(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源によって駆動される出力ギアと、
前記出力ギアに進退可能に噛合し被駆動体に回転駆動力を伝達する伝達部材と、
前記出力ギアに同軸上に設けられ前記伝達部材を進退方向に案内する案内部と、
前記出力ギアと前記伝達部材との間で前記伝達部材の前記出力ギアから前記被駆動体側への移動を制限する係止部材と、を備え、
前記伝達部材が、外周部に前記被駆動体の内周部に形成されたインボリュートスプライン歯と噛合する第１のインボリュートスプライン歯が形成された第１の伝達部と、第２のインボリュートスプライン歯が形成された第２の伝達部と、を有し、前記第２の伝達部の内側に前記案内部の外周面と相対して案内される被案内面が形成されている、
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２のインボリュートスプライン歯は、前記第１の伝達部よりも大径で前記第１のインボリュートスプライン歯の歯数と同数の歯数を有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記出力ギアの内周部に前記第２のインボリュートスプライン歯と噛合する第３のインボリュートスプライン歯が形成され、前記第２のインボリュートスプライン歯と前記第３のインボリュートスプライン歯とが半径方向にガタを有して噛み合わされ、前記伝達部材が前記被駆動体側へ突出するほど半径方向の移動量が大きくなる、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記被駆動体が感光体ドラムである、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
駆動入力軸に摺動自在に外挿され、駆動入力軸と共に回転して被回転部材に駆動力を伝達するカップリング部材と、カップリング部材を被回転部材側のカップリングと連結する第１の位置方向に付勢する付勢手段と、カップリング部材を第１の位置と、被回転部材との連結を解除して駆動入力軸方向に退避した第２の位置とに選択配置するカップリング切換手段と、を備えた駆動カップリング機構が知られている（特許文献１）。
【０００３】
ドラム駆動シャフト部に、感光体駆動ユニットの出力軸に接合する外歯ギヤと感光体フランジに係合する外歯のテーパ付セレーションを設け、結合部の結合着脱と係合部の係合・係合解除とがほぼ同時に行われるように構成し、感光体ユニットケースのケース装着位置への装着が完了した後に、ドラム駆動シャフト部と感光体駆動ユニットとの結合を行なうようにした感光体ドラムユニット着脱機構も知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３５０２８５号公報
【特許文献２】特開２０１２−８３４４１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は、被駆動体への駆動伝達を円滑に行うことができる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】
【０００６】
前記課題を解決するために、請求項１記載の画像形成装置は、
駆動源によって駆動される出力ギアと、
前記出力ギアに進退可能に噛合し被駆動体に回転駆動力を伝達する伝達部材と、
前記出力ギアに同軸上に設けられ前記伝達部材を進退方向に案内する案内部と、
前記出力ギアと前記伝達部材との間で前記伝達部材の前記出力ギアから前記被駆動体側への移動を制限する係止部材と、を備え、
前記伝達部材が、外周部に前記被駆動体の内周部に形成されたインボリュートスプライン歯と噛合する第１のインボリュートスプライン歯が形成された第１の伝達部と、第２のインボリュートスプライン歯が形成された第２の伝達部と、を有し、前記第２の伝達部の内側に前記案内部の外周面と相対して案内される被案内面が形成されている、
ことを特徴とする。
【０００７】
請求項２記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記第２のインボリュートスプライン歯は、前記第１の伝達部よりも大径で前記第１のインボリュートスプライン歯の歯数と同数の歯数を有する、
ことを特徴とする。
【０００８】
請求項３記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記出力ギアの内周部に前記第２のインボリュートスプライン歯と噛合する第３のインボリュートスプライン歯が形成され、前記第２のインボリュートスプライン歯と前記第３のインボリュートスプライン歯とが半径方向にガタを有して噛み合わされ、前記伝達部材が前記被駆動体側へ突出するほど半径方向の移動量が大きくなる、
ことを特徴とする。
【０００９】
請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記被駆動体が感光体ドラムである、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１に記載の発明によれば、伝達部材を進退可能に案内する案内部と伝達部材の被駆動体側への移動を制限する係止部材とを有しない構成に比して、被駆動体と出力ギアとの間で伝達部材を確実に進退させることができ、伝達部材の退避時のこじりを抑制することができる。
