(57)【要約】【課題】駆動伝達部材の変形を抑制すること。【解決手段】樹脂で成形されたギア歯を有するギア部と、樹脂で成形されたフランジ部と、を有する駆動伝達部材であって、前記フランジ部は、前記ギア歯からの駆動力を被駆動伝達部材に伝達する軸部と、前記軸部の外形よりも大きい外周に前記フランジ部に対して前記ギア部の回転を止めるための回転止め部と、を一体成形された形で備え、前記ギア部は、前記回転止め部を覆い、かつ前記軸部の軸線方向に見た場合に前記軸部と重ならない形状である。【選択図】    図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
樹脂で成形されたギア歯を有するギア部と、樹脂で成形されたフランジ部と、を有する駆動伝達部材であって、
前記フランジ部は、前記ギア歯からの駆動力を被駆動伝達部材に伝達する軸部と、前記軸部の外形よりも大きい外周に前記フランジ部に対して前記ギア部の回転を止めるための回転止め部と、を一体成形された形で備え、
前記ギア部は、前記回転止め部を覆い、かつ前記軸部の軸線方向に見た場合に前記軸部と重ならない形状であることを特徴とする駆動伝達部材。
【請求項２】
前記ギア部を構成する樹脂の線膨張係数は、前記フランジ部を構成する樹脂の線膨張係数より大きいことを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達部材。
【請求項３】
前記ギア部を構成する樹脂の線膨張係数は、７．０×１０−５（／℃）以上であることを特徴とする請求項２に記載の駆動伝達部材。
【請求項４】
前記ギア部を構成する樹脂の曲げ強度は、前記フランジ部を構成する樹脂の曲げ強度より小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の駆動伝達部材。
【請求項５】
前記ギア部を構成する樹脂の曲げ強度は、１００ＭＰａ以下であることを特徴とする請求項４に記載の駆動伝達部材。
【請求項６】
前記ギア部を構成する樹脂は、ＰＯＭであり、
前記フランジ部を構成する樹脂は、ＰＰＳであることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の駆動伝達部材。
【請求項７】
軸線方向に見た場合に、ギア部の外周で形成される円の第１半径は、ギア部の内周で形成される円の第２半径より１．３倍から１．５倍の範囲の長さになることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の駆動伝達部材。
【請求項８】
軸線方向に見た場合に、ギア部の外周で形成される円の第１半径からギア部の内周で形成される円の第２半径を引いた長さは、前記回転止め部の凸部の先端が回転した際の回転軌跡が形成する円の第３半径から前記回転止め部の凹部の底辺が回転した際の回転軌跡が形成する円の第４半径を引いた長さより長いことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の駆動伝達部材。
【請求項９】
前記軸部は、被駆動伝達部材と係合する凹部を有することを特徴とする請求項１乃至８のいずれか一項に記載の駆動伝達部材。
【請求項１０】
前記フランジ部は、前記駆動伝達部材の回転方向の位相を検出するための凹部を有することを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の駆動伝達部材。
【請求項１１】
請求項１０項に記載の駆動伝達部材と、
光を発光する発光部と、
前記光を受光する受光部と、を備え、
前記発光部から発光された光が前記凹部を通過して前記受光部で受光されることにより、前記駆動伝達部材の位相を決めることを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項１２】
請求項１乃至９のいずれか一項に記載の駆動伝達部材と、
前記駆動伝達部材の軸部を支持する軸受部材と、を有し、
前記駆動伝達部材は、前記軸部とともに回動するカラー部材を介して前記軸受部材に支持されていることを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項１３】
前記カラー部材は、円周方向の複数箇所に軸方向の長さが異なる突出部を有し、
前記カラー部材を取り付ける軸部は、前記突出部に対応する位置に、前記突出部のそれぞれの軸方向の長さに応じた放射状リブを有することを特徴とする請求項１２に記載の駆動伝達装置。
【請求項１４】
前記軸部は、像担持体に係合して前記ギア歯からの駆動力を前記像担持体に伝達することを特徴とする請求項１１乃至１３のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
【請求項１５】
前記軸部は、前記像担持体と係合するカップリングを備えていることを特徴とする請求項１４に記載の駆動伝達装置。
【請求項１６】
前記カップリングは、前記像担持体と係合する先端部に凹形状を有することを特徴とする請求項１５に記載の駆動伝達装置。
【請求項１７】
前記カップリングは、前記像担持体と係合する先端部に凸形状を有することを特徴とする請求項１５に記載の駆動伝達装置。
【請求項１８】
画像形成装置本体に対して着脱自在なユニットに係合して前記ユニットに対して駆動力を伝達する駆動伝達装置を有し、シートに画像を形成する画像形成装置において、
前記駆動伝達装置として、請求項１１乃至１７のいずれか一項に記載の駆動伝達装置を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１９】
