专利名称：驱动装置和成像设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及成像设备和在该成像设备中使用的驱动装置。
背景技术：
如日本公开专利申请2001-141022中描述的驱动装置通常已知作为在成像设备 中使用的驱动装置。也就是说，驱动装置由部分无齿齿轮、弹簧和螺线管构成，所述部分无齿齿轮设置 有不与输入齿轮啮合的无齿部，所述弹簧用于沿一个方向旋转和推压所述部分无齿齿轮， 所述螺线管与所述部分无齿齿轮接合以便使所述部分无齿齿轮停止在所述部分无齿齿轮 不与所述输入齿轮啮合的位置处。此外，通过解除螺线管的接合，部分无齿齿轮通过弹簧的推压力而旋转。随后，部 分无齿齿轮与输入齿轮啮合，使得驱动力传递给部分无齿齿轮。然而，通过被弹簧旋转和推压而进行旋转的输入齿轮的旋转速度有时与输入齿轮 的旋转速度不一致。因此，存在这样的问题，即，在离合器每次连接时，部分无齿齿轮的齿部 的第一啮合齿与输入齿轮的齿彼此撞击，从而由啮合时的碰撞而产生巨大的碰撞噪声。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种能够在驱动力传递期间减轻部分无齿齿轮和输入 齿轮之间的啮合碰撞的旋转控制离合器，以及提供一种成像设备。根据本发明的方面，提供了一种要在成像设备中使用的驱动装置，包括输入齿轮；部分无齿齿轮，其具有无齿部和能与所述输入齿轮啮合的齿部；保持构件，其能够将部分无齿齿轮放置在无齿部与输入齿轮相对并且部分无齿齿 轮不与输入齿轮啮合的保持状态，并且能够将部分无齿齿轮放置在解除保持状态的释放状 态；圆筒形构件，其能通过接收旋转力而旋转；和进入部，其能与部分无齿齿轮一起旋转、能够进入圆筒形构件内部并且能够通过 进入部和圆筒形构件之间的摩擦力而从圆筒形构件接收旋转力。
在结合附图考虑本发明的下列具体实施例的情况下，本发明的这些及其他目的、 特征和优点将变得显而易见。图1是实施例1中的成像设备的剖视图。图2是实施例1中的旋转式旋转控制离合器的局部放大图。图3(A)和3(B)是实施例1中的旋转式旋转控制离合器的局部放大图。图4是使用实施例8中的驱动控制装置的片材进给装置的示意性透视图。
图5是实施例1中的旋转式旋转控制离合器的透视图。图6是实施例1中的旋转式旋转控制离合器的局部放大图。图7是实施例1中的旋转式旋转控制离合器的剖视图。图8是实施例2中的旋转式旋转控制离合器的透视图。图9是实施例2中的旋转式旋转控制离合器的局部放大图。图10是实施例2中的旋转式旋转控制离合器的局部放大图。图11是实施例2中的旋转式旋转控制离合器的操作特性曲线图。图12㈧和12⑶是显示了包括多个实施例3中的旋转控制离合器的成像设备的 剖视图。图13是包括图1所示旋转控制离合器的驱动传动系统的分解透视图。图14(A)是图2所示旋转控制离合器的放大透视图，图14(B)是接触分离机构的 局部放大图。图15(A)是显示了旋转控制离合器的齿轮传动链的啮合状态的示意图，图15(B) 是控制机构的放大图。图16(A)是显示了旋转控制离合器的驱动力传递状态的示意图，图16(B)是显示 了驱动力传递的阻止状态的示意图。图17㈧和17⑶是用于显示接触分离机构的接触凸轮的操作状态的示意图。图18㈧和18⑶是实施例4中的旋转控制离合器的示意图，其中，图18㈧是透 视图，图18(B)是侧视图。图19㈧是实施例5中的成像设备的剖视图，图19⑶是实施例5中的旋转控制 离合器的分解透视图。图20(A)是显示了阻止驱动力传递期间的部分无齿齿轮及其相邻区域的示意图， 图20 (B)是控制机构的局部放大前视图。图21(A)是显示了驱动力传递阻止状态的示意图，图21(B)是显示了驱动力传递 状态的示意图。图22(A)是实施例6中的旋转控制离合器的分解透视图，图22(B)是旋转控制离 合器的局部放大前视图。图23(A)是实施例7中的旋转控制离合器的分解透视图，图23(B)是旋转控制离 合器的局部放大前视图。图24(A)是传统的旋转控制离合器的分解透视图，图24(B)是显示了部分无齿齿 轮及其相邻区域的示意图。图25 (A)和25⑶是实施例8中的驱动控制装置的示意图。
