(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源からの回転を所望の回転数に減速して円筒状回転体に伝達する減速手段を備えると共に、当該減速手段を当該円筒状回転体の側端部内に配設した回転体駆動装置において、
前記円筒状回転体を前記減速手段に対して着脱可能に支持し、且つ当該円筒状回転体の回転軸方向及び回転軸方向と垂直な方向における位置決めをする位置決め手段を有し、
前記減速手段の出力軸は、前記円筒状回転体の側端部に対して、回転軸方向には摺動可能で回転軸方向と垂直な方向には遊隙を有する結合部により回転伝達可能に結合されており、
前記減速手段がキャリアに出力軸が結合された遊星歯車機構であり、
前記出力軸が前記キャリアだけで支持されていることを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項２】
請求項１記載の回転体駆動装置において、
前記円筒状回転体が前記側端部にフランジを備え、
前記結合部が前記キャリアの出力軸と前記フランジの内部側面の中心部とにより形成されるギヤカップリングで構成されていることを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項３】
請求項１記載の回転体駆動装置において、
前記キャリアが駆動源軸浮動支持受けを備え、
前記駆動源の軸の先端が前記駆動源軸浮動支持受けに入り込んだ形に構成されていることを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項４】
請求項１記載の回転体駆動装置において、
前記円筒状回転体が前記側端部にフランジを備え、
前記結合部が、前記キャリアの出力軸と前記フランジの内部側面の中心部とにより形成されるオルダムカップリングで構成されていることを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項５】
駆動源からの回転を所望の回転数に減速して円筒状回転体に伝達する減速手段を備えると共に、当該減速手段を当該円筒状回転体の側端部内に配設した回転体駆動装置において、
前記円筒状回転体を前記減速手段に対して着脱可能に支持し、且つ当該円筒状回転体の回転軸方向及び回転軸方向と垂直な方向における位置決めをする位置決め手段を有し、
前記減速手段の出力軸は、前記円筒状回転体の側端部に対して、回転軸方向には摺動可能で回転軸方向と垂直な方向には遊隙を有する結合部により回転伝達可能に結合されており、
前記減速手段を遊星歯車機構で構成し、当該遊星歯車機構のキャリアに結合された出力軸をギャップ付の浮動支持受けで回転自在に支持し、前記出力軸を前記キャリアだけにより支持されるようにした上で、
前記浮動支持受けのギャップを、前記遊星歯車機構における太陽歯車に存在する偏芯と組み付け誤差、遊星歯車に存在する偏芯、内歯歯車に存在する組み付け誤差、並びに前記浮動支持受けに存在する偏芯と組み付け誤差の各々の二乗和平方根以上になるように構成したことを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項記載の回転体駆動装置において、
前記遊星歯車機構が多段遊星歯車減速手段により構成されていることを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項７】
請求項６記載の回転体駆動装置において、
前記多段遊星歯車減速手段が第１と第２との２段の遊星歯車減速機であり、前記第１の遊星歯車減速機のキャリアと前記第２の遊星歯車減速機の太陽歯車とが一体になって前記第２の遊星歯車減速機のキャリアと共に浮動支持されているように構成したことを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項８】
請求項７記載の回転体駆動装置において、
前記第２の遊星歯車減速機の太陽歯車の軸の先端部を半球形にして当該第２の遊星歯車減速機のキャリアの一方の端面に接するように構成し、
前記駆動源の軸の先端を半球形にして前記第１の遊星歯車減速機のキャリアの一方の端面に接するように構成したことを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項９】
請求項１又は５記載の回転体駆動装置において、
前記駆動源を前記減速手段と共に前記円筒状回転体の側端部内に配設したことを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項１０】
請求項９記載の回転体駆動装置において、
前記駆動源の背面にブラケットを設け、当該ブラケットにより前記減速手段と前記駆動源とが装置側板に保持されていることを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項１１】
請求項１０記載の回転体駆動装置において、
前記ブラケットに放熱フィンが設けられていることを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項１２】
像担持用ドラムの駆動に請求項１〜１１の何れか１項記載の回転体駆動装置を用いたことを特徴とする像担持体駆動装置。
【請求項１３】
感光体ドラムの駆動に請求項１〜１１の何れか１項記載の回転体駆動装置を用い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、ドラムの駆動に遊星歯車等の入出力同軸型歯車機構を用いた駆動装置に係り、特に複写機やプリンタ、ファクシミリなどの感光体ドラムや転写ドラムの駆動に好適な駆動装置及びその駆動装置を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置における感光体ドラムの回転状態は画像品質に大きく影響するため、高精度の回転駆動が要求されるが、ここで駆動源となるモータにより感光体ドラムを駆動する場合、感光体ドラムを支持する本体側板の一方の外側に何対かの外歯歯車(平歯車)で構成された減速手段を設け、この減速手段を介してモータの回転速度を減速し、例えば６０ｒｐｍなどの所望の回転数(回転速度)でドラムが駆動されるように構成するのが一般的である。
【０００３】
しかし、この構成で、例えば５０対１などの大きな減速比を得るためには外歯歯車を大径化する必要がある。しかし、この場合、感光体ドラムが複数あり、これら複数のドラムの間の距離を所定の間隔にするためには、外歯歯車を前後方向に互い違いに配置する必要があり、このため装置が奥行方向と高さ方向に大型化してしまうことになる。
【０００４】
ところで、大きな減速比が容易に得ることができる構成として遊星歯車機構があり、この遊星歯車機構を減速機に使用する方法が知られている。そして、この構成によれば、太陽歯車、遊星歯車、内歯歯車の歯数によって減速比が定められるため、外歯歯車を用いる構成に比べ、高さ方向の小型化が可能になるが、ここで、更に奥行方向においても小型化するために、減速機構を感光体ドラムに内包させた構成が従来から開示されている(例えば、特許文献１等参照)。
【０００５】
また、ここで更に奥行方向での小型化を狙って、駆動用のモータも減速機構と共に感光体ドラムの内部に配置した装置が、これも従来から開示されている(例えば特許文献２等を参照)。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術は、感光体ドラムに対する駆動機構の着脱について配慮がされておらず、このため、モータや各駆動伝達部材及び感光体ドラム等のメンテナンス性が低下すると共に、各部分に分離するのが困難なため、感光体ドラムと駆動機構全体をユニットとして交換しなければならないため、メンテナンスコストの抑制に問題があった。
