(57)【要約】      （修正有）【課題】スプラインカップリングを使用しても、駆動伝達部におけるラジアル方向の力の発生による被駆動軸の変形が少ない駆動伝達装置を提供する。【解決手段】現像スリーブ５１１の現像スリーブ軸５１５の端部に設けられう内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０と、外歯ギヤ本体駆動カップリング５８０の駆動カップリング軸５８１の軸心ずれを吸収して駆動伝達かつ着脱を可能にする構成である。外歯ギヤ本体駆動カップリング５８０は駆動回転側と構成され、内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０は被駆動回転側と構成される。被駆動対象の現像スリーブ５１１をプロセスカートリッジ構成部材に位置決めする際の駆動伝達を行う側の支持は内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０の内歯ギヤであるギヤ部分の外側で行う。【選択図】図５
2014202973.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源と、
該駆動源によって駆動される駆動回転軸と、
構造体で両端を支持され、前記駆動回転軸による駆動対象となる被駆動回転軸と、
被駆動対象の構造体を位置決めするプロセスカートリッジ構造体と、
前記駆動回転軸と前記被駆動回転軸それぞれに設けた、外歯ギヤと内歯ギヤからなる一対のスプラインカップリングと、
を備え、
前記駆動回転軸と前記被駆動回転軸との軸心ずれを吸収して駆動伝達を可能としかつ着脱を可能としてなる駆動伝達装置において、
前記スプラインカップリングが、前記外歯ギヤを前記駆動回転軸の側に備え、
前記内歯ギヤを前記被駆動回転軸の側に備え、
前記被駆動対象となる構造体を前記プロセスカートリッジ構造体に位置決めする際の駆動伝達を行う側の支持を前記スプラインカップリングの前記内歯ギヤの外側で行う、
ことを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項２】
駆動源と、該駆動源によって駆動される駆動回転軸と、構造体で両端を支持されて前記駆動回転軸による駆動対象となる被駆動回転軸と、
を備え、
外歯ギヤと内歯ギヤからなる一対のスプラインカップリングが前記駆動回転軸と前記被駆動回転軸にそれぞれに配し、
前記駆動回転軸と前記被駆動回転軸との軸心ずれを吸収して駆動伝達を可能としかつ着脱を可能としてなる駆動伝達装置において、
前記スプラインカップリングの前記外歯ギヤが前記駆動回転軸側に配し、
前記スプラインカップリングの前記内歯ギヤが前記被駆動回転軸側に配し、
前記被駆動回転軸の駆動伝達を行う側と逆側の一端を前記構造体で支持し、駆動伝達を行う側の一端は前記スプラインカップリングの前記内歯ギヤのギヤ部の外側を前記構造体で支持してなる、
ことを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項３】
請求項２に記載の駆動伝達装置において、
前記スプラインカップリングの前記内歯ギヤの部分は、前記被駆動回転軸と一体で構成してなることを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項４】
請求項３に記載の駆動伝達装置において、
前記一体で構成した部分が金属製であることを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれかに記載の駆動伝達装置において、
前記スプラインカップリングの前記内歯ギヤのギヤ部分を摺動性樹脂で形成するとともに、該ギヤ部分でない部分とは別体で形成してなることを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれかに記載の駆動伝達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、駆動伝達装置、及びこれを用いた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、電子写真方式の画像形成装置（以下、電子写真装置と記載するでは、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラー画像形成が可能なものが多くなってきている。このようなカラー電子写真装置には、いわゆる１ドラム型のものとタンデム型のものとがある。いわゆる１ドラム型のものは、１つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する。タンデム型のものは、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する。
