(57)【要約】【課題】ギアの損傷防止と高負荷な駆動伝達を達成すること。【解決手段】駆動伝達機構１０は、出力ギア１１０と、出力ギア１１０と一体的に回転可能であると共に、相対回転可能な領域を有して出力ギア１１０と遊嵌する駆動出力軸１０８と、出力ギア１１０と噛合するギア部２０２に駆動出力軸１０８の軸方向から押圧された際に、出力ギア１１０を駆動出力軸１０８に対して相対回転可能な方向に移動させてギア部２０２と噛合可能に案内する案内部材１０９と、を有する。【選択図】図６
2018119592.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のギアと、
前記第１のギアと一体的に回転可能であると共に、相対回転可能な領域を有して前記第１のギアと遊嵌する回転軸と、
前記第１のギアと噛合する第２のギアに前記回転軸の軸方向から押圧された際に、前記第１のギアを前記回転軸に対して相対回転可能な方向に移動させて前記第２のギアと噛合可能に案内する案内手段と、
を有することを特徴とする駆動伝達機構。
【請求項２】
前記第１のギアと前記案内手段との少なくとも一方は、
前記第１のギアと前記案内手段とが当接することで、前記第１のギアを前記相対回転可能な方向に移動させる傾斜部を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達機構。
【請求項３】
前記第１のギアを前記相対回転可能な方向の反対方向に付勢する付勢手段を有する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の駆動伝達機構。
【請求項４】
前記付勢手段は、
前記第１のギアと前記案内手段とを前記回転軸の軸方向に離間するように付勢する、
ことを特徴とする請求項３に記載の駆動伝達機構。
【請求項５】
前記第１のギアは、
前記回転軸に設けられる固定手段に固定され、前記固定手段を介して前記回転軸と共に回転する、
ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の駆動伝達機構。
【請求項６】
前記第１のギアは、
駆動力を有する駆動体または前記駆動体に駆動される着脱自在の被駆動体のいずれか一方に設けられ、
前記第２のギアは、
前記装置本体及び前記被駆動体のいずれか他方に設けられる、
ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の駆動伝達機構。
【請求項７】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の駆動伝達機構と、
前記駆動伝達機構により駆動される装着ユニットを着脱自在に収容する収容手段と、
を有することを特徴とする装着ユニット収容装置。
【請求項８】
請求項１乃至６のいずれか１項に記載の駆動伝達機構と、
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
を有し、
前記画像形成手段が記録媒体に画像を形成する際に、前記駆動伝達機構が被駆動体を駆動する、
ことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動を伝達する駆動伝達機構に関する。
【背景技術】
【０００２】
シートに画像を形成する装置としては、電子写真方式の複写機、プリンタ又はファクシミリ等の画像形成装置が知られている。かかる画像形成装置は、画像データに基づいて変調された光を感光ドラムに照射して静電潜像を感光ドラムに形成し、その静電潜像を現像器によって現像してトナー画像とする。その後、画像形成装置は、転写器によってトナー画像をシートに転写し、定着器によってトナー画像をシートに定着する。
【０００３】
かかる現像器のトナー供給口とトナーボトルのトナー排出口との間には、トナー排出口から排出されるトナーをトナー供給口に供給するためのトナー搬送路が設けられている。トナーボトルは、空になった際に、トナーが充填された新たなトナーボトルと交換される。このため、トナーボトルは、装置本体内のボトル収容部に対して着脱できるようになっている。
【０００４】