【０００７】
特許文献１に記載の従来技術の場合、感光体ドラムの着脱には、そこに記載されている実施形態において、フランジ(7)から感光体ドラムを離脱させる方法(第１の方法)と、軸(17a)を軸受(14)から抜き、第１支持部(15)から軸受(13)を抜き、遊星ローラ(20)からフランジ(7)を抜くようにする方法(第２の方法)とが考えられる。
【０００８】
ここで、まず、第１の方法の場合には、着脱に際して、感光体ドラム端部の円筒状の空洞がフランジと嵌め合うことになるが、このとき感光体ドラムの端部がフランジに片当たりすると感光体ドラムに歪みが生じ、この場合、画像形成に異常が生じてしまう。また、このときラジアル方向の力が加わえられてしまう虞があり、この場合は感光体ドラム端部の円筒状の空洞が歪み、フランジに取り付けられなくなってしまう。
【０００９】
次に、第２の方法の場合には、着脱に際して必要なラジアル方向とスラスト方向の位置決めが、軸(17a)と軸受(14)嵌め合いと第１支持部(15)と軸受(13)の嵌め合いで決ることになり、従って、この場合は、２箇所で同時に位置決めすることになるため、部材の成型精度や取り付け精度等を予めかなり高くしておかないと難しい。また、遊星ローラ(20)と摩擦部材(31)は各当接部にて強く圧接されていないと駆動伝達に支障をきたすため、これらをフランジ(7)と嵌め合わせるのは極めて困難なことになる。
【００１０】
また、この従来技術では、遊星歯車(71)を用いた歯車の噛み合いによる駆動伝達についても開示しているが、この場合においては、フランジ(7)に設けた内歯歯車(72)と遊星歯車(71)とが噛み合うようにスラスト方向に移動させて組み付けると歯当たりしてしまう虞があり、ここで、さらに複数の遊星歯車を用いるようにした場合には、複数箇所で同時に歯当たりなく噛み合うように組み付ける必要があるが、これは歯当たり箇所の増加を意味するから極めて困難なことになってしまう。
【００１１】
従って、従来技術は、モータや各駆動伝達部材及び感光体ドラム等のメンテナンス性が低下すると共に、各部分に分離するのが困難なため、感光体ドラムと駆動機構全体をユニットとして交換しなければならなくなり、メンテナンスコストの抑制に問題が生じてしまうのである。
【００１２】
本発明の目的は、小型化と着脱が簡単で、メンテナンスが容易な回転体駆動装置及びこれを用いた像担持体駆動装置と画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明の第１の手段は、駆動源からの回転を所望の回転数に減速して円筒状回転体に伝達する減速手段を備えると共に、当該減速手段を当該円筒状回転体の側端部内に配設した回転体駆動装置において、前記円筒状回転体を前記減速手段に対して着脱可能に支持し、且つ当該円筒状回転体の回転軸方向及び回転軸方向と垂直な方向における位置決めをする位置決め手段を有し、前記減速手段の出力軸は、前記円筒状回転体の側端部に対して、回転軸方向には摺動可能で回転軸方向と垂直な方向には遊隙を有する結合部により回転伝達可能に結合されており、前記減速手段がキャリアに出力軸が結合された遊星歯車機構であり、前記出力軸が前記キャリアだけで支持されていることを特徴とする。
【００１４】
本発明の第２の手段は、第１の手段において、前記円筒状回転体が前記側端部にフランジを備え、前記結合部が前記キャリアの出力軸と前記フランジの内部側面の中心部により形成されるギヤカップリングで構成されていることを特徴とする。
【００１５】
本発明の第３の手段は、第１の手段において、前記キャリアが駆動源軸浮動支持受けを備え、前記駆動源の軸の先端が前記駆動源軸浮動支持受けに入り込んだ形に構成されていることを特徴とする。
【００１６】
本発明の第４の手段は、第１の手段において、前記円筒状回転体が前記側端部にフランジを備え、前記結合部が、前記キャリアの出力軸と前記フランジの内部側面の中心部とにより形成されるオルダムカップリングで構成されていることを特徴とする。
【００１７】
本発明の第５の手段は、駆動源からの回転を所望の回転数に減速して円筒状回転体に伝達する減速手段を備えると共に、当該減速手段を当該円筒状回転体の側端部内に配設した回転体駆動装置において、前記円筒状回転体を前記減速手段に対して着脱可能に支持し、且つ当該円筒状回転体の回転軸方向及び回転軸方向と垂直な方向における位置決めをする位置決め手段を有し、前記減速手段の出力軸は、前記円筒状回転体の側端部に対して、回転軸方向には摺動可能で回転軸方向と垂直な方向には遊隙を有する結合部により回転伝達可能に結合されており、前記減速手段を遊星歯車機構で構成し、当該遊星歯車機構のキャリアに結合された出力軸をギャップ付の浮動支持受けで回転自在に支持し、前記出力軸を前記キャリアだけにより支持されるようにした上で、前記浮動支持受けのギャップを、前記遊星歯車機構における太陽歯車に存在する偏芯と組み付け誤差、遊星歯車に存在する偏芯、内歯歯車に存在する組み付け誤差、並びに前記浮動支持受けに存在する偏芯と組み付け誤差の各々の二乗和平方根以上になるように構成したことを特徴とする。
【００１８】
本発明の第６の手段は、第１の手段〜第５の手段の何れか１つの手段において、前記遊星歯車機構が多段遊星歯車減速手段により構成されていることを特徴とする。
【００１９】
本発明の第７の手段は、第６の手段において、前記多段遊星歯車減速手段が第１と第２との２段の遊星歯車減速機であり、前記第１の遊星歯車減速機のキャリアと前記第２の遊星歯車減速機の太陽歯車とが一体になって前記第２の遊星歯車減速機のキャリアと共に浮動支持されているように構成したことを特徴とする。
【００２０】
本発明の第８の手段は、第７の手段において、前記第２の遊星歯車減速機の太陽歯車の軸の先端部を半球形にして当該第２の遊星歯車減速機のキャリアの一方の端面に接するように構成し、前記駆動源の軸の先端を半球形にして前記第１の遊星歯車減速機のキャリアの一方の端面に接するように構成したことを特徴とする。
【００２１】
本発明の第９の手段は、第１の手段又は第５の手段において、前記駆動源を前記減速手段と共に前記円筒状回転体の側端部内に配設したことを特徴とする。
【００２２】
本発明の第１０の手段は、第９の手段において、前記駆動源の背面にブラケットを設け、当該ブラケットにより前記減速手段と前記駆動源とが装置側板に保持されていることを特徴とする。
【００２３】
本発明の第１１の手段は、第１０の手段において、前記ブラケットに放熱フィンが設けられていることを特徴とする。
【００２４】
本発明の第１２の手段は、像担持用ドラムの駆動に第１の手段〜第１１の手段の何れか１つの手段の回転体駆動装置を用いた像担持体駆動装置であることを特徴とする。
【００２５】
本発明の第１３の手段は、感光体ドラムの駆動に第１の手段〜第１１の手段の何れか１つの手段の回転体駆動装置を用いた画像形成装置であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００３５】
