JP6860852B2 - 速度切替装置、駆動装置、シート搬送装置および画像形成装置 - Google Patents

速度切替装置、駆動装置、シート搬送装置および画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、速度切替装置、駆動装置、シート搬送装置および画像形成装置に関するものである。
減速比が互いに異なり、駆動源の駆動力を出力対象回転体側に伝達する二系統の駆動伝達経路のうち、減速比の小さい第一駆動伝達経路に、制御手段により駆動源の駆動力を伝達する状態と遮断する状態とを選択的に切り替え制御される駆動伝達切替手段たる電磁クラッチを設け、減速比が大きい第二駆動伝達経路にワンウェイクラッチを設けた速度切替装置が知られている。
特許文献1には、上記速度切替装置として、第一駆動伝達経路における最後に駆動力が伝達される第一最終駆動伝達部材に駆動力を伝達する第一駆動伝達部材と、第二駆動伝達経路における最後に駆動力が伝達され、第一最終駆動伝達部材と同軸上に配置された第二最終駆動伝達部材に駆動力を伝達する第二駆動伝達部材とを互いに異なる軸設けたものが記載されている。
しかしながら、上記特許文献1においては、速度切替装置が大型化するおそれがあった。
上記課題を解決するために、本発明は、減速比が互いに異なり、駆動源の駆動力を出力対象回転体に伝達する二系統の駆動伝達経路のうち、減速比の小さい第一駆動伝達経路に、制御手段により前記駆動力を伝達する状態と遮断する状態とを選択的に切り替え制御される駆動伝達切替手段を設け、減速比が大きい第二駆動伝達経路にワンウェイクラッチを設けた速度切替装置において、前記第一駆動伝達経路における最後に前記駆動力が伝達される第一最終駆動伝達部材に前記駆動力を伝達する第一駆動伝達部材と、前記第二駆動伝達経路における最後に前記駆動力が伝達され、前記第一最終駆動伝達部材と同軸上に配置された第二最終駆動伝達部材に前記駆動力を伝達する第二駆動伝達部材とを、同軸上に設け、軸方向一方側から見た時、前記駆動伝達切替手段が、各駆動伝達経路を構成する複数の駆動伝達部材のいずれとも重ならないように配置したたことを特徴とするものである。
本発明によれば、装置の小型化を図ることができる。
本発明の実施形態に係る画像形成装置の一構成例を示す概略構成図。 実施例1に係る駆動装置の概略断面図。 第一電磁クラッチの概略構成図。 駆動装置の制御の一例を示す制御フロー図。 実施例2に係る駆動装置の概略断面図。 実施例3に係る駆動装置の概略断面図。 実施例4に係る駆動装置の概略構成図。 各軸受をブラケットから取り外した実施例4の駆動装置の概略構成図。 実施例5に係る駆動装置の概略構成図。 各軸受をブラケットから取り外した実施例5の駆動装置の概略構成図。 実施例6に係る駆動装置の概略構成図。 各軸受をブラケットから取り外した実施例6の駆動装置の概略構成図。 実施例7に係る駆動装置の概略断面図。
以下、図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の一構成例を示す概略構成図である。画像形成装置100は、電子写真方式の画像形成装置であり、プリント部である装置本体200と、画像読取装置300とを備えている。なお、本実施形態では、電子写真方式の画像形成装置100について説明するが、画像形成装置100における画像形成方式はインクジェット方式などの他の方式であってもよい。
装置本体200は、画像読取装置300で読み取られた画像の画像データや外部装置から送られてきた画像データに基づいて、シート供給部としての給紙装置210から供給された記録媒体としてのシートである用紙(記録シート)400にトナー画像を形成する。
画像読取装置300は、シート搬送装置としての原稿自動送り装置(ADF:Auto Document Feeder)310と、スキャナ部320とを備える。原稿自動送り装置310は、利用者がセットした画像読取対象としてのシートである原稿410を送り出し、スキャナ部320は、原稿自動送り装置310から送り出された原稿410の画像を読み取る。
搬送対象の用紙400や原稿410などのシートの厚さは、例えば50μm〜500μmである。一般に上質紙と呼ばれる厚さが100μm程度(例えば100μm±10μm)の用紙400や原稿410などのシートも搬送対象とされる。
装置本体(プリント部)200は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒(以下、Y、M、C、Kと記す)のトナー像を作像するための4つの作像ユニット46Y、M、C、Kを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のY、M、C、Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。作像ユニット46Y、M、C、Kはそれぞれ、潜像担持体としてのドラム状の感光体、感光体クリーニング手段としてのドラムクリーニング装置、除電装置、帯電装置、現像装置等を備えている。これらの作像ユニットは、装置本体200に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
図1において作像ユニット46Y、M、C、Kの図中下方には光書込ユニット47が配設されている。潜像形成手段としての光書込ユニット47は、画像情報に基づいて発したレーザー光Lを、作像ユニット46Y、M、C、Kにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。この露光により、各感光体上にY、M、C、K用の静電潜像が形成される。なお光書込ユニット47は、光源から発したレーザー光を、モーターによって回転駆動しているポリゴンミラーで主走査方向(感光体軸線方向)に偏向させながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
光書込ユニット47の下方には、シート収容カセット26や、これに組み込まれた分離手段27などを有する給紙装置210が配設されている。シート収容カセット26は、用紙400を複数枚重ねたシート束の状態で収納している。また、分離手段27は、回転駆動可能なフィードローラ27aと、これに当接する分離パッド27bとによって分離ニップを形成している。
シート収容カセット26内のシート束における一番上の用紙400には、分離手段27のフィードローラ27aが接触している。フィードローラ27aは、自らの回転駆動により、用紙400を分離ニップ内に送り込む。分離ニップ内に対して複数枚の用紙400が重なった状態で送り込まれると、それらの用紙のうち、最上位の用紙400だけにフィードローラ27aが接触する。最上位の用紙400は、フィードローラ27aの表面移動に追従して分離ニップ内を給送方向に移動する。これに対し、最上位の用紙400を除く下位側の用紙には、表面移動しない分離パッド27bによる負荷抵抗が付与される。これにより、下位側の用紙400は、最上位の用紙400に追従して給送方向に移動することができず、分離ニップ内に留まる。このようにして、分離手段27は、シート収容カセット26内から送り出された複数枚の用紙400のうち、最上位の用紙400だけを1枚に分離して分離ニップから第一のシート搬送経路(給紙路)250に向けて送り出す。
給紙路の長さ方向における中間点付近には、搬送手段としての搬送ローラ対28が配設されている。この搬送ローラ対28は、搬送部材としての第一搬送ローラ28aと、搬送部材としての第二搬送ローラ28bとを当接させて搬送ニップを形成している。2つの搬送ローラのうち、少なくとも第一搬送ローラ28aは、駆動手段によって回転駆動されるようになっている。
また、給紙路の長さ方向における末端付近には、突き当て搬送手段としてのレジストローラ対29が配設されている。このレジストローラ対29は、突き当て搬送部材としての第一レジストローラ29aと、これに当接して突き当て搬送ニップとしてのレジストニップを形成する第二レジストローラ29bをと具備している。2つのレジストローラ対29のうち、少なくとも第一レジストローラ29aは、後述する駆動手段たる駆動装置によって回転駆動されるようになっている。
搬送ローラ対28の第一搬送ローラ28aは、分離手段27のフィードローラ27aの回転駆動が開始されるのとほぼ同時、あるいは、僅かなタイムラグをおいて、回転駆動が開始される。分離手段27の分離ニップから給紙路に送り出された用紙400の先端部は、やがて搬送ローラ対28の搬送ニップに挟み込まれる。第一搬送ローラ28aは、フィードローラ27aよりも速い回転速度で回転駆動されるので、このとき、用紙400は分離ニップと搬送ニップとの間において強いテンションで張られる。そして、フィードローラ27aに対して強いトルクがかかることで、トルクリミッターが作動してフィードローラ27aが用紙400に連れ回るようになる。このとき、トルクリミッターが不規則に作動することで、用紙400に対してバックテンションが不規則にかかる。そして、用紙400が第一搬送ローラ28a上でスリップを起こすことで、第一搬送ローラ28aの摩耗を助長する。
その後、用紙400は、第一搬送ローラ28aの回転駆動によって搬送ニップ内からレジストローラ対29に向けて送り出された後、先端をレジストローラ対29のレジストニップに突き当てる。このとき、レジストローラ対29の回転駆動は停止されているため、用紙400はレジストニップ内に進入することができず、徐々に撓んでいく。この撓みにより、用紙400のスキューが補正される。
搬送ローラ対28の搬送ニップから用紙400が送り出され始めた後、所定のタイミングが到来した時点で、分離手段27のフィードローラ27aの回転駆動、及び搬送ローラ対28の回転駆動が停止される。これにより、用紙400は、先端部を撓ませた状態で搬送が一時停止される。
作像ユニット46Y、M、C、Kの図中上方には、中間転写体としての中間転写ベルト48を張架しながら無端移動させる中間転写ユニット55が配設されている。この中間転写ユニット55は、中間転写ベルト48の他、4つの一次転写バイアスローラ49Y、M、C、K、ベルトクリーニング装置50などを備えている。また二次転写バックアップローラ52、クリーニングバックアップローラ53、テンションローラ54なども備えている。
中間転写ベルト48は、ループ内側の3つのローラに張架されながら、少なくとも何れか1つのローラの回転駆動によって図中反時計回りに無端移動させられる。一次転写バイアスローラ49Y、M、C、Kは、このように無端移動させた中間転写ベルト48を感光体41Y、M、C、Kとの間に挟み込んでそれぞれ一次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト48の裏面(ループ内周面)にトナーとは逆極性(例えばプラス)の転写バイアスを印加する方式のものである。一次転写バイアスローラ49Y、M、C、Kを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト48は、その無端移動に伴ってY、M、C、K用の一次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体41Y、M、C、K上のY、M、C、Kトナー像が重ね合わせて一次転写される。これにより、中間転写ベルト48上に4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
