JP4552972B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式の画像形成装置では、周知のごとく、露光器（ＬＥＤやレーザビームスキャナ）にて感光体に静電潜像を形成した後、静電潜像が形成された感光体に現像剤を供給して現像剤像を形成し、この現像剤像を用紙等の記録シートに転写することにより記録シートに画像を形成している。

画像形成装置においては、画像形成を行うためのプロセスカートリッジが設けられており、感光体や現像剤等の消耗品を交換できるように、プロセスカートリッジは装置本体に対して着脱可能に組み付けられている。

プロセスカートリッジには、感光体ドラムや現像ローラ等の回転体が収納されており、これらの回転体は、装置本体から駆動力を得て回転するように構成されている。
この装置本体から駆動力を得る構成として、例えば特許文献１には、軸方向に変位する継手を用いた技術が開示されている。具体的には、特許文献１に記載の発明では、プロセスカートリッジの入力部と係合して装置本体側からプロセスカートリッジに駆動力を伝達する状態と入力部から離間して動力伝達が遮断される状態との間で変位可能な駆動軸を設けるとともに、この駆動軸を螺旋状の摺動面を有する円筒状カムを用いて変位させている。

このとき、円筒状カムは、プロセスカートリッジが収納された空間を開閉する開閉ドアとリンクを介して連結されているため、プロセスカートリッジを取り外すべく、開閉ドアがユーザにより開けられると、この開作動に連動して円筒状カムが回転して駆動軸が装置本体側に退避して動力伝達が遮断される。

一方、プロセスカートリッジの装置本体への装着が終了して、開閉ドアがユーザにより閉められると、この閉作動に連動して円筒状カムが回転して駆動軸が入力部に挿入され、装置本体からプロセスカートリッジに動力が伝達可能な状態となる。
特開２０００−３３０４５５号公報

しかし、特許文献１に記載の発明では、円筒状カムは、その摺動面が装置本体に設けられた摺動面に接触しながら回転するので、円筒状カムは、回転しながらその回転軸方向に変位する。

このため、特許文献１に記載の発明では、円筒状カムと開閉ドアとを連結するリンクに、円筒状カムの回転軸方向と直交する平面内での揺動に加えて、回転軸方向の揺動又は撓み変形が発生するので、リンクの揺動分だけ駆動軸の駆動機構が必要とする可動スペースが大型化してしまい、画像形成装置の小型化を図ることが難しいという問題がある。

本発明は、上記点に鑑み、駆動機構が必要とする可動スペースの小型化を図ることにより、画像形成装置の小型化を可能なものとすることを目的とする。

本発明は、上記目的を達成するために、請求項１に記載の発明では、電子写真方式により記録シートに画像を形成する画像形成装置であって、装置本体に対して着脱可能に組み付けられたプロセスカートリッジと、プロセスカートリッジが収納される空間を開閉する開閉ドアと、装置本体の少なくとも一部を構成するフレームに設けられ、プロセスカートリッジに駆動力を伝達する駆動機構とを備え、駆動機構は、プロセスカートリッジの入力部と係合して装置本体側からプロセスカートリッジに駆動力を伝達する状態と入力部から離間して動力伝達が遮断される状態との間でフレームに対して変位可能に設けられた駆動軸、開閉ドアと連結部材を介して連結され、開閉ドアの開閉作動と連動してフレームに対して回転するとともに第１摺動面を有する第１カム体、第１カム体の第１摺動面と摺動可能に接触する摺接部、及び駆動軸と係合する係合部を有し、第１カム体の回転に連動して摺接部が第１摺動面に対して摺動することにより駆動軸と共に軸方向に変位する変位部材、並びに変位部材の摺接部を挟んで第１カム体の第１摺動面と反対側から摺接部と摺動可能に接触する第２摺動面を有する第２カム体を備えることを特徴とする。

これにより、請求項１に記載の発明では、開閉ドアが開閉されると、第１カム体は、回転軸方向に変位することなく回転する。このとき、駆動軸は、第１カム体の回転、つまり開閉ドアの開閉作動に連動してその中心軸線方向に変位する。

したがって、請求項１に記載の発明では、第１カム体を中心軸線方向に変位させることなく駆動軸を中心軸線方向に変位させることができるので、第１カム体と開閉ドアとを連結する連結部材に、中心軸線方向の揺動又は撓み変形が発生することが殆ど無くなる。延いては、駆動機構が必要とする可動スペースの小型化が可能となるので、画像形成装置の小型化を図ることができる。

また、請求項１に記載の発明では、駆動軸の中心軸線を含み、かつ、中心軸線と直交する方向であって第２カム体を望む方向と平行な第１仮想面に対して第１摺動面及び前記第２摺動面が共に傾いているとともに、中心軸線と直交する方向であって、第１仮想面と平行な方向から見て、第１摺動面を含む第２仮想面と第２摺動面を含む第３仮想面とが交差し、かつ、第１カム体が回転することによって第１摺動面の端点と第２摺動面の端点とが相対的に離間又は接近するように構成することを特徴としている。