本発明によれば、回転体駆動装置の基本構造上で円筒状回転体の側端部に減速手段が内包されるために本体装置の高さと奥行とを小型化でき、また円筒状回転体に対する駆動源と減速手段と位置決め箇所が１箇所になっているために着脱に際しての位置合わせを１箇所の位置決め箇所だけで行えば良く、複数の位置決め箇所を有する従来装置と比べて着脱が容易となり、更に着脱する側の部分から着脱される側の部分への駆動伝達部を遊隙により多少のガタが許される係合方法としていることにより、駆動伝達部に厳密な嵌め合い・噛み合わせが要求される従来装置と比べて着脱が容易となり、その結果、メンテナンス性が向上し、消耗・破損した部材のみを交換し易くなるためにメンテナンスコストの抑制に大きく寄与できることを前提とした上、特徴的構造として、出力軸を有する遊星キャリアが軸受等で支持されていないため、遊星歯車機構自体に備わっている自動調心機能により出力軸よりも上流側（モータ側）の部品の成型誤差、偏心誤差、取り付け誤差等に起因する回転変動が抑制される結果、遊星歯車機構を感光体ドラムの減速機として用いても、色ムラのない高精度の回転駆動が得られ、しかも遊星キャリアを出力とする遊星歯車機構において、出力軸（遊星キャリア）が遊星歯車のみにより支持されている構成を採らなかった場合に生じる各種誤差が回転変動となって感光体ドラムに伝達され、色ムラを引き起こす問題が完全に回避され、そのような虞がなくなるか、或いは各部に存在する誤差を吸収して的確に調心することができるためにキャリアを確実に浮動支持することができるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明に係る回転体駆動装置が適用された装置の一例を示す説明図である。
【図２】本発明に係る回転体駆動装置の第１の実施形態を示す側断面図である。
【図３】本発明に係る回転体駆動装置の第１の実施形態を示す縦断面図である。
【図４】本発明に係る回転体駆動装置の第１の実施形態の分解図である。
【図５】本発明に係る回転体駆動装置の第２の実施形態を示す側断面図である。
【図６】本発明に係る回転体駆動装置の第３の実施形態を示す側断面図である。
【図７】本発明に係る回転体駆動装置の第３の実施形態における要部の説明図である。
【図８】本発明に係る回転体駆動装置の第４の実施形態を示す側断面図である。
【図９】本発明に係る回転体駆動装置の第５の実施形態を示す側断面図である。
【図１０】本発明に係る回転体駆動装置の第７の実施形態を示す側断面図である。
【図１１】本発明に係る回転体駆動装置の第７の実施形態における駆動モジュールの縦断面図である。
【図１２】本発明に係る回転体駆動装置の第７の実施形態の詳細を示す側断面図である。
【図１３】本発明に係る回転体駆動装置の第７の実施形態の詳細を示す一部断面図である。
【図１４】遊星歯車機構の一例を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００３８】
以下、本発明に係る回転体駆動装置について、本発明を画像形成装置の一種である電子写真方式のカラー複写機に適用した場合の一の実施形態を用いて詳細に説明する。
なお、ここに説明する実施形態は、乾式二成分現像剤を採用した乾式二成分現像方式によるタンデム式の複写機(以下、単に複写機という)を対象としたものであるが、しかし、本発明の適用対象は、これに限られるものではない。
【００３９】
図１は、上記実施形態に係る実施形態の画像形成部を示した概略構成図で、この複写機は、図示しない画像読取部から画像データを受け取って画像形成処理を行うもので、このため、図示のように、Ｙ(イエロー)、Ｍ(マゼンタ)、Ｃ(シアン)、Ｂｋ(ブラック)の各色用の潜像担持体となる４個の感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを備えている。
【００４０】
ここで、これらの感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、駆動ローラを含む回転可能な複数のローラに支持された無端ベルト状の中間転写ベルト５に接触するように、そのベルト移動方向に沿って並配され、このとき、これら感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの周りには、帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋと、各色対応の現像装置９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋ、それにクリーニング装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ、除電ランプ３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ等の電子写真プロセス用部材が、各々プロセス順に配設されている。
【００４１】
そして、この実施形態に係る複写機によりフルカラー画像を形成する場合、後述する感光体ドラム駆動装置により、感光体ドラム１Ｙを図中矢印の方向に回転駆動しながら帯電器２Ｙで一様帯電した後、図示しない光書込装置からの光ビームＬＹを照射して感光体ドラム１Ｙ上にＹ静電潜像を形成する。そこで、このＹ静電潜像は、現像装置９Ｙにより、現像剤中のＹトナーにより現像される。
【００４２】
この現像時には、現像ローラと感光体ドラム１Ｙとの間に所定の現像バイアスが印加されている、そこで現像ローラ上のＹトナーは、感光体ドラム１Ｙ上のＹ静電潜像部分に静電吸着する。そして、このように現像されて形成されたＹトナー像は、感光体ドラム１Ｙの回転に伴い、感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト５とが接触する１次転写位置に搬送される。
【００４３】
そして、この１次転写位置において、中間転写ベルト５の裏面に、１次転写ローラ６Ｙにより所定のバイアス電圧が印加され、このバイアス印加によって発生した１次転写電界により、感光体ドラム１Ｙ上のＹトナー像を中間転写ベルト５側に引き寄せ、中間転写ベルト５上に１次転写するのである。以下、同様にして、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像も、中間転写ベルト５上のＹトナー像に順次重ね合うように１次転写される。
【００４４】
こうして中間転写ベルト５上に４色重なり合ったトナー像は、中間転写ベルト５の回転に伴い、２次転写ローラ７と対向する２次転写位置に搬送されるが、この２次転写位置には、図示しないレジストローラにより、所定のタイミングで転写紙が搬送され、この２次転写位置において、２次転写ローラ７により転写紙の裏面に所定のバイアス電圧が印加され、このバイアス印加により発生した２次転写電界及び２次転写位置での当接圧により、中間転写ベルト５上のトナー像が転写紙上に一括して２次転写される。
【００４５】
ここで、このトナー像が一括して２次転写された転写紙は、この後、定着ローラ対８により定着処理がなされてから装置外に排出されるが、このとき、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの駆動に、本発明の特徴部分である回転体駆動装置、すなわち減速手段として遊星歯車減速機構などの入出力同軸型歯車機構を備えた回転体駆動装置が適用され、この結果、複写機としての機能が得られることになっている。
【００４６】
そこで、次に、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋに適用されている回転体駆動装置について説明する。なお、これらの感光体ドラムは、何れも同一構成の回転体駆動装置により回転駆動されているので、以下、感光体ドラム１Ｙの感光体駆動装置を代表にして説明する。
【００４７】
