(57)【要約】【課題】クラッチが取り付けられた軸部に固定されるカムにおいて、回転停止位置のばらつきが生じた場合でも、クラッチの異常音の発生しないようにする。【解決手段】平面視において外周面の一部に、半径Ｒａの第１円周部１０１と、半径Ｒａよりも小さい半径Ｒｂの第２円周部１０２とを形成するとともに、第１円周部１０１と第２円周部１０２との間に直線部１０３を形成する。ここでカムの不必要な回転によるクラッチの異常音を一層確実に防止するには、直線部１０３の両端Ａ，Ｂと軸中心Ｃとのなす角θを、カム１００の回転停止位置のばらつき範囲と略同一とするのが好ましい。また直線部１０３の端部Ａと軸中心Ｃとを結んだ線上の、軸中心Ｃからの距離がＲｂの点と、直線部１０３の端部Ｂとを結んだ線Ｌに対する直線部１０３の傾きを１〜１０°の範囲とするのが好ましい。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
クラッチが取り付けられた軸部に固定されるカムであって、
平面視において外周面の一部に、半径Ｒａの第１円周部と、第１円周部の半径Ｒａよりも小さい半径Ｒｂの第２円周部と、第１円周部と第２円周部との間に形成された直線部とを有することを特徴とするカム。
【請求項２】
前記直線部の両端と軸中心とのなす角を、前記クラッチによるカムの回転停止位置のばらつき範囲と略同一とした請求項１に記載のカム。
【請求項３】
前記直線部の第１円周部側端と軸中心とを結んだ線上の、軸中心からの距離がＲｂの点と、前記直線部の第２円周部側端とを結んだ線に対する前記直線部の傾きを１〜１０°の範囲とした請求項１又は２記載のカム。
【請求項４】
画像形成装置における感光体又は中間転写体に対して部材を当接・離間させるために用いる請求項１〜３のいずれかに記載のカム。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、クラッチが取り付けられた軸部に固定されるカムに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
クラッチが取り付けられた軸部に固定され、回転することによって他の部材に運動を与えるカムとしては例えば図６に示すような、平面視において、外周面の一部に回転軸中心Ｃに対する半径Ｒの円周部５０１を有するカム５００が知られている。このようなカム５００では、円周部５０１で他の部材を支持するのでオーバーランしやすく、また外力によってカムが回転しやすいという問題があった。
【０００３】
このようなカムにおける不必要な回転を防止するために例えば図７に示すような、平面視において半径Ｒの二つの円周部６０１，６０２の間に直線部６０３を設けたカム６００が考えられる。カムの外周面にこのような直線部６０３を設けたことによって、直線部６０３と他の部材との当接が面接触となるので、他の部材から力が加わったとしてもカムの不必要な回転が防止され、精度よく位置決めができるようになった。
【０００４】
【特許文献１】
特開平７−２４５６７５号公報（図１）
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、図７に示したカム６００を電磁ばねクラッチと共に用いた場合にカムの回転停止位置のばらつきが生じたとき、特にカムの回転停止位置が正規位置よりもプラス側（オーバーラン）になったとき、他の部材からの外力などによってカムは正規位置に戻ろうと、電磁ばねクラッチの許容回転方向と逆方向（図７では反時計回り）に回転しようとする。カムのこのような回転力が生じるとクラッチから異常音が発生する。
【０００６】
本発明は、このような従来の問題に鑑みてなされたものであり、カムの回転停止位置にばらつきが生じた場合でも、クラッチの許容回転方向と逆方向に回転することのないカムを提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明によれば、クラッチが取り付けられた軸部に固定されるカムであって、平面視において外周面の一部に、半径Ｒａの第１円周部と、第１円周部の半径Ｒａよりも小さい半径Ｒｂの第２円周部と、第１円周部と第２円周部との間に形成された直線部とを有することを特徴とするカムが提供される。
【０００８】
カムの不必要な回転によるクラッチの異常音を一層確実に防止する観点から、直線部の両端と軸中心とのなす角は、クラッチによるカムの回転停止位置のばらつき範囲と略同一とするのが好ましい。また直線部の第１円周部側端と軸中心とを結んだ線上の、軸中心からの距離がＲｂの点と、前記直線部の第２円周部側端とを結んだ線に対する前記直線部の傾きを１〜１０°の範囲とするのが好ましい。本発明のカムは、画像形成装置における感光体又は中間転写体に対して部材を当接・離間させるのに好適に用いることができる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明のカムについて図に基づいて説明する。なお、本発明はこれらの実施形態に何ら限定されるものではない。図１に、本発明に係るカムの一実施形態である略円柱状のカムの回転軸方向から見た平面図を示す。図１のカム１００は、平面視において外周面の一部に、半径Ｒａの第１円周部１０１と、半径Ｒａよりも小さい半径Ｒｂの第２円周部１０２と、第１円周部１０１と第２円周部１０２との間に形成された直線部１０３とを有する。そしてカム１００の中心からやや下方に偏移した位置に貫通孔１０５が形成され、クラッチ（図４に図示）２１０が取り付けられた回転軸（軸部）２２０がこの貫通孔１０５に嵌着されている。また、貫通孔１０５に対して直線部１０３の反対側のカム１００の外周面には、回転軸２２０の軸中心Ｃからの距離が第１円周部１０１や第２円周部１０２の半径に対して十分に小さい半径の小径部１０６が形成されている。また、カム１００の直線部１０３の両端Ａ，Ｂと軸中心Ｃとのなす角θが、回転軸２２０に取り付けられたクラッチ２１０によるカム１００の回転停止位置のばらつき範囲と略同一の１０゜になるように形成されている。加えて、直線部１０３と水平線Ｌとのなす角αがこの図のカムでは５°とされている。
