(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基板に形成された第１軸に対し回動自在の第１駆動歯車と、
前記基板に形成された第２軸に対し回動自在で前記第１駆動歯車と全周で噛合する摩擦歯車と、
前記第２軸に対し回動自在で、前記第１駆動歯車と噛合し歯車の一部に欠け歯を有する第１従動歯車と、
前記第１従動歯車と一体化し、歯車の一部に欠け歯を有する第２駆動歯車と、
前記基板に形成された第３軸に対し回動自在で前記第２駆動歯車と噛合する第２従動歯車と、
前記第１駆動歯車と前記第１従動歯車とが非噛合状態時には前記摩擦歯車と前記第１従動歯車とを一体で回転するように圧接する圧接手段と、
前記第１駆動歯車と前記第１従動歯車とが非噛合状態時に前記第１従動歯車の回転を停止または解除する停止解除手段と、を備え、
一定方向に回転する前記第１駆動歯車に対して、前記第１駆動歯車と前記第１従動歯車の噛合が外れる前に、前記第２駆動歯車と前記第２従動歯車の噛合が外れ、且つ前記第１駆動歯車と前記第１従動歯車が噛合した後に、前記第２駆動歯車と前記第２従動歯車が噛合する関係となっていることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記停止解除手段は、電磁石の磁化の有無を用いて前記第１従動歯車の回転を停止または解除することを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記圧接手段は、前記基板と前記摩擦歯車との間に圧縮弾性部材を設けたものであることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動装置。
【請求項４】
前記摩擦歯車と前記第１従動歯車の隣接する面の少なくも一方に第２軸を中心としたリング状突起を設けたことを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の駆動装置。
【請求項５】
画像形成装置におけるトナーを補給する装置に請求項１乃至４の何れか一項に記載の駆動装置を用いたことを特徴とするトナー補給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は駆動装置および該駆動装置を用いた画像形成装置におけるトナー補給装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、連続回転する運動を必要な時のみ間欠的に回転する運動に変換する駆動装置が知られている。従来の一例を図面を参照して説明する。図８は従来例の駆動装置の構成を示す図である。
【０００３】
この駆動装置は、基板４３１に形成した第１軸４４２に対し回動自在の第１駆動歯車４４１を設け、第２軸４５２に対し回動自在で、歯車の一部に欠け歯を有し、第１駆動歯車４４１と噛合する第１従動歯車４６０ａを設け、第１駆動歯車４４１と第１従動歯車４６０ａとが非噛合状態時に、第１従動歯車４６０ａにバネ４９６の一端を設けてバネ力により第１従動歯車４６０ａを回転するようにした装置が知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、第１従動歯車４６０ａがバネ４９６のバネ力により第１駆動歯車４４１と噛合する際に、歯同士の衝突を起こし、雑音を発生し、第１従動歯車４６０ａの回転速度むらがでやすいといった問題がある。
【０００５】
本発明は、上記の課題に鑑みなされたもので、連続回転駆動を間欠回転駆動に円滑に変換する駆動装置および該駆動装置を用いたトナー補給装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は下記の手段のいずれかにより達成できる。
【０００７】
（１）基板に形成された第１軸に対し回動自在の第１駆動歯車と、
前記基板に形成された第２軸に対し回動自在で前記第１駆動歯車と全周で噛合する摩擦歯車と、
前記第２軸に対し回動自在で、前記第１駆動歯車と噛合し歯車の一部に欠け歯を有する第１従動歯車と、
前記第１従動歯車と一体化し、歯車の一部に欠け歯を有する第２駆動歯車と、
前記基板に形成された第３軸に対し回動自在で前記第２駆動歯車と噛合する第２従動歯車と、