前記ユニットは、像担持体とこれに作用するプロセス手段とを有するプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項１８に記載の画像形成装置。
【請求項２０】
樹脂で成形されたギア歯を有するギア部と、樹脂で成形されたフランジ部と、を有する駆動伝達部材であって、
前記フランジ部は、伝達された駆動力を前記ギア部に伝達する軸部と、前記軸部の外形よりも大きい外周に前記フランジ部に対して前記ギア部の回転を止めるための回転止め部と、を一体成形された形で備え、
前記ギア部は、前記回転止め部を覆い、かつ前記軸部の軸線方向に見た場合に前記軸部と重ならない形状であることを特徴とする駆動伝達部材。
【請求項２１】
請求項１乃至１０、２０のいずれか一項に記載の駆動伝達部材を備え、
前記被駆動伝達部材は、静電潜像にトナーを付着させトナー像が現像される感光ドラムである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、樹脂で成形された駆動伝達部材、これを備えた駆動伝達装置および前記駆動伝達装置を有する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置として、像担持体とこれに作用するプロセス手段（帯電手段、現像手段、クリーニング手段等）とを複数備え、各像担持体に当接可能な１つのベルトを有し、カラー画像を転写材に形成可能なインライン構成の画像形成装置がある。
【０００３】
画質の観点から、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの現像剤を安定して重ね合わせるため、転写材の搬送時の負荷変動や、現像剤の有無での負荷変動に対して、像担持体の回転ムラを低減する必要がある。そのため、ギア１歯ピッチの回転ムラを小さくする目的で、比較的直径の大きなギアや、自身の剛性の高いギアが広く採用されている。
【０００４】
特許文献１には、樹脂性ギアに金属製のギアをインサート成型する構成が提案されている。具体的には、略凹状の穴を持つギアに、別体のピニオンギアをインサート成形したものである。
【０００５】
特許文献２には、像担持体を駆動する回転伝達部材に駆動軸をインサートして一体成形した構成が提案されている。具体的には、駆動モータからの回転を受ける樹脂性のタイミングプーリもしくはギアに、金属製の駆動軸をインサート成形したものである。
【０００６】
特許文献３には、外周に歯形が形成され、軟質材料により環状に成形された歯車部と、中心に支軸が装着される孔部が形成され、硬質材料によりほぼ円板状に成形された軸受部とを同心状に一体にインサート成形した歯車が提案されている。この特許文献３に記載された歯車は、孔部に装着される支軸に駆動を伝達しない。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００８−２５６４３号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９６７１号公報
【特許文献３】特開平２−１４２９５９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
画像形成装置においては耐摩耗性の観点から、特にタイミングプーリやギアの材質として、ポリアセタール（ＰＯＭ）樹脂が広く使用されている。一方、駆動軸にはねじれ剛性を確保するため、鋼棒などの金属軸が用いられることが多い。また、駆動軸に、ポリエチレンテレフタラート（ＰＥＴ）樹脂、ポリブチレンテレフタレート樹脂（ＰＢＴ）、ポリフェニレンサルファイド（ＰＰＳ）樹脂などのエンジニアリングプラスチックが使用されることもある。
【０００９】
そして、これらを組み合わせて、駆動伝達部材を２色成形で製作する場合は、それらの線膨張係数の差から、成形時の樹脂温度から常温に低下して収縮する際に残留ひずみが生じてしまう。加えて、ポリアセタール樹脂は結晶性樹脂であるため、内部の結晶化が進む間過程でさらに収縮が進行する。
【００１０】
特許文献１では、ギアの金属軸に直交する方向の断面において、リム面がギアの歯幅方向の端にある構成となっている。このため、ギアが軸に対して相対的に収縮する場合、ギアの歯幅方向において、リム面がある部分とない部分での内部応力の差から残留ひずみが生じてしまう。そして、使用される環境によってはクリープ（現象）でギアが変形してしまい、最終的に像担持体の回転ムラにつながる可能性がある。
【００１１】
また、特許文献２では、金属製の駆動軸にローレット切りを行い、回転伝達部材であるタイミングプーリやギアの回転止めとしている。このため、回転半径の比較的小さい箇所で駆動力を伝達することになり、駆動伝達時には前記回転止め（駆動軸のローレット部）に大きな応力が作用してしまう。その結果、回転止めの変形や滑りが生ずる虞もあり、像担持体の回転ムラが大きくなり画質が低下する可能性がある。
【００１２】
本発明の目的は、駆動伝達部材の変形を抑制することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
上記目的を達成するため、本発明は、樹脂で成形されたギア歯を有するギア部と、樹脂で成形されたフランジ部と、を有する駆動伝達部材であって、前記フランジ部は、前記ギア歯からの駆動力を被駆動伝達部材に伝達する軸部と、前記軸部の外形よりも大きい外周に前記フランジ部に対して前記ギア部の回転を止めるための回転止め部と、を一体成形された形で備え、前記ギア部は、前記回転止め部を覆い、かつ前記軸部の軸線方向に見た場合に前記軸部と重ならない形状であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、駆動伝達部材の変形を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の画像形成装置の概略斜視図である。