請求項２に記載の発明によれば、伝達部材の退避時のこじりを安定して抑制することができる。
請求項３に記載の発明によれば、被駆動体と伝達部材との間に軸心ずれがあっても無理なく吸収して回転駆動力を伝達することができる。
請求項４に記載の発明によれば、感光体ドラムへの駆動伝達を円滑に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】画像形成装置１の内部構成を示す縦断面模式図である。
【図２】感光体ドラム３１及び現像ローラ４２への回転駆動伝達状態を示す断面模式図である。
【図３】感光体ドラム３１及び現像ローラ４２からカップリング機構１００が退避した状態を示す断面模式図である。
【図４】第１カップリング１００Ａを示す断面図である。
【図５】第１カップリング１００Ａにおける調心作用を説明する断面模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び具体例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び具体例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をＸ軸方向、左右方向をＹ軸方向、上下方向をＺ軸方向とする。
【００１３】
（１）画像形成装置の全体構成及び動作
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の内部構成を示す縦断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置１の全体構成及び動作を説明する。
【００１４】
画像形成装置１は、制御装置１０、用紙搬送装置２０、感光体ユニット３０、現像装置４０、露光装置５０、転写装置６０、定着装置７０、退避機構８０、カップリング機構１００を備えて構成されている。
画像形成装置１の前面には、消耗品等を交換する場合に、画像形成装置１内部を前方（−Ｘ方向）へ開放する開閉カバー１ａが回転可能に支持されている。
画像形成装置１の後面には、紙詰まりや内部の点検等をする場合に、画像形成装置１内部を開放する後カバー１ｂが回転可能に支持されている。
画像形成装置１の上面（Ｚ方向）には、画像が記録された用紙が排出・収容される排出トレイを兼ねた上カバー１ｃが形成されている。
【００１５】
制御装置１０は、画像形成装置１の動作を制御する画像形成装置制御部１１と、印刷処理要求に応じた画像データを準備するコントローラ部１２、露光装置５０の光源の点灯を制御する露光制御部１３、電源装置１４等を有する。電源装置１４は、後述する帯電ローラ３２、現像ローラ４２、給電ローラ６３等に電圧を印加するとともに、露光装置５０に電力を供給する。
【００１６】
コントローラ部１２は、画像読み取り装置（不図示）から入力される画像データや外部の情報送信装置（例えばパーソナルコンピュータ等）から入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して予め設定されたタイミングで、駆動信号を露光制御部１３に出力する。
【００１７】
画像形成装置１の底部には、用紙搬送装置２０が設けられている。用紙搬送装置２０は、用紙カセット２１を備え、用紙カセット２１の上面には多数の記録媒体としての用紙Ｐが積載され、規制板（不図示）で幅方向位置が決められた用紙Ｐは、上側から１枚ずつ用紙引き出し部２２により後方（Ｘ方向）に引き出された後、レジストローラ対２３の接触部まで搬送される。
【００１８】
感光体ユニット３０は、用紙搬送装置２０の上方に設けられ、ユニットハウジング３５内にカップリング機構１００（図２に図示）を介して回転駆動する感光体ドラム３１を備えている。感光体ドラム３１の回転方向にそって、帯電ローラ３２、現像装置４０、転写ローラ６２、クリーニングブレード３４が配置されている。帯電ローラ３２には、帯電ローラ３２の表面をクリーニングするクリーニングローラ３３が対向、接触して配置されている。
【００１９】
現像装置４０は、内部に現像剤が収容される現像ハウジング４１を有する。現像ハウジング４１内には、感光体ドラム３１に対向して配置され、カップリング機構１００（図２に図示）を介して回転駆動する現像ローラ４２と、現像剤を現像ローラ４２側へ撹拌搬送する一対のオーガ４４、４５が配設されている。現像ローラ４２には、現像剤の層厚を規制する層規制ロール４６が近接配置されている。
【００２０】
露光装置５０は、複数の発光素子（ＬＥＤ：Light  Emitting  Diode）が主走査方向に沿って線状に配列されたＬＥＤヘッドにより構成され、形成される画像データに応じて変調された光で感光体ドラム３１の表面を露光する。
露光装置５０は、開閉カバー１ａの開閉動作で、保持部材５１に保持された状態で退避機構８０によって、感光体ドラム３１を露光する露光位置と感光体ドラム３１から離間した退避位置との間で装置本体に対して移動する。
【００２１】
