JP6195151B2 - Speed conversion mechanism and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、被回転体への駆動源の回転駆動力の駆動連結・遮断を行うクラッチ機構を有した速度変換機構、及びこの速度変換機構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 speed conversion mechanism having a clutch mechanism for drivingly connecting / disconnecting a rotational driving force of a driving source to a rotated body, and an image forming apparatus including the speed conversion mechanism.
従来から、駆動源の回転動作中に、駆動源から被駆動体(被駆動系)への駆動連結及び遮断を行えるクラッチ機構を有した速度変換機構として、様々な構成の速度変換機構が知られている。
例えば、特許文献1には、クラッチ機構を有した速度変換機構として次のような遊星歯車クラッチ機構(遊星ギアクラッチ機構)を備えた画像形成装置が記載されている。遊星歯車クラッチ機構には、被駆動系を駆動する第1駆動源から被駆動系への駆動連結及び遮断を行う切換手段を駆動させる第2駆動源としてソレノイドを設けている。そして、入力側の内歯歯車(内歯ギア付き部材)と、内歯歯車に噛み合う遊星歯車(遊星ギア)と、遊星歯車に噛み合う太陽歯車(太陽ギア部材)と、出力側である遊星歯車を保持する遊星キャリア(遊星ギア保持部材)とを有している。そして、内歯歯車及び遊星歯車を介して第1駆動源に駆動連結された太陽歯車には、突起部を有した第1被回転規制部材であるラチェット部(拘束部)が駆動連結され一体に回転するように設けられている。
Conventionally, speed conversion mechanisms having various configurations are known as a speed conversion mechanism having a clutch mechanism capable of connecting and disconnecting a drive source to a driven body (driven system) during a rotation operation of the drive source. ing.
For example, Patent Document 1 describes an image forming apparatus provided with the following planetary gear clutch mechanism (planetary gear clutch mechanism) as a speed conversion mechanism having a clutch mechanism. The planetary gear clutch mechanism is provided with a solenoid as a second drive source for driving a switching means for driving connection and disconnection from the first drive source for driving the driven system to the driven system. An input-side internal gear (member with internal gear), a planetary gear meshing with the internal gear (planetary gear), a sun gear meshing with the planetary gear (sun gear member), and an output-side planetary gear And a planet carrier for holding (planet gear holding member). The sun gear that is drivingly connected to the first drive source via the internal gear and the planetary gear is driven and connected to a ratchet portion (constraint portion) that is a first rotation restricting member having a protrusion. It is provided to rotate.
この遊星歯車クラッチ機構は、太陽歯車と一体に回転するラチェット部が回転規制される回転規制状態(以下、固定状態という)で初めて、入力側の内歯歯車に入力された回転駆動力が出力側の遊星キャリアに駆動伝達される遊星歯車機構の機能を得る。つまり、駆動連結された状態になる。逆に、ラチェット部が回転規制の解除がされた回転規制解除状態(以下、固定解除状態という)では、内歯歯車に入力された回転駆動力が遊星キャリアに駆動伝達される遊星歯車機構の機能を得ることができず、遮断された状態となる。 In this planetary gear clutch mechanism, the rotational driving force input to the internal gear on the input side is the output side only when the ratchet portion that rotates integrally with the sun gear is restricted in rotation (hereinafter referred to as the fixed state). The function of the planetary gear mechanism that is driven and transmitted to the planetary carrier is obtained. That is, it is in a drive-coupled state. Conversely, in the rotation restriction release state (hereinafter referred to as the fixed release state) in which the ratchet part has been released from rotation restriction, the function of the planetary gear mechanism in which the rotational driving force input to the internal gear is transmitted to the planet carrier. Cannot be obtained, resulting in a blocked state.
このような駆動連結された状態と遮断された状態とを切り換える切換手段は、特許文献1の図2の記載から、次のように構成されているものと考えられる。切換手段は、先端部に爪部を有した回動可能な第1規制部材である規制アーム(切替えレバー)と、第2駆動源である電源が投入されると吸引力が生じるフラッパタイプのソレノイドと、引っ張りばねと、これらを保持するソレノイドケースとから、主に構成されている。そして、ソレノイドの電源がオフされると、規制アームは引っ張りばねの張力で回動し、その爪部がラチェット部の突起部に噛み合って固定状態となり、遊星クラッチ機構は駆動連結された状態となる。逆に、ソレノイドの電源がオンされると、規制アームはソレノイド側へ吸引され、その爪部が被回転規制部材の突起部から離間して固定解除状態となり、遊星クラッチ機構は遮断された状態となる。 From the description of FIG. 2 of Patent Document 1, it is considered that the switching means for switching between the drive-coupled state and the disconnected state is configured as follows. The switching means includes a restricting arm (switching lever) that is a rotatable first restricting member having a claw at the tip, and a flapper type solenoid that generates a suction force when the second drive source is turned on. And a tension spring and a solenoid case for holding them. When the solenoid power is turned off, the regulating arm is rotated by the tension of the tension spring, and the claw portion engages with the protrusion of the ratchet portion to be fixed, and the planetary clutch mechanism is driven and connected. . Conversely, when the solenoid power is turned on, the restricting arm is attracted to the solenoid side, its claw portion is separated from the protrusion of the rotation restricting member, and the fixed clutch is released, and the planetary clutch mechanism is disconnected. Become.
しかし、特許文献1に記載の遊星クラッチ機構では、第1駆動源が駆動されている間、第1駆動源から被駆動系への回転駆動力の伝達を遮断するには、常に第2駆動源であるソレノイドに通電せざるを得ない。このように通電せざるを得ないため、ソレノイドへの通電時間が長くなり、ソレノイドの温度が異常上昇して故障してしまう可能性が高まる。ソレノイドの温度上昇を抑制するためには、ソレノイドの電磁コイルに流す電流を小さくする必要があるが、電流を小さくして所望のストローク及び力をソレノイドに発生させるには、電磁コイルの巻数を増やさざるを得ず、ソレノイドが大型化してしまう。そして、ソレノイドに通電する電流を、ソレノイドの温度が異常上昇しない範囲に留めれる電流まで小さくできたとしても、大型化したソレノイドに通電する時間が長いと、その消費電力が増大してしまうという問題があった。 However, in the planetary clutch mechanism described in Patent Document 1, the second drive source is always used to cut off the transmission of the rotational driving force from the first drive source to the driven system while the first drive source is being driven. I have to energize the solenoid. Since it is necessary to energize in this way, the energization time of the solenoid becomes longer, and the possibility that the solenoid temperature rises abnormally and breaks down increases. In order to suppress the temperature rise of the solenoid, it is necessary to reduce the current flowing through the solenoid coil of the solenoid. To reduce the current and generate the desired stroke and force in the solenoid, the number of turns of the electromagnetic coil is increased. Inevitably, the solenoid becomes larger. And even if the current to be energized to the solenoid can be reduced to a current that can keep the temperature of the solenoid within a range that does not rise abnormally, if the energized time is long, the power consumption will increase. was there.
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、次のような速度変換機構を提供することである。第1被回転規制部材の回転を規制する第1規制部材を動作させて、被駆動体と、被駆動体を駆動させる第1駆動源との駆動連結及び遮断を切り換える第2駆動源の小型化、及び省エネ化が可能なクラッチ機構を備えた速度変換機構である。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to provide the following speed conversion mechanism. Miniaturization of the second drive source that switches the drive connection and disconnection between the driven body and the first drive source that drives the driven body by operating the first regulating member that regulates the rotation of the first driven regulating member. And a speed conversion mechanism including a clutch mechanism capable of energy saving.
上記目的を達成するために、請求項1に記載の発明は、第1駆動源の駆動力を被駆動体に伝達又は遮断するクラッチ機構を備えた速度変換機構において、前記クラッチ機構は、太陽歯車、遊星歯車、該遊星歯車を回転自在に保持する遊星キャリア、及び内歯歯車からなる遊星歯車機構と、前記太陽歯車、前記遊星キャリア、及び前記内歯歯車の内のいずれか1つと駆動連結された第1被回転規制部材と、該第1被回転規制部材に対し接触又は退避して該第1被回転規制部材の回転規制又は回転規制の解除が可能な第1規制部材と、該第1規制部材を動作させる第2駆動源とを有し、前記クラッチ機構は、前記第1被回転規制部材に対し前記第1規制部材の接触によって前記第1被回転規制部材の回転を規制させ、前記1つ以外を介して前記第1駆動源の駆動力を前記被駆動体に伝達し、又は、前記第1被回転規制部材に対し前記第1規制部材の退避によって前記第1被回転規制部材の回転規制を解除させ、前記1つを空転状態にして前記第1駆動源の駆動力の前記被駆動体への伝達を遮断するものであり、前記第2駆動源から前記第1規制部材へ駆動伝達する駆動列にカムを用いたことを特徴とするものである。 To achieve the above object, an invention according to claim 1, Oite the driving force of the first drive source to the speed conversion mechanism having a clutch mechanism for transmitting or blocking the driven member, the clutch mechanism, A planetary gear mechanism including a sun gear, a planetary gear, a planet carrier that rotatably holds the planetary gear, and an internal gear, and any one of the sun gear, the planet carrier, and the internal gear is driven. A coupled first rotation restricting member, a first restricting member capable of contacting or retracting the first rotation restricting member to rotate or release the rotation restriction of the first rotation restricting member; A second drive source that operates the first restriction member, and the clutch mechanism restricts rotation of the first rotation restriction member by contact of the first restriction member with the first rotation restriction member. , Through the other than the one The driving force of the driving source is transmitted to the driven body, or the rotation restriction of the first rotation restriction member is released by retracting the first restriction member with respect to the first rotation restriction member, and the one In the idling state, the transmission of the driving force of the first driving source to the driven body is interrupted, and a cam is used for the driving train that transmits the driving force from the second driving source to the first regulating member. It is characterized by this.
本発明は、第1被回転規制部材の回転を規制する第1規制部材を動作させて、被駆動体と、被駆動体を駆動させる第1駆動源との駆動連結及び遮断を切り換える第2駆動源の小型化、及び省エネ化が可能なクラッチ機構を備えた速度変換機構を提供できる。 The present invention operates the first regulating member that regulates the rotation of the first rotation regulating member, and switches the driving connection between the driven body and the first drive source that drives the driven body, and the second drive that switches between the driving and blocking. A speed conversion mechanism including a clutch mechanism capable of reducing the size of the source and saving energy can be provided.
[実施形態1]
以下、本発明を画像形成装置に適用した一実施形態(以下、本実施形態を「実施形態1」という)として、中間転写方式のタンデム型のカラープリンタ(以下、プリンタ300という)に適用した例について、図を用いて説明する。図1は、本実施形態1に係る画像形成装置であるプリンタ300の全体概要説明図である。
[Embodiment 1]
Hereinafter, as an embodiment in which the present invention is applied to an image forming apparatus (hereinafter, this embodiment is referred to as “Embodiment 1”), an example in which the present invention is applied to an intermediate transfer type tandem color printer (hereinafter, referred to as printer 300). Will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is an overall schematic explanatory diagram of a
まず、本実施形態1のプリンタ300の全体構成及び動作について説明する。図1に示すように、このプリンタ300には、ブラック(K)、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)の4色のトナーに、それぞれ対応した作像ユニット10K、M、C、Yを設けている。各作像ユニット10は、2次転写ローラ25の対応ローラでもある駆動ローラ22、従動ローラ23、及び複数の架張ローラに架け渡された中間転写ベルト24に、下方から接触するように配置されている。
First, the overall configuration and operation of the
また、中間転写ベルト24の無端移動方向上流側(従動ローラ23側)から、作像ユニット10Y、C、M、Kの順で配置されている。各作像ユニット10には、各色に対応した潜像担持体であるドラム状の感光体1K、M、C、Yをそれぞれ設けている。各感光体1の回りには、それぞれ帯電装置2K、M、C、Y、現像装置3K、M、C、Y、感光体クリーニング装置7K、M、C、Y等が設けられている。
Further, the image forming units 10Y, 10C, 10M, and 10K are arranged in this order from the upstream side in the endless movement direction of the intermediate transfer belt 24 (the driven
このプリンタ300では、パソコン等から画像情報が送信されてくると、各感光体1を回転駆動させるとともに、各帯電装置2で、それぞれ各感光体1上を一様帯電する。その後、各感光体1の下方に配置された、光書き込み装置30が、パソコン等から送信された画像情報に基づいて、各感光体1表面上にレーザー光を照射して静電潜像を形成する。この静電潜像を、それぞれに設けられた現像装置3でトナー付着させてトナー画像として顕像化する。
In the
各感光体1表面上にそれぞれ形成された各色のトナー画像は、各感光体1の図1図中、反時計回りの回転にともない、時計回りに無端移動する中間転写ベルト24を介した対向位置に設けられた1次転写ローラ21の位置まで搬送される。そして、1次転写ローラ21に印加される1次転写バイアスにより、各感光体1表面上から中間転写ベルト24上に、順次、重ね合わせられるよう1次転写され、中間転写ベルト24上にカラーのトナー画像が形成される。中間転写ベルト24上に1次転写されたカラーのトナー画像は、中間転写ベルト24の無端移動により、2次転写ローラ25が中間転写ベルト24を介して駆動ローラ22に対向配置された2次転写位置まで搬送される。
Each color toner image formed on the surface of each photoconductor 1 is opposed to each other through an
また、転写紙やOHPシート等の記録媒体であるシートPが、カラーのトナー画像が2次転写位置に搬送されるタイミングに合わせて、給紙装置40から図1中、実線で示す搬送経路41に沿って複数のシート搬送ローラにより給紙される。なお、給紙装置40は、光書き込み装置30の下方に設けられている。そして、レジストローラ対42により2次転写位置に搬送されたシートP上に、カラーのトナー画像が2次転写ローラ25に印加される2次転写バイアスにより一括転写される。
Further, the sheet P, which is a recording medium such as transfer paper or an OHP sheet, is conveyed from the
カラーのトナー画像が一括転写されたシートPは、搬送経路41に沿って2次転写位置のシート搬送方向下流側に設けられた、定着装置11まで搬送されてシートP上にカラーのトナー画像が定着される。そして、定着後のシートPは、排紙ローラの回転により排紙口43から排紙されて、排紙トレイ44上にスタックされる。また、1次転写位置で各感光体1上から中間転写ベルト24上に1次転写し切れなかった転写残トナーは、各感光体1における1次転写位置の感光体回転方向下流側に設けられた感光体クリーニング装置7によりクリーニングされる。そして、2次転写位置で中間転写ベルト24上からシートP上に2次転写しきれなかった転写残トナーも、中間転写ベルトクリーニング装置26によりクリーニングされ、再度の画像形成に備える。
The sheet P on which the color toner images are collectively transferred is conveyed along the
ここで、各作像ユニット10の感光体1、及び現像装置3に有した現像剤担持体である現像ローラ4や現像剤攪拌搬送スクリュ5,6を回転駆動する際に、個々に駆動源である駆動モータを設けても良い。しかし、本実施形態1のプリンタ300では、コストや消費するエネルギーなどを考慮して、1つの駆動モータから複数の作像ユニット10に回転駆動力を伝達するように構成している。具体的には、カラーの画像形成時に稼動させる作像ユニット10Y、10C、10Mで1つの駆動モータを共用し、利用頻度が高いブラックに対応した作像ユニット10Kで1つの駆動モータを利用している。そして各作像ユニット10内では、感光体1、及び現像装置3に有した現像ローラ4や現像剤攪拌搬送スクリュ5,6は駆動歯車列により、それぞれ回転駆動力を伝達するように構成している。このように、回転駆動系を構成することで、プリンタ300を、低コスト化、及び省エネルギー化している。
Here, when the developing roller 4 and the developer agitating and conveying screws 5 and 6 that are the developer carrying members included in the photosensitive member 1 and the developing device 3 of each image forming unit 10 are rotationally driven, individually by a driving source. A certain drive motor may be provided. However, the
また、本実施形態1の各作像ユニット10ように、感光体1や現像装置3内の現像ローラ4、現像剤攪拌搬送スクリュ5,6等の回転部材を設けた構成では、感光体1よりも現像ローラ4の稼動時間にともなう劣化の方が早く進む傾向にある。このため、現像ローラ4の回転駆動は、必要最小限にとどめることが望ましい。また、感光体1の表面上をクリーニングする感光体クリーニング装置7に有したクリーニングブレードのエッジ部にトナー、添加剤、潤滑剤、紙粉等の付着物が固着して、クリーニング不良を起こす場合がある。そこで、所定期間が経過した毎、又は、所定回数の画像形成を行った毎に、感光体1を逆回転方向に回転駆動して、クリーニングブレードのエッジ部に付着した付着物を除去する必要がある。このように付着物の除去動作を行う場合には、通常、感光体1だけでなく、現像ローラ4も逆回転方向に回転駆動することとなる。 Further, as in the image forming units 10 of the first embodiment, in the configuration in which the rotating members such as the photosensitive member 1, the developing roller 4 in the developing device 3, the developer stirring and conveying screws 5 and 6 are provided, the photosensitive member 1 However, the deterioration with the operation time of the developing roller 4 tends to progress faster. For this reason, it is desirable to keep the rotation of the developing roller 4 to the minimum necessary. In addition, toner, additives, lubricants, paper dust and other deposits may adhere to the edge of the cleaning blade of the photoconductor cleaning device 7 that cleans the surface of the photoconductor 1 to cause poor cleaning. is there. Therefore, every time a predetermined period has elapsed or every time a predetermined number of times of image formation has been performed, it is necessary to drive the photosensitive member 1 in the reverse rotation direction so as to remove deposits attached to the edge portion of the cleaning blade. is there. Thus, when performing the removal operation | movement of a deposit | attachment, not only the photoreceptor 1 but the developing roller 4 will normally be rotationally driven in a reverse rotation direction.
