光体ドラム側へ付勢されている。
The image writing
シートSへのトナー像の転写は、給送ローラ7によってシートが搬送されて二次転写部54で行われる。中間転写ユニット56に含まれる中間転写ベルト53は、一次転写プロセスにより形成されたトナー像を担持して二次転写部54まで搬送する。二次転写部54では、二次転写手段55にバイアスが印加され、中間転写ベルト53上のトナー像が搬送されてきたシートS上に転写される。定着装置10は、二次転写部54の下流側に位置し、シートに転写されたトナー像をシートS上に定着する。画像が定着されたシートは、排出ローラ対11、排出トレイ12の順に搬送される。
The transfer of the toner image onto the sheet S is performed by the
本実施例では、中間転写ユニット56が、画像形成装置50の装置本体に対して着脱可能なユニットである。図12に示すように、装置本体の開閉部材61を開き、中間転写ユニット56は、装置本体に対して矢印に示す方向へ着脱可能に構成されている。中間転写ユニット56の引き出し方向及び装着方向は、感光体ドラム2の軸方向や中間転写ユニット56に駆動を入力する駆動入力軸と略直交する方向である。
In this embodiment, the
中間転写ユニット56は、カラー画像形成時に中間転写ベルト53を介して各感光体ドラムに当接しているY、M、Cに対応する一次転写ローラの離間手段を有する。モノクロ画像形成時に使用しない感光体ドラムとの摺擦を抑止し、感光体ドラムの延命を図るためである。
The
図13は、本実施例における一次転写離間手段の一例を示すもので、感光体ドラムの軸方向の断面を示した図である。一次転写離間手段は、主にカム63、スライド部材62から構成されており、転写ローラの軸方向の両端側に一組備えている。カム63が回転してスライド部材62が左右(矢印方向)に移動することで、一次転写ローラ59a、59b、59cの各感光体ドラムに対する当接・離間位置を制御することが可能である。カム63の駆動力は、画像形成装置の装置本体から伝えられる。前述したように中間転写ユニット56は着脱可能となっているため、駆動連結部には図3に示すカップリングを用いている。装置本体側に駆動カップリング20を、中間転写ユニット56側に被駆動カップリング21を備える。またカム63を回転・停止させる制御を行うため、カム63の駆動軸上の装置本体内には図6、図7、図8、図9、図10で示すクラッチ機構を有する。中間転写ユニットを着脱する際のカップリング及びクラッチ機構の動作は、実施例1にて説明した動作と同一である。上記カップリング及びクラッチ機構の構成についても実施例1にて説明した構成と同一である。そのため、ここでは詳しい説明は省略する。
FIG. 13 shows an example of the primary transfer separation means in the present embodiment, and is a view showing a cross section in the axial direction of the photosensitive drum. The primary transfer separation means is mainly composed of a
上述したように、本実施例においても、駆動力を解除した状態又は駆動力を伝達する状態のいずれにおいても、出力軸の軸方向への移動が許容されるので、中間転写ユニットの着脱動作でカップリングを軸方向に移動させることができる。これにより、クラッチ機構の係合・係合解除状態に関わらず、中間転写ユニットを装置本体から着脱可能である。 As described above, also in this embodiment, the movement of the output shaft in the axial direction is allowed in either the state where the driving force is released or the state where the driving force is transmitted. The coupling can be moved in the axial direction. Thereby, the intermediate transfer unit can be detached from the apparatus main body regardless of the engaged / disengaged state of the clutch mechanism.
〔他の実施例〕
前述した実施例では、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットとして、プロセスカートリッジや中間転写ユニットを例示したが、これに限定されるものではない。装置本体に対して着脱可能なユニットであり、装置本体側からの駆動力の伝達を受けて動作するユニットであればよく、このユニットが着脱可能な画像形成装置に本発明を適用することで同様の効果が期待できる。また着脱ユニットであるプロセスカートリッジとして、感光体ドラムと、該感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段,現像手段,クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示したが、これに限定されるものではない。感光体ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか1つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。
[Other Examples]
In the above-described embodiments, the process cartridge and the intermediate transfer unit are exemplified as the unit that can be attached to and detached from the image forming apparatus main body. However, the present invention is not limited to this. It is a unit that can be attached to and detached from the apparatus main body, and may be a unit that operates by receiving a driving force transmitted from the apparatus main body. The same applies to the image forming apparatus to which the unit can be attached and detached. Can be expected. Further, as the process cartridge which is a detachable unit, a process cartridge having a photosensitive drum and a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit as a process unit acting on the photosensitive drum are illustrated, but the process cartridge is limited to this. is not. In addition to the photosensitive drum, a process cartridge that integrally includes any one of a charging unit, a developing unit, and a cleaning unit may be used.