これにより、請求項１に記載の発明では、第１カム体の回転に連動して第１摺動面と第２摺動面とが互いに離間又は接近するので、第１摺動面と第２摺動面とに挟まれた摺接部は、第１カム体の回転角に応じて中心軸線と平行な方向に変位する。このため、駆動軸は、第１カム体の回転、つまり開閉ドアの開閉作動に連動してその中心軸線方向に変位する。

ところで、中心軸線方向と第１カム体の回転方向とは互いに直交しているので、第１摺動面又は第２摺動面と第１仮想面とのなす角が小さくなるほど、摺接部と第１摺動面及び第２摺動面との接触面で発生する中心軸線方向の力が小さくなるので、これに応じて駆動軸を変位させる力も小さくなる。

一方、第１カム体を回転させる力は、開閉ドアを開閉作動させるための操作力がその供給源であるので、駆動軸を変位させる力が小さくなると、開閉ドアの操作力が大きくならざるを得ない。

これに対して、請求項１に記載の発明では、第１摺動面及び第２摺動面は共に第１仮想面に対して傾いていることを特徴としているので、開閉ドアの操作力が大きくなってしまうことを抑制しながら、変位部材、つまり駆動軸を滑らかに中心軸線方向に変位させることができる。

ところで、第１カム体に作用するトルクと第２カム体に作用するトルクは、同然ながら同一であるので、請求項２に記載の発明のごとく、第２カム体が第１カム体を挟んで第１カム体の回転中心と反対側に設けられていると、第２カム体に作用するトルクによる力は、第１カム体に作用するトルクによる力より小さくなる。したがって、第２カム体を小さくしても十分な機械的強度を得ることができる。

また、請求項２に記載の発明のごとく、第２カム体がフレームに対して固定されていると、第１カム体の回転ストロークは、第１カム体と連結部材との連結部が第２カム体に衝突するまでの回転角によって決定されるので、第２カム体を小さくすると、連結部が第２カム体に衝突するまでの回転角が大きくなり、第１カム体の回転ストロークを大きく設定することができる。そして、第１カム体の回転ストロークを大きくすると、後述するように、開閉ドアの操作力を低減することができる。

また、請求項２に記載の発明では、第２カム体はフレームに対して固定されているので、第２カム体用の可動領域を確保する必要がないので、駆動機構が必要とする可動スペースの小型化が可能となる。

また、回転する第１カム体が固定された第２カム体よりも内側にあるので、第２カム体と同じ径の第２カム体以外の領域にも他の部材を配置することができ、軸径方向の設置面積を少なくして画像形成装置の小型化に有利な構成とすることができる。

ところで、第１摺動面又は第２摺動面と第１仮想面とのなす角が小さくなるほど、前述したように、開閉ドアの操作力が大きくならざるを得ないが、第１摺動面又は第２摺動面と第１仮想面とのなす角が大きくなると、駆動軸の変位量に対する第１カム体の回転角が大きくなるので、第１カム体の回転ストロークを大きくせざるを得ない。

しかし、第１カム体の回転ストロークは、第１カム体と連結部材との連結部が第２カム体に衝突する位置で決定されるので、大きな回転ストロークを確保することは難しい。
これに対して、請求項３に記載の発明では、第１仮想面と第１摺動面とのなす角を、第１仮想面と第２摺動面とのなす角より大きくしているので、過度に大きな回転ストロークを確保することなく、開閉ドアの操作力が大きくなってしまうことを抑制できる。

また、請求項４に記載の発明では、駆動軸に回転力を付与する円板状の歯車が設けられており、第１カム体と連結部材との連結部の少なくとも一部が、歯車の回転軸方向から見て、歯車と重なっていることを特徴とするので、駆動機構のうち歯車の径方向と平行な部位の寸法を小型にすることができる。

請求項５に記載の発明では、歯車の前記駆動軸側の側面には、歯幅方向端部より回転軸方向へ凹む凹部が設けられており、さらに、変位部材が最も歯車に近接したときに、摺接部が凹部内に位置していることを特徴とする。

これにより、請求項５に記載の発明では、凹部内の空間を有効活用することができるので、駆動軸の変位量を縮小させることなく、中心軸線方向寸法の小型化を図る、又は中心軸線方向寸法の大型化を招くことなく、歯車の歯幅を拡大することができる。

本実施形態は本発明に係る画像形成装置をモノクロ方式のレーザプリンタ（以下、プリンタ１と略す。）に適用したものであり、以下に本実施形態を図面と共に説明する。
１．図面の説明
図１はプリンタ１の要部を示す側断面図であり、図２（ａ）はプロセスカートリッジ１２０の上面図であり、図２（ｂ）は図２（ａ）の左側面図であり、図３は駆動機構５００の分解斜視図であり、図４は開閉ドア１５が閉じた状態における駆動機構の状態を示す上面図であり、図５は開閉ドア１５が閉じた状態における駆動機構の状態を示す側面図であり、図６は開閉ドア１５が開いた状態における駆動機構の状態を示す上面図である。