ベルトループ内側に配設された二次転写バックアップローラ52は、ベルトループ外側に配設された二次転写ローラ59との間に中間転写ベルト48を挟み込んで二次転写ニップを形成している。中間転写ベルト48上に形成された4色トナー像は、この二次転写ニップで用紙400に転写される。二次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト48には、用紙400に転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニング装置50によってクリーニングされる。
フィードローラ27aや搬送ローラ対28の回転駆動を一時停止された後、用紙400を二次転写ニップ内で中間転写ベルト48上の4色トナー像と同期させ得るタイミングが到来すると、フィードローラ27aや搬送ローラ対28の回転駆動が再開される。また、レジストローラ対29の回転駆動が開始する。これにより、用紙400がレジストローラ対29のレジストニップに挟み込まれた後、レジストニップから二次転写ニップに向けて送り出される。そして、二次転写ニップにおいて、中間転写ベルト48上の4色トナー像に重ね合わされる。
二次転写ニップから送り出された用紙400は、定着装置20の定着ローラ230aと加圧ローラ230bとで構成された定着ローラ対230の間を通過する際に熱と圧力とにより、表面に転写された4色トナー像が定着される。その後、用紙400は、排紙ローラ対30のローラ間を経て機外へと排出される。装置本体200の上面には、スタック部31が形成されており、上記排紙ローラ対30によって機外に排出された用紙400は、このスタック部31上に順次スタックされる。
中間転写ユニット55と、これよりも上方にあるスタック部31との間には、ボトル収容器33が配設されている。このボトル収容器33は、Y、M、C、Kトナーを収容する補給用トナー収容部としてのトナーボトル32Y、M、C、Kを収容している。トナーボトル32Y、M、C、Kは、ボトル収容器33上にトナー各色毎に上から置くようにして設置する。トナーボトル32Y、M、C、K内のY、M、C、Kトナーは、それぞれ後述するトナー搬送手段としてのトナー補給装置により、作像ユニット46Y、M、C、Kの現像装置に適宜補給される。これらのトナーボトル32Y、M、C、Kは、作像ユニット46Y、M、C、Kとは独立して装置本体200に脱着可能である。
定着装置20の近傍には、スイッチバック装置が配設されている。用紙400の両面に画像を形成する両面プリントモードにおいて、片面だけにトナー像が形成された後に定着装置20を通過した用紙400は、このスイッチバック装置により、上下反転される。上下反転された用紙400は反転路254を経由してレジストローラ対29のレジストニップに向けて再送される。そして、レジストニップから二次転写ニップに送られてもう片方の面にもトナー像が形成された後、定着装置20でもう片方の面のトナー像の定着処理が施された後、排紙ローラ対30を経由してスタック部31上にスタックされる。
装置本体(プリント部)200の上には、前述のように原稿自動送り装置(ADF)310とスキャナ部320とを具備する画像読取装置300が配設されている。この画像読取装置300は、装置本体200の背面に固定された2本の脚部で支えられる架台199の上に固定されており、装置本体200のスタック部31と、架台199との間には大きな空間が介在している。スタック部31の上にスタックされる用紙400はその空間に位置することになる。
画像読取装置300のスキャナ部320は、固定読取部321や移動読取部322を有している。移動読取部322は、原稿410に接触するようにスキャナ部320のケーシング上壁に固定された第二コンタクトガラスの直下に配設されており、光源や、反射ミラーなどからなる光学系を図中左右方向に移動させることができる。そして、光学系を図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第二コンタクトガラス上に載置された原稿410の表面で反射させた後、複数の反射ミラーを経由させて、スキャナ本体に固定された画像読取センサー323で受光する。
一方、固定読取部321は、光源、反射ミラー、CCD等の画像読取センサー323などを有しており、原稿410に接触するようにスキャナ部320のケーシング上壁に固定された第一コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、原稿自動送り装置310によって搬送される原稿410が第一コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサーで受光する。これにより、光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿410の第一面を光走査する。なお、原稿自動送り装置310は、原稿410の第二面を光走査する第二面読取センサーを具備している。
原稿自動送り装置310に複数の原稿410を積み重ねた原稿束がセットされている場合、その原稿410を1枚ずつ自動搬送することができる。そして、1枚ずつ自動搬送された原稿410の画像を、スキャナ部320内の固定読取部321や、原稿自動送り装置310内の第二面固定読取部に順次読み取らせていくことができる。この場合、原稿束を原稿載置台311上にセットした後、コピースタートボタンを押す。すると、原稿自動送り装置310が、原稿載置台311上に載置された原稿束の原稿410を上から順に搬送する。この搬送の過程で、原稿410を反転させた直後にスキャナ部320の固定読取部321の真上に通す。このとき、原稿410の第一面の画像がスキャナ部320の固定読取部321によって読み取られる。
上記構成の画像形成装置100において、装置本体200は、用紙400を搬送するためのシート搬送経路としての第一〜第三の用紙搬送経路250、252、253を有する。第一の用紙搬送経路250では、フィードローラ27aにより給紙装置210から送出された用紙400が、搬送ローラ対28及びレジストローラ対29を介して、二次転写バックアップローラ52と二次転写ローラ59とが対向している二次転写位置に搬送される。二次転写位置では、中間転写ベルト48上に形成されたトナー画像が、用紙400に転写される。第二の用紙搬送経路252では、画像形成位置でトナー画像が形成された用紙400が、そのトナー画像を定着する定着部の定着ローラ対230のニップ部を通過し、排紙ローラ対30を介してスタック部31上に排紙するように搬送される。第三の用紙搬送経路253では、用紙400の両面に画像を形成するために、定着ローラ対230のニップ部を通過した用紙400が、反転路254に搬送される。
画像読取装置300は、原稿410を搬送するためのシート搬送経路としての原稿搬送経路330を有する。原稿搬送経路330では、原稿自動送り装置310から送り出された原稿410が、スキャナ部320の画像読取位置に搬送される。
次に、本プリンタが備える駆動装置の一例について説明する。
[実施例1]
図2は、実施例1に係る駆動装置60の概略断面図である。
この実施例1に係る駆動装置60は、定着ローラ230aと第一レジストローラ29aとフィードローラ27aを駆動するものである。
定着ローラ230aと第一レジストローラ29aとフィードローラ27aを駆動する駆動源たるモータ1は、ブラケット8のローラ側の面とは反対側の面に固定されている。モータ1のモータ軸は、ブラケット8を貫通しており、モータ軸の外周には歯が形成されておりモータギヤ1aとなっている。
ブラケット8と、ブラケット8のローラ側の面に対向する側板9との間には、定着ローラ230aに駆動伝達を行う第一駆動伝達機構61と、第一レジストローラ29aとフィードローラ27aに駆動伝達を行う第二駆動伝達機構62とが配設されている。
第一駆動伝達機構61は、定着アイドラギヤ2と、定着ギヤ10とを備えている。定着アイドラギヤ2は、ブラケット8と側板9とに固定された第一固定軸S1に回転自在に支持されており、モータギヤ1aと噛み合う第一外歯ギヤ2aと、定着ギヤ10と噛み合う第二外歯ギヤ2bとを有している。定着ギヤ10は、軸受9aを介して側板9に回転自在に支持された定着ローラ230aの定着軸Tに一体的に回転するように取り付けられている。
第二駆動伝達機構62は、レジスト給紙入力ギヤ11、速度切替装置としての速度切替機構D、レジストギヤ13、レジスト電磁クラッチ12、給紙アイドラギヤ14、給紙ギヤ16、給紙電磁クラッチ15を有している。レジスト給紙入力ギヤ11は、ブラケット8と側板9とに軸受8b,9bを介して回転自在に支持された回転軸Xと一体的に回転するように回転軸Xに取り付けられている。
速度切替機構Dは、減速比が互いに異なる二系統の駆動伝達経路を有している。第一駆動伝達経路D1は、入力駆動伝達部材であり第一駆動伝達部材である第一入力ギヤ7と、第一最終駆動伝達部材たる第一出力ギヤ6aと、駆動伝達切替手段たる第一電磁クラッチ5とを有している。第二駆動伝達経路D2は、入力駆動伝達部材であり第二駆動伝達部材である第二入力ギヤ3と、第二最終駆動伝達部材たる第二出力ギヤ6bと、ワンウェイクラッチ4とを有している。
第一入力ギヤ7と、第一電磁クラッチ5と、ワンウェイクラッチ4は、回転軸Xに設けられており、第二入力ギヤ3は、ワンウェイクラッチ4の外周面に固定されている。第一電磁クラッチ5は、軸方向から第一入力ギヤ7と係合している。
ワンウェイクラッチ4は、回転軸Xがワンウェイクラッチ4に対して相対的に正回転しているときは、回転軸Xと第二入力ギヤ3との間で駆動力が伝達可能であり、回転軸Xがワンウェイクラッチ4に対して相対的に逆回転しているときは、回転軸Xに対して空回りする構成である。
第一出力ギヤ6aと第二出力ギヤ6bは一体で構成されており、その一体物である駆動出力部材6が、ブラケット8と側板9とに固定された出力固定軸Uに回転自在に支持されている。
レジストギヤ13とレジスト電磁クラッチ12は、軸受9c,8cを介して側板9とブラケット8とに回転自在に支持された第一レジストローラ29aのレジスト軸Yに設けられている。レジストギヤ13は、レジスト軸Yに回転自在に支持されており、第二出力ギヤ6bと噛み合っている。レジスト電磁クラッチ12は、レジスト軸Yと一体的に回転するように、レジスト軸Yに固定されており、軸方向からレジストギヤ13と係合している。
レジストギヤ13には、給紙アイドラギヤ14が噛み合っている。給紙アイドラギヤ14は、ブラケット8と側板9とに固定された第二固定軸S2に回転自在に支持されている。給紙アイドラギヤ14には、給紙ギヤ16が噛み合っている。この給紙ギヤ16と給紙電磁クラッチ15は、軸受9d,8dを介して側板9とブラケット8に回転自在に支持されたフィードローラ27aの軸Zに設けられている。給紙ギヤ16は、フィードローラ27aの軸Zに回転自在に支持されており、給紙電磁クラッチ15は、軸Zと一体的に回転するように、軸Zに固定されており、軸方向から給紙ギヤ16と係合している。
図3は、第一電磁クラッチ5の概略構成図である。