具体实施例方式(实施例1)
在本实施例中，本发明应用于旋转控制离合器，其是用于 成像设备29中的显影旋 转体1的驱动装置。成像设备29按下列方式操作。[成像设备]图1是实施本发明的成像设备29的剖视图。
通过扫描单元4在感光鼓2上形成静电潜像。此外，作为安装在显影旋转体1中 的显影装置的盒5与感光鼓2接触，使得静电潜像显影成调色剂图像。形成在感光鼓2上 的调色剂图像一次转印到由驱动辊20旋转驱动的中间传送带7上。在形成彩色图像的情况下，旋转驱动力经由旋转控制离合器30 (图8)从成像设备 29的驱动部(未显示)传递给设置在旋转体1的端部的旋转驱动齿轮17以使旋转体1旋 转。旋转体1可拆装地保持容纳黄色调色剂的盒5a、容纳品红调色剂的盒5b、容纳青色调 色剂的盒5c和容纳黑色调色剂的盒5d。通过旋转体1的旋转，每个盒5a到5d移动到每 个盒与感光鼓2相对的显影位置，并且在该显影位置，静电潜像显影成调色剂图像。如此形 成的调色剂图像从感光鼓2相继转印到中间传送带7上由一次转印辊8形成的一次转印部 Tl处，使得调色剂图像叠置以形成彩色图像。其后，转印到中间传送带7上的调色剂图像通过驱动辊20的旋转移动到由驱动辊 21和二次转印辊10形成的二次转印点T2。此外，通过片材进给辊12进行分离和进给的作为记录材料(介质)的片材P的前 端位置通过对齐辊对13进行调节，随后片材P被传送至二次转印点T2。随后，通过给二次 转印辊10施加偏压而将形成在中间传送带7上的彩色图像转印到片材P上。随后，转印到片材P上的彩色图像(调色剂图像)通过定影装置14加热加压，从 而定影到片材P上，所述片材随后在上盖15上排出。[旋转控制离合器]接下来，将对旋转控制离合器30的构造进行描述。图5是旋转式旋转控制离合器的透视图。当旋转体1(图1)停止时，可旋转地设置在离合器轴19b (设置在主组件侧板19 上)上的离合器控制环31被锁定，使得其锁定销31a锁定在作为保持构件的螺线管32的 挡片端32a处(保持状态)。也就是说，离合器控制环31的旋转停止。离合器控制环31 设置有外径为Di的圆周部31b，内径为Dr的凸缘环51可旋转且同轴地设置在所述圆周部 上。也就是说，作为进入部的圆周部31b进入作为圆筒形构件的环51的内部。此外，离合 器侧部分无齿齿轮35和旋转输出齿轮36也同轴地固定在离合器控制环31上。这时，满足 Dr > Di。此外，输入齿轮18通过输入齿轮轴19a可旋转地设置在主组件侧板19上，从而与 离合器侧部分无齿齿轮35啮合，并且驱动构件34同轴地固定到输入齿轮18上。图2显示了旋转控制离合器30断开时输入齿轮18和部分无齿齿轮35的位置。也 就是说，部分无齿齿轮35的无齿部35a与输入齿轮18相对，输入齿轮18沿箭头rl指示的 方向旋转，使得来自成像设备的驱动部的旋转驱动力中断。接下来，参考图6，将对驱动构件34和作为圆筒形构件的环33之间的位置关系进 行描述。 作为第二磁体的圆筒形驱动侧磁体50固定在驱动构件34上。作为第一磁体的圆 筒形从动侧磁体51被固定，使得从动侧磁体51的圆周表面与驱动侧磁体50的圆周表面相 对，其间具有预定间隙G。