また、図７は開閉ドア１５が閉じた状態における駆動機構の状態を示す側面図であり、図８（ａ）は開閉ドア１５が閉じた状態における駆動機構の状態を示す側面図であり、図８（ｂ）は図８（ａ）の左側面図であり、図９（ａ）は開閉ドア１５が開いた状態における駆動機構の状態を示す側面図であり、図９（ｂ）は図９（ａ）の左側面図であり、図１０は図８（ｂ）の拡大図であり、図１１は図９（ｂ）の拡大図である。

２．プリンタ１の概要
プリンタ１の筐体１０内には、図１に示すように、用紙やＯＨＰシート等の記録シート（以下、用紙という。）に画像を形成する画像形成部１００、画像形成部１００に用紙を供給するフィーダ部２００、及び画像形成部１００にて画像形成が終了した用紙を第１排出口１１側に向けて案内する搬送ユニット３００が収納されている。

また、筐体１０の後方側には、画像形成部１００にて画像形成が終了した用紙を排出するとともに、搬送ユニット３００や後述する定着装置１５０等に詰まった用紙を除去するための第２排出口１２が設けられており、この第２排出口１２は、筐体１０に揺動可能に組み付けられた開閉カバー３０１により閉じられている。一方、筐体１０の上面側には、第１排出口１１から排出された用紙が、少なくとも１枚載置される排出トレイ１３が設けられている。

そして、本実施形態に係るプリンタ１では、定着装置１５０から排出された用紙の搬送経路として、定着装置１５０から排出トレイ１３に至る略Ｕ字状に湾曲した第１搬送経路Ｌ１、及び定着装置１５０から第２排出口１２に至る略直線状の第２搬送経路Ｌ２が設けられている。

すなわち、開閉カバー３０１が閉じられた状態においては、定着装置１５０から排出された用紙は、その搬送方向が上方側に略１８０度転向させられて排出トレイ１３に案内され、一方、開閉カバー３０１が開かれた状態においては、定着装置１５０か排出された用紙は、その搬送方向が殆ど転向されることなく直線的に搬送されて、転向ガイド３１０より用紙の搬送方向下流側に設けられた第２排出口１２から排出される。

また、筐体１０の前面側には、後述するプロセスカートリッジ１２０が収納される空間１４を開閉する開閉ドア１５が設けられており、この開閉ドア１５を開くことにより、プロセスカートリッジ１２０を装置本体から着脱することができる。なお、装置本体とは、フレームや筐体１０等の画像形成装置の非可動部をいう。

また、画像形成部１００及び搬送ユニット３００等は、装置本体の一部をなすフレームに組み付けられており、このフレームは、筐体１０内において、左右方向両端側に配設された略板状のサイドフレーム４００（図３参照）、サイドフレームの下端側を連結するように左右方向に延びる底板部（図示せず。）、及びサイドフレーム４００の上端側を連結する天板部（図示せず。）等から構成されている。

２．１．フィーダ部
フィーダ部２００は、図１に示すように、筐体１０の最下部に着脱可能に組み付けられた給紙トレイ（給紙カセット）２０１、給紙トレイ２０１の前端部上方に設けられて画像形成部１００に用紙を搬送する給紙ローラ（ピックアップローラ）２０２、並びに給紙ローラ２０２にて搬送される用紙を１枚毎に分離する分離ローラ２０３及び分離パッド２０４等を有して構成されている。

また、第１加圧ローラ２０５及び第２加圧ローラ２０６は、用紙に接触しながら回転することにより用紙を分離ローラ２０３に押し付ける押圧手段であり、給紙トレイ２０１から上方側に排出された用紙は、分離ローラ２０３の外周面に巻き付くようにしてその搬送方向が略１８０度転向して画像形成部１００に向けて搬送される。

そして、給紙トレイ２０１から画像形成部１００に至る用紙の搬送経路のうち画像形成部１００の入口側には、搬送される用紙に所定の搬送抵抗を付与して用紙の搬送状態を整える一対のローラからなるレジストローラ２０７が配設されている。

２．２．画像形成部
画像形成部１００は、図１に示すように、レーザスキャナ１１０、プロセスカートリッジ１２０及び定着装置１５０等を有して構成されている。

２．２．１．レーザスキャナ
レーザスキャナ１１０は、筐体１０内の最上部に設けられて後述する感光ドラム１２１の表面に静電潜像を形成する露光装置であり、具体的には、レーザ光源（図示せず）、ポリゴンミラー（図示せず）、ｆθレンズ（図示せず）、及び反射鏡（図示せず）等から構成されている。

そして、レーザ光源から発光されたレーザビームは、画像データに基づいてポリゴンミラーで偏向されてｆθレンズを通過した後、反射鏡によって光路が折り返された後、光路が下方に屈曲されることにより、後述する感光ドラム１２１の表面上に照射され、静電潜像が形成される。

２．２．２．プロセスカートリッジ
プロセスカートリッジ１２０は、図１に示すように、レーザスキャナ１１０の下方側において筐体１０内において装置本体に着脱可能に組み付けられており、このプロセスカートリッジ１２０は、感光ドラム１２１、帯電器１２２及び現像剤収容部１２３等から構成されている。

