JP5840106B2 - 駆動装置及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動モーターの回転を互いに噛合する少なくとも一対のはすばギヤと断接可能なカップリングを介して被動軸に伝達する駆動装置とこれを備えた画像形成装置に関するものである。

例えば、電子写真方式によって用紙に画像を形成する複写機やプリンター等の画像形成装置においては、感光ドラム等の像担持体上に形成された潜像が現像装置においてトナーを用いて現像されてトナー像として顕像化され、このトナー像が用紙上に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は、定着装置へと搬送され、該定着装置の加熱ローラーと加圧ローラーの間の定着ニップを通過する過程で加熱及び加圧されることによってトナー像の定着を受け、トナー像の定着を受けた用紙は装置外の排紙部へと排出されて一連の画像形成動作が完了する。

斯かる画像形成装置において、例えば感光ドラムを回転駆動する駆動装置は、駆動モーターの回転を減速ギヤ列及びカップリングを介して感光ドラムへと伝達している。この場合、一般的には駆動モーターと被動軸との連結／連結解除はカップリングによって行われているが、特許文献１には、固定軸上にギヤを回転可能且つ軸方向に摺動可能に支持するとともに、ギヤを圧縮スプリングによって従動軸との連結方向に付勢し、必要に応じてギヤをスライドレバーによって固定軸の軸方向に沿ってスライドさせて該ギヤと被動軸との連結を解除する構成が提案されている。

特開平５−０１７０４０号公報

しかしながら、特許文献１において提案された機構を含む従来の駆動装置においては、被駆動側の回転がロックしたような場合には、ギヤ等の駆動系部品に過負荷が発生して該駆動系部品が破損するという問題が発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、被駆動側の回転がロックした場合であっても、ギヤ等の駆動系部品を過負荷から保護してその損傷を防ぐことができる駆動装置及びこれを備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明は、駆動モーターの回転を互いに噛合する少なくとも一対のはすばギヤと断接可能なカップリングを介して被動軸に伝達する駆動装置において、前記一対のはすばギヤの一方を固定軸に回転可能且つ軸方向に摺動可能に支持するとともに、該はすばギヤを前記カップリングの接続方向に付勢する付勢手段を設けたことを特徴とする。

本発明によれば、一対のはすばギヤの回転によって両者の噛み合い部には軸方向（カップリングの連結を解除する方向）のスラスト力が発生するが、被動軸が正常に回転しているときには、一対のはすばギヤの噛み合いによって発生するスラスト力は付勢手段の付勢力よりも小さいためにカップリングが連結状態を維持し、駆動モーターの回転はカップリングを介して被動軸に伝達される。そして、被動軸の回転がロックしたような場合には、一対のはすばギヤの噛み合い部には付勢手段の付勢力よりも大きなスラスト力が発生し、このスラスト力によって一方のはすばギヤが付勢手段の付勢力に抗して固定軸上を摺動するためにカップリングの連結が解除され、駆動モーターの回転は被動軸に伝達されないため、はすばギヤ等の駆動系部品が過負荷から保護されてその損傷が防がれる。

又、被動軸の回転がロックして一方のはすばギヤが回転しながら軸方向にスライドすると、該はすばギヤのボス部に形成された雄ネジ部が固定側の円筒部材の内周に形成された雌ネジ部に螺合して当該はすばギヤの軸方向位置が固定され、カップリングの非連結状態が保持される。そして、駆動モーターを逆転させてはすばギヤも逆転させれば、該はずばギヤのボス部に形成された雄ネジ部の円筒部材の雌ネジ部との螺合が外れ、はすばギヤは付勢手段の付勢力によって固定軸上を摺動してカップリングが再び連結されるため、駆動モーターによる被駆動軸の回転が再開される。

本発明に係る画像形成装置の縦断面図である。 本発明に係る駆動装置の通常作動時の状態を示す斜視図である。 本発明に係る駆動装置の通常作動時の状態を示す平断面図である。 本発明に係る駆動装置のギヤユニットの斜視図である。 本発明に係る駆動装置のロック時の状態を示す斜視図である。 本発明に係る駆動装置のロック時の状態を示す平断面図である。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
［画像形成装置］
図１は本発明に係る画像形成装置の縦断面図であり、図示の画像形成装置１は、モノクロの複写機であって、その装置本体１Ａの上部に画像読取装置２を備えており、その下方には排紙トレイ３が設けられている。そして、装置本体１Ａの内部には画像形成部４が配置されており、その下方には給紙部５が配置されている。

