(57)【要約】【課題】  ギアとギア同士をスムーズに噛み合わせ、軸と歯車のクリアランスやその前後の歯車とのバックラッシュを小さくし、回転ムラや振動を少なくする駆動伝達装置の提案。【解決手段】  本体２８に現像ローラ４が着脱可能な画像形成装置１２において、現像ローラ４を挿入するときに、ギア１９の軸心を本体側のギア１８の軸心に案内するガイド３１を設け、本体側のギア１８に対して現像ローラ４のギア１９の軸心をギア１９の半径方向に移動させて挿入する際に、ガイド３１に沿ってギア１９をギア１８の半径方向から噛み合わせる。【選択図】  図５
2006251305.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
本体に装着可能なユニットに、前記本体の駆動手段の駆動力を伝達するギア機構が備えられた駆動伝達装置において、
前記ギア機構の噛み合うギア同士の少なくとも何れか一方のギアを、前記ユニットを前記本体に装着する際の前記ギア同士の噛み合いによって発生する負荷により、噛み合いから退避する退避ギアとし、該退避ギアは、前記負荷が軽減された後に、前記退避ギアを動力伝達可能な噛み合い状態に戻す変位機構を備えたことを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項２】
請求項1の駆動伝達装置において、前記変位機構は、前記退避ギアを同心円状に変位させるように構成されていることを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項３】
請求項１の駆動伝達装置において、前記変位機構は、前記ギア機構が駆動力を伝達する駆動時に、前記退避ギアを動力伝達時の噛み合い位置で固定するように構成されていることを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項４】
請求項１の駆動伝達装置において、前記変位機構は、前記ギア機構に所定値を超過する負荷が生じた場合に、前記退避するギアを非噛合い位置まで変位するように構成されていることを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項５】
請求項１の駆動伝達装置において、前記変位機構は、前記退避ギアを噛み合いの初期位置に向かって付勢する付勢手段を有することを特徴とする駆動伝達装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、例えば、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置における駆動伝達技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、画像形成装置は消耗品の交換や故障等の面で効率をあげるために、現像装置や転写装置等がユニット化されて、製品本体に装着する構成になっている。このように各種装置がユニット化されることによりモータ等の駆動を製品本体からユニットへ伝達させる必要があり、ギヤ等を使用して動力を伝達している。
【０００３】
このように、駆動源から各ユニットへ駆動を伝達する際に、本体とユニットが傾いて構成されたり、軸芯ずれやユニットの位置が定まっていない場合には、駆動伝達部であるギヤの噛合いにズレが生じ十分な駆動伝達ができなくなり、軸の回転が不安定になるなど振動の発生につながってしまう。
【０００４】
また、本体とユニットが傾いていると、画像形成時に左右で濃度が異なる現象が発生したり、軸の回転が不安定になる。このように回転ムラが起こると、例えば現像ユニットの場合には感光体と現像との距離が変わり、現像や感光体回転周期のピッチ上の濃度ムラであるバンディングが発生する。
【０００５】
さらに、噛合いズレにより生じる振動は、書込みユニットに伝播し、レンズやミラーの振動を発生し、ビーム位置の変動を引き起こす。画像ではこのビーム位置変動はピッチ状のバンディングとして現れる。このように製品本体からの駆動を正しくユニットに伝達することができなければ、高画質な画像形成を行なうことができなくなる。
