(57)【要約】【課題】揺動ギアと第１ギア部または第２ギア部との噛み合いを円滑に切り替えられ、切り替え不良を防止可能な駆動装置を提供する。【解決手段】駆動装置は、モーターと、駆動ギアと、揺動ギアと、第１ギア部と、第２ギア部と、ブラケットと、を備える。揺動ギアは、駆動ギアから伝達される回転駆動力によって第１ギア部と噛み合う第１の位置と第２ギア部と噛み合う第２の位置との間で揺動可能である。ブラケットは、揺動ギアが第１の位置および第２の位置に配置されたとき回転軸が当接する一対の円弧状の当接部と、一対の当接部を駆動ギアから遠い側の第１摺動面と駆動ギアに近い側の第２摺動面とで連結する円弧孔部と、を有する摺動孔を備える。第１摺動面は、当接部に当接した回転軸の、駆動ギアと揺動ギアとの圧力角方向と平行な接線よりも回転軸と反対側に退避した形状、若しくは接線に重なる形状である。【選択図】図４
2018151023.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転駆動力を発生するモーターと、
該モーターの正逆回転に応じて第１の方向と第２の方向とに回転可能な駆動ギアと、
該駆動ギアと噛み合うように配置されており、前記駆動ギアから伝達される回転駆動力によって第１の位置と第２の位置との間で揺動可能な揺動ギアと、
前記駆動ギアが第１の方向に回転することにより前記揺動ギアが第１の位置に揺動した場合に前記揺動ギアに噛み合う第１ギア部と、
前記駆動ギアが第２の方向に回転することにより前記揺動ギアが第２の位置に揺動した場合に前記揺動ギアに噛み合う第２ギア部と、
前記第１ギア部、前記第２ギア部を回転可能に保持するフレームと、
前記揺動ギアの回転軸を摺動可能で且つ回転可能に保持することにより前記揺動ギアを前記第１の位置と前記第２の位置とに案内する摺動孔を有し、前記フレームに取り付けられるブラケットと、
を備えた駆動装置であって、
前記摺動孔は、前記揺動ギアが前記第１の位置および前記第２の位置に配置されたとき前記回転軸が当接する一対の円弧状の当接部と、該一対の当接部を前記駆動ギアから遠い側の第１摺動面と前記駆動ギアに近い側の第２摺動面とで連結する円弧孔部と、を有し、
前記第１摺動面は、前記当接部に当接した前記回転軸の、前記駆動ギアと前記揺動ギアとの圧力角方向と平行な接線よりも前記回転軸と反対側に退避した形状、若しくは前記接線に重なる形状であることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記回転軸を前記当接部の一方に当接した状態で保持する保持機構を備えたことを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記保持機構は、前記回転軸の外周面に前記第１摺動面側から当接する押圧部材と、該押圧部材を前記回転軸方向に付勢する付勢部材と、を有することを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記保持機構は、前記第２摺動面から前記摺動孔の内側に向かう凸形状であることを特徴とする請求項２に記載の駆動装置。
【請求項５】
前記第２ギア部は前記第１ギア部に対して減速比が異なっており、
前記第１ギア部および前記第２ギア部に噛み合い前記駆動ギアの回転駆動力を駆動出力部に伝達するギア列と、
前記第２ギア部と前記ギア列とを噛み合わせるアイドルギアと、を備え、
前記駆動出力部の回転速度を切り替え可能であることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の駆動装置。
【請求項６】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の駆動装置を備えた給紙装置。
【請求項７】
請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の駆動装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリー、それらの複合機等に用いる駆動装置及びそれを備えた給紙装置並びに画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、カラー用画像形成装置は、黒色による単色（モノクロ）の画像形成と、多色（カラー）の画像形成とに切り替えることができるように構成されている。単色の画像形成と多色の画像形成とは画像形成プロセスの速度が異なり、単色の画像形成と多色の画像形成とを切り替えるための構成が備えられていた。このような切り替え機構を備えることで、画像形成装置の構成が不必要に複雑化し、画像形成装置の装置コストが増大していた。
【０００３】