まず、図２と図３は、本発明に係る回転体駆動装置の第１の実施形態であり、従って、ここには円筒状回転体としてのドラムの中で代表となっている感光体ドラム１Ｙが示されている。このとき図２は側断面図であり、感光体ドラムの回転軸方向と直交する方向から見た断面図で、図３は縦断面図であり、感光体ドラムの回転軸方向から見た断面図である。
【００４８】
ところで、このような回転体駆動装置は、通常、駆動源としてのモータと減速手段としての遊星歯車減速機に大別できるが、ここで、この実施形態では、モータ１０は被駆動体である感光体ドラム１Ｙの外側に残し、内側空間に遊星歯車減速機が配設してある場合のものであり、従って、この図２において、モータ軸１１が遊星歯車減速機の入力軸となる。
【００４９】
この実施形態による遊星歯車減速機の基本構成は、モータ軸１１に設けられた太陽歯車７０と、この太陽歯車７０の回りに等分配置されて噛み合う２個の遊星歯車８０と、遊星歯車８０を回転自在に支持するキャリアピン１００、キャリアピン１００が固定されているキャリア９０、それに遊星歯車８０と噛み合う内歯歯車３０からなり、このときキャリアピン１００とキャリア９０は一体部品として、或いはキャリアピン１００をキャリア９０に圧入固定した部品として作られている。
【００５０】
そして、キャリア９０には回転を出力する出力軸４０が一体成形され、この出力軸４０を支持するための支持蓋５０が内歯歯車３０の内歯ハウジング３１の端部に固定され、この支持蓋５０の中心部には、キャリア９０と一体になって回転する出力軸４０を浮動状態で支持する浮動支持受け５１が設けられている。このとき、当該浮動支持受け５１は、ポリアセタール、テフロン（登録商標）などの樹脂材や銅焼結材などの摺動性の良い材質で作られている。
【００５１】
また、モータ１０は、内歯歯車３０が設けられている内歯ハウジング３１の端部内周面ａに固定され、感光体ドラム１Ｙと同軸になって支持されているが、このとき内歯ハウジング３１は、その外周面ｂで複写機本体の所定の部分にある側板(装置側板又は本体側板ともいう)３２の開口部に嵌合して位置決め固定され、当該内歯ハウジング３１の外周面ｃには軸受け３３が設けられている。
従って、この実施形態では、モータ１０は、側板３２の外側に配置され、遊星歯車減速機は側板３２の内側(感光体ドラム側)に配置されていることになる。
【００５２】
一方、感光体ドラム１Ｙの端部にはドラムフランジ２１が取り付けられているが、このドラムフランジ２１は円筒形部分を備え、これにより感光体ドラム１Ｙの内側に挿入された状態で感光体ドラム１Ｙの端面に嵌合されている。そして、この円筒形部分の内側の空間に内歯ハウジング３１が入り込み、その外周面ｃにある軸受け３３がドラムフランジ２１の端部に嵌合することにより、このドラムフランジ２１が内歯ハウジング３１に回転自在に支持され、ひいては感光体ドラム１Ｙが内歯ハウジング３１に回転自在に支持されることになる。
【００５３】
また、このときドラムフランジ２１において、感光体ドラム１Ｙの中に入り込んでいる端面の中心部分で、遊星歯車減速機の出力軸４０が入り込む部分にはギヤカップリング２２が設けてあるが、このギヤカップリング２２は、スプラインジョイントなどとも呼ばれ、回転結合部分で軸方向に伸縮可能になっている結合手段のことである。
【００５４】
ここで、図４は、遊星歯車減速機構とモータ１０が感光体ドラム１Ｙから取り外される途中の状態を示したもので、この図に示すように、ギヤカップリング２２は、ドラムフランジ２１の中心にあるスリーブ２１Ｓの内面に形成してある内歯２４と、出力軸４０の端部にあるハブ４１の外面に形成してある外歯４２を構成要素としている。
【００５５】
従って、図２に示すように、外歯４２の中に内歯２４が入り込んだ形にすることにより、ギヤカップリング２２は、軸方向には伸縮可能な状態で回転トルクの伝達が可能で、回転軸方向と垂直な方向には遊隙によりガタが許される結合手段として機能することになる。このとき、遊星歯車出力軸にピンを打ち、このピンとフランジの凹部の係合による回転駆動機構を、ギヤカップリングの代わりに用いても良い。
【００５６】
このときのモータ１０の回転は、以下のようにして感光体ドラム１Ｙに伝達される。図２において、モータ１０が作動し、モータ軸１１が回転すると太陽歯車７０の回転が遊星歯車８０に伝達され、遊星歯車８０はキャリアピン１００に回転自在に支持されているので自転し、このとき内歯歯車３０と噛み合っているので内歯歯車３０に沿って公転する。
【００５７】
そこで、この公転によりキャリア９０が回転し、同軸上に設けられた出力軸４０が一体になって回転する。そして、この出力軸４０の回転がギヤカップリング２２を介してドラムフランジ２１に伝達され、感光体ドラム１Ｙが回転駆動されることになる。
【００５８】
このとき、ギヤカップリング２２を構成する外歯４２と内歯２４はインボリュート歯形による歯車で構成してあり、キャリア９０の回転調心作用により出力軸４０とドラムフランジ２１の軸心に食い違いが生じて外歯４２と内歯２４の噛み合い位置がずれても無理なく確実に回転を伝達することができる。
従って、この実施形態によれば、感光体ドラム１Ｙの側端部に遊星歯車減速機構の全体が内包されるため、本体装置の高さと奥行の小型化が得られる。
【００５９】
また、この実施形態よれば、感光体ドラム１Ｙに対する駆動機構の位置決め箇所が、軸受け３３におけるドラムフランジ２１と内歯ハウジング３１の結合部分の１箇所だけになっているので、着脱に際しての位置合わせが簡単になり、この結果、複数の位置決め箇所を有する装置に比して着脱が容易であり、メンテナンス性が向上する。
【００６０】
更に、この実施形態によれば、ギヤカップリング２２を備え、これにより着脱する側の構成から着脱される側の構成への駆動伝達部に多少のガタが許される係合になっている。従って、駆動伝達部に厳密な嵌め合い・噛み合わせを要求される装置に比べ着脱が容易であり、この結果、メンテナンス性が向上し、且つ、消耗・破損した部材のみの交換が容易になるため、メンテナンスコストが下げられる。
【００６１】
また、この実施形態の場合、出力軸４０は、浮動支持受け５１とギヤカップリング２２に挿通されているだけなので、浮動支持状態のままになっている。そして、この結果、出力軸４０とドラムフランジ２１の軸心に食い違いが生じて外歯４２と内歯２４の噛み合い位置がずれても、キャリア９０の回転調心作用により無理なく確実に回転を伝達することができる。そこで、以下、この回転調心作用が得られる理由について説明する。
【００６２】
歯車を用いた回転伝達機構には寸法誤差や組立誤差の存在がコスト的に不可避で、例えば遊星歯車機構の場合、太陽歯車、遊星歯車、キャリア、及び内歯歯車を基本部品とし、太陽歯車には、その回りに等分配置された複数の遊星歯車が噛み合い、遊星歯車はキャリアに設けられたキャリアピンに回転自在に支持された状態で内歯歯車に噛み合っているので、入出力同軸型歯車減速機構も例外ではない。
【００６３】
そして、遊星歯車による減速機構の場合、内歯歯車は固定され、太陽歯車は入力軸に固定され、キャリアは出力軸に固定されている。そこで、モータの軸を入力軸に結合させ、入力軸を回転駆動すると、太陽歯車の回転が遊星歯車に伝達され、固定された内歯歯車に沿って自転しながら太陽歯車の回りを公転し、この遊星歯車の公転がそのままキャリアの回転となり、キャリアの同軸上に設けられた出力軸から減速された回転出力が得られることになる。
【００６４】
そうすると、この遊星歯車機構の場合、モータから入力軸に与えられる回転を回転変動なく高精度で出力軸に伝達するには、とにかく機構部分の寸法精度を高めてやれば良いと認識するのが当業者なら自然なことであるといえる。
【００６５】