第一電磁クラッチ5は、軸固定部5e、電磁コイル部5d、ロータ部5c、アーマチュア5b、駆動連結部材5fなどを備えている。軸固定部5eには、回転軸Xが挿入される挿入穴を有しており、その挿入穴の断面は、円形形状の一部が切り欠かれた略角丸四角形状となっている。回転軸Xには、この挿入穴に嵌合するように、挿入穴と相似形状の断面略角丸四角形状を有している。回転軸Xの断面略角丸四角形状は、第一電磁クラッチ5が取り付けられた箇所まで延びている。軸固定部5eの断面略角丸四角形状部分を、回転軸Xの断面略角丸四角形状と嵌合させることにより、軸固定部5eを、回転軸Xと連れ回りするように固定している。
軸固定部5eには、電磁コイル部5dが、軸固定部5eに対して回転自在に取り付けられている。一方、ロータ部5cは、軸固定部5eと一体で回転するよう軸固定部5eに固定されている。アーマチュア5bは、第二レジスト出力ギヤ側に延びる一対の駆動爪5aを備えた駆動連結部材5fに取り付けられている。第一入力ギヤ7の第一電磁クラッチ5との対向面には、一対の駆動連結穴7aが形成されており、これら駆動連結穴7aに駆動連結部材5fの駆動爪5aが嵌合している。これにより、第一電磁クラッチ5と第一入力ギヤ7とが、一体で回転可能となっている。
第一電磁クラッチ5のOFF時は、駆動連結部材5fはフリーな状態となっており、軸固定部5eに対して空回り可能な状態となっている。これにより、回転軸Xから第一入力ギヤ7への駆動伝達が遮断され、駆動連結部材5fと第一入力ギヤ7とが回転軸Xに対して空回りする。
クラッチON時は、電磁コイル部5dに電流が流れ、電磁力が発生する。電磁力が発生すると、金属円盤のアーマチュア5bが、電磁力により電磁コイル部5dへ引き寄せられ、アーマチュア5bと一体の駆動連結部材5fが、ロータ部5c側へスライド移動する。そして、アーマチュア5bがロータ部5cに吸着し、第一電磁クラッチ5を介して回転軸Xから第一入力ギヤ7区動力に伝達される。
第一電磁クラッチ5は、駆動連結部材5fを軸方向にスライド移動可能に設ければよく、第一入力ギヤ7は、回転軸Xに対して回転可能にすればよい。これにより、第一入力ギヤ7を軸方向にスライド移動可能に構成する場合に比べて回転軸Xとの隙間を小さくできる。これにより、第一入力ギヤ7が回転軸Xに対して傾くのを抑制することができる。
レジスト電磁クラッチ12や、給紙電磁クラッチ15は、第一電磁クラッチ5と同一の構成である。
本実施形態においては、ワンウェイクラッチ4を有する第二駆動伝達経路D2の減速比を、第一駆動伝達経路D1の減速比よりも大きくしている。かかる構成とすることにより、第一電磁クラッチ5ON時に、第二入力ギヤ3およびワンウェイクラッチ4が、回転軸Xよりも速く回転し、回転軸Xがワンウェイクラッチ4に対して相対的に逆回転する。よって、第二入力ギヤ3およびワンウェイクラッチ4が、回転軸Xに対して空回りする。これにより、第一駆動伝達経路D1を経由して、駆動力がレジストギヤ13に入力される。
一方、第二電磁クラッチ5OFF時は、第一入力ギヤ7から第一出力ギヤ6aへの駆動伝達が遮断される。そのため、第二出力ギヤ6bから第二入力ギヤ3に駆動力が伝達されることがない。よって、この場合は、回転軸Xがワンウェイクラッチ4に対して相対的に正回転する。これにより、回転軸Xから第二入力ギヤ3に駆動力が伝達され、第二駆動伝達経路D2を経由して、駆動力がレジストギヤ13に入力される。
このように、ワンウェイクラッチ4を有する第二駆動伝達経路D2の減速比を、第一駆動伝達経路D1の減速比よりも大きくすることで、第一電磁クラッチ5のON/OFFで、回転軸Xのワンウェイクラッチ4に対する相対的移動方向を切り替えることができる。これにより、第一電磁クラッチ5のON/OFFで、ワンウェイクラッチ4の駆動伝達状態を切り替えることができる。
下記表1は、本実施例1の速度切替機構Dの各ギヤの諸元の一例について示す図である。
Figure 0006860852
上記表1に示すように、第一駆動伝達経路D1の減速比は、(81/82)=0.987であり、第二駆動伝達経路D2の減速比は、(97/98)=0.989であり、第二駆動伝達経路D2の減速比が、第一駆動伝達経路D1の減速比よりも大きくなっている。
例えば、回転軸Xが500[rpm]で回転しているとき、第一電磁クラッチ5がONのときは、回転軸Xの駆動力が、第一電磁クラッチ5を介して第一入力ギヤ7、第一入力ギヤ7から第一出力ギヤ6aに伝達される。その結果、第一出力ギヤ6aと第二出力ギヤ6bとが形成された駆動出力部材6は、506.2[rpm](=500[rpm]×(82/81))で回転する。
また、第二出力ギヤ6bから第二入力ギヤ3に駆動力が伝達され、第二入力ギヤ3が回転駆動する。このときの第二入力ギヤ3の回転数は、501[rpm](=506.2[rpm]×(97/98))であり、回転軸X(500[rpm])よりも速く回転する。その結果、第二入力ギヤ3と一体で回転するワンウェイクラッチ4に対し、回転軸Xは、相対的に逆回転することになり、ワンウェイクラッチ4は、回転軸Xに対して空回りする。これにより、第二入力ギヤ3から第二出力ギヤ6bへの駆動力の伝達が遮断され、駆動力は、第一駆動伝達経路D1を経由してレジストギヤ13に伝達される。
上記とは逆に、第二駆動伝達経路D2の減速比を、第一駆動伝達経路D1の減速比よりも小さい場合は、第二入力ギヤ3の回転数が、回転軸Xよりも遅くなってしまう。その結果、ワンウェイクラッチ4に対し、回転軸Xは、相対的に正回転することになる。従って、この場合は、電磁クラッチON時とOFF時とで、ワンウェイクラッチ4に対する回転軸Xの相対的な回転方向を切り替えることができない。その結果、第一電磁クラッチON時も、ワンウェイクラッチ4は、回転軸Xに対して空回りせず、第二入力ギヤ3から第二出力ギヤ6bへの駆動力の伝達が遮断されない。
一方、本実施例1では、第二駆動伝達経路D2の減速比を、第一駆動伝達経路D1の減速比よりも大きくしているので、第一電磁クラッチON時に、ワンウェイクラッチ4に対する回転軸Xの相対的な回転方向を正回転から逆回転に切り替えることができる。これにより、第二入力ギヤ3から第二出力ギヤ6bへの駆動力の伝達を遮断することができる。
このように、本実施例1では、ワンウェイクラッチ4と、第一電磁クラッチ5とで、駆動伝達経路を選択的に切り替えることができる。ワンウェイクラッチ4は、一般的に電磁クラッチよりも安価である。従って、各駆動伝達経路それぞれに電磁クラッチを設けて、駆動伝達経路を選択的に切り替えるものに比べて、装置を安価にすることができる。また、ワンウェイクラッチ4は、電力を消費しないため、各駆動伝達経路それぞれに電磁クラッチを設けた場合に比べて、装置の消費電力を抑えることができる。
また、本実施例1では、ワンウェイクラッチ4と第一電磁クラッチ5とを、回転軸Xに設けて、ワンウェイクラッチ4と第一電磁クラッチ5とを、同軸に設けている。ワンウェイクラッチ4および第一電磁クラッチ5は、側板9とブラケット8とに軸受を介して回転可能に支持された回転軸に設ける必要がある。従って、互いに異なる軸に設けた場合は、2つ回転軸が必要なとなり、軸受が計4個必要となる。一方、ワンウェイクラッチ4と第一電磁クラッチ5とを、同軸に設けた場合は、回転軸がひとつで済み、ワンウェイクラッチ4と第一電磁クラッチ5とを互いに異なる軸に設けた場合に比べて、軸受を2個削減可能である。よって、ワンウェイクラッチ4と第一電磁クラッチ5とを互いに異なる軸に設けた場合に比べて、部品点数を削減することができ、装置のコスト上昇を抑制することができる。
また、第一入力ギヤ7、第二入力ギヤ3が配置された回転軸Xにワンウェイクラッチ4と第一電磁クラッチ5を設けることで、出力固定軸Uに配置される第一出力ギヤ6a、第二出力ギヤ6bを一体物にすることができる。これにより、第一出力ギヤ6a、第二出力ギヤ6bが別体の構成に比べて、部品点数を削減することができ、また、組み立て工数を削減することができる。また、第一出力ギヤ6a、第二出力ギヤ6bを支持する軸を、固定軸にできる。これにより、軸受を無くすことができ、回転軸にする場合に比べて、部品点数を削減することができ、装置を安価にすることができる。
また、本実施形態では、第二出力ギヤ6bを出力対象回転体としてのレジストギヤ13に噛み合せて、第二出力ギヤ6bからレジストギヤ13に駆動力が伝達されるようにしている。これにより、第二出力ギヤ6bとは別に、レジストギヤ13に駆動力を出力するギヤを設けるものに比べて、部品点数を削減することができる。また、本実施形態では、第二出力ギヤ6bをレジストギヤ13に噛み合せているが、第一出力ギヤ6aをレジストギヤ13に噛み合せてもよい。
また、本実施形態では、用紙400の種類に応じて画像形成速度を変更して、高画質を得るのに適した搬送速度で、二次転写ニップや定着ニップを用紙400が通過するようにしている。例えば、厚紙のときは、二次転写ローラ59の回転速度や定着ローラ230aの回転速度を、普通紙のときに比べて遅くした第二駆動モードである厚紙搬送モードにし、二次転写位置や定着ローラ対230のニップ部を通過する用紙400の速度を落としている。また、レジストローラ対29と二次転写ローラ59との間で紙の引っ張り合いや送りすぎなどにならないように、第一レジストローラ29aについては、二次転写ローラ59の回転速度との速度比が、普通紙のときと同じ速度比に維持されるように、回転速度を変更している。
各ローラの回転速度の関係は、二次転写ローラ59の回転速度を基準とすると、以下のようになる。すなわち、普通紙のときの二次転写ローラ59の回転速度をVfとすると、第一レジストローラ29aの回転速度は、Vf×(1+α)、定着ローラ230aの回転速度は、Vf×(1+β)の関係となっている。厚紙のときは、二次転写ローラ59の回転速度をVfからVt(Vf>Vt)に変更し、第一レジストローラ29aの回転速度は、Vf×(1+α)、定着ローラ230aの回転速度は、Vt×(1+β+γ)の関係となっている。例えば、α=0.004、β=−0.006、γ=0.006、普通紙のときの二次転写ローラ59の回転速度Vf=178[mm/s]のとき、定着ローラ230aの回転速度は、176.932[mm/s]となり、第一レジストローラ29aの回転速度は、178.712[mm/s]となる。従って、このときの第一レジストローラ29aと、定着ローラ230aの相対速度比は、約1%である。
厚紙のときの二次転写ローラ59の回転速度Vtが、普通紙のときの回転速度に対して半分の速度89[mm/s]に設定したときは、定着ローラ230aの回転速度は89[mm/s]となり、第一レジストローラ29aの回転速度は、89.36[mm/s]となる。従って、このときの第一レジストローラ29aと、定着ローラ230aの相対速度比は、約0.4%である。
このように、本実施形態では、普通紙と厚紙のときとで、第一レジストローラ29aと、定着ローラ230aの相対速度比が異なる。従って、モータ1の回転速度を切り替えただけでは、定着ローラ230aおよび第一レジストローラ29aのいずれか一方しか規定の回転速度にすることができない。そのため、本実施形態では、駆動装置60の第二駆動伝達機構62に互いに速度伝達比が異なる二系統の駆動伝達経路を備えた速度切替機構Dを設けている。これにより、定着ローラ230aに関しては、モータ1の回転速度を調整することで、普通紙と厚紙とで定着ローラ230aを規定の回転速度にできる。一方、第一レジストローラ29aについては、速度切替機構Dにより駆動伝達経路を切り替えることで、厚紙のときの二次転写ローラ59との相対速度比を、普通紙のときと同じ速度比にできる。