そして、感光ドラム１２１は、用紙に転写される現像剤像を担持する画像担持手段をなすものであり、帯電器１２２は、感光ドラム１２１の表面を帯電させる帯電手段をなすものである。なお、本実施形態に係る帯電器１２２は、コロナ放電を利用して感光ドラム１２１の表面に略均一に正電荷を帯電させるスコロトロン型帯電器を採用している。

また、現像剤収容部１２３は、現像剤（本実施形態では、粉体状のトナー）を収容する現像剤収容手段であり、この現像剤収容部１２３内には、内部に収容された現像剤を攪拌する攪拌器１３２Ａが設けられている。

そして、現像剤収容部１２３と感光ドラム１２１との間には、現像剤収容部１２３から搬出された現像剤を感光ドラム１２１に供給する供給ローラ１２４及び現像ローラ１２５が配設されており、攪拌器１３２Ａ、供給ローラ１２４及び現像ローラ１２５は、後述する駆動機構５００を介して装置本体に設けられた電動モータ（図示せず。）から動力を得て回転する。

なお、本実施形態では、攪拌器１３２Ａ、供給ローラ１２４及び現像ローラ１２５は、複数枚の画車からなる歯車列（図示せず。）を介して同期して回転するが、感光ドラム１２１は、駆動機構５００とは別の駆動経路から駆動力を得て回転するので、感光ドラム１２１は、攪拌器１３２Ａ等とは同期して回転しない。

また、層厚規制ブレード１２７は、現像ローラ１２５の表面に担持された現像剤層の厚みを所定の厚みに規制する金属製の薄板であり、この層厚規制ブレード１２７の先端側は、上記現像剤層に接触する厚規制ゴム１２８を挟んで現像ローラ１２５の表面に対向配置されている。

そして、現像剤収容部１２３から搬出された現像剤は、供給ローラ１２４の回転によって現像ローラ１２５側に供給され、さらに、現像ローラ１２５側に供給された現像剤は、現像ローラ１２５の表面に担持される。現像ローラ１２５の表面に担持された現像剤の厚みは、層厚規制ブレード１２７により所定の厚みにて一定（均一）となるよう調整された後、レーザスキャナ１１０にて露光された感光ドラム１２１の表面に供給される。

また、搬送されている用紙を挟んで感光ドラム１２１と対向する位置には、転写ローラ１４０が配設されている。そして、この転写ローラ１４０は、感光ドラム１２１の回転と連動して回転し、用紙が感光ドラム１２１の近傍を通過する際に、感光ドラム１２１に帯電した電荷と反対の電荷（本実施形態では、負電荷）を印刷面とは反対側から用紙に作用させることにより、感光ドラム１２１の表面に付着した現像剤を用紙の印刷面に転写させる転写手段をなすものである。

２．２．３．定着装置
定着装置１５０は、図１に示すように、用紙の搬送方向において感光ドラム１２１より後流側に配設されて用紙に転写された現像剤を加熱溶融させて定着させる定着手段である。

具体的には、定着装置１５０は、用紙の印刷面側に配設されて現像剤を加熱する加熱ローラ１５１、及び用紙を挟んで加熱ローラ１５１と反対側に配設されて用紙を加熱ローラ１５１側に押圧する加圧ローラ１５２等を有して構成されている。そして、加熱ローラ１５１は、電動モータ（図示せず。）から駆動力を得て回転し、加圧ローラ１５２は用紙の搬送と共に従動回転する。

２．３．搬送ユニット
搬送ユニット３００は、図１に示すように、定着装置１５０に対して用紙の搬送方向下流側に配設されて定着装置１５０から排出された用紙を第１排出口１１側に向けて案内する場合と第２排出口１２側に案内する場合とを切り換える案内切換手段であり、具体的には、以下のような構成である。

一対の搬送ローラ３０２、３０３は、定着装置１５０から排出された用紙に接触して回転することによって用紙を送り出す送りローラであり、これら一対の搬送ローラ３０２、３０３より搬送方向下流側には、転向ガイド３１０が設けられている。この転向ガイド３１０は、一対の搬送ローラ３０２、３０３から排出された用紙を第１搬送経路Ｌ１（第１の方向）側に搬送する第１ポジションと第２搬送経路Ｌ２（第２の方向）側に搬送する第２ポジションとの間で揺動する転向手段である。

２．４．駆動機構
駆動機構５００は、図３に示すように、サイドフレーム４００に設けられてプロセスカートリッジ１２０に駆動力を断続可能に伝達するものであり、具体的には、開閉ドア１５が閉じられている場合には、駆動力伝達可能な状態とし、開閉ドア１５が開かれている場合には、駆動力伝達不可能な状態とする。

なお、本実施形態では、駆動機構５００は、樹脂製のサイドフレーム４００と金属製の補強プレート４０１とにより挟まれるようにして装置本体に組み付けられており、補強プレート４０１には、後述する駆動軸５１０及び歯車５６０を支持する支軸５０１が設けられている。因みに、サイドフレーム４００と補強プレート４０１とは、ネジ等の着脱可能な機械的締結手段により互いに固定されている。

そして、駆動機構５００は、図３に示すように、駆動軸５１０、回転カム５２０、直動カム５３０、規制カム５４０、リンク５５０、歯車５６０及びバネ５７０等から構成されている。

