駆動伝達機構及びそれを備えた画像形成装置
【課題】交換ユニットを画像形成装置本体に対し容易に着脱可能であり、ギヤの噛み合い不良も防止できる駆動伝達機構及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】駆動出力ギヤ２５、レールギヤ３３、駆動入力ギヤ４０は、回転軸２５ａ、アイドルピン３５、回転軸４０ａを結ぶ直線が略直角になるように配置されている。アイドルピン３５はスライドレール３０に対し径方向に移動可能に支持されているため、アイドルピン３５の支持部３０ｂ側の端部３５ａは矢印Ａ方向の力により装置本体フレーム２３の第１係合部２６の上角部に押し付けられ、軸受部３４側の端部３５ｂは、矢印Ａ方向の力により定着ユニット１３のカバー部材４３に形成された第２係合部４５の角部に押し付けられる。その結果、レールギヤ３３の第１ギヤ部３３ａ及び第２ギヤ部３３ｂは、それぞれ駆動出力ギヤ２５及び駆動入力ギヤ４０と噛み合う位置に位置決めされる。
【解決手段】駆動出力ギヤ２５、レールギヤ３３、駆動入力ギヤ４０は、回転軸２５ａ、アイドルピン３５、回転軸４０ａを結ぶ直線が略直角になるように配置されている。アイドルピン３５はスライドレール３０に対し径方向に移動可能に支持されているため、アイドルピン３５の支持部３０ｂ側の端部３５ａは矢印Ａ方向の力により装置本体フレーム２３の第１係合部２６の上角部に押し付けられ、軸受部３４側の端部３５ｂは、矢印Ａ方向の力により定着ユニット１３のカバー部材４３に形成された第２係合部４５の角部に押し付けられる。その結果、レールギヤ３３の第１ギヤ部３３ａ及び第２ギヤ部３３ｂは、それぞれ駆動出力ギヤ２５及び駆動入力ギヤ４０と噛み合う位置に位置決めされる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置本体に対し着脱可能な交換ユニットに駆動力を伝達する駆動力伝達機構及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いる画像形成装置においては、定着ユニット、ドラムユニット、現像ユニット、中間転写ユニット等は、通常は装置本体の寿命よりも耐用年数が短いため、定期的に交換する必要があった。従来、これらの交換ユニットはサービスマンにより交換され、画像形成装置内部の所定の位置にビス固定されていた。
【０００３】
このような方式では、交換ユニットの交換時にその都度サービスマンに連絡しなければならず、効率的ではなかった。一方、一般のユーザにはドライバー等の工具を用いた交換ユニットの着脱作業は大きな負担となる。
【０００４】
そこで、ユーザにより交換ユニットの交換作業を簡単に行う方法が提案されており、例えば特許文献１には、装置本体側のレールと外付けレールとの連結点を構成部品の複数のコロが同時に通過しないようにした、レールを用いた構成部品の着脱機構が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、像担持体を搭載する第１ユニットと、中間転写体を搭載する第２ユニットを結合および分離可能な構造とし、スライドレールにより画像形成装置本体に対し挿入及び引き出し可能として、寿命に大きな差がある像担持体と中間転写体をそれぞれ独立して容易に交換できるようにした画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４５２１８号公報
【特許文献２】特開２００４−１３０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、交換ユニットには画像形成装置本体内のモータからギヤやカップリング機構を介して駆動力を伝達する必要がある。そのため、交換ユニットの位置決め精度が重要となる。しかしながら、特許文献１及び２のようにレール部材に交換ユニットを載せ、画像形成装置本体内に押し込んで固定する方法では、ビス固定する方法に比べて交換ユニットの位置決め精度が低下し、ギヤの噛み合い不良が発生し易くなるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、交換ユニットを画像形成装置本体に対し容易に着脱可能であり、ギヤの噛み合い不良も防止できる駆動伝達機構及びそれを備えた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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、装置本体側に設けられた駆動出力ギヤと、前記装置本体に対し挿入及び引き出し可能に装着されるスライドレールに設けられ、前記スライドレールが前記装置本体に挿入された状態で前記駆動出力ギヤに噛み合うアイドルギヤと、前記スライドレール上に着脱可能に配置される交換ユニットに設けられ、前記交換ユニットが前記スライドレール上に装着された状態で前記アイドルギヤに噛み合う駆動入力ギヤと、を備え、前記装置本体から前記交換ユニットに駆動力を伝達する駆動伝達機構であって、前記交換ユニットが前記スライドレールと共に前記装置本体に挿入されたとき、前記駆動出力ギヤの回転軸と、前記アイドルギヤを支持するアイドルピンと、前記駆動入力ギヤの回転軸とを結ぶ直線が略直角になるように配置されるとともに、前記アイドルピンは、前記スライドレールに対し径方向に揺動自在に支持されており、前記アイドルピンは、前記駆動出力ギヤから伝達される駆動力により一端が前記装置本体側に形成された第１係合部に位置決めされ、他端が前記交換ユニット側に形成された第２係合部に位置決めされる駆動伝達機構である。
【００１０】
また本発明は、上記構成の駆動伝達機構において、前記アイドルギヤは、前記駆動出力ギヤと噛み合う第１ギヤ部と、該第１ギヤ部の軸方向に隣接して形成され前記駆動入力ギヤと噛み合いながら前記第１ギヤ部と一体に回転する第２ギヤ部とを有することを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の駆動伝達機構を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の構成によれば、アイドルギヤに伝達される駆動力を利用してアイドルピンの一端と駆動出力ギヤの回転軸とのピッチ、アイドルピンの他端と駆動入力ギヤの回転軸とのピッチがそれぞれ所定距離となるように位置決めされるため、アイドルギヤを駆動出力ギヤ及び駆動入力ギヤと噛み合う位置に精度良く配置することができる。