トナーボトル内のトナーは、螺旋状の突条が内周に形成されたトナーボトルを回転させることにより、突条に案内されてトナー排出口からトナー搬送路に排出される。このため、装置本体は、一般にトナーボトルを回転駆動させるための駆動源を備えており、駆動源とトナーボトルとをギアを介して接続している。そして、装置本体は、駆動源からギアを介してトナーボトルに駆動力を付与してトナーボトルを回転駆動させる。
【０００５】
トナーボトルは、一般に円柱状に構成されており、装置本体内のボトル収容部に対して、円柱の軸方向に挿抜して着脱される。トナーボトルには、円周方向に沿ってギアが設けられている。トナーボトルは、駆動源から駆動力を与えられた際に、円柱の軸を回転中心として回転してトナーを排出する。
【０００６】
かかるトナーボトルは、装置本体に対する装着方向と回転方向とが直交するため、トナーボトルを装置本体に装着する際に、装置本体に固定される駆動ギアの歯と挿入されるトナーボトルの入力ギアの歯との位相が合わない場合がある。この場合には、駆動ギアと入力ギアとが衝突してトナーボトルの装着行為が阻害されるため、トナーボトルの装着を完了することができない。更に、駆動ギアと入力ギアとの衝突による駆動ギア又は入力ギアの破損を招き、装置本体の動作不良を引き起こすおそれがある。
【０００７】
特許文献１は、装置本体の駆動側ギアの連結によって駆動される円柱形状のプロセスカートリッジ等のユニットを、装置本体に対して着脱可能にする画像形成装置を開示している。かかる画像形成装置は、駆動ギア及び駆動ギアと連結する中間ギアに、回転方向に遊びを有する連結のための凹部と凸部による噛み合い形状を備える。これにより、ユニット側の入力ギアの歯とこの入力ギアと噛み合う中間ギアの歯との位相が合わない場合に、ユニットからの装着方向の力を回転方向に遊びを有する中間ギアを回転させる力に変換して回転させることで、入力ギアの歯と中間ギアの歯との位相を合わせることができる。従って、特許文献１によれば、装置本体に対して装着ユニットを歯当りに対するストレスなく装着することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開平０７−２５７７７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１においては、軽量でトルク負荷の比較的小さな被駆動体を駆動する場合には機能するが、トルク負荷の極めて大きな被駆動体を駆動する場合に、凹部と凸部とによる噛み合い形状に高負荷が掛かって噛み合い形状を損傷する可能性がある。例えば、特許文献１に開示されている機構では、昨今のモノクロデジタル複合画像形成装置に供給される大容量のトナーボトルのようなトルク負荷の極めて大きな被駆動体を駆動する場合に、凹部と凸部とによる噛み合い形状を損傷する可能性がある。
【００１０】
本発明の目的は、ギアの損傷防止と高負荷な駆動伝達を達成することができる駆動伝達機構を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明に係る駆動伝達機構は、第１のギアと、前記第１のギアと一体的に回転可能であると共に、相対回転可能な領域を有して前記第１のギアと遊嵌する回転軸と、前記第１のギアと噛合する第２のギアに前記回転軸の軸方向から押圧された際に、前記第１のギアを前記回転軸に対して相対回転可能な方向に移動させて前記第２のギアと噛合可能に案内する案内手段と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、ギアの損傷防止と高負荷な駆動伝達を達成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成の模式図である。
【図２】本発明の実施の形態に係るトナーボトル収容装置の斜視図である。
【図３】本発明の実施の形態に係るトナーボトル収容装置の要部の斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態に係るトナーボトルの斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係るトナーボトルの斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る駆動伝達機構の側面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係る駆動伝達機構の一部のトナーボトル収容前の斜視図である。