そこで、本実施形態1のプリンタ300では、各作像ユニット10において、感光体1と、現像装置3内の現像ローラ4及び現像剤攪拌搬送スクリュ5,6との駆動歯車列を分岐した。そして、現像装置3内の現像ローラ4及び現像剤攪拌搬送スクリュ5,6に回転駆動力を伝達する駆動歯車列に、双方向回転駆動に対応したクラッチ機構として遊星歯車クラッチ機構200を設けた。このように構成することで、現像ローラ4の回転駆動を最小限の回転駆動にとどめるとともに、クリーニングブレードのエッジ部の付着物の除去動作を行うための駆動制御を可能にした。
Therefore, in the
次に、本実施形態1のプリンタ300に備える各作像ユニット10の現像ローラ4等を駆動するクラッチ機構を備えた速度変換機構としても機能する遊星歯車クラッチ機構200の構成について説明する。
詳しくは後述するが、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200は、双方向回転駆動に対応したクラッチ動作を、1つの遊星歯車部210と1つの切換手段230、つまり1組の遊星歯車部210と切換手段230とで実現している。従来は双方向回転駆動に対応したクラッチ動作を実現するのに、例えば、特許文献1に記載の双方向回転駆動に対応した反転駆動装置のように、速度変換機構としても機能する遊星歯車クラッチ機構を2つ用いた構成も知られている。本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200は、1組の遊星歯車部210と切換手段230で双方向回転駆動に対応できるため、特許文献1に記載の反転駆動装置のように、遊星歯車部と切換手段とを2組設ける必要がない。したがって、特許文献1に記載の反転駆動装置よりも、遊星歯車クラッチ機構のコストを削減できるとともに、切換手段に用いるソレノイド等の駆動源の消費電力も削減することができる。
Next, the configuration of the planetary gear
As will be described in detail later, the planetary gear
しかし、近年、省エネ化の要求が従来にも増して高まってきている。このため、被駆動体である現像ローラ4等への駆動力を伝達する遊星歯車クラッチ機構200を、1組の遊星歯車部210と切換手段230とで双方向回転駆動に対応させるだけでは、省エネ化の要求に応えることが難しくなってきた。そこで、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200では、切換手段230に用いる駆動源であるソレノイド231への通電時間を短縮することで、更なる消費電力の削減を可能とする構成とした。なお、本発明は、以下に説明する双方向回転駆動に対応した遊星歯車クラッチ機構200の構成に限定されるものではない。例えば、片方向回転駆動に対応した遊星歯車クラッチ機構にも適用でき、切換手段に用いるソレノイド等の駆動源の消費電力を削減することができる。
However, in recent years, the demand for energy saving has increased more than ever. For this reason, the planetary gear
まず、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200の特徴部を明確にするために、特徴部に係る構成を除き略同一な構成の参考例として1組の遊星歯車部110と切換手段130とで双方向回転駆動に対応させた遊星歯車クラッチ機構100の構成について説明する。以下の説明では、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200と参考例の遊星歯車クラッチ機構100とで同様な機能を果す部材、又は同一の部材の名称については同一の用語を用いて説明する。また、符号については一部の部材を除き、符号の下2桁に同一の数字を用い、3桁目を本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200については「2」、参考例の遊星歯車クラッチ機構100については「1」を用いて、個々対応させて説明する。
First, in order to clarify the characteristic part of the planetary gear
また、本実施形態1のプリンタ300に備える各作像ユニット10の駆動歯車列については、現像ローラ駆動歯車列90が噛み合う歯車が異なるのみで、基本的な構成は参考例と同様であるので、以下の参考例で説明する。
なお、各作像ユニット10に設ける各遊星歯車クラッチ機構100の構成は同様であるので、以下の説明では作像ユニット10Kについて説明するとともに、特に必要がない限り各色に対応した符合K、M、C、Yは適宜省略して説明する。
Further, the drive gear train of each image forming unit 10 provided in the
Since the configuration of each planetary gear
(参考例)
本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200の参考例である遊星歯車クラッチ機構100の構成について図を用いて説明する。図2は、本参考例に係る作像ユニット10の正回転時における、感光体1及び現像ローラ4の駆動歯車列70の説明図である。ここで、図2では、図中、遊星歯車クラッチ機構100については、太陽歯車111と駆動連結されて一体に回転するラチェット部112から内歯歯車101側を視た断面を示している。そして、図中、手前側に配置される出力歯車116、感光体1、及び現像ローラ4の外形も破線で示している。
(Reference example)
A configuration of a planetary gear
また、図3は、本参考例に係る遊星歯車クラッチ機構100の斜視説明図、図4は、遊星歯車クラッチ機構の動作原理の説明図、図5は、本参考例に係るソレノイド131を用いた切換手段130の説明図。図6は、本参考例に係るラチェット部112の突起部113と規制アーム121の爪部125が噛み合う際の噛み合い面の説明図であり、図6(a)が、正回転方向時の噛み合い状態を示し、図6(b)が、逆回転方向時の噛み合い状態を示している。ここで、ラチェット部112の突起部113を除く、上記各図の歯車部については、歯形は省略し、基準ピッチ円を記載するに留めている。
3 is a perspective explanatory view of the planetary gear
また、以下の説明では、特に記載しない限り、各歯車及び中間転写ベルト24等の回転体の回転方向については、画像形成時の回転方向を正回転方向、画像形成時とは逆方向への回転を逆回転方向という。また、このように相対的な回転方向でなく、絶対的な回転方向を示す必要が有る場合には、各図中時計回り又は反時計回りを、単に時計回り又は反時計回りという。また、図1、図5では、各ばねの形状が分かり易いように、本来、隠れ線となる部分を実線で記載している。
Further, in the following description, unless otherwise specified, with respect to the rotation direction of each gear and the rotating body such as the
まず、作像ユニット10の駆動歯車列70について、感光体1、現像ローラ4、及び現像剤攪拌搬送スクリュ5,6を正回転方向に回転させる場合を例に、図2を用いて説明する。駆動歯車列70は、第1駆動源である駆動モータ(不図示)の出力軸に直接形成された駆動歯車71の図中左側の感光体駆動歯車列80と、図中右側の現像ローラ駆動歯車列90とに分岐されている。ここで、感光体駆動歯車列80は、被駆動体である感光体1を回転駆動する駆動列を構成し、現像ローラ駆動歯車列90は、被駆動体である現像ローラ4を回転駆動する駆動列を構成している。そして、現像ローラ駆動歯車列90内には、遊星歯車クラッチ機構100を設けている。また、現像ローラ4を回転駆動させる現像ローラ駆動歯車94の駆動力伝達方向下流には、現像剤攪拌搬送スクリュ5,6(不図示)をそれぞれ回転駆動させるスクリュ歯車(不図示)を設けている。
First, the
ここで、作像ユニット10Kと、他の色に対応する作像ユニット10Y、10C、10Mでは、次の点が異なる。感光体駆動歯車列80と現像ローラ駆動歯車列90とに駆動力を伝達する駆動歯車が、作像ユニット10Y、10C、10Mのモータ駆動歯車列(不図示)に接続された各作像ユニット用の駆動歯車(不図示)である点である。しかし、上記相違点を除く、作像ユニット10Y、10C、10Mの各感光体1に回転駆動力を伝達する感光体駆動歯車列80、及び現像ローラ駆動歯車列90の構成は同様である。
Here, the image forming unit 10K is different from the image forming units 10Y, 10C, and 10M corresponding to other colors in the following points. For each image forming unit, a driving gear that transmits driving force to the photosensitive member
各作像ユニット10の感光体駆動歯車列80は、駆動歯車71に図中左側から噛み合う第1感光体歯車81、第1感光体歯車81に図中左斜め下方から噛み合う感光体駆動歯車82を備えている。また、現像ローラ駆動歯車列90は、駆動歯車71に図中右側から噛み合う第1現像ローラ歯車91、及び第1現像ローラ歯車91に噛み合う入力歯車部を有した遊星歯車クラッチ機構100を備えている。そして、遊星歯車クラッチ機構100に有した出力歯車116と噛み合う第2現像ローラ歯車92、第2現像ローラ歯車92と噛み合う第3現像ローラ歯車93も備えている。さらに、第3現像ローラ歯車93と噛み合い現像ローラ4を回転駆動する現像ローラ駆動歯車94も備えている。ここで、遊星歯車クラッチ機構100の入力歯車である内歯歯車101の外周に形成された外歯歯車部103と外歯の出力歯車116は、駆動連結された状態の場合には、いずれの方向に回転駆動されても同方向に回転するように構成されている。
The photoconductor
図2に示すように、遊星歯車クラッチ機構100を駆動連結された状態で、正回転方向に感光体1及び現像ローラ4を回転させる場合には、駆動歯車71は反時計回りに回転する。駆動歯車71が反時計回りに回転すると、感光体駆動歯車列80では、第1感光体歯車81を介して感光体駆動歯車82も正回転方向である反時計回りに回転する。また、現像ローラ駆動歯車列90では、第1現像ローラ歯車91が時計回りに回転し、遊星歯車クラッチ機構100の入力歯車である内歯歯車101は反時計回りに回転する。そして、遊星歯車クラッチ機構100の出力歯車116が正回転方向である反時計回りに回転する。この出力歯車116の反時計回りの回転が、第2現像ローラ歯車92及び第3現像ローラ歯車93を介して伝達され、現像ローラ駆動歯車94が正回転方向の時計回りに回転する。
As shown in FIG. 2, when the photosensitive member 1 and the developing roller 4 are rotated in the forward rotation direction in a state where the planetary gear
そして、遊星歯車クラッチ機構100が遮断された状態の場合には、遊星歯車クラッチ機構100の出力歯車116に内歯歯車101の反時計回りの回転駆動力は伝達されない。したがって、出力歯車116はいずれの方向にも回転しない。すなわち、遊星歯車クラッチ機構100が遮断状態の場合に駆動モータが正回転方向に回転駆動されると、感光体1は正回転方向に回転駆動される。しかし、現像装置3内の現像ローラ4及び現像剤攪拌搬送スクリュ5,6はいずれの方向にも回転しない。なお、逆回転方向においても、遊星歯車クラッチ機構100の駆動連結された状態と遮断された状態とで、同様に、それぞれの回転が行われることになる。
When the planetary gear
次に、遊星歯車クラッチ機構100について詳細に説明する。図3に示すように、本参考例のプリンタ300に用いる遊星歯車クラッチ機構100は、遊星歯車機構、出力歯車116、及び第1被回転規制部であるラチェット部112を有した遊星歯車部110を備えている。また、第1規制部材である規制アーム121を有した回転規制部120と、規制アーム121の噛み合い状態と非噛み合い状態とを切り換える動作を与える切換手段130も備えている。
Next, the planetary gear
遊星歯車クラッチ機構100の遊星歯車部110は、入力歯車である内歯歯車101と、3つの遊星歯車105と、各遊星歯車105を回転自在、かつ公転自在に保持する部材である遊星キャリアであるキャリア104とを備えている。そして、各遊星歯車105に噛み合う太陽歯車111も備えている。また、各遊星歯車105を保持しているキャリア104には、キャリア104と、キャリア104の回転を下流側の駆動ユニットに伝達する出力歯車116とを駆動連結して一体に回転するように接続する出力軸109も備えている。また、太陽歯車111には、被回転規制部であるラチェット部112が駆動連結され一体に回転するように(駆動連結された状態で)設けられている。そして、内歯歯車101、キャリア104、太陽歯車111、ラチェット部112、出力軸109、及び出力歯車116は同軸上に配置されている。
The
ここで、遊星歯車部110では、次のような回転運動を行う。第1現像ローラ歯車91(図2参照)を介して内歯歯車101の外周に形成された外歯歯車部103に回転駆動力が伝達されている間は、内歯歯車101の内歯歯車部102に噛み合っている各遊星歯車105は常に回転運動を行う。しかし、各遊星歯車105を保持しているキャリア104は一定の条件の場合のみ回転運動を行う。つまり、遊星歯車クラッチ機構100は、一定の条件下での遊星歯車部110の下流側駆動ユニットへ駆動伝達する遊星歯車機構の駆動伝達機能を有効にする駆動連結機能と、他の条件下での下流側駆動ユニットへの駆動伝達を遮断する遮断機能とを備えている。このため、出力歯車116も一定の条件の場合のみ回転運動を行うこととなる。次に、この遊星歯車クラッチ機構100の駆動連結機能と遮断機能について説明する。
Here, the
まず、遊星歯車部110の駆動伝達方法について説明する。図4に示すように、この遊星歯車部110の駆動伝達部は、主に3種類の歯車、つまり、内歯歯車101の内歯歯車部102、遊星歯車105、及び太陽歯車111を備えている。また、内歯歯車101の回転軸と同軸で回転可能な要素としては、内歯歯車101、遊星歯車105を自転可能、かつ公転可能に保持したキャリア104、及び太陽歯車111を備えている。そして、遊星歯車部110は、3つの回転可能な要素に、それぞれ回転可能な入力、出力、及び回転が規制される固定に割り振ることで、初めてその駆動伝達機能が有効となる。
First, the drive transmission method of the
そこで、本参考例の遊星歯車部110では、内歯歯車101に入力、キャリア104に出力、太陽歯車111に固定に割り振ることで、遊星歯車機構の駆動伝達機能を有効にすることとしている。そして、固定に割り振った太陽歯車111を、回転が規制された固定状態に切り換えることで、遊星歯車部110を下流側の駆動ユニットに回転駆動力を伝達できる駆動伝達状態にする。また、回転自在な固定解除状態に切り換えることで、遊星歯車機構の駆動伝達機能を失う状態、すなわち、キャリア104の回転が停止し、下流側の駆動ユニットに回転駆動力を伝達しない遮断状態にする。
Therefore, in the
なお、内歯歯車101の外周には、外歯歯車部103が同軸で形成され、図2に示した第1現像ローラ歯車91に噛み合って回転駆動力が内歯歯車101に伝達される。また、キャリア104には出力歯車116から離れた側の基準側板106と、基準側板106に支持され遊星歯車105を回転自在に保持するピン108と、ピン108の他端側を支持する端部側板107(図3参照)を有している。そして、基準側板106には、出力歯車116に回転駆動力を伝達する出力軸109が接続されている。この出力軸109の出力歯車116に嵌め合わせる部分の断面は、出力歯車116に確実に回転駆動力を伝達できるように、回り止め加工が施されている。
An
また、端部側板107には、太陽歯車111を回転自在な状態で向かい入れるための孔が設けられている。そして、太陽歯車111及び太陽歯車111と同軸で駆動連結され、一体に回転するように設けられたラチェット部112(図3参照)には、出力軸109を回転自在な状態で通す孔が形成されている。次に、太陽歯車111を、回転が規制された固定状態と回転自在な固定解除状態とに切り換える具体的な構成、つまり、遊星歯車クラッチ機構100を、駆動連結状態及び遮断状態とに切り換える具体的な構成について説明する。
In addition, the