【００１３】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の駆動伝達機構において、アイドルギヤは、駆動出力ギヤと噛み合う第１ギヤ部と、該第１ギヤ部の軸方向に隣接して形成され駆動入力ギヤと噛み合いながら第１ギヤ部と一体に回転する第２ギヤ部とを有することにより、アイドルギヤがアイドルピン方向に長くなるため、アイドルピンの傾斜によるアイドルギヤの歯面の傾きを吸収して噛み合い不良を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の駆動伝達機構を搭載することにより、駆動出力ギヤの駆動力がアイドルギヤを介して駆動入力ギヤに円滑に伝達され、ギヤ間の噛み合い不良が解消されるため、交換ユニット或いは画像形成装置本体の振動や騒音の低減による静音化や画像品質の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す概略断面図
【図２】図１における定着ユニット１３付近の拡大図
【図３】装置本体フレーム２３の定着ユニット１３の挿入口周辺の部分斜視図
【図４】定着ユニット１３が装着されるスライドレール３０の端部付近の部分斜視図
【図５】スライドレール３０の支持部３０ｂを図４の裏面側から見た斜視図
【図６】スライドレール３０のみが装置本体フレーム２３に挿入された状態を示す部分斜視図
【図７】定着ユニット１３が載置されたスライドレール３０が装置本体フレーム２３に挿入された状態を示す部分斜視図
【図８】定着ユニット１３が所定位置に位置決めされた状態での駆動出力ギヤ２５、レールギヤ３３、及び駆動入力ギヤ４０の位置関係を示す斜視図
【図９】図８の定着カバー４３を取り外した状態を示す斜視図
【図１０】駆動出力ギヤ２５、レールギヤ３３、及び駆動入力ギヤ４０の位置関係を示す側面図
【図１１】駆動出力ギヤ２５とアイドルピン３５との位置関係を示す側面図
【図１２】駆動入力ギヤ４０とアイドルピン３５との位置関係を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラープリンタ１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００１７】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において反時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラ９の作用によって記録媒体の一例としての用紙Ｐ上に二次転写され、さらに、定着ユニット１３において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００１８】
トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９と後述する中間転写ベルト８の駆動ローラ１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナ１９が配置されている。
【００１９】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング部７ａ、７ｂ、７ｃ及び７ｄが設けられている。
【００２０】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２１】
そして、一次転写ローラ６ａ〜６ｄに所定の転写電圧を付与することにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング部７ａ〜７ｄにより除去される。
【００２２】
中間転写ベルト８は、上流側のテンションローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１とに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラ１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラ９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が用紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは用紙搬送路１８を通過して定着ユニット１３へと搬送される。
【００２３】
定着ユニット１３に搬送された用紙Ｐは、定着ローラ対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００２４】
一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着ユニット１３を通過した用紙Ｐは一旦排出ローラ１５方向に搬送され、用紙Ｐの後端が分岐部１４を通過した後に排出ローラ１５を逆回転させるとともに分岐部１４の搬送方向を切り換えることで、用紙Ｐの後端から両面搬送路２０に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ニップ部に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着ユニット１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００２５】
図２は、図１における定着ユニット１３付近の拡大図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図２に示すように、定着ユニット１３は、電磁誘導加熱方式の熱源を用いた定着方式であり、定着ローラ１３１及び加圧ローラ１３２から成る定着ローラ対１３ａと、定着ローラ１３１に隣接して配設される誘導加熱部１３３と、定着ローラ１３１表面の温度を検知するサーミスタ等からなる温度センサ１３４とを備えている。誘導加熱部１３３と温度センサ１３４は画像形成装置１００本体に固定され、定着ローラ１３１と加圧ローラ１３２は画像形成装置１００本体に回転可能に保持されている。
【００２６】
定着ローラ１３１は、円筒型ステンレスからなる基材と、加圧ローラ１３２に圧接するニップ部Ｎへ弾性と離型性の向上のためにシリコンゴムスポンジからなる弾性層とを備え、基材と弾性層との間に、基材側から順に断熱層と誘導発熱層とを備える。
【００２７】
加圧ローラ１３２は、円筒型ステンレスからなる基材と、ニップ部Ｎへ弾性を付与するために基材上に形成されるシリコンゴムからなる弾性層と、ニップ部Ｎで未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させるために弾性層の表面を覆うフッ素樹脂チューブからなる離型層とを備える。
【００２８】