本実施例1においては、モータギヤ1aの歯数をZ1、レジスト給紙入力ギヤ11の歯数をZ2、第一入力ギヤ7の歯数をZ3、第二入力ギヤ3の歯数をZ4,第一出力ギヤ6aの歯数をZ5、第二出力ギヤ6bの歯数をZ6、レジストギヤ13の歯数をZ7とすると、第一駆動伝達経路D1を用いて駆動伝達を行うときの減速比V1は、以下のようになる。
V1=(Z2/Z1)×(Z5/Z3)×(Z7/Z6)・・(1)
また、第二駆動伝達経路D2を用いて駆動伝達を行うときの減速比V2は、以下のようになる。
V2=(Z2/Z1)×(Z6/Z4)×(Z7/Z6)
=(Z2/Z1)×(Z7/Z4)・・・・(2)
第一駆動伝達経路D1を用いたときと、第二駆動伝達経路D2を用いたときとの相対減速比(V1/V2)[%]は、以下のようになる。
(V1/V2)=[{(Z2/Z1)×(Z5/Z3)×(Z7/Z6)}
/{(Z2/Z1)×(Z7/Z4)}]×100
={(Z5/Z3)×(Z4/Z6)}×100・・(3)
上記式(3)からわかるように、相対減速比は、第一駆動伝達経路D1の減速比(Z5/Z3)と、第二駆動伝達経路D2の減速比(Z4/Z6)とにより決まる。このように、本実施形態では、第一駆動伝達経路D1の2つのギヤ(第一入力ギヤ7および第一出力ギヤ6a)と、第二駆動伝達経路D2の2つのギヤ(第二入力ギヤ3および第二出力ギヤ6b)により相対減速比を調整することができる。
上記表1に示すように、第一駆動伝達経路D1の減速比は、(81/82)=0.987であり、第二駆動伝達経路D2の減速比は、(97/98)=0.989であり、相対減速比は、0.2[%]である。
このように、本実施例1では、各駆動伝達経路を構成するギヤの歯数100歯未満で、相対速度比を1%以下にすることができる。これにより各駆動伝達経路のギヤを小径にして、相対速度比を1%以下にすることができ、装置の小型化を図ることができる。これは、各駆動伝達経路にそれぞれ非共通の複数ギヤを設けているからである。このように、各駆動伝達経路にそれぞれ非共通の複数のギヤとを設けることで、各駆動伝達経路で、ギヤのモジュールやねじれ角などを互いに異ならせることが可能となり、歯数100歯以下で、相対速度比を1%以下に調整することができる。そして、各駆動伝達経路にそれぞれ非共通の複数のギヤ設けられるのは、以下の理由である。すなわち、減速比の大きい方の駆動伝達経路のワンウェイクラッチ4を設け、他方に電磁クラッチを設けて、電磁クラッチのON/OFFで駆動伝達経路を選択的に切り替え可能としているからである。
また、本実施例1の速度切替機構Dは、第一出力ギヤ6aと第二出力ギヤ6bを、同軸上に設け、かつ、第一出力ギヤ6aに駆動力を伝達する第一入力ギヤ7と第二出力ギヤ6bに駆動力を伝達する第二入力ギヤ3も同軸上に設けている。これにより、各駆動伝達経路の出力ギヤ、入力ギヤのいずれかを、互いに異なる軸に設けた場合に比べて、装置の小型化を図ることができる。また、本実施例1では、各駆動伝達経路を、入力ギヤと出力ギヤの2つの駆動伝達部材で構成することにより、最小限の駆動伝達部材の数で、相対速度比を1%以下にしている。これにより、部品点数増加によるコストアップも抑制することができる。
レジスト電磁クラッチ12がONのときは、速度切替機構Dからレジストギヤ13に伝達された駆動力は、レジスト電磁クラッチ12を介してレジスト軸Yに伝達され、第一レジストローラ29aが回転駆動する。また、レジストギヤ13に伝達された駆動力は、給紙アイドラギヤ14を介して給紙ギヤ16に入力される。そして、給紙電磁クラッチ15がONのときは、駆動力が、給紙電磁クラッチ15を介してフィードローラ27aの軸Zに伝達され、フィードローラ27aが回転駆動する。
また、第二駆動伝達機構62を介して駆動力が伝達されるフィードローラ27aについて、レジストローラ対29との間で紙の引っ張り合いや送りすぎないよう、第一レジストローラ29aとの相対速度比を、普通紙のときと厚紙のときとで同じ相対速度比に維持されるように、回転速度を変更する必要がある。
本実施例1においては、先の図2に示すように、速度切替機構Dが駆動力を出力する被出力部材であるレジストギヤ13を介してフィードローラ27aへ駆動力が伝達される。これにより、第一電磁クラッチ5がONのときは、第一レジストローラ29aと同様に、第一駆動伝達経路D1を介して駆動力がフィードローラ27aに伝達される。一方、第一電磁クラッチ5がOFFのときは、第二駆動伝達経路D2を介して駆動力がフィードローラ27aに伝達される。これにより、フィードローラ27aは、第一レジストローラ29aと同様に、速度切替機構Dにより速度が変更され、フィードローラ27aと第一レジストローラ29aとの相対速度比を、厚紙のときと普通紙のときとで、同じ相対速度比に維持することができる。
図4は、駆動装置60の制御の一例を示す制御フロー図である。
まず、制御手段たる画像形成装置100の制御部は、搬送される用紙400が厚紙か否かをチェックする(S1)。搬送される用紙400の紙厚の情報は、例えば、シート収容カセット26に用紙400をセットしたときに、操作表示部を操作してユーザーがセットした用紙400の紙厚情報を入力させることで、把握することができる。
搬送されてくる用紙400が厚紙ではないとき(S1のNo)は、第一電磁クラッチ5をOFFにして(S4)、第二駆動伝達経路D2を用いて第一レジストローラ29aおよびフィードローラ27aに駆動力を伝達するように設定する。そして、モータ1を第一の回転速度Vb(第一駆動モードである普通紙搬送モード)で駆動する(S5)。これにより、定着ローラ230a、第一レジストローラ29aおよびフィードローラ27aが、二次転写ローラ59の回転速度Vfに対して所定の速度比で回転駆動する。
一方、搬送されてくる用紙が厚紙のとき(S1のYes)は、第一電磁クラッチ5をONにして(S2)、第一駆動伝達経路D1を用いて第一レジストローラ29aおよびフィードローラ27aに駆動力を伝達するように設定する。そして、モータ1を第一の回転速度Vbよりも遅い第二の回転速度Va(第二駆動モードである厚紙搬送モード)で駆動する(S3)。
モータ1を第一の回転速度Vbよりも遅い第二の回転速度Vaで駆動することにより、定着ローラ230aは、遅い回転速度で回転駆動する。これにより、厚紙であっても定着ニップにおいて、用紙上のトナー像を十分に加熱することができ、トナー像を良好に溶融させることができ、良好な定着性を得ることができる。本実施形態においては、第二の回転速度Vaを第一の回転速度Vbに対して、0.3%〜0.6%落としている。
一方、厚紙のとき、第一レジストローラ29aおよびフィードローラ27aは、第一駆動伝達経路D1を介して駆動力が伝達され回転駆動する。第一駆動伝達経路D1は、モータ1を第二の回転速度Vaで駆動したとき、第一レジストローラ29aおよびフィードローラ27aの回転速度が、厚紙のときの二次転写ローラ59の回転速度Vtに対して、普通紙のときと同じ速度比となるように設定されている。これにより、厚紙のとき定着ローラ230aの回転速度を落とすべくモータ1の回転速度を落としても、レジストローラ対29と二次転写ローラ59との速度比を維持することができる。これにより、厚紙のときでも、二次転写ニップへ用紙を良好に搬送することができ、良好に中間転写ベルト48上のトナー像を、用紙400に二次転写することができる。
また、フィードローラ27aについて、第一レジストローラ29aとの相対速度比を、普通紙のときと厚紙のときとで同じ相対速度比に維持される。これにより、普通紙搬送時または厚紙搬送時において、フィードローラ27aとレジストローラ対29との間で紙の引っ張り合いや送りすぎによる紙の座屈などが発生するのを抑制することができる。
図6においては、厚紙のときは、第一駆動伝達経路D1を用い、厚紙以外のときは、第二駆動伝達経路D2を用いているが、厚紙のとき、第二駆動伝達経路D2を用い、厚紙以外のとき、第一駆動伝達経路D1を用いてもよい。しかし、使用頻度の高い普通紙のときに、第二駆動伝達経路D2を用いるのが好ましい。これは、第二駆動伝達経路D2を用いるときは、第一電磁クラッチ5がOFFであるため、装置の消費電力を抑えることができる。また、一般的にワンウェイクラッチよりも高価な第一電磁クラッチ5の寿命を延ばすことができ、装置のランニングコストの低減を図ることができる。
また、本実施例1では、第二駆動伝達機構62で、第一レジストローラ29aと、フィードローラ27aとを回転駆動しているが、例えば、第一レジストローラ29aと、第一搬送ローラ28aとを第二駆動伝達機構62で駆動伝達するようにしてもよい。また、第一レジストローラ29aと、第一搬送ローラ28aと、フィードローラ27aとを第二駆動伝達機構62で駆動伝達するようにしてもよい。また、第二駆動伝達機構62により、二次転写ローラ59と、第一レジストローラ29aとに駆動力を伝達する構成でもよい。
また、定着ローラ230aに駆動力を伝達する第一駆動伝達機構61に速度切替機構Dを設けてもよいが、ジャム処理時に定着ローラ230aを逆回転させる場合は、速度切替機構Dを第二駆動伝達機構62に設ける。
図1に示すように定着ニップ部は、定着装置20のケースにより覆われており、定着ニップ部にユーザーが容易にアクセスできない構造である。そのため、定着ニップ部で小サイズの用紙の紙詰まりが発生した場合、小サイズの用紙が取り出し難い。そのため、本画像形成装置100は、定着ニップ部で小サイズの用紙の紙詰まりが発生した場合、モータ1を逆回転させ定着ローラ230aを逆回転させるジャム処理動作を行っている。ジャム処理動作を行うことで、定着装置20から用紙400の後端を露出させることができ、用紙400取り出し易くすることができる。
一方、レジストローラ対29や、分離手段27で用紙が詰まっても、定着装置20とは異なり、ニップ部がケースに覆われていないため、逆回転などを行わずとも、ユーザーが詰まった用紙400に容易にアクセスできる。よって、第一レジストローラ29aやフィードローラ27aは、ジャム処理時に逆回転などさせずとも、用紙を容易に取り除くことができる。
ジャム処理時において、定着ローラ230aを逆回転させる場合、モータ1を逆回転させることになる。モータ1を逆回転させたとき、第一電磁クラッチ5がOFFであると、回転軸Xが、ワンウェイクラッチ4に対して相対的に逆回転するため、第二入力ギヤ3およびワンウェイクラッチ4が回転軸Xに対して空回りする。従って、モータ1の駆動力が伝達されない。一方、モータ1を逆回転させたとき、第一電磁クラッチ5をONにすると、回転軸Xが、ワンウェイクラッチ4に対して相対的に正回転するため、回転軸Xからワンウェイクラッチ4へ駆動力が伝達される。その結果、第一入力ギヤ7、第二入力ギヤ3の両方から駆動出力部材6へ駆動力が伝達され、速度切替機構Dの各ギヤに応力が加わり、歯が破損するなどの不具合が発生するおそれがあるという不具合がある。従って、第一駆動伝達機構61に速度切替機構Dを設けた場合、上記不具合が発生してしまう。
一方、第二駆動伝達機構62に速度切替機構Dを設けることにより、第一電磁クラッチ5をOFFにしておけば、モータ1を逆回転させて、定着ローラ230aを逆回転させたとき、第一レジストローラ29aやフィードローラ27aに駆動力が伝達されることなく、これらローラが回転駆動することはない。
[実施例2]
図5は、実施例2に係る駆動装置60Aの概略断面図である。