そこで、特許文献１には、単色及び多色の画像形成に共用される黒色の現像剤が収容された画像形成ユニットを駆動する駆動装置を備えた画像形成装置が開示されている。モノクロ画像を形成する場合、モーターが第１の方向に回転駆動されると、駆動ギアの第１の方向への回転により、揺動ギアが第１の位置に移動し、第１ギア列に噛み合う。第１ギア列の末端に位置するブラックギアが第１の回転速度で黒色の画像形成ユニットを回転駆動させる。一方、カラー画像を形成する場合、モーターが第２の方向に回転駆動されると、駆動ギアの第２の方向への回転により、揺動ギアが第２の位置に移動し、第１ギア列に対して減速比が異なる第２ギア列に噛み合う。第２ギア列の末端に位置するブラックギアが第２の回転速度で黒色の画像形成ユニットを回転駆動させる。このように単一のモーターの回転方向を変えるだけで、モノクロの画像形成動作とカラーの画像形成動作とを切り替えることができるようにしている。
【０００４】
また、特許文献２には、モーターの回転方向に応じて第１の方向と第２の方向とに回転可能に配置された駆動ギアと、駆動ギアに噛み合い、駆動ギアに伝達された回転駆動力によって、モーターの回転方向に応じて第１の位置と第２の位置との間で揺動可能に構成された揺動ギアと、を備えた駆動装置が開示されている。この駆動装置では、揺動ギアを回転可能、且つ揺動可能に保持する摺動孔を有するブラケットを、揺動ギアに比べて剛性が大きく、且つフレームに比べて摩擦係数が小さくなるようにしている。これにより、揺動ギアの回転軸が摺動孔内で回転及び揺動を繰り返しても、揺動ギアの回転軸の摺動性能が低下することがなく、駆動出力部の回転トルク、回転速度の変動が抑えられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００７−７２０２１号公報
【特許文献２】特開２０１２−２００９２９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上述した特許文献１、２の駆動装置は、ギア列を構成する複数のギアが対向する二つのフレームに回転可能に保持されるとともに、揺動ギアの回転軸が二つのフレームに形成された長円状の摺動孔に揺動可能で且つ回転可能に保持される。さらに、モーターが一方のフレームに固定されている。この方式では、モーターから伝達される力の作用方向を考慮しなければ揺動ギアの回転軸が摺動孔に引っ掛かり、切り替え不良が発生するおそれがあった。
【０００７】
本発明は、上記問題点に鑑み、揺動ギアと第１ギア部または第２ギア部との噛み合いを簡単な構成で円滑に切り替えることができ、切り替え不良を防止可能な駆動装置、及びそれを備えた給紙装置並びに画像形成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】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明の第１の構成は、モーターと、駆動ギアと、揺動ギアと、第１ギア部と、第２ギア部と、ブラケットと、を備えた駆動装置である。モーターは、回転駆動力を発生する。駆動ギアは、モーターの正逆回転に応じて第１の方向と第２の方向とに回転可能である。揺動ギアは、駆動ギアと噛み合うように配置されており、駆動ギアから伝達される回転駆動力によって第１の位置と第２の位置との間で揺動可能である。第１ギア部は、駆動ギアが第１の方向に回転することにより揺動ギアが第１の位置に揺動した場合に揺動ギアに噛み合う。第２ギア部は、駆動ギアが第２の方向に回転することにより揺動ギアが第２の位置に揺動した場合に揺動ギアに噛み合う。フレームは、第１ギア部、第２ギア部を回転可能に保持する。ブラケットは、揺動ギアの回転軸を摺動可能、且つ回転可能に保持することにより揺動ギアを第１の位置と第２の位置とに案内する摺動孔を有し、フレームに取り付けられる。摺動孔は、揺動ギアが第１の位置および第２の位置に配置されたとき回転軸が当接する一対の円弧状の当接部と、一対の当接部を駆動ギアから遠い側の第１摺動面と駆動ギアに近い側の第２摺動面とで連結する円弧孔部と、を有する。第１摺動面は、当接部に当接した回転軸の、駆動ギアと揺動ギアとの圧力角方向と平行な接線よりも回転軸と反対側に退避した形状、若しくは接線に重なる形状である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の第１の構成によれば、駆動ギアを正回転させて揺動ギアを第１の位置に移動させる際、或いは駆動ギアを逆回転させて揺動ギアを第２の位置に移動させる際に、摺動孔内での回転軸の移動が第１摺動面によって妨げられるおそれがなくなる。従って、揺動ギアの回転軸を摺動孔に沿って円滑に往復移動させることができ、駆動列の切り替え不良、および回転軸や第１摺動面の摩耗を効果的に抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の駆動装置１０１が搭載された画像形成装置１を概略的に示す図
【図２】本発明の第１実施形態に係る駆動装置１０１を表面側から見た外観斜視図
【図３】第１実施形態の駆動装置１０１の内部構成を裏面側から見た外観斜視図