また、加圧ローラ１３２は、モータ等の駆動源（図略）によって回転駆動させられ、さらに定着ローラ１３１に対してその中心方向に加圧する。これにより、加圧ローラ１３２が定着ローラ１３１に圧接し、加圧ローラ１３２が回転すると、定着ローラ１３１が加圧ローラ１３２に対して逆方向に従動回転する。
【００２９】
温度センサ１３４は、定着ローラ１３１表面において軸方向（幅方向）の中央部の通紙領域と、Ｂ５やＡ４縦等の幅の狭い用紙が通紙された時に非通紙領域となる軸方向の両端部とに対向するように配置され、夫々の領域の温度を検知する。温度センサ１３４により検知された温度に基づいて、誘導加熱部１３３の電源が制御され、定着ローラ１３１表面が所定の温度に保持される。
【００３０】
誘導加熱部１３３は、励磁コイル１３３ａとコア１３３ｂとを備え、電磁誘導により定着ローラ１３１を加熱するものである。銅線からなる励磁コイル１３３ａは、ホビン（図示せず）に巻回され、コア１３３ｂの中央部の周りを軸方向に周回するように、定着ローラ１３１の外周面の一部に対向配置されている。また励磁コイル１３３ａは、図示しない高圧電源に接続されていて、高圧電源から供給される高周波電流により磁束を発生させる。誘導加熱部１３３から発せられる磁束は、図２の紙面に平行な方向に発せられ、定着ローラ１３１の誘導発熱層を貫通する。誘導発熱層の磁束の周りには渦電流が生じ、渦電流が流れると、誘導発熱層内の電気抵抗によってジュール熱が発生して、誘導発熱層が発熱することになる。
【００３１】
定着ローラ１３１が誘導加熱部１３３によって所定の温度となるように、温度センサ１３４の検知する温度に基づいて電源の電力を制御している。そして、定着ローラ１３１が加熱され所定の温度に昇温すると、ニップ部Ｎで挟持された用紙Ｐが加熱されるとともに、加圧ローラ１３２にて加圧されることにより、用紙Ｐ上の粉体状態のトナーが溶融定着される。
【００３２】
図３は、装置本体フレームの定着ユニット１３の挿入口周辺の部分斜視図であり、図４は、定着ユニット１３が装着されるスライドレールの端部付近の部分斜視図、図５は、スライドレールの支持部を図４の裏面側から見た斜視図である。なお、図３〜図５では、図１の装置奥側の装置本体フレーム２３及びスライドレール３０の構成について説明するが、図１の装置前側の構成についても、装置本体フレーム２３は駆動出力ギヤ２５及び本体側カップリング２７が設けられていない以外は図３と同様の構成であり、スライドレール３０はレールギヤ３３が設けられていない以外は図４及び図５と同様の構成である。
【００３３】
図３に示すように、装置本体フレーム２３の内側には、スライドレール３０（図４参照）を支持するガイドレール２４が設けられている。また、ガイドレール２４の下方には、駆動モータ（図示せず）の駆動力を出力する駆動出力ギヤ２５と、スライドレール３０側に設けられたレールギヤ３３のアイドルピン３５（図４参照）が係合する第１係合部２６が設けられている。
【００３４】
さらに、駆動出力ギヤ２５の下方には、中間転写ベルト８を回動可能に支持する中間転写ユニット（図示せず）側のカップリングに係合して駆動力を伝達する本体側カップリング２７が配置されている。
【００３５】
スライドレール３０は、定着ユニット１３を載置する平坦部３０ａと、平坦部３０ａの両端部から略垂直に立設されガイドレール２４に当接する一対の支持部３０ｂとで構成される側面視略コ字状の部材である。支持部３０ｂの内側面には案内溝３１が形成されており、定着ユニット１３の凸部を案内溝３１の上端から導入することで定着ユニット１３が平坦部３０ａの所定の位置に載置される。
【００３６】
また、支持部３０ｂの下部にはレールギヤ３３が配置されている。レールギヤ３３は、支持部３０ｂの内側に配置される第１ギヤ部３３ａと、平坦部３０ａ上に露出する第２ギヤ部３３ｂとが一体に連結された構成であり、支持部３０ｂと軸受部３４とで支持されるアイドルピン３５に回転自在に外挿されるアイドルギヤである。
【００３７】
アイドルピン３５は、支持部３０ｂ側の端部が断面円形状、軸受部３４側の端部が断面Ｄ形状であり、それぞれ支持部３０ｂ側の円形の軸受孔３６ａと軸受部３４側のＤ形状の軸受孔３６ｂに係合している。また、アイドルピン３５と軸受孔３６ａ、３６ｂとの間には所定の隙間が設けられている。この構成により、アイドルピン３５はスライドレール３０に対し回転せず、且つ、所定範囲で径方向に移動可能に支持される。
【００３８】
装置本体フレーム２３内への定着ユニット１３の装着手順について説明すると、先ず、スライドレール３０の支持部３０ｂに形成された案内溝３１に沿って定着ユニット１３を平坦部３０ａ上に装着する。そして、定着ユニット１３が装着されたスライドレール３０を装置本体フレーム２３内に挿入する。
【００３９】
図６は、スライドレール３３のみが装置本体フレーム２３に挿入された状態を示す部分斜視図であり、図７は、定着ユニット１３が載置されたスライドレール３３が装置本体フレーム２３に挿入された状態を示す部分斜視図である。図７に示すように、定着ユニット１３の位置決めボス１３ａを装置本体フレーム２３の位置決め溝３７に挿入し、スライドレール３０の支持部３０ｂを装置本体フレーム２３のガイドレール２４に当接させて、スライドレール３０と共に定着ユニット１３を装置本体フレーム２３内に挿入していくと、定着ユニット１３が装置本体フレーム２３内の所定位置に位置決めされる。
【００４０】
次に、駆動出力ギヤ２５及び駆動入力ギヤ４０に対するレールギヤ３３の位置決め機構について説明する。図８は、定着ユニット１３が所定位置に位置決めされた状態での駆動出力ギヤ２５、レールギヤ３３、及び駆動入力ギヤ４０の位置関係を示す斜視図であり、図９は、図８の定着カバー４３を取り外した状態を示す斜視図、図１０は、駆動出力ギヤ２５、レールギヤ３３、及び駆動入力ギヤ４０の位置関係を示す側面図、図１１は、駆動出力ギヤ２５とアイドルピン３５との位置関係を示す側面図、図１２は、駆動入力ギヤ４０とアイドルピン３５との位置関係を示す側面図である。
【００４１】
定着ユニット１３が装置本体フレーム２３内の所定位置に位置決めされたとき、図１１に示すように、レールギヤ３３の第１ギヤ部３３ａ側に位置するアイドルピン３５の端部３５ａは装置本体フレーム２３の第１係合部２６内に挿入されている。また、レールギヤ３３の第２ギヤ部３３ｂ側に位置するアイドルピン３５の端部３５ｂの斜め上方には定着ユニット１３のカバー部材４３に形成された第２係合部４５が近接配置されている。
【００４２】
ここで、図１０に示すように、駆動出力ギヤ２５、レールギヤ３３、駆動入力ギヤ４０は、回転軸２５ａ、アイドルピン３５、回転軸４０ａを結ぶ直線が略直角になるように配置されている。そのため、駆動出力ギヤ２５からレールギヤ３３を介して駆動入力ギヤ４０に駆動力が伝達されるとき、レールギヤ３３には反作用により駆動出力ギヤ２５及び駆動出力ギヤ４０から逃げようとする方向（矢印Ａ方向）の力が作用する。
