駆動装置とそれを備えた給紙装置及び画像形成装置
【課題】駆動出力部の回転速度を簡単な構成にて切り替えられ、また、長期間使用しても回転トルク、回転速度の変動を抑えられる駆動装置を提供する。
【解決手段】駆動装置１０１は、モーター１２１の回転方向に応じて第１の方向と第２の方向とに回転可能に配置された駆動ギア１２２と、駆動ギア１２２に噛み合い、駆動ギア１２２に伝達された回転駆動力によって、モーター１２１の回転方向に応じて第１の位置と第２の位置との間で揺動可能に構成された揺動ギア１２３と、を備える。揺動ギア１２３が、第１の位置に移動し、第１ギア部１２４に噛み合う一方、第２の位置に移動し、第１ギア部１２４に対して減速比が異なる第２ギア部１２６に噛み合う。揺動ギア１２３を回転可能、且つ揺動可能に保持する摺動孔１１１を有するブラケット１１０は、揺動ギア１２３に比べて剛性が大きく、且つフレーム１０２に比べて摩擦係数が小さい。
【解決手段】駆動装置１０１は、モーター１２１の回転方向に応じて第１の方向と第２の方向とに回転可能に配置された駆動ギア１２２と、駆動ギア１２２に噛み合い、駆動ギア１２２に伝達された回転駆動力によって、モーター１２１の回転方向に応じて第１の位置と第２の位置との間で揺動可能に構成された揺動ギア１２３と、を備える。揺動ギア１２３が、第１の位置に移動し、第１ギア部１２４に噛み合う一方、第２の位置に移動し、第１ギア部１２４に対して減速比が異なる第２ギア部１２６に噛み合う。揺動ギア１２３を回転可能、且つ揺動可能に保持する摺動孔１１１を有するブラケット１１０は、揺動ギア１２３に比べて剛性が大きく、且つフレーム１０２に比べて摩擦係数が小さい。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリー、それらの複合機等に用いる駆動装置とそれを備えた給紙装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カラー用画像形成装置は、黒色による単色の画像形成と、多色の画像形成とに切り換えることができるように構成されている。単色の画像形成と多色の画像形成とは現像プロセスの速度が異なり、単色の画像形成と多色の画像形成とを切り換えるための構成が備えられていた。このような切り換え機構を備えることで、画像形成装置の構成が不必要に複雑化し、画像形成装置の装置コストが増大していた。
【０００３】
そこで、特許文献１は、単色及び多色の画像形成に共用される黒色の現像剤が収容された画像形成ユニットを駆動する駆動装置を備える。この駆動装置は、回転駆動力を発生するモーターと、モーターの回転方向に応じて第１の方向と第２の方向とに回転可能に配置された駆動ギアと、駆動ギアに噛み合い、駆動ギアに伝達された回転駆動力によって、モーターの回転方向に応じて第１の位置と第２の位置との間で揺動可能に構成された揺動ギアと、を備える。黒色によるモノクロ画像を形成する場合、モーターが第１の方向に回転駆動される。すると、駆動ギアの第１の方向への回転により、揺動ギアが、第１の位置に移動し、第１ギア列に噛み合う。第１ギア列の末端に位置するブラックギアが第１の回転速度で黒色の画像形成ユニットを回転駆動させる。一方、カラー画像を形成する場合、モーターが第２の方向に回転駆動される。すると、駆動ギアの第２の方向への回転により、揺動ギアが、第２の位置に移動し、第１ギア列に対して減速比が異なる第２ギア列に噛み合う。第２ギア列の末端に位置するブラックギアが第２の回転速度で黒色の画像形成ユニットを回転駆動させる。このように単一のモーターの回転方向を変えるだけで、モノクロの画像形成動作とカラーの画像形成動作とを切り換えることができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７２０２１号公報（段落［０１２３］〜［０１２７］、第４図、第６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の駆動装置は、ギア列を構成する複数のギアが板状の互いに対向する二つのフレームに回転可能に保持されるとともに、揺動ギアが二つのフレームに形成された長円状の摺動孔に揺動可能で且つ回転可能に保持され、さらに、モーターが一方のフレームに固定されている。通常、フレームは、モーターやギア列を保持するための基台となるために、鉄製等の板金や、ガラス、カーボン等のフィラーを含有した樹脂等の剛性の高い材料によって形成される。駆動装置が長期間に亘って使用されると、揺動ギアの回転軸が剛性の高い材料からなる摺動孔内で回転及び揺動を繰り返すことになり、揺動ギアの回転軸の摺動性能が低下し、駆動装置の回転トルク、回転速度が変動するという問題があった。上記の駆動装置は、カラー用画像形成装置における単色の画像形成と多色の画像形成との切り換えの他に、画像形成するために種々の用紙を搬送する給紙装置に用いられ、この場合にも上記と同様に、回転トルク、回転速度が変動するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、駆動出力部の回転速度を簡単な構成にて切り替えられ、また、長期間使用しても回転トルク、回転速度の変動を抑えられる駆動装置と、それを備えた給紙装置及び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】
【０００７】
上記目的を達成するために第１の発明は、駆動出力部の回転速度を切り替える駆動装置であって、回転駆動力を発生するモーターと、該モーターの正逆回転に応じて第１の方向と第２の方向とに回転可能に配置された駆動ギアと、該駆動ギアと噛み合うように配置されていて、前記駆動ギアから伝達される回転駆動力によって第１の位置と第２の位置との間で揺動可能に構成された揺動ギアと、前記駆動ギアが第１の方向に回転することにより前記揺動ギアが第１の位置に揺動した場合に前記揺動ギアに噛み合う第１ギア部と、該第１ギア部に噛み合い前記駆動ギアの回転駆動力を前記駆動出力部に伝達するギア列と、前記駆動ギアが第２の方向に回転することにより前記揺動ギアが第２の位置に揺動した場合に前記揺動ギアに噛み合うとともに前記第１ギア部に対して減速比が異なる第２ギア部と、該第２ギア部と前記ギア列とを噛み合わせるアイドルギアと、前記第１ギア部、前記第２ギア部、前記ギア列、及び前記アイドルギアを回転可能に保持するフレームと、前記揺動ギアの回転軸を摺動可能で且つ回転可能に保持することにより前記揺動ギアを前記第１の位置と前記第２の位置とに案内する摺動孔を有し、前記フレームに取り付けられるブラケットと、を備え、前記ブラケットは、前記揺動ギアの回転軸に比べて剛性が大きく、且つ前記フレームに比べて摩擦係数が小さいことを特徴としている。
【０００８】
また、第２の発明では、上記の駆動装置において、前記摺動孔は、前記駆動ギアのピッチ円と略同心円を描く円弧状に形成されることを特徴としている。
【０００９】
また、第３の発明では、上記の構成の駆動装置を備えた給紙装置である。
【００１０】
また、第４の発明では、上記の構成の駆動装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、モーターの回転駆動により駆動ギアが第１の方向に回転すると、揺動ギアが摺動孔内で回転しながら第１の位置に移動し、第１ギア部に噛み合う。第１ギア部はギア列に噛み合っていることで、モーターの回転駆動力はギア列を介して駆動出力部に伝達される。一方、モーターの逆方向の回転駆動により駆動ギアが第２の方向に回転すると、揺動ギアが回転しながら第２の位置に移動し、第２ギア部に噛み合う。第２ギア部はアイドルギアを介してギア列に噛み合っていることで、ギア列の各ギアは、揺動ギアが第１の位置に移動した場合と同じ方向に回転し、また、第２ギア部は第１ギア部に対して減速比が異なるために、ギア列は、揺動ギアが第１の位置に移動した場合に対して異なる回転速度で回転する。従って、揺動ギアが第２の位置に移動した場合、駆動出力部は、ギア列を介してモーターの回転駆動力を受け取るが、揺動ギアが第１の位置に移動した場合に対して、異なる回転速度で且つ同じ回転方向の駆動力を出力する。そして、ブラケットは、揺動ギアの回転軸に比べて剛性が大きく、且つ、フレームに比べて摩擦係数が小さい材料からなり、揺動ギアの回転軸は、このブラケットの摺動孔に回転及び揺動可能に保持される。これによって、揺動ギアの回転軸が摺動孔内で回転及び揺動を繰り返しても、揺動ギアの回転軸の摺動性能が低下することがなく、駆動出力部の回転トルク、回転速度の変動が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態である画像形成装置を概略的に示す図