駆動軸５１０は、プロセスカートリッジ１２０の入力部１２９（図８参照）と係合して装置本体側からプロセスカートリッジ１２０に駆動力を伝達する状態と入力部１２９から離間して動力伝達が遮断される状態との間でサイドフレーム４００に対して支軸５０１の軸方向に変位する継ぎ手軸である。

なお、入力部１２９には、駆動軸５１０の先端に設けられた略矩形状の係合部５１１が嵌り込む係合穴１２９Ａ（図２参照）が設けられており、係合部５１１と係合穴１２９Ａとが係合することにより、駆動軸５１０から入力部１２９（プロセスカートリッジ１２０）に駆動力が伝達される。

回転カム５２０は、開閉ドア１５とリンク５５０を介して連結されて開閉ドア１５の開閉作動と連動して支軸５０１周りにサイドフレーム４００に対して回転する第１カム体であり、この回転カム５２０には、その回転中心軸を中心軸とした略螺旋状の摺動面５２１（以下、第１摺動面５２１と記す。）が設けられている。

すなわち、第１摺動面５２１は、回転カム５２０の回転中心軸を中心軸とした略螺旋状に形成されているため、図１１に示すように、中心軸線Ｌと直交する方向から見て、駆動軸５１０の中心軸線Ｌを含む第１仮想面Ｓ１に対して傾いている。

直動カム５３０は、図３に示すように、回転カム５２０の第１摺動面５２１と摺動可能に接触する摺動面５３１が形成された摺接部５３２、及び駆動軸５１０に設けられたフランジ部（鍔部５１２）と係合する係合部５３３を有する変位部材である。

そして、直動カム５３０は、図１０及び図１１に示すように、回転カム５２０の回転に連動して摺接部５３２が第１摺動面５２１に対して摺動しながら変位し、ネジの原理（楔効果）により駆動軸５１０と共に中心軸Ｌの方向（以下、軸方向と略す。）に変位する。

規制カム５４０は、図１０に示すように、直動カム５３０の摺接部５３２を挟んで第１摺動面５２１と反対側から摺接部５３２と摺動可能に接触する摺動面５４１（以下、第２摺動面５４１という。）を有する第２カム体である。

そして、規制カム５４０（第２摺動面５４１）は、サイドフレーム４００に一体化されて固定され、かつ、図８（ａ）及び図９（ａ）に示すように、回転カム５２０の径方向において、回転カム５２０（第１摺動面５２１）を挟んで回転カム５２０の回転中心と反対側に設けられている。

すなわち、本実施形態では、第２摺動面５４１、第１摺動面５２１及び摺動面５３１は、回転カム５２０の回転中心に対して回転対称となるように、各々２つずつ設けられているとともに、回転カム５２０の回転中心側から回転カム５２０（第１摺動面５２１）、直動カム５３０（摺動面５３１）、規制カム５４０（第２摺動面５４１）の順に同心状に配置された構成となっている。

また、規制カム５４０の第２摺動面５４１は、図１０及び図１１に示すように、第１仮想面Ｓ１に対して第１摺動面５２１と反対向きに傾いているため、中心軸線Ｌと直交する方向であって、第１仮想面Ｓ１と平行な方向から見て、第１摺動面５２１を含む第２仮想面と第２摺動面５４１を含む第３仮想面とが略Ｖ字状に交差するように、第１摺動面５２１及び第２摺動面５４１が傾いている。

このため、回転カム５２０が回転すると、第１摺動面５２１の端点Ｐ１と第２摺動面５４１の端点Ｐ２とが相対的に離間又は接近するので、直動カム５３０は、図１０及び図１１に示すように、回転カム５２０の回転に連動して軸方向に変位しながら駆動軸５１０を軸方向へ変位させる。

また、リンク５５０は、図５及び図７に示すように、一端側が回転カム５２０に回転可能に組み付けられ、他端側が開閉ドア１５の揺動中心（ヒンジ部）１５Ａ側に回転可能に組み付けられた連結部材であり、このリンク５５０により、開閉ドア１５の開閉動作が回転カム５２０の回転運動に変換される。

なお、リンク５５０の一端側には、図３に示すように、ピン状のボス部５５１が設けられ、一方、回転カム５２０には、規制カム５４０を超えて径方向外側まで延びるアーム部５２２が設けられている。そして、アーム部５２２の先端側に形成された連結穴５２３にボス部５５１が回転可能に挿入されることにより、リンク５５０と回転カム５２０とが回転可能に連結されている。

また、歯車５６０は、上述の電動モータから伝達されてきた駆動力を駆動軸５１０に付与する円盤状のヘリカルギアである。そして、リンク５５０と回転カム５２０との連結部５５２の少なくとも一部（本実施形態では、連結穴５２３の外周側）は、図５及び図７に示すように、歯車５６０の回転軸方向から見て、歯車５６０と重なるようになるように設定されている。