【図４】第１実施形態の駆動装置１０１の要部のギアを表面側から見た外観斜視図
【図５】第１実施形態の駆動装置１０１の揺動ギア１２３を保持するブラケット１１０の外観斜視図
【図６】第１実施形態の駆動装置１０１の揺動ギア１２３とブラケット１１０の断面斜視図
【図７】第１実施形態の駆動装置１０１における揺動ギア１２３付近を表面側から見た側面図
【図８】図７における摺動孔１１１の部分拡大図であり、揺動ギア１２３が第２の位置に配置された状態を示す図
【図９】図７における摺動孔１１１の部分拡大図であり、揺動ギア１２３が第１の位置に配置された状態を示す図
【図１０】第１実施形態の駆動装置１０１における摺動孔１１１の他の形状を示す平面図
【図１１】本発明の第２実施形態に係る駆動装置１０１における揺動ギア１２３の保持構造を示す側面断面図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。画像形成装置１は、直方体状の装置本体１ａを備え、装置本体１ａ内の上部には、画像形成部１０が配設される。画像形成部１０は、感光体ドラム１１と、帯電装置１３と、露光ユニット１２、現像装置２と、クリーニング装置１４と、除電装置１４ａとを備える。
【００１２】
感光体ドラム１１は、装置本体１ａに回転可能に支持され、表面に感光層が形成される。感光層を形成する感光材料としてはアモルファスシリコンや有機感光層（ＯＰＣ）が用いられる。現像装置２は、感光体ドラム１１の右方に対向して配置され、感光体ドラム１１にトナーを供給する。帯電装置１３は、感光体回転方向に対し現像装置２の上流側であって感光体ドラム１１の表面に対向して配置され、感光体ドラム１１の表面を一様に帯電させる。
【００１３】
露光ユニット１２は、読み取った画像データに基づいて、帯電装置１３に対して感光体回転方向の下流側から感光体ドラム１１の表面にレーザー光を照射する。照射されたレーザー光により、感光体ドラム１１の表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置２によりトナー像に現像される。
【００１４】
搬送ベルト１７が転写ローラー２５及び従動ローラー２７に張架され、転写ローラー２５が転写搬送ベルト１７を介して感光体ドラム１１に対向して配設される。感光体ドラム１１の表面に形成されたトナー像は、転写バイアスを印加した転写ローラー２５により、搬送ベルト１７を介して搬送される用紙Ｐに転写される。トナー像の転写後に感光体ドラム１１の表面に残ったトナーはクリーニング装置１４により除去される。また、感光体ドラム１１の表面に残った電荷は除電装置１４ａにより除電される。
【００１５】
給紙部４６は、給紙カセット４７、４８と、大容量デッキ４９、５０と、手差しトレイ５１等から構成される。給紙カセット４７、４８は装置本体１ａの底部に上下方向に並べて配設され、用紙Ｐが各給紙カセット４７、４８の各載置板４７ａ、４８ａ上に載置される。給紙カセット４８の上方には、大容量デッキ４９、５０が左右に並べて配設され、用紙Ｐが大容量デッキ４９、５０の各載置板４９ａ、５０ａ上に載置される。給紙カセット４７、４８、大容量カセット４９、５０の各右上部には、載置板４７ａ〜５０ａ上の用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すためのピックアップローラー４７ｂ〜５０ｂが配設される。さらに、装置本体１ａの右側面には手差しトレイ５１が設けられ、手差しトレイ５１にもピックアップローラー５１ｂが設けられる。そして、転写ローラー２５の右方には、用紙Ｐの画像形成部１０への搬送タイミングを制御するためのレジストローラー対５３が配置される。
【００１６】
用紙搬送部７０は、装置本体１ａ内で用紙Ｐを搬送するためのものであり、給紙搬送路７１と、画像形成搬送路７２と、排出搬送路７３と、分岐搬送路７４と、反転搬送路７５と、再搬送路７６とを備える。
【００１７】
給紙部４６から供給される用紙Ｐは、給紙搬送路７１を上方に向けて搬送され、さらにレジストローラー５３によって搬送のタイミングを取って転写ローラー２５に搬送されると、転写ローラー２５によりトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、画像形成搬送路７２上で定着部１８に搬送され、定着部１８により加熱および加圧されると、トナー像が用紙Ｐに溶融定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、排出搬送路７３を通って排出ローラー５４によって排出トレイ８１に排出される。
【００１８】
両面印字を行う場合には、定着部１８で定着された用紙Ｐは分岐搬送路７４に搬送され、反転搬送路７５で用紙Ｐの表裏が反転される。反転された用紙Ｐは再搬送路７６を介して再び給紙搬送路７１に搬送される。給紙搬送路７１に搬送された用紙Ｐは、画像形成部１０でその裏面にトナー像を転写され、定着部１８によりトナー像を溶融定着された後、排出トレイ８１に排出される。