【０００６】
そこで、このような問題を解決する技術として、特開２００２−３０４０３０号が公開されている。この特開２００２ー３０４０３０号では、位置決め固定軸の先端にテーパを形成して、ユニット着脱時に画像形成装置本体側のギヤ軸心とユニット側のギヤ軸心との位置を、半径方向の離れた位置から行なうことができるように、ガイド手段を設けている。これによって、スムーズにギヤを噛み合わせることが可能になる。
【特許文献１】特開２００２ー３０４０３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、上述の特開２００２ー３０４０３０号の技術ではユニットが装着位置とは平行ではない位置においてのガイドとなってしまうため、回転軸が傾くことが懸念される。そして、回転軸が傾いた状態でギヤの噛合わせを行なうと、振動や異音の発生を抑えることができないという問題がある。
【０００８】
本発明は、軸間距離を一定に保つことで、歯車間の噛合いを滑らかにして振動の発生を防止しバンディングの発生しない駆動伝達装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、本願の請求項１の駆動伝達装置は、本体に装着可能なユニットに、前記本体の駆動手段の駆動力を伝達するギア機構が備えられた駆動伝達装置において、前記ギア機構の噛み合うギア同士の少なくとも何れか一方のギアを、前記ユニットを前記本体に装着する際の前記ギア同士の噛み合いによって発生する負荷により、噛み合いから退避する退避ギアとし、該退避ギアは、前記負荷が軽減された後に、前記退避ギアを動力伝達可能な噛み合い状態に戻す変位機構を備えたことを特徴とする。
【００１０】
本願の請求項２の駆動伝達装置は、請求項1の駆動伝達装置において、前記変位機構は、前記退避ギアを同心円状に変位させるように構成されていることを特徴とする。
【００１１】
本願の請求項３の駆動伝達装置は、請求項１の駆動伝達装置において、前記変位機構は、前記ギア機構が駆動力を伝達する駆動時に、前記退避ギアを動力伝達時の噛み合い位置で固定するように構成されていることを特徴とする。
【００１２】
本願の請求項４の駆動伝達装置は、請求項１の駆動伝達装置において、前記変位機構は、前記ギア機構に所定値を超過する負荷が生じた場合に、前記退避するギアを非噛合い位置まで変位するように構成されていることを特徴とする。
【００１３】
本願の請求項５の駆動伝達装置は、請求項１の駆動伝達装置において、前記変位機構は、前記退避ギアを噛み合いの初期位置に向かって付勢する付勢手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本願の請求項１の発明によれば、本体装置へのユニット挿入の際に本体のギヤとユニット側のギヤとの間に生ずる負荷によって、変位機構が退避ギヤを移動させるので、ユニット挿入時の滑らかなギヤの噛合いを保持し、軸間距離の変動を押えることが可能になる。即ち、軸間距離の安定により、回転ムラや振動を発生させることなく、良好な画像出力を可能とし、ギヤの破損を防止することができる。
【００１５】
本願の請求項２の発明によれば、滑らかなギヤ連結を達成するために、退避ギヤを同心円状に変位させ、ギヤ同士の噛み合い連結時に発生するギヤ間の負荷を段階的に増すことを可能になる。
【００１６】
本願の請求項３の発明によれば、退避ギアが噛み合い初期に変位しても、動力伝達を可能とするために退避ギアが噛合い位置まで戻ると、ギヤ機構における安定した駆動伝達を達成できる。
【００１７】
本願の請求項４の発明によれば、ギヤ間に過大な負荷が発生した時にギヤの連結を遮断するように退避ギアを退避させるので、モータやギヤの破損を防止できる。
【００１８】
本願の請求項５の発明によれば、ユニットを本体に搭載していないときに、付勢手段の弾性力により退避ギアを初期位置に戻しておくことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態にかかる駆動伝達装置について説明する。この実施の形態において適用される装置はカラー画像形成装置である。