また、歯車５６０の駆動軸５１０側の側面には、図１０及び図１１に示すように、歯幅方向端部より回転軸方向へ凹む凹部５６１が設けられている。そして、直動カム５３０が最も歯車５６０に近接したときに、図１１に示すように、直動カム５３０の摺接部５３２が凹部５６１内に位置するように、支軸５０１や駆動軸５１０等の寸法が設定されている。

また、バネ５７０は、駆動軸５１０を直動カム５３０に押圧するとともに、駆動軸５１０に歯車５６０から離隔させる向きの力を付与する弾性手段である。このため、駆動軸５１０は、直動カム５３０とバネ５７０とにより挟持されるようにして直動カム５３０と一体的に軸方向に変位する。

３．本実施形態に係るレーザプリンタ（特に、駆動機構）の特徴
本実施形態では、開閉ドア１５が閉じられた状態においては、図８（ｂ）及び図１０に示すように、第１摺動面５２１の端点Ｐ１と第２摺動面５４１の端点Ｐ２とが離間しているため、バネ５７０の弾性力により、直動カム５３０は歯車５６０から離間してプロセスカートリッジ１２０に近接した部位に位置する。

このため、駆動軸５１０がプロセスカートリッジ１２０の入力部１２９に挿入された状態となり、駆動機構５００からプロセスカートリッジ１２０に駆動力が伝達可能な状態となる。

一方、開閉ドア１５が開かれると、これに連動して回転カム５２０が回転して第１摺動面５２１の端点Ｐ１と第２摺動面５４１の端点Ｐ２とが近接していくので、図９（ｂ）及び図１１に示すように、直動カム５３０は、その摺接部５３２が第１摺動面５２１及び第２摺動面５４１と摺動しながらバネ５７０の弾性力に逆らって歯車５６０に近接するように軸方向に変位する。

このため、駆動軸５１０がプロセスカートリッジ１２０から離間して入力部１２９から外れるので、駆動機構５００からプロセスカートリッジ１２０に駆動力が伝達不可能な状態となる。

なお、本実施形態では、開閉ドア１５が所定以上開かれると、直動カム５３０の摺接部５３２は第１摺動面５２１を乗り越えて、第１摺動面５２１と連なる保持面５２４に乗り上げる。

このとき、保持面５２４は、軸方向と直交、又は第１仮想面Ｓ１に対して第１摺動面５２１と逆向き傾いた面であるので、摺接部５３２が保持面５２４に乗り上げると、バネ５７０の弾性力が作用している状態であっても、直動カム５３０（駆動軸５１０）はプロセスカートリッジ１２０側に変位せず、その状態が保持される。

以上に説明したように、本実施形態では、開閉ドア１５が開閉されると、回転カム５２０は、回転軸方向に変位することなく回転する。このとき、駆動軸５１０は、回転カム５２０の回転、つまり開閉ドア１５の開閉作動に連動してその中心軸線方向に変位する。

したがって、本実施形態では、回転カム５２０を中心軸線方向に変位させることなく、駆動軸５１０を中心軸線方向に変位させることができるので、回転カム５２０と開閉ドア１５とを連結するリンク５５０に、中心軸線方向の揺動又は撓み変形が発生することが殆ど無くなる。延いては、駆動機構５００が必要とする可動スペースの小型化が可能となるので、画像形成装置の小型化を図ることができる。

ところで、中心軸線方向と回転カム５２０の回転方向とは互いに直交しているので、第１摺動面５２１又は第２摺動面５４１と第１仮想面Ｓ１とのなす角が小さくなるほど、摺接部５３２と第１摺動面５２１及び第２摺動面５４１との接触面で発生する中心軸線Ｌ方向の力が小さくなるので、これに応じて駆動軸５１０を変位させる力も小さくなる。

一方、回転カム５２０を回転させる力は、開閉ドア１５を開閉作動させるための操作力がその供給源であるので、駆動軸５１０を変位させる力が小さくなると、開閉ドア１５の操作力が大きくならざるを得ない。

これに対して、本実施形態では、第１摺動面５２１及び第２摺動面５４１は共に第１仮想面Ｓ１に対して傾いているので、開閉ドア１５の操作力が大きくなってしまうことを抑制しながら、直動カム５３０、つまり駆動軸５１０を滑らかに中心軸線方向に変位させることができる。

ところで、回転カム５２０に作用するトルクと規制カム５４０に作用するトルクは、同然ながら同一であるので、本実施形態のごとく、規制カム５４０が回転カム５２０を挟んで回転カム５２０の回転中心と反対側に設けられていると、規制カム５４０に作用するトルクによる力は、回転カム５２０に作用するトルクによる力より小さくなる。したがって、規制カム５４０を小さくしても十分な機械的強度を得ることができる。

また、本実施形態のごとく、規制カム５４０がサイドフレーム４００に対して固定されていると、回転カム５２０の回転ストロークは、回転カム５２０とリンク５５０との連結部５５２（アーム部５２２）が規制カム５４０に衝突するまでの回転角によって決定される。

このため、規制カム５４０を小さくすると、連結部５５２が規制カム５４０に衝突するまでの回転角が大きくなり、回転カム５２０の回転ストロークを大きく設定することができる。そして、回転カム５２０の回転ストロークを大きくすると、後述するように、開閉ドア１５の操作力を低減することができる。