在驱动侧磁体50的圆周表面上，圆筒形第一磁体50的N极50a 和具有与N极50a相同形状的S极50b交替形成并且以螺旋角h倾斜。在从动侧磁体51的圆周表面上，从动侧磁体51的N极51a和具有与N极51a相同形状的S极51b交替形成并且以螺旋角h倾斜。驱动侧磁体50和从动侧磁体51具有相同数量的磁极，互不相同的磁极彼此相对，同时产生吸引力H(图7)。不管是静止周期还是旋转周期都保持这种使不同磁极彼此相对 的位置关系。吸引力H沿与从动侧磁体51的轴向(轴)方向交叉的方向起作用。如图7所示，驱动构件34沿由箭头rl表示的方向开始其旋转。这时，如图6所 示，驱动侧磁体50的N极50a和从动侧磁体51的S极51b在具有宽度W的磁体的L侧在 以间隙G隔开的位置处彼此相对。通过N极50a和S极51b之间的吸引力H，环33沿由箭 头r2指示的方向旋转通过一个磁极。这里，N极50a和S极51a倾斜布置，使得当N极50a 和S极51b在具有宽度W的磁体的R侧彼此相对时，磁体移动到圆筒形驱动侧磁体50的S 极50b和圆筒形从动侧磁体51的N极51a彼此相对的位置。类似地，环33沿由箭头r2表 示的方向旋转通过一个磁极。这种运动重复进行，使得环33通过驱动构件34沿箭头rl方 向的旋转而沿箭头r2方向旋转。图7显示了驱动构件34、环33和离合器控制环31的定位位置。驱动构件34和离 合器控制环31之间的中心距离为固定的。此外，为了设置预定间隙G，适当地调节输入齿轮 轴19a和离合器轴19b之间的中心距离。接下来，将对环33和离合器控制环31之间的摩擦进行描述。同轴固定在输入齿轮18上的驱动构件34和驱动侧磁体50使环33以基本恒定速 度同时在保持间隙G的情况下旋转，所述环33可旋转地设置在离合器控制环31的圆周表 面31b上并且设置有从动侧磁体51。在这种情况下，当驱动构件34的圆周构件34b和环33 的外周部33a之间的磁力的阻力系数为μ 1，环33的内周部33b和控制环31的圆周部31b 之间的摩擦系数为4 2时，当满足41> μ 2时，可以保持环33的稳定旋转。此外，同时， 吸引力H产生环33的内周部33b朝向控制环31的圆周部31b的接触力N。通过接触力N 压靠在控制环31的圆周部31b上的环33产生摩擦力F1，所述摩擦力是用于使离合器控制 环31在其旋转期间沿相同旋转方向旋转的切向力。环33的内周部33b和控制环31的圆周 部31b之间的摩擦系数是μ 2，因此满足Fl = μ2ΧΝ。此外，当控制环31的圆周部31b的 直径为Di时，用于使环33和控制环31沿相同方向旋转的转矩Tl可以由Tl = Fl X (Di/2) 表示。该转矩称作共同旋转转矩。接下来，将对盒5移动到显影位置的方法进行描述。参考图3 (A)和5，当螺线管32被激励时，螺线管32的挡片端32a移动，使得离合 器控制环31在挡片端32a处的锁定被解除(释放状态)。其上作用有共同旋转转矩Tl的 离合器控制环31以及固定在离合器控制环31上的部分无齿齿轮35和旋转输出齿轮36抵 抗离合器下游侧的旋转体1的旋转负荷而开始沿箭头r2方向旋转，所述箭头r2方向是部 分无齿齿轮35以与输入齿轮18基本相同速度与输入齿轮18啮合的方向。如图3(B)所示，部分无齿齿轮35和输入齿轮18以基本相同的速度旋转，使得输 入齿轮18的齿开始与部分无齿齿轮35的齿部35b的第一齿35bl以基本相同的速度啮合。随后，输入齿轮18的齿和部分无齿齿轮35的齿相继地彼此啮合，使得由成像设备 的驱动部(未显示)提供的旋转驱动力通过旋转输出齿轮36传递给旋转输入齿轮17。随 后，旋转体1旋转与旋转输出齿轮36旋转一圈相对应的距离。因此，旋转体1中的所需的 盒5移动到显影位置，其中，形成在感光鼓2上的潜像显影为调色剂图像。