【００４３】
前述したように、アイドルピン３５はスライドレール３０に対し所定範囲で径方向に移動可能に支持されているため、アイドルピン３５の支持部３０ｂ側の端部３５ａは矢印Ａ方向の力により装置本体フレーム２３の第１係合部２６の上角部に押し付けられる。回転軸２５ａと第１係合部２６は、いずれも装置本体フレーム２３上の所定位置に配置されているため、アイドルピン３５の端部３５ａと駆動出力ギヤ２５の回転軸２５ａとのピッチｄ１も所定距離となる。その結果、レールギヤ３３の第１ギヤ部３３ａ（図９参照）は駆動出力ギヤ２５と噛み合う位置に位置決めされる。
【００４４】
一方、図１２に示すように、アイドルピン３５の軸受部３４側の端部３５ｂは、矢印Ａ方向の力により定着ユニット１３のカバー部材４３に形成された第２係合部４５の角部に押し付けられる。回転軸４０ａと第２係合部４５は、いずれも定着ユニット１３上の所定位置に配置されているため、アイドルピン３５の端部３５ｂと駆動入力ギヤ４０の回転軸４０ａとのピッチｄ２も所定距離となる。その結果、レールギヤ３３の第２ギヤ部３３ｂ（図９参照）は駆動入力ギヤ４０と噛み合う位置に位置決めされる。
【００４５】
なお、部材の寸法公差等により、装置本体フレーム２３への定着ユニット１３の挿入時における第１係合部２６と第２係合部４５との位置関係に誤差が生じ、アイドルピン３５が傾斜することがある。そこで、第１ギヤ部３３ａと第２ギヤ部３３ｂから構成されるレールギヤ３３を使用し、駆動出力ギヤ２５を第１ギヤ部３３ａに、駆動入力ギヤ４０を第２ギヤ部３３ｂに連結している。この構成によれば、レールギヤ３３が回転軸（アイドルピン３５）方向に長くなり、アイドルピン３５の傾斜によるレールギヤ３３の歯面の傾きを吸収することができる。
【００４６】
さらに、駆動出力ギヤ２５、駆動入力ギヤ４０が、第１係合部２６と第２係合部４５に位置決めされたアイドルピン３５の端部３５ａ、端部３５ｂに近い位置で第１ギヤ部３３ａ及び第２ギヤ部３３ｂに噛み合うため、レールギヤ３３と駆動出力ギヤ２５、駆動入力ギヤ４０との間のピッチの変動も抑制することができる。
【００４７】
以上説明したように、本発明の構成によれば、レールギヤ３３に作用する力を利用することで、レールギヤ３３を駆動出力ギヤ２５及び駆動入力ギヤ４０と噛み合う位置に確実に配置することができる。従って、駆動出力ギヤ２５の駆動力がレールギヤ３３を介して駆動入力ギヤ４０に円滑に伝達され、ギヤ間の噛み合い不良が解消されるため、定着ユニット１３或いは画像形成装置１００本体の振動や騒音の低減による静音化や画像品質の改善が見込める。
【００４８】
また、定着ユニット１３の交換にドライバー等の工具を必要としないため、定着ユニット１３の容易且つ迅速な交換が可能となり、作業性が向上する。
【００４９】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、装置本体フレーム２３に着脱される定着ユニット１３の駆動伝達機構を例に挙げて説明したが、ドラムユニットや現像ユニット、中間転写ユニット等、スライドレールに装着した状態で着脱される他の交換ユニットの駆動伝達機構にも全く同様に適用できるのはもちろんである。
【００５０】
また、本発明は図１に示したようなタンデム型のカラープリンタに限らず、モノクロ複写機やデジタル複合機、ファクシミリやレーザプリンタ等、スライドレールを介して装置本体に対し着脱可能な交換ユニットを備えた種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、交換ユニットを駆動入力ギヤの回転軸と垂直な方向に着脱する画像形成装置の駆動伝達機構に利用可能である。本発明の利用により、駆動出力ギヤと駆動入力ギヤとの間に配置されるアイドルギヤを駆動出力ギヤ及び駆動入力ギヤと噛み合う位置に精度良く配置することができ、交換ユニットを画像形成装置本体に対し容易に着脱可能であり、ギヤの噛み合い不良も防止できる駆動伝達機構となる。
【符号の説明】
【００５２】
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
１３ 定着ユニット
２３ 装置本体フレーム
２５ 駆動出力ギヤ
２５ａ （駆動出力ギヤの）回転軸
２６ 第１係合部
３０ スライドレール
３１ 側面フレーム
３３ レールギヤ（アイドルギヤ）
３３ａ 第１ギヤ部
３３ｂ 第２ギヤ部
３５ アイドルピン
４０ 駆動入力ギヤ
４０ａ （駆動入力ギヤの）回転軸
４３ 定着カバー
４５ 第２係合部
１００ カラープリンタ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置本体に対し着脱可能な交換ユニットに駆動力を伝達する駆動力伝達機構及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真プロセスを用いる画像形成装置においては、定着ユニット、ドラムユニット、現像ユニット、中間転写ユニット等は、通常は装置本体の寿命よりも耐用年数が短いため、定期的に交換する必要があった。従来、これらの交換ユニットはサービスマンにより交換され、画像形成装置内部の所定の位置にビス固定されていた。
【０００３】
このような方式では、交換ユニットの交換時にその都度サービスマンに連絡しなければならず、効率的ではなかった。一方、一般のユーザにはドライバー等の工具を用いた交換ユニットの着脱作業は大きな負担となる。
【０００４】
そこで、ユーザにより交換ユニットの交換作業を簡単に行う方法が提案されており、例えば特許文献１には、装置本体側のレールと外付けレールとの連結点を構成部品の複数のコロが同時に通過しないようにした、レールを用いた構成部品の着脱機構が開示されている。
【０００５】
また、特許文献２には、像担持体を搭載する第１ユニットと、中間転写体を搭載する第２ユニットを結合および分離可能な構造とし、スライドレールにより画像形成装置本体に対し挿入及び引き出し可能として、寿命に大きな差がある像担持体と中間転写体をそれぞれ独立して容易に交換できるようにした画像形成装置が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２００３−３４５２１８号公報