【００１９】
給紙カセット４７、４８の各ピックアップローラー４７ｂ、４８ｂは、図２〜図４に示す駆動装置１０１によって回転駆動する。図２は、本発明の第１実施形態に係る駆動装置１０１をピックアップローラー４７ｂ、４８ｂ側（表面側）から見た外観斜視図であり、図３は、第１実施形態の駆動装置１０１の内部構成を裏面側から見た斜視図であり、図４は、第１実施形態の駆動装置１０１の要部のギアを表面側から見た斜視図である。
【００２０】
図２に示すように、駆動装置１０１は、第１カップリング１０５と、第２カップリング１０６と、第３カップリング１０７とを備える。駆動出力部である第１〜第３カップリング１０５〜１０７は、夫々直方体状のフレーム１０２の外周面から突出して配設される。第１カップリング１０５はフレーム１０２の上側に回転可能に支持され、ピックアップローラー４８ｂ（図１参照）に連結されてピックアップローラー４８ｂを回転させる。第２カップリング１０６はフレーム１０２の下側に回転可能に支持され、ピックアップローラー４７ｂ（図１参照）に連結されてピックアップローラー４７ｂを回転させる。第３カップリング１０７は第１カップリング１０５の右側において、フレーム１０２に回転可能に支持され、給紙搬送路７１の搬送ローラー５２（図１参照）に連結されて搬送ローラー５２を回転させる。
【００２１】
図３に示すように、駆動装置１０１は、一方が開放された箱状のフレーム１０２と、フレーム１０２の開放側に対向する平板状の平板フレーム（図示せず）と、揺動ギア１２３を揺動可能に保持するブラケット１１０とを備える。ブラケット１１０はフレーム１０２に固定保持される。
【００２２】
また、駆動装置１０１は、モーター１２１（図４参照）と、駆動ギア１２２（図４参照）と、揺動ギア１２３と、第１ギア部１２４と、第２ギア部１２６と、アイドルギア１２８と、ギア列１３０と、を備える。駆動ギア１２２と、第１ギア部１２４と、第２ギア部１２６と、アイドルギア１２８と、ギア列１３０は、フレーム１０２と図示しない平板フレームとに設けた各軸受け部に回転可能に保持される。
【００２３】
モーター１２１は、正逆回転可能なＤＣブラシレスモーターからなり、フレーム１０２内の下側に固定保持される。モーター１２１に印加する電圧を替えることで、モーター１２１は、所定の回転速度に対して略３倍の範囲で変速することができる。尚、モーター１２１はステッピングモーターでもよい。
【００２４】
モーター１２１の回転軸には平歯車からなる駆動ギア１２２（図４参照）が固定される。駆動ギア１２２は、平歯車からなる揺動ギア１２３に噛合している。尚、駆動ギア１２２は、モーター１２１に直接固定されたギアに限らず、モーター１２１の回転軸に固定されたギアに噛合するギアであってもよい。また、駆動ギア１２２は、はすば歯車を用いることもできる。これにより、騒音や振動を低減させることができる。
【００２５】
モーター１２１が回転駆動すると、その回転駆動力は駆動ギア１２２から揺動ギア１２３、第１ギア部１２４、ギア列１３０を介して第１〜第３カップリング１０５〜１０７に伝達されるか、或いは、駆動ギア１２２から揺動ギア１２３、第２ギア部１２６、アイドルギア１２８、ギア列１３０を介して第１〜第３カップリング１０５〜１０７に伝達される。
【００２６】
図４に示すように、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａは、ブラケット１１０に形成した長穴状の摺動孔１１１内に揺動可能に保持される。摺動孔１１１は駆動ギア１２２のピッチ円と略同心円を描く円弧状に形成され、これによって、揺動ギア１２３は駆動ギア１２２に噛み合いを維持しながら回転軸１２３ａが摺動孔１１１内を揺動し易くなる。揺動ギア１２３は、図４の摺動孔１１１内の右側端面に回転軸１２３ａが当接する第１の位置と、摺動孔１１１内の左側端面に回転軸１２３ａが当接する第２の位置とに、移動可能に配置される。
【００２７】
モーター１２１の回転駆動により、駆動ギア１２２が第１の方向（図４のＡ方向）に回転すると、駆動ギア１２２の回転駆動力が揺動ギア１２３に伝達され、その回転駆動力によって、摺動孔１１１内を回転軸１２３ａが右側に移動し、揺動ギア１２３は第１の位置に至る。
【００２８】
一方、モーター１２１の逆方向の回転駆動により、駆動ギア１２２が第２の方向（図４のＢ方向）に回転すると、駆動ギア１２２の回転駆動力が揺動ギア１２３に伝達され、その回転駆動力によって、摺動孔１１１内を回転軸１２３ａが左側に移動し、揺動ギア１２３は第２の位置に至る。
【００２９】
揺動ギア１２３が第１の位置に移動したとき（回転軸１２３ａが図４の摺動孔１１１内の右側端面に位置するとき）、第１ギア部１２４に噛合する。一方、揺動ギア１２３が第２の位置に移動したとき（回転軸１２３ａが図４の摺動孔１１１内の左側端面に位置するとき）、第２ギア部１２６に噛合する。