例えば、遊星歯車機構として、図１４示すように、太陽歯車７０がモータ１０の軸に取付けられ、キャリアピン１００により複数個の遊星歯車８０を回転可能に保持したキャリア９０が出力軸４０に取り付けられている遊星歯車機構を想定した場合、モータ１０が固定されたモータブラケット２０に内歯歯車３０を固定し、内歯歯車３０の反対側に出力軸４０を支持するための支持蓋５０を設け、この支持蓋５０に玉軸受(ボールベアリング)６１を嵌合し、これに出力軸４０を回転自在に、且つ組み付け精度良く支持させてやれば、太陽歯車７０とキャリア９０に対する出力軸４０及び内歯歯車３０の同軸度精度が確保されるものと認識するのが一般的である。
【００６６】
しかし、このとき太陽歯車７０の偏芯と組み付け誤差、遊星歯車８０の偏芯、内歯歯車３０の組付け誤差、支持蓋５０の穴位置誤差と組付け誤差等々により、遊星歯車８０の公転軌道と内歯歯車３０の同軸精度の確保には限界が生じてしまう。そして、このような同軸誤差のある状態で、玉軸受６１により出力軸４０を支持蓋５０に支持させると、同軸誤差がそのまま回転伝達誤差になってしまい、従って、良好な回転特性を得ることができない。
【００６７】
しかるに従来技術は、このような入出力同軸型歯車減速機構における寸法誤差や組立誤差の存在に配慮がされておらず、そのままトルクが伝達されるようにしており、従って、従来技術では高精度の回転駆動の維持に問題が生じてしまうのである。
【００６８】
ところで、遊星歯車機構においては、少なくとも３個の遊星歯車を均等配置することにより、各歯車における噛み合い部がキャリアの回転中心に対して対称になって位置し、このため回転中心方向の力が働いたとしても、それは各歯車で相殺される。
【００６９】
従って、遊星歯車の回転軸(キャリアピン)を持ったキャリアは、単に遊星歯車を保持するだけの部材に留まらず、遊星歯車が公転する際の公転軌道を維持させる部材でもあり、このときキャリアの中心に対して対称に各遊星歯車が配置されているため、キャリアは太陽歯車と内歯車だけで回転可能に支持され、ここで負荷トルクが与えられると、キャリアの回転中心は遊星歯車機構全体の中心に移動して安定するので、これが回転調心作用として得られるのである。
【００７０】
但し、このとき上記した誤差の存在により、厳密には中心付近で微小距離を移動してしまうことになるが、ここで、図１４示すように、出力軸４０を玉軸受６１により支持蓋５０に支持させたとすると、出力軸４０は、回転自在ではあるが回転軸上では固定された状態にされ、キャリアの回転中心が遊星歯車機構全体の中心に移動することができなくなってしまい、この結果、上記した中心付近での微小距離の移動がそのまま回転伝達誤差となって出力軸４０に現れてしまうのである。
【００７１】
そこで、この知見に基づき、上記実施形態では、浮動支持受け５１とギヤカップリング２２を設け、これにより出力軸４０が浮動支持状態のままになるように構成したのである。
ところで、以上の実施形態は、上記した第１〜第３の手段に対応したものである。そこで、次に、本発明の他の実施形態について説明する。
【００７２】
図５は、本発明の第２の実施形態で、上記した第４の手段に対応したものであり、図において、９１はモータ軸浮動支持受けであり、その他は、図２と図３で説明した第１の実施形態と同じである。
モータ軸浮動支持受け９１は、キャリア９０のモータ軸１１に対向している面の中央に設けられ、その中にモータ軸１１の先端が入り込んだ形になるようにしてある。
【００７３】
この第２の実施形態によれば、キャリア９０が出力軸４０の浮動支持受け６１とモータ軸浮動支持受け９１の２箇所で浮動支持されることになり、キャリア９０の回転による回転調心作用が、より安定して得られる。
【００７４】
図６は、本発明の第３の実施形態で、上記した第５の手段に対応したものであり、図において、２３はオルダムカップリング部、２４は出力ハブ、２５はドラムフランジハブ、それに２６はスライダであり、その他は、図２と図３で説明した第１の実施形態と同じである。ここで、図７は、オルダムカップリング部２３の詳細(Ａ視)である。
【００７５】
そして、このオルダムカップリング部２３は、出力軸４０に設けた出力ハブ２４と、ドラムフランジ２１の円筒状空間奥壁面中心部に設けられたドラムフランジハブ２５、それにスライダ２６とで構成されている。
【００７６】
このとき出力ハブ２４とドラムフランジハブ２５には、各々直径方向に向かう突起が形成してある。そして、円板状のスライダ２６の両面には各々出力ハブ２４とドラムフランジハブ２５の突起に嵌合して相互に摺動可能な形状の溝が形成してあり、このとき、その一方の面と他方の面では、図６と図７に示されているように、相互に直交する方向に溝が形成してある。
【００７７】
そこで、図６に示されているように、出力ハブ２４とドラムフランジハブ２５の間に、突起と溝が嵌合させた状態でスライダ２６を介在させてやれば、オルダムカップリング部２３が形成され、この結果、キャリア９０の回転による調心作用でドラムフランジ２１との軸心に食い違いが生じてもスライダ２６の移動により食い違いを吸収して無理なく確実に回転を伝達することができる。
【００７８】
ところで、以上の実施形態においては、例えは図２に示されているように、出力軸４０と浮動支持受け６０の間に浮動支持ギャップＧが形成されている。
そこで、この浮動支持ギャップＧの大きさについて説明すると、これは、キャリア９０の調心に関わる誤差要因である太陽歯車７０の偏芯と組み付け誤差、遊星歯車８０の偏芯、内歯歯車８０の組み付け誤差を合わせた誤差以上にするのが望ましい。
【００７９】
何故なら、そうしなければ回転調心作用が中途半端になって、所望の効果が期待できなくなってしまう虞が生じてしまうからであり、しかも、このとき、更に浮動支持受け６０の偏芯(孔の偏芯)と組み付け誤差も考慮したギャップにする必要がある。
【００８０】
そこで、まず、太陽歯車７０の偏芯をｅ１、太陽歯車７０の組み付け誤差をｅ２、遊星歯車８０の偏芯をｅ３、内歯歯車３０の偏芯をｅ４、内歯歯車３０の組み付け誤差をｅ５、浮動支持受け６０の偏芯をｅ６、浮動支持受け６０の組み付け誤差をｅ７とする。
【００８１】
そして、第４の実施形態として、この浮動支持受けのギャップＧを、(１)式に示すように、偏芯と組み付け誤差の二乗和平方根以上にすれば、各誤差分を吸収して調心するのに必要な条件を成立させることができる。なお、これは上記した第６の手段に対応する。
【００８２】
Ｇ≧√(e1)2＋(e2)2＋(e3)2＋(e4)2＋(e5)2＋(e6)2＋(e7)2  …………(1)
【００８３】
次に、図８は、本発明の第５の実施形態で、これは、遊星歯車減速機を多段構成にしたもので、上記した第７の手段に対応する。
そして、図示のように、第１太陽歯車７１と第１キャリア９２、第１キャリアピン１０１、内歯歯車３４、それに第１遊星歯車８１により、まず第１段の遊星歯車減速機が構成され、次に、内歯歯車３４を共通にして、第２太陽歯車７２と第２キャリア９３、第２キャリアピン１０２、それに第２遊星歯車８２により、第２段の遊星歯車減速機が構成されている。
【００８４】
このとき、第１太陽歯車７１はモータ軸１１に取り付けられ、第２太陽歯車７２は第１キャリア９２に取り付けられ、第２キャリア９３に出力軸４０が取り付けられ、これによりモータ１０の回転は、まず、第１段の遊星歯車減速機により減速され、更に第２段の遊星歯車減速機により減速されてから出力軸４０に取り出され、感光体ドラム１Ｙを回転駆動することになる。
【００８５】