この実施例2は、実施例1の変形であり、速度切替機構Dの第一駆動伝達経路D1と第二駆動伝達経路D2の両方を、タイミングベルトを用いて構成したものである。第一駆動伝達経路D1は、回転軸Xに支持された第一入力プーリ71と、出力固定軸Uに設けられた第一出力プーリ61aと、第一入力プーリ71と第一出力プーリ61aとに張架された歯付きベルトたる第一タイミングベルト72とを備えている。また、第一入力プーリ71と軸方向から係合し、回転軸Xに取り付けられた第一電磁クラッチ5を備えている。
第二駆動伝達経路D2は、ワンウェイクラッチ4に設けられた第二入力プーリ3aと、出力固定軸Uに設けられた第二出力プーリ61bと、第二入力プーリ3aと第二出力プーリ61bとに張架された歯付きベルトたる第二タイミングベルト73とを備えている。
また、出力固定軸Uには、レジストギヤ13と噛み合う出力ギヤ6cが設けられており、この出力ギヤ6cと、第一出力プーリ61aと、第二出力プーリ61bは、一体で構成されており、その一体物である駆動出力部材6が、出力固定軸Uに回転自在に支持されている。
本実施例2でも、第一駆動伝達経路D1の第一入力プーリ71の歯数と第一駆動伝達経路D1の第一出力プーリ61aの歯数との比と、第二駆動伝達経路D2の第二入力プーリ3aの歯数と第二駆動伝達経路D2の第二出力プーリ61bの歯数との比とで、相対減速比が決まる。よって、第一入力プーリ71の歯数と第一出力プーリ61aの歯数と第二入力プーリ3aの歯数と第二出力プーリ61bの歯数とにより、第一駆動伝達経路D1を用いたときと、第二駆動伝達経路D2を用いたときとの相対減速比(V1/V2)を調整することができる。
例えば、一方の駆動伝達経路のタイミングベルトとしてS2M形式のタイミングベルトを用い、他方の駆動伝達経路のタイミングベルトとしてS3M形式のタイミングベルトを用い、タイミングベルトの歯形を互いに異ならせることで、各プーリの歯数100歯以下で、相対減速比(V1/V2)1%以下にすることができる。
また、かかる実施例2においても、第二駆動伝達経路D2の減速比を、第一駆動伝達経路D1の減速比よりも大きくする。これにより、第一電磁クラッチ5ON時において、第二入力プーリ3aが回転軸Xよりも速く回転し、回転軸Xが第二入力プーリ3aに対して相対的に逆回転する。よって、ワンウェイクラッチ4を回転軸Xに対して空回りさせることができる。一方、第一電磁クラッチ5OFF時においては、回転軸Xのみ回転駆動するため、回転軸Xが第二入力プーリ3aに対して相対的に正回転する。よって、第一電磁クラッチ5OFF時においては、ワンウェイクラッチ4を介して回転軸Xの駆動力が第二入力プーリ3aに伝達される。
また、実施例2においても、第一入力プーリ71と、第二入力プーリ3aとを同軸に設け、かつ、第一出力プーリ61aと第二出力プーリ61bとを同軸に設けることで、互いに異なる軸に設けた場合に比べて、装置の小型化を図ることができる。
また、各駆動伝達経路を、タイミングベルトを用いた構成とすることで、第一レジストローラ29aがモータ1から離れた位置に配置されていても、複数のギヤが噛み合ったギヤ列で各駆動伝達経路を構成した場合に比べて、部品点数を削減して第一レジストローラ29aやフィードローラ27aに駆動伝達を行うことができる。これにより、装置のコスト上昇を抑制することができる。
なお、実施例1に示したように、速度切替機構Dの各駆動伝達経路を、複数のギヤが噛み合ったギヤ列で構成することにより、タイミングベルトを用いて構成した場合に比べて、摩耗等に強くでき、耐久性を高めることができるという効果がある。
[実施例3]
図6は、実施例3に係る駆動装置60Bの概略断面図である。
この実施例3に係る駆動装置60Bは、実施例1の変形であり、第一電磁クラッチ5と、ワンウェイクラッチ4とを互いに異なる軸に設けたものである。
この実施例3では、レジスト給紙入力ギヤ11に、第二出力ギヤ6bを噛み合せて、レジスト給紙入力ギヤ11を、第二駆動伝達経路D2の入力ギヤとして用いている。また、この実施例3では、第二出力ギヤ6bを、第一出力ギヤ6aとは別体とし、ワンウェイクラッチ4の外周面に設けている。ワンウェイクラッチ4は、側板9とブラケット8とに軸受9e,8eを介して回転自在に支持された出力回転軸X2に設けられている。
駆動出力部材6は、第一出力ギヤ6aと、レジストギヤ13に噛み合って、駆動力をレジストギヤ13に出力する出力ギヤ6cとを備え、出力回転軸X2と一体的に回転するように、出力回転軸X2に支持されている。また、この実施例3におけるワンウェイクラッチ4は、出力回転軸X2が、ワンウェイクラッチ4に対して相対的に正回転するとき、第二出力ギヤ6bから出力回転軸X2への駆動伝達が遮断され、逆回転のときに駆動力が伝達される構成としている。
第一電磁クラッチ5がOFFのときは、第一電磁クラッチ5を介して駆動力が第一入力ギヤ7に入力されないため、第一出力ギヤ6aから出力回転軸X2へ駆動力が伝達されず、出力回転軸X2は、回転駆動しない。一方、第二出力ギヤ6bは、レジスト給紙入力ギヤ11から駆動力が伝達され、ワンウェイクラッチ4は、第二出力ギヤ6bともに回転駆動する。その結果、出力回転軸X2は、ワンウェイクラッチ4に対して相対的に逆回転する。この実施例3においては、上述したように、ワンウェイクラッチ4は、出力回転軸X2が、ワンウェイクラッチ4に対して相対的に逆回転するとき、第二出力ギヤ6bから出力回転軸X2への駆動力が伝達される構成である。従って、第一電磁クラッチ5がOFFのときは、第二出力ギヤ6bから出力回転軸X2に駆動力が伝達される。そして、出力回転軸X2と一体的に回転する駆動出力部材6の出力ギヤ6cからレジストギヤ13へ駆動力が伝達される。
一方、第一電磁クラッチ5がONのときは、第一電磁クラッチ5を介して駆動力が第一入力ギヤ7に入力され、出力回転軸X2が回転駆動する。この実施例3においても、第二駆動伝達経路D2の減速比(レジスト給紙入力ギヤ11と第二出力ギヤ6bとの間の減速比)を、第一駆動伝達経路D1の減速比(第一入力ギヤ7と第一出力ギヤ6aとの間の減速比)よりも大きくしている。従って、第一駆動伝達経路D1を用いて回転駆動される出力回転軸X2の回転数は、第二出力ギヤ6bの回転数よりも速くなる。その結果、出力回転軸X2は、ワンウェイクラッチ4に対して相対的に正回転する。上述したように、本実施例3のワンウェイクラッチ4は、出力回転軸X2が、ワンウェイクラッチ4に対して相対的に正回転するとき、第二出力ギヤ6bから出力回転軸X2への駆動力が遮断される構成である。従って、第一電磁クラッチ5がONのときは、第二出力ギヤ6bから出力回転軸X2に駆動力が遮断され、第一駆動伝達経路D1を経て、駆動出力部材6の出力ギヤ6cからレジストギヤ13へ駆動力が伝達される。
このように、実施例3においても、電磁クラッチと、ワンウェイクラッチとを用いて、駆動伝達経路を選択的に切り替えることができる。
この実施例3において、モータギヤ1aの歯数をZ1、レジスト給紙入力ギヤ11の歯数をZ2、第一入力ギヤ7の歯数をZ3、第一出力ギヤ6aの歯数をZ4、第二出力ギヤ6bの歯数をZ5、出力ギヤ6cの歯数をZ6、レジストギヤ13の歯数をZ7とすると、各駆動伝達経路を用いた減速比V1,V2は、以下のようになる。
V1=(Z2/Z1)×(Z4/Z3)×(Z7/Z6)
V2=(Z2/Z1)×(Z5/Z2)×(Z7/Z6)
=(Z5/Z1)×(Z7/Z6)
上記から、第一駆動伝達経路D1を用いたときと、第二駆動伝達経路D2を用いたときとの相対減速比(V1/V2)[%]は、以下のようになる。
(V1/V2)=[{(Z2/Z1)×(Z4/Z3)×(Z7/Z6)}
/(Z4/Z1)×(Z7/Z6)]×100
=(Z2/Z5)×(Z4/Z3)×100
よって、レジスト給紙入力ギヤ11を、第二入力ギヤとして用いた実施例3においても、相対減速比が、実施例1と同様、第一駆動伝達経路D1の第一入力ギヤ7の歯数Z3と第一駆動伝達経路D1の第一出力ギヤ6aの歯数Z4との比と、第二駆動伝達経路D2のレジスト給紙入力ギヤ11の歯数Z2と第二駆動伝達経路D2の第二出力ギヤ6bの歯数Z5との比とで決まる。よって、実施例1と同様、各駆動伝達経路の歯数を100歯以下で、相対速度比を1%以下にすることができる。
[実施例4]
図7は、実施例4に係る駆動装置60Cの概略構成図であり、(a)が、概略断面図であり、(b)は、ブラケット8側から見た図である。
この実施例4は、実施例1の変形例であり、一般的に、ギヤやプーリなどの駆動伝達部材に比べて寿命が短く、定期的に交換が必要である電磁クラッチの(第一電磁クラッチ5、レジスト電磁クラッチ12、給紙電磁クラッチ15)の交換性を高めた構成としたものである。
この実施例4においては、各電磁クラッチ5、12、15の交換性を高めるために、各電磁クラッチ5、12、15を同軸上に設けられた駆動伝達部材に対して、最も装置の外側に配置し、ブラケット側から見たとき、各電磁クラッチ5,12,15が駆動伝達部材と重ならないようにした。具体的には、第一電磁クラッチ5が取り付けられた回転軸Xに設けられた第一入力ギヤ7、ワンウェイクラッチ4(第二入力ギヤ3)、レジスト給紙入力ギヤ11を、第一電磁クラッチ5よりもローラ側(装置の内側)に配置した。また、レジスト軸Yに設けられたレジスト電磁クラッチ12と同軸上に配置されたレジストギヤ13を、レジスト電磁クラッチ12よりもローラ側(装置の内側)に配置した。また、フィードローラ27aの軸Zの設けられた給紙電磁クラッチ15と同軸上に配置された給紙ギヤ16を、給紙電磁クラッチ15よりもローラ側(装置の内側)に配置した。
また、この実施例4においては、各電磁クラッチ5,12,15が固定された軸X,Y,Zを受けるブラケット8に取り付けられた軸受8b,8c,8dの直径を、各電磁クラッチ5,12,15の外径以上にしている。各軸受8b,8c,8dは、ネジ181b,181c,181dによりブラケット8に固定されている。
図8は、各軸受8b,8c,8dをブラケット8から取り外した実施例4の駆動装置60Cの概略構成図であり、(a)は、概略断面図であり、(b)は、ブラケット側から見た概略図である。
図8に示すように、回転軸Xを受ける軸受8bをブラケット8から取り外すと、回転軸Xに取り付けられ、第一入力ギヤ7、ワンウェイクラッチ4(第二入力ギヤ3)、レジスト給紙入力ギヤ11よりも装置の外側(ブラケット側)に配置された第一電磁クラッチ5が露出する。これより、第一入力ギヤ7、ワンウェイクラッチ4(第二入力ギヤ3)、レジスト給紙入力ギヤ11を回転軸Xから取り外すことなく、軸受8bが嵌るブラケット8の穴81bから、第一電磁クラッチ5にアクセスできる。
また、この軸受8bが嵌るブラケット8の穴81bの内径は、第一電磁クラッチ5の外径よりも大径である。よって、この穴81bから第一電磁クラッチ5を、回転軸Xから取り外すことができ、この穴81bから新品の第一電磁クラッチ5を、回転軸Xに取り付けることができる。これにより、第一電磁クラッチ5の交換を容易に行うことができる。
また、レジスト軸Yを受ける軸受8cをブラケット8から取り外すと、レジスト軸Yに取り付けられ、レジストギヤ13よりも装置の外側(ブラケット側)に配置されたレジスト電磁クラッチ12が露出する。これより、レジストギヤ13をレジスト軸Yから取り外すことなく、軸受8cが嵌るブラケット8の穴81cから、レジスト電磁クラッチ12にアクセスすることができる。
