JP6632408B2

JP6632408B2 - 駆動伝達装置及び画像形成装置

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Publication number: JP6632408B2
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Inventors: 大地　潤一; 潤一大地
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Description

本発明は、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに駆動力を伝達する駆動伝達装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。

近年、電子写真方式のプリンタや複写機などの画像形成装置においては、操作性の向上が望まれている。この操作性向上という観点から、感光体と、これに作用する帯電手段、現像手段、クリーニング手段などのプロセス手段を一体にまとめてカートリッジ化し、これを画像形成装置本体に着脱可能とするカートリッジ方式が採用されている。このカートリッジ方式により操作性が一層向上し、現像などの上記プロセス手段のメンテナンスをユーザー自身が容易に行うことが可能となった。

これと同様に、画像形成装置本体の中間転写体などもユニット構成となり、画像形成装置本体に対して着脱可能とし、操作性、及びメンテナンス性の向上を図っている。

また、画像形成装置本体に対して着脱可能なこれらのユニットへ、駆動力を安定して確実に伝達する駆動伝達装置として、凸部と、それに対応する凹部との組み合わせで行うカップリング対が用いられている。この場合、装置本体からユニットを着脱する際にはこのカップリング対の一方を移動して係合を解除する必要がある。従来、装置本体に対して開閉するカバーを開ける操作に連動して、装置本体側のカップリングがユニット側のカップリングから離れるよう回転軸方向に移動することによって、カップリング対の連結が外れる構成が一般的に用いられることが多かった。

特許文献１には、上述したような開閉カバーとの連動機構を不要にした上で着脱可能なカップリング機構の構成が開示されている。

一方、画像形成装置の駆動機構に関し、小型化や低コスト化の観点から、駆動用モーターの使用個数を可能な限り少なくする構成が採用される場合が多く、この場合、駆動源であるモーターからの出力を、ギア列等を用いて分岐して複数の出力を行う。この複数の出力に対して、例えば現像部や転写ベルトなどの一部の出力を個別に駆動・停止する制御を行う場合は、駆動モーターを停止することができない。そのため、クラッチ機構を設けて駆動力の切断を行う場合がある。

特許文献２では、クラッチ機構の具体的構成の一例が開示されている。図１４に従来のクラッチ機構の構成を示す。１０１は駆動入力ギア、１０３は軸方向にスライド可能な入力側係合部材、１０２は入力側係合部材に付勢力を与えるバネである。前記入力側係合部材１０３は、軸方向にスライド可能な領域を有する。また前記入力側係合部材１０３は、前記駆動入力ギア１０１の内部に設けられた溝に噛み合う突起部１０３ａを有し、両者が噛み合うことで駆動入力ギア１０１と一体的に回転する。１０４は出力軸、１０５は出力軸１０４と一体的に回転する出力側係合部材、１０６は出力側係合部材１０５を出力軸１０４に対して固定するための平行ピンである。１０９は軸受である。１０７及び１０８は入力側係合部材１０３を移動させて係合状態と係合解除状態を制御する係合制御部材であり、共に円筒カム１０７ａ及び円筒カム１０８ａを有する。

前述の係合状態にする場合は、図１５に示すように、係合制御部材１０８を不図示のレバー等で回転させ、円筒カムが作用しない位置にする。すると、バネ１０２の弾性力により、入力側係合部材１０３が移動されて出力側係合部材１０５に対して圧着されることで係合する。

一方、前述の係合解除状態にする場合は、図１６に示すように、係合制御部材１０８を不図示のレバー等で回転させ、円筒カムの作用により係合制御部材１０７を、係合制御部材１０８から離れる方向に移動させる。すると、係合制御部材１０７は前記入力側係合部材１０３をバネ１０２に抗して押し込み、出力側係合部材１０５との係合を解除する。

特許第５５５９３７９号公報特許第３８８４９６０号公報

しかしながら、上記特許文献２に開示されたクラッチ機構は、出力軸を軸方向に移動することができないため、その軸上に、上記特許文献１に開示された移動可能なカップリング機構を配設することができなかった。

すなわち、上記特許文献１に開示されたカップリング機構においては、着脱ユニットの着脱動作に伴ってカップリング対の一方が軸方向に移動する構成である。一方、上記特許文献２に開示されたクラッチ機構においては、出力軸１０４をフレーム１１０側へ付勢すると、駆動入力ギア１０１、出力側係合部材１０５、軸受１０９の順に付勢力が伝わり、軸受１０９はフレーム１１０で規制される。そのため、上記特許文献２に開示されたクラッチ機構においては、図１５に示す係合状態と図１６に示す係合解除状態のいずれにおいても、出力軸１０４は軸方向に移動できない。