【００１０】
この実施形態では、回転軸２２０の回転運動（時計回り）に従ってカム１００も回転し、カム１００の外周面に当接している他の部材が上下動などの運動を行う。このとき、クラッチ２１０は、モータ等の回転駆動力の回転軸２２０への伝達／遮断を制御して、カム１００が所定の位置で停止するよう制御する。ここで例えば電磁ばねクラッチを用いた場合に、クラッチ２１０の回転誤差によってカム１００の回転停止位置がプラス側になったとき、すなわちカム１００がオーバランしたとき、カム１００には正規の位置に戻ろうとする方向（図１の反時計回り）の力が加わる。しかし、カム１００の直線部１０３は軸中心Ｃからの距離が点Ｂから点Ａに行くほど長くなっているため、よほど大きな力を加えない限りカム１００は反時計回りには回転しない。したがって、クラッチ２１０が許容回転方向と逆方向（図１では反時計回り）に回転することはなく、異常音が発生することもない。
【００１１】
一方、カムの回転停止位置がマイナス側になったとき、すなわちカムの回転不足のとき、前記と同様にカム１００には正規の位置に戻ろうとする方向（図１の時計回り）の力が加わる。ここで前記のようにカム１００の直線部１０３は軸中心Ｃからの距離が点Ｂから点Ａに行くほど長くなっている。換言すると、点Ａから点Ｂに行くほど軸中心Ｃからの距離が短くなっている。このため、カム１００は正規の位置まで時計回りに回転し得るが、この回転方向はクラッチ２１０の許容回転方向であるので異常音は発生しない。
【００１２】
例えば、クラッチ２１０によるカム１００の回転停止位置のばらつきが±５°である場合、カム１００の直線部１０３の両端Ａ，Ｂと軸中心Ｃとのなす角θは１０°になるようにするのがよい。このような構成によりカム１００の回転停止位置がどのようにばらついてもカムの直線部１０３で他の部材を支持でき、しかも回転停止位置がプラス側になったときには、クラッチ２１０の許容回転方向と逆方向へのカムの回転を防止する一方、回転停止位置がマイナス側になったときには、クラッチ２１０から異常音を発生させることなく正規位置までカムが回転する。
【００１３】
また、直線部１０３が他の部材を安定して支持し、クラッチ２１０の許容回転方向と逆方向にカム１００が回転するのを確実に防止するためには、直線部１０３と水平線Ｌとのなす角αは１〜１０°の範囲が好ましく、３〜７°の範囲がより好ましい。
【００１４】
次に、本発明の略円柱状カムのプリンタ装置で実用した場合について説明する。図２は、カラーレーザプリンタ装置の概略構成図である。図２のプリンタ装置では、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、そしてブラック（Ｂ）の４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成すると共に、ブラック（Ｂ）のトナーのみを用いてモノクロ画像をも形成する。感光体ドラム１の周りにはその回転方向に沿って、帯電器３と、前記４つ色を現像するための現像装置４，５，６，７と、クリーニング装置１０とが配設されている。そして各現像装置にはトナーを貯蔵するトナーホッパー４１，５１，６１，７１が取り付けられている。なお、黒色トナーは消費量が多くホッパー容量を大きくする必要があるため、現像装置７と離れた位置にトナーホッパー７１が設けられている。
【００１５】
感光体ドラム１は反時計回りに回転し、まず帯電器３により感光体ドラム１の表面は均一に帯電される。次に、光走査ユニットから感光体ドラム１の表面にレーザ光が照射されて、画像部分又は背景部分に相当する電荷が消去され、感光体ドラム１の表面に静電潜像が形成される。そして現像装置４，５，６，７のいずれか１つの現像装置によって、感光体ドラム１上の静電潜像に所定の一色のトナーが供給され静電潜像が顕像化する。
【００１６】
感光体ドラム１上に形成されたトナー画像は、感光体ドラム１と接触し同じ周速度で回転している中間転写体１２上に１次転写される。転写されなかった感光体ドラム１上の残留トナーは、クリーニング装置１０におけるクリーニングローラ１５及びクリーニングブレード１７で感光体ドラム１の表面から除去される。そしてまた、帯電器３による感光体ドラム１の帯電に始まる一連の工程が他の１色について行われ、これが４色分繰り返される。
【００１７】