【図２】実施例１の画像形成装置の概略断面図である。
【図３】実施例１のプロセスカートリッジの概略斜視図である。
【図４】実施例１の画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図５】（ａ）実施例１の駆動部の斜視図、（ｂ）カムギアとフォトインタラプタの関係を示す斜視図である。
【図６】実施例１の感光ドラム駆動列の斜視図である。
【図７】（ａ）実施例１のドラム駆動列の一部のギアに関する回転速度の概念図、（ｂ）ドラム駆動ギアの回転速度の概念図である。
【図８】実施例１の感光ドラム駆動列の平面図である。
【図９】（ａ）及び（ｂ）実施例１のドラム駆動ギアの斜視図、（ｃ）ドラム駆動ギアの軸部のみを示す斜視図である。
【図１０】（ａ）実施例１のドラム駆動ギアの軸方向に直交する方向の断面図、（ｂ）ドラム駆動ギアの軸方向の断面図、（ｃ）ドラム駆動ギアの部分断面の拡大図である。
【図１１】（ａ）実施例２の感光ドラム駆動列の斜視図、（ｂ）感光ドラム駆動列の平面図である。
【図１２】実施例２の感光ドラム駆動列に関する軸方向に直交する方向の部分断面図である。
【図１３】実施例２の画像形成装置の制御部の構成を示すブロック図である。
【図１４】（ａ）及び（ｂ）実施例２のドラム駆動ギアの斜視図である。
【図１５】（ａ）実施例２のドラム駆動ギアの軸方向に直交する方向の断面図、（ｂ）ドラム駆動ギアの部分断面の拡大図である。
【図１６】（ａ）実施例２のドラム駆動ギアの軸方向に直交する方向の断面図、（ｂ）ドラム駆動ギアの部分断面図、（ｃ）ドラム駆動ギアのギア部の変形に関する概念図である。
【図１７】（ａ）及び（ｂ）実施例２のドラム駆動ギアの斜視図、（ｃ）ドラム駆動ギアの軸方向に直交する方向の断面図である。
【図１８】実施例２の画像形成装置においてドラム駆動ギアの内部に作用する収縮力を概念的に示した拡大斜視図である。
【図１９】（ａ）〜（ｃ）実施例２のカラー部材を伴うドラム駆動ギアの斜視図である。
【図２０】（ａ）〜（e）ドラム駆動ギアの変形例に関する斜視図である。
【図２１】（ａ）〜（e）ドラム駆動ギアの変形例に関する斜視図である。
【図２２】（ａ）及び（ｂ）ドラム駆動ギアを軸線方向から見た平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明は、下記の実施例に限定されるべきものではない。
【００１７】
〔実施例１〕
以下、本実施例に係る駆動伝達装置を備えた画像形成装置について説明する。ここでは、画像形成装置として、ユニットとしてのプロセスカートリッジが着脱可能なプリンタを例示して説明する。
【００１８】
［画像形成装置全体構成］
図１は、画像形成装置（プリンタ１００）の斜視図である。図１（ａ）はプロセスカートリッジ７のアクセスドア１０１が閉塞状態の図であり、図１（ｂ）はアクセスドア１０１が開放状態の図である。アクセスドア１０１が開かれた時、プロセスカートリッジ７は装置正面方向に引き出すことが可能となる。図２は、画像形成装置（プリンタ１００）の概略断面図である。ここで、画像形成装置の前側を装置正面、装置前側とは反対側の画像形成装置の後側を装置背面とする。また、画像形成装置の上側を装置上方、装置上側とは反対側の画像形成装置の下側を装置下方とする。装置前後方向に直交する方向を装置上下方向とし、装置前後方向および装置上下方向と直交する方向を装置左右方向とする。なお、装置左右方向は、後述する４つのプロセスカートリッジの並び方向であり、中間転写ベルトの回転移動方向でもある。
【００１９】
図１（ａ）、図１（ｂ）及び図２に示すように、プリンタ１００の下部には、カセット１１が引き出し可能に収納されている。カセット１１にそれぞれ転写材（例えば、記録用紙、プラスチックシート、布など）Ｓを積載収容し転写材Ｓを１枚毎に分離し、給送するようになっている。プリンタ１００は、一列に並設してなる画像形成手段として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎に対応するプロセスカートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ（プロセスカートリッジ７）を着脱自在に備えている。プロセスカートリッジ７には、像担持体である感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ（感光ドラム１）、感光ドラムに作用するプロセス手段が配置されている。ここでは、プロセス手段として、感光ドラム１の表面を均一にマイナス帯電する帯電装置（帯電手段）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄが配置されている。またプロセス手段として、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像ユニット（現像手段）４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄが配置されている。またプロセス手段として、感光ドラム１に残っている残留トナーを除去するクリーニングブレード（クリーニング手段）８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄが配置されている。プロセスカートリッジ７は、クリーナユニット５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）と、現像ユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）とからなる。クリーナユニット５は、感光ドラム１、帯電装置２、クリーニングブレード８、および前記クリーニングブレード８により除去されたトナーを収容するトナー容器を有する。現像ユニット４は、現像ローラ２４ａ，２４ｂ，２４ｃ，２４ｄと現像剤塗布ローラ２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄを回転可能に支持している。