このため、上述したように、上記従来のクラッチ機構の軸上には、上記カップリング機構を配設することができなかった。

本発明の目的は、駆動力を解除した状態又は駆動力を伝達する状態のいずれにおいても、ユニットの着脱動作でカップリング部材を軸方向に移動させることができるようにすることである。

上記目的を達成するため、本発明は、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに係合して前記ユニットに対して駆動力を伝達又は切断する駆動伝達装置であって、前記ユニットと係合可能なカップリングを備え、前記ユニットと係合して駆動力を伝達する駆動出力部材と、駆動入力部材と、前記駆動出力部材に対して前記駆動出力部材の軸方向に移動可能に設けられ、前記駆動入力部材と一体に回転する入力側係合部材と、前記入力側係合部材と係合可能であり、前記駆動出力部材と一体に回転し、一体に前記軸方向へ移動する出力側係合部材と、前記駆動入力部材と前記入力側係合部材の間に設けられ、前記入力側係合部材を前記出力側係合部材に向けて付勢する弾性部材と、前記出力側係合部材と係合可能な係合位置にある前記入力側係合部材を、前記弾性部材の付勢力に抗して前記軸方向に移動させることで、前記入力側係合部材を前記出力側係合部材との係合が解除された係合解除位置へと移動させ、前記ユニットへの駆動力の伝達を切断する係合解除部材と、を有し、前記入力側係合部材が前記係合位置にある状態及び前記係合解除位置にある状態のそれぞれにおいて、前記駆動出力部材が前記軸方向へ押圧された際に前記出力側係合部材が前記軸方向への移動することを許容する空間が形成されていることを特徴とする。

本発明によれば、駆動力を解除した状態又は駆動力を伝達する状態のいずれにおいても、駆動出力部材の軸方向への移動が許容されるので、ユニットの着脱動作でカップリング部材を軸方向に移動させることができる。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の構成例を示す断面図本発明の実施例１に係るプロセスカートリッジの着脱を示す断面図本発明の実施例１，２に係るカップリング部材を説明する斜視図本発明の実施例１，２に係るカップリング部材の動作を説明する図本発明の実施例１，２に係るカップリング部材の動作を説明する図本発明の実施例１，２に係るクラッチ機構の構成を説明する斜視図本発明の実施例１，２に係るクラッチ機構の係合状態を説明する断面図本発明の実施例１，２に係るクラッチ機構の係合状態における出力軸の移動を説明する断面図本発明の実施例１，２に係るクラッチ機構の係合解除状態を説明する断面図本発明の実施例１，２に係るクラッチ機構の係合解除状態における出力軸の移動を説明する断面図本発明の実施例２に係る画像形成装置の構成例を示す断面図本発明の実施例２に係る中間転写ユニットの着脱を示す断面図本発明の実施例２に係る一次転写ローラの離間機構を示す断面図従来のクラッチ機構の構成を説明する斜視図従来のクラッチ機構の係合状態を説明する断面図従来のクラッチ機構の係合解除状態を説明する断面図

以下、本発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載される構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対位置等は、本発明が適用される機構の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔実施例１〕
図１は、本発明の実施例１に係るクラッチ機構を有する駆動伝達装置及びこれを備える画像形成装置の構成例を示す断面図である。駆動伝達装置におけるクラッチ機構については図２以降を用いて詳しく説明する。画像形成装置１は、電子写真画像形成プロセスを利用したモノクロ画像形成装置である。

図１に示すように、画像形成装置１の内部には、シートに画像を形成する画像形成部が設けられる。画像形成部は、『像担持体』である感光体ドラム２、『現像装置』を構成する現像ローラ１９、『転写装置』である転写ローラ３等を含む。本例においては、感光体ドラム２は、プロセスカートリッジ４に含まれ、プロセスカートリッジ４として画像形成装置１に対してユーザーが交換可能（着脱可能）な構成となっている。なお、このプロセスカートリッジには、感光体ドラム２に作用するプロセス手段として、前述の現像装置（現像手段）のほかに、不図示の帯電ローラ（帯電手段）、クリーニング装置（クリーニング手段）等を含んでいる。

画像形成装置１には、画像を形成するシートＳが積載された給送カセット５が配置される。コントローラ（制御部）６により、不図示の駆動モーター（駆動源）の回転を制御し、給送ローラ７が回転して１枚のシートを分離給送し、複数の搬送ローラ対８、感光体ドラム２及び転写ローラ３の順に搬送される。画像書き込み用のレーザースキャナ９は、レーザー光Ｌを発して、帯電ローラにより帯電された感光体ドラム２の表面に静電潜像を描き、現像ローラ１９を含む現像装置によって感光体ドラム２上にトナー像が現像される。このトナー像は、感光体ドラム２及び転写ローラ３の間でシートの第一面に転写される。シートはその後、定着装置１０で加熱定着され、排出ローラ対１１、排出トレイ１２の順に搬送される。

