(57)【要約】【課題】駆動部で生ずるギアの噛み合い振動を低減する駆動伝達装置を提供する。【解決手段】ドラム軸41に固定されたメインギア36と、ドラム軸41に回転自在に設けられたサブギア37と、メインギア36及びサブギア37と噛合して駆動力を伝達するモータギア35と、一端部がサブギア37に係止され、サブギア37に周方向の付勢力を付与する付勢バネ38と、を有することを特徴とする。【選択図】図１
2010019307.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸に固定された第１のギアと、
前記回転軸に回転自在に設けられた第２のギアと、
前記第１のギア及び第２のギアと噛合して駆動力を伝達する対向ギアと、
一端部が前記第２のギアに係止され、前記第２のギアに周方向の付勢力を付与する付勢部材と、
を有することを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項２】
前記第１のギアと前記第２のギアは歯数、モジュール、歯のネジレ角、歯のネジレ方向が同一であることを特徴とする請求項１記載の駆動伝達装置。
【請求項３】
前記付勢部材の他端部は、前記回転軸に固定された係止部材に係止され、前記係止部材は前記回転軸に対して回転方向の任意位置に固定可能であることを特徴とする請求項１記載の駆動伝達装置。
【請求項４】
画像形成手段を駆動して形成した画像を記録材に転写する画像形成装置において、
前記画像形成手段へ駆動伝達するための請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の駆動伝達装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シザーズギア構成の駆動伝達装置及びこれを備えた複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンタなどの電子写真方式の画像形成装置においては感光体ドラムの駆動には一般的にギアを用いる。ギアによる駆動伝達では必ずギアの噛み合いピッチで振動が発生する。この振動が大きいと、出力画像上にスジ状の濃度ムラが発生することがある。
【０００３】
従来、このような画像不良問題が発生した場合の対策として、ドラム駆動軸上にフライホイールを取り付け、感光体ドラムの振動を低減する対策が採られていた（特許文献１）。
【０００４】
しかしながら、フライホイールによる対策は、ドラム駆動軸の慣性力が増大するため、ドラム駆動軸やカップリングの強度を高くする必要がある。さらに、フライホイールによる対策では駆動モータの出力トルクも大きくなるので、装置の高コスト化や大型化を招いていた。
【０００５】
また、厚紙などの特殊紙に印字するモード等で印字速度が変わると、フライホイールによる対策では、所望の対策効果が得られないことが知られている。
【０００６】
そこで、印字速度が変わっても効果が得られる対策方法として、メインギアとサブギアで対向ギアを挟み込んで噛み合い振動を低減する、いわゆるシザーズギア構成をドラム駆動装置に適用することが提案されている（特許文献２、特許文献３）。
【０００７】
【特許文献１】特開平８−１９４３５４号
【特許文献２】特許登録０３６５８３６９号
【特許文献３】特開２００１−２６３４５３号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、図６に示すように、特許文献２に示されるシザーズギア構成による対策では、メインギア136のフランジ部に、バネを掛けるための穴136ａを設ける必要があった。一般的に、複写機やプリンタのドラム駆動装置のギアは、射出成型の樹脂ギアを用いている。そのため、ギアのフランジ面に穴等の特異な形状があると、成型時に樹脂の流動や収縮に影響が出て、ギア歯面の形状の寸法精度が悪化する。ギア形状の寸法精度（特に、歯筋精度）が悪化すると相手ギアとの噛み合いが悪くなり、噛み合いピッチの振動も悪化するおそれがある。
【０００９】
これに対して、特許文献３にあっては、図７に示すように、ボス部101とリム部102との間を連結するアーム部103を、その長手方向の中心線の周りに弾性変形可能なひねり部をもつ形状に形成している。そして、アーム部103が弾性変形して、他方の歯車の歯部との間で相手方の歯車の歯部を挟み込んでバックラッシを除去する。この構成ではメインとなるギアに穴や突起を設けることはない。
【００１０】