上記画像読取装置２は、主走査方向（図１の左右方向）に配置された２本の導光体６と、各導光体６の主走査方向外端面の入射面に対向する位置にそれぞれ配置された光源であるＬＥＤ７を備えており、両ＬＥＤ７からの光を各導光体６の入射面からそれぞれ入射させて主走査方向に導くサイドライト方式を採用するものである。尚、この画像読取装置２においては、導光体６とＬＥＤ７は、副走査方向（図１の紙面垂直方向）に往復動可能に支持されている。又、図示しないが、画像読取装置２には、原稿で反射した反射光を結像させる結像レンズと、該結像レンズによって結像された光像を電気信号に変換して読み取るＣＣＤ等の光電変換素子が設けられている。

前記画像形成部４は、電子写真方式によって画像を形成するものであって、回転可能に配された像担持体としての感光ドラム８と、その周囲に配された帯電器９、レーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）１０、現像装置１１、転写ローラー１２及びクリーニング装置１３を備えている。

又、前記給紙部５は、着脱可能な給紙カセット１４と、その近傍に配されたピックローラー１５及び給紙ローラー１６を備えている。ここで、給紙カセット１４内には複数枚の用紙Ｓが積層収容されテされており、該給紙カセット１４内の用紙Ｓは、ピックローラー１５によって上位のものから順次１枚ずつ取り出され、給紙ローラー１６によって用紙搬送路Ｐへと送り出される。

上記用紙搬送路Ｐは、給紙部５から上方に向かって前記排紙トレイ３へと延びており、この用紙搬送路Ｐには下方からレジストローラー１７、前記転写ローラー１２、定着装置１８、搬送ローラー１９、排紙ローラー２０が順次配置されている。

次に、以上のように構成された画像形成装置１の画像形成動作について説明する。

画像形成動作が開始されると、画像形成部４においては感光ドラム８が不図示の駆動手段によって図１の矢印方向（時計方向）に回転駆動され、その表面が帯電器９によって所定の電位に一様に帯電される。そして、画像読取装置２においては、原稿蛾像が後述のように読み取られ、該画像読取装置２から送信される電気信号に基づくレーザービームがレーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）１０から出力されて感光ドラム８の表面が露光走査されると、該感光ドラム８上に画像情報に応じた静電潜像が形成される。そして、この感光ドラム８上に形成された静電潜像は、現像装置１１によって現像剤であるトナーを用いて現像されてトナー像として可視像化される。

又、給紙部５の給紙カセット１４内に収容された用紙Ｓは、ピックローラー１５によって最上位のものからピックアップされ、給紙ローラー１６によって用紙搬送路Ｐへと送り出される。そして、このように用紙搬送路Ｐへと送り出された用紙Ｓは、用紙搬送路Ｐに沿ってレジストローラー１７へと搬送され、該レジストローラー１７において一時待機状態とされた後、感光ドラム８上のトナー像に同期する所定のタイミングで画像形成部４へと供給される。

画像形成部４においては、感光ドラム８と転写ローラー１２との間の転写ニップへと供給された用紙Ｓは、転写ローラー１２によって感光ドラム８に押し付けられながら搬送されることによって、その表面に感光ドラム８上のトナー像が転写される。そして、トナー像が転写された用紙Ｓは、定着装置１８へと搬送され、この定着装置１８の定着ニップを通過する過程で加熱及び加圧されてトナー像の定着を受ける。尚、用紙Ｓへのトナー像の転写後に感光ドラム８の表面に残留するトナー（転写残トナー）はクリーニング装置１３によって除去され、表面が清掃された感光ドラム８は次の画像形成動作に備えられる。

而して、定着装置１８にて表面にトナー像が定着された用紙Ｓは、搬送ローラー１９によって用紙搬送路Ｐの沿って排紙ローラー２０へと搬送され、該排紙ローラー２０によって排紙トレイ３へと排出され、これによって一連の画像形成動作が終了する。
［駆動装置］
次に、本発明に係る駆動装置の詳細を図２〜図６に基づいて以下に説明する。