また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。ユニットが着脱可能なこれらの画像形成装置において、前記ユニットに駆動力を伝達する駆動伝達装置に本発明を適用することで同様の効果が得られる。また前述した実施例では、シートに転写する画像を担持するベルト(中間転写体)を有するユニットが着脱可能な画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。シートを担持して搬送する搬送ベルトを有するユニットが着脱可能な画像形成装置であってもよい。この画像形成装置において、前記ユニットに駆動力を伝達する駆動伝達装置に本発明を適用することで同様の効果が得られる。 In the above-described embodiments, the printer is exemplified as the image forming apparatus, but the present invention is not limited to this. For example, the image forming apparatus may be another image forming apparatus such as a copying machine or a facsimile machine, or another image forming apparatus such as a multi-function machine combining these functions. In these image forming apparatuses in which the unit can be attached and detached, the same effect can be obtained by applying the present invention to a drive transmission apparatus that transmits a driving force to the unit. In the above-described embodiments, the image forming apparatus in which the unit having the belt (intermediate transfer member) that carries the image to be transferred to the sheet is detachable is illustrated, but the present invention is not limited to this. The image forming apparatus may be a detachable unit having a conveyance belt that carries and conveys a sheet. In this image forming apparatus, the same effect can be obtained by applying the present invention to a drive transmission device that transmits a driving force to the unit.
1,50 …画像形成装置
2 …感光体ドラム
4 …プロセスカートリッジ
19 …現像ローラ
20,21 …被駆動カップリング
22,23,28 …テーパ面
31 …駆動入力ギア
32 …バネ
33 …入力側係合部材
33a …突起部
34 …出力軸
35 …駆動出力側係合部材
36 …平行ピン
37 …係合制御部材
37a,38a …円筒カム
38 …係合制御部材
39 …軸受
40 …フレーム部材
50 …画像形成装置
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記ユニットと係合可能なカップリングを備え、前記ユニットと係合して駆動力を伝達する駆動出力部材と、
駆動入力部材と、
前記駆動出力部材に対して前記駆動出力部材の軸方向に移動可能に設けられ、前記駆動入力部材と一体に回転する入力側係合部材と、
前記入力側係合部材と係合可能であり、前記駆動出力部材と一体に回転し、一体に前記軸方向へ移動する出力側係合部材と、
前記駆動入力部材と前記入力側係合部材の間に設けられ、前記入力側係合部材を前記出力側係合部材に向けて付勢する弾性部材と、
前記出力側係合部材と係合可能な係合位置にある前記入力側係合部材を、前記弾性部材の付勢力に抗して前記軸方向に移動させることで、前記入力側係合部材を前記出力側係合部材との係合が解除された係合解除位置へと移動させ、前記ユニットへの駆動力の伝達を切断する係合解除部材と、
を有し、
前記入力側係合部材が前記係合位置にある状態及び前記係合解除位置にある状態のそれぞれにおいて、前記駆動出力部材が前記軸方向へ押圧された際に前記出力側係合部材が前記軸方向への移動することを許容する空間が形成されていることを特徴とする駆動伝達装置。 A drive transmission device that engages with a detachable unit with respect to the image forming apparatus main body to transmit or cut a driving force to the unit,
A drive output member that includes a coupling engageable with the unit and that transmits the driving force by engaging with the unit;
A drive input member;
An input-side engagement member provided so as to be movable in the axial direction of the drive output member with respect to the drive output member, and rotating integrally with the drive input member;
An output side engaging member that is engageable with the input side engaging member, rotates integrally with the drive output member, and moves integrally in the axial direction;
An elastic member provided between the drive input member and the input side engaging member, and biasing the input side engaging member toward the output side engaging member;
The input side engagement member is moved in the axial direction against the urging force of the elastic member by moving the input side engagement member in an engagement position engageable with the output side engagement member. An engagement release member that moves to a disengagement position where the engagement with the output side engagement member is released, and cuts off transmission of the driving force to the unit;
Have
In each of the state in which the input side engaging member is in the engaging position and the state in the disengaging position, the output side engaging member is moved to the shaft when the drive output member is pressed in the axial direction. A drive transmission device characterized in that a space allowing movement in a direction is formed.
前記駆動伝達装置として、請求項1乃至請求項10のいずれか1項に記載の駆動伝達装置を有することを特徴とする画像形成装置。 An image forming apparatus having a drive transmission device that engages with a detachable unit with respect to the image forming apparatus main body and transmits or cuts a driving force to the unit, and forms an image on a sheet.
An image forming apparatus comprising the drive transmission device according to claim 1 as the drive transmission device.
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