また、画像形成装置１には、反転搬送パス１３及び両面搬送パス１４から構成される両面ユニットが設けられる。定着装置１０下流には、排出ローラ対１１までの間で別ルートに分岐した反転搬送パス１３が設けられる。分岐部には経路切替手段１５を有し、不図示の駆動源により駆動される。この反転搬送パス１３内には、シートを反転搬送するために正転・逆転が可能な反転搬送ローラ対１６が設けられ、シートの両面に画像形成を行う場合には、第一面目の画像形成を終えたシートを反転搬送し、両面搬送パス１４に送り込む。その後、シートの第一面目と第二面目を反転させた状態で、複数の搬送ローラ対１７によりシートを再度画像形成部に送り込む。その後の動作については、第一面目と同様である。

ユーザーがプロセスカートリッジ４を交換する場合は、図２に示すように、画像形成装置１の開閉カバー１８を開いて行う。プロセスカートリッジ４の引き出し方向及び装着方向は、図２の矢印で示すように、感光体ドラム２の軸方向やプロセスカートリッジに駆動を入力する駆動入力軸と略直交する方向である。

画像形成装置１からプロセスカートリッジ４への駆動伝達部には、駆動伝達装置を構成するカップリングを備える。本実施例においては、感光体ドラム２への駆動入力と、現像ローラ１９への駆動入力の二組のカップリングを備えるが、必ずしも二組共同一のカップリング構成で有る必要は無く、少なくとも一組が本実施例で示す構成で有ればよい。

本実施例におけるカップリング構成を、図３で説明する。図３には、本実施例におけるカップリング形状の一例を示す。図３に示す形状は、特許文献１で開示されている公知技術であり、本形状に限定することなく、同様の効果や動作を有するものであればよい。

図３に示す一組のカップリングは、装置本体側の駆動カップリング２０と、プロセスカートリッジ側の被駆動カップリング２１から構成される。駆動カップリング２０は、画像形成装置１の装置本体に設けられており、駆動源による動力で回転するカップリングである。前記駆動カップリング２０は、後述するクラッチ部材を同軸上に有する。被駆動カップリング２１は、装置本体に着脱可能なユニットであるプロセスカートリッジ４に設けられており、駆動カップリング２０と噛み合って回転するカップリングである。なお本実施例における画像形成装置は、単一のモーター（駆動源）がプロセスカートリッジのみでなく、給送機構や各搬送ローラも駆動する構成である。

プロセスカートリッジ装着時のカップリング動作を図４で説明する。図４はプロセスカートリッジ４を装置本体に挿入し、カップリング２０，２１が係合する直前の状態を、カップリングの軸と直交な方向から見た図である。図４は、説明のために簡略化して、一組のカップリングを図示している。本実施例において、プロセスカートリッジ４を矢印２５の方向へ挿入していく。すると、カップリングが噛み合う際、駆動カップリング２０外周のテーパ面２２と被駆動カップリング２１のテーパ面２３が接触し、駆動カップリング２０は力を受けて矢印２５の方向と略直交する矢印２４の方向（軸方向）へ移動する。そのため、カップリング２０，２１は係合可能となる。なお、各カップリングの先端部（外周）の上記テーパ面２２，２３の少なくとも一方は、傾斜面だけに限定されるものではなく、例えば球面の一部などの曲面でも良い。

図５では、プロセスカートリッジ離脱時のカップリング動作を説明する。図５はカップリングが係合した状態の断面を、カップリングの軸と直交な方向から見た図である。なお図５も、図４と同様に、説明のために簡略化して、一組のカップリングを図示している。本実施例において、プロセスカートリッジ４を矢印２６の方向へ離脱させる。すると、駆動カップリング２０内周のテーパ面２８と被駆動カップリング２１のテーパ面２２が接触し、駆動カップリング２０は力を受けて矢印２６の方向と略直交する矢印２７の方向（軸方向）へ移動する。そのため、カップリング２０，２１の係合が解除され離脱が可能となる。なお、カップリングの先端部（内周）の上記テーパ面２８は、傾斜面だけに限定されるものではなく、例えば球面の一部などの曲面でも良い。

また、ここでは、プロセスカートリッジ側の被駆動カップリング２１の先端部を凸形状とし、装置本体側の駆動カップリング２０の先端部を前記凸形状と係合する凹形状としたが、これに限定されるものではない。上記動作を達成するためには、駆動カップリング２０と被駆動カップリング２１の形状を入れ替え、凹凸形状を逆の構成にしてもよい。すなわち装置本体側の駆動カップリングの先端部を凸形状とし、プロセスカートリッジ側の被駆動カップリングの先端部を前記凸形状と係合する凹形状としても良い。

