(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも２つの被駆動体と、一方向及び他の方向に回転する単一の駆動源とから構成される駆動装置を有する画像形成装置において、
第１の被駆動体は前記駆動源が一方向に回転した時に回転し、他の方向に回転した時に回転せず、
第２の被駆動体は前記駆動源の回転方向に関わらず同一方向に回転し、
単一の前記駆動源から前記第２の被駆動体への駆動伝達経路には第１の歯車群と第２の歯車群を有し、前記駆動源の回転方向により、ある一定の位相内を時計方向又は反時計方向に揺動する遊星歯車を前記両歯車群の中で共通の歯車として設け、該遊星歯車の揺動によって、前記第１の歯車群と前記第２の歯車群の何れかへ駆動源からの駆動伝達が切換られ、且つ、前記第１の歯車群と前記第２の歯車群の変速比及び前記各歯車群の初段の歯車の回転方向が異なり、最終段の歯車の回転方向が同じになるようにすると共に、前記駆動源が受ける発生トルクの差異を減少させるように前記変速比を選定し、前記駆動源の必要パワーを低く設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第１の被駆動体はトナー補給装置におけるトナー容器からトナーの供給を受けて一時貯留するホッパー内のトナーを攪拌搬送して現像器に補給する補給手段の駆動軸であり、前記第２の被駆動体はトナー補給装置におけるトナー容器に直結されるホルダーを回転させる駆動軸であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動源としてのモータの駆動伝達手段を効率化させて動力消費の効率化とモータの小型化を図った画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置においては、駆動源としてのモータを正逆転させて複数の被駆動体を回転させるときに、正転時と逆転時でモータの使用パワーが異なる際には、その負荷が大きい方に合わせてモータパワーの大きいものを選んでいた。つまり、大型のモータを使用することになり、装置全体が大型化し製作コストも可成り嵩んでいた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は正転時と逆転時でモータの使用パワーをできるだけ等しくなるように各被駆動体への動力伝達手段を変化させ、モータの性能を有効に活用するようにした画像形成装置を提供することを課題目的にする。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
この目的は次の技術手段（１）又は（２）によって達成される。
【０００５】
（１）  少なくとも２つの被駆動体と、一方向及び他の方向に回転する単一の駆動源とから構成される駆動装置を有する画像形成装置において、
第１の被駆動体は前記駆動源が一方向に回転した時に回転し、他の方向に回転した時に回転せず、
第２の被駆動体は前記駆動源の回転方向に関わらず同一方向に回転し、
単一の前記駆動源から前記第２の被駆動体への駆動伝達経路には第１の歯車群と第２の歯車群を有し、前記駆動源の回転方向により、ある一定の位相内を時計方向又は反時計方向に揺動する遊星歯車を前記両歯車群の中で共通の歯車として設け、該遊星歯車の揺動によって、前記第１の歯車群と前記第２の歯車群の何れかへ駆動源からの駆動伝達が切換られ、且つ、前記第１の歯車群と前記第２の歯車群の変速比及び前記各歯車群の初段の歯車の回転方向が異なり、最終段の歯車の回転方向が同じになるようにすると共に、前記駆動源が受ける発生トルクの差異を減少させるように前記変速比を選定し、前記駆動源の必要パワーを低く設定したことを特徴とする画像形成装置。
【０００８】
（２）  前記第１の被駆動体はトナー補給装置におけるトナー容器からトナーの供給を受けて一時貯留するホッパー内のトナーを攪拌搬送して現像器に補給する補給手段の駆動軸であり、前記第２の被駆動体はトナー補給装置におけるトナー容器に直結されるホルダーを回転させる駆動軸であることを特徴とする（１）項に記載の画像形成装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を説明する。なお、本欄の記載は請求項の技術的範囲や用語の意義を限定するものではない。また、以下の、本発明の実施の形態における断定的な説明は、ベストモードを示すものであって、本発明の用語の意義や技術的範囲を限定するものではない。