【００３０】
第１ギア部１２４は第１入力ギア１２４ａと第１出力ギア１２４ｂからなる。第１入力ギア１２４ａと第１出力ギア１２４ｂは同軸に一体に設けられ、夫々平歯車からなる。
【００３１】
図３に戻り、第２ギア部１２６は第２入力ギア１２６ａと第２出力ギア１２６ｂからなる。第２入力ギア１２６ａと第２出力ギア１２６ｂは同軸に一体に設けられ、夫々平歯車からなる。第２ギア部１２６は、第１ギア部１２４に対して減速比が異なるように、第２入力ギア１２６ａと第２出力ギア１２６ｂの歯数が設定されている。第２出力ギア１２６ｂはギア平歯車からなるアイドルギア１２８に噛合している。
【００３２】
アイドルギア１２８と、第１ギア部１２４の第１出力ギア１２４ｂは、ともにギア列１３０に噛合している。ギア列１３０は、回転駆動力が伝達される順に、先端ギア１３１、第１中間ギア１３２、第２中間ギア１３３、終端ギア１３４を備える。ギア１３１〜１３４は、夫々平歯車からなり、互いに隣接するギアに噛合している。
【００３３】
先端ギア１３１は、第１ギア部１２４の第１出力ギア１２４ｂに噛合するとともにアイドルギア１２８に噛合している。終端ギア１３４は、第１カップリング１０５に設けたギアに噛合し、ギア列１３０を介して駆動ギア１２２の回転駆動力を第１カップリング１０５に伝達する。また、終端ギア１３４は、第３カップリング１０７に設けたギアに噛合し、ギア列１３０を介して駆動ギア１２２の回転駆動力を第３カップリング１０７に伝達する。さらに、ギア列１３０の第１中間ギア１３２は、第２カップリング１０６（図２参照）に設けたギアに噛合し、ギア列１３０の一部を介して駆動ギア１２２の回転駆動力を第２カップリング１０６に伝達する。
【００３４】
モーター１２１が正方向に回転駆動する場合、駆動ギア１２２が第１の方向（図４のＡ方向）に回転し、駆動ギア１２２の回転駆動力が揺動ギア１２３に伝達され、揺動ギア１２３は、その回転駆動力によって第１の位置（図４の右端位置）に移動する。第１の位置では、揺動ギア１２３は第１ギア部１２４に噛合し、回転駆動力は第１ギア部１２４を介してギア列１３０に伝達され、ギア列１３０に噛合する第１〜第３カップリング１０５〜１０７が夫々所定の回転速度で回転する。
【００３５】
第１カップリング１０５及び第３カップリング１０７は、ギア列１３０を介して回転駆動力が伝達される一方、第２カップリング１０６は、ギア列１３０の一部（先端ギア１３１及び第１中間ギア１３２）を介して回転駆動力が伝達されることで、第１及び第３カップリング１０５、１０７は第２カップリング１０６に対して異なる回転速度で回転する。さらに、第１及び第３カップリング１０５、１０７に設けた夫々のギアの歯数を異ならせておくことで、第１カップリング１０５と第３カップリング１０７の各回転速度を異なるようにすることができる。従って、第１及び第２カップリング１０５、１０６は夫々給紙カセット４７、４８（図１参照）のピックアップローラー４７ｂ、４８ｂを異なる回転速度で回転させることができ、さらに、第３カップリング１０７は給紙搬送路７１の搬送ローラー５２（図１参照）を所定の回転速度で回転させることができる。
【００３６】
モーター１２１が逆方向に回転駆動する場合、駆動ギア１２２が第２の方向（図４のＢ方向）に回転し、駆動ギア１２２の回転駆動力が揺動ギア１２３に伝達され、揺動ギア１２３は、その回転駆動力によって第２の位置（図４の左端位置）に移動する。第２の位置では、揺動ギア１２３は第２ギア部１２６に噛合し、回転駆動力は第２ギア部１２６及びアイドルギア１２８を介してギア列１３０に伝達される。アイドルギア１２８が第２ギア部１２６とギア列１３０に噛み合うことで、駆動ギア１２２が第２の方向に回転しても、ギア列１３０は、駆動ギア１２２が第１の方向に回転した場合と同じ方向に回転する。ギア列１３０の回転によって、ギア列１３０に噛合する第１〜第３カップリング１０５〜１０７が夫々所定の回転速度で回転する。駆動ギア１２２が第２の方向に回転した場合、第１〜第３カップリング１０５〜１０７は、第１ギア部１２４に対する第２ギア部１２６の減速比の差異に応じて、駆動ギア１２２が第１の方向に回転した場合に対して、異なる回転速度で夫々回転することになる。
【００３７】
上記ように駆動装置１０１を構成することによって、モーター１２１の回転方向を切り替えることで、第１〜第３カップリング１０５〜１０７の回転速度が簡単に切り替わる。
【００３８】
画像形成装置１は、印字速度、印字する用紙サイズに応じて多品種の機種が取り揃えられる。即ち、画像形成装置１は、高速から低速までの間に種々の印字速度の機種があり、給紙カセットのピックアップローラー及び搬送ローラーの各回転速度は、印字速度に応じて切り替える必要である。また、画像形成装置は、種々の用紙サイズの機種があり、用紙サイズによって印字速度が異なるために、用紙サイズに応じてピックアップローラー、及び搬送ローラーの回転速度を切り替える必要がある。