しかし、特許文献３のようなシザーズギア構成にあっては、アーム部103の変形を利用するため、サブギアの歯104の位置が狂い、噛み合い状態が悪化してしまうおそれがあった。
【００１１】
本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動部で生ずるギアの噛み合い振動を低減する駆動伝達装置を提供するものである。
【００１２】
また、本発明の他の目的は、上記駆動伝達装置を用いて画像形成装置を構成することで、噛み合い振動に起因するスジ状濃度ムラ等の画像不良を防止し得る画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、回転軸に固定された第１のギアと、前記回転軸に回転自在に設けられた第２のギアと、前記第１のギア及び第２のギアと噛合して駆動力を伝達する対向ギアと、一端部が前記第２のギアに係止され、前記第２のギアに周方向の付勢力を付与する付勢部材と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明にあっては、メインとなる第１のギアには付勢部材を取り付けることをしないので、ギアのフランジ部に穴等の係止するための形状を作る必要がない。このため、射出成型の樹脂ギアでも、ギア形状の寸法を高い精度で製作することが可能になる。よって、ギア形状精度に起因する噛み合い振動を抑制でき、これを画像形成部の駆動伝達装置として用いれば、スジ状の濃度ムラ等の画像不良問題の発生を防止することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
次に本発明を実施するための最良の形態に係る駆動伝達装置について、これを備えた画像形成装置を例示して具体的に説明する。
【００１６】
［画像形成装置の全体構成］
まず、本実施形態に係る駆動伝達装置を備えた画像形成装置の全体構成について、図面を参照して説明する。
【００１７】
図５は本実施形態に係る画像形成装置の一例としてのカラー画像形成装置の概略断面図である。この画像形成装置は、タンデム型の画像形成装置であり、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナーを重ね合わせて、カラー画像の形成を行う装置である。各色のトナー像を担持する像担持体として複数のドラム状の感光体（以下、「感光体ドラム」という）11が備えられている。
【００１８】
10Ｙ，10Ｍ，10Ｃ，10Ｋは、図５において右側から左側に順次に並列配置したイエロー、マゼンタ、シアン、ブラック各色の画像形成を行う画像形成部である。各色の画像形成部10Ｙ，10Ｍ，10Ｃ，10Ｋは、何れも感光体ドラム11を用いた電子写真プロセス機構である。
【００１９】
各色の画像形成部において、図５に示す矢印方向（時計回り方向）に回転駆動される感光体ドラム11の周りには、露光手段としての露光ＬＥＤヘッド12、現像器13、帯電手段としての注入帯電器14が配置されている。そして、注入帯電器14により感光体ドラム11表面が一様に帯電された後、感光体ドラム11表面には露光ＬＥＤヘッド12により静電潜像が形成され、現像器13により静電潜像が現像される。
【００２０】
これら一連の電子写真プロセスにより、各色画像形成部で感光体ドラム11の表面に各色のトナー像が形成される。
【００２１】
即ち、画像形成部10Ｙでは感光体ドラム11の表面にイエロートナー像が形成され、画像形成部10Ｍでは感光体ドラム11の表面にマゼンタトナー像が形成される。そして、画像形成部10Ｃでは感光体ドラム11の表面にシアントナー像が形成され、画像形成部10Ｋでは感光体ドラム11の表面にブラックトナー像が形成される。
【００２２】
４は記録材搬送手段としてのエンドレスの転写ベルトであり、図５に示すように、４つの画像形成部10Ｙ，10Ｍ，10Ｃ，10Ｋの下側に張設されており、図５の矢印方向（反時計回り方向）に回転駆動される。
【００２３】
１は記録材を収納したカセットである。カセット１に収納された記録材は、給送部２により給送された後、レジストローラ３に到達する。記録材は、レジストローラ３により斜行等を補正され、所定のタイミングで転写ベルト４に向かって搬送される（送り出される）。
【００２４】
この間に、原稿読み取り装置（不図示）、又はコンピュータ等の出力装置（不図示）より送られた画像情報信号によって、各色画像形成部において感光体ドラム11上にはそれぞれ各色に対応した潜像が形成され、その潜像が各色のトナー像として現像される。
【００２５】