【００２０】
図３は、プロセスカートリッジ７の斜視図である。現像ユニット４の装置下方には略Ｌ型のリブ４ｅが、正面側には把手部７ｅが設けられている。後述する駆動部５００（図５参照）から駆動伝達される現像当接離間機構により、リブ４ｅに図２に示す移動部材３１（３１ａ，３１ｂ，３１ｃ，３１ｄ）が作用する。現像ユニット４は、クリーナユニット５に対して、装置前後方向に設けられたピン２７を回転中心に揺動可能であり、図２に示す現像ローラ２４は感光ドラム１に対して当接離間可能（当接位置と離間位置との間を移動可能）な構成になっている。この構成により、感光ドラム１に形成された静電潜像にトナーを付着させ現像するタイミングに合わせて、現像ローラ２４を感光ドラム１に当接させている。それ以外の期間ではなるべく感光ドラム１から現像ローラ２４を離間させておき、現像ローラ２４や感光ドラム１の寿命を向上させている。プロセスカートリッジ７の下方には画像情報に基づいてレーザービームを照射して感光ドラム１上に静電潜像を形成するスキャナユニット３が、プロセスカートリッジ７の上方には中間転写ユニット１２が設けられている。
【００２１】
中間転写ユニット１２は、一次転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、無端円筒状の中間転写ベルト１２ｅ、駆動ローラ１２ｆ、テンションローラ１２ｇ、中間転写ベルト１２ｅ上のトナーを除去するクリーニング装置２２を備える。クリーニング装置２２は、中間転写ベルト１２ｅの移動方向（図２の矢印Ｆ方向）に関して、感光ドラム１ａと一次転写ローラ１２ａとで形成される一次転写部よりも上流に配置されている。且つクリーニング装置２２は、駆動ローラ１２ｆと二次転写ローラ１６とで形成される二次転写部１５よりも下流に配置されている。さらに、クリーニング装置２２はテンションローラ１２ｇの軸で位置決めされ保持されている。したがって、クリーニング装置２２はテンションローラ１２ｇの位置変動に追従する構成になっている。また、中間転写ベルト１２ｅとクリーニング装置２２は消耗品であるため、クリーニング装置２２と一体となった中間転写ユニット１２は画像形成装置本体に着脱可能となっている。また、クリーニング装置２２で回収された中間転写ベルト１２ｅ上の残留トナーはプリンタ１００内に配置されたトナー回収容器２６に蓄積される。
【００２２】
駆動ローラ１２ｆがモータ（不図示）などの駆動源により回転駆動することで、中間転写ベルト１２ｅは、図２の矢印Ｆ方向に所定の速度で回転する。一次転写は、一次転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄにプラスのバイアス電圧を印加して、マイナス帯電された感光ドラム１表面との電位差を利用することで中間転写ベルト１２ｅ上へのトナー転写（一次転写）を行っている。一次転写ローラ１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄと感光ドラム１とでそれぞれ形成される一次転写部で感光ドラム１のトナー像が重ねて一次転写される。中間転写ベルト１２ｅ上に転写されたトナー像は、駆動ローラ１２ｆと二次転写ローラ１６とで形成される二次転写部１５で転写材Ｓに一括して転写される。その後、転写画像の定着を行う定着装置１４を転写材Ｓが通過し、排出ローラ対２０に搬送され転写材積載部に排出される。
【００２３】
ここで、給送装置１３は、転写材Ｓを収納した給送カセット１１内から転写材Ｓを給送する給送ローラ９と、給送された転写材Ｓを搬送する搬送ローラ対１０とを有している。給送カセット１１に収納された転写材Ｓは、給送ローラ９に圧接され、分離パッド２３によって一枚ずつ分離され（摩擦片分離方式）搬送される。
【００２４】
そして、給送装置１３から搬送された転写材Ｓはレジストローラ対１７によって二次転写部１５に搬送される。定着装置１４は、転写材Ｓ上に形成した画像に熱及び圧力を加えて定着させるものである。１４ａは円筒状の定着ベルトであり、ヒータ等の発熱手段を接着したベルトガイド部材１４ｃにガイドされている。１４ｂは弾性加圧ローラであり、定着ベルト１４ａを挟みベルトガイド部材１４ｃと所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Ｎを形成している。
【００２５】
また、プリンタ１００は、プリンタ１００による画像形成動作を制御する制御部２００を有する。
【００２６】
［制御部］
次に、制御部２００について説明する。図４は、画像形成装置の制御部２００の構成を示すブロック図である。
【００２７】