また、本実施形態では、規制カム５４０はサイドフレーム４００に対して固定されているので、規制カム５４０用の可動領域を確保する必要がないので、駆動機構５００が必要とする可動スペースの小型化が可能となる。

また、回転する回転カム５２０が固定された規制カム５４０よりも内側にあるので、規制カム５４０と同じ径の規制カム５４０以外の領域にも他の部材を配置することができ、軸径方向の設置面積を少なくして画像形成装置の小型化に有利な構成とすることができる。

ところで、第１摺動面５２１又は第２摺動面５４１と第１仮想面Ｓ１とのなす角が小さくなるほど、前述したように、開閉ドア１５の操作力が大きくならざるを得ないが、第１摺動面５２１又は第２摺動面５４１と第１仮想面Ｓ１とのなす角が大きくなると、駆動軸５１０の変位量に対する回転カム５２０の回転角が大きくなるので、回転カム５２０の回転ストロークを大きくせざるを得ない。

しかし、回転カム５２０の回転ストロークは、回転カム５２０とリンク５５０との連結部５５２（アーム部５２２）が規制カム５４０に衝突する位置で決定されるので、大きな回転ストロークを確保することは難しい。

そこで、本実施形態では、第１仮想面Ｓ１と第１摺動面５２１とのなす角を、第１仮想面Ｓ１と第２摺動面５４１とのなす角より大きくすることにより、過度に大きな回転ストロークを確保することなく、開閉ドア１５の操作力が大きくなってしまうことを抑制している。

また、本実施形態では、回転カム５２０とリンク５５０との連結部５５２の少なくとも一部が、歯車５６０の回転軸方向から見て、歯車５６０と重なっているので、駆動機構５００のうち歯車５６０の径方向と平行な部位の寸法を小型にすることができる。

また、本実施形態では、歯車５６０の駆動軸５１０側の側面には、歯幅方向端部より回転軸方向へ凹む凹部５６１が設けられ、かつ、直動カム５３０が最も歯車５６０に近接したときに、摺接部５３２が凹部５６１内に位置しているので、凹部５６１内の空間を有効活用することができる。

したがって、駆動軸５１０の変位量を縮小させることなく、中心軸線方向寸法の小型化を図る、又は中心軸線方向寸法の大型化を招くことなく、歯車５６０の歯幅を拡大することができる。

また、本実施形態では、第１摺動面５２１の端部のうち、直動カム５３０の変位方向一端側に第１摺動面５２１と連続する保持面５２４を設けるとともに、この保持面５２４を軸方向と直交、又は第１仮想面Ｓ１に対して第１摺動面５２１と逆向き傾いた面としたので、バネ５７０の弾性力に打ち勝って直動カム５３０（駆動軸５１０）及び開閉ドア１５の開状態を保持することができる。

したがって、ユーザが開閉ドア１５を開けた際に、ユーザが開状態を保持し続ける必要がないので、プロセスカートリッジ１２０の着脱作業を容易なものとすることができる。
（その他の実施形態）
上述の実施形態では、第１摺動面５２１及び第２摺動面５４１のいずれも第１仮想面Ｓ１に対して傾いていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、第１摺動面５２１のみ第１仮想面Ｓ１に対して傾ける、又は第２摺動面５４１のみ第１仮想面Ｓ１に対して傾けてもよい。

また、上述の実施形態では、第１摺動面５２１が第２摺動面５４１より第１仮想面Ｓ１に対して大きく傾いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、これとは逆に、第２摺動面５４１が第１摺動面５２１より第１仮想面Ｓ１に対して大きく傾けてもよい。

また、上述の実施形態では、規制カム５４０がサイドフレーム４００に対して固定されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、規制カム５４０も開閉ドア１５の開閉作動と連動させて回転変位させてもよい。

また、上述の実施形態では、回転カム５２０の回転中心から見て、回転カム５２０よりも外側に規制カム５４０が配置されていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、これとは逆に、規制カム５４０を回転カム５２０の内側に配置してもよい。

また、上述の実施形態では、歯車５６０に凹部５６１が設けられ、かつ、直動カム５３０が最も歯車５６０に近接したときに、摺接部５３２が凹部５６１内に位置するようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。

また、リンク５５０と回転カム５２０との連結部５５２の少なくとも一部が、軸方向から見て、歯車５６０と重なるようにしたが、本発明はこれに限定されるものではない。
また、上述の実施形態では、感光ドラム１２１は駆動機構５００とは別経路から駆動力を得ていたが、本発明はこれに限定されるものではなく、感光ドラム１２１も駆動機構５００から動力を得るように構成してもよい。

また、上述の実施形態では、露光装置としてレーザビームスキャナを用いたが、本発明はこれに限定されるものではなく、露光装置の光源として、ＬＥＤを用いた電子写真方式の画像形成装置にも適用することができる。