回転する感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により帯電され、露光装置５０により静電潜像が形成される。感光体ドラム３１上に形成された静電潜像は現像ローラ４２によりトナー像として現像される。
【００２２】
転写装置６０は、転写ローラ６２を感光体ドラム３１に切離可能に支持する後カバー１ｂと、感光体ドラム３１とニップを形成する転写ローラ６２とから構成されている。転写ローラ６２には、画像形成装置制御部１１により制御される電源装置１４から転写電圧が印加され、感光体ドラム３１と転写ローラ６２間を通過する用紙Ｐに感光体ドラム３１上のトナー像を転写する。
【００２３】
感光体ドラム３１表面の残留トナーは、クリーニングブレード３４により除去され、感光体ドラム３１を支持するユニットハウジング３５内に回収される。その後、感光体ドラム３１の表面は、帯電ローラ３２により再帯電される。尚、クリーニングブレード３４で除去しきれず帯電ローラ３２に付着した残留物は、帯電ローラ３２に接触して回転するクリーニングローラ３３の表面に捕捉され、一時蓄積される。
【００２４】
定着装置７０は一対の加熱モジュール７１と加圧モジュール７２を有し、加熱モジュール７１と加圧モジュール７２の圧接領域によって定着ニップ部（定着領域）が形成される。
転写ローラ６２によってトナー像が転写された用紙Ｐは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイド６４を経由して定着装置７０に搬送される。定着装置７０に搬送された用紙Ｐは、一対の加熱モジュール７１と加圧モジュール７２により、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。定着トナー像が形成された用紙Ｐは、排出ローラ対７４から画像形成装置１上面の上カバー１ｃに排出される。
【００２５】
（２）カップリング機構の構成と動作
図２は感光体ドラム３１及び現像ローラ４２への回転駆動伝達状態を示す断面模式図、図３は感光体ドラム３１及び現像ローラ４２からカップリング機構１００が退避した状態を示す断面模式図、図４は第１カップリング１００Ａを示す断面図、図５は第１カップリング１００Ａにおける調心作用を説明する断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、カップリング機構１００の構成と動作について説明する。
【００２６】
（２．１）感光体ユニット及び現像装置の着脱
感光体ユニット３０及び現像装置４０は、開閉カバー１ａにより開閉される装置本体の開口部から装置本体に対してプロセスユニットとして一体的に着脱される。装置本体の装着位置と開口部との間には、案内レール（不図示）が設けられ、感光体ユニット３０及び現像装置４０は案内レールに沿って着脱操作される。
【００２７】
感光体ユニット３０及び現像装置４０を装置本体に着脱する場合には、装置本体に装着された感光体ユニット３０には、露光装置５０が露光位置で近接配置されているために、露光装置５０は開閉カバー１ａの開閉と連動して、感光体ユニット３０及び現像装置４０の着脱操作の移動軌跡に干渉しない退避位置に移動される。
また、開閉カバー１ａの開閉と連動して、感光体ユニット３０及び現像装置４０からカップリング機構１００を退避させて回転駆動伝達の連結を解除する。
【００２８】
（２．２）カップリング機構の構成
図２（図中  ＢＲは回転支持部を模式的に示している）に示すように、カップリング機構１００は、駆動源（不図示）からの回転駆動力を被駆動体としての感光体ドラム３１へ伝達する第１カップリング１００Ａと、駆動源（不図示）からの回転駆動力を現像ローラ４２へ伝達する第２カップリング１００Ｂと、から構成されている。
【００２９】
第２カップリング１００Ｂは、駆動源から複数段のギアを介して駆動される第２出力ギア１３０と、現像ローラ４２に固定された現像ローラギアＧ２とを連結するボールジョイント機構を構成して、装置本体に装着され感光体ドラム３１に当接しながら回転する現像ローラ４２への回転駆動力の伝達を円滑に行っている。
【００３０】
第１カップリング１００Ａは、駆動源から複数段のギアを介して駆動される第１出力ギア１１０と、第１出力ギア１１０に進退可能に噛合し被駆動体としての感光体ドラム３１に回転駆動力を伝達する伝達部材１２０と、から構成されている。
【００３１】
第１出力ギア１１０は、入力される回転駆動力を受ける外歯１１１と、伝達部材１２０と噛合して伝達部材１２０に回転駆動力を伝達する内歯１１２と、伝達部材１２０を進退可能に案内する案内部１１３と、を有している。
【００３２】
伝達部材１２０は、感光体ドラム３１の一端に固定されたフランジギアＧ１と噛合する第１の伝達部１２１と、第１の伝達部１２１よりも大径の第２の伝達部１２２と、を有している。
【００３３】
第１の伝達部１２１の外周部には、フランジギアＧ１の内周部に形成されたインボリュートスプライン歯と噛合する第１のインボリュートスプライン歯１２１ａが形成され、第２の伝達部１２２の外周部には、第１の伝達部１２１よりも大径で第１のインボリュートスプライン歯１２１ａの歯数と同数の歯数を有する第２のインボリュートスプライン歯１２２ａが形成されている。