【図８】本発明の実施の形態に係る駆動伝達機構のトナーボトル収容前の側面図である。
【図９】本発明の実施の形態に係る駆動伝達機構のトナーボトル収容前の正面図である。
【図１０】本発明の実施の形態に係る駆動伝達機構のトナーボトル収容前の斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態に係る駆動伝達機構のトナーボトル収容中の斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る駆動伝達機構のトナーボトル収容中の正面図である。
【図１３】本発明の実施の形態に係る駆動伝達機構のトナーボトル収容終了後の斜視図である。
【図１４】本発明の実施の形態に係る駆動伝達機構のトナーボトル回転中の斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１５】
＜画像形成装置の構成＞
本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０００の構成について、図１を参照しながら、詳細に説明する。
【００１６】
画像形成装置１０００は、トナーボトル１、給送部５、画像形成部７、定着器８、排出トレイ９及びトナー搬送路２４等を有している。画像形成装置１０００は、ここでは複写機を例示する。なお、画像形成装置１０００は、複写機に限らず、プリンタ又はファクシミリ等でもよい。
【００１７】
トナーボトル１は、画像形成装置１０００の装置本体９００に横向き及び略水平に設置されている。トナーボトル１は、トナーを収容しており、収容しているトナーをトナー搬送路２４に排出する。トナーボトル１は、極めて微細な粉末のトナーを収容しているため、トナー補給作業時にトナーが飛散しないように、装置本体９００内の内部に据え置かれた状態で、小さな開口部から少量ずつトナーを排出する。
【００１８】
給送部５は、記録材Ｓを収容しており、収容している記録材Ｓを画像形成部７に給送する。
【００１９】
画像形成部７は、給送部５により給送される記録材Ｓに画像を形成し、画像を形成した記録材Ｓを定着器８に向けて搬送する。具体的には、画像形成部７は、帯電部２と、露光部３と、転写部４と、感光ドラム６と、現像器１１と、を備えている。
【００２０】
帯電部２は、所定のバイアス電圧が印加され、回転中の感光ドラム６の表面と接触して回転することにより、感光ドラム６の表面を均一に帯電させる。
【００２１】
露光部３は、感光ドラム６の帯電した表面にレーザ光を照射して感光ドラム６の表面に静電潜像を形成する。
【００２２】
転写部４は、給送部５により給送された記録材Ｓに対して、感光ドラム６に形成されたトナー像を転写し、トナー像を転写した記録材Ｓを定着器８に向けて搬送する。
【００２３】
感光ドラム６は、帯電部２により一様に帯電した状態となる。感光ドラム６には、露光部３からレーザ光が照射されることにより、表面に静電潜像が形成される。感光ドラム６は、回転することにより、表面に形成された静電潜像を現像器１１へ搬送する。
【００２４】
現像器１１は、トナー搬送路２４により搬送されてきたトナーを感光ドラム６の静電潜像に供給して、感光ドラム６にトナー像を形成する。現像器１１は、粉末状のトナーを使用しており、トナーが消費された場合に、トナーボトル１からトナーが補給される。
【００２５】
定着器８は、画像形成部７から搬送されてきたトナー像が転写された記録材Ｓを加熱して、トナー像を記録材Ｓに定着させる。定着器８は、トナー像を定着させた記録材Ｓを排出トレイ９に向けて搬送する。
【００２６】
排出トレイ９は、定着器８から搬送されて排出された記録材Ｓを積載する。
【００２７】
トナー搬送路２４は、トナーボトル１から排出されたトナーを現像器１１に搬送する。
【００２８】
＜トナーボトル収容装置の構成＞
本発明の実施の形態に係るトナーボトル収容装置１００の構成について、図２及び図３を参照しながら、詳細に説明する。
【００２９】