レジストローラ３により搬送された記録材は、転写ベルト４上に静電吸着され、転写ベルト４の回動により各色画像形成部10Ｙ，10Ｍ，10Ｃ，10Ｋと転写ベルト４との間を通過しながら搬送されていく。
【００２６】
各色画像形成部10Ｙ，10Ｍ，10Ｃ，10Ｋにおいて、感光体ドラム11上の各色のトナー像は、転写ベルト４と感光体ドラム11が近接するところで、転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの作用により、順次記録材上に重畳されて転写される。４色のトナー像の転写が終了した記録材は、曲率分離により転写ベルト４から剥がされ、定着部６に搬送される。定着部６は加熱されており、各色のトナーが熱溶融することで、記録材上にカラー画像が定着される。完成したカラー画像形成済み記録材は、排出トレイ７上に排出され、画像形成動作は終了する。
【００２７】
［駆動伝達装置］
次に、本実施形態のカラー画像形成装置における各色画像形成部10Ｙ，10Ｍ，10Ｃ，10Ｋでの感光体ドラム11の駆動構成について説明する。なお、本実施形態においては、駆動手段から画像形成手段に駆動力が伝達される駆動伝達装置の一例として、駆動手段から感光体ドラム11に駆動力が伝達される場合の駆動構成について説明する。
【００２８】
図１は本実施形態の感光体ドラム11の駆動構成を示す概略図であり、図２は本実施形態の主要部品の斜視図である。ドラム駆動ユニット31は、駆動手段としてのモータ34と、減速機構としてのギア列35，36，37と、出力軸としてのドラム軸41とを有する。ドラム駆動ユニット31は画像形成装置本体の後側板22に取り付け固定されており、ドラム軸41は、ベアリング23，24を介して、画像形成装置本体の前側板21、後側板22間に位置決め支持されている。
【００２９】
感光体ドラム11は、回転軸であるドラム軸41に支持され、ドラム軸41と一体的に回転する。感光体ドラム11とドラム軸41は、周方向、軸方向に遊びなく、確実に結合されている。
【００３０】
減速機構としてのギア列35，36，37は、対向ギアとしてのモータギア35とドラム軸側のギア36，37よりなる。各ギアの歯形は全てハス歯である。
【００３１】
ドラム軸41側のギア36，37は、シザーズギアであり、ドラム軸41に駆動力を伝達する第１のギアと、この第１のギアと共に対向ギアを挟み込んで噛み合い振動を抑える第２のギアとで構成されている。第１のギアはメインギア36、第２のギアはサブギア37であり、両者とも樹脂を射出成型して製造したものであり、歯数、モジュール、ネジレ角、ネジレ方向は全て同一である。そして、メインギア36及びサブギア37は、駆動力を伝達するモータギア35と噛合して駆動力の伝達が行われる。
【００３２】
メインギア36は平行ピン70によってドラム軸41に対して周方向の回転ができないように固定されている。一方、サブギア37はドラム軸41に対して回転自在となっている。また、サブギア37のフランジ部には付勢部材を係止する穴37ａが貫通している。しかし、メインギア36のフランジには穴等はなく、ひねり部もない。そのため、メインギア36の歯形精度を悪化させることがない。
【００３３】
また、係止部材39は円筒形状をしており、円筒面にタップが切られている。ドラム軸41は係止部材39の円筒内に挿入され、固定部材であるビス71により固定されている。係止部材39は、円筒面から延びたアーム部に付勢部材を係止する穴39ａを持つ。
【００３４】
付勢部材としての付勢バネ38は、ステンレス製のねじりコイルバネであり、一端部がサブギア37の穴37ａに係止され、他端部がドラム軸41に固定された係止部材39の穴39ａに係止されている。これにより、サブギア37は周方向に付勢力が付与された状態となっている。
【００３５】
上記のようにモータギア35に対して、メインギア36と周方向に付勢されたサブギア37とが噛合している。これにより、駆動伝達に際してバックラッシュを除去して振動・騒音が抑えられる。
【００３６】
さらに、本実施形態の駆動伝達構成では、モータギア35に対して駆動伝達されるメインギア36のフランジ部には付勢バネ38を係止等するための穴やひねり部が設けられていないため、メインギア36の歯形精度が高く、従来の構成に比べて回転ムラを抑制することができる。
【００３７】
ここで、本実施形態のシザーズギア構成と、従来のシザーズギア構成とで、複写機を用いて回転ムラの比較実験をした結果を示す。図３において、（ａ）は本実施形態の駆動装置構成の場合、（ｂ）はフライホイールを用いた従来対策の駆動装置構成の場合、（ｃ）は対策なしの駆動装置構成の場合の各ドラム軸の回転ムラを測定した結果である。図３の結果から、わかるように、本実施形態の駆動装置構成では、回転数によらず回転ムラを低減できている。