次に、本発明の特徴的な構成である駆動伝達装置におけるクラッチ機構について詳しく説明する。

本実施例においては、現像ローラ１９へ駆動を伝達するカップリング２０と同軸上の、画像形成装置１内部にクラッチ機構を設ける。クラッチ機構を設けることにより、回転が不要な時間は駆動力を切断することができる。これにより、プロセスカートリッジに内包する現像剤であるトナーや現像ローラからなる各種現像装置を、画像形成プロセスを経ることによる劣化から保護することができる。なお同様のクラッチ機構を感光体ドラムのカップリング軸上に設けても良いし、あるいは、プロセスカートリッジに設けても良い。

図６に、本実施例におけるクラッチ機構を示す。クラッチ機構は駆動入力ギア３１、バネ３２、入力側係合部材３３、出力軸３４、駆動出力側係合部材３５、平行ピン３６、係合制御部材３７、３８、軸受３９を有する。駆動入力ギア３１は駆動入力部材である。入力側係合部材３３は軸方向に移動可能である。バネ３２は入力側係合部材３３に付勢力を与える弾性部材としての圧縮バネである。入力側係合部材３３は前記駆動入力ギア３１の内部に設けられた溝に噛み合う突起部３３ａを有する。入力側係合部材３３は、前記突起部３３ａが駆動入力ギア３１の溝に噛み合うことで、駆動入力ギア３１と一体的に回転する。また入力側係合部材３３は、軸方向に移動可能な領域を有する。またバネ３２も駆動入力ギア３１と一体的に回転するため、バネ端部が回転摺動することは無い。出力軸３４は駆動出力部材であり、一方の端部にプロセスカートリッジ側の被駆動カップリング２１（図３参照）と係合する駆動カップリング２０を有する。出力軸３４には他方の端部に抜け止め部材としてのｅリング３４ａが取り付けられ、出力軸３４とｅリング３４ａとが軸方向で一体となっている。駆動出力側係合部材３５は出力軸３４と一体的に回転する。平行ピン３６は駆動出力側係合部材３５を出力軸３４に対して固定する。これにより出力軸３４と駆動出力側係合部材３５とが軸方向に一体で、出力軸３４の軸回りに一体に回転する構成となっている。軸受３９は軸受部材であり、係合制御部材３７を軸方向に移動可能且つ回転を規制して支持し、係合制御部材３８を回転可能に支持するとともに、画像形成装置本体のフレーム部材４０に対して出力軸３４を回転可能に且つ軸方向に移動可能に支持する。係合制御部材３７及び係合制御部材３８は、入力側係合部材３３を軸方向に移動させて、出力側係合部材３５と係合する係合状態又は係合を解除する係合解除状態を制御する（切り替える）係合解除部材であり、それぞれ円筒カム３７ａ及び円筒カム３８ａを有する。

ここで、前記係合制御部材３７，３８に入力側係合部材３３と出力側係合部材３５の係合状態と係合解除状態について説明する。

まず係合状態を図７を用いて説明する。図７は係合状態の断面図である。フレーム部材４０は本クラッチ機構を保持する部材である。係合させる際は、係合制御部材３８を不図示のレバー等で回転させ、円筒カム３７ａ，３８ａが作用しない位置にする。すると、バネ３２の弾性力で軸方向の一方側に向かって付勢された入力側係合部材３３が軸方向の一方側に移動されて、出力側係合部材３５に圧着して係合される。この時、駆動入力ギア３１はバネ３２の弾性力で軸方向の他方側に向かって付勢され、出力軸３４の当接面３４ｂに突き当たっている。この時、入力側係合部材３３は駆動出力側係合部材３５と係合可能な係合位置にあると言える。

この係合状態において、図７に示すように、前記係合制御部材３７が前記入力側係合部材３３に当接して、出力側係合部材３５と軸受３９の間に、出力軸３４の軸方向への移動を許容する空間Ａが設けられる。つまり、係合制御部材３７が入力側係合部材３３に当接することで、バネ３２の付勢力によって駆動入力ギア３１が当接面３４ｂを押圧して出力軸３４を矢印４３の方向に押圧する。そしてｅリング３４ａが軸方向で軸受３９に突き当たる。これにより出力側係合部材３５と軸受３９の間に、出力軸３４の軸方向への移動を許容する空間Ａが設けられた状態で出力軸３４の軸方向の位置が決まる。なお、必ずしも、バネ３２の付勢力によって出力軸３４を矢印４３の方向に押圧する構成でなくてもよい。即ち、入力側係合部材３３と駆動出力側係合部材３５の係合状態において、係合制御部材３７が入力側係合部材３３に当接せず、バネ３２とは別の付勢部材によって出力軸３４を矢印４３の方向に押圧している構成であってもよい。