【図２】実施形態に係る駆動装置を示す斜視図
【図３】実施形態に係る駆動装置の内部構成を示す斜視図
【図４】実施形態に係る駆動装置の要部のギアを示す斜視図
【図５】実施形態に係る駆動装置の揺動ギアを保持するブラケットを示す斜視図
【図６】実施形態に係る駆動装置の揺動ギアとブラケットを断面して示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明の画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。画像形成装置１は、直方体状の装置本体１ａを備え、装置本体１ａ内の上部には、画像形成部１０が配設される。画像形成部１０は、感光体１１と、帯電装置１３と、露光ユニット１２、現像装置２と、クリーニング装置１４と、除電装置１４ａとを備える。
【００１５】
感光体１１は、回転自在に保持され、感光層を形成する感光材料として、アモルファスシリコン感光体や有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられる。現像装置２は、感光体１１の右方に対向して配置され、感光体１１にトナーを供給する。帯電装置１３は、感光体回転方向に対し現像装置２の上流側であって感光体１１の表面に対向して配置され、感光体１１の表面を一様に帯電させる。
【００１６】
露光ユニット１２は、読み取った画像データに基づいて、帯電装置１３に対して感光体回転方向の下流側から感光体１１の表面にレーザー光を照射する。照射されたレーザー光により、感光体１１の表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置２によりトナー像に現像される。
【００１７】
搬送ベルト１７が転写ローラー２５及び従動ローラー２７に張架され、転写ローラー２５が転写搬送ベルト１７を介して感光体１１に対向して配設される。感光体１１の表面に形成されたトナー像は、転写バイアスを印加した転写ローラー２５により、搬送ベルト１７を介して搬送される用紙Ｐに転写される。
【００１８】
クリーニング装置１４が用紙に転写されずに感光体１１の表面に残ったトナーを除去し、また、除電装置１４ａが感光体１１の表面に残った電荷を除電する。
【００１９】
給紙部４６は、給紙カセット４７、４８と、大容量デッキ４９、５０と、手差しトレイ５１等から構成される。給紙カセット４７、４８が装置本体１ａの底部に上下方向に並べて配設され、用紙Ｐが各給紙カセット４７、４８の各載置板４７ａ、４８ａ上に載置される。給紙カセット４８の上方には、大容量デッキ４９、５０が左右に並べて配設され、用紙Ｐが大容量デッキ４９、５０の各載置板４９ａ、５０ａ上に載置される。給紙部４６は、載置板４７ａ〜５０ａ上の用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すために、給紙カセット４７、４８、大容量カセット４９、５０の各右上部にピックアップローラー４７ｂ〜５０ｂが配設される。さらに、装置本体１ａの右側面には、別途給紙できるように手差しトレイ５１が設けられ、手差しトレイ５１にも用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すためのピックアップローラー５１ｂが設けられる。そして、転写ローラー２５の右方には、用紙Ｐの画像形成部１０への搬送タイミングを制御するためのレジストローラー５３が配置される。
【００２０】
用紙搬送部７０は、装置本体１ａ内で用紙Ｐを搬送するためのものであり、給紙搬送路７１と、画像形成搬送路７２と、排出搬送路７３と、分岐搬送路７４と、反転搬送路７５と、再搬送路７６とを備える。
【００２１】
給紙搬送路７１は、給紙部４６からレジストローラー５３に至る搬送路であり、装置本体１ａの右方で下段の給紙カセット４７から上方に延びて形成される。この給紙搬送路７１は、給紙カセット４７の上方に向けて順に、上段の給紙カセット４８の搬送路が合流し、さらに大容量デッキ５０の搬送路が合流し、また大容量デッキ４９の搬送路が合流している。
【００２２】
画像形成搬送路７２は、レジストローラー５３から定着部１８に至る搬送路であり、装置本体１ａの略水平方向に形成される。画像形成搬送路７２には、画像形成部１０と定着部１８が配置され、画像形成部１０にて用紙Ｐにトナー像が転写され、用紙Ｐに転写されたトナー像が定着部１８にて用紙Ｐに定着される。
【００２３】
排出搬送路７３は、定着部１８から排出ローラー５４に至る搬送路であり、定着部１８から左方に略水平方向に延びて形成される。排出搬送路７３では、トナー像が定着された用紙Ｐが排出ローラー５４を介して排出トレイ８１上に排出される。
【００２４】
分岐搬送路７４は、用紙Ｐの表面にトナー像が定着された後、必要に応じて用紙の裏面にもトナー像を形成するときに用いられるものであり、排出搬送路７３の途中から分岐してＵ字状に定着部１８の下方に延び、反転搬送路７５に至る搬送路である。
【００２５】
反転搬送路７５は、用紙Ｐの表裏を反転させて、再搬送路７６に向けて用紙を搬送するものである。再搬送路７６は画像形成搬送路７２の下方で左方から右方に延びて形成され、大容量デッキ４９の搬送路４３ａの上方で給紙搬送路７１に合流している。
【００２６】
給紙部４６から供給される用紙Ｐは、給紙搬送路７１を上方に向けて搬送され、さらにレジストローラー５３によって搬送のタイミングを取って転写ローラー２５に搬送されると、転写ローラー２５によりトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、画像形成搬送路７２上で定着部１８に搬送され、定着部１８により加熱および加圧されると、トナー像が用紙Ｐに溶融定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、排出搬送路７３を通って排出ローラー５４によって排出トレイ８１に排出される。
【００２７】
両面印刷する場合には、定着部１８で定着された用紙Ｐは、分岐搬送路７４に搬送され、反転搬送路７５で用紙Ｐの表裏が反転され、反転された用紙Ｐは再搬送路７６を介して再び給紙搬送路７１に搬送される。給紙搬送路７１に搬送された用紙Ｐは、画像形成部１０でその裏面にトナー像を転写され、定着部１８によりトナー像を溶融定着されると、排出トレイ８１に排出される。
【００２８】
給紙カセット４７、４８の各ピックアップローラー４７ｂ、４８ｂは、図２〜図４に示す駆動装置によって回転駆動する。図２は駆動装置のピックアップローラー４７ｂ、４８ｂ側（正面側）の外観を示す斜視図であり、図３は、フレームの一部を取り外して裏面側から見た駆動装置の内部構成を示す斜視図であり、図４は、正面側から見た駆動装置の要部のギアを示す斜視図である。
【００２９】
図２に示すように、駆動装置１０１は、第１カップリング１０５と、第２カップリング１０６と、第３カップリング１０７とを備える。駆動出力部である第１〜第３カップリング１０５〜１０７は、夫々直方体状のフレーム１０２の外周面から突出して配設される。第１カップリング１０５は、フレーム１０２の上側に回転可能に保持され、ピックアップローラー４８ｂ（図１参照）に結合しピックアップローラー４８ｂを回転可能としている。第２カップリング１０６は、フレーム１０２の下側に回転可能に保持され、ピックアップローラー４７ｂ（図１参照）に結合しピックアップローラー４７ｂを回転可能としている。第３カップリング１０７は、第１カップリング１０５の右側にて、フレーム１０２に回転可能に保持され、給紙搬送路７１（図１参照）の搬送ローラーに結合し搬送ローラーを回転可能としている。
【００３０】
図３に示すように、駆動装置１０１は、一方が開放された箱状のフレーム１０２と、図示しないがフレーム１０２の開放側に対向する平板状の平板フレームと、揺動ギア１２３を揺動可能に保持するブラケット１１０とを備える。ブラケット１１０はフレーム１０２に固定保持される。
【００３１】
また、駆動装置１０１は、モーター１２１（図４参照）と、駆動ギア１２２（図４参照）と、揺動ギア１２３と、第１ギア部１２４と、第２ギア部１２６と、アイドルギア１２８と、ギア列１３０と、を備える。駆動ギア１２２と、第１ギア部１２４と、第２ギア部１２６と、アイドルギア１２８と、ギア列１３０は、フレーム１０２と図示しない平板フレームとに設けた各軸受け部に回転可能に保持される。モーター１２１（図４参照）が回転駆動すると、その回転駆動力は、駆動ギア１２２（図４参照）と、揺動ギア１２３と、第１ギア部１２４と、ギア列１３０とを介して、第１〜第３カップリング１０５〜１０７に伝達されるか、或いは、揺動ギア１２３と、第２ギア部１２６と、アイドルギア１２８と、ギア列１３０とを介して、第１〜第３カップリング１０５〜１０７に伝達される。