図5に示すように、太陽歯車111と同軸で駆動連結され、一体に回転するように設けられた被回転規制部であるラチェット部112には、規制アーム121に設けられた爪部125と噛み合う複数の突起部である突起部113を全周に渡り等間隔に備えている。また、太陽歯車111の回転を規制する回転規制部120は、ラチェット部112のいずれかの突起部113に噛み合う爪部125を設けた第1規制部材である規制アーム121と規制アーム121を回動可能に支持する支持軸123から構成されている。そして、規制アーム121は、支持軸123から爪部125を設けた先端側のアーム出力部122と、支持軸123から突起とは反対側のアーム入力部124を有している。
As shown in FIG. 5, the
また、回転規制部120のアーム出力部122に設けた爪部125をラチェット部112の突起部113に噛み合う固定状態と、離間した固定解除状態とに切り換える切換手段130にはソレノイド131及び圧縮ばね136を備えている。ソレノイド131には、電源のオン・オフにより図5図中略水平に移動する円柱状の部材であるプランジャ133を設けている。プランジャ133の先端には規制アーム121のアーム入力部124に設けた長孔(不図示)に通る係合ピン134が設けられており、その略水平方向の移動により、規制アーム121を支持軸123を回動中心として回動させる。
The switching means 130 for switching between a fixed state in which the
また、ソレノイド131のプランジャ133の外周には、圧縮ばね136を設けている。そして、プランジャ133の係合ピン134側であって、規制アーム121のアーム入力部124の回動に支障しない位置にエンドリング135を設け圧縮ばね136の一端側を規制し、他端側はソレノイド131を保持するソレノイドケース132で規制している。この圧縮ばね136の反力で、アーム入力部124の係合ピン134を図5図中右方向(矢印A方向)に、押し出すように構成されている。
A compression spring 136 is provided on the outer periphery of the
このように切換手段130を構成することで、ソレノイド131の電源がオフされた状態では、圧縮ばね136の作用によりプランジャ133は図5図中右方向に移動する。この移動にともない、規制アーム121は支持軸123を中心に回動し、図中反時計方向(矢印C方向)に回動する。そして、アーム出力部122の先端に設けられた爪部125のいずれかの側面が、ラチェット部112の突起部113のいずれかの側面に面接触して固定状態となる。また、ソレノイド131の電源がオンされると、プランジャ133は図5図中左方向(矢印B方向)に移動する。この移動にともない、規制アーム121は支持軸123を中心に回動し、図中時計方向(矢印D方向)に回動し、アーム出力部122の先端に設けられた爪部125は、ラチェット部112の突起部113から離間して固定解除状態となる。
By configuring the switching means 130 in this way, the
また、図6(a),(b)に示すように、本参考例の遊星歯車クラッチ機構100では、ラチェット部112に複数有した突起部113のいずれかと、規制アーム121に設けた爪部125とが噛み合う面が、駆動伝達する回転駆動力の回転方向により異なる。ここで、図6(a)が、正回転方向時の噛み合い状態を示し、図6(b)が、逆回転方向時の噛み合い状態を示している。このように構成することで、本参考例の遊星歯車クラッチ機構100は、駆動源である駆動モータの双方向回転駆動に対応して、現像ローラ駆動歯車列90に対して双方向の回転駆動力の伝達、又は回転駆動力の遮断を行うことができる。したがって、特許文献1に記載の反転駆動装置よりも、遊星歯車クラッチ機構のコストを削減できるとともに、切換手段に用いるソレノイド等の駆動源の消費電力も削減することができる。
6 (a) and 6 (b), in the planetary gear
しかし、第1駆動源である駆動モータが駆動されている間、遊星歯車クラッチ機構100を遮断状態を維持するには、常に第2駆動源であるソレノイド131に通電せざるを得ない。このように通電せざるを得ないため、ソレノイド131への通電時間が長くなり、ソレノイド131の温度が異常上昇して故障してしまう可能性が高まる。ソレノイド131の温度上昇を抑制するには、ソレノイド131の電磁コイルに流す電流を小さくする必要があるが、電流を小さくして所望のストローク及び力をソレノイドに発生させるには、電磁コイルの巻数を増やさざるを得ずソレノイド131が大型化する。そして、ソレノイド131に通電する電流を、ソレノイド131の温度が異常上昇しない範囲に留めれる電流まで小さくできたとしても、大型化したソレノイド131に通電する時間が長いと、その消費電力が増大してしまうという問題があった。
そこで、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200では、切換手段230に用いる第2駆動源であるソレノイド231への通電時間を短くして、ソレノイド231の小型化、及び省エネ化を可能とすることとした。
However, in order to maintain the planetary gear
Therefore, in the planetary gear
次に、本実施形態1の速度変換機構であるクラッチ機構を備えた遊星歯車クラッチ機構200の構成について、図を用いて説明する。また、上記した参考例の遊星歯車クラッチ機構100と、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200では、次の点に係る構成が異なるのみで、基本的な動作及び構成は同様であるので、同様な動作及び構成については、適宜、省略して説明する。本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200では、参考例の遊星歯車クラッチ機構100とは、第1被回転規制部材である第1ラチェット部212の回転を規制する第1規制部材である第1規制アーム221を動作させる切換手段230の構成に係る点が異なる。また、詳しくは後述する切換手段230の配置にともない、遊星歯車クラッチ機構200の出力軸209及び出力歯車116を、切換手段230の内歯歯車201を介した反対側に設けた点も異なる。
Next, the configuration of the planetary gear
ここで、図7は、本実施形態1に係る作像ユニット10の正回転時における、感光体1及び現像ローラ4の駆動歯車列70の説明図、図8は、本実施形態1に係る遊星歯車クラッチ機構200の斜視説明図である。図9は、本実施形態1に係る第1ラチェット部212及び第1規制アーム221による駆動連結及び遮断動作の説明図であり、図9(a)が、遮断動作の説明図、図9(b)が連結動作の説明図である。
Here, FIG. 7 is an explanatory diagram of the
図10は、本実施形態1に係る第1規制アーム221を回動させるカム241、及びカム241を回転させる構成の説明図である。図10(a)が、第1ラチェット部212の回転を規制した状態、図10(b)が、第1ラチェット部212の回転を規制解除した状態まで、第1規制アーム221を回動(動作)させる際のカム241、及びカム241を回転させる構成の説明図である。また、図11は、本実施形態1に係るカム241の回転により、移動する第1規制アーム221のボス部226の軌跡を示すグラフである。ここで、各ラチェット部の突起部等を除く、上記各図の歯車部については、上述した参考例と同様に歯形は省略し、基準ピッチ円を記載するに留めている。
FIG. 10 is an explanatory diagram of a
図7に示すように、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200が設けられる感光体1及び現像ローラ4の駆動歯車列70の基本的な構成は、参考例と同様である。なお、図7では、図が煩雑にはるため、第1ラチェット部212及び第1規制アーム221のみ記載し、切換手段230の主な構成は記載していない。
また、図8に示すように、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200は、参考例の遊星歯車クラッチ機構100と特徴部である切換手段230、出力軸209、及び出力軸209に接続される出力歯車216に係る点のみ異なる。したがって、同様な動作及び構成については、適宜、省略して説明する。
As shown in FIG. 7, the basic configuration of the
Further, as shown in FIG. 8, the planetary gear
本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200においても、遊星歯車部210の太陽歯車211、キャリア204、内歯歯車201には入力、出力、固定の機能の内どれかを割り当てる必要がある。そこで、固定の機能を太陽歯車211に割り振り、太陽歯車211と駆動連結され、一体に回転するように設けた第1被回転規制部材である第1ラチェット部212の回転を規制する固定状態で、遊星歯車機構の駆動力の伝達機能を得るように構成している。また、第1ラチェット部212の回転を規制しない固定解除状態で、遊星歯車機構の駆動力の伝達機能を失うように構成している。そして、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200も、参考例の遊星歯車クラッチ機構100と同様に、双方向回転駆動に対応したクラッチ機構である。
Also in the planetary gear
また、太陽歯車211の回転を規制する回転規制部220は、第1ラチェット部212のいずれかの突起部213に噛み合う爪部225を設けた第1規制アーム221と第1規制アーム221を回動可能に支持する図示していない支持軸から構成されている。ここで、第1規制アーム221を回動可能に支持する支持軸は、装置本体に固定された図示していないブラケットに固定されている。
Further, the
図8に示すように、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200の遊星歯車部210では、参考例と異なり、キャリア204の図8中下方の基準側板206に出力軸209を設け、内歯歯車201の下方に配置する出力歯車216に接続するよう構成している。また、出力軸209には、支持軸215を通す孔が形成されている。この支持軸215には、太陽歯車211、カム241、及び第2駆動源であるソレノイド231の駆動力を伝達してカム241を所定角度ずつ回転させるとともに、その回転後の位置を規制する第2規制部材が回転自在に支持される。また、支持軸215の他端側は、プリンタ300の筐体に固定された不図示のブラケットに支持される。また、太陽歯車211には、参考例と同様に第1ラチェット部212が駆動連結され、一体に回転するように設けられている。
As shown in FIG. 8, in the
なお、遊星歯車クラッチ機構の特徴として、固定と解除の操作が容易であることが挙げられる。本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200においても、第1規制アーム221の円筒部223を回転自在に支持保持する軸部材を保持した不図示のブラケットは本体に組み付き固定されている。このため、図9(a),(b)に示すように、第1規制アーム221のアーム出力部222に設けた爪部225を第1ラチェット部212の突起部213に噛み合せるだけで、上記した参考例と同様に第1ラチェット部212を回転規制、又は回転規制解除できる。ここで、第1規制アーム221は、軸部材を通す円筒部223を折れ点とした略L字状に構成され、一方の辺を構成するアーム出力部222の一端部には爪部225が設けられている。また、他方の辺を構成するアーム入力部224の一端部には、後述するカム241の図8図中上部の面に形成された溝部242に嵌め合わされる円柱状のボス部226が図8図中下方に向けて延出するように設けられている。
A feature of the planetary gear clutch mechanism is that the fixing and releasing operations are easy. Also in the planetary gear
また、図8図中、下方に設けられる第1ラチェット部212の突起部213に爪部225が噛み合うアーム出力部222と、上方に設けられるカム241の溝部242にボス部226が嵌め合わされるアーム入力部224は段違いで円筒部223に接続されている。
そして、図9(a)に示すように、第1規制アーム221の爪部225が第1ラチェット部212の突起部213に噛み合っていないとき、出力側にはユニット負荷があるため回転せず、第1ラチェット部212が空転する。一方、図9(b)に示すように、第1規制アーム221の爪部225が第1ラチェット部212の突起部213に噛み合っているとき、第1ラチェット部212及び太陽歯車211は回転固定状態となる。そして、駆動モータの回転駆動力が遊星歯車部210を経て被駆動系側へ出力される、駆動連結された状態となる。
Further, in FIG. 8, the
As shown in FIG. 9 (a), when the
そして、図8及び図10(a),(b)に示すように、図8図中、第1ラチェット部212の上方に設けられるカム241の上部の面には、複数の爪部244が形成された第2ラチェット部243が同軸で駆動連結され、一体に回転するように設けられている。また、カム241の上部の面には、従節として機能する第1規制アーム221のボス部226が嵌め合わされる溝部242が形成されている。この溝部242は、図11のグラフに示すように45[°]毎に円柱状のボス部226の中心の位置の、カム241の回転中心である支持軸215の中心からの出力変位:r[mm]が、2つのボス部位置a及びボス部位置bに切り換わるように形成されている。
8 and 10 (a) and 10 (b), a plurality of
また、カム241の所定回転角度の範囲で、その出力変位:r[mm]が略一定になるようにボス部位置a及びボス部位置bが設定されており、ボス部位置aが第1規制アーム221の固定状態に、ボス部位置bが固定解除状態にそれぞれ対応させている。このようにカム241を構成することで、カム241の溝部242に接触する従節であるボス部226の位置を第1規制アーム221を動作させた後、維持するのにソレノイド231の駆動力を要しないように構成できる。したがって、カム241の溝部242に接触するボス部226の位置を第1規制アーム221を動作させた後、維持するのにソレノイド231への通電を要しないように構成でき、ソレノイド231への通電時間を簡易な構成で短くできる。すなわち、カム241に接触する従節であるボス部226の位置を、第1規制アーム221を動作させた後、維持するのにソレノイド231の駆動力を要しないように構成するという簡易な構成で、ソレノイド231への通電時間の短縮が可能となる。なお、本実施形態1では、45[°]毎に、ボス部位置a及びボス部位置bを切り換える構成について説明するが、本発明はこのような構成に限定されるものではなく、第1ラチェット部やカムの大きさ、第1規制アームの配置位置により、適宜、設定できる。
Further, the boss part position a and the boss part position b are set so that the output displacement: r [mm] is substantially constant within the range of the predetermined rotation angle of the
カム241を45[°]づつ回転させる駆動力は、第2駆動源であるソレノイド231から与えられる。そして、溝部242に嵌め合わされた第1規制アーム221のボス部226が、カム241を45[°]づつ回転させるソレノイド231の駆動により、第1規制アーム221の爪部225と第1ラチェット部212の突起部213との噛み合いが制御される。
ここで、上記のようにカム241は、ボス部位置a及びボス部位置bにそれぞれ対応した回転角、つまり各ステップ毎で停止する必要がある。そこで、本実施形態1では、次のような構成を設けた。
A driving force for rotating the
Here, as described above, the
図8及び図10(a),(b)に示すように、第2規制部材である第2規制アームの一端側に設けられたソレノイド231の往復動作を、第2規制アームの他端側に設けた回転爪である押し爪256に伝達する。そして、押し爪256の先端で第2被回転規制部材である第2ラチェット部243に設けた爪部244を押すことで、カム241を回転させる。第2ラチェット部243に形成された爪部244の形状は、押し爪256が第2規制アームの回動にともないその先端が当接することで、一方向回転可能な爪形状に形成している。また、第2ラチェット部243の爪部244のピッチと第2規制アーム251の振幅をほぼ等しく設定している。