【００３９】
そこで、種々の画像形成装置１のピックアップローラー及び搬送ローラーの回転速度に対応するために、本実施形態の駆動装置１０１を給紙カセット４８、４９の近傍に組み込む。画像形成装置１の印字速度及び用紙サイズに応じて、まず、駆動装置１０１のモーター１２１を所定の回転速度に対して略３倍の範囲内で切り替え、さらにモーター１２１の回転方向を切り替える。これによって、回転速度の切り替えレンジが拡がり、種々の画像形成装置１に対応させて駆動装置を用意する必要がなく、一つの駆動装置１０１を用意することで、上記のような多品種の画像形成装置１に対応させることができる。
【００４０】
図５、図６は、それぞれ第１実施形態の駆動装置１０１に用いられる揺動ギア１２３を保持するブラケット１１０を示す図である。図５はブラケット１１０を正面側から見た斜視図であり、図６は揺動ギア１２３とブラケット１１０の連結部分の断面斜視図である。
【００４１】
図５に示すように、ブラケット１１０は、前述の摺動孔１１１と、側面基部１１０ａ、１１０ｂと、取り付け孔１１０ｃ、１１０ｄと、一対の組み込み孔１１０ｅ（図６参照）とを有する。
【００４２】
側面基部１１０ａ、１１０ｂは、互いに対向して形成されるとともに、その下側で互いに連結され、揺動ギア１２３がその一部を突出させて収容することができるように、その上側が開放して形成されている。
【００４３】
側面基部１１０ａの左右両側には、取り付け孔１１０ｃ、１１０ｄが形成される。取り付け孔１１０ｃ、１１０ｄをフレーム１０２（図３参照）に形成された一対の突起に嵌め込むことで、ブラケット１１０がフレーム１０２に固定される。
【００４４】
側面基部１１０ａ、１１０ｂの各中央の上側には、摺動孔１１１が形成される。各摺動孔１１１には、側面基部１１０ａ、１１０ｂから互いに外側に向かって突出するフランジ部１１１ａと、フランジ部１１１ａ内で貫通する円弧孔部１１１ｂと、円弧孔部１１１ｂの両端に設けられ半円状の当接部１１１ｃ、１１１ｄとが形成される。各円弧孔部１１１ｂは、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが当接部１１１ｃ、１１１ｄの間を移動可能であるように形成されている。揺動ギア１２３の回転軸１２３ａは、円弧孔部１１１ｂ内を移動可能であり、また、当接部１１１ｃ、１１１ｄのいずれかに当接した状態で回転可能となる。摺動孔１１１の詳細な形状については後述する。
【００４５】
ブラケット１１０は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂によって上記の所定の形状に成形され、揺動ギア１２３は、ポリアセタール樹脂からなる。従って、ブラケット１１０は、揺動ギア１２３に比べて剛性が大きく、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａがブラケット１１０の摺動孔１１１のいずれかの端面に長期間に亘って片当りした状態で回転しても、また、摺動孔１１１の円弧孔部１１１ｂ内を繰り返し摺動しても、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａや摺動孔１１１の端面の摩耗が抑制される。また、フレーム１０２は、ガラスフィラーを含有したＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）樹脂からなり、モーター１２１や複数のギアを保持する強度を備える。一方、ブラケット１１０はフレーム１０２に比べて摩擦係数が小さく摺動性能が良好であるために、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが磨耗するおそれがない。
【００４６】
従って、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが摺動孔１１１内で回転及び揺動を繰り返しても、回転軸１２３ａの摺動性能が低下することがなく、第１〜第３カップリング１０５〜１０７の回転トルク、回転速度の変動が抑えられる。
【００４７】
図６に示すように、ブラケット１１０の側面基部１１０ａ、１１０ｂ、及び各フランジ部１１１ａには、それらの上側に穿った組み込み孔１１０ｅが夫々形成される。組み込み孔１１０ｅは、揺動ギア１２３をブラケット１１０に組み込むためのものである。一対の組み込み孔１１０ｅは、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａの軸方向においては回転軸１２３ａの長さよりも僅かに短く、また、回転軸１２３ａの径方向においては回転軸１２３ａの外径よりも僅かに大きく穿設されている。一対の組み込み孔１１０ｅの軸方向の端面には傾斜面１１０ｆが形成され、また、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａの端面には面取り部１２３ｂが形成されていることで、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａを一対の組み込み孔１１０ｅに挿入し易くなっている。