プリンタ１００には装置の制御を行うための電気回路が搭載された制御部２００があり、制御部２００にはＣＰＵ４０が搭載されている。ＣＰＵ４０は、プロセスカートリッジ７等の駆動源の制御を行う駆動制御部５０、画像形成に関する制御を行う高圧制御部４１、及び、現像ローラ２４の当接離間を制御する当接離間制御部４５等を備えている。ＣＰＵ４０は、転写材Ｓの搬送や、画像形成装置の動作を一括して制御している。駆動制御部５０は、画像形成時の駆動制御として、感光ドラム駆動部５１、中間転写ベルト駆動部５２、一次転写機構駆動部５３を制御している。高圧制御部４１は、画像形成に必要な電圧を生成する帯電バイアス生成部４２、現像バイアス生成部４３、転写バイアス生成部４４を制御する。また、制御部２００は、後述する現像当接離間機構の当接離間モータ９０（図５参照）等の駆動を制御するモータドライブＩＣ４７を備える。そしてＣＰＵ４０がモータドライブＩＣ４７へパルス信号（ここでは、励磁方式を２相励磁としている）を送信することにより、当接離間モータ９０の励磁切り替えを行う。パルス信号を受信したモータドライブＩＣ４７は、パルス信号に対応して当接離間モータ９０のコイルに流れる電流の方向を制御しており、その際に当接離間モータ９０内の界磁極が反転してロータマグネットが回転する仕組みになっている。なお、当接離間モータ９０の回転速度は、ＣＰＵ４０から送られるパルス信号の周波数（以下、駆動周波数と定義する）に依存しており、駆動周波数が高い程、当接離間モータ９０内における界磁極の反転周期が短くなり当接離間モータ９０の回転速度も速くなる。
【００２８】
当接離間のタイミング等を制御する当接離間制御部４５は当接離間モータ９０を駆動するためパルス生成部４６を制御し、パルス生成部４６で生成したパルス信号はモータ駆動部（モータドライブＩＣ）４７へ送られる。また、後述する位置検知センサであるフォトインタラプタ４９の信号は、駆動タイミング制御部４８に送られ、当接離間制御に用いられる。
【００２９】
次に駆動部５００について説明する。まず、図５（ａ）及び図５（ｂ）を用いて、現像ローラ２４と感光ドラム１の当接と離間を切り替える機構について説明する。
【００３０】
［現像当接離間機構］
図５（ａ）は現像当接離間機構を含む駆動部５００の全体の斜視図である。図５（ｂ）は現像当接離間機構の駆動部のフォトインタラプタ４９周辺の部分的な斜視図である。感光ドラム１に対する現像ローラ２４の位置（当接位置、離間位置）を切り替えるための駆動源である当接離間モータ９０はステッピングモータを使用している。当接離間モータ９０は、ギア９１，９２を介して駆動切り替えシャフト９５と接続されている。駆動切り替えシャフト９５には各色のカムギア９４（９４ａ〜９４ｄ）を駆動するためのウォームギア９３（９３ａ〜９３ｄ）が設けられている。当接離間モータ９０の回転により駆動切り替えシャフト９５を回転させることで、カムギア９４を回転させ４つのカム８０（８０ａ〜８０ｄ）の回転位相を変化させる。カム８０は、不図示のリンク機構を介して、移動部材３１（図２参照）を装置左右方向に移動させる。これにより、現像ユニット４及び現像ローラ２４の位置を規制可能で、現像ユニット４のリブ４ｅを押圧することで、感光ドラム１と現像ローラ２４の当接と離間を切り替える。
【００３１】
このように、現像ローラ２４を感光ドラム１に対して移動させるための移動部材であるシャフト９５及び４つのカム８０を、１つの当接離間モータ９０により回転駆動させ、現像ローラ２４の感光ドラム１に対する位置（当接位置、離間位置）を変更可能となる。
【００３２】
図３（ａ）、図３（ｂ）に示すように、現像ユニット４は、現像ローラ２４を回転可能に支持しつつ、揺動中心のピン２７を中心に回動可能で、感光ドラム１に当接する方向に付勢手段で付勢される。
【００３３】
［プロセスカートジッジ駆動列］
引き続き、図５（ａ）、図５（ｂ）及び図６を用いて、駆動部５００の内、プロセスカートリッジ７を駆動する駆動伝達装置の構成について説明する。
【００３４】
図５（ａ）に示す駆動部５００において、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色毎に対応するドラム駆動ギア５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄ及び、現像駆動ギア５０３ａ，５０３ｂ，５０３ｃ，５０３ｄがある。現像駆動ギア５０３ａ〜５０３ｄは、現像ユニット４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄを駆動するための駆動ギアである。駆動伝達部材としてのドラム駆動ギア５０１ａ〜５０１ｄは、クリーナユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを駆動するための駆動ギアである。ドラム駆動ギア５０１（５０１ａ〜５０１ｄ）は、装置前側に凹部である略三角かつ凹形状のカップリング部５０１ｅを有する。カップリング部５０１ｅは、図３（ｂ）に示す被駆動伝達部材である感光ドラムのカップリング５ｅの凸形状と係合する。このように係合することで、ドラム駆動ギアの駆動が伝達されて、図５（ａ）中に実線で示す矢印Ｇ方向に感光ドラム１を駆動する。同様に、現像駆動ギア５０３（５０３ａ〜５０３ｄ）は、現像カップリング５０２（５０２ａ〜５０２ｄ）を介して、図３（ｂ）に示す現像ユニット４側のカップリング４ｆに駆動入力する。現像カップリング５０２とカップリング４ｆは感光ドラム側と同様に略三角形状のカップリングで係合し、図５（ａ）中に実線で示す矢印Ｈ方向に現像ローラ２４を駆動する。
【００３５】
図６は説明のため、感光ドラム１を駆動する駆動源であるモータ５０７から、駆動出力側となるドラム駆動ギア５０１までの駆動列（駆動伝達装置）のみを示した斜視図である。モータ５０７はピニオンギア５０７ａを持ち、ピニオンギア５０７ａはモータ５０７の軸に対して固定されている。ピニオンギア５０７ａは段ギア５０６の大ギア５０６ａと噛み合っている。段ギア５０６の小ギア５０６ｂはアイドラギア５０５ａ及びアイドラギア５０５ｂと噛み合っている。駆動伝達部材としてのドラム駆動ギア５０１ａ及びドラム駆動ギア５０１ｂに対しては、アイドラギア５０５ａから駆動伝達している。一方、駆動伝達部材としてのドラム駆動ギア５０１ｃ及びドラム駆動ギア５０１ｄはアイドラギア５０５ｂから、アイドラギア５０５ｃ及びアイドラギア５０５ｄを介して駆動伝達している。このようにして、それぞれの駆動ギア（駆動伝達部材）は、モータ５０７からの駆動力を受けて、図６中の実線で示す矢印の方向に回転される。