従って、詳細な説明は省くが、モータ１０と遊星歯車減速機の同軸支持、遊星歯車減速機の本体側板３２との位置決め支持、及び感光体ドラム１Ｙとドラムフランジ２１の構成は、前述の１段構成の場合と基本的には同じである。
【００８６】
しかし、この場合、第２太陽歯車７２と第２遊星歯車８２、第２キャリア９３と第２キャリアピン１０２が追加されるので、それに応じて内歯歯車３４が第１と第２の遊星歯車に噛み合うために長くなり、この結果、ドラムフランジ２１の凹形状の円筒状空間が長くなってしまう点で異なっている。
【００８７】
次に、この図８の実施形態の動作について、１段の場合と異なっている点に重点をおいて説明する。
まず、第１キャリア９２は、第２太陽歯車７２と一体で回転する構成になっているが、これは、キャリアに別部品で製作した太陽歯車を圧入などで固定して一体化するか、キャリアと太陽歯車を同一部品で一体加工して構成する。
【００８８】
第２太陽歯車７２の回りには３個の第２遊星歯車８２が等分配置されて噛み合い、第２遊星歯車８２は回転自在に第２キャリアピン１０２に支持され、第２キャリアピン１０２は第２キャリア９３に固定されている。このとき第２遊星歯車８２は、固定支持された内歯歯車３４にも噛み合っている。
【００８９】
そこで、この内歯歯車３４は、減速比などの設計条件に応じて、第１遊星歯車８１と第２遊星歯車８２についての噛み合い歯車諸元を同じにして一体で構成したり、歯車諸元を変えて別体で構成したりするが、ここで、この実施形態では、諸元を同じにして一体構成した場合を示している。
【００９０】
モータ１０の回転は以下のように伝達される。まず、第１太陽歯車７１が回転し、これが第１遊星歯車８１に伝達され、この第１遊星歯車８１は第１キャリアピン１０１に回転自在に支持されて自転するとともに、固定された内歯歯車３４と噛み合い、それに沿って公転する。この公転によって第１キャリア９２が回転し、同軸上に設けられた第２太陽歯車７２が一体で回転するので、これが第２太陽歯車７２から第２遊星歯車８２に伝達され、第２キャリアピン１０２に回転自在に支持されて第２遊星歯車８２が自転するとともに、固定された内歯歯車３４と噛み合い、それに沿って公転する。
【００９１】
そこで、この公転によって第２キャリア９３が回転し、同軸上に設けられた出力軸４０が一体で回転することになり、多段にしたことによる大きな減速比で感光体ドラム１Ｙを駆動することができる。
従って、３段以上の多段にした場合も、この繰り返しにより回転が伝達されることになる。
【００９２】
ここで、この図８の実施形態においては、第１キャリア９２と第２太陽歯車７２は一体で構成されており、このとき第１キャリア９２の片側側面はモータ浮動支持受け９１を介してモータ軸１１に浮動支持され、第２太陽歯車７２のもう一方の端部は第２キャリア９３の片側側面に対して第２太陽歯車浮動支持受け６１を介して浮動嵌合し、更に第２キャリア９３と一体構成の出力軸４０が支持蓋５０の中心部に設けられた浮動支持受け６０により浮動支持されているのが特徴である。
【００９３】
従って、この場合を第６の実施形態とすると、これは上記した第８の手段に対応し、遊星歯車減速機が２段構成されていても、１段目の遊星キャリアと２段目の太陽歯車それに２段目の遊星キャリアが浮動支持されているので、各遊星キャリアで調心が働くようになり、この結果、回転変動が更に大きく抑制される。
【００９４】
次に、図９は、本発明の第７の実施形態で、これは、上記した第９の手段に対応したものであり、このため、まず、モータ軸１１の先端を球形にした第１太陽球形承け部１２とし、これが第１キャリア９２の端面に接するようにし、次に、第２太陽歯車７２の軸の先端部を球形にした第２太陽球形承け部７３とし、これが第２キャリア９３の端面に接するようにしてある。
【００９５】
ここで遊星歯車減速機の噛み合い振動を低減する手段として、各歯車をハスバ歯車で構成するのが有効である。しかし、ハスバ歯車の場合、スラスト方向に力が働くため、各歯車は作用反作用の関係で互いにスラスト方向に力を受ける。そこで、中間で浮動支持されている一体構成の第２太陽歯車７２と第１キャリア９２については、スラスト方向の移動を規制する必要がある。また、このときの移動方向は回転方向で反対になる。
【００９６】
そこで、この図９の実施形態では、上記したように構成し、第１太陽球形承け部１２と第２太陽球形承け部７３を設け、これにより第２太陽歯車７２と第１キャリア９２のスラスト方向の移動が規制されるようにしたのであり、従って、この図９の実施形態によれば、遊星歯車減速機の歯車をハスバ歯車で構成しても、スラスト方向への移動が半球形にしたモータ軸の先端と太陽歯車の軸の先端で規制しているので、接触抵抗を小さく抑えた状態でスラストを受けることができ、従って、遊星歯車減速機の歯車をハスバ歯車で構成して滑り接触による噛み合いを得ることができ、この結果、感光体ドラムの減速機として用いた場合でも、色ムラのない高精度の回転駆動が得られる。
【００９７】
ところで、以上に説明した実施形態は、何れもモータ１０は、被駆動体である感光体ドラム１Ｙの外側に残し、当該ドラムの内部には減速機だけが配設してある場合のものである。
そこで、次に、駆動源であるモータも、被駆動体であり円筒状回転体としての感光体ドラム内に配設した場合の本発明の実施形態について説明する。
【００９８】
ここで、この背景には、装置の小型化が強く要望されているにもかかわらず、従来の構成では、減速機構の一部と感光体ドラムの駆動軸の一部を複合化しているものは見られるものの、減速機構とモータの双方をドラムの内部に内包させることにより、奥行き(ドラムの長手方向)寸法の大幅な削減をもたらしているものが少ない点がある。
【００９９】
一方、このようなモータ内包機構の採用に際しては以下の課題がある。
まず、感光体ドラムに装着したときの回転精度(作用荷重を考慮のフレ精度)を保障する必要があり、感光体ドラムの交換容易性を確保し、交換に伴う精度劣化が起こらないようにする必要があり、そして、減速機構と共にモータをドラムの内部に内包した場合の熱による問題発生を回避する必要がある。
【０１００】
このため、以下の実施形態では、装置の小型化を狙い、減速機構とモータで構成される駆動モジュールを感光体ドラム内に内包するものであるが、このとき、感光体ドラムの内部に設けたハウジングに、回転支持構造と回転駆動伝達構造を設け、これにより強度と精度を保障しつつ、着脱自在に結合できるようにした。また、モータをドラム内に内包してもモータの発熱による影響が起こらない構造とした。
【０１０１】
そこで、まず、図１０は、本発明の第９の実施形態で、上記した第１０手段と第１１の手段に対応したものであり、これは、駆動用のモータと遊星歯車減速機構を組み合わせ駆動モジュールとして一体化した上で、当該駆動モジュールを感光体ドラムの内部に着脱自在に保持したもので、このとき図１０は断面図であり、このときの駆動モジュールの詳細が図１１である。
【０１０２】
図１０において、感光体ドラム１Ｙの一方の端部(図では右側の端部)にはドラムフランジ２１が取り付けられ、他方の端部(図では左側の端部)には別のドラムフランジ２８が対をなして取り付けられている。そして、複写機本体の右側には装置側板３２があり、これに駆動支持ブラケット１４が着脱自在に取り付けられる。従って、この駆動支持ブラケット１４が駆動源の背面に設けたブラケットとなる。
【０１０３】
このとき装置側板３２には開口が設けてあり、この開口の中に駆動支持ブラケット１４の円筒部分が入り込んだ形で当該駆動支持ブラケット１４が着脱自在に取り付けられている。このとき、詳しくは後述するが、駆動モジュールＭの一方の端部、つまり駆動支持ブラケット１４に取り付けられている方の端部とは反対側の端部は、ドラムフランジ２１に回転自在に保持されている。