【００１０】
図１における画像形成装置は、トナー補給装置を有する画像形成装置としてのデジタル複写機の断面構成図である。
【００１１】
デジタル複写機１００の上部には、原稿Ｇが載置される原稿載置板１０１が設けられている。
【００１２】
この原稿Ｇは、露光ランプ１１０と一体に移動するミラー１１１と、このミラー１１１の移動距離の半分を移動するＶ型に構成されたミラー１１２，１１３と、結像レンズ１１４と、ＣＣＤ１１５とで読み取られる。
【００１３】
ドラム状の感光体１０２の外周には、帯電器１０３、現像器１０４、転写器１０５、分離器１０６、クリーニング装置１０７が各々動作順に配置されている。そして現像器１０４にはトナー容器４０２やトナーの補給手段４１１から成るトナー補給装置４００が連結され消費に見合うトナーが安定して補給されるようにしてある。
【００１４】
ＣＣＤ１１５で読み取られたデジタル画像データは、図示しないレーザから出射されるレーザ光に重畳され、ポリゴンミラー１１６により走査される。走査されたレーザ光は、ミラー１１７，１１８により反射され、ｆθレンズ１１９、シリンドリカルレンズ１２０、ミラー１２１を介して、感光層面に帯電器１０３で電荷が付与された感光体１０２を露光し、静電潜像を形成する。
【００１５】
次に、現像器１０４で静電潜像を現像し、感光体１０２の感光層面にトナー画像による可視像を形成する。
【００１６】
更に、デジタル複写機１００の下方位置には、上下方向に両面複写用給紙ユニット１３０と、給紙ユニット１４０，１５０及び１６０とが配置されており、給紙ユニット１４０，１５０及び１６０には通常、異なるサイズの記録媒体としての用紙Ｐが収納されている。
【００１７】
例えば、給紙ユニット１４０内に収納された用紙Ｐが選択されると、用紙Ｐを給紙ローラ１４１にて１枚のみ給紙し、この用紙Ｐを搬送ローラ１４２により搬送する。
【００１８】
同様にして、給紙ユニット１５０又は１６０内に収納された用紙Ｐが選択されると、用紙Ｐを給紙ローラ１５１又は１６１にて１枚のみ給紙し、この用紙Ｐを搬送ローラ１５２又は１６２等により搬送する。
【００１９】
そして、用紙Ｐは、搬送路１７０をトナー画像が形成された感光体１０２方向に搬送される。そして、用紙Ｐはレジストローラ１７２で一旦停止させられ、感光体１０２に形成されたトナー画像と用紙Ｐとが一致するようにして給紙が行われる。
【００２０】
次に、感光体１０２のトナー画像が転写器１０５により用紙Ｐに転写され、この用紙Ｐは分離器１０６により感光体１０２面より分離される。そして、用紙Ｐは搬送装置１７３で定着器１８０に搬送される。
【００２１】
定着器１８０は加熱ローラ１８１と加圧ローラ１８２とを備えており、用紙Ｐのトナー画像が加熱ローラ１８１と加圧ローラ１８２とにより用紙Ｐに安定に定着した状態にされる。
【００２２】
定着が完了した用紙Ｐは排紙案内ローラ１７４により排紙される。片面複写の場合は排紙切換部材１７５が下降し、そのまま排紙トレイ１７６に用紙Ｐが排紙される。
【００２３】
両面複写の場合は排紙切換部材１７５が上昇し、用紙案内部１７７が開放され、用紙Ｐは破線矢印の方向に搬送される。
【００２４】
更に、搬送機構１７８により用紙Ｐは下方に搬送され、用紙反転部１７９によりスイッチバックさせられ、用紙Ｐの後端部は先端部となって両面複写用給紙ユニット１３０内に搬送される。
【００２５】
用紙Ｐは両面複写用給紙ユニット１３０に設けられた搬送ベルト１３１で給紙方向に移動し、給紙ローラ１３２で用紙Ｐを再給紙し、用紙Ｐを搬送路１７０に案内する。
【００２６】
再び、上述したように感光体１０２方向に用紙Ｐを搬送し、用紙Ｐの裏面にトナー画像を転写し、定着器１８０で定着した後、排紙トレイ１７６に排紙する。
【００２７】