As shown in FIGS. 8 and 10 (a) and 10 (b), the reciprocating operation of the
ここで、上記したように第2ラチェット部243とカム241とは駆動連結されており、第2ラチェット部243の爪部244のピッチ角と、カム241のボス部位置a及びボス部位置bに対応するピッチ角は等しい。つまり、ソレノイド231が往復動作を1回行うと、第2ラチェット部243の爪部244と押し爪256のかみ合いが1つ隣にずれ、カム241の溝部242が回転し、ボス部位置a又はボス部位置bに対応する位置に1つ隣にずれて遷移することになる。そして、上記したようにカム241には、従節である第1規制アーム221のボス部226の移動位置である2つのボス部位置a及びボス部位置bに対応するように形成された溝部242がある。
Here, as described above, the
この溝部242に従節である第1規制アーム221のボス部226が嵌め合わされ、カム241の溝部242が回転することで、第1規制アーム221のボス部226の位置がボス部位置a又はボス部位置bに遷移して第1規制アーム221が往復動作する。この往復動作の内、上記したソレノイド231の1回の往復動作で、ボス部226の位置がボス部位置bからボス部位置aに遷移すると、第1規制アーム221の爪部225が第1ラチェット部212の突起部213に噛み合って、太陽歯車211が固定状態となる。一方、ボス部226の位置がボス部位置aからボス部位置bに遷移すると、第1規制アーム221の爪部225と第1ラチェット部212の突起部213との噛み合いが解除されて、太陽歯車211が固定解除状態となる。すなわち、カム241の溝部242が回転することで、第1規制アーム221のボス部226の位置がボス部位置a又はボス部位置bに遷移することで、第1規制アーム221は往復動作し、遊星歯車クラッチ機構200の駆動連結動作及び遮断動作を行う。
The
次に、カム241と駆動連結されて一体に回転する第2ラチェット部243、及び第2ラチェット部243を回転させるソレノイド231、第2規制アーム251、押し爪256等の構成について詳細に説明する。
図8及び図10(a),(b)に示すように、第2規制部材である第2規制アーム251は、円筒部253、アーム入力部254、及びアーム出力部252からなる。円筒部253は、第2ラチェット部243を貫通した支持軸215が差し込まれ、左右に直線的に接続されたアーム入力部254とアーム出力部252とともに支持軸215に回転自在に支持される。アーム入力部254は、円筒部253から離れた一端側には、図示していない装置本体に固定されたブラケットに保持されたソレノイド231のプランジャ232の先端部に支持された接続ピン233が差し込まれる長穴が形成されている。一方、円筒部253を介してアーム入力部254の反対側に接続されるアーム出力部252の、円筒部253から離れた一端側には、下方に延出するように設けられ押し爪256を回転自在に支持する回転軸255が設けられている。
Next, the configuration of the
As shown in FIGS. 8 and 10A and 10B, the
ソレノイド231は、上記のように装置本体に固定されたブラケットに支持されている。また、通電されていないオフ状態では、プランジャ232に設けられた止め部材とソレノイド231のケースの間に配置された圧縮コイルばねの力で、図10(a)に示すように図中、矢印E方向にプランジャ232が押し出された状態になっている。そして、通電されるオン状態では、図10(b)に示すように、圧縮コイルばねの力に抗して図中、矢印F方向にプランジャ232が移動した状態となる。このソレノイド231では、プランジャ232に圧縮コイルばねを設けることで、ソレノイド231に、所定時間だけ通電することで、所望のストローク及び力のプランジャ232の往復運動を得ることができる。
The
上記ソレノイド231の往復運動にともない、第2規制アーム251は支持軸215を中心に回転し、アーム出力部252に回転自在に保持された押し爪256が回動することになる。この押し爪256には、その自由端側の先端部を第2ラチェット部243の爪部244側への(一方向の)回転力を与える弾性部材であるねじりコイルばね257の一端部が引っ掛けられ、他端部が第2規制アーム251のアーム出力部252に引っ掛けられている。また、ねじりコイルばね257の巻き部には、アーム出力部252に設けられた回転軸255が通されており、ねじりコイルばね257の脱落を防止するように構成されている。
As the
第2ラチェット部243には、その基準円の断面(最も半径が小さな断面)のある基点、例えば図10(a)における支持軸215中心の鉛直直上の入り角部から図中反時計回りに回転するカム241の回転方向上流側に所定角だけ半径が同一の範囲を設けている。この半径が同一の上流端から約45[°]強だけ外周側へ円弧状に湾曲させた傾斜部を形成し、傾斜部の上流側端部から支持軸215中心を通り、鉛直に対して45[°]の角度をなす基準円上の点とを結ぶ直線部を有した爪部244を45[°]毎に設けている。
また、押し爪256の先端には、図10(a)に示すようにソレノイド231がオフされた状態で、上記した第2ラチェット部243の基準円部に略面接触する面接触部が形成され、その上流側には、爪部244の傾斜部と点接触する円弧部が形成されている。
The
Further, at the tip of the
そして、ソレノイド231がオンされると、図10(b)図中、矢印F方向にプランジャ232が引き込まれて、第2規制アーム251に設けた押し爪256が矢印H方向に回動する。すると、押し爪256の先端が第2ラチェット部243の直線部を押して第2ラチェット部243を約45[°]だけ矢印I方向に回転させて図10(b)の状態になる。
この状態までなったら、ソレノイド231をオフする。すると、圧縮コイルばねの力により、図10(a)図中、矢印E方向にプランジャ232が押し出されて、第2規制アーム251に設けた押し爪256が矢印G方向に回動して元の状態に戻り始める。このとき押し爪256は、ねじりコイルばね257により爪部244の傾斜部側へ加圧されている。ここで、爪部244の傾斜部及び押し爪256の円弧部の形状が、第2ラチェット部243が逆回転しないように形成されており、押し爪256の先端に設けられた面接触部が、爪部244の傾斜部の端部を乗り越え、上流側の爪部244の基準円部に略面接触する。
When the
When this state is reached, the
そして、押し爪256の先端に設けられた面接触部は、ねじりコイルばね257により、第2ラチェット部243の上流側の爪部244の基準円部に加圧されて略面接触しているので、再度、第2規制アーム251が揺動するまで、この状態を維持する。すなわち、再度、ソレノイド231がオンされて第2規制アーム251が揺動するまで、押し爪256が遷移して、第2ラチェット部243の1つ上流側の爪部244に噛み合って、約45[°]だけ回転した第2ラチェット部243の状態を維持できる。
The surface contact portion provided at the tip of the
ここで、上記のように第2ラチェット部243は、カム241に駆動連結され、カム241と一体に回転する。したがって、第1規制アーム221は、例えば、図9(a)及び図10(a)に示す固定解除状態から、図9(b)及び図10(b)に示す固定状態に、図9(b)図中矢印A方向に回動して切り換えれる。一方、図9(b)及び図10(b)に示す固定状態から、図9(a)及び図10(a)に示す固定解除状態に、図9(a)図中矢印B方向に回動して切り換えれる。すなわち、ソレノイド231を所定時間だけオンする毎に、遊星歯車クラッチ機構200を駆動連結した状態と、遮断した状態とを切り換えることができる。
Here, as described above, the
上記のように、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200では、第1ラチェット部212の突起部213に対して第1規制アーム221の爪部225を接触又は退避させるソレノイド231から第1規制アーム221への駆動伝達に、カム241を用いている。このカム241は、上記したようにカム241の動作により移動させた従節である第1規制アーム221に設けたボス部226の位置を維持するのにソレノイド231からの駆動力を要しないように構成可能である。すなわち、第1規制アーム221へ駆動伝達する駆動列にカム241を用いることで、第1規制アーム221を動作させるボス部226等の従節の位置を、第1規制アーム221を動作させた後、維持するのにソレノイド231の駆動力を要しない構成にできる。
As described above, in the planetary gear
したがって、ソレノイド231への通電時間を第1ラチェット部212の突起部213に対して第1規制アーム221の爪部225を接触又は退避させる動作中のみにできる。すなわち、現像ローラ4等と、現像ローラ4等を駆動させる駆動モータとの駆動連結及び遮断を切り換える動作中のみにできる。このようにソレノイド231への通電時間を連結動作及び遮断動作を行う際のみに短縮することでソレノイド231の温度上昇を抑制し、ソレノイド231に通電する電流を小さくして磁気コイルの巻数を増やすことなく、所望のストロークと力を得ることができる。
つまり、遊星歯車クラッチ機構200に有するソレノイド231の小型化、及び省エネ化が可能となる。
Therefore, the energization time to the
That is, the
したがって、第1ラチェット部212の回転を規制する第1規制アーム221を動作させて、現像ローラ4等と、現像ローラ4等を駆動させる駆動モータとの駆動連結及び遮断を切り換えるソレノイド231の小型化、及び省エネ化が可能となる。そして、このようにソレノイド231の小型化、及び省エネ化が可能となった遊星歯車クラッチ機構200を提供できる。
よって、第1被回転規制部材の回転を規制する第1規制部材を動作させて、被駆動体と、被駆動体を駆動させる第1駆動源との駆動連結及び遮断を切り換える第2駆動源の小型化、及び省エネ化が可能なクラッチ機構を備えた速度変換機構を提供できる。
また、ソレノイド231への通電時間を削減してソレノイド231を小型化することで、ソレノイド231の軽量化も実現できるとともに、磁気コイルに用いる銅等の使用量も削減でき、さらに低コスト化を促進することもできる。
Accordingly, the
Therefore, the first driving member that restricts the rotation of the first rotation regulating member is operated to switch the driving connection between the driven body and the first driving source that drives the driven body. A speed conversion mechanism including a clutch mechanism that can be reduced in size and energy can be provided.
Also, by reducing the energization time to the
また、現像ローラ4等と、現像ローラ4等を駆動させる駆動モータとの駆動連結及び遮断を切り換えるクラッチ機構として、遊星機構を利用した遊星クラッチ機構の1つである遊星歯車クラッチ機構200を用いている。ここで、遊星クラッチ機構の利点として、減速機能がある。すなわちクラッチ機構内に遊星機構部の減速機能も有しているため、駆動源から被駆動系までの段付ギヤ等の減速ギア部を減らすことができ、ギヤ部の削減や駆動モータの小型化に貢献できる。また、クラッチ機構内に遊星機構部を有することで、高い減速比を省スペースで得ることができるとともに、高い負荷トルクに耐えることもできる。
A planetary gear
また、上記のようにカム241には、選択的に移動させる第1規制アーム221に設けた従節であるボス部226の位置を、ボス部位置a及びボス部位置bのように2つ以上設けている。したがって、第1規制アーム221が、第1ラチェット部212の回転を規制、又は規制解除する動作を簡易な構成で実現することができる。
Further, as described above, the
また、ソレノイド231から第1規制アーム221へ駆動伝達する駆動列である切換手段230に、第2ラチェット部243と、押し爪256と、この押し爪256に一方向の回転力を与えるねじりコイルばね257とを含んでいる。このように構成しているので、カム241に第2ラチェット部243を駆動連結して一体に回転するように設け、押し爪256で第2ラチェット部243を所定角度だけ回転させることができる。このように所定角度だけ第2ラチェット部243を回転させることで、第1規制アーム221に設けた従節であるボス部226を選択的に移動させることができる。したがって、第1ラチェット部212の第1規制アーム221による回転規制及び解除状態を変更する際のみ、ソレノイド231に通電する構成を簡易な構成で実現できる。また、第2ラチェット部243に押し爪256を引っ掛かけるため、カム241が勝手に回転(動作)をすることもない。
The switching means 230, which is a drive train for transmitting drive from the
また、第2規制アーム251を揺動(動作)させる第2駆動源として、ソレノイド231を用いているので、第1規制アーム221を動作させる第2駆動源を、安価に構成できる。
また、ソレノイド231から第1規制アーム221に駆動力を伝達する駆動列に用いるカムとして、平面溝カムであるカム241を用いている。したがって、第1規制アーム221を動作させる構成を、第1規制アーム221の一端部に設け、第1規制アーム221を動作させる従節であるボス部226を、平面溝カムであるカム241の溝部242に嵌め合わせる簡易な構成とすることができる。
Further, since the
Further, a
ここで、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200では上記したように、第2ラチェット部243の爪部244の傾斜部、及び第2規制アーム251の押し爪256の円弧部の形状で、第2ラチェット部243が逆回転しないように構成している。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、図8及び図10(a),(b)に示すように、別途、逆転防止用爪246とねじりコイルばね247とをブラケット249などに支持させ、カム241の外周部に、逆転防止用の第3ラチェット部245を設けても良い。このように構成することで、第2ラチェット部243の爪部244や第2規制アーム251の押し爪256が磨耗したり、加工精度や組み付け精度が低かったりした場合であっても、安定したカム241の回転が可能にできる。
Here, in the planetary gear
なお、特許文献2には、次のようなカムを用いたクラッチ機構が記載されている。第1駆動源であるモータに駆動連結されたモータギヤに噛む合う入力ギヤを、モータギヤとの噛み合いを維持した状態で、その回転軸を兼ねるものと考えられるガイド軸に案内されて、ガイド軸の長さ方向に変位可能に設けている。そして、モータギヤの歯幅を入力側ギヤがスライドしても噛み合いを維持できる歯幅に構成している。また、入力側ギヤと同じ回転軸線上には出力側ギアが設けられ、この出力側ギアが駆動伝達方向下流側の被駆動系のギアと噛み合っている。 In Patent Document 2, a clutch mechanism using the following cam is described. An input gear that meshes with a motor gear that is drive-coupled to a motor that is a first drive source is guided by a guide shaft that is considered to also serve as a rotation shaft in a state where the meshing with the motor gear is maintained, and the length of the guide shaft Displaceable in the vertical direction. Further, the tooth width of the motor gear is configured so as to maintain the meshing even when the input side gear slides. An output side gear is provided on the same rotational axis as the input side gear, and this output side gear meshes with a driven system gear on the downstream side in the drive transmission direction.