【００２０】
このカラー画像形成装置には、図１に示すように、４色のドラム状の感光体２ａ〜２ｄが配置されており、それぞれ、ブラック感光体２ａ、シアン感光体２ｂ、マゼンタ感光体２ｃ、イエロー感光体２ｄとされている。また、カラー画像形成装置には、これらの感光体を帯電する帯電ユニットが４色それぞれ配置されている。これらの４色の帯電ユニットはブラック帯電ユニット３ａ、シアン帯電ユニット３ｂ、マゼンタ帯電ユニット３ｃ、イエロー帯電ユニット３ｄとされている。また、帯電された感光体を現像するために４色の現像ユニットが配置されている。この４色の現像ユニットは、ブラック現像ユニット４ａ、シアン現像ユニット４ｂ、マゼンタ現像ユニット４ｃ、イエロー現像ユニット４ｄとされている。また、中間転写ベルト５に転写する１次転写ユニットとして、ブラック１次転写ユニット６ａ、シアン１次転写ユニット６ｂ、マゼンタ１次転写ユニット６ｃ、イエロー一次転写ユニット６ｄが配置されている。
【００２１】
中間転写ベルト５には、転写されないで感光体に残ったトナーを回収するドラムクリーニングユニットがそれぞれブラックドラムクリーニングユニット７ａ、シアンドラムクリーニングユニット７ｂ、マゼンタドラムクリーニングユニット７ｃ、イエロードラムクリーニングユニット７ｄが感光体に接して配置されている。
【００２２】
中間転写ベルト５に転写されたトナー像は２次転写ユニット８において転写紙に移される。転写後の中間転写ベルト５はベルトクリーニングユニット１１でクリーニングされる。転写紙は搬送ユニット９によって搬送され、定着ユニット１０において転写紙上のトナー像が転写紙に定着され、定着された転写紙が排紙される。
【００２３】
回転駆動されるユニットである感光体、現像ユニット、ベルトクリーニングユニット１１、中間転写ベルト５、搬送ユニット９、定着ユニット１０は、それぞれ駆動モータと、この駆動モータの駆動力が伝達されるギヤを備えており、それぞれ回転数が決められている。
【００２４】
図２はこれらのユニットと本体の駆動連結部の一例を示している。図２において１３は現像駆動モータ、１４は感光体駆動モータである。現像駆動モータ１３の回転力は、現像駆動モータ軸１５、現像駆動軸１７に備え付けられた現像駆動ギヤ１６、ギア１８のギア機構によりユニット内の現像駆動アイドラギヤ１９に伝達される。
【００２５】
現像駆動アイドラギヤ１９は現像駆動アイドラ軸２０に備え付けられており、図３に示すように、現像駆動アイドラギヤ１９の回転力は現像ローラギヤ２１、現像スリーブギヤ３０に伝達される。現像ローラギヤ２１は、現像ローラ軸２２に備え付けられており、現像ローラ４を回転させる。感光体駆動モータ１４の回転による駆動は、感光体駆動モータ軸２３、感光体軸ギヤ２４に回転駆動力を伝達し、感光体軸２５に固定された感光体２を軸回転させる。
【００２６】
感光体２と現像ローラ４はＰＣＵ（Ｐｈｏｔｏｃｏｎｄｕｃｔｏｒ  Ｃｌｅａｎｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）ユニット化されており、ＰＣＵユニット筐体２７内に設置されている。ＰＣＵユニット２７は位置決めピン２６を有し、位置決めピン２６が画像形成装置本体２８の嵌合孔２９に嵌合することにより、画像形成装置本体２８との位置が定められる。ＰＣＵユニット２７内の位置関係はユニット化されているため、感光体２と現像ローラ４のピッチを保つことができ、良好な画像形成が可能である。
【００２７】
また、現像駆動アイドラ軸２０と現像ローラ軸２２及び図示しない現像スリーブ軸及び感光体軸２５の位置も定められているが、現像駆動ギヤ１８と現像アイドラギヤ１９からなるギア機構はユニットの装着とともに噛合う構成とされている。
【００２８】
従って、現像駆動ギヤ１８と現像アイドラギヤ１９のギヤ間距離が正確に配置されていなかったり、現像駆動軸１７と現像駆動アイドラ軸２０とが平行でなく、傾きがある場合には、ギヤ１８、１９同士の噛合いが正常に行なわれず、駆動伝達が十分でなくなり、振動や回転ムラが発生するなど画像形成に影響が出てしまう。