さて、このような画像形成装置には上述のような種々の機能が具備され性能は益々高度化や高速化が進められてゆく中で、機構の簡易化や軽量化や効率化が合わせて求められている。これについて例えばトナー補給装置について実施したことを下記に述べる。
【００２８】
図２の斜視図、図３の側面図に示すように、前記トナー補給装置４００は、トナーを収容するトナー容器４０２と、該トナー容器４０２に直結されるホルダー４０１を回転駆動させる駆動軸４０１Ａと、該駆動軸４０１Ａの回転により前記トナー容器４０２から搬送路４０６によってトナーを受け取り一時貯留するホッパー４１２とを設け、該ホッパー４１２内のトナーを攪拌しながら現像器１０４に補給するスクリュー４１３を有する補給手段４１１の駆動軸４１１Ａとを備え、一つの駆動源としてのモータ４３０の正転時と逆転時とで、前記トナー容器４０２に直結されるホルダー４０１を回転駆動する駆動軸４０１Ａの作動と前記補給手段４１１を駆動する駆動軸４１１Ａの作動とへの駆動伝達パターンを切り換えるようにしてある。
【００２９】
図３の側面図に示すように、噛合する歯車４３１、遊星歯車４３２Ａ、歯車４３２Ｂ、歯車４３２Ｃ及び歯車４３４によって第１の歯車群が構成され、噛合する歯車４３１、遊星歯車４３２Ａ、歯車４３２Ｄ、それに同心に固定した歯車４３２Ｃ及び歯車４３４によって第２の歯車群が構成されている。
【００３０】
一つの駆動源としてのモータ４３０に同心に取り付けた歯車４３１には遊星歯車４３２Ａが噛合し、その中心軸が駆動軸４３０Ａに同心の円弧上を揺動軌跡としてのガイド溝４３３に移動可能にしてあり、歯車４３１が正回転することにより第１の移動位置４３３Ａに移動すると共に、遊星歯車４３２Ａは固定の歯車４３２Ｂに噛合し、該歯車４３２Ｂは歯車４３２Ｃに噛合し、該歯車４３２Ｃはトナー容器４０２に取り付けたホルダー４０１の駆動軸４０１Ａの駆動歯車４３４に噛合してこれを正回転させている。一方、モータ４３０が逆回転するときは、歯車４３１が逆回転することになり前記遊星歯車４３２Ａの中心軸は第２の移動位置４３３Ｂに移動すると共に、遊星歯車４３２Ａは固定の歯車４３２Ｃに同心に固定して取り付けられたそれよりも小径の歯車４３２Ｄに噛合し、該歯車４３２Ｄと一体の前記歯車４３２Ｃがトナー容器４０２に取り付けられたホルダー４０１の駆動軸４０１Ａの駆動歯車４３４に噛合してこれを正回転させている。そしてそのときの前記ホルダー４０１の駆動軸４０１Ａの回転はモータ４３０が正回転するときよりも高速で回転することになる。
【００３１】
因みに、一例として第１の歯車群と第２の歯車群における各歯車のピッチ径及び各段毎の変速比と全体の変速比を表１に示す。
【００３２】
【表１】
0004110760.tif 000002
【００３３】
この変速範囲は必要に応じて歯車群の歯車列の歯車の数を変えたり、各歯車の歯数を変えることによってかなり自由に設定可能である。
【００３４】
一方、図３に示すように、一つの駆動源としてのモータ４３０の駆動軸４３０Ａに同心に取り付けた歯車４３１とワンウエイクラッチ４４５を装着した歯車４４３Ａとが噛合し、該歯車４４３Ａはトナーの前記補給手段４１１の駆動軸４１１Ａに同心に取り付けられた歯車４４４に噛合している。
【００３５】
このような駆動伝達パターンを採り駆動源としてのモータ４３０の駆動軸４３０Ａの正方向の回転（例えば時計回りの回転）により、ワンウエイクラッチ４４５が回転伝達する方向になっているので、前記補給手段４１１の駆動軸４１１Ａも同じ方向（正方向）に回転する。
【００３６】
しかし、一つの駆動源としてのモータ４３０の駆動軸４３０Ａを逆方向（反時計方向）に駆動するときワンウエイクラッチ４４５が回転伝達しない方向になるのでトナーの前記補給手段４１１の駆動軸４１１Ａは回転せずトナーの現像器への補給はされない。
【００３７】
このようにして、モータ４３０の正回転により、トナーの補給手段４１１の駆動軸４１１Ａが回転してトナーがホッパーから現像器１０４へ補給されると共に、トナー容器４０２内のトナーの前記ホッパー４１２への供給のための駆動軸４０１Ａも稍低い速度で回転伝達が行われる。
【００３８】