装着ユニット収容装置としてのトナーボトル収容装置１００は、装置本体９００内に配置されて固定され、収容部１０１と、トナー補給口１０３と、トナーボトル駆動機構部１０４と、を有している。
【００３０】
収容部１０１は、装着ユニットとしてのトナーボトル１を着脱自在に収容する。収容部１０１には、トナーボトル１の収容方向に沿ってトナーボトル１の収容をガイドするレール１０２が設けられている。
【００３１】
トナー補給口１０３は、収容部１０１に収容されたトナーボトル１から排出されるトナーをトナー搬送路２４（図１参照）に送る。
【００３２】
トナーボトル駆動機構部１０４は、トナーボトル１に収容されているトナーをトナーボトル１から排出させるためにトナーボトル１を回転駆動させる。具体的には、トナーボトル駆動機構部１０４は、モータ１０５と、駆動出力軸１０８と、案内部材１０９と、出力ギア１１０と、駆動ユニット１１１と、を備えている。駆動出力軸及び駆動ユニット１１１は、駆動力を有する駆動体を構成している。
【００３３】
モータ１０５は、電力の供給を受けて駆動して駆動力を発生する。
【００３４】
回転軸としての駆動出力軸１０８は、駆動ユニット１１１に回転可能に支持されている。
【００３５】
案内部材１０９は、駆動出力軸１０８に固定されており、出力ギア１１０の駆動出力軸１０８の回転方向への移動を案内する。
【００３６】
第１のギアとしての出力ギア１１０は、平歯ギアであり、駆動出力軸１０８の案内部材１０９よりも先端側に固定されており、駆動出力軸１０８と共に回転する。出力ギア１１０は、駆動体に駆動される着脱自在の被駆動体としてのトナーボトル１を回転させるために、モータ１０５からの駆動力をトナーボトル１に出力する。
【００３７】
駆動ユニット１１１は、装置本体９００に固定されており、モータ１０５を保持している。
【００３８】
＜トナーボトルの構成＞
本発明の実施の形態に係るトナーボトル１の構成について、図４及び図５を参照しながら、詳細に説明する。
【００３９】
トナーボトル１は、トナー収容部２０１と、ギア部２０２と、トナー排出ユニット２０３と、トナー排出口２０４と、案内ガイド２０５と、を有している。
【００４０】
トナー収容部２０１は、内周面に図示しない螺旋凸形状が設けられ、ギア部２０２を介して伝達される外部からの駆動力によって回転する。
【００４１】
ギア部２０２は、平歯ギアであり、出力ギア１１０と噛み合った際に、トナー収容部２０１を回転駆動させる駆動力をトナー収容部２０１に伝達可能である。
【００４２】
トナー排出ユニット２０３は、トナー収容部２０１に収容されているトナーを排出する。トナー排出ユニット２０３は、駆動しない。
【００４３】
トナー排出口２０４は、トナー排出ユニット２０３に設けられ、トナーボトル収容装置１００のトナー補給口１０３と接続し、トナー排出ユニット２０３から排出されるトナーを、トナー補給口１０３を介して現像器１１に送る。
【００４４】
案内ガイド２０５は、トナー排出ユニット２０３に一対設けられており、トナーボトル１をトナーボトル収容装置１００に収容する際におけるトナー排出口２０４とトナー補給口１０３とを接続する際のガイドとなる。
【００４５】
＜駆動伝達機構の構成＞
本発明の実施の形態に係る駆動伝達機構１０の構成について、図６及び図７を参照しながら、詳細に説明する。
【００４６】
駆動伝達機構１０は、駆動出力軸１０８と、案内部材１０９と、出力ギア１１０と、ねじりコイルばね１４０と、を有している。
【００４７】
回転軸としての駆動出力軸１０８は、案内部材１０９の溝１２０に係合する平行ピン１５０と、出力ギア１１０の溝１３１に遊嵌する固定手段としての平行ピン１６０と、を有している。駆動出力軸１０８は、出力ギア１１０と一体的に回転可能であると共に、出力ギア１１０と相対回転可能な領域を有して出力ギア１１０と遊嵌している。ここで、相対回転可能な領域は、図７の場合には平行ピン１６０と面１３３との間の領域である。
【００４８】