【０００３】
１ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者は感光体が１つであるから比較的小型化が可能で、コストも低減できる利点がある。ただし、１つの感光体を用いて複数回（通常４回画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するため、画像形成の高速化は困難であることが多い。後者は、複数の感光体を備えるため大型化しやすく、コスト高となる欠点はあるものの、画像形成の高速化が容易であるという利点がある。最近の市場では、フルカラー画像形成もモノクロ画像形成並みのスピード要求が望まれることから、タンデム型の電子写真装置が注目されてきている。
【０００４】
タンデム型の電子写真装置には、中間転写方式のものと、直接転写方式のものとがある。中間転写方式のものは、各感光体上の画像を１次転写装置によりいったん中間転写体に順次転写し、その後、中間転写体上の画像を２次転写装置によりシートに一括転写する。直接転写方式のものは、各感光体上の画像を転写装置によりシート搬送ベルトで搬送するシートに順次転写する。二次転写装置はローラ形状であるものが多いが、転写搬送ベルト状のものもある。
【０００５】
直接転写方式のものと中間転写方式のものとを比較すると、前者は搬送シートに対して直接各感光体から転写させるために搬送シートがシート搬送ベルト上で変動してしまうと各感光体にて書き込まれた画像がずれてしまう欠点がある。しかしながら中間転写体自体が存在しないので部品点数が少なくなり、コストメリットとなる長所がある。これに対し後者は、部品点数が多くなりコスト的には欠点となるが２次転写位置を比較的自由に設置することができ、また搬送するシートが変動してもシートに対して画像を転写する際は各感光体によって書かれた画像は既に合致しておりシートが変動しても画像がずれない長所がある。
【０００６】
近年では高画質化の要求から着脱を可能にしながら軸心ずれを許容し、かつ等速に駆動伝達できる等速ジョイントの採用が多くなり、これによって駆動分離伝達部の寄与による画像の劣化が低減できるようになってきた。特に外歯と内歯のギヤをかみ合わせるインボリュートスプラインカップリングが、安価な構成で等速伝達を実現する手段として用いられている。しかしながらギヤのかみ合いで駆動力を伝達する特性上、駆動側と被駆動側の軸心がずれた場合、回転軸と直交するギヤの圧力角の方向にラジアル力が発生する。そのため、被駆動体のトルクが上昇してくると被駆動軸を曲げる方向の力が大きくなり、曲げなどの変形が大きくなり、画像に影響することがある。
【０００７】
なお、特許文献１には、スプラインカップリングを画像形成装置の駆動伝達分離に用いる技術が記載されている。また特許文献２には、カップリング部で発生する回転軸直交の力を用いて、突き当て目的でユニットを押圧する技術が記載されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、スプラインカップリングを使用しても、駆動伝達部におけるラジアル方向の力の発生による被駆動軸の変形が少ない駆動伝達装置と、これを用い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】
本発明の駆動伝達装置は、駆動源と、該駆動源によって駆動される駆動回転軸と、構造体で両端を支持され、前記駆動回転軸による駆動対象となる被駆動回転軸と、被駆動対象の構造体を位置決めするプロセスカートリッジ構造体と、前記駆動回転軸と前記被駆動回転軸それぞれに設けた、外歯ギヤと内歯ギヤからなる一対のスプラインカップリングとを備え、前記駆動回転軸と前記被駆動回転軸との軸心ずれを吸収して駆動伝達を可能としかつ着脱を可能としてなる駆動伝達装置において、前記スプラインカップリングが、前記外歯ギヤを前記駆動回転軸側に備え、前記内歯ギヤを前記被駆動回転軸側に備え、前記被駆動対象となる構造体を前記プロセスカートリッジ構造体に位置決めする際の駆動伝達を行う側の支持を前記スプラインカップリングの前記内歯ギヤの外側で行うことを特徴とする。
【００１０】