【００２９】
このため、画像形成装置２８とＰＣＵユニット２７の位置関係は正しく保たれた状態で、ＰＣＵユニット２７が装着されなければならない。このように、ＰＣＵユニット２７が装着時の位置に対して平行に挿入できるように、ガイドレール等のガイド手段が設けられており、画像形成装置本体２８とＰＣＵユニット２７の正しい位置関係は、これらの位置決め手段によって決められる。
【００３０】
また、ＰＣＵユニット２７挿入時にギヤの配置状態が悪いと、ギヤが歯当たりを起こし、ギヤの破損などにつながることが考えられる。
【００３１】
この実施の形態では、着脱可能なＰＣＵユニット２７の画像形成装置本体２８への挿入時に、ギヤ間にかかる負荷を利用して本体側のギヤ及びギヤ軸を移動させ、挿入時のギヤ間の噛合いを滑らかに結合させることを可能とする。このＰＣＵユニット２７を画像形成装置本体２８に挿入するときに、目標とする位置に対して平行に行なうことができるため滑らかなユニット挿入が可能であるとともに、ギヤ間の距離を所定の間隔で達成することが可能になる。
【００３２】
図４（ａ）はＰＣＵユニット２７の挿入時の現像駆動ギヤ１８（本体側のギア）と現像アイドラギヤ１９（装着ユニット側のギア）の噛合いの関係を示している。このＰＣＵユニット２７の挿入時には各々ギヤの歯の位置が噛合う位置にあるとは限らず、図４（ａ）のような関係にある場合、現像駆動ギヤ１８の歯１８ａと現像アイドラギヤ１９の歯１９ａは干渉を起こす。
【００３３】
本発明ではこのギアの歯１８ａとギア１９の歯１９ａが干渉することを避けるために、挿入時の現像駆動ギヤ１８をギヤ噛合い位置を非噛合い位置とすることによって、挿入時の歯１８ａ、１９ａ同士の干渉を避けている。
【００３４】
図４（ｂ）に示すように、ＰＣＵユニット２７の挿入時には、現像駆動ギヤ１８はギヤ噛合い位置とは違う位置にある。噛合い位置での中心間距離は（Ｌ１＋Ｌ１’）であるが、ＰＣＵユニット２７の挿入前の現像駆動ギヤ１８の位置はギヤ間の中心間距離Ｌが歯先円半径の合計値（Ｌ２＋Ｌ２’）より小さくなっている。これは、ギヤ噛合い時のギヤ１８、１９間で発生する負荷を利用するためであり、ＰＣＵユニット２７が挿入されるとともにハス歯ギヤの歯形状の山に沿って移動し、その際発生する力を利用して現像駆動ギヤ１８を移動させる。
【００３５】
図４（ｃ）はＰＣＵユニット２７が画像形成装置本体２８に挿入され、現像駆動ギヤ１８と現像アイドラギヤ１９が噛合った後の状態を示している。現像駆動ギヤ１８の歯と現像アイドラギヤ１９の歯とが噛合うことによって、回転駆動が伝達可能とされており、ＰＣＵユニット２７が画像形成装置本体２８に収まると、現像駆動ギヤ１８は回転が止まる構成とされている。現像駆動ギヤ１８の移動は現像駆動軸１７がガイド３１に沿って移動できることによって達成される。
【００３６】
図５はガイド３１を示す。図５に示されるように、ガイド３１はガイド板に形成された溝部或いは穴で形成される。ガイド板のガイド３１は画像形成装置２８に設けられており、現像駆動軸１７が移動できるように、現像駆動軸１７を案内する。図６はギヤ１８、１９同士の噛合い状態と軸１７、２０の位置関係を示す。図６（ａ）はギヤ１８、１９同士の噛み合いの初期位置を示しており、ＰＣＵユニット２７の挿入に伴ってギヤ１８、１９の先端が接触している状態を示す。この時、現像駆動軸１７はガイド３１のＡの位置にあるように構成されている。図６（ｂ）は現像駆動ギヤ１８と現像アイドラギヤ１９が噛合った位置であり、現像駆動軸１７はＢ’の位置に移動する。
【００３７】
図７は現像駆動軸１７を同心円状にガイドする構成を示す。図７に示すように、円弧状のガイド３２は画像形成装置２８に備えられたガイド板の凹部或いは穴で構成されており、現像駆動軸１７が同心円状のガイド３２に沿って移動可能とされている。このような構成にすることでＰＣＵユニット２７を挿入するときに伴うギヤ１８、１９間の負荷による現像駆動軸１７の移動を滑らかに達成することが可能になる。
【００３８】