【００３２】
モーター１２１は、正逆回転可能なＤＣブラシレスモーターからなり、フレーム１０２内の下側に固定保持される。モーター１２１に印加する電圧を替えることで、モーター１２１は、所定の回転速度に対して略３倍の範囲で変速することができる。尚、モーター１２１はステッピングモーターでもよい。
【００３３】
モーター１２１のモーター軸には平歯車からなる駆動ギア１２２（図４参照）が固着される。駆動ギア１２２は、平歯車からなる揺動ギア１２３に噛合している。尚、駆動ギア１２２は、モーター１２１に固着したギアに限らず、モーター１２１のモーター軸ギアに噛合するギアであってもよい。また、駆動ギア１２２は、はすば歯車を用いることもできる。これにより、騒音や振動を低減させることができる。
【００３４】
図４に示すように、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａは、ブラケット１１０に形成した円弧状の摺動孔１１１内に揺動可能に保持される。摺動孔１１１は駆動ギア１２２のピッチ円と略同心円を描く円弧状にて形成され、これによって、揺動ギア１２３は駆動ギア１２２に噛み合いを維持しながら回転軸１２３ａが摺動孔１１１内を揺動し易くなる。揺動ギア１２３は、図４の摺動孔１１１内の右側端面に回転軸１２３ａが当接する第１の位置と、摺動孔１１１内の左側端面に回転軸１２３ａが当接する第２の位置とに、移動可能に配置される。
【００３５】
モーター１２１の回転駆動により、駆動ギア１２２が第１の方向（図４のＡ方向）に回転すると、駆動ギア１２２の回転駆動力が揺動ギア１２３に伝達され、その回転駆動力によって、摺動孔１１１内を回転軸１２３ａが右側に移動し、揺動ギア１２３は第１の位置に至る。
【００３６】
一方、モーター１２１の逆方向の回転駆動により、駆動ギア１２２が第２の方向（図４のＢ方向）に回転すると、駆動ギア１２２の回転駆動力が揺動ギア１２３に伝達され、その回転駆動力によって、摺動孔１１１内を回転軸１２３ａが左側に移動し、揺動ギア１２３は第２の位置に至る。
【００３７】
揺動ギア１２３が第１の位置に移動したとき（回転軸１２３ａが図４の摺動孔１１１内の右側端面に位置するとき）、第１ギア部１２４に噛合する。一方、揺動ギア１２３が第２の位置に移動したとき（回転軸１２３ａが図４の摺動孔１１１内の左側端面に位置するとき）、第２ギア部１２６に噛合する。
【００３８】
第１ギア部１２４は第１入力ギア１２４ａと第１出力ギア１２４ｂからなる。第１入力ギア１２４ａと第１出力ギア１２４ｂは同軸に一体に設けられ、夫々平歯車からなる。
【００３９】
図３に戻り、第２ギア部１２６は第２入力ギア１２６ａと第２出力ギア１２６ｂからなる。第２入力ギア１２６ａと第２出力ギア１２６ｂは同軸に一体に設けられ、夫々平歯車からなる。第２ギア部１２６は、第１ギア部１２４に対して減速比が異なるように、第２入力ギア１２６ａと第２出力ギア１２６ｂの歯数が設定されている。第２出力ギア１２６ｂはギア平歯車からなるアイドルギア１２８に噛合している。
【００４０】
アイドルギア１２８と、第１ギア部１２４の第１出力ギア１２４ｂは、ともにギア列１３０に噛合している。ギア列１３０は、回転駆動力が伝達される順に、先端ギア１３１、第１中間ギア１３２、第２中間ギア１３３、終端ギア１３４を備える。ギア１３１〜１３４は、夫々平歯車からなり、互いに隣接するギアに噛合している。
【００４１】
先端ギア１３１は、第１ギア部１２４の第１出力ギア１２４に噛合するとともにアイドルギア１２８に噛合している。終端ギア１３４は、第１カップリング１０５に設けたギアに噛合し、ギア列１３０を介して駆動ギア１２２の回転駆動力を第１カップリング１０５に伝達する。また、終端ギア１３４は、第３カップリング１０７に設けたギアに噛合し、ギア列１３０を介して駆動ギア１２２の回転駆動力を第３カップリング１０７に伝達する。さらに、ギア列１３０の第１中間ギア１３２は、第２カップリング１０６（図２参照）に設けたギアに噛合し、ギア列１３０の一部を介して駆動ギア１２２の回転駆動力を第２カップリング１０６に伝達する。
【００４２】
モーター１２１が正方向に回転駆動する場合、駆動ギア１２２が第１の方向（図４のＡ方向）に回転し、駆動ギア１２２の回転駆動力が揺動ギア１２３に伝達され、揺動ギア１２３は、その回転駆動力によって第１の位置（図４の右端位置）に移動する。第１の位置では、揺動ギア１２３は第１ギア部１２４に噛合し、回転駆動力は第１ギア部１２４を介してギア列１３０に伝達され、ギア列１３０に噛合する第１〜第３カップリング１０５〜１０７が夫々所定の回転速度で回転する。
【００４３】
第１カップリング１０５及び第３カップリング１０７は、ギア列１３０を介して回転駆動力が伝達される一方、第２カップリング１０６は、ギア列１３０の一部（先端ギア１３１及び第１中間ギア１３２）を介して回転駆動力が伝達されることで、第１及び第３カップリング１０５、１０７は第２カップリング１０６に対して異なる回転速度で回転する。さらに、第１及び第３カップリング１０５、１０７に設けた夫々のギアの歯数を異ならせておくことで、第１カップリング１０５と第３カップリング１０７の各回転速度を異なるようにすることができる。従って、第１及び第２カップリング１０５、１０６は夫々給紙カセット４７、４８（図１参照）のピックアップローラー４７ｂ、４８ｂを異なる回転速度で回転させることができ、さらに、第３カップリング１０７は給紙搬送路７１（図１参照）の搬送ローラーを所定の回転速度で回転させることができる。
【００４４】
モーター１２１が逆方向に回転駆動する場合、駆動ギア１２２が第２の方向（図４のＢ方向）に回転し、駆動ギア１２２の回転駆動力が揺動ギア１２３に伝達され、揺動ギア１２３は、その回転駆動力によって第２の位置（図４の左端位置）に移動する。第２の位置では、揺動ギア１２３は第２ギア部１２６に噛合し、回転駆動力は第２ギア部１２６及びアイドルギア１２８を介してギア列１３０に伝達される。アイドルギア１２８が第２ギア部１２６とギア列１３０に噛み合うことで、駆動ギア１２２が第２の方向に回転しても、ギア列１３０は、駆動ギア１２２が第１の方向に回転した場合と同じ方向に回転する。ギア列１３０の回転によって、ギア列１３０に噛合する第１〜第３カップリング１０５〜１０７が夫々所定の回転速度で回転する。駆動ギア１２２が第２の方向に回転した場合、第１〜第３カップリング１０５〜１０７は、第１ギア部１２４に対する第２ギア部１２６の減速比の差異に応じて、駆動ギア１２２が第１の方向に回転した場合に対して、異なる回転速度で夫々回転することになる。
【００４５】
上記ように駆動装置１０１を構成することによって、モーター１２１の回転方向を切り替えることで、第１〜第３カップリング１０５〜１０７の回転速度が簡単に切り替わる。
【００４６】
画像形成装置１は、印刷速度、印刷する用紙サイズに応じて多品種の機種が取り揃えられる。即ち、画像形成装置１は、高速から低速までの間に種々の印刷速度の機種があり、給紙カセットのピックアップローラー及び搬送ローラーの各回転速度は、印刷速度に応じて切り替える必要である。また、画像形成装置は、種々の用紙サイズの機種があり、用紙サイズによって印刷速度が異なるために、用紙サイズに応じてピックアップローラー、及び搬送ローラーの回転速度を切り替える必要がある。そこで、種々の画像形成装置１のピックアップローラー及び搬送ローラーの回転速度に対応するために、本実施形態の駆動装置１０１を給紙カセット４８、４９の近傍に組み込む。画像形成装置１の印刷速度及び用紙サイズに応じて、まず、駆動装置１０１のモーター１２１を所定の回転速度に対して略３倍の範囲内で切り替え、さらにモーター１２１の回転方向を切り替える。これによって、回転速度の切り替えレンジが拡がり、種々の画像形成装置１に対応させて駆動装置を用意するが必要でなく、一つの駆動装置１０１を用意することで、上記のような多品種の画像形成装置１に対応させることができる。
【００４７】
尚、上記実施形態では、駆動装置１０１を給紙装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、駆動装置１０１は、カラー用画像形成装置の黒色による単色の画像形成と、多色の画像形成とに切り換えることが可能である画像形成ユニットに適用することができる。