空間Ａは駆動出力側係合部材３５が軸方向であって入力側係合部材３３から離れる方向へ移動することを許容であり、駆動出力側係合部材３５の軸方向の移動を許容することで結果的に出力軸３４の軸方向への移動を許容するものである。また入力側係合部材３３と駆動入力ギア３１の間に、出力軸３４の軸方向への移動を許容する前記空間Ａと異なる空間Ｂが設けられる。空間Ｂは駆動入力ギア３１が軸方向であって入力側係合部材３３に近づく方向へ移動することを許容であり、駆動入力ギア３１の軸方向の移動を許容することで結果的に出力軸３４の軸方向への移動を許容するものである。

前述の係合状態において、プロセスカートリッジを駆動軸と略直交する方向（図４の矢印２５の方向）に着脱動作を行った場合の動作を図８に示す。前述したように、プロセスカートリッジの着脱動作により、プロセスカートリッジ側のカップリングにより装置本体側のカップリング２０がフレーム部材４０側（矢印４１方向）に所定量押される。これにより、出力軸３４が前述の軸方向の一方側（矢印４１方向）へ押圧され、当接面３４ｂで押圧される駆動入力ギア３１と、平行ピン３６で出力軸３４に固定された出力側係合部材３５とが共に矢印４１方向へ移動する。駆動入力ギア３１はバネ３２の付勢力に抗して矢印４１方向へ移動する。一方で係合制御部材３７に当接している入力側係合部材３３は移動せず、駆動入力ギア３１と入力側係合部材３３の間に介在するバネ３２が圧縮される。ここで、図７に示すように、本構成においては出力側係合部材３５と軸受３９の間に出力軸３４の軸方向への移動を許容する空間Ａを有しているため、この空間Ａの範囲で出力軸３４の軸方向へ移動が可能となっている。

プロセスカートリッジ側のカップリングによる装置本体側のカップリング２０の矢印４１方向への押圧が解除されると、バネ３２の付勢力によって駆動入力ギア３１が当接面３４ｂを押圧して出力軸３４を矢印４３（図７）の方向に押圧する。そしてｅリング３４ａが軸方向で軸受３９に突き当たり、元の状態に戻る。

また、上記構成を採ることは、出力軸３４の移動に抗し、元の状態に戻すための付勢力として、入力側係合部材３３を付勢するバネ３２を利用することができ、新たに付勢部材を追加することがなく、上記の動作を実現することができる。なお、新たな付勢部材によって、出力軸３４を矢印４３（図７）の方向に押圧する構成であってもよい。このような構成であっても、元の状態に戻すための付勢力としてバネ３２の付勢力が利用できるので、バネ３２の付勢力を全く利用しない場合と比べ、新たな付勢部材の付勢力をその分小さくすることができる。さらにクラッチ機構に内蔵されるため、他の部材との回転摺動部が無い点も異音や摩耗の点で有利である。プロセスカートリッジの着脱動作を行った後は、バネ３２の付勢力により、図７に示す位置関係になるように出力軸３４は上記軸方向の一方側とは逆方向へ付勢されて移動する。

つぎに係合解除状態を図９を用いて説明する。図９は係合解除状態の断面図である。係合を解除させる際は、係合制御部材３８を不図示のレバー等で回転させ、係合制御部材３８の円筒カム３８ａにより、円筒カム３７ａに作用して係合制御部材３７を駆動入力ギア３１側へ移動させる。すると、係合制御部材３７は入力側係合部材３３を軸方向の他方側へ移動させ、その結果、入力側係合部材３３は出力側係合部材３５から離間して係合が解除される。この時、入力側係合部材３３は係合解除位置にあると言える。このときバネ３２は入力側係合部材３３が移動した分だけ入力側係合部材３３と駆動入力ギア３１の間で圧縮される。つまり、係合制御部材３７は、バネ３２の付勢力に抗して（バネ３２を圧縮して）入力側係合部材３３を係合位置から係合解除位置へと移動させたことになる。

この係合解除状態において、図９に示すように、前記係合制御部材３７が前記入力側係合部材３３に当接して、出力側係合部材３５と軸受３９の間に、出力軸３４の軸方向への移動を許容する空間Ａが設けられる。つまり、係合制御部材３７が入力側係合部材３３に当接することで、バネ３２の付勢力によって駆動入力ギア３１が当接面３４ｂを押圧して出力軸３４を矢印４４の方向に押圧する。そしてｅリング３４ａが軸方向で軸受３９に突き当たる。これにより出力側係合部材３５と軸受３９の間に、出力軸３４の軸方向への移動を許容する空間Ａが設けられた状態で出力軸３４の軸方向の位置が決まる。