また、入力側ギヤ及び出力側ギヤの互いに対向する側面には、それぞれ側面に対して傾いた断面を有するカプラが一体に設けられているとともに、各カプラの間には上記ガイド軸を囲む(外嵌する)ように、コイルばね(ばね)が設けられている。そして、入力側ギヤのカプラを設けた側面とは反対側の側面側には、回動することで入力側ギヤと出力側ギヤのカプラを嵌め合わせる状態と、嵌め合わせを解除する状態とを変化させるカムが当接するように設けられている。また、カムが入力側ギヤの側面に当接する側とは、その回転支点を介して反対側には長穴が設けられ、この長穴にカムを回動させるソレノイドのプランジャ(アクチュエータ)が支持されている。 Further, on the side surfaces of the input side gear and the output side gear that are opposed to each other, a coupler having a cross section inclined with respect to the side surface is integrally provided, and the guide shaft is surrounded between the couplers (outside). A coil spring (spring) is provided so as to fit. And, on the side of the side opposite to the side where the coupler of the input side gear is provided, the state of fitting the coupler of the input side gear and the output side gear and the state of releasing the fitting are changed by rotating. The cam to be abutted is provided. In addition, an elongated hole is provided on the opposite side to the side where the cam abuts on the side surface of the input side gear, and a solenoid plunger (actuator) for rotating the cam is supported in the elongated hole. ing.
ソレノイドに通電していない状態では、プランジャが延び出した状態となっており、入力側ギヤはコイルばねの力により、出力側ギヤ側から離れた位置まで変位してカムに当接しており、入力側ギヤ及び出力側ギヤのカプラは嵌め合わせが解除されている。つまり、被駆動体と、駆動源との駆動連結が遮断された状態となっている。一方、ソレノイドに通電すると、プランジャを引き込んでカムを回動させ、回動するカムで入力側ギヤの側面をコイルばねの力に抗して出力側ギヤ側へ押して、入力側ギヤ及び出力側ギヤのカプラを嵌め合わせる。このように入力側ギヤ及び出力側ギヤのカプラが嵌め合わさると、モータの回転駆動力が、入力側ギヤを介して出力側ギヤに伝達される駆動連結された状態となる。ここで、このクラッチ機構では、入力側ギヤと出力側ギヤとを駆動連結した状態を維持するためにソレノイドに通電する電流を、カムを回動させる場合よりも小さくできるという効果を奏することができる。 When the solenoid is not energized, the plunger is extended, and the input side gear is displaced to a position away from the output side gear side by the force of the coil spring and is in contact with the cam. The coupling between the side gear and the output side gear is released. That is, the drive connection between the driven body and the drive source is cut off. On the other hand, when the solenoid is energized, the plunger is retracted to rotate the cam, and the rotating cam pushes the side surface of the input side gear against the output side of the coil spring against the force of the coil spring. Fit the coupler. When the couplers of the input side gear and the output side gear are engaged with each other in this way, the rotational driving force of the motor is driven and connected to be transmitted to the output side gear through the input side gear. Here, in this clutch mechanism, it is possible to achieve an effect that the current supplied to the solenoid to maintain the state where the input side gear and the output side gear are drivingly connected can be made smaller than when the cam is rotated. .
しかし、特許文献2に記載のクラッチ機構では、第1規制部材である第1規制アーム221を回動させる駆動列にカム241を用いた本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200とは異なり、回転駆動力の伝達を行う回転体でもある入力側ギヤにカムを当接させる。このように入力側ギヤの側面にカムを当接させて出力側ギヤ側に押すことで駆動連結させるため、駆動連結して回転駆動を行うと、入力側ギヤの側面とカムの当接面とが摺動する。このように入力側ギヤにカムが摺動してしまうと、入力側ギヤ及びカムの摩耗や、振動、及び騒音の原因となるため好ましくない。
However, unlike the planetary gear
さらに、入力側ギヤ及び出力側ギヤを駆動連結した状態を維持するのに、カムを回動させる場合よりも小さくできるとはいえ、ソレノイドに電流を通電せざるを得ず、省電力化の効果が本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200に比べて小さい。
Furthermore, although maintaining the state where the input side gear and the output side gear are connected to each other can be made smaller than when the cam is rotated, it is necessary to energize the solenoid, thereby reducing power consumption. Is smaller than the planetary gear
また、本実施形態1では、本発明を、潜像担持体である感光体1及び現像剤担持体である現像ローラ4等を駆動する作像ユニット10の駆動歯車列70、つまり作像系に適用した例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、レジストローラ対42やシート搬送ローラ等を駆動する給紙レジスト系、定着ローラ対や脱圧カムや排紙ローラ等を駆動する排紙系、及び1次転写ローラ21等と中間転写ベルト24とを接離させる中間接離系等の駆動系にも適用可能である。但し、作像ユニット10及び書込みユニットへの振動は画質に影響を及ぼすが、特に作像系の駆動歯車列70は上記ユニットに近い配置のため、課題になりやすい。
In the first embodiment, the present invention is applied to the
また、太陽歯車に被回転規制部であるラチェット部を同軸で駆動連結され、一体に回転するように設けられた(駆動連結された)タイプの遊星歯車クラッチ機構200について説明した。しかし、本発明はこのような構成に限定されるものではない。太陽歯車、キャリア、内歯歯車のいずれか1にラチェット部を駆動連結させて、その回転を規制することで、遊星歯車機構の駆動伝達機能を有効にする、いずれのタイプの遊星歯車クラッチ機構にも適用可能である。例えば、カップリング等を用いて駆動連結された2体構成のタイプの遊星歯車クラッチ機構にも適用可能である。
Further, the description has been given of the planetary gear
また、クラッチ機構として、遊星歯車部210を有した遊星歯車クラッチ機構200を用いた構成について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、遊星ローラ機構を有した遊星ローラクラッチ機構を用いても良い。但し、遊星ローラクラッチ機構では、バッククラッシュを抑制することができるという利点があるものの、クラッチ機構の構成が複雑となるとともに、構成部材の加工精度を高める必要がある。このため、遊星歯車クラッチ機構を用いる構成の方が、遊星ローラクラッチ機構を用いる構成よりも、安価な構成とすることができる。
Further, the configuration using the planetary gear
また、第1規制アーム221のボス部226が2つのボス部位置a及びボス部位置bに遷移するようにカム241の溝部242を形成した遊星歯車クラッチ機構200の例について説明したが、本発明はこのような構成に限定されるものではない。例えば、カム241の溝部242を、一定角毎に第1規制アーム221のボス部226が3つのボス部位置a、ボス部位置b、及びボス部位置cの出力変位:r[mm](ボス部位置a>ボス部位置b>及びボス部位置c)に切り換わるように形成することもできる。そして、第1規制アーム221のボス部226を、ボス部位置aに遷移させて太陽歯車211を固定状態にし、ボス部位置bに遷移させて太陽歯車211を固定解除状態にするとともに、ボス部位置cに遷移させて第1規制アーム221を更に回動させる。
Further, the example of the planetary gear
この第1規制アーム221の更なる回動を用いて、他のクラッチ機構の切り換え動作を行ったり、搬送路内に設けた切り替え爪等の動作を行なったりして、他の駆動系の駆動源をソレノイド231で兼ね、更なる省エネ化を図ることもできる。すなわち、従節である第1規制アーム221のボス部226の位置を3つ以上設けることで、ソレノイド231を他の駆動系の切り換え動作等の駆動源と兼ねることもでき、更なる省エネ化も可能となる。
但し、第1規制アーム221のボス部226を、例えば、ボス部位置a、ボス部位置b、ボス部位置c、ボス部位置b、ボス部位置a・・・の順で遷移するようにカム241の溝部242を形成したとする。すると、太陽歯車211を固定解除状態にした後、再度、太陽歯車211を固定状態、つまりボス部位置bからボス部位置aに遷移させるにはソレノイド231のオン/オフを3回行う必要が生じ、遊星歯車クラッチ機構200のクラッチ動作の応答性が悪くなる。すなわち、カム241の溝部242に嵌め合わされて移動する第1規制アーム221のボス部226の出力変位の位置を増やすと、遊星歯車クラッチ機構200のクラッチ動作の応答性が悪くなる。
By using the further rotation of the first restricting
However, the
また、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200のカム241は、従節である第1規制アーム221のボス部226が嵌め合わされて接触するカム溝である溝部242を有した平面溝カムである。そして、カム241が45[°]回転する毎に、カム241の回転中心位置とボス部226との距離が切り換わる、中心線が閉じた閉曲線の軌跡を有する溝部242が設けられている。
また、第1規制アーム221は、回動支点である円筒部223を折れ点としたアーム出力部222とアーム入力部224の2つのアーム部を有している。そして、一方のアーム出力部222の一端部には第1ラチェット部212に設けられた突起部213に、カム241の回転に応じて噛み合ったり、噛み合いが解除されたりする爪部225が設けられている。他方のアーム入力部224の一端部には従節であるボス部226が設けられている。
The
The first restricting
このように第1規制部材である第1規制アーム221と、第1規制アーム221を動作させるカム241とを構成することで、次のような効果を奏することができる。第1規制アーム221を動作させるボス部226を、平面溝カムであるカム241の溝部242に嵌め合わせる簡易な構成にできる。また、カム241を45[°]回転させることで、被駆動体である現像ローラ4と第1駆動源である駆動モータとの駆動連結及び遮断を確実に切り換えることができる。また、上記したように、溝部242の形状により、従節の位置を3つ以上設けることも容易であり、第2駆動源であるソレノイド231を他の駆動系の切り換え動作等の駆動源と兼ねることもでき、更なる省エネ化も可能となる。
また、溝部242は、その中心線が閉じた閉曲線の軌跡を有するため、カム241を過度に回転させても第2駆動源であるソレノイド231がロックしてしまうことがない。
By configuring the
Further, since the
また、本実施形態1の遊星歯車クラッチ機構200は、第1被回転規制部材である第1ラチェット部212及び切換手段230のカム241の回転軸を、遊星歯車部210の回転軸である支持軸215で兼ねている。すなわち、遊星歯車クラッチ機構200は、遊星歯車機構である遊星歯車部210と、遊星歯車部210の3つの回転要素の内、いずれかの回転を固定する固定機構の、主な構成要素である第1ラチェット部212及びカム241とを同軸上に備えている。
このように同軸上に備えることで、図8に示すように回転規制部220及び切換手段230の他の構成部材も遊星歯車部210の支持軸215の軸心の近傍に配置することが可能となる。したがって、遊星歯車部210の支持軸215の軸心に垂直な平面に投影した場合の、遊星歯車クラッチ機構200の専有面積を小さくすることができ、遊星歯車クラッチ機構200を省スペースで配置することができる。
Further, the planetary gear
By providing coaxially in this way, as shown in FIG. 8, it is possible to arrange other components of the
[実施形態2]
以下、本発明を適用した画像形成装置の第2の実施形態(以下、実施形態2という)について説明する。
本実施形態2に係る画像形成装置であるプリンタ300は、上記した実施形態1のプリンタとは、以下の構成に係る点のみ異なり、他の構成は実施形態1のプリンタと同様である。そこで、本実施形態2では、プリンタ300の全体構成や動作等については、その説明を省略する。
また、実施形態1と同様な構成、及び、その作用・効果については、適宜、省略して説明するとともに、実施形態1のプリンタの構成部材と同様な機能を果す構成部材、及び同一な構成部材については、特に区別する必要がない限り、同一の符号を付して説明する。
[Embodiment 2]
Hereinafter, a second embodiment (hereinafter, referred to as a second embodiment) of an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described.
The
The configuration similar to that of the first embodiment and the operation and effect thereof will be omitted as appropriate, and the components that perform the same functions as the components of the printer of the first embodiment and the same components Unless otherwise specified, the same reference numerals are used for explanation.
上記した本実施形態2のプリンタ300と実施形態1のプリンタとが異なる点とは、遊星歯車クラッチ機構200の、回転規制部220として機能するスライダ部260及び切換手段230の構成に係る点である。なお、第1被回転規制部材である第1ラチェット部212に設けた突起部213の数も異なる。
以下に、上記した本実施形態2が実施形態1と異なる点について、図を用いて説明する。
The difference between the
The difference between the second embodiment and the first embodiment will be described below with reference to the drawings.
ここで、図12は、本実施形態2に係る遊星歯車クラッチ機構200の斜視説明図である。そして、図12(a)が、第2駆動源であるカム駆動モータ271側から見下げた全体の斜視説明図、図12(b)が、出力歯車216側から見上げた第1ラチェット部212及び切換手段230の斜視説明図である。図13は、本実施形態2に係る第1ラチェット部212及びスライダ部260の説明図であり、図13(a)が駆動連結状態の説明図、図13(b)が、スライダ部260の拡大説明図である。
Here, FIG. 12 is an explanatory perspective view of the planetary gear
図14は本実施形態2に係るスライダ部260による駆動連結及び遮断動作の説明図である。そして、図14(a)が第1ラチェット部212の突起部213にスライダ261のスライダ突出部265が接触する(嵌め合う)第1状態の説明図である。また、図14(b)が第1ラチェット部212の突起部213からスライダ261のスライダ突出部265が離れた第2状態の説明図である。また、図14(c)が第1ラチェット部212の突起部213からスライダ261のスライダ突出部265が完全に離れた離間状態の説明図である。
ここで、各ラチェット部の突起部等を除く、上記各図の歯車部については、上記した実施形態1と同様に歯形は省略し、基準ピッチ円を記載するに留めている。
FIG. 14 is an explanatory diagram of drive coupling and blocking operations by the
Here, with respect to the gear portions in each of the drawings excluding the protrusions of the ratchet portions, the tooth profile is omitted as in the first embodiment, and only the reference pitch circle is described.