【００３６】
［感光ドラム駆動列のギア位相決め］
図７及び図８を用いて、感光ドラム駆動列のギアの位相決めについて説明する。図７（ａ）はピニオンギア５０７ａ〜アイドラギア５０５についてのギア回転速度の概念図である。図７（ｂ）はドラム駆動ギア５０１のギア回転速度の概念図である。
【００３７】
ギアの回転速度変動は一般に略正弦波となることが知られている。例えば、ピニオンギア５０７ａからアイドラギア５０５ａまでの各ギアの回転速度変動に関し、縦軸にギアの回転速度、横軸にギアの回転角度をとり、回転速度変動をグラフ化したものが図７（ａ）である。上述したような各噛み合いギアの歯数を自然数比とすることで、アイドラギア５０５ａの１回転（図７中実線）の間に、ピニオンギア５０７ａは８回転（図７中破線）し、段ギア５０６は２回転（図７中一点鎖線）する。このようなギア比とすることで、アイドラギア５０５ａの１回転周期で、駆動列上流からのギアの回転速度の合成速度も同じ周期で１つの正弦波となるようにしている。なお、ピニオンギア５０７ａからドラム駆動ギア５０１ｃ，５０１ｄに対しても、アイドラギア５０５ｂのほかに、アイドラギア５０５ｃ，５０５ｄが加わるものの、同じ効果となるようなギア比としている。
【００３８】
図７（ｂ）の実線部は、図７（ａ）と同様に、ドラム駆動ギア５０１ｄの１回転での速度変動を模式的に示している。例えば、図７（ｂ）の二点鎖線部をドラム駆動ギア５０１ａの速度変動としたときに、ブラック（Ｋ）とイエロー（Ｙ）の感光ドラム１の周速差が生まれる。そのため、結果として、グラフのδに相当する分だけ、画像上のブラック（Ｋ）とイエロー（Ｙ）の色間での位置ズレが発生してしまう。マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなるフルカラー画像の中での位置ズレを最小限にするためには、以下のことが重要となる。すなわち、ドラム駆動ギア５０１ａ〜５０１ｄのギア回転速度変動のプロファイルを揃えること、感光ドラム１が転写ベルト１２ｅ上に一次転写する時のドラム駆動ギア５０１の周速を各色で同じにすることが重要となる。
【００３９】
図８を用いて、本実施例と図７（ｂ）と関係を説明する。図８は図６の感光ドラム駆動列を平面図で示したものである。
【００４０】
ドラム駆動ギア５０１ａ〜５０１ｄは、樹脂で成形されたギア歯を有するギア部と、前記ギア部とは線膨張係数が異なる材質から構成された樹脂で成形されたフランジ部が、１つの金型で回転方向に一義でかつ、一体的に成形されている。すなわち、各駆動ギアは、１つの金型にフランジ部をインサートして、そこにギア部を一体的に成形するが、この成形の際に駆動ギア毎に前記１つの金型をギアの回転方向において同じ位置にした状態で成形をしている。そのため、ドラム駆動ギア５０１ａ〜５０１ｄのギア回転速度変動のプロファイルは同じものとなる。
【００４１】
各ドラム駆動ギア５０１（５０１ａ〜５０１ｄ）には、ドラム駆動ギアの回転方向の位相を決めるための位相決め部（回転位相指示形状）としての穴５０１ｆ（５０１ｆａ〜５０１ｆｄ）が設けられている。なお、後述するが、位相決め部としての穴５０１ｆａ〜５０１ｆｄは、各ドラム駆動ギアの軸部を一体成形された形で備えたフランジ部に設けられている。
【００４２】
図８中のステーション間の距離Ｌは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各ステーション間で同じであり、本実施例では９６ｍｍに設定されている。感光ドラム１の直径Ｄは３０ｍｍとなっており、ドラム駆動ギア５０１、１回転では、感光ドラム１はＤ×π≒９４．２ｍｍ分回転する。
【００４３】
ここで、説明のため、ブラック（Ｋ）に対応するドラム駆動ギア５０１ｄは、駆動上流のアイドラギア５０５ｄと点ｘで噛み合う。また、ドラム駆動ギア５０１ｄの中心と位相決め用の穴５０１ｆｄとを結ぶ線と、ドラム駆動ギア５０１ｄの中心とアイドラギア５０５ｄの中心とを結ぶ線とのなす角をθとする。同様に、ドラム駆動ギア５０１ｃの位相決め用の穴５０１ｆｂ及び、アイドラギア５０５ｄとの噛み合い点ｗと、ドラム駆動ギア５０１ｃの中心とのなす角（以降、噛み合い位相角と称す）をθ−αとする。同様に、ドラム駆動ギア５０１ｂに対する前記噛み合い位相角をθ−２α、ドラム駆動ギア５０１ａに対する前記噛み合い位相角をθ−３αとする。この角度αを６．９［°］≒（９６−９４．２）［ｍｍ］／９４．２［ｍｍ］×３６０［°］と設定することにより、感光ドラム１が転写ベルト１２ｅ上に一次転写する時のドラム駆動ギア５０１の周速を各色で同じにすることができる。駆動部５００を組み立てる際は、不図示の組み立て用治具において、所望の噛み合い位相角となるようにピンを配置し、図８に示すように各ドラム駆動ギア５０１の穴５０１ｆに嵌合させることで、ドラム駆動ギア５０１の位相組を可能としている。
【００４４】
［ドラム駆動ギアの構成について］
図９及び図１０を用いて、本実施例のドラム駆動ギア５０１について説明する。図９（ａ）及び図９（ｂ）はドラム駆動ギア５０１の斜視図である。図９（ｃ）はギア部５０１ｇを除去した、軸部５０１ｊのみの斜視図である。
【００４５】