前記第１駆動歯車と前記第１従動歯車とが非噛合状態時には前記摩擦歯車と前記第１従動歯車とを一体で回転するように圧接する圧接手段と、
前記第１駆動歯車と前記第１従動歯車とが非噛合状態時に前記第１従動歯車の回転を停止または解除する停止解除手段と、を備え、
一定方向に回転する前記第１駆動歯車に対して、前記第１駆動歯車と前記第１従動歯車の噛合が外れる前に、前記第２駆動歯車と前記第２従動歯車の噛合が外れ、且つ前記第１駆動歯車と前記第１従動歯車が噛合した後に、前記第２駆動歯車と前記第２従動歯車が噛合する関係となっていることを特徴とする駆動装置。
【０００８】
（２）前記停止解除手段は、電磁石の磁化の有無を用いて前記第１従動歯車の回転を停止または解除することを特徴とする（１）に記載の駆動装置。
（３）前記圧接手段は、前記基板と前記摩擦歯車との間に圧縮弾性部材を設けたものであることを特徴とする（１）又は（２）に記載の駆動装置。
（４）前記摩擦歯車と前記第１従動歯車の隣接する面の少なくも一方に第２軸を中心としたリング状突起を設けたことを特徴とする（１）乃至（３）の何れか一つに記載の駆動装置。
（５）画像形成装置におけるトナーを補給する装置に（１）乃至（４）の何れか一つに記載の駆動装置を用いたことを特徴とするトナー補給装置。
【０００９】
【発明の実施の形態】
最初に、本発明のトナー補給装置を有する画像形成装置について説明する。図１はトナー補給装置を有する画像形成装置の断面構成図である。
【００１０】
画像形成装置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。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。
【００１１】
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。
【００１２】
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。
【００１３】
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。
【００１４】
更に、画像形成装置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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
次に、トナー補給装置について説明する。図２はトナー補給装置の構成の一部を示す斜視図である。図２に示すように、トナー補給装置４００は、トナーを収容するトナー容器４０２とトナー容器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、駆動軸４０１Ａの回転によりトナー容器４０２から搬送路４０３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、ホッパー４１２内のトナーを攪拌しながら現像器１０４（図１）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とを備えている。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の作動は必要な時のみ間欠的に駆動されるようになっている。
【００２６】
次に、トナー補給装置の駆動軸４０１Ａを駆動する駆動部分について説明する。図３は駆動装置における第１従動歯車の回転状態を示す図、図４は図３の側断面図、図５は駆動装置における第１従動歯車の回転停止状態を示す図である。
【００２７】
図３、４、５に示すように、この駆動装置は、画像形成装置に用いるトナー容器４０２（図２）を必要な時のみ間欠的に回転するようにしたものである。基板４３１は歯車等の軸を形成した駆動装置のベースである。モータ４３２は基板４３１に固定され、モータ４３２の回転は歯車列４３３に伝達され、歯車列４３３と噛合する第１駆動歯車４４１は基板４３１に形成した第１軸４４２に対し回動自在の歯車で、第１従動歯車４６０ａと噛合する。また、第１従動歯車４６０ａは第２軸４５２に対し回動自在で、歯車の一部に欠け歯を有し、第１駆動歯車４４１と噛合する。
【００２８】