第１出力ギア１１０の内歯１１２は、第２のインボリュートスプライン歯１２２ａに噛合する第３のインボリュートスプライン歯１１２ａとして形成されている。
本実施形態においては、第１の伝達部１２１には、モジュール０．６、歯数１８のインボリュートスプライン歯が形成され、第２の伝達部１２２には、モジュール０．８、歯数１８のインボリュートスプライン歯が形成されている。
【００３４】
図４に示すように、伝達部材１２０は、第２のインボリュートスプライン歯１２２ａが第１出力ギア１１０の第３のインボリュートスプライン歯１１２ａと噛合した状態で、第２の伝達部１２２の内面１２２ｂを案内部１１３に案内されて感光体ドラム３１の軸方向に進退可能に支持されている。
また、伝達部材１２０は、付勢部材ＳＲＧを介して感光体ドラム３１のフランジギアＧ１側へ付勢され、伝達部材１２０と第１出力ギア１１０との間に配置された係止部材１２３でフランジギアＧ１側への移動が制限されている。
【００３５】
このように構成される第１カップリング１００Ａは、装置本体に装着された感光体ユニット３０の感光体ドラム３１のフランジギアＧ１と伝達部材１２０を介してインボリュートスプラインカップリングを形成して駆動源の回転駆動力を伝達する。
係るインボリュートスプラインカップリングは構造的に調心性に優れ、感光体ユニット３０を装置本体に装着した際に、フランジギアＧ１と伝達部材１２０の軸のずれが発生した場合にも、ずれを吸収して回転駆動力を伝達することができる。
【００３６】
図５には第１カップリング１００Ａの調心作用を模式的に示している。第２のインボリュートスプライン歯１２２ａと第３のインボリュートスプライン歯１１２ａの転移係数を適宜設定することで、ガタ（バックラッシ）を持たせている。
そのために、図５（ｂ）に示すように、伝達部材１２０が感光体ドラム３１のフランジギアＧ１側へ突出した状態では、第２のインボリュートスプライン歯１２２ａと第１出力ギア１１０の第３のインボリュートスプライン歯１１２ａとの噛合長さが短く（図５（ｂ）中  Ｌ２参照）、伝達部材１２０の半径方向の移動量が大きくなっている。そのために、フランジギアＧ１と伝達部材１２０の軸のずれが発生した場合にも、無理なく吸収して回転駆動力を伝達することができる。
【００３７】
一方、インボリュートスプラインカップリングを構成する第１カップリング１００Ａは、伝達部材１２０が感光体ドラム３１のフランジギアＧ１から退避した状態（図５（ａ）参照）では、第２のインボリュートスプライン歯１２２ａと第１出力ギア１１０の第３のインボリュートスプライン歯１１２ａとの噛合長さが長く（図５（ａ）中  Ｌ１参照）、伝達部材１２０の半径方向の移動量は小さくなっている。そのために、伝達部材１２０がフランジギアＧ１側に突出して噛合する際にスムーズに入りやすい。
尚、第２のインボリュートスプライン歯１２２ａと第３のインボリュートスプライン歯１１２ａの転移係数を適宜設定することで、ガタの大きさを調整することができる。
【００３８】
図３には、感光体ユニット３０及び現像装置４０を装置本体に着脱するために、感光体ユニット３０及び現像装置４０からカップリング機構１００が連結を解除するように退避した状態を示している。
カップリング機構１００の連結を解除する場合には、伝達部材１２０の第１の伝達部１２１と第２の伝達部１２２の間に形成されたフランジ部１２４を、例えば開閉カバー１ａの開閉と連動した斜板カム（不図示）で押圧して（図３中  矢印Ｒ参照）退避位置に移動させ、フランジギアＧ１と伝達部材１２０の第１のインボリュートスプライン歯１２１ａの噛合いを解除することができる。
【００３９】
第１カップリング１００Ａの伝達部材１２０は、第２のインボリュートスプライン歯１２２ａが第１出力ギア１１０の第３のインボリュートスプライン歯１１２ａと噛合した状態で、第２の伝達部１２２の内面１２２ｂが案内部１１３に案内されて感光体ドラム３１の軸方向に進退可能に支持されている。
そのために、伝達部材１２０の進退方向に対する倒れが案内部１１３で制限されて退避位置へ移動する際のこじりを抑制している。
【符号の説明】
【００４０】
１・・・画像形成装置
１０・・・制御装置
２０・・・給紙装置
３０・・・感光体ユニット
３１・・・感光体ドラム
４０・・・現像装置
４２・・・現像ローラ
５０・・・露光装置
６０・・・転写装置
７０・・・定着装置
８０・・・退避機構
９０・・・開閉カバー
１００・・・カップリング機構
１００Ａ・・・第１カップリング
１１０・・・第１出力ギア
１１１・・・外歯
１１２・・・内歯
１１２ａ・・・第３のインボリュートスプライン歯
１１３・・・案内部
１２０・・・伝達部材
１２１・・・第１の伝達部
１２１ａ・・・第１のインボリュートスプライン歯
１２２・・・第２の伝達部
１２２ａ・・・第２のインボリュートスプライン歯
１２３・・・係止部材
１００Ｂ・・・第２カップリング
１３０・・・第２出力ギア
【図１】
0006507901.tif 000002
【図２】
0006507901.tif 000003
【図３】
0006507901.tif 000004
【図４】
0006507901.tif 000005
【図５】
0006507901.tif 000006