さらに入力側係合部材３３と駆動入力ギア３１の間に、出力軸３４の軸方向への移動を許容する前記空間Ａと異なる空間Ｂが設けられる。空間Ｂは駆動入力ギア３１が軸方向であって入力側係合部材３３に近づく方向へ移動することを許容であり、駆動入力ギア３１の軸方向の移動を許容することで結果的に出力軸３４の軸方向への移動を許容するものである。

前述の係合解除状態において、プロセスカートリッジを駆動軸と略直交する方向（図４の矢印２５の方向）に着脱動作を行った場合の動作を図１０に示す。前述したように、プロセスカートリッジの着脱動作により、プロセスカートリッジ側のカップリングにより装置本体側のカップリング２０がフレーム部材４０側（矢印４２方向）に所定量押される。これにより、出力軸３４が前述の軸方向の一方側（矢印４２方向）へ押圧され、当接面３４ｂで押圧される駆動入力ギア３１と、平行ピン３６で出力軸３４に固定された出力側係合部材３５とが共に矢印４２方向へ移動する。駆動入力ギア３１はバネ３２の付勢力に抗して矢印４２方向へ移動する。一方で係合制御部材３７に当接している入力側係合部材３３は移動せず、駆動入力ギア３１と入力側係合部材３３の間に介在するバネ３２がさらに圧縮される。ここで、図９に示すように、本構成においては出力側係合部材３５と軸受３９の間、及び駆動入力ギア３１と入力側係合部材３３の間に、それぞれ出力軸３４の軸方向への移動を許容する空間Ａ，Ｂを設けている。そのため、この空間Ａ及び空間Ｂの範囲で出力軸３４の軸方向へ移動が可能となっている。

プロセスカートリッジ側のカップリングによる装置本体側のカップリング２０の矢印４２方向への押圧が解除されると、バネ３２の付勢力によって駆動入力ギア３１が当接面３４ｂを押圧して出力軸３４を矢印４４（図９）の方向に押圧する。そしてｅリング３４ａが軸方向で軸受３９に突き当たり、元の状態に戻る。

また、上記構成を採ることは、出力軸３４の移動に抗し、元の状態に戻すための付勢力として、入力側係合部材３３を付勢するバネ３２を利用することができ、新たに付勢部材を追加することがなく、上記の動作を実現することができる。なお、新たな付勢部材によって、出力軸３４を矢印４４（図９）の方向に押圧する構成であってもよい。このような構成であっても、元の状態に戻すための付勢力としてバネ３２の付勢力が利用できるので、バネ３２の付勢力を全く利用しない場合と比べ、新たな付勢部材の付勢力をその分小さくすることができる。さらにクラッチ機構に内蔵されるため、他の部材との回転摺動部が無い点も異音や摩耗の点で有利である。プロセスカートリッジの着脱動作を行った後は、バネ３２の付勢力により、図９に示す位置関係になるように出力軸３４は上記軸方向の一方側とは逆方向へ付勢されて移動する。

プロセスカートリッジの交換は、画像形成動作を行っていないタイミングで行うものである。本例においては、画像形成動作の終了のタイミングで上記クラッチ（係合部材３３，３５）の係合を解除して現像部への駆動を解除する制御を行っている。したがって通常は上記クラッチ（係合部材３３，３５）の係合が解除された状態において、プロセスカートリッジの交換を行う。

しかしながら、電源が遮断される等の何らかの理由により、上記クラッチ（係合部材３３，３５）が係合している状態で画像形成装置が停止し、プロセスカートリッジを着脱する可能性が考えられる。本例では上記構成により、上記クラッチ（係合部材３３，３５）が係合している状態でも、出力軸３４の軸方向への移動を許容できるため、プロセスカートリッジを着脱可能である。

上述したように、本実施例によれば、駆動力を解除した状態又は駆動力を伝達する状態のいずれにおいても、出力軸３４の軸方向への移動が許容されるので、プロセスカートリッジの着脱動作でカップリングを軸方向に移動させることができる。

〔実施例２〕
図１１は、本発明の実施例２に係るクラッチ機構を有する駆動伝達装置及びこれを備える画像形成装置の構成例を示す断面図である。駆動伝達装置におけるクラッチ機構については実施例１で説明したものと同一である。実施例１と同一の構成及び効果については、同一の符号を用いて適宜省略する。

本実施例に係る画像形成装置５０は、電子写真画像形成プロセスを利用したインラインカラー画像形成装置である。図１１に示すように、画像形成装置５０の内部には、画像形成を行うプロセスカートリッジが４個設けられる。それぞれのプロセスカートリッジは、『像担持体』である感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ、不図示の現像ローラ、不図示の帯電ローラ、不図示のクリーニング装置等を含む。各プロセスカートリッジは、画像形成装置５０の装置本体に対してユーザーが交換可能（着脱可能）な構成となっている。これら４個のプロセスカートリッジ５１ａ、５１ｂ、５１ｃ、５１ｄは同一構造であるが、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）のトナーを用いて異なる色の画像を形成する点で相違している。