また、圧接手段である圧縮弾性部材４７１（図４）は基板４３１と摩擦歯車４５１との間に設けられ、第１駆動歯車４４１と第１従動歯車４６０ａとが非噛合状態時に、摩擦歯車４５１と第１従動歯車４６０ａとが一体で回転するように圧接する。また、摩擦歯車４５１と第１従動歯車４６０ａとの隣接する面の摩擦歯車４５１側にリング状突起４５１ａ（図４）を設けている。
【００２９】
停止解除手段であるは電磁石ユニット４８０は電磁石４８１、レバー４８２、および引張りバネ４８３等で構成され、第１駆動歯車４４１と第１従動歯車４６０ａとが非噛合状態時に、第１従動歯車４６０ａの回転を停止または解除する。電磁石ユニット４８０は通電すると、電磁石４８１が磁化され、レバー４８２をバネ４８３に抗して吸着し、レバー４８２の先端部４８２ａが係止カム４６０ｃの係止から外れ、第１従動歯車４６０ａの回転防止を解除する。
【００３０】
歯車群４６０は、第１従動歯車４６０ａ、第２駆動歯車４６０ｂおよび係止カム４６０ｃ等より構成され、且つ機構的に一体となっている。
【００３１】
第２従動歯車４９１は基板４３１に形成した第３軸４９２に対し回動自在で第２駆動歯車４６０ｂと噛合する。第２従動歯車４９１と噛合する駆動軸４０１Ａに固定された歯車４９３により前述のトナー容器４０２（図２）を間欠的に回転するようになっている。
【００３２】
次に、駆動装置の伝達経路を説明する。図６は駆動装置の動力伝達経路を示す図である。図６（ａ）に示す動力伝達経路は、第１駆動歯車４４１が第１従動歯車４６０ａを直接駆動している時の経路である。
【００３３】
図６（ｂ）に示す動力伝達経路は、第１駆動歯車４４１と第１従動歯車４６０ａとが非噛合状態時に、第１駆動歯車４４１が摩擦歯車４５１を介して第１従動歯車４６０ａを間接的に駆動している時の経路である。
【００３４】
図６（ｃ）に示す動力伝達経路は、第１駆動歯車４４１と第１従動歯車４６０ａとが非噛合状態時に、第１従動歯車４６０ａは電磁石ユニットにより停止している時の状態であり、第１駆動歯車４４１と摩擦歯車４５１は回転を続け、第１従動歯車４６０ａはスリップして停止している。
【００３５】
次に、駆動装置における主な部材のタイムチャートを説明する。図７は駆動装置の主な部材のタイムチャートを示す図である。
（ａ）第１駆動歯車４４１は実施の形態では常時回転している。
（ｂ）摩擦歯車４５１は実施の形態では常時回転している。
（ｃ）圧縮弾性部材４７１は、摩擦歯車４５１と第１従動歯車４６０ａとを圧接しているため、第１駆動歯車４４１と第１従動歯車４６０ａとが非噛合状態において、第１従動歯車４６０ａが電磁石により解除されたとき、摩擦歯車４５１の回転が摩擦伝達され第１従動歯車４６０ａが回転する。また、第１駆動歯車４４１と第１従動歯車４６０ａとが非噛合状態において電磁石により停止されているときは、摩擦歯車４５１と第１従動歯車４６０ａとはスリップしている。
（ｄ）第１従動歯車４６０ａと第２駆動歯車４６０ｂは一体となっており、第１駆動歯車４４１と第１従動歯車４６０ａとの噛合外れ後、電磁石ユニット４８０のレバー４８２が係止カム４６０ｃに係止して停止する。
（ｅ）電磁石ユニット４８０は、通電（ＯＮ）で第１従動歯車４６０ａの回転停止を解除している。
（ｆ）第２従動歯車４９１と第２駆動歯車４６０ｂは、第１駆動歯車４４１と第１従動歯車４６０ａとの噛合外れの時間Ｔ１以前に外れるようになっており、また、第１駆動歯車４４１と第１従動歯車４６０ａとの噛合後時間Ｔ２後に、噛合するようになっている。
【００３６】
ここで、駆動装置の作動について図３、４を参照して説明する。
モータ４３２が回転すると、歯車列４３３を経て第１駆動歯車４４１が矢印方向（図３）に回転し、同時に第１従動歯車４６０ａ、摩擦歯車４５１が矢印方向に回転する。さらに、第２駆動歯車４６０ｂ、第２従動歯車４９１、歯車４９３が回転し、駆動軸４０１Ａが回転して、トナー容器４０２（図２）が回転する。
【００３７】
次に、電磁石４８１の通電を停止（ＯＦＦ）すると、レバー４８２はバネ４８３のバネ力によりレバーの先端部４８２ａが係止カム４６０ｃのカム面に当接する。
【００３８】
第１駆動歯車４４１と第１従動歯車４６０ａの噛合がなくなると、摩擦歯車４５１の摩擦回転により第１従動歯車４６０ａが回転を続ける。レバーの先端部４８２ａが係止カム４６０ｃの係止部Ｒに当たり第１従動歯車４６０ａは停止する。