【００４８】
図５、図６は、揺動ギアを保持するブラケットを示す図である。図５はブラケットを示す斜視図であり、図６は揺動ギアとブラケットを断面して示す斜視図である。
【００４９】
図５に示すように、ブラケット１１０は、前述の摺動孔１１１と、側面基部１１０ａ、１１０ｂと、取り付け孔１１０ｃ、１１０ｄと、一対の組み込み孔１１０ｅ（図６参照）とを有する。
【００５０】
側面基部１１０ａ、１１０ｂは、互いに対向して形成されるとともに、その下側で互いに連結され、揺動ギア１２３がその一部を突出させて収容することができるように、その上側が開放して形成されている。
【００５１】
側面基部１１０ａの左右両側には、取り付け孔１１０ｃ、１１０ｄが形成される。取り付け孔１１０ｃ、１１０ｄをフレーム１０２（図３参照）に形成された一対の突起に嵌め込むことで、ブラケット１１０はフレーム１０２に固定される。
【００５２】
側面基部１１０ａ、１１０ｂの各中央の上側には、摺動孔１１１が形成される。各摺動孔１１１には、側面基部１１０ａ、１１０ｂから互いに外側に向かって突出するフランジ部１１１ａと、フランジ部１１１ａ内で貫通する円弧孔部１１１ｂと、円弧孔部１１１ｂの両端に設けられ半円状の当接部１１１ｃ、１１１ｄが形成される。各円弧孔部１１１ｂは、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが当接部１１１ｃ、１１１ｄの間を移動可能であるように形成されている。揺動ギア１２３の回転軸１２３ａは、円弧孔部１１１ｂ内を移動可能であり、また、当接部１１１ｃ、１１１ｄのいずれかに当接した状態で回転可能となる。
【００５３】
揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが摺動孔１１１の当接部１１１ｃ、１１１ｄのいずれかに長期間に亘って片当りした状態にて回転しても、また、摺動孔１１１の円弧孔部１１１ｂ内を繰り返し摺動しても、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが磨耗し、また、摺動孔１１１の当接部１１１ｃ、１１１ｄが擦り減ることが抑えられるように、ブラケット１１０及び揺動ギア１２３の回転軸１２３ａの各材料が組み合わされる。即ち、ブラケット１１０は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂にて上記の所定の形状に成形され、揺動ギア１２３は、ポリアセタール樹脂からなる。従って、ブラケット１１０は、揺動ギア１２３に比べて剛性が大きく、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａがブラケット１１０の摺動孔１１１のいずれかの端面に長期間に亘って片当りした状態にて回転しても、摺動孔１１１の端面が擦り減ることが抑えられる。また、フレーム１０２は、ガラスフィラーを含有したＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）樹脂からなり、モーター１２１や複数のギアを保持する強度を備える一方、ブラケット１１０はフレーム１０２に比べて摩擦係数が小さく摺動性能が良好であるために、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが磨耗するおそれがない。
【００５４】
従って、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが摺動孔１１１内で回転及び揺動を繰り返しても、回転軸１２３ａの摺動性能が低下することがなく、第１〜第３カップリング１０５〜１０７の回転トルク、回転速度の変動が抑えられる。
【００５５】
図６に示すように、ブラケット１１０の側面基部１１０ａ、１１０ｂ、及び各フランジ部１１１ａには、それらの上側に穿った組み込み孔１１０ｅが夫々形成される。組み込み孔１１０ｅは、揺動ギア１２３をブラケット１１０に組み込むためのものである。一対の組み込み孔１１０ｅは、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａの軸方向の長さより僅かに短く、また、幅方向には回転軸１２３ａの外周部より僅かに大きく穿設されている。一対の組み込み孔１１０ｅの軸方向の端面には傾斜面１１０ｆが形成され、また、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａの端面には面取り部１２３ｂが形成されていることで、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａを一対の組み込み孔１１０ｅに挿入し易くなっている。
【００５６】
揺動ギア１２３をブラケット１１０に組み込む場合、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａをブラケット１１０の組み込み孔１１０ｅに対向させて押し込むと、ブラケット１１０の組み込み孔１１０ｅが回転軸１２３ａの軸方向に拡がり、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａは、傾斜面１１０ｆ及び面取り部１２３ｂに案内され、ブラケット１１０の組み込み孔１１０ｅ内に挿入される。揺動ギア１２３の回転軸１２３ａがブラケット１１０の組み込み孔１１０ｅ内に挿入されると、拡がった組み込み孔１１０ｅは復元し、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａがブラケット１１０の摺動孔１１１に嵌装されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリー、それらの複合機等に用いる駆動装置とそれを備えた給紙装置及び画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 画像形成装置
４６ 給紙部
４７、４８ 給紙カセット
４７ｂ、４８ｂ ピックアップローラー
１０１ 駆動装置
１０２ フレーム
１０５ 第１カップリング（駆動出力部）
１０６ 第２カップリング（駆動出力部）
１０７ 第３カップリング（駆動出力部）
１１０ ブラケット
１１０ａ、１１０ｂ 側面基部
１１０ｃ、１１０ｄ 取り付け孔
１１０ｅ 組み込み孔
１１０ｆ 傾斜面
１１１ 摺動孔
１１１ａ フランジ部
１１１ｂ 円弧孔部
１１１ｃ、１１１ｄ 当接部
１２１ モーター
１２２ 駆動ギア
１２３ 揺動ギア
１２３ａ 回転軸
１２３ｂ 面取り部
１２４ 第１ギア部
１２４ａ 第１入力ギア（第１ギア部）
１２４ｂ 第１出力ギア（第１ギア部）
１２６ 第２ギア部
１２６ａ 第２入力ギア（第２ギア部）
１２６ｂ 第２出力ギア（第２ギア部）
１２８ アイドルギア
１３０ ギア列
１３１ 先端ギア（ギア列）
１３２ 第１中間ギア（ギア列）
１３３ 第２中間ギア（ギア列）
１３４ 終端ギア（ギア列）
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリー、それらの複合機等に用いる駆動装置とそれを備えた給紙装置及び画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来から、カラー用画像形成装置は、黒色による単色の画像形成と、多色の画像形成とに切り換えることができるように構成されている。単色の画像形成と多色の画像形成とは現像プロセスの速度が異なり、単色の画像形成と多色の画像形成とを切り換えるための構成が備えられていた。このような切り換え機構を備えることで、画像形成装置の構成が不必要に複雑化し、画像形成装置の装置コストが増大していた。
【０００３】