案内手段としての案内部材１０９は、出力ギア１１０と噛合するギア部２０２に駆動出力軸１０８の軸方向から押圧された際に、出力ギア１１０を駆動出力軸１０８に対して相対回転可能な方向に移動させてギア部２０２と噛合可能に案内する。ここで、駆動出力軸１０８に対して相対回転可能な方向は、図７の場合にはＢ方向である。案内部材１０９は、出力ギア１１０の被テーパ部１３０に当接する傾斜部としてのテーパ部１２１と、平行ピン１５０に係合する溝１２０と、ねじりコイルばね１４０に係合する立壁１２２と、を備えている。案内部材１０９は、溝１２０が平行ピン１５０に係合することによりガタつきなく（遊びを有することなく）駆動出力軸１０８に固定されている。
【００４９】
平歯ギアとしての出力ギア１１０は、テーパ部１２１に当接する傾斜部としての被テーパ部１３０と、平行ピン１６０が遊嵌する溝１３１と、平行ピン１６０が当接する面１３２と、平行ピン１６０が当接する面１３３と、を備えている。出力ギア１１０は、トナーボトル１がトナーボトル収容装置１００の収容部１０１に収容された際に、平歯ギアとしてのギア部２０２と噛み合う。
【００５０】
付勢手段としてのねじりコイルばね１４０は、案内部材１０９と出力ギア１１０との間に配置されている。ねじりコイルばね１４０は、一端の腕１４１が案内部材１０９の立壁１２２を付勢していると共に、他端の腕１４２が出力ギア１１０の面１３３を付勢している。これにより、ねじりコイルばね１４０は、平行ピン１６０と面１３２とが当接する方向に出力ギア１１０を付勢し、案内部材１０９と出力ギア１１０とを駆動出力軸１０８の軸方向に離間するように付勢すると共に、出力ギア１１０を相対回転可能な方向の反対方向に付勢する。なお、案内部材１０９のテーパ部１２１と出力ギア１１０の被テーパ部１３０とは、常に当接させていてもよいし、所定距離だけ離間するようにねじりコイルばね１４０により付勢されていてもよい。
【００５１】
＜駆動伝達機構の動作＞
本発明の実施の形態に係る駆動伝達機構１０の動作について、図７から図１４を参照しながら、詳細に説明する。
【００５２】
トナーボトル１をトナーボトル収容装置１００に収容する前において、図７に示すように、ねじりコイルばね１４０の付勢力によって出力ギア１１０の面１３２と平行ピン１６０とは当接している。
【００５３】
トナーボトル１をトナーボトル収容装置１００の収容部１０１に収容する過程において、出力ギア１１０の歯とギア部２０２の歯との位相が合わない場合には、図９に示すように、出力ギア１１０の歯とギア部２０２の歯とが重なる。これにより、図８及び図１０に示すように、出力ギア１１０の側面１３４とギア部２０２の側面２０６とが当接する。
【００５４】
この状態において、トナーボトル１を駆動出力軸１０８と平行な矢印Ａ方向に押圧すると、出力ギア１１０は、ギア部２０２の側面２０６により側面１３４が押されて、駆動出力軸１０８の軸方向としての矢印Ａ方向に移動する。また、矢印Ａ方向に移動する出力ギア１１０は、被テーパ部１３０が案内部材１０９のテーパ部１２１に当接した状態で案内されながら、駆動出力軸１０８の回転方向としての図１０の矢印Ｂ方向に、ねじりコイルばね１４０の付勢力に抗しながら回転させられる。
【００５５】
トナーボトル１を図９及び図１０に示す状態から更に矢印Ａ方向に押し続けると、図１１に示すように、出力ギア１１０の矢印Ｂ方向への回転に伴って出力ギア１１０の面１３２は平行ピン１６０から離れ、面１３２と面１３３との間に位置する。また、図１３に示すように、出力ギア１１０の歯とギア部２０２の歯との重なりが解消され、トナーボトル１の装着に対する障害物がなくなって、収容部１０１に対してトナーボトル１を更に装着可能になる。
【００５６】
そして、トナーボトル１を図１１に示す状態から更に矢印Ａ方向に押し続けると、トナーボトル１は、収容部１０１に完全に装着される。トナーボトル１が完全に装着された状態において、平行ピン１６０は、図１３に示すように、面１３２と離れた状態を維持している。
【００５７】
トナーボトル１が完全に装着された状態において、モータ１０５が駆動を開始すると、駆動出力軸１０８へと駆動力が伝達され、駆動出力軸１０８は図１３に示す矢印Ｂ方向へ回転を始める。
【００５８】
駆動出力軸１０８に固定されている案内部材１０９は、駆動出力軸１０８が矢印Ｂ方向へ回転を始めることにより、矢印Ｂ方向に回転を始める。また、出力ギア１１０は、平行ピン１６０と面１３２とが接触する位置まで回転し、図１４に示すトナーボトル１を装着していない状態に戻る。
【００５９】