図９及び図１０に示すように、駆動伝達部材としてのドラム駆動ギア５０１は、樹脂で成形されたギア歯５０１ｇ１を有するギア部５０１ｇと、樹脂で成形されたフランジ部５０１ｈと、を有する。フランジ部５０１ｈは、軸部５０１ｊと、回転止め５０１ｍと、を一体成形される形で備える。ギア部５０１ｇは、モータからの駆動力が入力される。軸部５０１ｊは、被駆動伝達部材である感光ドラムに係合してギア部５０１に入力された駆動力を感光ドラムに伝達する。軸部５０１ｊは、ギア歯５０１ｇ１からの駆動力を被駆動伝達部材である感光ドラムのカップリング５ｅ（図３（ｂ）参照）に伝達する。回転止め５０１ｍは、前記軸部５０１ｊの外形よりも大きい外周に前記フランジ部５０１ｈに対して前記ギア部５０１ｇの回転を止めるための回転止め部である。前記ギア部５０１ｇは、前記回転止め５０１ｍを覆い、かつ前記軸部５０１ｊの軸線方向に見た場合に前記軸部５０１ｊと重ならない形状である。
【００４６】
前記ドラム駆動ギア５０１のギア部５０１ｇを構成する樹脂の線膨張係数は、前記ドラム駆動ギア５０１のフランジ部５０１ｈを構成する樹脂の線膨張係数より大きい。具体的には、前記ギア部５０１ｇを構成する樹脂の線膨張係数は、７．０×１０−５（／℃）以上である。また、前記ドラム駆動ギア５０１のギア部５０１ｇを構成する樹脂の曲げ強度は、前記ドラム駆動ギア５０１のフランジ部５０１ｈを構成する樹脂の曲げ強度より小さい。具体的には、前記ギア部５０１ｇを構成する樹脂の曲げ強度は、１００ＭＰａ以下である。また、ドラム駆動ギア５０１のフランジ部５０１ｈを構成する樹脂は、感光ドラム１を精度良く回転させる目的から、ねじれ剛性を高めるため、ＰＰＳ（ポリフェニレンサルファイド）樹脂を採用している。一方、ドラム駆動ギア５０１のギア部５０１ｇを構成する樹脂は、歯面の摺動性を良好にする目的から、ＰＯＭ（ポリアセタール）樹脂を使用している。ドラム駆動ギア５０１の周速変動を小さく抑える必要から、ギア部５０１ｇと、フランジ部５０１ｈに一体成形された軸部５０１ｊの芯ずれ量を最小にするため、ドラム駆動ギア５０１は一体的にインサート成形で製作される。ドラム駆動ギア５０１のウェブ面にあたる、軸部５０１ｊが一体成形されたフランジ部５０１ｈには、ギア部５０１ｇに対する波状の回転止め５０１ｍが形成されている。
【００４７】
また前述したように、前記ギア部５０１ｇは、前記回転止め５０１ｍを覆う形状である。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）を用いて説明する。図２２（ａ）はドラム駆動ギア５０１を軸線方向から見た平面図、図２２（ｂ）はフランジ部５０１ｈを軸線方向から見た平面図である。
【００４８】
図２２（ａ）において、符号ｒ１は、ギア部５０１ｇの外周で形成される円の第１半径である。符号ｒ２は、ギア部５０１ｇの内周で形成される円の第２半径である。軸線方向に見た場合に、ギア部５０１ｇの第１半径ｒ１は、ギア部５０１ｇの第２半径ｒ２より１．３倍から１．５倍の範囲の長さになる。ここでは、ギア部５０１ｇの外周の直径をΦ７９．３、ギア部５０１ｇの内周の直径をΦ５５．８に設定し、第１半径ｒ１は第２半径ｒ２より１．４２倍長い設定になっている。
【００４９】
また、図２２（ｂ）において、符号ｒ３は、回転止め５０１ｍの凸部５０１ｍ１の先端が回転した際の回転軌跡が形成する円の第３半径である。符号ｒ４は、回転止め５０１ｍの凹部５０１ｍ２の底辺が回転した際の回転軌跡が形成する円の第４半径である。図２２（ａ）及び図２２（ｂ）に示すように、軸線方向に見た場合に、ギア部５０１ｇの第１半径ｒ１からギア部５０１ｇの第２半径ｒ２を引いた長さは、回転止め５０１ｍの第３半径ｒ３から回転止め５０１ｍの第４半径ｒ４を引いた長さより長い。ここでは、回転止め５０１ｍの凸部５０１ｍ１の先端の回転軌跡が形成する円の直径をΦ６６．０、回転止め５０１ｍの凹部５０１ｍ２の底辺の回転軌跡が形成する円の直径をΦ６２．８に設定している。
【００５０】
これらからも分かるように、回転止め部に関連する円の最大半径である第３半径と最小半径である第４半径とは、ギア部に関連する最大半径である第１半径よりも短く、ギア部に関連する最小半径である第２半径よりも長く設定している。このように設計することで、ギア部が回転止め部を覆う形状になる。
【００５１】
図１０（ａ）はドラム駆動ギア５０１の断面図である。図１０（ｂ）は図１０（ａ）のギア歯幅中心を断面とした断面図である。図１０（ｃ）は図１０（ａ）中の破線枠部内の拡大図である。
【００５２】
図１０（ａ）に示すように、ドラム駆動ギア５０１の軸部５０１ｊにおいて、装置後方の軸端部５０１ｋは、駆動部５００のフレームに設けられた不図示の軸受（軸受部材）により回動可能に軸支されている。軸部５０１ｊにおいて、軸端部５０１ｋの対向側のカップリング部５０１ｅの中央部には、ボス部５０１ｎがあり、図３（ｂ）のカップリング５ｅの中央部の穴と嵌合する形で、軸支される。軸部５０１ｊにおいて、フランジ部５０１ｈより外径が小さく、前記軸端部５０１ｋ及びボス部５０１ｎが設けられた部位が軸支部である。軸部５０１ｊは、軸支部の外径よりも大きい外径を有するフランジ部５０１ｈに一体成形された形で備えられている。前記フランジ部５０１ｈの外周部には、前記ギア部５０１ｇに対する、前記ギア部５０１ｇの最小内径より大きい外径の回転止め５０１ｍが形成されている。回転止め５０１ｍは、ドラム駆動ギア５０１の回転負荷トルクに起因する、回転止め部に作用する応力を小さくすることを目的として、軸部５０１ｊの軸支部の外形よりも大きい外形を有するフランジ部５０１ｈの外周に配置されている。また、回転止め５０１ｍは、フランジ部５０１ｈの円周方向に同一形状が繰り返される形で複数設けられている。ここでは、図１０（ｂ）に示すように、１つあたり回転方向に１２°の波形形状（凹凸形状）が繰り返される形で３０個形成されている。前記軸部５０１ｊと前記回転止め５０１ｍを一体成形された形で備えた前記フランジ部５０１ｈに、前記ギア部５０１ｇを一体に成形することで、ドラム駆動ギア５０１が形成されている。