【００４８】
揺動ギア１２３をブラケット１１０に組み込む場合、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａをブラケット１１０の組み込み孔１１０ｅに対向させて押し込むと、ブラケット１１０の組み込み孔１１０ｅが弾性変形して回転軸１２３ａの軸方向に拡がり、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａは、傾斜面１１０ｆ及び面取り部１２３ｂに案内され、ブラケット１１０の組み込み孔１１０ｅ内に挿入される。揺動ギア１２３の回転軸１２３ａがブラケット１１０の組み込み孔１１０ｅ内に挿入されると、拡がった組み込み孔１１０ｅは復元し、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａがブラケット１１０の摺動孔１１１に嵌装されることになる。
【００４９】
図７は、第１実施形態の駆動装置１０１における揺動ギア１２３付近を正面側から見た側面図である。図８および図９は、図７における摺動孔１１１の部分拡大図であり、それぞれ揺動ギア１２３が第２の位置、第１の位置に配置された状態を示している。図７〜図９を用いて本実施形態の駆動装置１０１における摺動孔１１１の形状について詳細に説明する。
【００５０】
駆動ギア１２２（図４参照）の回転方向の切り替えによって揺動ギア１２３を移動させる場合、揺動ギア１２３は駆動ギア１２２から回転駆動力とともに圧力角方向の押圧力を受ける。圧力角は、ギアの歯面の１点（ピッチ点）において、その半径線と歯形への接線のなす角度であり、ギアを正しく噛み合わせるためには圧力角を２０°とする。
【００５１】
本実施形態では、駆動ギア１２２と揺動ギア１２３とが上下方向（垂直方向）に噛み合うため、半径線は水平となる。即ち、圧力角の方向は水平方向から２０°傾いた方向となり、圧力角によって揺動ギア１２３に作用する押圧力の作用線は図７の直線Ｌ１で示される。なお、直線Ｌ１を第２の位置に配置された揺動ギア１２３の回転軸１２３ａの接線とする。
【００５２】
一方、図９に示す第１の位置に配置された揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが図８に示す第２の位置に移動する場合、駆動ギア１２２の回転方向が逆方向となるため、圧力角の方向も逆方向となる。具体的には、図９に示すように図８の直線Ｌ１を水平方向に折り返した直線Ｌ２となる。なお、直線Ｌ２を第１の位置に配置された揺動ギア１２３の回転軸１２３ａの接線とする。
【００５３】
図８に示す第２の位置に配置された揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが図９に示す第１の位置に移動する場合、揺動ギア１２３には圧力角方向（図８の矢印方向）の押圧力が作用する。また、図９に示す第１の位置に配置された揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが図８に示す第２の位置に移動する場合、揺動ギア１２３には圧力角方向（図９の矢印方向）の押圧力が作用する。
【００５４】
そこで、本実施形態では、摺動孔１１１の当接部１１１ｃ、１１１ｄを連結する円弧孔部１１１ｂのうち駆動ギア１２２から遠い側の第１摺動面１４０ａを、直線Ｌ１、Ｌ２を挟んで回転軸１２３ａと反対側（図８、図９の上方向）に退避させた形状としている。
【００５５】
この構成により、駆動ギア１２２を図４のＡ方向に回転させて揺動ギア１２３を第１の位置に移動させる際、或いは駆動ギア１２２を図４のＢ方向に回転させて揺動ギア１２３を第２の位置に移動させる際に、摺動孔１１１内での回転軸１２３ａの移動が第１摺動面１４０ａによって妨げられるおそれがなくなる。従って、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａを摺動孔１１１に沿って円滑に往復移動させることができ、駆動列の切り替え不良、および回転軸１２３ａや第１摺動面１４０ａの摩耗を効果的に抑制することができる。
【００５６】
また、円弧孔部１１１ｂのうち駆動ギア１２２に近い側の第２摺動面１４０ｂから摺動孔１１１の内側に向かう凸形状１４１が形成されている。これにより、モーター１２１の回転が停止した状態で摺動孔１１１内での回転軸１２３ａの移動が規制されるため、揺動ギア１２３の配置を第１の位置または第２の位置に安定して保持することができる。
【００５７】