また、この軸受8cが嵌るブラケット8の穴81cの内径は、レジスト電磁クラッチ12の外径よりも大径である。よって、この穴81cからレジスト電磁クラッチ12を、レジスト軸Yから取り外すことができ、この穴81cから新品のレジスト電磁クラッチ12を、レジスト軸Yに取り付けることができる。これにより、レジスト電磁クラッチ12の交換を容易に行うことができる。
また、フィードローラ27aの軸Zを受ける軸受8dをブラケット8から取り外すと、この軸Zに取り付けられ、給紙ギヤ16よりも装置の外側(ブラケット側)に配置された給紙電磁クラッチ15が露出する。これより、給紙ギヤ16をフィードローラ27aの軸Zから取り外すことなく、軸受8dが嵌るブラケット8の穴81dから、給紙電磁クラッチ15にアクセスすることができる。
この軸受8dが嵌るブラケット8の穴81dの内径は、給紙電磁クラッチ15の外径よりも大径である。よって、この穴81dから給紙電磁クラッチ15を、フィードローラ27aの軸Zから取り外すことができ、この穴81dから新品の給紙電磁クラッチ15を、軸Zに取り付けることができる。これにより、給紙電磁クラッチ15の交換を容易に行うことができる。
[実施例5]
図9は、実施例5に係る駆動装置60Dの概略構成図であり、(a)が、概略断面図であり、(b)は、ブラケット側から見た図である。
この実施例5は、実施例3の変形例であって、実施例3の駆動装置60Bにおいて、各電磁クラッチ5、12、15の交換性を高めた構成としたものである。
この実施例5は、実施例3とは異なり、第一駆動伝達経路D1の第一出力ギヤ6aを、レジスト給紙入力ギヤ11に噛み合せ、レジスト給紙入力ギヤ11を、第一入力ギヤとして用いている。また、第一電磁クラッチ5を、出力回転軸X2に設け、第一出力ギヤ6aと軸方向から係合させた。また、駆動出力部材6は、第二駆動伝達経路D2の第二出力ギヤ6bと、出力ギヤ6cとで構成した。そして、第一電磁クラッチ5を、出力回転軸X2に設けられた駆動出力部材6や第一出力ギヤ6aよりも装置の外側(ブラケット側)に配置し、ブラケット側から見たとき、第一電磁クラッチ5が駆動伝達部材と重ならないようにした。
また、この実施例5においても、実施例4と同様、各電磁クラッチ5,12,15が固定された軸X2,Y,Zを受けるブラケット8に取り付けられた軸受8e,8c,8dの直径を、各電磁クラッチ5,12,15の外径以上にしている。
図10は、各軸受8e,8c,8dをブラケット8から取り外した実施例5の駆動装置60Dの概略構成図であり、(a)は、概略断面図であり、(b)は、ブラケット側から見た概略図である。
この実施例5においても、実施例4と同様、各電磁クラッチ5,12,15が固定された軸X2,Y,Zを受ける軸受8e,8c,8dを、ブラケット8から取り外すことにより、各電磁クラッチ5,12,15が露出する。そして、軸受8e,8c,8dが嵌るブラケット8の穴81e,81c,81dから各電磁クラッチ5,12,15を交換することができる。
[実施例6]
図11は、実施例6に係る駆動装置60Eの概略構成図であり、(a)が、概略断面図であり、(b)は、ブラケット8側から見た図である。
この実施例6の駆動装置60Eは、モータ1を、側板9の定着ローラ230aや第一レジストローラ29aなどと対向する装置内部側の面に設けたものである。また、内歯ギヤ18を設け、内歯ギヤ18から、第一駆動伝達機構61と第二駆動伝達機構62とへ駆動力を伝達する構成としたものである。
内歯ギヤ18は、ブラケット側が閉じられた筒状であり、側板9とブラケット8との固定された第三固定軸S3に回転自在に支持されている。内歯ギヤ18の内周面には、内歯18aが形成されており、この内歯18aにモータギヤ1aが噛み合っている。また、内歯ギヤ18の外周面には、外歯18bが形成されており、この外歯18bに、定着アイドラギヤ2の第一外歯ギヤ2aと、レジスト給紙入力ギヤ11とが噛み合っている。
この実施例6の駆動装置60Eは、モータ1を、側板9の定着ローラ230aや第一レジストローラ29aなどと対向する装置内部側の面に設けて、第一駆動伝達機構61や第二駆動伝達機構62よりも装置の内部側に配置している。これにより、モータ1の音を、側板9やブラケット8などのより遮ることができ、モータ1の音が装置外へ漏れるのを抑制することができ、装置の静音化を図れる。
また、モータギヤ1aを、内歯ギヤ18の内歯18aに噛み合せることで、モータギヤ1aとの噛み合い率が向上し、振動や騒音を抑制することができる。また、モータギヤ1aとの噛み合い部を内歯ギヤ18で覆うことができ、噛み合い騒音を内歯ギヤ18により遮蔽することができる。また、内歯ギヤ18のブラケット側は、閉じられているため、噛み合い騒音が、外部へ漏れ出るのを抑制することができる。これにより、装置の静音化を図ることができる。
また、この実施例6においても、各電磁クラッチ5,12,15を、軸方向外側(ブラケット側)に配置し、各電磁クラッチ5,12,15が固定された軸X,Y,Zを受ける軸受8b,8c,8dの直径を、各電磁クラッチ5,12,15の外径以上にしている。
図12は、各軸受8b,8c,8dをブラケット8から取り外した実施例6の駆動装置60Eの概略構成図であり、(a)は、概略断面図であり、(b)は、ブラケット側から見た概略図である。
この実施例6においても、各電磁クラッチ5,12,15が固定された軸X,Y,Zを受ける軸受8b,8c,8dを、ブラケット8から取り外すことにより、各電磁クラッチ5,12,15が露出する。そして、軸受8b,8c,8dが嵌るブラケット8の穴81e,81c,81dから各電磁クラッチ5,12,15を交換することができる。
この実施例6においては、モータ1を側板9に設けることで、ブラケット8に設けた場合に比べて、各電磁クラッチ5,12,15の交換時にモータ1が邪魔となることがなく、交換作業性を高めることができる。
[実施例7]
図13は、実施例7に係る駆動装置60Fの概略断面図である。
実施例7は、速度切替機構Dの第一駆動伝達経路D1を、複数の外歯ギヤからなるギヤ列で構成し、第二駆動伝達経路D2を、ベルト部材を用いて駆動伝達を行うように構成したものである。
第一駆動伝達経路D1は、第一入力ギヤ7と、第一アイドラギヤ19と、第一出力ギヤ6aと、第一電磁クラッチ5とで構成されている。第二駆動伝達経路D2は、第二入力プーリ3aと、第二出力プーリ61bと、歯付きベルトたる第二タイミングベルト73と、ワンウェイクラッチ4とで構成されている。
第一アイドラギヤ19は、第一入力ギヤ7と噛み合う第一ギヤ部19aと、第一出力ギヤ6aと噛み合う第二ギヤ部19bとを有しており、側板9とブラケット8とに固定された第三固定軸S3に回転自在に支持されている。また、第一出力ギヤ6a、第二出力プーリ61bおよび出力ギヤ6cは、駆動出力部材6に形成されている。
また、この実施例7においては、タイミングベルトを用いて構成した第二駆動伝達経路D2を、搬送速度(モータ1の回転数)が速い普通紙モード(厚紙以外の搬送モード)に用い、第一駆動伝達経路D1を、厚紙モード(厚紙搬送モード)のときに用いる。モータ1の回転数が速い普通紙モードのときは、駆動開始時に急激な加速となり、駆動開始時の負荷変動が大きい。普通紙モードのとき、外歯ギヤのみで構成した第一駆動伝達経路D1を用いた場合、駆動開始時の負荷変動により歯同士が突き当たり、騒音などが発生するおそれがある。一方で、普通紙モードのとき、タイミングベルトを用いて構成した第二駆動伝達経路D2を用いることで、タイミングベルトが弾性変形して、駆動開始時の負荷変動を吸収することができる。これにより、騒音の発生などを抑制することができる。
また、第一駆動伝達経路D1を、外歯ギヤのみで構成することで、タイミングベルトを用いて構成するよりも摩耗等に強く、繰り返し使用に対する耐久性が高い。よって、搬送速度(モータ1の回転数)が遅く、駆動開始時の負荷変動が少ない厚紙モードのときに用いる第一駆動伝達経路D1を、外歯ギヤのみで構成することで、駆動装置の耐久性を高めることができる。このように、実施例7においては、耐久性と騒音の抑制の両立を図ることができる。
また、実施例1〜7の駆動装置は、画像形成装置100の用紙400を搬送する搬送部材である定着ローラ230a、第一レジストローラ29a、フィードローラ27aの駆動のみならず、例えば、現像ローラ、感光体、一次転写ローラおよび中間転写ベルト48などの画像形成に用いる回転体の駆動に用いることもできる。また、先の図1に示す原稿自動送り装置(ADF:Auto Document Feeder)310の原稿410を搬送する搬送部材の駆動に実施例1〜7の駆動装置を用いてもよい。
以上に説明したものは一例であり、以下の態様毎に特有の効果を奏する。
(態様1)
減速比が互いに異なり、モータ1などの駆動源の駆動力をレジストギヤ13など出力対象回転体に伝達する二系統の駆動伝達経路のうち、減速比の小さい第一駆動伝達経路D1に、画像形成装置100の制御部などの制御手段により駆動源の駆動力を伝達する状態と遮断する状態とを選択的に切り替え制御される第一電磁クラッチ5などの駆動伝達切替手段を設け、減速比が大きい第二駆動伝達経路D2にワンウェイクラッチ4を設けた速度切替機構Dなどの速度切替装置において、第一駆動伝達経路D1における最後に駆動力が伝達される第一出力ギヤ6aなどの第一最終駆動伝達部材に駆動力を伝達する第一入力ギヤ7などの第一駆動伝達部材と、第二駆動伝達経路D2における最後に駆動力が伝達され、前記第一最終駆動伝達部材と同軸上に配置された第二出力ギヤ6bなどの第二最終駆動伝達部材に駆動力を伝達する第二駆動伝達部材とを、同軸上に設けた。
これによれば、第一駆動伝達経路D1の第一出力ギヤ6aなどの第一最終駆動伝達部材に駆動力を伝達する第一入力ギヤ7などの第一駆動伝達部材と、第二駆動伝達経路D2の第二出力ギヤ6bなどの第二最終駆動伝達部材に駆動力を伝達する第二入力ギヤ3などの第二駆動伝達部材とを同軸上に設けたので、それぞれ別の軸に設けたものに比べて、速度切替機構Dなどの速度切替装置の小型化を図ることができる。
(態様2)
態様1において、第一入力ギヤ7などの第一駆動伝達部材と、第二入力ギヤ3などの第二駆動伝達部材とが、それぞれ、各駆動伝達経路の最初に駆動力が入力される入力駆動伝達部材である。
これによれば、実施例1で説明したように、各駆動伝達経路を、2つの駆動伝達部材で構成され、最小限の駆動伝達部材の数で、相対速度比を1%以下にできる。これにより、部品点数増加によるコストアップも抑制することができる。
(態様3)
態様1または2において、前記第一駆動伝達経路D1および前記第二駆動伝達経路D2が、ギヤの噛み合いにより駆動伝達を行うギヤ駆動伝達経路である。
これによれば、実施例1で説明したように、各ギヤの歯数100歯以下で、一方の駆動伝達経路と他方の駆動伝達経路との速度伝達比を1%以下にすることができ、ギヤの大径化を抑制することができ、装置の大型化を抑制することができる。
また、前記第一駆動伝達経路D1および前記第二駆動伝達経路D2を、ベルトを用いて駆動伝達を行う構成にした場合に比べて、耐久性を高めることができる。
(態様4)
態様1または2において、前記第一駆動伝達経路D1および前記第二駆動伝達経路D2が、ベルトを用いて駆動伝達を行うベルト駆動伝達経路である。
これによれば、実施例2を用いて説明したように、ギヤ駆動伝達経路とギヤの歯数と、ベルト駆動伝達経路のプーリの歯数を100歯以下で、ギヤ駆動伝達経路とベルト駆動伝達経路との減速比を1%以下にすることができ、ギヤやプーリの大径化を抑制することができ、装置の大型化を抑制することができる。