図８は、現像駆動ギヤ１８と現像アイドラギヤ１９の変位が噛合い位置Ｂ’で制限されるように、ガイドが構成されている。現像駆動軸１７のギヤ噛合い位置を位置Ｂ’とすることによってギア１８、１９の滑らかな回転が可能になり、ギヤ１８、１９の噛合いズレ等による歯欠けを防止できる。
【００３９】
図９（ａ）は通常駆動時に規定以上の負荷がかかった時に、ギヤやモータの破損を防ぐためギヤの噛合わない位置まで現像駆動ギヤ軸を移動させる機構を示す。現像ローラに異物等の混入されると、現像ローラを駆動するのに必要な駆動力が大きくなり、駆動を伝達するモータやギヤの負荷が大きくなる。そのためモータやギヤが破損してしまう。このような過大な負荷を避けるために、駆動伝達を現像駆動ギヤで遮断することで解決する。
【００４０】
図９（ｂ）に示すように、３２は高負荷発生時にギヤの噛合いを遮断するガイド穴であり、ガイド穴３２によって現像駆動ギヤ軸１７が変位できるように構成されている。ガイド穴３２には板バネ３３が取り付けられており、高負荷時には板バネ３３が外側に開き、現像駆動ギヤ軸１７がガイド穴３３のＬ字形突出部の内部に変位できるようになっている。板バネ３３は規定の負荷によって撓むことが出来るように調整されており、通常駆動時の負荷では開くことがない。このような構成にすることで、モータやギヤの破損を防止することができる。
【００４１】
図１０はＰＣＵユニット２７の未搭載には、現像駆動ギヤ軸１７が初期位置に移動可能とする弾性体３３を示す。この弾性体は例えばバネ３３であるが、未負荷時にはバネ３３により初期位置方向に現像駆動ギヤ１７が引っ張られる構成とされている。この時弾性体の弾性力はＰＣＵユニット挿入時に発生するギヤ間の負荷よりも小さいものとする。図１０に示すように、現像駆動軸１７にはバネ３３が取り付けられており、現像駆動ギヤ１８に負荷がかかっていない場合にはバネ３３によりガイドに引き寄せられるような構成となっている。
【００４２】
以上述べたように、この実施の形態の駆動伝達装置は、感光体駆動ユニットと現像駆動ユニットが分かれている機構への適用について説明してきたが、駆動ギヤの噛合いを伴う機構すべてに当てはまり、着脱のあるギア機構の駆動伝達技術分野にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施の形態の駆動伝達装置の適用例であるカラー画像形成装置の模式図である。
【図２】本発明の実施の形態にかかる駆動伝達装置の適用部位を示す模式図である。
【図３】本発明の実施の形態の適用部位であるギア機構を示す模式図である。
【図４】（ａ）図３のギア機構においてギアの歯同士が干渉して破損を生じる現象を示す模式図である。（ｂ）はギアの噛み合いにおいて、噛み合い初期状態を示す模式図である。（ｃ）はギアの噛み合いにおいて、噛み合い完了状態を示す模式図である。
【図５】本発明の実施の形態の駆動伝達装置であるギアの変位機構を示す模式図である。
【図６】（ａ）は図５のギアの噛み合い初期状態を示す模式図である。（ｂ）はギアの噛み合い完了状態を示す模式図である。
【図７】軸を円弧状に変移可能とした構成を示す模式図である。
【図８】ギア機構に所定値以上の負荷がかかったときの変位規制を行う機構の模式図である。
【図９】（ａ）ギア機構に所定値以上の負荷がかかったときに軸の退避空間を設けた機構の模式図であり、（ｂ）は所定値以上の負荷がかかったときに軸が退避した状態の模式図である。
【図１０】ギア機構に所定値以上の負荷がかかったときに軸の退避させ、負荷が無くなったときに初期位置に戻す機構の模式図である。
【符号の説明】
【００４４】
１７  軸
１８  ギア
１８ａ  ギアの歯
１９  ギア
２０  軸
２７  ＰＣＵユニット
２８  画像形成装置本体のフレームの一部
【図１】
2006251305.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
2006251305.tif 000011
【図１０】
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