この状態において、出力ギア１１０は、駆動出力軸１０８に設けられる平行ピン１６０に固定される。そして、駆動出力軸１０８の駆動力は、平行ピン１６０を介して平行ピン１６０と接触している出力ギア１１０の面１３２に伝達される。これにより、出力ギア１１０は、平行ピン１６０を介して駆動出力軸１０８と共に回転し、噛み合っているギア部２０２を介してトナーボトル１を図１４の矢印Ｄ方向に回転させて、トナーボトル１からトナーを排出させる。
【００６０】
以上のように、トナーボトル１の収容部１０１への装着時において、トナーボトル１の収容部１０１に対する装着の阻害要因となる出力ギア１１０とトナーボトル１のギア部２０２との位相が重なった歯当たりの状態を回避することができる。また、駆動出力軸１０８から平行ピン１６０を介して出力ギア１１０へ駆動力を直接伝達してトナーボトル１を駆動させるため、テーパ部１２１又は被テーパ部１３０に対して高負荷がかからない。従って、大容量のトナーボトルのような負荷の重い駆動対象物を安全に確実に駆動させることができる。
【００６１】
なお、発明の実施の形態を具体的に説明したが、本発明は上記実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変形可能であることは言うまでもない。
【００６２】
具体的には、上記実施の形態とは逆に、第１のギアとしての出力ギアをトナーボトル１に設け、第２のギアとしてのギア部を装置本体に設けることができる。
【００６３】
また、上記実施の形態において、駆動出力軸１０８に設けた平行ピン１６０を介して出力ギア１１０を駆動出力軸１０８と共に回転させたが、駆動出力軸１０８に設けた固定手段としてのバネ又は歯車を介して出力ギア１１０を駆動出力軸１０８と共に回転させてもよい。この場合には、出力ギア１１０が駆動出力軸１０８の軸方向及び回転方向に遊びを有するようにバネ又は歯車を構成する。
【００６４】
また、上記実施の形態において、マルチファンクションプリンタに対して本発明を適用したが、シングルファンクションプリンタ等の他の画像形成装置又は他の用途の装置に対して本発明を適用してもよい。
【００６５】
また、上記実施の形態において、案内部材１０９にテーパ部１２１を設けると共に出力ギア１１０に被テーパ部１３０を設けたが、テーパ部１２１及び被テーパ部１３０のいずれか一方のみを設けてもよい。
【符号の説明】
【００６６】
１  トナーボトル
２  帯電部
３  露光部
４  転写部
５  給送部
６  感光ドラム
７  画像形成部
８  定着器
９  排出トレイ
１０  駆動伝達機構
１１  現像器
２４  トナー搬送路
５０  操作部
１００  トナーボトル収容装置
１０１  収容部
１０２  レール
１０３  トナー補給口
１０４  トナーボトル駆動機構
１０５  モータ
１０８  駆動出力軸
１０９  案内部材
１１０  出力ギア
１１１  駆動ユニット
１２０  溝
１２１  テーパ部
１２２  立壁
１３０  被テーパ部
１３１  溝
１３２  面
１３３  面
１３４  側面
１４１  腕
１４２  腕
１５０  平行ピン
１６０  平行ピン
２０１  トナー収容部
２０２  ギア部
２０３  トナー排出ユニット
２０４  トナー排出口
２０５  案内ガイド
２０６  側面
９００  装置本体
１０００  画像形成装置
【図１】
2018119592.tif 000003
【図２】
2018119592.tif 000004
【図３】
2018119592.tif 000005
【図４】
2018119592.tif 000006
【図５】
2018119592.tif 000007
【図６】
2018119592.tif 000008
【図７】
2018119592.tif 000009
【図８】
2018119592.tif 000010
【図９】
2018119592.tif 000011
【図１０】
2018119592.tif 000012
【図１１】
2018119592.tif 000013
【図１２】
2018119592.tif 000014
【図１３】
2018119592.tif 000015
【図１４】
2018119592.tif 000016