そこで、特許文献１は、単色及び多色の画像形成に共用される黒色の現像剤が収容された画像形成ユニットを駆動する駆動装置を備える。この駆動装置は、回転駆動力を発生するモーターと、モーターの回転方向に応じて第１の方向と第２の方向とに回転可能に配置された駆動ギアと、駆動ギアに噛み合い、駆動ギアに伝達された回転駆動力によって、モーターの回転方向に応じて第１の位置と第２の位置との間で揺動可能に構成された揺動ギアと、を備える。黒色によるモノクロ画像を形成する場合、モーターが第１の方向に回転駆動される。すると、駆動ギアの第１の方向への回転により、揺動ギアが、第１の位置に移動し、第１ギア列に噛み合う。第１ギア列の末端に位置するブラックギアが第１の回転速度で黒色の画像形成ユニットを回転駆動させる。一方、カラー画像を形成する場合、モーターが第２の方向に回転駆動される。すると、駆動ギアの第２の方向への回転により、揺動ギアが、第２の位置に移動し、第１ギア列に対して減速比が異なる第２ギア列に噛み合う。第２ギア列の末端に位置するブラックギアが第２の回転速度で黒色の画像形成ユニットを回転駆動させる。このように単一のモーターの回転方向を変えるだけで、モノクロの画像形成動作とカラーの画像形成動作とを切り換えることができるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−７２０２１号公報（段落［０１２３］〜［０１２７］、第４図、第６図）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述した特許文献１の駆動装置は、ギア列を構成する複数のギアが板状の互いに対向する二つのフレームに回転可能に保持されるとともに、揺動ギアが二つのフレームに形成された長円状の摺動孔に揺動可能で且つ回転可能に保持され、さらに、モーターが一方のフレームに固定されている。通常、フレームは、モーターやギア列を保持するための基台となるために、鉄製等の板金や、ガラス、カーボン等のフィラーを含有した樹脂等の剛性の高い材料によって形成される。駆動装置が長期間に亘って使用されると、揺動ギアの回転軸が剛性の高い材料からなる摺動孔内で回転及び揺動を繰り返すことになり、揺動ギアの回転軸の摺動性能が低下し、駆動装置の回転トルク、回転速度が変動するという問題があった。上記の駆動装置は、カラー用画像形成装置における単色の画像形成と多色の画像形成との切り換えの他に、画像形成するために種々の用紙を搬送する給紙装置に用いられ、この場合にも上記と同様に、回転トルク、回転速度が変動するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、駆動出力部の回転速度を簡単な構成にて切り替えられ、また、長期間使用しても回転トルク、回転速度の変動を抑えられる駆動装置と、それを備えた給紙装置及び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】
【０００７】
上記目的を達成するために第１の発明は、駆動出力部の回転速度を切り替える駆動装置であって、回転駆動力を発生するモーターと、該モーターの正逆回転に応じて第１の方向と第２の方向とに回転可能に配置された駆動ギアと、該駆動ギアと噛み合うように配置されていて、前記駆動ギアから伝達される回転駆動力によって第１の位置と第２の位置との間で揺動可能に構成された揺動ギアと、前記駆動ギアが第１の方向に回転することにより前記揺動ギアが第１の位置に揺動した場合に前記揺動ギアに噛み合う第１ギア部と、該第１ギア部に噛み合い前記駆動ギアの回転駆動力を前記駆動出力部に伝達するギア列と、前記駆動ギアが第２の方向に回転することにより前記揺動ギアが第２の位置に揺動した場合に前記揺動ギアに噛み合うとともに前記第１ギア部に対して減速比が異なる第２ギア部と、該第２ギア部と前記ギア列とを噛み合わせるアイドルギアと、前記第１ギア部、前記第２ギア部、前記ギア列、及び前記アイドルギアを回転可能に保持するフレームと、前記揺動ギアの回転軸を摺動可能で且つ回転可能に保持することにより前記揺動ギアを前記第１の位置と前記第２の位置とに案内する摺動孔を有し、前記フレームに取り付けられるブラケットと、を備え、前記ブラケットは、前記揺動ギアの回転軸に比べて剛性が大きく、且つ前記フレームに比べて摩擦係数が小さいことを特徴としている。
【０００８】
また、第２の発明では、上記の駆動装置において、前記摺動孔は、前記駆動ギアのピッチ円と略同心円を描く円弧状に形成されることを特徴としている。
【０００９】
また、第３の発明では、上記の構成の駆動装置を備えた給紙装置である。
【００１０】
また、第４の発明では、上記の構成の駆動装置を備えた画像形成装置である。
【発明の効果】
【００１１】
第１の発明によれば、モーターの回転駆動により駆動ギアが第１の方向に回転すると、揺動ギアが摺動孔内で回転しながら第１の位置に移動し、第１ギア部に噛み合う。第１ギア部はギア列に噛み合っていることで、モーターの回転駆動力はギア列を介して駆動出力部に伝達される。一方、モーターの逆方向の回転駆動により駆動ギアが第２の方向に回転すると、揺動ギアが回転しながら第２の位置に移動し、第２ギア部に噛み合う。第２ギア部はアイドルギアを介してギア列に噛み合っていることで、ギア列の各ギアは、揺動ギアが第１の位置に移動した場合と同じ方向に回転し、また、第２ギア部は第１ギア部に対して減速比が異なるために、ギア列は、揺動ギアが第１の位置に移動した場合に対して異なる回転速度で回転する。従って、揺動ギアが第２の位置に移動した場合、駆動出力部は、ギア列を介してモーターの回転駆動力を受け取るが、揺動ギアが第１の位置に移動した場合に対して、異なる回転速度で且つ同じ回転方向の駆動力を出力する。そして、ブラケットは、揺動ギアの回転軸に比べて剛性が大きく、且つ、フレームに比べて摩擦係数が小さい材料からなり、揺動ギアの回転軸は、このブラケットの摺動孔に回転及び揺動可能に保持される。これによって、揺動ギアの回転軸が摺動孔内で回転及び揺動を繰り返しても、揺動ギアの回転軸の摺動性能が低下することがなく、駆動出力部の回転トルク、回転速度の変動が抑えられる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施形態である画像形成装置を概略的に示す図
【図２】実施形態に係る駆動装置を示す斜視図
【図３】実施形態に係る駆動装置の内部構成を示す斜視図
【図４】実施形態に係る駆動装置の要部のギアを示す斜視図
【図５】実施形態に係る駆動装置の揺動ギアを保持するブラケットを示す斜視図
【図６】実施形態に係る駆動装置の揺動ギアとブラケットを断面して示す斜視図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下に本発明の実施形態について図面を参照して説明するが、本発明は、この実施形態に限定されない。また発明の用途やここで示す用語等はこれに限定されるものではない。
【００１４】
図１は、本発明の画像形成装置の全体構成を概略的に示す図である。画像形成装置１は、直方体状の装置本体１ａを備え、装置本体１ａ内の上部には、画像形成部１０が配設される。画像形成部１０は、感光体１１と、帯電装置１３と、露光ユニット１２、現像装置２と、クリーニング装置１４と、除電装置１４ａとを備える。
【００１５】
感光体１１は、回転自在に保持され、感光層を形成する感光材料として、アモルファスシリコン感光体や有機感光体（ＯＰＣ感光体）が用いられる。現像装置２は、感光体１１の右方に対向して配置され、感光体１１にトナーを供給する。帯電装置１３は、感光体回転方向に対し現像装置２の上流側であって感光体１１の表面に対向して配置され、感光体１１の表面を一様に帯電させる。
【００１６】
露光ユニット１２は、読み取った画像データに基づいて、帯電装置１３に対して感光体回転方向の下流側から感光体１１の表面にレーザー光を照射する。照射されたレーザー光により、感光体１１の表面には静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置２によりトナー像に現像される。
【００１７】
搬送ベルト１７が転写ローラー２５及び従動ローラー２７に張架され、転写ローラー２５が転写搬送ベルト１７を介して感光体１１に対向して配設される。感光体１１の表面に形成されたトナー像は、転写バイアスを印加した転写ローラー２５により、搬送ベルト１７を介して搬送される用紙Ｐに転写される。
【００１８】
クリーニング装置１４が用紙に転写されずに感光体１１の表面に残ったトナーを除去し、また、除電装置１４ａが感光体１１の表面に残った電荷を除電する。
【００１９】