【０１０４】
また、このとき、複写機本体の左側には別の装置側板３５があり、これにドラム支持ブラケット２９が設けられ、それに取り付けられているドラム支持軸１３にドラムフランジ２８が軸支されている。
この結果、感光体ドラム１Ｙは、一方では駆動モジュールＭにより回転可能に支持され、他方ではドラム支持ブラケット２９のドラム支持軸１３により回転可能に支持された状態で、複写機本体に組み付けられることになる。
【０１０５】
次に、駆動モジュールＭについて、図１１により説明する。
ここで、この駆動モジュールＭの場合、その遊星歯車減速機構には、一例として、図９で説明した減速機を用い、このとき図１１では図９の支持蓋５０に代えて一方のエンドキャップ５２を設け、内歯ハウジング３１に代えては他方のエンドキャップ５３を設け、これらの間に内歯歯車３４を設け、モータ１０は他方のエンドキャップ５３に設けている。
【０１０６】
そして、モータ１０に駆動支持ブラケット１４を取り付け、これにより、図１０に示すように、駆動モジュールＭが感光体ドラム１Ｙに内包された状態で、当該駆動モジュールＭを装置側板３２に取り付けることができるように構成したのであり、このとき図示してないが、出力軸４０の左端近傍にはギヤカップリング２２が設けてあり、その他の構成は、図９の場合と同じである。
【０１０７】
次に、この実施形態について図１２と図１３により更に詳細に説明する。
まず、この実施形態では、図１２に示すように、エンドキャップ５２にある回転支持部５８(図１３参照)にボールベアリング又は滑り軸受５９を設け、これによりドラムフランジ２１が、駆動モジュールＭの一方の端部、つまり駆動支持ブラケット１４に取り付けられている方の端部とは反対側の端部に回転自在に保持されるように構成してある。
【０１０８】
また、この実施形態では、図１３(a)、(b)に詳細に示すように、ドラムフランジ２１の一部を延長させてアーム５４とし、これにクリック凸部５５を設け、ドラムフランジ２１には、更に回転止め５６を設け、この回転止め５６に対応して感光体ドラム１Ｙの内面に回転止めガイド５７を設け、これにより段付けされた位置まで嵌め込みスラスト方向の位置決めが行われるように構成してある。
【０１０９】
このとき、スラスト方向の移動や抜けを防止するために、アーム５４にはバネ性を持たせ、クリック凸部５５に、解除のための変形方向Ａで示す微少な変位が与えられるようにしておき、これに対応して回転止めガイド５７には、図１３の(b)に示すように、クリック凸部５５がはめ込まれる部分Ｂが形成してあり、クリック凹部５５を部分Ｂに嵌めて位置決めさせるようにしてある。
【０１１０】
また、このとき、アーム５４を更に延長させ、感光体ドラム１Ｙの端部から若干突出させるようにしても良く、この場合、作業者はこの突き出し部をつまむことによりクリック凹部５５を部分Ｂから簡単に解除でき、この結果、スラスト方向への引き抜きが容易で、交換作業が簡単になる。
【０１１１】
このときの回転方向での位置の規制は、ドラムフランジ２８の２箇所に設けた回転止め５６と感光体ドラム１Ｙの回転止めガイド５７が互いに嵌め合わされることにより規制され、従って、この実施形態によれば、回転方向とスラスト方向の位置決めと、必要に応じた取り外しが実現出来ることになる。
【０１１２】
従って、この実施形態においては、感光体ドラム１Ｙに対する駆動モジュールＭの位置決め箇所が、図１２に示すように、駆動支持ブラケット１４が本体側板３２に取り付けられている側板嵌合部Ｐを取り付け第１の基準とし、ボールベアリング又は滑り軸受５９が設けられている回転支持部５８を取り付け第２の基準としたとき、これら第１と第２の基準だけで済むので、着脱に際しての位置合わせが簡単になり、この結果、複数の位置決め箇所を有する装置に比して着脱が容易であり、メンテナンス性が向上する。
【０１１３】
ここで、駆動モジュールＭの装置本体への取り付けについて更に詳しく説明すると、この実施形態では、遊星歯車減速機構とモータが一体型のモジュールとして構成されているので、モータ１０の背面に取り付け位置を保障する駆動支持ブラケット１４が取り付けてあり、この駆動支持ブラケット１４の取り付けを本体側板３２に、側板嵌合部Ｐを第１の基準として固定することにより、駆動機構全体が、感光体ドラム１Ｙの回転に必要な精度と強度を有することになる。
【０１１４】
更に、この駆動支持ブラケット１４の本体側板３２に取り付ける部分(側板嵌合部Ｐ(第１の基準))と、遊星歯車減速機構の回転支持部５８(第２の基準)との関係を位置だしすることで精度が保障される。そして、この構造とすることによって、感光体ドラム１Ｙは、装置に対して長手方向に何れの方向にも容易に着脱が可能となる。
【０１１５】
また、この実施形態の場合、出力軸４０は、浮動支持受け５１とギヤカップリング２２に挿通されているだけなので、浮動支持状態のままになっている。そして、この結果、出力軸４０とドラムフランジ２１の軸心に食い違いが生じて外歯４２と内歯２４の噛み合い位置がずれても、キャリア９０の回転調心作用により無理なく確実に回転を伝達することができる。
【０１１６】
ところで、このように、駆動用のモータと遊星歯車減速機構を組み合わせ駆動モジュールＭとして一体化した上で、当該駆動モジュールＭを感光体ドラム１Ｙの内部に着脱自在に保持させるようにした場合、モータの発熱による感光体ドラムの温度上昇が問題になる。
【０１１７】
しかしながら、この図１０と図１１の実施形態の場合、モータ１０に駆動支持ブラケット１４が取り付けられ、更に、この駆動支持ブラケット１４は装置側板３２に取り付けられている。従って、モータ１０の温度が上昇した場合、熱が駆動支持ブラケット１４に伝達されるので、その温度が上昇し、この結果、装置側板３２に熱が伝達され、放熱が得られる。
【０１１８】
従って、この実施形態によれば、感光体ドラム１Ｙにモータが内包されていても、その温度が上昇する虞がない。このとき、駆動支持ブラケット１４として、アルミニウムやアルミニウム合金など熱伝導性が良好な材料を用い、更に厚い部材にしてやれば、更に温度上昇の抑制が期待できる。
【０１１９】
このとき、図１４に示されているように、駆動支持ブラケット１４に、更にフィン１５を設けるようにしてやれば、放熱が更に効果的になり、より一層の温度上昇抑制を得ることができる。ここで装置全体としては、このフィン１５に気流を導くことで、放熱効果は更に大きくなる。
【０１２０】
ところで、減速機構やモータを、感光体ドラム１Ｙの内部に正しく内包させるためには、ドラムフランジ２１をドラムの端部から、ほぼこれらの長さ分内部に入ったところに固定させる必要がある。しかも、このときドラム内周とガタなく嵌合させる必要があるが、この実施形態の場合、図１１に示した駆動モジュールＭを感光体ドラム１Ｙに挿入させてゆくだけで、出力軸４０の左端近傍にあるギヤカップリング２２(図示してない)がドラムフランジ２１のギヤカップリング２２に嵌合し、アーム５４のクリック凸部５５が部分Ｂに嵌合し、組み立てが完了する。
【０１２１】
このとき、ギヤカップリング２２は、上記したように、軸方向には伸縮可能な状態で回転トルクの伝達が可能で、回転軸方向と垂直な方向には遊隙によりガタが許される結合手段として機能するので、位置合わせに留意は特に必要ない。
そして、この結果、反対に感光体ドラム１Ｙから駆動モジュールＭを取り外す場合には、アーム５４をつまんでクリック凸部５５が部分Ｂから外れるようにしてやればよく、これにより感光体ドラム１Ｙから簡単に駆動モジュールＭを引き出すことができる。