画像書き込み用のレーザースキャナ５２は、４本のレーザー光Ｌを発して、不図示の帯電ローラにより帯電された感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの表面に静電潜像を描く。この静電潜像にトナーが供給されて、感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋのトナー像が形成される。感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面に形成されたトナー像は、順次、中間転写ベルト５３表面へ一次転写される。中間転写ユニット５６は、主に、中間転写体である中間転写ベルト５３、駆動ローラ５７、従動ローラ５８、一次転写手段である４本の一次転写ローラ５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄ、クリーニング手段６０、図１３に示す一次転写離間手段から構成されている。中間転写ベルト５３は、駆動ローラ５７、従動ローラ５８に張架されている。従動ローラ５８は不図示の付勢手段により付勢されており、中間転写ベルト５３に所定の張力を付与している。各一次転写ローラ５９ａ、５９ｂ、５９ｃ、５９ｄは、各感光体ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに対向して、中間転写ベルト５３の内側に配設されており、不図示の付勢部材によって各感光体ドラム側へ付勢されている。

シートＳへのトナー像の転写は、給送ローラ７によってシートが搬送されて二次転写部５４で行われる。中間転写ユニット５６に含まれる中間転写ベルト５３は、一次転写プロセスにより形成されたトナー像を担持して二次転写部５４まで搬送する。二次転写部５４では、二次転写手段５５にバイアスが印加され、中間転写ベルト５３上のトナー像が搬送されてきたシートＳ上に転写される。定着装置１０は、二次転写部５４の下流側に位置し、シートに転写されたトナー像をシートＳ上に定着する。画像が定着されたシートは、排出ローラ対１１、排出トレイ１２の順に搬送される。

本実施例では、中間転写ユニット５６が、画像形成装置５０の装置本体に対して着脱可能なユニットである。図１２に示すように、装置本体の開閉部材６１を開き、中間転写ユニット５６は、装置本体に対して矢印に示す方向へ着脱可能に構成されている。中間転写ユニット５６の引き出し方向及び装着方向は、感光体ドラム２の軸方向や中間転写ユニット５６に駆動を入力する駆動入力軸と略直交する方向である。

中間転写ユニット５６は、カラー画像形成時に中間転写ベルト５３を介して各感光体ドラムに当接しているＹ、Ｍ、Ｃに対応する一次転写ローラの離間手段を有する。モノクロ画像形成時に使用しない感光体ドラムとの摺擦を抑止し、感光体ドラムの延命を図るためである。

図１３は、本実施例における一次転写離間手段の一例を示すもので、感光体ドラムの軸方向の断面を示した図である。一次転写離間手段は、主にカム６３、スライド部材６２から構成されており、転写ローラの軸方向の両端側に一組備えている。カム６３が回転してスライド部材６２が左右（矢印方向）に移動することで、一次転写ローラ５９ａ、５９ｂ、５９ｃの各感光体ドラムに対する当接・離間位置を制御することが可能である。カム６３の駆動力は、画像形成装置の装置本体から伝えられる。前述したように中間転写ユニット５６は着脱可能となっているため、駆動連結部には図３に示すカップリングを用いている。装置本体側に駆動カップリング２０を、中間転写ユニット５６側に被駆動カップリング２１を備える。またカム６３を回転・停止させる制御を行うため、カム６３の駆動軸上の装置本体内には図６、図７、図８、図９、図１０で示すクラッチ機構を有する。中間転写ユニットを着脱する際のカップリング及びクラッチ機構の動作は、実施例１にて説明した動作と同一である。上記カップリング及びクラッチ機構の構成についても実施例１にて説明した構成と同一である。そのため、ここでは詳しい説明は省略する。

上述したように、本実施例においても、駆動力を解除した状態又は駆動力を伝達する状態のいずれにおいても、出力軸の軸方向への移動が許容されるので、中間転写ユニットの着脱動作でカップリングを軸方向に移動させることができる。これにより、クラッチ機構の係合・係合解除状態に関わらず、中間転写ユニットを装置本体から着脱可能である。

〔他の実施例〕
前述した実施例では、画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットとして、プロセスカートリッジや中間転写ユニットを例示したが、これに限定されるものではない。装置本体に対して着脱可能なユニットであり、装置本体側からの駆動力の伝達を受けて動作するユニットであればよく、このユニットが着脱可能な画像形成装置に本発明を適用することで同様の効果が期待できる。また着脱ユニットであるプロセスカートリッジとして、感光体ドラムと、該感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段，現像手段，クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示したが、これに限定されるものではない。感光体ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。