給紙部４６は、給紙カセット４７、４８と、大容量デッキ４９、５０と、手差しトレイ５１等から構成される。給紙カセット４７、４８が装置本体１ａの底部に上下方向に並べて配設され、用紙Ｐが各給紙カセット４７、４８の各載置板４７ａ、４８ａ上に載置される。給紙カセット４８の上方には、大容量デッキ４９、５０が左右に並べて配設され、用紙Ｐが大容量デッキ４９、５０の各載置板４９ａ、５０ａ上に載置される。給紙部４６は、載置板４７ａ〜５０ａ上の用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すために、給紙カセット４７、４８、大容量カセット４９、５０の各右上部にピックアップローラー４７ｂ〜５０ｂが配設される。さらに、装置本体１ａの右側面には、別途給紙できるように手差しトレイ５１が設けられ、手差しトレイ５１にも用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路に送り出すためのピックアップローラー５１ｂが設けられる。そして、転写ローラー２５の右方には、用紙Ｐの画像形成部１０への搬送タイミングを制御するためのレジストローラー５３が配置される。
【００２０】
用紙搬送部７０は、装置本体１ａ内で用紙Ｐを搬送するためのものであり、給紙搬送路７１と、画像形成搬送路７２と、排出搬送路７３と、分岐搬送路７４と、反転搬送路７５と、再搬送路７６とを備える。
【００２１】
給紙搬送路７１は、給紙部４６からレジストローラー５３に至る搬送路であり、装置本体１ａの右方で下段の給紙カセット４７から上方に延びて形成される。この給紙搬送路７１は、給紙カセット４７の上方に向けて順に、上段の給紙カセット４８の搬送路が合流し、さらに大容量デッキ５０の搬送路が合流し、また大容量デッキ４９の搬送路が合流している。
【００２２】
画像形成搬送路７２は、レジストローラー５３から定着部１８に至る搬送路であり、装置本体１ａの略水平方向に形成される。画像形成搬送路７２には、画像形成部１０と定着部１８が配置され、画像形成部１０にて用紙Ｐにトナー像が転写され、用紙Ｐに転写されたトナー像が定着部１８にて用紙Ｐに定着される。
【００２３】
排出搬送路７３は、定着部１８から排出ローラー５４に至る搬送路であり、定着部１８から左方に略水平方向に延びて形成される。排出搬送路７３では、トナー像が定着された用紙Ｐが排出ローラー５４を介して排出トレイ８１上に排出される。
【００２４】
分岐搬送路７４は、用紙Ｐの表面にトナー像が定着された後、必要に応じて用紙の裏面にもトナー像を形成するときに用いられるものであり、排出搬送路７３の途中から分岐してＵ字状に定着部１８の下方に延び、反転搬送路７５に至る搬送路である。
【００２５】
反転搬送路７５は、用紙Ｐの表裏を反転させて、再搬送路７６に向けて用紙を搬送するものである。再搬送路７６は画像形成搬送路７２の下方で左方から右方に延びて形成され、大容量デッキ４９の搬送路４３ａの上方で給紙搬送路７１に合流している。
【００２６】
給紙部４６から供給される用紙Ｐは、給紙搬送路７１を上方に向けて搬送され、さらにレジストローラー５３によって搬送のタイミングを取って転写ローラー２５に搬送されると、転写ローラー２５によりトナー像が用紙Ｐに転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、画像形成搬送路７２上で定着部１８に搬送され、定着部１８により加熱および加圧されると、トナー像が用紙Ｐに溶融定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、排出搬送路７３を通って排出ローラー５４によって排出トレイ８１に排出される。
【００２７】
両面印刷する場合には、定着部１８で定着された用紙Ｐは、分岐搬送路７４に搬送され、反転搬送路７５で用紙Ｐの表裏が反転され、反転された用紙Ｐは再搬送路７６を介して再び給紙搬送路７１に搬送される。給紙搬送路７１に搬送された用紙Ｐは、画像形成部１０でその裏面にトナー像を転写され、定着部１８によりトナー像を溶融定着されると、排出トレイ８１に排出される。
【００２８】
給紙カセット４７、４８の各ピックアップローラー４７ｂ、４８ｂは、図２〜図４に示す駆動装置によって回転駆動する。図２は駆動装置のピックアップローラー４７ｂ、４８ｂ側（正面側）の外観を示す斜視図であり、図３は、フレームの一部を取り外して裏面側から見た駆動装置の内部構成を示す斜視図であり、図４は、正面側から見た駆動装置の要部のギアを示す斜視図である。
【００２９】
図２に示すように、駆動装置１０１は、第１カップリング１０５と、第２カップリング１０６と、第３カップリング１０７とを備える。駆動出力部である第１〜第３カップリング１０５〜１０７は、夫々直方体状のフレーム１０２の外周面から突出して配設される。第１カップリング１０５は、フレーム１０２の上側に回転可能に保持され、ピックアップローラー４８ｂ（図１参照）に結合しピックアップローラー４８ｂを回転可能としている。第２カップリング１０６は、フレーム１０２の下側に回転可能に保持され、ピックアップローラー４７ｂ（図１参照）に結合しピックアップローラー４７ｂを回転可能としている。第３カップリング１０７は、第１カップリング１０５の右側にて、フレーム１０２に回転可能に保持され、給紙搬送路７１（図１参照）の搬送ローラーに結合し搬送ローラーを回転可能としている。
【００３０】
図３に示すように、駆動装置１０１は、一方が開放された箱状のフレーム１０２と、図示しないがフレーム１０２の開放側に対向する平板状の平板フレームと、揺動ギア１２３を揺動可能に保持するブラケット１１０とを備える。ブラケット１１０はフレーム１０２に固定保持される。
【００３１】
また、駆動装置１０１は、モーター１２１（図４参照）と、駆動ギア１２２（図４参照）と、揺動ギア１２３と、第１ギア部１２４と、第２ギア部１２６と、アイドルギア１２８と、ギア列１３０と、を備える。駆動ギア１２２と、第１ギア部１２４と、第２ギア部１２６と、アイドルギア１２８と、ギア列１３０は、フレーム１０２と図示しない平板フレームとに設けた各軸受け部に回転可能に保持される。モーター１２１（図４参照）が回転駆動すると、その回転駆動力は、駆動ギア１２２（図４参照）と、揺動ギア１２３と、第１ギア部１２４と、ギア列１３０とを介して、第１〜第３カップリング１０５〜１０７に伝達されるか、或いは、揺動ギア１２３と、第２ギア部１２６と、アイドルギア１２８と、ギア列１３０とを介して、第１〜第３カップリング１０５〜１０７に伝達される。
【００３２】
モーター１２１は、正逆回転可能なＤＣブラシレスモーターからなり、フレーム１０２内の下側に固定保持される。モーター１２１に印加する電圧を替えることで、モーター１２１は、所定の回転速度に対して略３倍の範囲で変速することができる。尚、モーター１２１はステッピングモーターでもよい。
【００３３】
モーター１２１のモーター軸には平歯車からなる駆動ギア１２２（図４参照）が固着される。駆動ギア１２２は、平歯車からなる揺動ギア１２３に噛合している。尚、駆動ギア１２２は、モーター１２１に固着したギアに限らず、モーター１２１のモーター軸ギアに噛合するギアであってもよい。また、駆動ギア１２２は、はすば歯車を用いることもできる。これにより、騒音や振動を低減させることができる。
【００３４】
図４に示すように、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａは、ブラケット１１０に形成した円弧状の摺動孔１１１内に揺動可能に保持される。摺動孔１１１は駆動ギア１２２のピッチ円と略同心円を描く円弧状にて形成され、これによって、揺動ギア１２３は駆動ギア１２２に噛み合いを維持しながら回転軸１２３ａが摺動孔１１１内を揺動し易くなる。揺動ギア１２３は、図４の摺動孔１１１内の右側端面に回転軸１２３ａが当接する第１の位置と、摺動孔１１１内の左側端面に回転軸１２３ａが当接する第２の位置とに、移動可能に配置される。
【００３５】
モーター１２１の回転駆動により、駆動ギア１２２が第１の方向（図４のＡ方向）に回転すると、駆動ギア１２２の回転駆動力が揺動ギア１２３に伝達され、その回転駆動力によって、摺動孔１１１内を回転軸１２３ａが右側に移動し、揺動ギア１２３は第１の位置に至る。
【００３６】
一方、モーター１２１の逆方向の回転駆動により、駆動ギア１２２が第２の方向（図４のＢ方向）に回転すると、駆動ギア１２２の回転駆動力が揺動ギア１２３に伝達され、その回転駆動力によって、摺動孔１１１内を回転軸１２３ａが左側に移動し、揺動ギア１２３は第２の位置に至る。
【００３７】
揺動ギア１２３が第１の位置に移動したとき（回転軸１２３ａが図４の摺動孔１１１内の右側端面に位置するとき）、第１ギア部１２４に噛合する。一方、揺動ギア１２３が第２の位置に移動したとき（回転軸１２３ａが図４の摺動孔１１１内の左側端面に位置するとき）、第２ギア部１２６に噛合する。
【００３８】
第１ギア部１２４は第１入力ギア１２４ａと第１出力ギア１２４ｂからなる。第１入力ギア１２４ａと第１出力ギア１２４ｂは同軸に一体に設けられ、夫々平歯車からなる。