【０１２２】
この場合の取り外しの必要性は、組み立て性向上に加えて、昨今の環境考慮のリサイクル化実現のためと、感光体ドラムの回収が行われた場合の分解分別の容易性のためでもあり、従って、この実施形態は、この点でも有利で極めて効果的である。
【０１２３】
ところで、この図１０の実施形態は、ドラムフランジ機構により感光体ドラムを回転可能に支持し、駆動モジュールとともに本体に取り付けたものであり、従って、フランジの回転力伝達部では、遊星歯車減速機構の出力軸との係合が行われており、このため遊星歯車減速機構の出力軸４０が回転精度確保のために浮動支持されており、このため、出力軸４０の軸受け部には若干量のガタ(数十μｍオーダの回転方向のガタ)を持たせてある。
【０１２４】
そして、この実施形態の場合、この部分では回転力伝達の機能のみを受け持つものとし、ドラムの支持を受け持つ部分は、遊星歯車減速機構の出力軸と同心円状に設けた段付き部に、専用の回転支持部を設ける構成にしてある。従って、必要な感光体ドラムのフレ精度の確保のためのフランジ側の加工精度は、この回転支持部を基準として行えばよい。
【０１２５】
ところで、この実施形態では、図１２に示すように、ボールベアリング又は滑り軸受５９が用いられているが、このとき低コスト化を狙う場合やドラムから受ける軸受け部負荷が比較的小さい場合は、滑り軸受けを用いる。ここで、ドラムフランジ２１と回転支持部５８の双方がプラスティックの場合は、摺動材料の選択かグリースの添加程度で良い。場合によっては摩耗を考慮し、いずれかの表面にＤＬＣ(ダイアモンド ライク カーボン)コーティングなどを行う。
【０１２６】
また、この実施形態の場合、図１２から明らかなように、モータ１０の駆動のためのモータ信号線に関しても、特別な引き出し処理を必要としない。着脱を容易にするためのコネクタを適当な箇所に設けるだけで良い。
【０１２７】
ここで、上記実施形態による効果について纏めると、以下のようになる。
減速機構およびモータをドラム内に内包させて、モータ端部を本体側板、あるいはＡＩＯユニットを構成する側板に固定することが出来る。
通常装置の側板より外側に配置される減速機構や駆動源となるモータが、ほとんど全てモータ内部に内包されるので、ここに相当する部分の容積の装置小型化が図れる。
【０１２８】
感光体ドラムの外周面及びその延長上に不要な突起物が設定されないので、ドラム周辺に配置される各種の作像プロセス機構に不都合を与えない。
モータ駆動のための信号線の処理にも困難さを伴うことが一切ない。
【０１２９】
遊星歯車減速機構の出力軸にドラムを支持させた場合、ドラムに作用する現像やクリーニング等の撓み荷重をそのまま受けることになり、回転精度を劣化させるため良くないが、このとき、遊星歯車減速機構の出力軸回転精度が遊星歯車から伸びる出力軸を浮動支持すれば高精度回転が得られることは知見として与えられている。
【０１３０】
そこで、減速機構に設けた回転支持部を基準として回転させることにより、ドラムに撓み力が作用しても、回転時の同軸性(フレ精度)の確保が行うことが出来、かつ高精度な回転伝達も実現することが可能である。
【０１３１】
一般に、感光体ドラムは装置に対して、交換可能な様に設定される必要があるが、このとき装置に対して回転支持部の取り付け基準を設けることで、再現性のある交換が可能である。また精度劣化を起こすことがない。
感光体ドラム、減速機構、モータをＡＩＯに組み込んだ形態のもので交換される場合があるが、同様に再現性のある交換が可能である。
【０１３２】
また、感光体ドラムに駆動機構が内包された構造であっても、容易に感光体ドラムを装置に対して着脱することが可能である。
駆動モジュールと本体側板の連結に、高熱伝導部材を設けることにより、発熱源となるモータと、熱放射面積の大きな側板とを機械的に接続することが出来るため、大きな放熱効果可が得られる。この結果、ドラム内部における蓄熱をなくして、モータの熱特性、減速機構樹脂ギヤの熱膨張、耐久性等への影響による回転特性の劣化などの虞がなく、感光体上の光書込み特性や、現像特性への影響の虞もない。
【０１３３】
中間転写ベルト等の駆動ローラにおいても感光体ドラムの駆動と同様に駆動系の小型化に関する要求がある。すなわち、感光体ドラムの駆動系で省スペース化を図り、転写ベルト駆動系で省スペース化を図ることで装置の奥行き寸法が全体に短縮されることになる。しかし、特に転写ベルトのメンテナンスを行う場合は頻繁に装置に対して着脱を行うので、駆動系のギヤなど、精密部品の露出部分を一切なくして構成することは、信頼性の向上面でも効果が大きい。
【符号の説明】
【０１３４】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ  感光体ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ  帯電器
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ  除電ランプ
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ  クリーニング装置
５  無端ベルト状の中間転写ベルト
６Ｙ１、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋ  １次転写ローラ
７  ２次転写ローラ
８  定着ローラ対
１０  モータ
１１  モータ軸
１２  第１太陽球形承け部
３０  内歯歯車
３１  内歯ハウジング
３２  側板(装置側板又は本体側板)
３３  軸受け
３４  内歯歯車
３５  別の装置側板
４０  出力軸
５０  支持蓋
５１  浮動支持受け
５２  一方のエンドキャップ
５３  他方のエンドキャップ
５４  アーム
５５  クリック凸部
５６  回転止め
５７  回転止めガイド
６０  浮動支持受け
６１  玉軸受(ボールベアリング)
７０  太陽歯車
７１  第１太陽歯車
７２  第２太陽歯車
７３  第２太陽球形承け部
８０  遊星歯車
８１  第１遊星歯車
８２  第２遊星歯車
９０  キャリア
９１  モータ軸浮動支持受け
９２  第１キャリア
９３  第２キャリア
１００  キャリアピン
１０１  第１キャリアピン
１０２  第２キャリアピン
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１３５】
【特許文献１】特開２００４−２１９８３６号公報
【特許文献２】特開２００４−４６０２３号公報
【図１】
0005381818.tif 000002
【図２】
0005381818.tif 000003
【図３】
0005381818.tif 000004
【図４】
0005381818.tif 000005
【図５】
0005381818.tif 000006
【図６】
0005381818.tif 000007
【図７】
0005381818.tif 000008
【図８】
0005381818.tif 000009
【図９】
0005381818.tif 000010
【図１０】
0005381818.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0005381818.tif 000013
【図１３】
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【図１４】
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