また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であってもよい。ユニットが着脱可能なこれらの画像形成装置において、前記ユニットに駆動力を伝達する駆動伝達装置に本発明を適用することで同様の効果が得られる。また前述した実施例では、シートに転写する画像を担持するベルト（中間転写体）を有するユニットが着脱可能な画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。シートを担持して搬送する搬送ベルトを有するユニットが着脱可能な画像形成装置であってもよい。この画像形成装置において、前記ユニットに駆動力を伝達する駆動伝達装置に本発明を適用することで同様の効果が得られる。

１，５０ …画像形成装置
２ …感光体ドラム
４ …プロセスカートリッジ
１９ …現像ローラ
２０，２１ …被駆動カップリング
２２，２３，２８ …テーパ面
３１ …駆動入力ギア
３２ …バネ
３３ …入力側係合部材
３３ａ …突起部
３４ …出力軸
３５ …駆動出力側係合部材
３６ …平行ピン
３７ …係合制御部材
３７ａ，３８ａ …円筒カム
３８ …係合制御部材
３９ …軸受
４０ …フレーム部材
５０ …画像形成装置

Claims

画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに係合して前記ユニットに対して駆動力を伝達又は切断する駆動伝達装置であって、
前記ユニットと係合可能なカップリングを備え、前記ユニットと係合して駆動力を伝達する駆動出力部材と、
駆動入力部材と、
前記駆動出力部材に対して前記駆動出力部材の軸方向に移動可能に設けられ、前記駆動入力部材と一体に回転する入力側係合部材と、
前記入力側係合部材と係合可能であり、前記駆動出力部材と一体に回転し、一体に前記軸方向へ移動する出力側係合部材と、
前記駆動入力部材と前記入力側係合部材の間に設けられ、前記入力側係合部材を前記出力側係合部材に向けて付勢する弾性部材と、
前記出力側係合部材と係合可能な係合位置にある前記入力側係合部材を、前記弾性部材の付勢力に抗して前記軸方向に移動させることで、前記入力側係合部材を前記出力側係合部材との係合が解除された係合解除位置へと移動させ、前記ユニットへの駆動力の伝達を切断する係合解除部材と、
を有し、
前記入力側係合部材が前記係合位置にある状態及び前記係合解除位置にある状態のそれぞれにおいて、前記駆動出力部材が前記軸方向へ押圧された際に前記出力側係合部材が前記軸方向への移動することを許容する空間が形成されていることを特徴とする駆動伝達装置。
前記入力側係合部材が前記係合位置にある状態及び前記係合解除位置にある状態のそれぞれにおいて、前記駆動出力部材が前記軸方向へ押圧された際に前記駆動入力部材が前記軸方向への移動することを許容する空間が形成されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
前記入力側係合部材が前記係合位置にある状態及び前記係合解除位置にある状態のそれぞれにおいて、前記駆動出力部材が前記軸方向へ押圧された際、前記駆動入力部材が前記駆動出力部材に押圧され、前記弾性部材の付勢力に抗して前記軸方向に移動することを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動伝達装置。
前記入力側係合部材が前記係合位置にある状態及び前記係合解除位置にある状態のそれぞれにおいて、前記駆動出力部材が前記軸方向へ押圧されると、前記出力側係合部材は、前記軸方向であって前記入力側係合部材から離れる方向へ移動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
画像形成装置本体のフレーム部材に対して前記駆動出力部材を回転可能に且つ軸方向に移動可能に支持する軸受部材を有し、前記出力側係合部材と前記軸受部材の間に、前記空間を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
前記弾性部材は、前記駆動入力部材と一体に回転することを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
前記弾性部材は、圧縮バネであることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
前記駆動出力部材が有するカップリングは、前記ユニットと係合する先端部に傾斜面または曲面を有することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれか１項に記載の駆動伝達装置。
前記駆動出力部材が有するカップリングは、前記ユニットと係合する先端部に凸形状を有することを特徴とする請求項８に記載の駆動伝達装置。
前記駆動出力部材が有するカップリングは、前記ユニットと係合する先端部に凹形状を有することを特徴とする請求項８に記載の駆動伝達装置。
画像形成装置本体に対して着脱可能なユニットに係合して前記ユニットに対して駆動力を伝達又は切断する駆動伝達装置を有し、シートに画像を形成する画像形成装置において、
前記駆動伝達装置として、請求項１乃至請求項１０のいずれか１項に記載の駆動伝達装置を有することを特徴とする画像形成装置。
前記ユニットは、像担持体とこれに作用するプロセス手段とを有するプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
前記ユニットは、シート又はシートに転写する画像を担持するベルトを有するユニットであることを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。