【特許文献２】特開２００４−１３０３１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、交換ユニットには画像形成装置本体内のモータからギヤやカップリング機構を介して駆動力を伝達する必要がある。そのため、交換ユニットの位置決め精度が重要となる。しかしながら、特許文献１及び２のようにレール部材に交換ユニットを載せ、画像形成装置本体内に押し込んで固定する方法では、ビス固定する方法に比べて交換ユニットの位置決め精度が低下し、ギヤの噛み合い不良が発生し易くなるという問題点があった。
【０００８】
本発明は、上記問題点に鑑み、交換ユニットを画像形成装置本体に対し容易に着脱可能であり、ギヤの噛み合い不良も防止できる駆動伝達機構及びそれを備えた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】
【０００９】
上記目的を達成するために本発明は、装置本体側に設けられた駆動出力ギヤと、前記装置本体に対し挿入及び引き出し可能に装着されるスライドレールに設けられ、前記スライドレールが前記装置本体に挿入された状態で前記駆動出力ギヤに噛み合うアイドルギヤと、前記スライドレール上に着脱可能に配置される交換ユニットに設けられ、前記交換ユニットが前記スライドレール上に装着された状態で前記アイドルギヤに噛み合う駆動入力ギヤと、を備え、前記装置本体から前記交換ユニットに駆動力を伝達する駆動伝達機構であって、前記交換ユニットが前記スライドレールと共に前記装置本体に挿入されたとき、前記駆動出力ギヤの回転軸と、前記アイドルギヤを支持するアイドルピンと、前記駆動入力ギヤの回転軸とを結ぶ直線が略直角になるように配置されるとともに、前記アイドルピンは、前記スライドレールに対し径方向に揺動自在に支持されており、前記アイドルピンは、前記駆動出力ギヤから伝達される駆動力により一端が前記装置本体側に形成された第１係合部に位置決めされ、他端が前記交換ユニット側に形成された第２係合部に位置決めされる駆動伝達機構である。
【００１０】
また本発明は、上記構成の駆動伝達機構において、前記アイドルギヤは、前記駆動出力ギヤと噛み合う第１ギヤ部と、該第１ギヤ部の軸方向に隣接して形成され前記駆動入力ギヤと噛み合いながら前記第１ギヤ部と一体に回転する第２ギヤ部とを有することを特徴としている。
【００１１】
また本発明は、上記構成の駆動伝達機構を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の第１の構成によれば、アイドルギヤに伝達される駆動力を利用してアイドルピンの一端と駆動出力ギヤの回転軸とのピッチ、アイドルピンの他端と駆動入力ギヤの回転軸とのピッチがそれぞれ所定距離となるように位置決めされるため、アイドルギヤを駆動出力ギヤ及び駆動入力ギヤと噛み合う位置に精度良く配置することができる。
【００１３】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の駆動伝達機構において、アイドルギヤは、駆動出力ギヤと噛み合う第１ギヤ部と、該第１ギヤ部の軸方向に隣接して形成され駆動入力ギヤと噛み合いながら第１ギヤ部と一体に回転する第２ギヤ部とを有することにより、アイドルギヤがアイドルピン方向に長くなるため、アイドルピンの傾斜によるアイドルギヤの歯面の傾きを吸収して噛み合い不良を抑制することができる。
【００１４】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の駆動伝達機構を搭載することにより、駆動出力ギヤの駆動力がアイドルギヤを介して駆動入力ギヤに円滑に伝達され、ギヤ間の噛み合い不良が解消されるため、交換ユニット或いは画像形成装置本体の振動や騒音の低減による静音化や画像品質の改善を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の内部構成を示す概略断面図
【図２】図１における定着ユニット１３付近の拡大図
【図３】装置本体フレーム２３の定着ユニット１３の挿入口周辺の部分斜視図
【図４】定着ユニット１３が装着されるスライドレール３０の端部付近の部分斜視図
【図５】スライドレール３０の支持部３０ｂを図４の裏面側から見た斜視図
【図６】スライドレール３０のみが装置本体フレーム２３に挿入された状態を示す部分斜視図
【図７】定着ユニット１３が載置されたスライドレール３０が装置本体フレーム２３に挿入された状態を示す部分斜視図
【図８】定着ユニット１３が所定位置に位置決めされた状態での駆動出力ギヤ２５、レールギヤ３３、及び駆動入力ギヤ４０の位置関係を示す斜視図
【図９】図８の定着カバー４３を取り外した状態を示す斜視図
【図１０】駆動出力ギヤ２５、レールギヤ３３、及び駆動入力ギヤ４０の位置関係を示す側面図
【図１１】駆動出力ギヤ２５とアイドルピン３５との位置関係を示す側面図
【図１２】駆動入力ギヤ４０とアイドルピン３５との位置関係を示す側面図
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略断面図であり、ここではタンデム方式のカラー画像形成装置について示している。カラープリンタ１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では左側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。
【００１７】
この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに駆動手段（図示せず）により図１において反時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラ９の作用によって記録媒体の一例としての用紙Ｐ上に二次転写され、さらに、定着ユニット１３において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。
【００１８】
トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９と後述する中間転写ベルト８の駆動ローラ１１とのニップ部へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、二次転写ローラ９の下流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナー等を除去するためのブレード状のベルトクリーナ１９が配置されている。
【００１９】
次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光装置５と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）等を除去するクリーニング部７ａ、７ｂ、７ｃ及び７ｄが設けられている。
【００２０】
パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光装置５によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄには、それぞれシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。なお、後述のトナー像の形成によって各現像装置３ａ〜３ｄ内に充填された二成分現像剤中のトナーの割合が規定値を下回った場合にはトナーコンテナ４ａ〜４ｄから各現像装置３ａ〜３ｄにトナーが補給される。この現像剤中のトナーは、現像装置３ａ〜３ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光装置５からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。
【００２１】
そして、一次転写ローラ６ａ〜６ｄに所定の転写電圧を付与することにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナー等がクリーニング部７ａ〜７ｄにより除去される。
【００２２】
中間転写ベルト８は、上流側のテンションローラ１０と、下流側の駆動ローラ１１とに掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が反時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで駆動ローラ１１とこれに隣接して設けられた二次転写ローラ９とのニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、中間転写ベルト８上のフルカラー画像が用紙Ｐ上に転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは用紙搬送路１８を通過して定着ユニット１３へと搬送される。
【００２３】
定着ユニット１３に搬送された用紙Ｐは、定着ローラ対１３ａにより加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。
【００２４】
一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着ユニット１３を通過した用紙Ｐは一旦排出ローラ１５方向に搬送され、用紙Ｐの後端が分岐部１４を通過した後に排出ローラ１５を逆回転させるとともに分岐部１４の搬送方向を切り換えることで、用紙Ｐの後端から両面搬送路２０に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ニップ部に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着ユニット１３に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。
【００２５】
図２は、図１における定着ユニット１３付近の拡大図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図２に示すように、定着ユニット１３は、電磁誘導加熱方式の熱源を用いた定着方式であり、定着ローラ１３１及び加圧ローラ１３２から成る定着ローラ対１３ａと、定着ローラ１３１に隣接して配設される誘導加熱部１３３と、定着ローラ１３１表面の温度を検知するサーミスタ等からなる温度センサ１３４とを備えている。誘導加熱部１３３と温度センサ１３４は画像形成装置１００本体に固定され、定着ローラ１３１と加圧ローラ１３２は画像形成装置１００本体に回転可能に保持されている。
【００２６】
定着ローラ１３１は、円筒型ステンレスからなる基材と、加圧ローラ１３２に圧接するニップ部Ｎへ弾性と離型性の向上のためにシリコンゴムスポンジからなる弾性層とを備え、基材と弾性層との間に、基材側から順に断熱層と誘導発熱層とを備える。
【００２７】
加圧ローラ１３２は、円筒型ステンレスからなる基材と、ニップ部Ｎへ弾性を付与するために基材上に形成されるシリコンゴムからなる弾性層と、ニップ部Ｎで未定着トナー像を溶融定着する際の離型性を向上させるために弾性層の表面を覆うフッ素樹脂チューブからなる離型層とを備える。
【００２８】
また、加圧ローラ１３２は、モータ等の駆動源（図略）によって回転駆動させられ、さらに定着ローラ１３１に対してその中心方向に加圧する。これにより、加圧ローラ１３２が定着ローラ１３１に圧接し、加圧ローラ１３２が回転すると、定着ローラ１３１が加圧ローラ１３２に対して逆方向に従動回転する。
【００２９】
温度センサ１３４は、定着ローラ１３１表面において軸方向（幅方向）の中央部の通紙領域と、Ｂ５やＡ４縦等の幅の狭い用紙が通紙された時に非通紙領域となる軸方向の両端部とに対向するように配置され、夫々の領域の温度を検知する。温度センサ１３４により検知された温度に基づいて、誘導加熱部１３３の電源が制御され、定着ローラ１３１表面が所定の温度に保持される。
【００３０】
誘導加熱部１３３は、励磁コイル１３３ａとコア１３３ｂとを備え、電磁誘導により定着ローラ１３１を加熱するものである。銅線からなる励磁コイル１３３ａは、ホビン（図示せず）に巻回され、コア１３３ｂの中央部の周りを軸方向に周回するように、定着ローラ１３１の外周面の一部に対向配置されている。また励磁コイル１３３ａは、図示しない高圧電源に接続されていて、高圧電源から供給される高周波電流により磁束を発生させる。誘導加熱部１３３から発せられる磁束は、図２の紙面に平行な方向に発せられ、定着ローラ１３１の誘導発熱層を貫通する。誘導発熱層の磁束の周りには渦電流が生じ、渦電流が流れると、誘導発熱層内の電気抵抗によってジュール熱が発生して、誘導発熱層が発熱することになる。
【００３１】
定着ローラ１３１が誘導加熱部１３３によって所定の温度となるように、温度センサ１３４の検知する温度に基づいて電源の電力を制御している。そして、定着ローラ１３１が加熱され所定の温度に昇温すると、ニップ部Ｎで挟持された用紙Ｐが加熱されるとともに、加圧ローラ１３２にて加圧されることにより、用紙Ｐ上の粉体状態のトナーが溶融定着される。
【００３２】
図３は、装置本体フレームの定着ユニット１３の挿入口周辺の部分斜視図であり、図４は、定着ユニット１３が装着されるスライドレールの端部付近の部分斜視図、図５は、スライドレールの支持部を図４の裏面側から見た斜視図である。なお、図３〜図５では、図１の装置奥側の装置本体フレーム２３及びスライドレール３０の構成について説明するが、図１の装置前側の構成についても、装置本体フレーム２３は駆動出力ギヤ２５及び本体側カップリング２７が設けられていない以外は図３と同様の構成であり、スライドレール３０はレールギヤ３３が設けられていない以外は図４及び図５と同様の構成である。