また本発明の駆動伝達装置は、駆動源と、該駆動源によって駆動される駆動回転軸と、構造体で両端を支持されて前記駆動回転軸による駆動対象となる被駆動回転軸とを備え、外歯ギヤと内歯ギヤからなる一対のスプラインカップリングが前記駆動回転軸と前記被駆動回転軸にそれぞれに配し、前記駆動回転軸と前記被駆動回転軸との軸心ずれを吸収して駆動伝達を可能としかつ着脱を可能としてなる駆動伝達装置において、前記スプラインカップリングの前記外歯ギヤが前記駆動回転軸側に配し、前記スプラインカップリングの前記内歯ギヤが前記被駆動回転軸側に配し、前記被駆動回転軸の駆動伝達を行う側と逆側の一端を前記構造体で支持し、駆動伝達を行う側の一端は前記スプラインカップリングの前記内歯ギヤのギヤ部の外側を前記構造体で支持してなる構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によれば、駆動回転軸と被駆動回転軸の軸心ずれと、被駆動回転軸のトルクによって生じる回転軸に直交するラジアル力とを、プロセスカートリッジの構造体で直接受け止め得る。また、それにより被駆動回転軸の支持点とラジアル力の発生点が離れたことによる曲げモーメントの発生と、それに伴う被駆動回転軸の曲げ変形を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の実施対象となる中間転写タンデム型カラー画像形成装置の一例を示す概略断面図
【図２】本発明の実施対象となるタンデム型カラー画像形成装置の一例を示す概略断面図
【図３】図１の装置の中間転写ユニットの概略斜視図
【図４】現像装置、感光体ドラム、プロセスカートリッジ構造体の組み合わせを示す概略断面図
【図５】現像装置、感光体ドラム、プロセスカートリッジ構造体を組み合わせた状態を示す概略断面図
【図６】図５のように組み合わせた装置に感光体ドラムのドラム軸と、外歯ギヤ本体駆動カップリングを取り付けた状態を示す概略断面図
【図７】プロセスカートリッジの構造を示す概略側面断面図
【図８】同斜視図
【図９】駆動回転軸と被駆動回転軸の軸心ずれの一例を示す断面図
【図１０】従来公知の支持構造（Ａ）と本発明の実施形態２の支持構造（Ｂ）を比較して示す概略断面図
【図１１】本発明の他の実施形態（実施形態３）を示す概略断面図
【図１２】本発明の他の実施形態（実施形態４）を示す概略断面図
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下添付した図面を参照しつつカラー電子写真装置を例として、本発明に係る実施の形態を詳細に説明する。なお本発明は図示の駆動伝達装置、画像形成装置には限定されず、種々の駆動伝達を行う装置、画像形成を行う装置に適用可能である。
【００１４】
＜実施形態１＞
図１は本発明の実施対象となる中間転写タンデム型カラー画像形成装置の一例を示す概略図である。なお、図中に添字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋで示す符号は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）を示すものである。以下の説明では、特に必要が無ければこれら添字の記載を省略する。
【００１５】
図示しない書き込みユニットにより感光体ドラム１１０に描かれた潜像は現像装置２１０によって作像される。そして、中間転写ユニット４００でＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色あわせが行われる。その後、二次転写を行う現像装置５１０において、レジストローラ９０から搬送されてきた紙９９に転写され、定着ユニット７００において定着される。なお以下では、図１の装置構成に基づいて説明するが、図２に示すようなタイプのタンデム型カラー画像形成装置であっても本発明を実施可能である。図１の装置と共通する部分には共通する符号を付してある。なお図２の符号６００は中間転写ユニット（中間転写ベルト）を示す。
【００１６】
図３は中間転写ユニット４００の概略図である。図示の中間転写ユニット４００は、駆動ローラ４１０によって中間転写ベルト４５０を駆動させ、中間転写ベルト４５０の駆動ローラ４１０と従動ローラ４２０の間に挟まれた作像面４５１上には感光体ドラム１１０がＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順で並んでいる。なお、図示の実施形態では説明の便宜上４色の感光体ドラム１１０がある構成を記載したが、５色以上の感光体ドラム１１０を有する構成でもかまわない。図中ｍは駆動源であるモータを示す。
【００１７】
図４、図５に示すように、現像構造体５１２によって現像スリーブ５１１、具体的には現像スリーブ軸５１５が両端を支持され、現像装置５１０を構成している。なお現像構造体５１２は図示のようにフレーム体であり、図示の例では一体構造となっているが、複数の部材をはさみ合わせた構造の別体構成でも構わない。
【００１８】
現像装置５１０は、感光体ドラム１１０、プロセスカートリッジ構造体１０２、前後一対の現像ギャップ面板５５０とともにプロセスカートリッジの形態をとっており、組み合わされた状態で画像形成装置の装置本体に対して着脱可能になっている。なおプロセスカートリッジ構造体１０２は、図示のようにプロセスカートリッジフレームである。
【００１９】
現像スリーブ軸５１５は現像ギャップ面板５５０の現像スリーブ嵌合穴５５２に嵌合しており、現像ギャップ面板５５０と現像スリーブ軸５１５は相対的に位置決めされている。