当离合器控制环31旋转一圈时，已经返回旋转锁定位置的螺线管32的挡片端22a 与设置在离合器控制环31上的锁定销31a接触。随后，离合器控制环31停止，使得部分无 齿齿轮35的无齿部35a再次与输入齿轮18相对，输入齿轮18在不与部分无齿齿轮35啮 合的情况下旋转。因此，来自驱动部的旋转驱动力中断。这样，离合器控制环31再次处于其等待旋转驱动力的连接(传递)的状态，但是 在随后的步骤中，如上所述，感光鼓2上的调色剂图像通过驱动辊20的旋转被转印和承载 在中间传送带7上并且到达第一转印点Tl。顺便地，在本实施例中，旋转输入齿轮设置在驱动输出侧上，但本发明不限于此。 例如，片材进给辊也可以设置在驱动输出侧。
(实施例2)图8-11是本实施例中的旋转式旋转控制离合器的示意图。图8(透视图)所示旋 转式旋转控制离合器的构造和作用与实施例1中的图5所示旋转式旋转控制离合器类似， 但是与实施例1中的图5所示旋转式旋转控制离合器的区别在于，设置在每个圆筒形磁体 的圆周表面上的磁极形状与实施例1不同。成像设备的其他构造与实施例1中的成像设备 类似。首先，参考图9，将对驱动构件34和环33之间的位置关系进行描述。驱动侧磁体50固定在驱动构件34上。从动侧磁体51被固定成其圆周表面与驱 动侧磁体50的圆周表面相对，其间具有预定间隙G。在本实施例中，驱动侧磁体50和从动 侧磁体51具有相同的形状和相同的磁极形状。此外，在本实施例中，使用相同的两个磁极。 在驱动侧磁体50的圆周表面上，驱动侧磁体50的N极50a和具有与N极50a相同形状的 驱动侧磁体50的S极50b交替形成并且包括弯折部(或折角K)，其关于具有宽度W的磁体 的中心线C对称并且具有角度K，角度K形成为以中心线C作为角度K的等分线。在从动侧磁体51的圆周表面上，从动侧磁体51的N极51a和具有与N极51a相 同形状的从动侧磁体51的S极51b交替形成并且包括弯折部(或折角K)，其关于具有宽度 W的磁体的中心线C对称并且具有角度K，角度K形成为以中心线C作为角度K的等分线。构成驱动侧磁体50和从动侧磁体51的两个圆筒形磁体在两者之间形成间隙 G(也是最短距离)的位置处使互不相同的磁极彼此相对，同时产生吸引力H。不管是静止 周期还是旋转周期都保持这种使不同磁极彼此相对的位置关系。吸引力H沿与从动侧磁体 51的轴向(轴)方向交叉的方向起作用。通过驱动构件34的旋转，如图9所示，驱动侧磁体50开始沿箭头rl方向的旋转。 随后，从动侧磁体51 (其与驱动侧磁体50以磁隙G隔开)与驱动侧磁体50从弯折部(其 使具有宽度W的磁体的中心相对于图9中的宽度方向弯折)处互不相同的磁极开始相对， 从而开始从动侧磁体51的旋转。在磁体50和51的互不相同的磁极在整个宽度W上彼此 相对之后，磁体50的磁极与磁体51的相关(不同)磁极在其两个宽度方向的端点处相对， 环33向左旋转的距离与一个磁极相对应，使得磁体50和51的随后的互不相同的磁极彼此 相对。顺便地，将参考图10、表1和图11对驱动侧磁体50的第i个N极Ni与从动侧磁 体51的第j个S极Sj在间隙G的位置处相对的过程进行更具体的描述。
图10显示了驱动侧磁体50的第i个N极Ni经过间隙G同时在间隙G的位置处与从动侧磁体51的第j个S极Sj相对的过程。在图10中，观察者从定位从动侧磁体51 的一侧观察驱动侧磁体50，驱动侧磁体50向右旋转。此外，从动侧磁体51从视图中省略。在下表1中概述了驱动侧磁体50的第i个N极Ni经过间隙G的过程。表 权利要求