【００３３】
図３に示すように、装置本体フレーム２３の内側には、スライドレール３０（図４参照）を支持するガイドレール２４が設けられている。また、ガイドレール２４の下方には、駆動モータ（図示せず）の駆動力を出力する駆動出力ギヤ２５と、スライドレール３０側に設けられたレールギヤ３３のアイドルピン３５（図４参照）が係合する第１係合部２６が設けられている。
【００３４】
さらに、駆動出力ギヤ２５の下方には、中間転写ベルト８を回動可能に支持する中間転写ユニット（図示せず）側のカップリングに係合して駆動力を伝達する本体側カップリング２７が配置されている。
【００３５】
スライドレール３０は、定着ユニット１３を載置する平坦部３０ａと、平坦部３０ａの両端部から略垂直に立設されガイドレール２４に当接する一対の支持部３０ｂとで構成される側面視略コ字状の部材である。支持部３０ｂの内側面には案内溝３１が形成されており、定着ユニット１３の凸部を案内溝３１の上端から導入することで定着ユニット１３が平坦部３０ａの所定の位置に載置される。
【００３６】
また、支持部３０ｂの下部にはレールギヤ３３が配置されている。レールギヤ３３は、支持部３０ｂの内側に配置される第１ギヤ部３３ａと、平坦部３０ａ上に露出する第２ギヤ部３３ｂとが一体に連結された構成であり、支持部３０ｂと軸受部３４とで支持されるアイドルピン３５に回転自在に外挿されるアイドルギヤである。
【００３７】
アイドルピン３５は、支持部３０ｂ側の端部が断面円形状、軸受部３４側の端部が断面Ｄ形状であり、それぞれ支持部３０ｂ側の円形の軸受孔３６ａと軸受部３４側のＤ形状の軸受孔３６ｂに係合している。また、アイドルピン３５と軸受孔３６ａ、３６ｂとの間には所定の隙間が設けられている。この構成により、アイドルピン３５はスライドレール３０に対し回転せず、且つ、所定範囲で径方向に移動可能に支持される。
【００３８】
装置本体フレーム２３内への定着ユニット１３の装着手順について説明すると、先ず、スライドレール３０の支持部３０ｂに形成された案内溝３１に沿って定着ユニット１３を平坦部３０ａ上に装着する。そして、定着ユニット１３が装着されたスライドレール３０を装置本体フレーム２３内に挿入する。
【００３９】
図６は、スライドレール３３のみが装置本体フレーム２３に挿入された状態を示す部分斜視図であり、図７は、定着ユニット１３が載置されたスライドレール３３が装置本体フレーム２３に挿入された状態を示す部分斜視図である。図７に示すように、定着ユニット１３の位置決めボス１３ａを装置本体フレーム２３の位置決め溝３７に挿入し、スライドレール３０の支持部３０ｂを装置本体フレーム２３のガイドレール２４に当接させて、スライドレール３０と共に定着ユニット１３を装置本体フレーム２３内に挿入していくと、定着ユニット１３が装置本体フレーム２３内の所定位置に位置決めされる。
【００４０】
次に、駆動出力ギヤ２５及び駆動入力ギヤ４０に対するレールギヤ３３の位置決め機構について説明する。図８は、定着ユニット１３が所定位置に位置決めされた状態での駆動出力ギヤ２５、レールギヤ３３、及び駆動入力ギヤ４０の位置関係を示す斜視図であり、図９は、図８の定着カバー４３を取り外した状態を示す斜視図、図１０は、駆動出力ギヤ２５、レールギヤ３３、及び駆動入力ギヤ４０の位置関係を示す側面図、図１１は、駆動出力ギヤ２５とアイドルピン３５との位置関係を示す側面図、図１２は、駆動入力ギヤ４０とアイドルピン３５との位置関係を示す側面図である。
【００４１】
定着ユニット１３が装置本体フレーム２３内の所定位置に位置決めされたとき、図１１に示すように、レールギヤ３３の第１ギヤ部３３ａ側に位置するアイドルピン３５の端部３５ａは装置本体フレーム２３の第１係合部２６内に挿入されている。また、レールギヤ３３の第２ギヤ部３３ｂ側に位置するアイドルピン３５の端部３５ｂの斜め上方には定着ユニット１３のカバー部材４３に形成された第２係合部４５が近接配置されている。
【００４２】
ここで、図１０に示すように、駆動出力ギヤ２５、レールギヤ３３、駆動入力ギヤ４０は、回転軸２５ａ、アイドルピン３５、回転軸４０ａを結ぶ直線が略直角になるように配置されている。そのため、駆動出力ギヤ２５からレールギヤ３３を介して駆動入力ギヤ４０に駆動力が伝達されるとき、レールギヤ３３には反作用により駆動出力ギヤ２５及び駆動出力ギヤ４０から逃げようとする方向（矢印Ａ方向）の力が作用する。
【００４３】
前述したように、アイドルピン３５はスライドレール３０に対し所定範囲で径方向に移動可能に支持されているため、アイドルピン３５の支持部３０ｂ側の端部３５ａは矢印Ａ方向の力により装置本体フレーム２３の第１係合部２６の上角部に押し付けられる。回転軸２５ａと第１係合部２６は、いずれも装置本体フレーム２３上の所定位置に配置されているため、アイドルピン３５の端部３５ａと駆動出力ギヤ２５の回転軸２５ａとのピッチｄ１も所定距離となる。その結果、レールギヤ３３の第１ギヤ部３３ａ（図９参照）は駆動出力ギヤ２５と噛み合う位置に位置決めされる。
【００４４】
一方、図１２に示すように、アイドルピン３５の軸受部３４側の端部３５ｂは、矢印Ａ方向の力により定着ユニット１３のカバー部材４３に形成された第２係合部４５の角部に押し付けられる。回転軸４０ａと第２係合部４５は、いずれも定着ユニット１３上の所定位置に配置されているため、アイドルピン３５の端部３５ｂと駆動入力ギヤ４０の回転軸４０ａとのピッチｄ２も所定距離となる。その結果、レールギヤ３３の第２ギヤ部３３ｂ（図９参照）は駆動入力ギヤ４０と噛み合う位置に位置決めされる。
【００４５】
なお、部材の寸法公差等により、装置本体フレーム２３への定着ユニット１３の挿入時における第１係合部２６と第２係合部４５との位置関係に誤差が生じ、アイドルピン３５が傾斜することがある。そこで、第１ギヤ部３３ａと第２ギヤ部３３ｂから構成されるレールギヤ３３を使用し、駆動出力ギヤ２５を第１ギヤ部３３ａに、駆動入力ギヤ４０を第２ギヤ部３３ｂに連結している。この構成によれば、レールギヤ３３が回転軸（アイドルピン３５）方向に長くなり、アイドルピン３５の傾斜によるレールギヤ３３の歯面の傾きを吸収することができる。
【００４６】
さらに、駆動出力ギヤ２５、駆動入力ギヤ４０が、第１係合部２６と第２係合部４５に位置決めされたアイドルピン３５の端部３５ａ、端部３５ｂに近い位置で第１ギヤ部３３ａ及び第２ギヤ部３３ｂに噛み合うため、レールギヤ３３と駆動出力ギヤ２５、駆動入力ギヤ４０との間のピッチの変動も抑制することができる。
【００４７】