図２は本発明に係る駆動装置の通常作動時の状態を示す斜視図、図３は同平断面図、図４は本発明に係る駆動装置のギヤユニットの斜視図、図５は同駆動装置のロック時の状態を示す斜視図、図６は同平断面図である。

図２に示すように、板金製のフレーム２１には駆動源である駆動モーター２２が取り付けられており、この駆動モーター２２のフレーム２１を貫通する不図示の出力軸の端部には小径のピニオンギヤ２３が結着されている。そして、フレーム２１のピニオンギヤ２３の横には固定軸２４がピニオンギヤ２３に対して平行に固設されており、この固定軸２４には、ピニオンギヤ２３に噛合するはすばギヤ２５が回転可能に支持されている。

又、フレーム２１には図４に示すようなギヤユニットＵが着脱可能に組み込まれており、このギヤユニットＵのベース部材２６には円筒部材２７と長円筒状の位置決めボス２８が横方向に適当な間隔で一体に形成されている。そして、ベース部材２６には前記円筒部材２７を同心的に貫通する固定軸２９が固設されており、この固定軸２９の先端部にははすばギヤ３０が回転可能且つ軸方向に摺動可能に支持されている。尚、円筒部材２７の開口部近傍の内周には雌ネジ部２７ａが形成されている。

上記はすばギヤ３０は、図１に示すように前記はすばギヤ２５に噛合しているが、このはすばギヤ３０の中心部を一体に貫通する円筒状のボス３０ｂの一端（前端）には、後述のように感光ドラム８とはすばギヤ３０とを連結／連結解除（断接）するためのカップリング３１の一方の係合片３１ａが形成されている。又、はすばギヤ３０のボス３０Ａの他端部（後端部）の外周には雄ネジ部３０ａが形成されており、この雄ネジ部３０ａは後述のように円筒部材２７に形成された前記雌ネジ部２７ａに選択的に螺合する。

ところで、感光ドラム８の回転軸（被動軸）３２とはすばギヤ３０とは前記カップリング３１によって連結／連結解除（断接）可能であるが、このカップリング３１は、感光ドラム８の回転軸３２に結着された係合片３１ｂとはすばギヤ３０のボス３０ｂに形成された前記係合片３１ａとを係合させて構成されている。

ここで、固定軸２９に摺動可能に支持されたはすばギヤ３０は、これと円筒部材２７との間に縮装された付勢手段であるスプリング３３によって前方（図３の右方であって、カップリング３１が連結される方向）に付勢されている。

而して、以上のように構成されたギヤユニットＵはフレーム２１に組み込まれるが、そのフレーム２１に対する位置決めは、フレーム２１に突設された位置決めピン３４が図１に示すように位置決めボス２８に挿入係合されることによってなされる。

次に、以上のように構成された駆動装置の作用について説明する。

感光ドラム８の回転にロックが発生していない通常状態において駆動モーター２２が起動されると、該駆動モーター２２の回転はピニオンギヤ２３と一対のはすばギヤ２５，３０及び連結状態にあるカップリング３１を経て感光ドラム８の回転軸３２に伝達されて該感光ドラム８が所定の速度で回転駆動される。このとき、一対のはすばギヤ２５，３０の噛み合い部には図３の矢印方向（カップリング３１の連結を解除する方向）のスラスト力が発生するが、はすばギヤ３０を逆方向に付勢するスプリング３３の付勢力の方が通常時のスラスト力よりも大きく設定されているため、はすばギヤ３０は固定軸２９上で軸方向に摺動することなく初期位置で回転する。このため、はすばギヤ３０のボス３０ｂに形成されたカップリング３１の一方の係合片３１ａの他号の会合片３１ｂへの係合が維持されてカップリング３１は連結状態を保つ。従って、この状態では、前述のように駆動モーター２２の回転がピニオンギヤ２３と一対のはすばギヤ２５，３０及びカップリング３１を経て感光ドラム８の回転軸３２に伝達されて該感光ドラム８が所定の速度で正常に回転駆動される。