【００２０】
図６に示すように構成されたプロセスカートリッジ１が、図示しない画像形成装置の装置本体に装着されると、感光体ドラム１１０がドラム軸１０１に対して位置決めされる。そして、ドラム軸１０１に対して現像ギャップ面板５５０の感光体ドラム軸嵌合穴５５１が嵌合し、位置決めされる。これによってドラム軸１０１を介して現像ギャップ面板５５０と感光体ドラム１１０が位置決めされる。また、現像ギャップ面板５５０によって感光体ドラム１１０と現像スリーブ軸５１５のピッチが固定される。この結果、各々の相対位置が安定することにより、画像濃度のムラが低減される。
【００２１】
現像スリーブ軸５１５と感光体ドラム１１０の相対関係以外の位置決め構成は図６に示すとおりである。すなわち、現像スリーブ軸５１５を主基準とする。また、現像装置５１０に設けられた対プロセスカートリッジ従基準ピン５１６が現像ギャップ面板５５０に設けられた現像従基準穴５５３と嵌合する部分を従基準とする。この主基準、従基準を利用して現像装置５１０はプロセスカートリッジに固定される。
【００２２】
また図７、図８に示すように、プロセスカートリッジ１は感光体ドラム１１０のドラム軸１０１を主基準とし、プロセスカートリッジ構造体１０２に設けられた従基準ピン１１１を従基準として画像形成装置の装置本体に装着される。
【００２３】
現像スリーブ軸５１５上には内歯ギヤが構成された内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０が設けられている。また内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０の外周には内歯ギヤ外周軸受５３０が圧入されている。そして、内歯ギヤ外周軸受５３０の外周部分と現像ギャップ面板５５０の現像スリーブ位置決め穴５５４が嵌合することにより、プロセスカートリッジに対して現像装置５１０が位置決め支持される。なお本実施形態では、内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０の外周に内歯ギヤ外周軸受５３０を圧入する構成としたが、現像ギャップ面板５５０側に軸受を圧入しても構わない。
【００２４】
＜実施形態２＞
ここで内歯ギヤと外歯ギヤを組み合わせてインボリュートスプラインカップリングの特性に関して説明する。
図９に示すように、内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０と外歯ギヤ本体駆動カップリング５８０は同歯数のギヤで構成され、互いにかみ合う歯が変化することなく噛み合っている。また転位を行うことで回転軸と直交する方向にガタを持たせることが可能である。この機能を用いて駆動回転軸と被駆動回転軸の軸心がずれていても回転ムラを抑制して駆動伝達を行うことができる。しかし、軸心ずれがある場合、ギヤの特性上常に圧力角の方向に力が発生する。これは被駆動側のトルクに比例して大きくなる力であり、トルクの重い箇所に関してはこの力による軸のたわみが問題となることがある。なお図中５８１は駆動カップリング軸である。
【００２５】
そこで図１０で示すように、内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０の外周部を支持する軸受を介して現像ギャップ面板５５０で支持している。このことで、内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０を外側に配置する場合に比べて現像スリーブ軸５１５に対する曲げモーメントの発生は抑えることを可能としている。そして、現像スリーブ軸５１５のたわみによる感光体ドラム１１０とのギャップ変動等が寄与する濃度変動を抑制可能としている。なお図１０は、従来公知の支持構造（Ａ）と本実施形態の支持構造（Ｂ）を比較して示す図である。
【００２６】
すなわち、軸心ずれと被駆動回転軸のトルクによって発生する回転軸に直交するラジアル力による被駆動回転軸の変形を防ぐためにスプラインカップリングを採用している。スプラインカップリングは、駆動回転軸であると被駆動回転軸の軸心ずれがあってもこれを吸収して等速回転を実現する。そして、ラジアル力が発生する外歯カップリングと内歯カップリングが噛み合う部分を現像構造体５１２で支持する構成としてある。現像構造体５１２は、被駆動対象のユニットをプロセスカートリッジに対して位置決めすることになる。そして、駆動回転軸と被駆動回転軸の軸心ずれ及び被駆動回転軸のトルクによって生じる回転軸に直交するラジアル力をプロセスカートリッジの構造体で直接受け止める。このことで、被駆動回転軸の支持点とラジアル力の発生点が離れたことによる曲げモーメントの発生及びそれに伴う被駆動回転軸の曲げ変形を抑制できる。