図12(a)に示すように、本実施形態2の遊星歯車クラッチ機構200は、第1被回転規制部材である第1ラチェット部212を回転規制、又は回転規制解除する回転規制部220として機能するスライダ部260を有している。そして、スライダ部260を動作させる切換手段230としてカム241と、このカム241を回転させる第2駆動源であるカム駆動モータ271も有している。このように構成しているので、本実施形態2の遊星歯車クラッチ機構200は、図8を用いて説明した実施形態1の遊星歯車クラッチ機構に比べて、特に、切換手段230の構成を簡易なものにできる。
なお、上記したように、第1ラチェット部212の突起部213の数が上記した実施形態1と異なるが、第1ラチェット部212及び第1ラチェット部212の突起部213の機能は同様であるので、その説明は省略する。
As shown in FIG. 12A, the planetary gear
As described above, the number of the
スライダ部260は、第1ラチェット部212を回転規制、又は回転規制解除する第1規制部材として機能する移動部材であるスライダ261と、このスライダ261を移動可能に支持するスライダ枠部262とを有している。また、図12(a)、(b)に示すように、スライダ261のカム241に対向する側には、カム241に形成されたカム溝である溝部242に嵌め合って移動(従動)する従節(フォロア)であるスライダボス部266が設けられている。一方、第1ラチェット部212に対向する側には、スライダ261が移動することで第1ラチェット部212の突起部213に噛み合ったり(接触したり)、噛み合いが解除されたり(退避したり)するスライダ突出部265が設けられている。また、移動可能に支持されたスライダ261を、スライダ枠部262における移動範囲の略中央に向けて付勢する2つのコイルばね263が、スライダ261の移動方向の短面略中央と対向するスライダ枠部262の部分との間に、それぞれ接続されている。
The
カム241は、スライダ部260(第1ラチェット部212)に対向する側に溝部242が設けられており、回転することで、この溝部242に嵌め合っているスライダボス部266が設けられたスライダ261を、スライダ枠部262内で移動させる。
ここで、本実施形態2のカム241の溝部242は、その中心線が、カム241の回転軸と同軸な円の軌跡を有した半径方向、内側の内側円形溝部242aと外側の外側円形溝部242bの2つの円形溝部を有している。また、カム241の回転方向に応じてスライダ261に設けられたスライダボス部266を内側円形溝部242aと外側円形溝部242bの2つの円形溝部のいずれかに案内する接続溝部242cを、カム241の回転軸に軸対称に2つ有している。
一方、カム241の反対側には、カム駆動モータ271のモータ出力軸272の端部近傍に形成された外歯に噛み合って、カム駆動モータ271の回転駆動力をカム241に伝達する外歯が形成された外歯ボス部248がカム241の回転軸と同軸に設けられている。
なお、カム241には、遊星歯車部210の支持軸215が貫通して嵌め合わされる孔が設けられており、この孔に嵌め合わされる支持軸215がカム241の回転軸となる。
The
Here, the
On the other hand, on the opposite side of the
The
カム駆動モータ271は、モータ出力軸272がカム241の回転軸と平行、且つ、モータ出力軸272に形成された外歯が、カム241に設けられた外歯ボス部248に噛み合うように配置されている。
そして、カム駆動モータ271のモータ出力軸272をいずれかの方向に回転駆動することで、カム241がモータ出力軸272の回転方向とは逆方向に回転する。
The
Then, by rotating the
また、図13(a)に示すように、スライダ部260は、第1規制部材であるスライダ261の移動方向が、第1被回転規制部材である第1ラチェット部212の回転軸である支持軸215の軸心に対して垂直な方向になるように設けられている。また、カム241に設けられた内側円形溝部242aに、スライダ261に設けられたスライダボス部266が嵌め合っている場合に、スライダ261に設けられたスライダ突出部265が、第1ラチェット部212の突起部213に噛み合うことになる。
Further, as shown in FIG. 13A, the
このように第1ラチェット部212の突起部213に、スライダ261のスライダ突出部265が噛み合っている場合のスライダ部260の状態は、図13(b)に示すようになっている。すなわち、スライダ261がスライダ枠部262内の第1ラチェット部212の回転軸に近い側(以下、内側という)に移動して内側のコイルばね263は縮み、第1ラチェット部212の回転軸から離れた側(以下、外側という)のコイルばね263は伸びる。このように2つのコイルばね263が変形することで、スライダ枠部262における移動範囲の略中央に向けてスライダ261を移動させる付勢力が作用する。
そして、スライダ枠部262における移動範囲の略中央に移動したスライダ261のスライダボス部266の位置が、内側円形溝部242aと外側円形溝部242bの半径方向の略中央となるように、カム241とスライダ部260とを構成している。このため、スライダボス部266の位置が、内側円形溝部242aと外側円形溝部242bの半径方向の略中央になるように付勢されている。
Thus, the state of the
Then, the
次に、図14を用いて、内側円形溝部242aと外側円形溝部242bの半径方向の略中央で、接続溝部242cとスライダボス部266とが嵌め合った第2状態を基準として、第1ラチェット部212の回転規制又は回転規制解除の動作について説明する。
Next, referring to FIG. 14, the first ratchet portion with reference to the second state in which the
図14(b)に示す第2状態では、接続溝部242cの内側円形溝部242aと外側円形溝部242bの半径方向の略中央で、スライダボス部266が接続溝部242cと嵌め合っている。そして、この第2状態では、スライダ261に設けたスライダ突出部265と、不図示の第1ラチェット部212の突起部213とは接触しない、つまり非接触の状態となる。このため、第2状態では第1ラチェット部212が回転規制解除された状態であり、太陽歯車211が回転してしまい、キャリア204が回転ぜず、遊星歯車クラッチ機構200による駆動連結は行われない遮断状態となる。以下、図14(b)に示す、スライダ261の位置をニュートラル位置と呼称する。
In the second state shown in FIG. 14B, the
第2状態から、カム241を時計回り(CW)に回転させると、スライダボス部266が外側円形溝部242bからカム241の内側へ近づくような軌跡を描く接続溝部242cに沿って案内され、外側への付勢力に抗して内側円形溝部242aまで移動する。このスライダボス部266の移動にともない、スライダボス部266が設けられたスライダ261が内側に移動して、図14(a)に示す第1状態となる。そして、この第1状態では、スライダ261に設けたスライダ突出部265と、不図示の第1ラチェット部212の突起部213とが接触する状態となる。このため、第1状態では第1ラチェット部212が回転規制された状態であり、太陽歯車211の回転が固定され、キャリア204が回転して、遊星歯車クラッチ機構200による駆動連結が行われる駆動連結状態となる。以下、図14(a)に示す、スライダ261の位置を内側位置と呼称する。
When the
第2状態から、カム241を反時計回り(CCW)に回転させると、スライダボス部266が内側円形溝部242aからカム241の外側へ離れるような軌跡を描く接続溝部242cに沿って案内され、内側への付勢力に抗して外側円形溝部242bまで移動する。このスライダボス部266の移動にともない、スライダボス部266が設けられたスライダ261が外側に移動して、図14(c)に示す第3状態となる。そして、この第3状態では、スライダ261に設けたスライダ突出部265と、不図示の第1ラチェット部212の突起部213とがさらに離間して接触しない、つまり非接触の状態となる。このため、第3状態では第1ラチェット部212が回転規制解除された状態であり、太陽歯車211が回転してしまい、キャリア204が回転ぜず、遊星歯車クラッチ機構200による駆動連結が行われない遮断状態となる。以下、図14(c)に示す、スライダ261の位置を外側位置と呼称する。
When the
なお、第1状態から、カム241を反時計回り(CCW)に回転させると、スライダボス部266が内側円形溝部242aからカム241の外側へ近づくような軌跡を描く接続溝部242cに沿って案内され、外側円形溝部242bまで移動して第3状態となる。ここで、スライダボス部266が接続溝部242cの内側円形溝部242aと外側円形溝部242bの半径方向の略中央になるように、カム241の反時計回りの回転を停止すると第2状態となる。
また、第3状態から、カム241を時計回り(CW)に回転させると、スライダボス部266が外側円形溝部242bからカム241の内側へ近づくような軌跡を描く接続溝部242cに沿って案内され、内側円形溝部242aまで移動して第1状態となる。ここで、スライダボス部266が接続溝部242cの内側円形溝部242aと外側円形溝部242bの半径方向の略中央になるように、カム241の時計回りの回転を停止すると第2状態となる。
When the
In addition, when the
本実施形態2の遊星歯車クラッチ機構200では、上記したようにカム241の回転方向に応じて第1ラチェット部212の回転規制又は回転規制解除の動作、すなわち、遊星歯車クラッチ機構200の駆動連結と遮断状態との切り替えが行える。
そして、第2状態又は第3状態からカム241を時計回り(CW)に回転させて、第1状態に変更した後、つまり、太陽歯車211の回転を固定した後、固定を解除するまでの間、スライダ261を移動させなくても良いため、カム241を回転させなくて良い。また、第1状態からカム241を反時計回り(CCW)に回転させて、第2状態又は第3状態に変更した後、つまり、太陽歯車211の回転を固定解除した後、固定するまでの間、スライダ261を移動させなくても良いため、カム241を回転させなくて良い。
In the planetary gear
Then, after the
このように、本実施形態2の遊星歯車クラッチ機構200では、第1ラチェット部212の回転規制又は回転規制解除の動作、すなわち、遊星歯車クラッチ機構200の駆動連結と遮断状態との切り替え動作を行う際のみカム241を回転させれば良い。
したがって、第1規制部材であるスライダ261を動作させるカム241に接触する従節であるスライダボス部266の位置を、スライダ261を動作させた後、維持するのに第2駆動源であるカム駆動モータ271の駆動力を要しない構成にできる。すなわち、カム駆動モータ271の駆動を、現像ローラ4等と、現像ローラ4等を駆動させる駆動モータとの駆動連結及び遮断を切り換える動作中のみにできる。
このようにカム駆動モータ271の駆動を切り換える動作中のみにすることで、遊星歯車クラッチ機構200に有するカム駆動モータ271の省エネ化が可能となる。
As described above, in the planetary gear
Therefore, the cam drive that is the second drive source is used to maintain the position of the
Thus, energy saving of the
次に、上記した遊星歯車クラッチ機構200の駆動連結と遮断状態との切り替えを行う際のスライダ261の移動について、表1及び表2を用いて、さらに詳細に説明する。
表1に示すように、スライダ261が内側位置にある第1状態のとき、スライダ枠部262とスライダ261との間の、内側に接続されたコイルばね263から反発力を受け、外側に接続されたコイルばね263から引っ張り力を受ける。この結果、スライダ261は、2つのコイルばね263の合力として外側への付勢力を受ける。
すなわち、スライダ261のスライダボス部266が内側円形溝部242aに嵌め合った第1状態のとき、スライダ261は、スライダ部260に設けた2つのコイルばね263の合力として外側への付勢力を受ける。
As shown in Table 1, when the
In other words, when the
この状態で、カム241を反時計回り(CCW)に回転させると、スライダボス部266が内側円形溝部242aからカム241の外側へ離れるような軌跡を描く接続溝部242cのカム241の回転方向下流側の溝側壁に沿って移動して第2状態に移る。その後、第2状態を経て、2つのコイルばね263の合力として内側への付勢力を受けながら、この付勢力に抗して、接続溝部242cのカム241の回転方向上流側の溝側壁に沿って外側に押されるように移動してスライダ261が外側位置にある第3状態に移る。
すなわち、スライダ261のスライダボス部266が内側円形溝部242aに嵌め合った第1状態のとき、カム241を反時計回り(CCW)に回転させると、接続溝部242cを経てスライダボス部266が外側円形溝部242bに移動する。
In this state, when the
That is, when the
こようにスライダボス部266を移動させることで、スライダボス部266が設けられたスライダ261の位置が内側位置からニュートラル位置を経て外側位置に移動する。このようにスライダ261が移動すると、スライダ261に設けられたスライダ突出部265の第1ラチェット部212との接触が解除され非接触状態となる。
そして、第1ラチェット部212と一体に回転する太陽歯車211の回転が固定解除され、太陽歯車211が回転してしまい、キャリア204が回転ぜず、遊星歯車クラッチ機構200による駆動連結が行われない遮断状態となる。
By moving the
Then, the rotation of the
一方、スライダ261が外側位置にある第3状態のとき、スライダ枠部262とスライダ261との間の、外側に接続されたコイルばね263から反発力を受け、内側に接続されたコイルばね263から引っ張り力を受ける。この結果、スライダ261は、2つのコイルばね263の合力として内側への付勢力を受ける。
すなわち、スライダ261のスライダボス部266が外側円形溝部242bに嵌め合った第3状態のとき、スライダ261は、スライダ部260に設けた2つのコイルばね263の合力として内側への付勢力を受ける。
On the other hand, when the
That is, when the
この状態で、カム241を時計回り(CW)に回転させると、スライダボス部266が外側円形溝部242bからカム241の内側へ近づくような軌跡を描く接続溝部242cのカム241の回転方向上流側の溝側壁に沿って移動して第2状態に移る。その後、第2状態を経て、2つのコイルばね263の合力として外側への付勢力を受けながら、この付勢力に抗して、接続溝部242cのカム241の回転方向下流側の溝側壁に沿って内側に押されるように移動してスライダ261が内側位置にある第1状態に移る。
すなわち、スライダ261のスライダボス部266が外側円形溝部242bに嵌め合った第3状態のとき、カム241を時計回り(CW)に回転させると、接続溝部242cを経てスライダボス部266が内側円形溝部242aに移動する。
In this state, when the
In other words, when the
こようにスライダボス部266を移動させることで、スライダボス部266が設けられたスライダ261の位置が外側位置からニュートラル位置を経て内側位置に移動する。このようにスライダ261が移動すると、スライダ261に設けられたスライダ突出部265の第1ラチェット部212とが接触する接触状態となる。
そして、第1ラチェット部212と一体に回転する太陽歯車211の回転が固定され、キャリア204が回転して、遊星歯車クラッチ機構200による駆動連結が行なわれる駆動連結状態となる。
By moving the
Then, the rotation of the
なお、次の表2に示すように、第1状態のときカム241を時計回り(CW)に回転させても第1状態のままである。また、第3状態のときカム241を反時計回り(CCW)に回転させても第3状態のままである。
上記のように第1状態のときカム241を時計回り(CW)に回転させても第1状態を維持できるのは、次の理由による。
第1状態のとき、スライダ261はスライダ部260に設けた2つのコイルばね263の合力として外側への付勢力を受けながら、カム241の時計回りの回転にともなって、内側円形溝部242aの外側の溝側壁に摺動することとなる。このように、内側円形溝部242aの外側の溝側壁に摺動していると、カム241の時計回りの回転にともない、再度、接続溝部242cとの接続位置に到達した際に、スライダボス部266が外側(接続溝部242c側)へ移動しようとする。しかし、接続溝部242cが、カム241の時計回りにともない、その中心線がカム241の回転軸に近づく軌跡を描くように形成されているため、再度、内側円形溝部242a側へ押し戻されることとなる。
The reason why the first state can be maintained even when the
In the first state, the
一方、第3状態のときカム241を反時計回り(CCW)に回転させても第3状態を維持できるのは、次の理由による。
第3状態のとき、スライダ261はスライダ部260に設けた2つのコイルばね263の合力として内側への付勢力を受けながら、カム241の反時計回りの回転にともなって、外側円形溝部242bの内側の溝側壁に摺動することとなる。このように、外側円形溝部242bの内側の溝側壁に摺動していると、カム241の反時計回りの回転にともない、再度、接続溝部242cとの接続位置に到達した際に、スライダボス部266が内側(接続溝部242c側)へ移動しようとする。しかし、接続溝部242cが、カム241の反時計回りにともない、その中心線がカム241の回転軸から離れる軌跡を描くように形成されているため、再度、外側円形溝部242b側へ押し戻されることとなる。
On the other hand, the third state can be maintained even when the
In the third state, the
また、本実施形態2の遊星歯車クラッチ機構200のカム241は、従節であるスライダボス部266が嵌め合わされて接触するカム溝である内側円形溝部242a、外側円形溝部242b、及び接続溝部242cからなる溝部242を有した平面溝カムである。また、第1被回転規制部材である第1ラチェット部212の回転軸として機能する支持軸215の軸心に対して垂直な方向に移動可能な第1規制部材であるスライダ261を設けている。このスライダ261には、第1ラチェット部212の突起部213と噛み合ったり、噛み合いが解除されたりするスライダ突出部265と、カム241の各溝部に嵌め合う上記したスライダボス部266とを有している。そして、スライダボス部266の位置(スライダ261の位置)が、内側円形溝部242aと外側円形溝部242bの2つの円形溝部の半径方向の略中央であるニュートラル位置になるように、2つのコイルばね263により付勢されている。
Further, the
このように第1規制部材であるスライダ261と、スライダ261を動作させるカム241とを構成することで、次のような効果を奏することができる。
第1規制アーム221を動作させるボス部226を、平面溝カムの各溝部に嵌め合わせる簡易な構成にできるとともに、カム241の回転方向により被駆動体と第1駆動源との駆動連結及び遮断を切り換えることができる。
また、内側円形溝部242aと外側円形溝部242bの2つの円形溝部はいずれも閉曲線の軌跡を有するため、カム241を過度に回転させても第2駆動源であるカム駆動モータ271がロックしてしまうことがない。
また、被駆動体と第1駆動源との駆動連結及び遮断を切り換える際にカム241の回転を停止させる位置が、接続溝部242cを避けた位置となるようにすることで、被駆動体と第1駆動源との駆動連結及び遮断を確実に切り換えることができる。このため、接続溝部242cの数を減らして(例えば2箇所)、カム241の停止位置の自由度を高めることで、第2駆動源として、ステッピングモータ等に比べて安価なDCブラシモータ等を用いることもできる。
By configuring the
The
Further, since the two circular groove portions of the inner
In addition, the position where the rotation of the
また、本実施形態2の遊星歯車クラッチ機構200は、第1被回転規制部材である第1ラチェット部212及び切換手段230のカム241の回転軸を、遊星歯車部210の回転軸である支持軸215で兼ねている。すなわち、遊星歯車クラッチ機構200は、遊星歯車機構である遊星歯車部210と、遊星歯車部210の3つの回転要素の内、いずれかの回転を固定する固定機構の、主な構成要素である第1ラチェット部212及びカム241とを同軸上に備えている。
このように同軸上に備えることで、図12(a)に示すように回転規制部220として機能するスライダ部260及び切換手段230の他の構成部材も遊星歯車部210の支持軸215の軸心の近傍に配置することが可能となる。したがって、遊星歯車部210の支持軸215の軸心に垂直な平面に投影した場合の、遊星歯車クラッチ機構200の専有面積を小さくすることができ、遊星歯車クラッチ機構200を省スペースで配置することができる。
Further, the planetary gear
As shown in FIG. 12A, the
以上に説明したものは一例であり、本発明は、次の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様A)
感光体1や現像ローラ4などの被駆動体を駆動する駆動モータなどの第1駆動源と駆動連結された第1ラチェット部212などの第1被回転規制部材と、該第1被回転規制部材に対し接触又は退避して該第1被回転規制部材の回転規制又は回転規制の解除が可能な第1規制アーム221などの第1規制部材と、該第1規制部材を動作させるソレノイド231などの第2駆動源とを有したクラッチ機構を備えた遊星歯車クラッチ機構200などの速度変換機構おいて、前記第2駆動源から前記第1規制部材へ駆動伝達する駆動列にカム241などのカムを用いたことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施形態1(又は実施形態2)について説明したように、次のような効果を奏することができる。第1規制部材へ駆動伝達する駆動列にカムを用いることで、第1規制部材を動作させるカムに接触する突起部等の従節の位置を、第1規制部材を動作させた後、維持するのに第2駆動源の駆動力を要しない構成にできる。
What has been described above is merely an example, and the present invention has a specific effect for each of the following modes.