このような処理により、中間転写体１２の表面には４色のトナーが重ね合わされたカラー画像が形成される。なお、中間転写体１２上に４色のトナーが重ね合わされる間、中間転写体１２は４回転することになるが、この間は後述するクリーニング手段１１及び２次転写手段１３は中間転写体１２から離隔位置に退避している。このクリーニング手段１１及び２次転写手段１３の中間転写体１２への接触・離間を本発明のカムによって行っている。本発明のカムによる２次転写手段１３の接触・離間運動については後述する。
【００１８】
中間転写体１２が時計回りに回転し、中間転写体１２上のカラー画像がちょうど２次転写手段１３と対向する位置に到達するのに合わせて、給紙搬送装置（不図示）によって中間転写体１２と２次転写手段１３との間に用紙（転写部材）が搬送される。このとき、カムの回転によって２次転写手段１３は中間転写体１２に接触する。そして２次転写手段１３に、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されることにより、中間転写体１２上のカラー画像が用紙８上に転写される。そして、中間転写体１２上の転写されなかった残留トナーはクリーニング手段１１によって中間転写体１２上から除去される。一方、カラー画像が転写された用紙は、搬送ベルト９により定着部１４に搬送され、ここでカラー画像は加熱・加圧されて用紙に定着する。そして排紙経路を通って外部に排出される。
【００１９】
図３に２次転写手段１３の周辺部分の拡大正面図を、そして図４にその上面図を示す。２次転写手段１３は、軸２５１を中心に揺動するアーム２５０と、アーム２５０の一方端に取り付けられた転写ローラ２４０と、転写ローラ２４０を中間転写体１２の方向に付勢するバネ部材Ｓと、分離チャージャ２６０とを備え、アーム２５０のもう一方端は、回転軸２２０に固定されたカム１００に当接している。
【００２０】
図４に示すように、回転軸２２０の一方端側にはカム１００が固定され、もう一方端側にはギア２３０及びクラッチ２１０が取り付けられており、ギア２３０を介して伝達されるモータ等の回転駆動力を、クラッチ２１０によって回転軸２２０へ伝達／遮断している。
【００２１】
図３では、転写ローラ２４０は、バネ部材Ｓによる付勢力によって中間転写体１２と接触した状態にある。転写ローラ２４０をこの接触状態から離間状態とする場合には、クラッチ２１０を作動させて回転軸２２０を時計回りに回転させる。すると、図５に示すように、カム１００の外周面に当接しているアーム２５０の一方端側が押し上げられ、約１８０°の回転によってカム１００の直線部２０３でアーム２５０の一方端が支持されるようになる。これによってアーム２５０は軸２５１を中心に時計回りに回転し、バネ部材Ｓの付勢力に抗して転写ローラ２４０は中間転写体１２から離間する。
【００２２】
このとき、カム１００の回転停止位置がどのようにばらついてもカムの直線部１０３でアーム２５０の一方端を支持できる。また、回転停止位置がプラス側になったときには、カム１００の半時計回りの回転が防止されるのでクラッチ２１０の異常音は発生しない。他方、回転停止位置がマイナス側になったときには、アーム２５０の一方端を直線部１０３で安定に支持できる位置までカム１００が回転し、このときの回転方向はクラッチ２１０の許容回転方向であるのでクラッチ２１０の異常音は発生しない。
【００２３】
なお、クリーニング手段１１の中間転写体１２への接触・離間も同様のカム及びカム機構を用いて行っている。もちろん本発明のカムはこれらに限定されるものではない。
【００２４】
【発明の効果】
以上説明した通り、本発明のカムでは、平面視において外周面の一部に、半径Ｒａの第１円周部と、第１円周部の半径Ｒａよりも小さい半径Ｒｂの第２円周部と、第１円周部と第２円周部との間に形成された直線部とを設けた構成としたので、回転停止位置がプラス側にズレたときには、クラッチの許容回転方向と逆方向へのカムの回転が防止される結果、クラッチの異常音は発生しない。一方、回転停止位置がマイナス側にズレたときには、クラッチから異常音を発生させることなく、直線部で他の部材を安定に支持できる位置までカムが回転する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係るカムの一実施形態を示す、回転軸方向から見た平面図である。
【図２】本発明に係るカムを用いたプリンタ装置の概略断面図である。
【図３】図２のプリンタ装置の２次転写手段の部分拡大図である。
【図４】２次転写手段の上面図である。
【図５】図３の２次転写手段における転写ローラが中間転写体から離間した状態を示す図である。
【図６】従来のカムの一例を示す、回転軸方向から見た平面図である。
【図７】従来のカムの他の例を示す、回転軸方向から見た平面図である。
【符号の説明】
１・・・感光体ドラム
２・・・光走査ユニット
３・・・帯電器
４，５，６，７・・現像装置
９・・・搬送ベルト
１０・・・クリーニング装置
１１・・・中間転写体
１２・・・クリーニング手段
１３・・・転写手段
１４・・・定着部
１００・・・カム
１０１・・・第１円周部
１０２・・・第２円周部
１０３・・・直線部
１０５・・・貫通孔
１０６・・・小径部
２１０・・・クラッチ
２２０・・・回転軸（軸部）
２３０・・・ギア
２４０・・・転写ローラ
２５０・・・アーム
【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】
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