【００３９】
図３に戻り、第２ギア部１２６は第２入力ギア１２６ａと第２出力ギア１２６ｂからなる。第２入力ギア１２６ａと第２出力ギア１２６ｂは同軸に一体に設けられ、夫々平歯車からなる。第２ギア部１２６は、第１ギア部１２４に対して減速比が異なるように、第２入力ギア１２６ａと第２出力ギア１２６ｂの歯数が設定されている。第２出力ギア１２６ｂはギア平歯車からなるアイドルギア１２８に噛合している。
【００４０】
アイドルギア１２８と、第１ギア部１２４の第１出力ギア１２４ｂは、ともにギア列１３０に噛合している。ギア列１３０は、回転駆動力が伝達される順に、先端ギア１３１、第１中間ギア１３２、第２中間ギア１３３、終端ギア１３４を備える。ギア１３１〜１３４は、夫々平歯車からなり、互いに隣接するギアに噛合している。
【００４１】
先端ギア１３１は、第１ギア部１２４の第１出力ギア１２４に噛合するとともにアイドルギア１２８に噛合している。終端ギア１３４は、第１カップリング１０５に設けたギアに噛合し、ギア列１３０を介して駆動ギア１２２の回転駆動力を第１カップリング１０５に伝達する。また、終端ギア１３４は、第３カップリング１０７に設けたギアに噛合し、ギア列１３０を介して駆動ギア１２２の回転駆動力を第３カップリング１０７に伝達する。さらに、ギア列１３０の第１中間ギア１３２は、第２カップリング１０６（図２参照）に設けたギアに噛合し、ギア列１３０の一部を介して駆動ギア１２２の回転駆動力を第２カップリング１０６に伝達する。
【００４２】
モーター１２１が正方向に回転駆動する場合、駆動ギア１２２が第１の方向（図４のＡ方向）に回転し、駆動ギア１２２の回転駆動力が揺動ギア１２３に伝達され、揺動ギア１２３は、その回転駆動力によって第１の位置（図４の右端位置）に移動する。第１の位置では、揺動ギア１２３は第１ギア部１２４に噛合し、回転駆動力は第１ギア部１２４を介してギア列１３０に伝達され、ギア列１３０に噛合する第１〜第３カップリング１０５〜１０７が夫々所定の回転速度で回転する。
【００４３】
第１カップリング１０５及び第３カップリング１０７は、ギア列１３０を介して回転駆動力が伝達される一方、第２カップリング１０６は、ギア列１３０の一部（先端ギア１３１及び第１中間ギア１３２）を介して回転駆動力が伝達されることで、第１及び第３カップリング１０５、１０７は第２カップリング１０６に対して異なる回転速度で回転する。さらに、第１及び第３カップリング１０５、１０７に設けた夫々のギアの歯数を異ならせておくことで、第１カップリング１０５と第３カップリング１０７の各回転速度を異なるようにすることができる。従って、第１及び第２カップリング１０５、１０６は夫々給紙カセット４７、４８（図１参照）のピックアップローラー４７ｂ、４８ｂを異なる回転速度で回転させることができ、さらに、第３カップリング１０７は給紙搬送路７１（図１参照）の搬送ローラーを所定の回転速度で回転させることができる。
【００４４】
モーター１２１が逆方向に回転駆動する場合、駆動ギア１２２が第２の方向（図４のＢ方向）に回転し、駆動ギア１２２の回転駆動力が揺動ギア１２３に伝達され、揺動ギア１２３は、その回転駆動力によって第２の位置（図４の左端位置）に移動する。第２の位置では、揺動ギア１２３は第２ギア部１２６に噛合し、回転駆動力は第２ギア部１２６及びアイドルギア１２８を介してギア列１３０に伝達される。アイドルギア１２８が第２ギア部１２６とギア列１３０に噛み合うことで、駆動ギア１２２が第２の方向に回転しても、ギア列１３０は、駆動ギア１２２が第１の方向に回転した場合と同じ方向に回転する。ギア列１３０の回転によって、ギア列１３０に噛合する第１〜第３カップリング１０５〜１０７が夫々所定の回転速度で回転する。駆動ギア１２２が第２の方向に回転した場合、第１〜第３カップリング１０５〜１０７は、第１ギア部１２４に対する第２ギア部１２６の減速比の差異に応じて、駆動ギア１２２が第１の方向に回転した場合に対して、異なる回転速度で夫々回転することになる。
【００４５】
上記ように駆動装置１０１を構成することによって、モーター１２１の回転方向を切り替えることで、第１〜第３カップリング１０５〜１０７の回転速度が簡単に切り替わる。
【００４６】
画像形成装置１は、印刷速度、印刷する用紙サイズに応じて多品種の機種が取り揃えられる。即ち、画像形成装置１は、高速から低速までの間に種々の印刷速度の機種があり、給紙カセットのピックアップローラー及び搬送ローラーの各回転速度は、印刷速度に応じて切り替える必要である。また、画像形成装置は、種々の用紙サイズの機種があり、用紙サイズによって印刷速度が異なるために、用紙サイズに応じてピックアップローラー、及び搬送ローラーの回転速度を切り替える必要がある。そこで、種々の画像形成装置１のピックアップローラー及び搬送ローラーの回転速度に対応するために、本実施形態の駆動装置１０１を給紙カセット４８、４９の近傍に組み込む。画像形成装置１の印刷速度及び用紙サイズに応じて、まず、駆動装置１０１のモーター１２１を所定の回転速度に対して略３倍の範囲内で切り替え、さらにモーター１２１の回転方向を切り替える。これによって、回転速度の切り替えレンジが拡がり、種々の画像形成装置１に対応させて駆動装置を用意するが必要でなく、一つの駆動装置１０１を用意することで、上記のような多品種の画像形成装置１に対応させることができる。
【００４７】
尚、上記実施形態では、駆動装置１０１を給紙装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、駆動装置１０１は、カラー用画像形成装置の黒色による単色の画像形成と、多色の画像形成とに切り換えることが可能である画像形成ユニットに適用することができる。
【００４８】
図５、図６は、揺動ギアを保持するブラケットを示す図である。図５はブラケットを示す斜視図であり、図６は揺動ギアとブラケットを断面して示す斜視図である。
【００４９】
図５に示すように、ブラケット１１０は、前述の摺動孔１１１と、側面基部１１０ａ、１１０ｂと、取り付け孔１１０ｃ、１１０ｄと、一対の組み込み孔１１０ｅ（図６参照）とを有する。
【００５０】
側面基部１１０ａ、１１０ｂは、互いに対向して形成されるとともに、その下側で互いに連結され、揺動ギア１２３がその一部を突出させて収容することができるように、その上側が開放して形成されている。
【００５１】
側面基部１１０ａの左右両側には、取り付け孔１１０ｃ、１１０ｄが形成される。取り付け孔１１０ｃ、１１０ｄをフレーム１０２（図３参照）に形成された一対の突起に嵌め込むことで、ブラケット１１０はフレーム１０２に固定される。
【００５２】
側面基部１１０ａ、１１０ｂの各中央の上側には、摺動孔１１１が形成される。各摺動孔１１１には、側面基部１１０ａ、１１０ｂから互いに外側に向かって突出するフランジ部１１１ａと、フランジ部１１１ａ内で貫通する円弧孔部１１１ｂと、円弧孔部１１１ｂの両端に設けられ半円状の当接部１１１ｃ、１１１ｄが形成される。各円弧孔部１１１ｂは、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが当接部１１１ｃ、１１１ｄの間を移動可能であるように形成されている。揺動ギア１２３の回転軸１２３ａは、円弧孔部１１１ｂ内を移動可能であり、また、当接部１１１ｃ、１１１ｄのいずれかに当接した状態で回転可能となる。
【００５３】
揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが摺動孔１１１の当接部１１１ｃ、１１１ｄのいずれかに長期間に亘って片当りした状態にて回転しても、また、摺動孔１１１の円弧孔部１１１ｂ内を繰り返し摺動しても、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが磨耗し、また、摺動孔１１１の当接部１１１ｃ、１１１ｄが擦り減ることが抑えられるように、ブラケット１１０及び揺動ギア１２３の回転軸１２３ａの各材料が組み合わされる。即ち、ブラケット１１０は、ＰＢＴ（ポリブチレンテレフタレート）樹脂にて上記の所定の形状に成形され、揺動ギア１２３は、ポリアセタール樹脂からなる。従って、ブラケット１１０は、揺動ギア１２３に比べて剛性が大きく、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａがブラケット１１０の摺動孔１１１のいずれかの端面に長期間に亘って片当りした状態にて回転しても、摺動孔１１１の端面が擦り減ることが抑えられる。また、フレーム１０２は、ガラスフィラーを含有したＰＰＥ（ポリフェニレンエーテル）樹脂からなり、モーター１２１や複数のギアを保持する強度を備える一方、ブラケット１１０はフレーム１０２に比べて摩擦係数が小さく摺動性能が良好であるために、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが磨耗するおそれがない。