(Aspect A)
A first rotation restricting member such as a
According to this, as described in the first embodiment (or the second embodiment), the following effects can be achieved. By using the cam in the drive train that transmits the drive to the first restricting member, the position of the follower such as a protrusion that contacts the cam that operates the first restricting member is maintained after the first restricting member is operated. However, the driving force of the second driving source can be eliminated.
上記のように構成できるため、第2駆動源への通電時間を第1被回転規制部材に対して第1規制部材を接触又は退避させる動作中のみ、すなわち被駆動体と、被駆動体を駆動させる第1駆動源との駆動連結及び遮断を切り換える動作中のみにできる。このように第2駆動源への通電時間を、連結動作及び遮断動作を行う際のみに短縮することで第2駆動源の温度上昇を抑制し、第2駆動源に通電する電流を小さくして磁気コイルの巻数を増やすことなく、所望のストロークと力を得ることができる。したがって、クラッチ機構に有する第2駆動源の小型化、及び省エネ化が可能となる。
よって、第1被回転規制部材の回転を規制する第1規制部材を動作させて、被駆動体と、被駆動体を駆動させる第1駆動源との駆動連結及び遮断を切り換える第2駆動源の小型化、及び省エネ化が可能なクラッチ機構を備えた速度変換機構を提供できる。
Since it can be configured as described above, the energization time to the second drive source is driven only during the operation of bringing the first restriction member into contact with or retracting from the first rotation restriction member, that is, the driven body and the driven body are driven. This is possible only during the operation of switching between driving connection and disconnection with the first driving source. In this way, the energization time to the second drive source is shortened only when the connection operation and the disconnection operation are performed, thereby suppressing the temperature increase of the second drive source and reducing the current to be supplied to the second drive source. A desired stroke and force can be obtained without increasing the number of turns of the magnetic coil. Therefore, the second drive source included in the clutch mechanism can be reduced in size and energy can be saved.
Therefore, the first driving member that restricts the rotation of the first rotation regulating member is operated to switch the driving connection between the driven body and the first driving source that drives the driven body. A speed conversion mechanism including a clutch mechanism that can be reduced in size and energy can be provided.
(態様B)
(態様A)において、カム241などの前記カムは、該カムに接触する第1規制アーム221などの第1規制部材に設けたボス部226などの突起部等の従節の位置を、第1規制部材を動作させた後、維持するのにソレノイド231などの第2駆動源の駆動力を要しないことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施形態1(又は実施形態2)について説明したように、次のような効果を奏することができる。カムに接触する従節の位置を、第1規制部材を動作させた後、維持するのに第2駆動源の駆動力を要しないように構成するという簡易な構成で、第2駆動源への通電時間の短縮が可能となる。
(Aspect B)
In (Aspect A), the cam such as the
According to this, as described in the first embodiment (or the second embodiment), the following effects can be achieved. With a simple configuration in which the driving force of the second drive source is not required to maintain the position of the follower in contact with the cam after the first restricting member is operated, The energization time can be shortened.
(態様C)
(態様A)又は(態様B)において、前記クラッチ機構は、遊星歯車クラッチ機構200などの遊星クラッチ機構であることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施形態1(又は実施形態2)について説明したように、速度変換機構に備えるクラッチ機構として遊星クラッチ機構を用いているので、ギヤ部の削減や駆動モータの小型化に貢献できる。また、高い減速比を省スペースで得ることができるとともに、高い負荷トルクに耐えれる。
(Aspect C)
In (Aspect A) or (Aspect B), the clutch mechanism is a planetary clutch mechanism such as a planetary gear
According to this, as described in the first embodiment (or the second embodiment), the planetary clutch mechanism is used as the clutch mechanism included in the speed conversion mechanism, which contributes to reduction of the gear portion and downsizing of the drive motor. it can. Further, a high reduction ratio can be obtained in a space-saving manner and can withstand a high load torque.
(態様D)
(態様C)において、前記遊星クラッチ機構は、太陽歯車211などの太陽歯車、遊星歯車205などの遊星歯車、該遊星歯車を回転自在に保持するキャリア204などの遊星キャリア、及び内歯歯車201などの内歯歯車を有した遊星歯車部210などの遊星歯車機構からなる遊星歯車クラッチ機構200などの遊星歯車クラッチ機構であり、第1ラチェット部212などの前記第1被回転規制部材は、前記太陽歯車、前記遊星キャリア、及び前記内歯歯車の内のいずれか1つと駆動連結され、カム241などの前記カムは、ソレノイド231などの前記第2駆動源の駆動により、前記第1被回転規制部材に対し前記第1規制部材を接触又は退避させ、前記第1被回転規制部材に駆動連結された前記太陽歯車、前記遊星キャリア、及び前記内歯歯車の内のいずれか1つの回転規制又は回転規制解除が行えることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施形態1(又は実施形態2)について説明したように、(態様C)の効果を、クラッチ機構として遊星ローラクラッチ機構等を用いる構成に比べ、安価な構成で実現できる。
(Aspect D)
In (Aspect C), the planetary clutch mechanism includes a sun gear such as a
According to this, as described in the first embodiment (or the second embodiment), the effect of (Aspect C) can be realized with an inexpensive configuration as compared with a configuration using a planetary roller clutch mechanism or the like as a clutch mechanism.
(態様E)
(態様A)乃至(態様D)のいずれかにおいて、前記カムが溝部242が形成されたカム241などの平面溝カムであることを特長とするものである。
これによれば、上記実施形態1(又は実施形態2)について説明したように、第1規制部材を動作させる構成を第1規制部材の一端部に設け、第1規制部材を動作させる従節を、平面溝カムの溝部に嵌め合わせる簡易な構成とすることができる。
(Aspect E)
In any one of (Aspect A) to (Aspect D), the cam is a flat groove cam such as a
According to this, as described in the first embodiment (or the second embodiment), a structure for operating the first restricting member is provided at one end of the first restricting member, and a follower for operating the first restricting member is provided. And it can be set as the simple structure fitted to the groove part of a plane groove cam.
(態様F)
(態様A)乃至(態様E)のいずれかにおいて、カム241などの前記カムは、選択的に移動させる第1規制アーム221などの前記第1規制部材に設けたボス部226などの従節の位置が2つ以上あることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施形態1(又は実施形態2)について説明したように、第1規制部材が、第1被回転規制部材の回転を規制、又は規制解除する動作を簡易な構成で実現することができる。また、従節の位置を3つ以上設けることで、ソレノイド231などの第2駆動源を他の駆動系の切り換え動作等の駆動源と兼ねることもでき、更なる省エネ化も可能となる。
(Aspect F)
In any one of (Aspect A) to (Aspect E), the cam such as the
According to this, as described in the first embodiment (or the second embodiment), the first restricting member realizes the operation of restricting or releasing the rotation of the first rotation restricting member with a simple configuration. be able to. Further, by providing three or more follower positions, the second drive source such as the
(態様G)
(態様A)乃至(態様F)のいずれかにおいて、ソレノイド231などの前記第2駆動源から第1規制アーム221などの前記第1規制部材へ駆動伝達する切換手段230などの駆動列に、第2ラチェット部243などの第2被回転規制部材と、該第2被回転規制部材を回転させる押し爪256などの回転爪と、該回転爪に一方向の回転力を与えるねじりコイルばね257などの弾性部材とを含むことを特徴とするものである。
これによれば、上記実施形態1について説明したように、第1被回転規制部材の第1規制部材による回転規制状態及び解除状態を変更する際のみ、第2駆動源に通電する構成を簡易な構成で実現できる。また、第2被回転規制部材に回転爪を引っ掛かけるため、カムが勝手に回転(動作)をすることもない。
(Aspect G)
In any one of (Aspect A) to (Aspect F), a drive train such as a
According to this, as described in the first embodiment, the configuration in which the second drive source is energized only when the rotation restriction state and the release state by the first restriction member of the first rotation restriction member are changed is simplified. It can be realized by configuration. Further, since the rotating claw is hooked on the second rotation restricting member, the cam does not rotate (operate) without permission.
(態様H)
(態様A)乃至(態様G)のいずれかにおいて、前記第2駆動源がソレノイド231などのソレノイドであることを特長とするものである。
これによれば、上記実施形態1について説明したように、第1規制部材を動作させる第2駆動源を、安価に構成できる。
(Aspect H)
In any one of (Aspect A) to (Aspect G), the second drive source is a solenoid such as a
Accordingly, as described in the first embodiment, the second drive source that operates the first restricting member can be configured at low cost.
(態様I)
(態様A)乃至(態様H)のいずれかにおいて、カム241などの前記カムは、ボス部226などの従節が嵌め合わされて接触するカム溝を有した平面溝カムであり、45[°]などの所定角度回転する毎に、当該カムの支持軸215などの回転軸の軸心と前記従節との距離が切り換わる、その中心線が閉じた閉曲線の軌跡を有する溝部242などのカム溝が設けられ、第1規制アーム221などの前記第1規制部材は、円筒部223などの回動支点を折れ点とした2つのアーム部を有し、アーム出力部222などの一方のアーム出力部の一端部には第1ラチェット部212などの前記第1被回転規制部材に設けられた突起部213などの突起部に、前記カムの回転に応じて噛み合ったり、噛み合いが解除されたりする爪部225などの爪部が設けられ、アーム入力部224などの他方のアーム入力部の一端部にはボス部226などの前記従節が設けられていることを特徴とするものである。
(Aspect I)
In any one of (Aspect A) to (Aspect H), the cam such as the
これによれば、上記実施形態1について説明したように、次のような効果を奏することができる。第1規制部材を動作させる従節を、平面溝カムの溝部に嵌め合わせる簡易な構成にできる。また、カムを所定角度回転させることで、現像ローラ4などの被駆動体と駆動モータなどの第1駆動源との駆動連結及び遮断を確実に切り換えることができる。また、カム溝の形状により、従節の位置を3つ以上設けることも容易であり、ソレノイド231などの第2駆動源を他の駆動系の切り換え動作等の駆動源と兼ねることもでき、更なる省エネ化も可能となる。
また、カム溝は、その中心線が閉じた閉曲線の軌跡を有するため、カムを過度に回転させても第2駆動源がロックしてしまうことがない。
According to this, as described in the first embodiment, the following effects can be obtained. The follower that operates the first restricting member can be simply configured to fit into the groove portion of the flat groove cam. Further, by rotating the cam by a predetermined angle, it is possible to surely switch between driving connection and disconnection between the driven body such as the developing roller 4 and the first driving source such as the driving motor. In addition, it is easy to provide three or more follower positions depending on the shape of the cam groove, and the second drive source such as the
Further, since the cam groove has a closed curved locus whose center line is closed, the second drive source is not locked even if the cam is rotated excessively.
(態様J)
(態様A)乃至(態様H)のいずれかにおいて、カム241などの前記カムは、スライダボス部266などの従節が嵌め合わされて接触するカム溝を有した平面溝カムであり、溝部242などの前記カム溝は、その中心線が前記カムの回転軸と同軸な円の軌跡を有した半径方向内側の内側円形溝部242aなどの円形溝部と外側の外側円形溝部242bなどの円形溝部の2つの円形溝部と、前記カムの回転方向に応じて前記従節を前記2つの円形溝部のいずれかに案内する接続溝部242cなどの接続溝部とを有し、スライダ261などの前記第1規制部材は、第1ラチェット部212などの前記第1被回転規制部材の支持軸215などの回転軸の軸心に対して垂直な方向に移動可能に設けられ、前記カムの回転に応じて前記第1被回転規制部材に設けられた突起部213などの突起部に噛み合ったり、噛み合いが解除されたりするスライダ突出部265などの突出部と、前記従節とを有し、前記従節の位置が、前記2つの円形溝部の前記半径方向のニュートラル位置などの略中央になるように付勢されていることを特徴とするものである。
(Aspect J)
In any one of (Aspect A) to (Aspect H), the cam such as the
これによれば、上記実施形態2について説明したように、次のような効果を奏することができる。第1規制部材を動作させる従節を、平面溝カムの溝部に嵌め合わせる簡易な構成にできるとともに、カムの回転方向により被駆動体と第1駆動源との駆動連結及び遮断を切り換えることができる。また、2つの円形溝部はいずれも閉曲線の軌跡を有するため、カムを過度に回転させてもカム駆動モータ271などの第2駆動源がロックしてしまうことがない。
また、被駆動体と第1駆動源との駆動連結及び遮断を切り換える際にカムの回転を停止させる位置が、接続溝部を避けた位置となるようにすることで、被駆動体と第1駆動源との駆動連結及び遮断を確実に切り換えることができる。このため、接続溝部の数を減らして(例えば2箇所)カムの停止位置の自由度を高めることで、第2駆動源として、ステッピングモータ等に比べて安価なDCブラシモータ等を用いることもできる。
According to this, as described in the second embodiment, the following effects can be obtained. The follower for operating the first restricting member can be simply configured to fit into the groove portion of the flat groove cam, and the driving connection and blocking between the driven body and the first driving source can be switched depending on the rotation direction of the cam. . In addition, since the two circular grooves both have a locus of a closed curve, the second drive source such as the
In addition, the position where the rotation of the cam is stopped when switching the driving connection and disconnection between the driven body and the first drive source is set to a position avoiding the connection groove, so that the driven body and the first drive The drive connection and disconnection with the source can be switched reliably. For this reason, by reducing the number of connection grooves (for example, two places) and increasing the degree of freedom of the cam stop position, a DC brush motor or the like that is less expensive than a stepping motor or the like can be used as the second drive source. .