一种要在成像设备中使用的驱动装置，包括输入齿轮；部分无齿齿轮，其具有无齿部和能与所述输入齿轮啮合的齿部；保持构件，其能够使所述部分无齿齿轮置于所述无齿部与所述输入齿轮相对并且所述部分无齿齿轮不与所述输入齿轮啮合的保持状态，并且能够将所述部分无齿齿轮放置在解除保持状态的释放状态；圆筒形构件，其能通过接收旋转力而旋转；和进入部，其能与所述部分无齿齿轮一起旋转、能够进入所述圆筒形构件内部并且能够通过所述进入部和所述圆筒形构件之间的摩擦力来从所述圆筒形构件接收旋转力。
2.如权利要求1所述的装置，还包括用于给所述圆筒形构件施加旋转力的驱动构件。
3.如权利要求2所述的装置，其中，所述圆筒形构件包括位于其圆周表面处的第一磁 体，并且所述驱动构件与所述圆筒形构件隔开预定间隙，并且所述驱动构件包括位于其圆 周表面处的第二磁体。
4.如权利要求3所述的装置，其中，所述第一磁体具有沿着所述圆筒形构件的圆周表 面的圆周方向交替布置的N极和S极。
5.如权利要求4所述的装置，其中，所述第二磁体具有沿着所述驱动构件的圆周表面 的圆周方向交替布置的N极和S极。
6.如权利要求3所述的装置，其中，N极和S极具有关于每个第一磁体和第二磁体的宽 度方向中心线的对称形状，并且具有沿着每个第一磁体和第二磁体的中心线的弯折部。
7.如权利要求2所述的装置，其中，所述驱动构件是弹性辊并且沿与所述圆筒形构件 的轴线交叉的方向给所述圆筒形构件施加推压力，使得所述圆筒形构件压靠所述进入部。
8.如权利要求2所述的装置，其中，所述驱动构件包括滑轮和围绕所述圆筒形构件拉 伸的驱动带，所述驱动带沿与所述圆筒形构件的轴线交叉的方向给所述圆筒形构件施加推 压力，使得所述圆筒形构件压靠所述进入部。
9.如权利要求1所述的装置，其中，所述圆筒形构件通过其自身重量产生摩擦力。
10.如权利要求2所述的装置，其中，所述圆筒形构件在其圆周表面处设置有第一齿轮 齿，所述驱动构件在其圆周表面处设置有能与所述第一齿轮齿啮合的第二齿轮齿。
11.如权利要求10所述的装置，还包括用于沿与所述圆筒形构件的轴线交叉的方向给 所述圆筒形构件施加推压力的推压构件。
12.—种成像设备，包括 感光构件；多个显影装置，每个所述显影装置用于使形成在所述感光构件上的潜像显影；和 用于能拆装地保持所述多个显影装置的显影旋转体，所述显影旋转体能旋转以将所述 多个显影装置中的每一个移动到要使潜像显影的显影位置，其中，通过根据权利要求1所述的驱动装置将旋转驱动力传递给所述显影旋转体。
13.一种用于在记录材料上形成图像的成像设备，包括 盒，在所述盒中堆叠多个记录材料；和进给辊，用于从堆叠在所述盒中的所述多个记录材料中分离和所述进给记录材料， 其中，通过根据权利要求1所述的驱动装置将旋转驱动力传递给所述进给辊。
全文摘要
本发明涉及在成像设备中使用的驱动装置、成像设备和用于在记录材料上形成图像的成像设备，所述在成像设备中使用的驱动装置包括输入齿轮；部分无齿齿轮，其具有无齿部和能与所述输入齿轮啮合的齿部；保持构件，其能够使部分无齿齿轮置于无齿部与输入齿轮相对并且部分无齿齿轮不与输入齿轮啮合的保持状态，并且能够将部分无齿齿轮放置在解除保持状态的释放状态；圆筒形构件，其能通过接收旋转力而旋转；和进入部，其能与部分无齿齿轮一起旋转、能够进入圆筒形构件内部并且能够通过进入部和圆筒形构件之间的摩擦力来从圆筒形构件接收旋转力。
文档编号G03G15/00GK101989055SQ20101024354
公开日2011年3月23日 申请日期2010年7月30日 优先权日2009年7月30日
发明者稻生一志, 长冈知郎 申请人:佳能株式会社