また、本発明は、特許請求の範囲に記載された発明の趣旨に合致するものであればよく、上述の実施形態に限定されるものではない。

本発明の実施形態に係るプリンタ１の要部を示す側断面図である。 （ａ）は本発明の実施形態に係るプロセスカートリッジ１２０の上面図であり、（ｂ）は図２（ａ）の左側面図である。 本発明の実施形態に係る駆動機構５００の分解斜視図である。 開閉ドア１５が閉じた状態における駆動機構の状態を示す上面図である。 開閉ドア１５が閉じた状態における駆動機構の状態を示す側面図である。 開閉ドア１５が開いた状態における駆動機構の状態を示す上面図である。 開閉ドア１５が閉じた状態における駆動機構の状態を示す側面図である。 （ａ）は開閉ドア１５が閉じた状態における駆動機構の状態を示す側面図であり、（ｂ）は図８（ａ）の左側面図である。 （ａ）は開閉ドア１５が開いた状態における駆動機構の状態を示す側面図であり、（ｂ）は図９（ａ）の左側面図である。 図８（ｂ）の拡大図である。 図９（ｂ）の拡大図である。

符号の説明

１…プリンタ、１０…筐体、１１…第１排出口、１２…第２排出口、
１３…排出トレイ、１４…空間、１５…開閉ドア、１００…画像形成部、
１１０…レーザスキャナ、１２０…プロセスカートリッジ、１２１…感光ドラム、
１２２…帯電器、１２３…現像剤収容部、１２４…供給ローラ、
１２５…現像ローラ、１２７…層厚規制ブレード、１２８…厚規制ゴム、
１２９…入力部、１２９Ａ…係合穴、１３２Ａ…攪拌器、１４０…転写ローラ、
１５０…定着装置、１５１…加熱ローラ、１５２…加圧ローラ、
２００…フィーダ部、２０１…給紙トレイ、２０２…給紙ローラ、
２０３…分離ローラ、２０７…レジストローラ、３００…搬送ユニット、
３０１…開閉カバー、３０２…搬送ローラ、３０３…搬送ローラ、
３１０…転向ガイド、４００…サイドフレーム、４０１…補強プレート、
５００…駆動機構、５０１…支軸、５１０…駆動軸、５１１…係合部、
５１２…鍔部、５２０…回転カム、５２１…第１摺動面、５２２…アーム部、
５２３…連結穴、５２４…保持面、５３０…直動カム、５３１…摺動面、
５３２…摺接部、５３３…係合部、５４０…規制カム、５４１…第２摺動面、
５５０…リンク、５５１…ボス部、５５２…連結部、５６０…歯車、５６１…凹部、
５７０…バネ。

Claims (5)

1. 電子写真方式により記録シートに画像を形成する画像形成装置であって、
   装置本体に対して着脱可能に組み付けられたプロセスカートリッジと、
   前記プロセスカートリッジが収納される空間を開閉する開閉ドアと、
   前記装置本体の少なくとも一部を構成するフレームに設けられ、前記プロセスカートリッジに駆動力を伝達する駆動機構とを備え、
   前記駆動機構は、
   前記プロセスカートリッジの入力部と係合して前記装置本体側から前記プロセスカートリッジに駆動力を伝達する状態と前記入力部から離間して動力伝達が遮断される状態との間で前記フレームに対して変位可能に設けられた駆動軸、
   前記開閉ドアと連結部材を介して連結され、前記開閉ドアの開閉作動と連動して前記フレームに対して回転するとともに第１摺動面を有する第１カム体、
   前記第１カム体の前記第１摺動面と摺動可能に接触する摺接部、及び前記駆動軸と係合する係合部を有し、前記第１カム体の回転に連動して前記摺接部が前記第１摺動面に対して摺動することにより前記駆動軸と共に前記軸方向に変位する変位部材、並びに
   前記変位部材の摺接部を挟んで前記第１カム体の前記第１摺動面と反対側から前記摺接部と摺動可能に接触する第２摺動面を有する第２カム体を備え、
   前記駆動軸の中心軸線を含み、かつ、前記中心軸線と直交する方向であって前記第２カム体を望む方向と平行な第１仮想面に対して前記第１摺動面及び前記第２摺動面が共に傾いているとともに、前記中心軸線と直交する方向であって、前記第１仮想面と平行な方向から見て、前記第１摺動面を含む第２仮想面と前記第２摺動面を含む第３仮想面とが交差しており、
   さらに、前記第１カム体が回転することによって前記第１摺動面の端点と第２摺動面の端点とが相対的に離間又は接近することに連動して前記変位部材が前記駆動軸の軸方向へ変位することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２カム体は、前記フレームに対して固定され、かつ、前記第１カム体を挟んで前記第１カム体の回転中心と反対側に設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１仮想面と前記第１摺動面とのなす角は、前記第１仮想面と前記第２摺動面とのなす角より大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動軸に回転力を付与する円板状の歯車が設けられており、
   第１カム体と連結部材との連結部の少なくとも一部が、前記歯車の回転軸方向から見て、前記歯車と重なっていることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１つに記載の画像形成装置。
5. 前記歯車の前記駆動軸側の側面には、歯幅方向端部より回転軸方向へ凹む凹部が設けられており、
   さらに、前記変位部材が最も前記歯車に近接したときに、前記摺接部が前記凹部内に位置していることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置

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