【００２７】
＜実施形態３＞
次に、より単純な構成の装置に関して説明する。
図１１に示す形態は、現像装置５１０が外歯ギヤ本体駆動カップリング５８０によって駆動される構成である。先の実施形態と同様に、現像装置５１０は現像スリーブ軸５１５と現像構造体５１２からなり、現像スリーブ軸５１５は現像構造体５１２によって両端を支持されている。この形態では、駆動伝達を受ける側の支持部である軸受が内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０によって支持され、駆動入力を受けても現像スリーブ軸５１５をたわませるモーメントは発生しない。これにより現像スリーブ軸５１５の動的なフレを低減することができる。
【００２８】
＜実施形態４＞
また図１２に示す形態は、
現像スリーブ軸５１５の駆動伝達を行う側と逆側の一端を現像構造体５１２で軸受を介して直接的に支持し、駆動伝達を行う側の一端は内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０のギヤ部分５２１で外歯ギヤ本体駆動カップリング５８０の外側を支持している。また内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０を現像スリーブ軸５１５と一体で形成している。一体の内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０と現像スリーブ軸５１５の素材は適宜の金属製とすることが好ましい。すると２部品の嵌め合いによる傾きやガタを低減でき、それに伴う現像スリーブ軸５１５の回転軸に対するフレを低減できる。同時に、現像スリーブ軸５１５と現像装置５１０内での現像スリーブ軸５１５の支持点である内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０の外周部分の同軸度を高めることができる。さらに、現像スリーブ軸５１５の幾何学的なフレ成分も低減できる。
【００２９】
なお内歯ギヤ現像ユニットカップリング５２０のギヤ部分５２１は摺動性の樹脂で形成することが好ましい。外歯ギヤ本体駆動カップリング５８０とは摺動性の高い樹脂部分がかみ合い、それによって金属がこすれることによる磨耗や騒音を抑制できるためである。
【００３０】
すなわちスプラインカップリング部のかみ合い部分となる内歯ギヤ部分だけ摺動性樹脂で形成することで被駆動軸に対する内歯ギヤスプラインカップリングの傾きや軸心ずれを低減したままスプラインカップリング部のかみ合いによる磨耗や音の発生を低減させる。
【００３１】
本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。
【符号の説明】
【００３２】
１        ：プロセスカートリッジ
９０      ：レジストローラ
９９      ：紙
１０１    ：ドラム軸
１０２    ：プロセスカートリッジ構造体
１１０    ：感光体ドラム
１１１    ：従基準ピン
２１０    ：現像装置
４００    ：中間転写ユニット
４１０    ：駆動ローラ
４２０    ：従動ローラ
４５０    ：中間転写ベルト
４５１    ：作像面
５１０    ：現像装置
５１１    ：現像スリーブ
５１２    ：現像構造体
５１５    ：現像スリーブ軸
５１６    ：対プロセスカートリッジ従基準ピン
５２０    ：内歯ギヤ現像ユニットカップリング
５２１    ：ギヤ部分
５３０    ：内歯ギヤ外周軸受
５５０    ：現像ギャップ面板
５５１    ：感光体ドラム軸嵌合穴
５５２    ：現像スリーブ嵌合穴
５５３    ：現像従基準穴
５５４    ：現像スリーブ位置決め穴
５８０    ：外歯ギヤ本体駆動カップリング
５８１    ：駆動カップリング軸
７００    ：定着ユニット
ｍ        ：モータ
【先行技術文献】
【特許文献】
【００３３】
【特許文献１】特開２００９‐０６９５５６号公報
【特許文献１】特許第４６３６０９７号公報
【図１】
2014202973.tif 000003
【図２】
2014202973.tif 000004
【図３】
2014202973.tif 000005
【図４】
2014202973.tif 000006
【図５】
2014202973.tif 000007
【図６】
2014202973.tif 000008
【図７】
2014202973.tif 000009
【図８】
2014202973.tif 000010
【図９】
2014202973.tif 000011
【図１０】
2014202973.tif 000012
【図１１】
2014202973.tif 000013
【図１２】
2014202973.tif 000014