他方、何らかの原因で感光ドラム８の回転がロックした場合には、一対のはすばギヤ２５，３０には大きな負荷が発生し、この大きな負荷によってはすばギヤ２５，３０の噛み合い部には図５及び図６の矢印方向（カップリング３１の連結を解除する方向）の大きなスラスト力が発生する。このスラスト力はスプリング３３の付勢力よりも大きいため、はすばギヤ３０は、スプリング３３の付勢力に抗して固定軸２９上をスラスト力の方向に摺動し、該はすばギヤ３０のボス３０ｂに形成されたカップリング３１の一方の係合片３１ａが他方の係合片３１ｂから離脱して両者の係合が外れ、カップリング３１の連結が解除されるために駆動モーター２２の回転は感光ドラム８に伝達されず、はすばギヤ２５，３０等の駆動系部品が過負荷から保護されてその損傷が防がれる。このため、図１に示す画像形成装置１において、感光ドラム８の回転がロックしたような場合であっても、はすばギヤ２５，３０等の回転駆動系部品の損傷が防がれ、部品の交換等のメンテナンスが不要となる。

上述のようにはすばギヤ３０が回転しながら固定軸２９上を摺動すると、該はすばギヤ３０のボス部３０ｂに形成された雄ネジ部３０ａが図６に示すように固定側の円筒部材２７の内周に形成された雌ネジ部２７ａに螺合して当該はすばギヤの軸方向位置が固定され、カップリング３１の非連結状態が維持されるとともに、駆動モーター２２の回転が停止される。その後、駆動モーター２２を逆転させてはすばギヤ３０も逆転させれば、該はずばギヤ３０のボス部３０ｂに形成された雄ネジ部３０ａの円筒部材２７の雌ネジ部２７ａとの螺合が外れ、はすばギヤ３０はスプリング３３の付勢力によって固定軸２９上を摺動してカップリング３１が図２及び図３に示すように再び連結されるため、駆動モーター２２による感光ドラム８の回転が再開されて画像形成動作が可能となる。

尚、以上は本発明をモノクロ複写機及びこれに設けられた感光ドラムを回転駆動するための駆動装置に対して適用した形態について説明したが、本発明は、画像形成装置以外の回転駆動部品を駆動するための駆動装置に対しても同様に適用可能であることは勿論である。

１ 画像形成装置
１Ａ 画像形成装置本体
２ 画像読取装置
３ 排紙トレイ
４ 画像形成部
５ 給紙部
６ 導光体
７ ＬＥＤ
８ 感光ドラム
９ 帯電器
１０ レーザースキャナーユニット（ＬＳＵ）
１１ 現像装置
１２ 転写ローラー
１３ クリーニング装置
１４ 給紙カセット
１５ ピックローラー
１６ 給紙ローラー
１７ レジストローラー
１８ 定着装置
１９ 搬送ローラー
２０ 排紙ローラー
２１ フレーム
２２ 駆動モーター
２３ ピニオンギヤ
２４ 固定軸
２５ はすばギヤ
２６ ベース部材
２７ 円筒部材
２７ａ 円筒部材の雌ネジ部
２８ 位置決めボス
２９ 固定軸
３０ はすはギヤ
３０ａ はすばギヤの雄ネジ部
３０ｂ はすばギヤのボス
３１ カップリング
３１ａ，３１ｂ カップリングの係合片
３２ 感光ドラムの回転軸
３３ スプリング（付勢手段）
３４ 位置決めピン
Ｐ 用紙搬送路
Ｓ 用紙
Ｕ ギヤユニット

Claims (2)

1. 駆動モーターの回転を互いに噛合する少なくとも一対のはすばギヤと断接可能なカップリングを介して被動軸に伝達する駆動装置において、
   前記一対のはすばギヤの一方を固定軸に回転可能且つ軸方向に摺動可能に支持するとともに、該はすばギヤを前記カップリングの接続方向に付勢する付勢手段を設け、
   前記固定軸に支持されたはすばギヤのボス部の端部外周に雄ネジ部を形成するとともに、前記固定軸の固定端外周に円筒部材を固設し、該円筒部材の開口端内周に、前記はすばギヤのボス部に形成された雄ネジ部が螺合可能な雌ネジ部を形成したことを特徴とする駆動装置。
2. 画像形成部において形成されたトナー像を給紙部から適当なタイミングで供給される用紙上に転写し、トナー像が転写された用紙を定着装置によって定着した後に排紙部へと排出するプロセスを経て用紙に画像を形成する画像形成装置において、
   回転駆動系に請求項１記載の駆動装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。

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