【００５４】
従って、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａが摺動孔１１１内で回転及び揺動を繰り返しても、回転軸１２３ａの摺動性能が低下することがなく、第１〜第３カップリング１０５〜１０７の回転トルク、回転速度の変動が抑えられる。
【００５５】
図６に示すように、ブラケット１１０の側面基部１１０ａ、１１０ｂ、及び各フランジ部１１１ａには、それらの上側に穿った組み込み孔１１０ｅが夫々形成される。組み込み孔１１０ｅは、揺動ギア１２３をブラケット１１０に組み込むためのものである。一対の組み込み孔１１０ｅは、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａの軸方向の長さより僅かに短く、また、幅方向には回転軸１２３ａの外周部より僅かに大きく穿設されている。一対の組み込み孔１１０ｅの軸方向の端面には傾斜面１１０ｆが形成され、また、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａの端面には面取り部１２３ｂが形成されていることで、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａを一対の組み込み孔１１０ｅに挿入し易くなっている。
【００５６】
揺動ギア１２３をブラケット１１０に組み込む場合、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａをブラケット１１０の組み込み孔１１０ｅに対向させて押し込むと、ブラケット１１０の組み込み孔１１０ｅが回転軸１２３ａの軸方向に拡がり、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａは、傾斜面１１０ｆ及び面取り部１２３ｂに案内され、ブラケット１１０の組み込み孔１１０ｅ内に挿入される。揺動ギア１２３の回転軸１２３ａがブラケット１１０の組み込み孔１１０ｅ内に挿入されると、拡がった組み込み孔１１０ｅは復元し、揺動ギア１２３の回転軸１２３ａがブラケット１１０の摺動孔１１１に嵌装されることになる。
【産業上の利用可能性】
【００５７】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリー、それらの複合機等に用いる駆動装置とそれを備えた給紙装置及び画像形成装置に利用することができる。
【符号の説明】
【００５８】
１ 画像形成装置
４６ 給紙部
４７、４８ 給紙カセット
４７ｂ、４８ｂ ピックアップローラー
１０１ 駆動装置
１０２ フレーム
１０５ 第１カップリング（駆動出力部）
１０６ 第２カップリング（駆動出力部）
１０７ 第３カップリング（駆動出力部）
１１０ ブラケット
１１０ａ、１１０ｂ 側面基部
１１０ｃ、１１０ｄ 取り付け孔
１１０ｅ 組み込み孔
１１０ｆ 傾斜面
１１１ 摺動孔
１１１ａ フランジ部
１１１ｂ 円弧孔部
１１１ｃ、１１１ｄ 当接部
１２１ モーター
１２２ 駆動ギア
１２３ 揺動ギア
１２３ａ 回転軸
１２３ｂ 面取り部
１２４ 第１ギア部
１２４ａ 第１入力ギア（第１ギア部）
１２４ｂ 第１出力ギア（第１ギア部）
１２６ 第２ギア部
１２６ａ 第２入力ギア（第２ギア部）
１２６ｂ 第２出力ギア（第２ギア部）
１２８ アイドルギア
１３０ ギア列
１３１ 先端ギア（ギア列）
１３２ 第１中間ギア（ギア列）
１３３ 第２中間ギア（ギア列）
１３４ 終端ギア（ギア列）
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動出力部の回転速度を切り替える駆動装置であって、
回転駆動力を発生するモーターと、
該モーターの正逆回転に応じて第１の方向と第２の方向とに回転可能に配置された駆動ギアと、
該駆動ギアと噛み合うように配置されていて、前記駆動ギアから伝達される回転駆動力によって第１の位置と第２の位置との間で揺動可能に構成された揺動ギアと、
前記駆動ギアが第１の方向に回転することにより前記揺動ギアが第１の位置に揺動した場合に前記揺動ギアに噛み合う第１ギア部と、
該第１ギア部に噛み合い前記駆動ギアの回転駆動力を前記駆動出力部に伝達するギア列と、
前記駆動ギアが第２の方向に回転することにより前記揺動ギアが第２の位置に揺動した場合に前記揺動ギアに噛み合うとともに前記第１ギア部に対して減速比が異なる第２ギア部と、
該第２ギア部と前記ギア列とを噛み合わせるアイドルギアと、
前記第１ギア部、前記第２ギア部、前記ギア列、及び前記アイドルギアを回転可能に保持するフレームと、
前記揺動ギアの回転軸を摺動可能で且つ回転可能に保持することにより前記揺動ギアを前記第１の位置と前記第２の位置とに案内する摺動孔を有し、前記フレームに取り付けられるブラケットと、を備え、
前記ブラケットは、前記揺動ギアの回転軸に比べて剛性が大きく、且つ前記フレームに比べて摩擦係数が小さいことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記摺動孔は、前記駆動ギアのピッチ円と略同心円を描く円弧状に形成され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】
請求項１または請求項２に記載の駆動装置を備えた給紙装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の駆動装置を備えた画像形成装置。
【請求項１】
駆動出力部の回転速度を切り替える駆動装置であって、
回転駆動力を発生するモーターと、
該モーターの正逆回転に応じて第１の方向と第２の方向とに回転可能に配置された駆動ギアと、
該駆動ギアと噛み合うように配置されていて、前記駆動ギアから伝達される回転駆動力によって第１の位置と第２の位置との間で揺動可能に構成された揺動ギアと、
前記駆動ギアが第１の方向に回転することにより前記揺動ギアが第１の位置に揺動した場合に前記揺動ギアに噛み合う第１ギア部と、
該第１ギア部に噛み合い前記駆動ギアの回転駆動力を前記駆動出力部に伝達するギア列と、
前記駆動ギアが第２の方向に回転することにより前記揺動ギアが第２の位置に揺動した場合に前記揺動ギアに噛み合うとともに前記第１ギア部に対して減速比が異なる第２ギア部と、
該第２ギア部と前記ギア列とを噛み合わせるアイドルギアと、
前記第１ギア部、前記第２ギア部、前記ギア列、及び前記アイドルギアを回転可能に保持するフレームと、
前記揺動ギアの回転軸を摺動可能で且つ回転可能に保持することにより前記揺動ギアを前記第１の位置と前記第２の位置とに案内する摺動孔を有し、前記フレームに取り付けられるブラケットと、を備え、
前記ブラケットは、前記揺動ギアの回転軸に比べて剛性が大きく、且つ前記フレームに比べて摩擦係数が小さいことを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記摺動孔は、前記駆動ギアのピッチ円と略同心円を描く円弧状に形成され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】
請求項１または請求項２に記載の駆動装置を備えた給紙装置。
【請求項４】
請求項１または請求項２に記載の駆動装置を備えた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２０１２−２００９２９（Ｐ２０１２−２００９２９Ａ）
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−６５６２３（Ｐ２０１１−６５６２３）
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月２２日（２０１２．１０．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【出願人】（０００００６１５０）京セラドキュメントソリューションズ株式会社 (13,173)
【Ｆターム（参考）】
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