以上説明したように、本発明の構成によれば、レールギヤ３３に作用する力を利用することで、レールギヤ３３を駆動出力ギヤ２５及び駆動入力ギヤ４０と噛み合う位置に確実に配置することができる。従って、駆動出力ギヤ２５の駆動力がレールギヤ３３を介して駆動入力ギヤ４０に円滑に伝達され、ギヤ間の噛み合い不良が解消されるため、定着ユニット１３或いは画像形成装置１００本体の振動や騒音の低減による静音化や画像品質の改善が見込める。
【００４８】
また、定着ユニット１３の交換にドライバー等の工具を必要としないため、定着ユニット１３の容易且つ迅速な交換が可能となり、作業性が向上する。
【００４９】
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば上記実施形態においては、装置本体フレーム２３に着脱される定着ユニット１３の駆動伝達機構を例に挙げて説明したが、ドラムユニットや現像ユニット、中間転写ユニット等、スライドレールに装着した状態で着脱される他の交換ユニットの駆動伝達機構にも全く同様に適用できるのはもちろんである。
【００５０】
また、本発明は図１に示したようなタンデム型のカラープリンタに限らず、モノクロ複写機やデジタル複合機、ファクシミリやレーザプリンタ等、スライドレールを介して装置本体に対し着脱可能な交換ユニットを備えた種々の画像形成装置に適用可能である。
【産業上の利用可能性】
【００５１】
本発明は、交換ユニットを駆動入力ギヤの回転軸と垂直な方向に着脱する画像形成装置の駆動伝達機構に利用可能である。本発明の利用により、駆動出力ギヤと駆動入力ギヤとの間に配置されるアイドルギヤを駆動出力ギヤ及び駆動入力ギヤと噛み合う位置に精度良く配置することができ、交換ユニットを画像形成装置本体に対し容易に着脱可能であり、ギヤの噛み合い不良も防止できる駆動伝達機構となる。
【符号の説明】
【００５２】
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
１３ 定着ユニット
２３ 装置本体フレーム
２５ 駆動出力ギヤ
２５ａ （駆動出力ギヤの）回転軸
２６ 第１係合部
３０ スライドレール
３１ 側面フレーム
３３ レールギヤ（アイドルギヤ）
３３ａ 第１ギヤ部
３３ｂ 第２ギヤ部
３５ アイドルピン
４０ 駆動入力ギヤ
４０ａ （駆動入力ギヤの）回転軸
４３ 定着カバー
４５ 第２係合部
１００ カラープリンタ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
装置本体側に設けられた駆動出力ギヤと、
前記装置本体に対し挿入及び引き出し可能に装着されるスライドレールに設けられ、前記スライドレールが前記装置本体に挿入された状態で前記駆動出力ギヤに噛み合うアイドルギヤと、
前記スライドレール上に着脱可能に配置される交換ユニットに設けられ、前記交換ユニットが前記スライドレール上に装着された状態で前記アイドルギヤに噛み合う駆動入力ギヤと、を備え、
前記装置本体から前記交換ユニットに駆動力を伝達する駆動伝達機構であって、
前記交換ユニットが前記スライドレールと共に前記装置本体に挿入されたとき、前記駆動出力ギヤの回転軸と、前記アイドルギヤを支持するアイドルピンと、前記駆動入力ギヤの回転軸とを結ぶ直線が略直角になるように配置されるとともに、前記アイドルピンは、前記スライドレールに対し径方向に揺動自在に支持されており、
前記アイドルピンは、前記駆動出力ギヤから伝達される駆動力により一端が前記装置本体側に形成された第１係合部に位置決めされ、他端が前記交換ユニット側に形成された第２係合部に位置決めされることを特徴とする駆動伝達機構。
【請求項２】
前記アイドルギヤは、前記駆動出力ギヤと噛み合う第１ギヤ部と、該第１ギヤ部の軸方向に隣接して形成され前記駆動入力ギヤと噛み合いながら前記第１ギヤ部と一体に回転する第２ギヤ部と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】
請求項１又は請求項２に記載の駆動伝達機構を備えた画像形成装置。
【請求項１】
装置本体側に設けられた駆動出力ギヤと、
前記装置本体に対し挿入及び引き出し可能に装着されるスライドレールに設けられ、前記スライドレールが前記装置本体に挿入された状態で前記駆動出力ギヤに噛み合うアイドルギヤと、
前記スライドレール上に着脱可能に配置される交換ユニットに設けられ、前記交換ユニットが前記スライドレール上に装着された状態で前記アイドルギヤに噛み合う駆動入力ギヤと、を備え、
前記装置本体から前記交換ユニットに駆動力を伝達する駆動伝達機構であって、
前記交換ユニットが前記スライドレールと共に前記装置本体に挿入されたとき、前記駆動出力ギヤの回転軸と、前記アイドルギヤを支持するアイドルピンと、前記駆動入力ギヤの回転軸とを結ぶ直線が略直角になるように配置されるとともに、前記アイドルピンは、前記スライドレールに対し径方向に揺動自在に支持されており、
前記アイドルピンは、前記駆動出力ギヤから伝達される駆動力により一端が前記装置本体側に形成された第１係合部に位置決めされ、他端が前記交換ユニット側に形成された第２係合部に位置決めされることを特徴とする駆動伝達機構。
【請求項２】
前記アイドルギヤは、前記駆動出力ギヤと噛み合う第１ギヤ部と、該第１ギヤ部の軸方向に隣接して形成され前記駆動入力ギヤと噛み合いながら前記第１ギヤ部と一体に回転する第２ギヤ部と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】
請求項１又は請求項２に記載の駆動伝達機構を備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−１１３１５８（Ｐ２０１２−１１３１５８Ａ）
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２６２７０４（Ｐ２０１０−２６２７０４）
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリュ−ションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年６月１４日（２０１２．６．１４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１１月２５日（２０１０．１１．２５）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリュ−ションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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