また、モータ４３０の逆回転によりトナーの補給手段４１１の駆動軸４１１Ａが回転せず、トナーがホッパー４１２から現像器へ補給されなくなると、前記トナー容器４０２内のトナーがホッパー４１２に供給されるが、その駆動軸４０１Ａは稍高い速度の回転伝達を受けて多めのトナーがホッパー４１２へ供給される。
【００３９】
ここで本発明におけるトナー補給装置４００の駆動での具体的効果について説明する。この駆動構成は図３の側面図や表１で説明したものよりも歯車列の段数を増加させ変速比を大きくしたものであり、基本的には同じ構成である。
【００４０】
表２はトナー容器４０２の駆動経路が同一の減速比を持った２つの歯車群で構成したときのデータを示すものであり、表３は減速比の異なる２つの歯車群で構成したときのデータを示すものであり、補給手段の駆動軸、トナー容器の駆動軸及び単一モータそれぞれの回転方向、トルク及び回転数を示してある。
【００４１】
【表２】
0004110760.tif 000003
【００４２】
【表３】
0004110760.tif 000004
【００４３】
表２からトナー容器４０２は正転時、逆転時ともモータ軸に対して同じ変速比（減速比）で回転させたときは、モータ軸のトルクにおいておよそ２．５倍の差があることを示している。この場合にはモータは正転時の出力に見合ったパワーのモータを選定する必要がある。
【００４４】
一方、表３のように、トナー容器４０２を正転時と逆転時とで、モータ軸に対して異なる減速比で回転させたときは、モータ軸のトルクにおいて、正転時と逆転時共にほぼ等しくなっていることが判る。そしてこの正転時のトルクは表２での正転時のトルクの０．８倍である。
【００４５】
このように、ボトル状のトナー容器４０２に減速比の異なる２つの歯車群を設けることにより、モータの正転時、逆転時ともほぼ同じパワー（トルク）を継続して使用でき、尚かつ、モータの最大パワーを低く抑えることができる。
【００４６】
このようにして一つの駆動源の正逆転で複数の負荷の異なる被駆動軸を駆動するとき、動力配分を均一に行うことが可能になり、従来から行われていた高い被駆動軸に合わせた高いパワーの駆動源としてのモータを用いることなく適正な低いパワーのモータを用いることが可能になり装置の小型化が実現できる。
【００４７】
本発明の実施の形態では、被駆動体が２つの場合について説明したが、被駆動体は２つに限られるものではなく、複数の被駆動体を駆動連結して２つ以上の被駆動体を駆動することが可能である。
【００４８】
また、本発明の実施の形態では、被駆動体をトナー補給装置に適用した画像形成装置について説明したが、被駆動体はそれに限定されるものではない。
【００４９】
【発明の効果】
１つの駆動源の正逆転で複数の負荷の異なる被駆動軸を駆動するとき、動力配分を均一に行うことが可能になり、従来から行われていた高いパワーの被駆動軸に合わせた高いパワーの駆動源としてのモータを用いることなく適正な低いパワーのモータを用いることが可能になり装置の小型化が実現できる。
【００５０】
即ち、モーターの正逆転時とも回転する被駆動体の駆動伝達経路を２つの歯車群で構成し、２つの歯車群の減速比を異なるようにし、小型のモーターの使用や画像形成装置全体の小型化が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の一例を示す画像形成装置としてのデジタル複写機の断面構成図である。
【図２】本発明のに用いるトナー補給装置の概略を示す斜視図である。
【図３】本発明に用いるトナー補給装置の駆動伝達パターンの切り換え機構の一例を示す側面図である。
【符号の説明】
１００  デジタル複写機
１０４  現像器
４００  トナー補給装置
４０１  ホルダー
４０１Ａ，４１１Ａ，４３０Ａ  駆動軸
４０２  トナー容器
４０６  搬送路
４１１  補給手段
４３０  モータ
４３１，４３２，４３２Ｂ，４３２Ｃ，４３２Ｄ，４３４，４４３Ａ，４４４歯車
４４５  ワンウエイクラッチ
４３２Ａ  遊星歯車
４３３  ガイド溝
４３３Ａ，４３３Ｂ  移動位置
【図１】
0004110760.tif 000005
【図２】
0004110760.tif 000006
【図３】
0004110760.tif 000007