(態様K)
感光体1や現像ローラ4などの複数の被駆動体を1つの駆動源で駆動する単数又は複数の駆動列を備え、シートPなどの記録媒体上に画像を形成するプリンタ300などの画像形成装置において、前記単数又は複数の駆動列の内、少なくともいずれかに、(態様A)乃至(態様J)のいずれかの遊星歯車クラッチ機構200などの速度変換機構を備えていることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施形態1(又は実施形態2)について説明したように、(態様A)乃至(態様J)のいずれかの遊星歯車クラッチ機構を設けた速度変換機構と同様な効果を奏することができる画像形成装置を提供できる。
(Aspect K)
An image forming apparatus such as a
According to this, as described in the first embodiment (or the second embodiment), the same effect as the speed conversion mechanism provided with the planetary gear clutch mechanism of any one of (Aspect A) to (Aspect J) can be obtained. It is possible to provide an image forming apparatus that can
(態様L)
(態様K)において、遊星歯車クラッチ機構200などの前記速度変換機構を備えた駆動列で駆動される複数の被駆動体に、感光体1などの潜像担持体と現像ローラ4などの現像剤担持体とを含んでいることを特徴とするものである。
これによれば、上記実施形態1(又は実施形態2)について説明したように、例えば、次のような効果を奏することができる。潜像担持体と、現像剤担持体との駆動歯車列を分岐し、現像剤担持体に回転駆動力を伝達する駆動歯車列に、双方向回転駆動に対応した遊星歯車クラッチ機構を設ける。このように構成することで、(態様K)の効果に加え、現像剤担持体の回転駆動を最小限の回転駆動にとどめるとともに、クリーニングブレードのエッジ部の付着物の除去動作を行うための作像ユニットの駆動制御も可能となる。
(Aspect L)
In (Aspect K), a plurality of driven members driven by a drive train including the speed conversion mechanism such as the planetary gear
According to this, as described in the first embodiment (or the second embodiment), for example, the following effects can be obtained. A planetary gear clutch mechanism corresponding to bidirectional rotation driving is provided in the driving gear train that branches the driving gear train of the latent image carrier and the developer carrier and transmits the rotational driving force to the developer carrier. With this configuration, in addition to the effect of (Aspect K), the rotation of the developer carrying member can be kept to a minimum, and the operation for removing the deposit on the edge of the cleaning blade can be performed. The drive control of the image unit is also possible.
1 感光体
2 帯電装置
3 現像装置
4 現像ローラ
5,6 現像剤攪拌搬送スクリュ
7 感光体クリーニング装置
10 作像ユニット
11 定着装置
21 1次転写ローラ
25 2次転写ローラ
26 中間転写ベルトクリーニング装置
22 駆動ローラ
23 従動ローラ
24 中間転写ベルト
30 光書き込み装置
40 給紙装置
41 搬送経路
42 レジストローラ対
43 排紙口
44 排紙トレイ
70 駆動歯車列
71 駆動歯車
80 感光体駆動歯車列
81 第1感光体歯車
82 感光体駆動歯車
90 現像ローラ駆動歯車列
91 第1現像ローラ歯車
92 第2現像ローラ歯車
93 第3現像ローラ歯車
94 現像ローラ駆動歯車
100,200 遊星歯車クラッチ機構
101,201 内歯歯車
102 内歯歯車部
103 外歯歯車部
104,204 キャリア
105,205 遊星歯車
106,206 基準側板
107 端部側板
108 ピン
109,209 出力軸
110,210 遊星歯車部
111,211 太陽歯車
112 ラチェット部
113,213 突起部
116,216 出力歯車
120,220 回転規制部
121 規制アーム
122,222,252 アーム出力部
123,215 支持軸
124,224,254 アーム入力部
125,225,244 爪部
130,230 切換手段
131,231 ソレノイド
132 ソレノイドケース
133,232 プランジャ
134 係合ピン
135 エンドリング
212 第1ラチェット部
221 第1規制アーム
223,253 円筒部
226 ボス部
233 接続ピン
241 カム
242 溝部
242a 内側円形溝部
242b 外側円形溝部
242c 接続溝部
243 第2ラチェット部
245 第3ラチェット部
246 逆転防止用爪
247,257 ねじりコイルばね
248 外歯ボス部
249 ブラケット
251 第2規制アーム
255 回転軸
256 押し爪
260 スライダ部
261 スライダ
262 スライダ枠部
263 コイルばね
265 スライダ突出部
266 スライダボス部
271 カム駆動モータ
272 モータ出力軸
300 プリンタ
P シート
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Photoconductor 2 Charging device 3 Developing device 4 Developing roller 5,6 Developer stirring conveyance screw 7 Photoconductor cleaning device 10 Image forming unit 11 Fixing device 21 Primary transfer roller 25 Secondary transfer roller 26 Intermediate transfer belt cleaning device 22 Drive Roller 23 Followed roller 24 Intermediate transfer belt 30 Optical writing device 40 Paper feeding device 41 Transport path 42 Registration roller pair 43 Paper discharge port 44 Paper discharge tray 70 Drive gear train 71 Drive gear 80 Photoconductor drive gear train 81 First photoconductor gear 82 Photosensitive member driving gear 90 Developing roller driving gear train 91 First developing roller gear 92 Second developing roller gear 93 Third developing roller gear 94 Developing roller driving gear 100, 200 Planetary gear clutch mechanism 101, 201 Internal gear 102 Internal tooth Gear part 103 External gear part 104,204 Carry 105, 205 Planetary gear 106, 206 Reference side plate 107 End side plate 108 Pin 109, 209 Output shaft 110, 210 Planetary gear portion 111, 211 Sun gear 112 Ratchet portion 113, 213 Projection portion 116, 216 Output gear 120, 220 Rotation Restriction part 121 Restriction arm 122, 222, 252 Arm output part 123, 215 Support shaft 124, 224, 254 Arm input part 125, 225, 244 Claw part 130, 230 Switching means 131, 231 Solenoid 132 Solenoid case 133, 232 Plunger 134 Engagement pin 135 End ring 212 First ratchet portion 221 First restriction arm 223, 253 Cylindrical portion 226 Boss portion 233 Connection pin 241 Cam 242 Groove portion 242a Inner circular groove portion 242b Outer circular groove portion 242c Connection groove portion 243 2 ratchet portion 245 3rd ratchet portion 246 Reverse rotation prevention claws 247 and 257 Torsion coil spring 248 External tooth boss portion 249 Bracket 251 Second restriction arm 255 Rotating shaft 256 Push claw 260 Slider portion 261 Slider 262 Slider frame portion 263 Coil spring 265 Slider protrusion 266 Slider boss 271 Cam drive motor 272 Motor output shaft 300 Printer P Sheet
Claims (10)
前記クラッチ機構は、太陽歯車、遊星歯車、該遊星歯車を回転自在に保持する遊星キャリア、及び内歯歯車からなる遊星歯車機構と、前記太陽歯車、前記遊星キャリア、及び前記内歯歯車の内のいずれか1つと駆動連結された第1被回転規制部材と、該第1被回転規制部材に対し接触又は退避して該第1被回転規制部材の回転規制又は回転規制の解除が可能な第1規制部材と、該第1規制部材を動作させる第2駆動源とを有し、
前記クラッチ機構は、前記第1被回転規制部材に対し前記第1規制部材の接触によって前記第1被回転規制部材の回転を規制させ、前記1つ以外を介して前記第1駆動源の駆動力を前記被駆動体に伝達し、又は、前記第1被回転規制部材に対し前記第1規制部材の退避によって前記第1被回転規制部材の回転規制を解除させ、前記1つを空転状態にして前記第1駆動源の駆動力の前記被駆動体への伝達を遮断するものであり、
前記第2駆動源から前記第1規制部材へ駆動伝達する駆動列にカムを用いたことを特徴とする速度変換機構。 In a speed conversion mechanism having a clutch mechanism for transmitting or interrupting the driving force of the first driving source to the driven body,
The clutch mechanism includes a sun gear, a planetary gear, a planetary carrier that rotatably holds the planetary gear, and a planetary gear mechanism that includes an internal gear, and the sun gear, the planetary carrier, and the internal gear. A first rotation restricting member that is drivingly connected to any one of the first rotation restricting member, and a first rotation restricting member that is in contact with or withdraws from the first rotation restricting member and capable of releasing the rotation restriction or the rotation restriction of the first rotation restricting member; A regulating member, and a second drive source for operating the first regulating member,
The clutch mechanism restricts the rotation of the first rotation restricting member by the contact of the first restricting member with respect to the first rotation restricting member, and the driving force of the first drive source via other than the one Is transmitted to the driven body, or the rotation restriction of the first rotation restricting member is released by retracting the first restricting member with respect to the first rotation restricting member, and the one is put in an idling state. Interrupting transmission of the driving force of the first driving source to the driven body;
A speed conversion mechanism characterized in that a cam is used in a drive train for transmitting drive from the second drive source to the first restricting member.
前記カムは、該カムに接触する突起部等の従節の位置を、第1規制部材を動作させた後、維持するのに第2駆動源の駆動力を要しないことを特徴とする速度変換機構。 The speed conversion mechanism according to claim 1,
The speed conversion characterized in that the cam does not require the driving force of the second drive source to maintain the position of a follower such as a protrusion contacting the cam after the first regulating member is operated. mechanism.
前記カムが平面溝カムであることを特徴とする速度変換機構。 In the speed conversion mechanism according to claim 1 or 2,
A speed conversion mechanism, wherein the cam is a flat groove cam.
前記カムは、選択的に移動させる前記第1規制部材に設けた従節の位置が2つ以上あることを特徴とする速度変換機構。 In the speed conversion mechanism according to any one of claims 1 to 3,
The speed conversion mechanism according to claim 1, wherein the cam has two or more follower positions provided on the first restricting member to be selectively moved.
前記第2駆動源から前記第1規制部材へ駆動伝達する駆動列に、第2被回転規制部材と、該第2被回転規制部材を回転させる回転爪と、該回転爪に一方向の回転力を与える弾性部材とを含むことを特徴とする速度変換機構。 In the speed conversion mechanism according to any one of claims 1 to 4,
A drive train that transmits drive from the second drive source to the first restricting member, a second rotation restricting member, a rotating claw that rotates the second rotated restricting member, and a rotational force in one direction on the rotating claw; A speed conversion mechanism comprising: an elastic member that gives
前記第2駆動源がソレノイドであることを特長とする速度変換機構。 In the speed conversion mechanism according to any one of claims 1 to 5,
A speed conversion mechanism characterized in that the second drive source is a solenoid.
前記カムは、従節が嵌め合わされて接触するカム溝を有した平面溝カムであり、所定角度回転する毎に、当該カムの回転軸の軸心と前記従節との距離が切り換わる、その中心線が閉じた閉曲線の軌跡を有するカム溝が設けられ、
前記第1規制部材は、回動支点を折れ点とした2つのアーム部を有し、一方のアーム出力部の一端部には前記第1被回転規制部材に設けられた突起部に、前記カムの回転に応じて噛み合ったり、噛み合いが解除されたりする爪部が設けられ、他方のアーム入力部の一端部には前記従節が設けられていることを特徴とする速度変換機構。 The speed conversion mechanism according to any one of claims 1 to 6,
The cam is a flat groove cam having a cam groove with which a follower is fitted and brought into contact, and each time the cam rotates by a predetermined angle, the distance between the axis of the rotation shaft of the cam and the follower is switched. A cam groove having a locus of a closed curve with a closed center line is provided;
The first restricting member has two arm portions with a turning fulcrum as a break point, and one arm output portion has a cam provided on a protrusion provided on the first rotation restricting member at one end portion. A speed conversion mechanism characterized in that a claw portion that engages or releases the engagement according to rotation of the arm is provided, and the follower is provided at one end of the other arm input portion.
前記カムは、従節が嵌め合わされて接触するカム溝を有した平面溝カムであり、
前記カム溝は、その中心線が前記カムの回転軸と同軸な円の軌跡を有した前記カムの半径方向内側の円形溝部と外側の円形溝部の2つの円形溝部と、前記カムの回転方向に応じて前記従節を前記2つの円形溝部のいずれかに案内する接続溝部とを有し、
前記第1規制部材は、前記第1被回転規制部材の回転軸の軸心に対して垂直な方向に移動可能に設けられ、前記カムの回転に応じて前記第1被回転規制部材に設けられた突起部に噛み合ったり、噛み合いが解除されたりする突出部と前記従節とを有し、前記従節の位置が前記2つの円形溝部の前記半径方向の略中央になるように付勢されていることを特徴とする速度変換機構。 In the speed conversion mechanism according to any one of claims 1 to 4 ,
The cam is a flat groove cam having a cam groove with which a follower is fitted and contacted,
The cam groove has two circular grooves, a circular groove on the inner side in the radial direction of the cam and a circular groove on the outer side, the center line of which has a circular locus coaxial with the rotation axis of the cam, and the rotational direction of the cam. And a connecting groove for guiding the follower to one of the two circular grooves,
The first restricting member is provided to be movable in a direction perpendicular to the axis of the rotation shaft of the first rotation restricting member, and is provided on the first rotation restricting member according to the rotation of the cam. A projecting portion that engages with or disengages from the protruding portion and the follower, and is biased so that the position of the follower is approximately the center in the radial direction of the two circular groove portions. A speed conversion mechanism characterized by
前記単数又は複数の駆動列の内、少なくともいずれかに、請求項1乃至8のいずれか一に記載の速度変換機構を備えていることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that includes one or a plurality of drive trains that drive a plurality of driven bodies with a single drive source, and that forms an image on a recording medium,
An image forming apparatus comprising the speed conversion mechanism according to any one of claims 1 to 8 in at least one of the one or a plurality of drive trains.
前記速度変換機構を備えた駆動列で駆動される複数の被駆動体に、潜像担持体と現像剤担持体とを含んでいることを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 9.
An image forming apparatus, comprising: a plurality of driven members driven by a driving train including the speed conversion mechanism, a latent image carrier and a developer carrier.
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