図１０は、第１実施形態の駆動装置１０１における摺動孔１１１の他の形状を示す図である。図１０では、円弧孔部１１１ｂの第１摺動面１４０ａを直線Ｌ１、Ｌ２に沿った（直線Ｌ１、Ｌ２と重なる）形状としている。これにより、図８および図９に示した例と同様に摺動孔１１１内での回転軸１２３ａの移動が第１摺動面１４０ａによって妨げられるおそれがなくなる。
【００５８】
図１１は、本発明の第２実施形態に係る駆動装置１０１における揺動ギア１２３の保持構造を示す側面断面図である。本実施形態では、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａの外周面に第１摺動面１４０ａ側から当接する押圧部材１５０ａ、１５０ｂと、押圧部材１５０ａ、１５０ｂを回転軸１２３ａ方向に付勢する圧縮バネ１５１ａ、１５１ｂとを設けている。摺動孔１１１の形状等、駆動装置１０１の他の部分の構成は第１実施形態と同様である。
【００５９】
押圧部材１５０ａ、１５０ｂは、ブラケット１１０に上下に往復移動可能に付設されている。押圧部材１５０ａ、１５０ｂは、それぞれ回転軸１２３ａが当接部１１１ｃ、１１１ｄに当接している状態で回転軸１２３ａを第１摺動面１４０ａ側から押圧する。
【００６０】
回転軸１２３ａが当接部１１１ｄに当接している図１１の状態から駆動ギア１２２（図４参照）をＡ方向に回転させると、駆動ギア１２２から揺動ギア１２３に圧接角方向の押圧力が作用する。この押圧力によって圧縮バネ１５１ｂの付勢力に抗して押圧部材１５０ｂが押し上げられ、回転軸１２３ａは円弧孔部１１１ｂ（第１摺動面１４０ａ）に沿って当接部１１１ｃ側へ移動する。
【００６１】
その後、回転軸１２３ａは第２摺動面１４０ｂの凸形状１４１を乗り越えて押圧部材１５０ａと当接部１１１ｃとの間に進入する。回転軸１２３ａは、圧縮バネ１５１ａの付勢力によって押圧部材１５１ａに上方から押圧されることで当接部１１１ｃに当接した状態で保持される。回転軸１２３ａが当接部１１１ｃから当接部１１１ｄ側に移動する場合は上記と逆の動作になる。
【００６２】
本実施形態によれば、回転軸１２３ａは第２摺動面１４０ｂの凸形状１４１と押圧部材１５０ａ、１５０ｂの押圧力とによって当接部１１１ｄまたは１１１ｃに当接した状態で保持される。従って、揺動ギア１２３の配置を第１の位置または第２の位置により一層安定して保持することができる。
【００６３】
その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、駆動装置１０１を給紙カセット４７、４８から給紙を行う給紙装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、駆動装置１０１は、カラー画像形成装置の黒色による（モノクロ）画像形成と、多色の（カラー）画像形成とに切り替え可能である画像形成ユニットにも適用することができる。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリー、それらの複合機等の画像形成装置に用いる駆動装置に利用可能である。本発明の利用により、駆動出力部の回転速度を簡単な構成で切り替えられ、切り替え不良を防止して広範囲の速度領域で使用可能な駆動装置、及びそれを備えた給紙装置並びに画像形成装置を提供することができる。
【符号の説明】
【００６５】
１        画像形成装置
４６      給紙部
４７、４８    給紙カセット
４７ｂ、４８ｂ    ピックアップローラー
１０１    駆動装置
１０２    フレーム
１０５    第１カップリング（駆動出力部）
１０６    第２カップリング（駆動出力部）
１０７    第３カップリング（駆動出力部）
１１０    ブラケット
１１１    摺動孔
１１１ａ  フランジ部
１１１ｂ  円弧孔部
１１１ｃ、１１１ｄ    当接部
１２１    モーター
１２２    駆動ギア
１２３    揺動ギア
１２３ａ  回転軸
１２４    第１ギア部
１２４ａ  第１入力ギア（第１ギア部）
１２４ｂ  第１出力ギア（第１ギア部）
１２６    第２ギア部
１２６ａ  第２入力ギア（第２ギア部）
１２６ｂ  第２出力ギア（第２ギア部）
１２８    アイドルギア
１３０    ギア列
１４０ａ  第１摺動面
１４０ｂ  第２摺動面
１４１    凸形状
１５０ａ、１５０ｂ    押圧部材
１５１ａ、１５１ｂ    圧縮バネ（付勢部材）
【図１】
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【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】
2018151023.tif 000009
【図８】
2018151023.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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