また、第一レジストローラ29aなどの出力対象回転体がモータ1などの駆動源から離れた位置に配置された場合において、複数のギヤが噛み合ったギヤ列で各駆動伝達経路を構成した場合に比べて、部品点数を削減して出力対象回転体に駆動伝達を行うことができ、装置のコスト上昇を抑制することができる。
(態様5)
態様1乃至4いずれかにおいて、第一電磁クラッチ5などの駆動伝達切替手段と前記ワンウェイクラッチ4とを同軸上に設けた。
これによれば、実施例1で説明したように、第一電磁クラッチ5などの駆動伝達切替手段と前記ワンウェイクラッチ4とを互いに異なる軸に設けた場合に比べて、軸受などの部品点数を削減することができ、装置のコストアップを抑制することができる。
(態様6)
態様5において、第一電磁クラッチ5などの駆動伝達切替手段とワンウェイクラッチ4とを、第一入力ギヤ7などの第一駆動伝達部材および第二入力ギヤ3などの第二駆動伝達部材と同軸上に配置し、第一駆動伝達部材は、駆動伝達切替手段を介して駆動力が伝達され、第二駆動伝達部材は、ワンウェイクラッチを介して駆動力が伝達される構成であり、第一出力ギヤ6aなどの第一最終駆動伝達部材と第二出力ギヤ6bなどの第二最終駆動伝達部材とは一体形成品であり、第一最終駆動伝達部材または第二最終駆動伝達部材から、レジストギヤ13などの出力対象回転体に駆動力を出力する。
これによれば、実施例1で説明したように、これにより、第一出力ギヤ6aなどの第一最終駆動伝達部材、第二出力ギヤ6bなどの第二最終駆動伝達部材が別体の構成に比べて、部品点数を削減することができ、また、組み立て工数を削減することができる。また、第一最終駆動伝達部材および第二最終駆動伝達部材とは別に、レジストギヤ13などの出力対象回転体に駆動力を出力するギヤなどの駆動伝達部材を設けるものに比べて、部品点数を削減することができる。
(態様7)
態様1乃至6いずれかにおいて、前記第一駆動伝達経路と前記第二駆動伝達経路との相対減速比が、1%以下である。
これによれば、実施形態で説明したように、出力対象回転体の速度の微調整を行うことができる。
(態様8)
態様1乃至7いずれかにおいて、前記駆動伝達切替手段が、電磁クラッチである。
これによれば、プリンタの制御部などの制御手段により電磁クラッチをON/OFF制御することにより、駆動力を伝達する状態と駆動力の伝達を遮断する状態とを選択的に切り替えることができる。
(態様9)
態様1乃至8いずれかにおいて、ブラケット側などの軸方向一方側から見た時、第一電磁クラッチ5などの駆動伝達切替手段が、各駆動伝達経路を構成する複数の駆動伝達部材のいずれとも重ならないように配置した。
これによれば、実施例4で説明したように、駆動源の駆動力を伝達するための部材を取り外すことなく、第一電磁クラッチ5などの駆動伝達切替手段にアクセスでき、駆動伝達切替手段の交換を行うことができる。
(態様10)
態様9において、第一電磁クラッチ5などの駆動伝達切替手段よりもブラケット側などの軸方向一方側に設けられ、駆動伝達切替手段が取り付けられた回転軸Xなどの軸を受ける軸受8bなどの軸受部材の直径が、駆動伝達切替手段の外径よりも大径であり、かつ、軸受部材を介して軸を支持するブラケット8などの側板に対して着脱可能に設けたを介して前記軸を支持するブラケット8などの側板に対して着脱可能に設けた。
これによれば、実施例4で説明したように、軸受8bなどの軸受部材を取り外すことにより、ブラケット8などの側板に設けられた軸受部材を嵌める穴から、駆動伝達切替手段にアクセスにして、駆動伝達切替手段を交換することができる。これにより、ブラケット8などの側板を取り外して、駆動伝達切替手段を交換する場合に比べて、駆動伝達切替手段の交換を容易に行うことができる。
(態様11)
モータ1などの駆動源と、前記駆動源の駆動力を回転体(本実施形態では、定着ローラ230a、第一レジストローラ29a,フィードローラ27a)に伝達する駆動伝達部とを備えた駆動装置において、前記駆動伝達部は、態様1乃至9いずれかに一項に記載の速度切替装置を有する。
これによれば、駆動源の回転数を変えずに回転体の回転速度を切り替えることができる。
(態様12)
態様11において、複数の回転体(本実施形態では、定着ローラ230a、第一レジストローラ29a,フィードローラ27a)にモータ1などの駆動源の駆動力を伝達する。
これによれば、複数の回転体(本実施形態においては、定着ローラ230a)の回転速度を、モータ1などの駆動源の回転数で変更したとき、速度切替装置の駆動伝達経路を切り替えることにより、別の回転体(本実施形態においては、第一レジストローラ29a、フィードローラ27a)の回転速度を、所望の回転速度にすることができる。
(態様13)
態様12において、複数の回転体のうちひとつである正逆回転させる定着ローラ230aなどの正逆回転体に駆動力を伝達する第一駆動伝達機構61などの第一駆動伝達部と、複数の前記回転体のうちひとつである一方向にのみ回転させる一方向回転体(本実施形態では、第一レジストローラ29a、フィードローラ27a)に駆動力を伝達する第二駆動伝達機構62などの第二駆動伝達部とを備え、速度切替機構Dなどの速度切替装置を、第二駆動伝達部に設けた。
これによれば、実施例1で説明したように、モータ1などの駆動源を逆回転させて、定着ローラ230aなどの正逆回転させる正逆回転体を逆回転させることができる。一方、第一電磁クラッチ5などの駆動伝達切替手段を、駆動伝達を遮断する状態にすれば、駆動源を逆回転させたとき、一方向回転体(本実施形態では、第一レジストローラ29a、フィードローラ27a)に駆動力が伝達されることがなく、一方向回転体が一方向とは逆方向に回転することがない。
(態様14)
態様13において、正逆回転体が、定着ローラ230aであり、一方向回転体が、レジストローラである。
これによれば、実施例1で説明したように、定着ニップ部で小サイズの用紙の紙詰まりが発生した場合、定着ローラ230aを逆回転させることで、定着装置20から用紙400の後端を露出させ、用紙400取り出し易くすることができる。
(態様15)
態様13または14において、モータ1などの駆動源を、第一の回転速度で回転させる普通紙を搬送する普通紙搬送モードである第一駆動モードと、前記駆動源を、第一の回転速度よりも遅い回転速度で回転させる厚紙を搬送する厚紙搬送モードである第二駆動モードとを有し、駆動モードの切り替え時に、速度切替装置の速度の切り替えを行う。
これによれば、実施形態に説明したように、第一駆動伝達機構61など第一駆動伝達部により駆動力が伝達される定着ローラ230aなどの回転体と、第二駆動伝達機構62など第二駆動伝達部により駆動力が伝達される第一レジストローラ29aなどの回転体との相対速度比を、普通紙搬送モードである第一駆動モードのときと、厚紙搬送モードである第二駆動モードのときとで異ならせることができる。
(態様16)
態様10乃至15いずれかにおいて、モータ1などの駆動源の出力軸に設けられたモータギヤ1aなどの出力ギヤ部と噛み合う内歯ギヤ18などの内歯歯車を備えた。
これによれば、実施例6で説明したように、モータギヤ1aなどの出力ギヤ部との噛み合い率が向上し、振動や騒音を抑制することができる。また、出力ギヤ部との噛み合い部を内歯ギヤ18などの内歯歯車で覆うことができ、噛み合い騒音を内歯歯車でにより遮蔽することができ、騒音を抑制することができる。
(態様17)
態様10乃至16いずれかにおいて、モータ1などの駆動源を、軸方向において、前記駆動伝達部よりも画像形成装置100の内部側である前記回転体側に設けた。
これによれば、実施例6で説明したように、画像形成装置100の外部側である前記回転体側と反対側に設ける場合に比べて、駆動源の騒音が、画像形成装置100の外部へ漏れ出すのを抑制することができ、画像形成装置100の静音化を図ることができる。
(態様18)
モータ1などの駆動源と、減速比が互いに異なり、駆動源の駆動力をレジストギヤ13など出力対象回転体に伝達する二系統の駆動伝達経路のうち、減速比の小さい第一駆動伝達経路D1に、画像形成装置100の制御部などの制御手段により駆動源の駆動力を伝達する状態と遮断する状態とを選択的に切り替え制御される第一電磁クラッチ5などの駆動伝達切替手段を設け、減速比が大きい第二駆動伝達経路にワンウェイクラッチ4を設けた速度切替機構Dなどの速度切替装置と、を備えた駆動装置60Fにおいて、前記第一駆動伝達経路D1および第二駆動伝達経路D2のいずれか一方が、ギヤの噛み合いにより駆動伝達を行うギヤ駆動伝達経路であり、他方がベルトを用いて駆動伝達を行うベルト駆動伝達経路であって、前記駆動源を、第一の回転速度で回転させる普通紙搬送モードなどの第一駆動モードと、前記駆動源を、第一の回転速度よりも遅い回転速度で回転させる厚紙搬送モードである第二駆動モードとを有し、前記制御手段は、前記第一駆動モードのとき、前記ベルト駆動伝達経路を経由して前記出力対象回転体に駆動力が伝達され、前記第二駆動モードのとき、前記ギヤ駆動伝達経路を経由して前記出力対象回転体に駆動力が伝達されるように前記駆動伝達切替手段を制御する。
これによれば、実施例7で説明したように、駆動開始時に急激に加速され、負荷変動が前記第二駆動モードよりも大きい第一駆動モードのときは、ベルト駆動伝達経路を用いることで、駆動開始時の負荷変動をベルトが弾性変形することにより吸収することができる。これにより、ギヤの噛み合いにより駆動伝達を行うギヤ駆動伝達経路を用いる場合に比べて騒音の発生を抑制することができる。一方、駆動開始時の負荷変動が第一モードよりも少ない第二駆動モードのときは、ベルト駆動伝達経路よりも耐久性が高いギヤ駆動伝達経路を用いることができる。これにより、装置の静音性と、耐久性の両立を図ることができる。
(態様19)
シートを搬送する搬送部材(本実施形態では、定着ローラ230a、第一レジストローラ29a、フィードローラ27a)と、前記搬送部材を回転駆動させる駆動手段とを備えたシート搬送装置において、前記駆動手段として、態様11乃至18いずれかに記載の駆動装置を用いた。
これによれば、態様11〜17の駆動装置を用いることで、装置の小型化を図ることができる。また、態様18の駆動装置を用いることにより、シート搬送装置の静音化を図ることができる。
(態様20)
画像を形成する画像形成手段と、回転体を駆動する駆動手段とを備えた画像形成装置において、駆動手段として、態様11乃至18いずれかの駆動装置を用いた。
これによれば、態様11〜17の駆動装置を用いることで、装置の小型化を図ることができる。また、態様18の駆動装置を用いることにより、装置の静音化を図ることができる。
1 :モータ
1a :モータギヤ
2 :定着アイドラギヤ
2a :第一外歯ギヤ
2b :第二外歯ギヤ
3 :第二入力ギヤ
3a :第二入力プーリ
4 :ワンウェイクラッチ
5 :第一電磁クラッチ
5a :駆動爪
5b :アーマチュア
5c :ロータ部
5d :電磁コイル部
5e :軸固定部
5f :駆動連結部材
6 :駆動出力部材
6a :第一出力ギヤ
6b :第二出力ギヤ
6c :出力ギヤ
7 :第一入力ギヤ
7a :駆動連結穴
8 :ブラケット
8b,8c,8d,8e:軸受
9 :側板
9a,9b,9c,9d,9e:軸受
10 :定着ギヤ
11 :レジスト給紙入力ギヤ