【００３９】
さらに、電磁石４８１が通電（ＯＮ）すると、レバー４８２の先端部４８２ａが係止カム４６０ｃから離れ、摩擦歯車４５１の摩擦により第１従動歯車４６０ａが回転を始め、第１駆動歯車４４１と第１従動歯車４６０ａとが噛合する。所定時間後に、第２従動歯車４９１、歯車４９３が回転する。
【００４０】
ここで、本発明による方式の駆動動作音について、従来の方式と比較しながら詳しく説明する。使用した駆動機構は、本発明の例として図３に示す摩擦歯車を用いた機構を使用し、また、従来方式の例として図８に示す摩擦歯車のない機構を使用した。また、騒音測定は、駆動動作音の雑音レベルを測定した。歯車の回転速度は、図３、図８における第１駆動歯車４１１の回転数を２００と３００ｒｐｍになるようにして測定した。なお、騒音測定位置は、音源に対して十分近い測定位置２００ｍｍで行った。騒音の比較測定データを表１に示す。
【００４１】
【表１】
0004218242.tif 000002
【００４２】
表１から、分かるように、本発明の機構にすることにより、従来の方式に対して、約４０ｄＢの音の低減がはかられていることが分かる。
【００４３】
なお、実施の形態では基板４３１として１つの金属平面板を用いたが、これに限定されるものではなく、複数の部材より構成されてもよく、また、各軸と一体成形されたプラスチック品でもよい。また、摩擦歯車４５１と第１従動歯車４６０ａの軸は軸中心が一致していればよく、別々の軸であってもよい。
【００４４】
【発明の効果】
以上のように構成したので、下記のような効果を奏する。
【００４５】
請求項１に記載の発明によれば、摩擦歯車を用いて第１従動歯車を回転させるので、円滑に連続回転運動を間欠的な回転運動に変換することができ、特に、従来に比べ切換時の衝撃、騒音等を防止できる。更に、第１従動歯車が噛合しないで摩擦で回転している間は、第１従動歯車と一体化している第２駆動歯車と第２従動歯車とが噛合しないため、第２従動歯車の負荷に影響されず摩擦歯車により確実に第１従動歯車を回転させることができる。
【００４７】
請求項２に記載の発明によれば、電磁石の磁化の有無を用いて第１従動歯車の回転を停止または解除するので、停止解除が簡易で確実に行えるようになる。
【００４８】
請求項３に記載の発明によれば、圧接手段が基板と摩擦歯車との間に設けた圧縮弾性部材であるので、圧接が簡易で確実となる。
【００４９】
請求項４に記載の発明によれば、摩擦歯車と第１従動歯車とが隣接する面の少なくも一方にリング状の突起を設けたので、摩擦抵抗が安定する。
【００５０】
請求項５に記載の発明によれば、請求項１乃至４の何れか一項に記載の駆動装置を画像形成装置のトナーを補給する装置に用いたので、作動が確実で、騒音の少ないトナー補給装置となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】トナー補給装置を有する画像形成装置の断面構成図である。
【図２】トナー補給装置の構成の一部を示す斜視図である。
【図３】駆動装置における第１従動歯車の回転状態を示す図である。
【図４】図３の側断面図である。
【図５】駆動装置における第１従動歯車の回転停止状態を示す図である。
【図６】駆動装置の動力伝達経路を示す図である。
【図７】駆動装置の主な部材のタイムチャートを示す図である。
【図８】従来例の駆動装置の構成を示す図である。
【符号の説明】
４３１  基板
４４１  第１駆動歯車
４４２  第１軸
４５１  摩擦歯車
４５２  第２軸
４６０  歯車群
４６０ａ  第１従動歯車
４６０ｂ  第２駆動歯車
４６０ｃ  係止カム
４７１  圧縮弾性部材（圧接手段）
４８０  電磁石ユニット（停止解除手段）
４８１  電磁石
４９１  第２従動歯車
【図１】
0004218242.tif 000003
【図２】
0004218242.tif 000004
【図３】
0004218242.tif 000005
【図４】
0004218242.tif 000006
【図５】
0004218242.tif 000007
【図６】
0004218242.tif 000008
【図７】
0004218242.tif 000009
【図８】
0004218242.tif 000010