【００３８】
なお、図３の実験条件は、下記のようにして行なった。ドラム軸43に不図示のロータリーエンコーダーを装着し、複写機に通紙（紙サイズはＡ３）し、ドラムが紙に印字している数秒間の回転ムラを計測した。図３の結果は、計測データから時間平均値を算出したものである。
【００３９】
ドラム回転数は流す紙種により変えている。100ｒｐｍは普通紙を流したとき、50ｒｐｍは厚紙を流したときのデータである。
【００４０】
図４は、付勢バネ38による付勢する力を振ったときのドラム軸の回転ムラを示す実験結果である。付勢力が0.3Ｎｍのときに回転ムラが最小となり、付勢力には最適値が存在することが分かる。
【００４１】
本実施形態の構成における付勢力の調整は、係止部材39を固定する時に、トルクゲージ等で付勢力を測りながらビス71を締めることで付勢力の設定を容易に行うことができる。すなわち、係止部材39はドラム軸41に対して回転方向の任意位置にビス71によって固定可能となっている。そして、本実施形態の付勢手段であるねじりコイルバネは、一般的に広範囲に力を設定でき、ドラム等の負荷側に変更があった場合にも、対応をとり易い。
【００４２】
上記の構成により、メインギア36とサブギア37によりモータギア35を挟み込ませることで、バックラッシを取り、噛み合いで生ずる振動が低減できる。
【００４３】
また、メインギア36には付勢部材を取り付けることをしないので、ギアのフランジ部に穴等の係止するための形状を作る必要がなくなり、射出成型の樹脂ギアでも、ギア形状の寸法を高い精度で製作することが可能になる。このため、ギア形状精度に起因する噛み合い振動を抑制できる。
【００４４】
以上説明したように本実施形態によれば、駆動ギアの噛み合いで発生する振動を抑え、感光体ドラム11のドラム軸41の振動を低減することができ、スジ状の濃度ムラ等の画像不良問題の発生を防止することが可能となる。
【００４５】
なお、本実施形態では、画像形成手段として感光体ドラム11の駆動構成について説明したが、これに限るものではない。本発明は画像形成手段を構成する駆動部であれば好適に適用することができ、ギアの噛み合い振動を効果的に低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施形態に係る感光体ドラムの駆動構成を示す概略断面図である。
【図２】本発明の実施形態に係るシザーズギア構成の説明図である。
【図３】本発明の実施形態の構成と、従来の構成によるドラム回転ムラを示す実験結果のグラフである。
【図４】本発明の実施形態に係る実験結果を示すグラフである。
【図５】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の概略断面図である。
【図６】従来技術に係るシザーズギアのメインギアを示す図である。
【図７】従来技術に係るシザーズギアを示す図である。
【符号の説明】
【００４７】
１    …カセット
２    …給送部
３    …レジストローラ
４    …転写ベルト
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ …転写手段
６    …定着部
７    …排出トレイ
10Ｙ，10Ｍ，10Ｃ，10Ｋ …画像形成部
11    …感光体ドラム
12    …ＬＥＤヘッド
13    …現像器
14    …注入帯電器
21    …前側板
22    …後側板
23，24 …ベアリング
31    …ドラム駆動ユニット
34    …モータ
35    …モータギア
36    …メインギア
37    …サブギア
37ａ  …穴
38    …付勢バネ
39    …係止部材
39ａ  …穴
41    …ドラム軸
70    …平行ピン
71    …ビス
【図１】
2010019307.tif 000003
【図２】
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【図３】
2010019307.tif 000005
【図４】
2010019307.tif 000006
【図５】
2010019307.tif 000007
【図６】
2010019307.tif 000008
【図７】
2010019307.tif 000009