12 :レジスト電磁クラッチ
13 :レジストギヤ
14 :給紙アイドラギヤ
15 :給紙電磁クラッチ
16 :給紙ギヤ
18 :内歯ギヤ
18a :内歯
18b :外歯
19 :第一アイドラギヤ
19a :第一ギヤ部
19b :第二ギヤ部
20 :定着装置
26 :シート収容カセット
27 :分離手段
27a :フィードローラ
27b :分離パッド
28 :搬送ローラ対
28a :第一搬送ローラ
28b :第二搬送ローラ
29 :レジストローラ対
29a :第一レジストローラ
29b :第二レジストローラ
30 :排紙ローラ対
31 :スタック部
32 :トナーボトル
33 :ボトル収容器
41 :感光体
46 :作像ユニット
47 :光書込ユニット
48 :中間転写ベルト
49 :一次転写バイアスローラ
50 :ベルトクリーニング装置
52 :二次転写バックアップローラ
53 :クリーニングバックアップローラ
54 :テンションローラ
55 :中間転写ユニット
59 :二次転写ローラ
60 :駆動装置
61 :第一駆動伝達機構
61a :第一出力プーリ
61b :第二出力プーリ
62 :第二駆動伝達機構
71 :第一入力プーリ
72 :第一タイミングベルト
73 :第二タイミングベルト
81b,8c,81d,81e:軸受が嵌るブラケットの穴
200 :装置本体
210 :給紙装置
230 :定着ローラ対
230a :定着ローラ
230b :加圧ローラ
300 :画像読取装置
310 :原稿自動送り装置
311 :原稿載置台
320 :スキャナ部
321 :固定読取部
322 :移動読取部
323 :画像読取センサー
330 :原稿搬送経路
400 :用紙
410 :原稿
D :速度切替機構
D1 :第一駆動伝達経路
D2 :第二駆動伝達経路
S1 :第一固定軸
S2 :第二固定軸
S3 :第三固定軸
T :定着軸
U :出力固定軸
X :回転軸
X2 :出力回転軸
Y :レジスト軸
Z :フィードローラの軸
特開2012−203010号公報

Claims (20)

  1. 減速比が互いに異なり、駆動源の駆動力を出力対象回転体に伝達する二系統の駆動伝達経路のうち、減速比の小さい第一駆動伝達経路に、制御手段により前記駆動力を伝達する状態と遮断する状態とを選択的に切り替え制御される駆動伝達切替手段を設け、減速比が大きい第二駆動伝達経路にワンウェイクラッチを設けた速度切替装置において、
    前記第一駆動伝達経路における最後に前記駆動力が伝達される第一最終駆動伝達部材に前記駆動力を伝達する第一駆動伝達部材と、前記第二駆動伝達経路における最後に前記駆動力が伝達され、前記第一最終駆動伝達部材と同軸上に配置された第二最終駆動伝達部材に前記駆動力を伝達する第二駆動伝達部材とを、同軸上に設け、
    軸方向一方側から見た時、前記駆動伝達切替手段が、各駆動伝達経路を構成する複数の駆動伝達部材のいずれとも重ならないように配置したことを特徴とする速度切替装置。
  2. 請求項1に記載の速度切替装置において、
    前記第一駆動伝達部材と、前記第二駆動伝達部材とが、それぞれ、各駆動伝達経路において、最初に前記駆動力が伝達される入力駆動伝達部材であることを特徴とする速度切替装置。
  3. 請求項1または2に記載の速度切替装置において、
    前記第一駆動伝達経路および前記第二駆動伝達経路が、ギヤの噛み合いにより駆動伝達を行うギヤ駆動伝達経路であることを特徴とする速度切替装置。
  4. 請求項1または2に記載の速度切替装置において、
    前記第一駆動伝達経路および前記第二駆動伝達経路が、ベルトを用いて駆動伝達を行うベルト駆動伝達経路であることを特徴とする速度切替装置。
  5. 請求項1乃至4いずれか一項に記載の速度切替装置において、
    前記駆動伝達切替手段と前記ワンウェイクラッチとを同軸上に設けたことを特徴とする速度切替装置。
  6. 請求項5に記載の速度切替装置において、
    前記駆動伝達切替手段と前記ワンウェイクラッチとを、前記第一駆動伝達部材および前記第二駆動伝達部材と同軸上に配置し、前記第一駆動伝達部材は、前記駆動伝達切替手段を介して前記駆動力が伝達され、前記第二駆動伝達部材は、前記ワンウェイクラッチを介して前記駆動力が伝達される構成であり、
    前記第一最終駆動伝達部材と前記第二最終駆動伝達部材とは一体形成品であり、
    前記第一最終駆動伝達部材または前記第二最終駆動伝達部材から、前記出力対象回転体に前記駆動力を出力することを特徴とする速度切替装置。
  7. 請求項1乃至6いずれか一項に記載の速度切替装置において、
    前記第一駆動伝達経路と前記第二駆動伝達経路との相対減速比が、1%以下であることを特徴とする速度切替装置。
  8. 請求項1乃至7いずれか一項に記載の速度切替装置において、
    前記駆動伝達切替手段が、電磁クラッチであることを特徴とする速度切替装置
  9. 求項1乃至8いずれか一項に記載の速度切替装置において、
    前記駆動伝達切替手段よりも前記軸方向一方側に設けられ、前記駆動伝達切替手段が取り付けられた軸を受ける軸受部材の直径が、前記駆動伝達切替手段の外径よりも大径であり、かつ、前記軸受部材を介して前記軸を支持する側板に対して着脱可能に設けたことを特徴とする速度切替装置。
  10. 駆動源と、
    前記駆動源の駆動力を回転体に伝達する駆動伝達部とを備えた駆動装置において、
    前記駆動伝達部は、請求項1乃至9いずれか一項に記載の速度切替装置を有することを特徴とする駆動装置。
  11. 請求項10に記載の駆動装置において、
    複数の回転体に前記駆動力を伝達することを特徴とする駆動装置。
  12. 請求項11に記載の駆動装置において、
    複数の回転体のうちひとつである正逆回転させる正逆回転体に前記駆動力を伝達する第一駆動伝達部と、複数の回転体のうちひとつである一方向にのみ回転させる一方向回転体に前記駆動力を伝達する第二駆動伝達部とを備え、
    前記速度切替装置を、第二駆動伝達部に設けたことを特徴とする駆動装置。
  13. 請求項12に記載の駆動装置において、
    前記正逆回転体が、定着ローラであり、前記一方向回転体が、レジストローラであることを特徴とする駆動装置。
  14. 駆動源と、
    前記駆動源の駆動力を正逆回転させる正逆回転体に前記駆動力を伝達する第一駆動伝達部と、
    一方向にのみ回転させる一方向回転体に前記駆動力を伝達する第二駆動伝達部とを備えた駆動装置において、
    前記第二駆動伝達部は、減速比が互いに異なり、駆動源の駆動力を出力対象回転体に伝達する二系統の駆動伝達経路のうち、減速比の小さい第一駆動伝達経路に、制御手段により前記駆動力を伝達する状態と遮断する状態とを選択的に切り替え制御される駆動伝達切替手段を設け、減速比が大きい第二駆動伝達経路にワンウェイクラッチを設けた速度切替装置を備え、
    前記第一駆動伝達経路における最後に前記駆動力が伝達される第一最終駆動伝達部材に前記駆動力を伝達する第一駆動伝達部材と、前記第二駆動伝達経路における最後に前記駆動力が伝達され、前記第一最終駆動伝達部材と同軸上に配置された第二最終駆動伝達部材に前記駆動力を伝達する第二駆動伝達部材とを、同軸上に設け、
    前記正逆回転体が、定着ローラであり、前記一方向回転体が、レジストローラであることを特徴とする駆動装置。
  15. 請求項12乃至14いずれか一項に記載の駆動装置において、
    前記駆動源を、第一の回転速度で回転させる第一駆動モードと、
    前記駆動源を、第一の回転速度よりも遅い回転速度で回転させる第二駆動モードとを有し、
    駆動モードの切り替え時に、前記速度切替装置の速度の切り替えを行うことを特徴とする駆動装置。
  16. 請求項10乃至15いずれか一項に記載の駆動装置において、
    前記駆動源の出力軸に設けられた出力ギヤ部と噛み合う内歯歯車を備えたことを特徴とする駆動装置。
  17. 請求項10乃至16いずれか一項に記載の駆動装置において、
    前記駆動源を、軸方向において、駆動伝達部よりも回転体側に設けたことを特徴とする駆動装置。
  18. 駆動源と、
    減速比が互いに異なり、前記駆動源の駆動力を出力対象回転体に伝達する二系統の駆動伝達経路のうち、減速比の小さい第一駆動伝達経路に、制御手段により前記駆動力を伝達する状態と遮断する状態とを選択的に切り替え制御される駆動伝達切替手段を設け、減速比が大きい第二駆動伝達経路にワンウェイクラッチを設けた速度切替装置と、を備えた駆動装置において、
    前記第一駆動伝達経路および第二駆動伝達経路のいずれか一方を、ギヤの噛み合いにより駆動伝達を行うギヤ駆動伝達経路とし、他方を、ベルトを用いて駆動伝達を行うベルト駆動伝達経路とし、
    前記駆動源を、第一の回転速度で回転させる第一駆動モードと、
    前記駆動源を、第一の回転速度よりも遅い回転速度で回転させる第二駆動モードとを有し、
    前記制御手段は、前記第一駆動モードのとき、前記ベルト駆動伝達経路を経由して前記出力対象回転体に前記駆動力が伝達され、前記第二駆動モードのとき、前記ギヤ駆動伝達経路を経由して前記出力対象回転体に前記駆動力が伝達されるように前記駆動伝達切替手段を制御することを特徴とする駆動装置。
  19. シートを搬送する搬送部材と、前記搬送部材を回転駆動させる駆動手段とを備えたシート搬送装置において、
    前記駆動手段は、駆動源と、前記駆動源の駆動力を回転体に伝達する駆動伝達部とを備え、
    前記駆動伝達部は、減速比が互いに異なり、駆動源の駆動力を出力対象回転体に伝達する二系統の駆動伝達経路のうち、減速比の小さい第一駆動伝達経路に、制御手段により前記駆動力を伝達する状態と遮断する状態とを選択的に切り替え制御される駆動伝達切替手段を設け、減速比が大きい第二駆動伝達経路にワンウェイクラッチを設けた速度切替装置を有し、
    前記第一駆動伝達経路における最後に前記駆動力が伝達される第一最終駆動伝達部材に前記駆動力を伝達する第一駆動伝達部材と、前記第二駆動伝達経路における最後に前記駆動力が伝達され、前記第一最終駆動伝達部材と同軸上に配置された第二最終駆動伝達部材に前記駆動力を伝達する第二駆動伝達部材とを、同軸上に設けたことを特徴とするシート搬送装置。
  20. 画像を形成する画像形成手段と、
    回転体を駆動する駆動手段とを備えた画像形成装置において、
    前記駆動手段は、駆動源と、前記駆動源の駆動力を回転体に伝達する駆動伝達部とを備え、
    前記駆動伝達部は、減速比が互いに異なり、駆動源の駆動力を出力対象回転体に伝達する二系統の駆動伝達経路のうち、減速比の小さい第一駆動伝達経路に、制御手段により前記駆動力を伝達する状態と遮断する状態とを選択的に切り替え制御される駆動伝達切替手段を設け、減速比が大きい第二駆動伝達経路にワンウェイクラッチを設けた速度切替装置を有し、
    前記第一駆動伝達経路における最後に前記駆動力が伝達される第一最終駆動伝達部材に前記駆動力を伝達する第一駆動伝達部材と、前記第二駆動伝達経路における最後に前記駆動力が伝達され、前記第一最終駆動伝達部材と同軸上に配置された第二最終駆動伝達部材に前記駆動力を伝達する第二駆動伝達部材とを、同軸上に設けたことを特徴とする画像形成装置。
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