【００５３】
さらに、前記軸部５０１ｊの軸方向に直交する方向の断面（図１０（ｃ））において、前記ギア部５０１ｇは、前記フランジ部５０１ｈを中心にして軸方向に対称に設けられている。以下、ドラム駆動ギアの変形抑制について説明する。
【００５４】
［ドラム駆動ギアの変形抑制について］
上述したように、ギア部５０１ｇはＰＯＭ樹脂でできているため、（ｉ）射出成型時に溶融した樹脂から常温に低下する時及び、（ｉｉ）結晶性樹脂であるＰＯＭ樹脂の結晶化が進む過程で、後収縮する特徴を持つ。また特に、ギア部５０１ｇを構成するＰＯＭ樹脂の線膨張率が１０［×１０−５／℃］程度、フランジ部５０１ｈを構成するＰＰＳ樹脂の５［×１０−５／℃］程度である。上記（ｉ）の時と、（ｉｉｉ）常温から低温環境に遷移した時には、線膨張率の差に起因してフランジ部５０１ｈをギア部５０１ｇが軸心側に締め付けるように収縮する。
【００５５】
図１０（ｃ）に、その収縮時の内部に作用する力を模式的に示した。実線矢印はＰＯＭ樹脂部分（ギア部）が収縮するときに作用する力を、破線矢印ＫはＰＯＭ樹脂の収縮に対して、ＰＰＳ樹脂部分（フランジ部）から作用する反力を示している。ギア部５０１ｇからリム面、そしてウェブ面と収縮力が作用していき、その収縮力は回転止め５０１ｍを境に矢印Ｊ及びＪ'の左右対称に分岐していく。回転止め５０１ｍの稜線にはＲ部が設けられており、収縮力の分岐時にギア部５０１ｇの内部に応力集中源が生じるのを防止している。また、前述したように、回転止め５０１ｍはフランジ部５０１ｈの円周方向に同一形状（ここでは凹凸形状）を繰り返すような形状として、複数設けられている。さらに、位相決め穴５０１ｆをギア部５０１ｇではなく、フランジ部５０１ｈ側に形成している。これにより、円周方向のどの位相においてもギア中心に向かう収縮力が均一となるようにしている。このような形状とすることで、収縮時にギア部５０１ｇがウェブ面に対して傾いたり、円周方向に不均一に変形することを防止できる。
【００５６】
その結果、高いねじれ剛性とギアの摺動性を確保し、線膨張率の異なるインサート成形のギアにおいて、収縮時の変形や滑りなどを抑制することができ、画質と耐久性を良好に保てる。
【００５７】
〔実施例２〕
次に実施例２について説明する。なお、画像形成装置の全体構成及び現像当接離間機構は、実施例１と同様であるので、同様の符号を付して説明は省略する。実施例１はプロセスカートリッジ７に対して、１つのモータで４つの感光ドラムを駆動する構成であった。これに対して本実施例では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）の感光ドラム１ａ〜１ｃを１つのモータ５０７で駆動し、ブラック（Ｋ）の感光ドラム１ｄを別のモータ５０８で駆動する。そして、ドラム駆動ギアの位相を検知する位相検知手段としてのフォトインタラプタ５４及びフォトインタラプタ５５を用いて、ドラム駆動ギア５０１ａ〜５０１ｄの位相合わせを行うものである。
【００５８】
［感光ドラム駆動構成］
図１１〜図１３を用いて、本実施例のプロセスカートリッジ７を駆動する構成について説明する。
【００５９】
図１１（ａ）は、図６と同様に、感光ドラム１を駆動する駆動源であるモータ５０７及びモータ５０８から、駆動出力側となるドラム駆動ギア５０１（５０１ａ〜５０１ｄ）までの駆動列のみを示した斜視図である。モータ５０７はピニオンギア５０７ａを持ち、モータ５０８はピニオンギア５０８ａを持ち、各モータの軸に対して固定されている。ピニオンギア５０７ａは段ギア５０９の大ギア５０９ａ及びアイドラギア５１０ａと噛み合っている。ピニオンギア５０８ａは段ギア５１２の大ギア５１２ａと噛み合っている。段ギア５０９の小ギア５０９ｂはドラム駆動ギア５０１ｂ及びドラム駆動ギア５０１ｃと噛み合っている。段ギア５１２の小ギア５１２ｂはドラム駆動ギア５０１ｄと噛み合っている。アイドラギア５１０ａはアイドラギア５１０ｂと噛み合い、アイドラギア５１０ｂは段ギア５１１の大ギア５１１ａと噛み合っている。段ギア５１１の小ギア５１１ｂはドラム駆動ギア５０１ａと噛み合っている。
【００６０】
ドラム駆動ギア５０１ａはピニオンギア５０７ａからアイドラギア５１０ａ，５１０ｂ、段ギア５１１を経由して駆動される。ドラム駆動ギア５０１ｂ及びドラム駆動ギア５０１ｃはピニオンギア５０７ａから段ギア５０９を経由して駆動される。ドラム駆動ギア５０１ｄはピニオンギア５０８ａから段ギア５１２を経由して駆動される。このようにして、それぞれの駆動ギアは、モータ５０７及びモータ５０８からの駆動力を受けて、図１１（ｂ）中の実線矢印の方向に回転する。図１１（ｂ）は図８と同様に感光ドラム駆動列を示した平面図である。図７を用いて説明した噛み合い位相角となるように、ドラム駆動ギア５０１ａ〜５０１ｃは実施例１と同様にドラム駆動ギア５０１の位相組で所望の噛み合い位相角になるように位相組を行う。ドラム駆動ギア５０１ａ〜５０１ｃ群と、ドラム駆動ギア５０１ｄの間の噛み合い位相角については、フォトインタラプタ５４，５５を用いて、モータ５０７及びモータ５０８の駆動制御を行い、合わせている。フォトインタラプタ５４，５５は、ドラム駆動ギア５０１ｂ及びドラム駆動ギア５０１ｄに対して設けられた位相検知手段である。
【００６１】
図１２は図１１（ｂ）の切断線に対するドラム駆動ギア５０１ｄ周囲の構成を示す部分断面図である。図１２に示すように、ドラム駆動ギア５０１ｄに略円筒状のフラグ部５０１ｐ（詳細形状は後述）が設けられている。このフラグ部５０１ｐがフォトインタラプタ５５を遮光または透過することで、ドラム駆動ギア５０１ｄの回転方向の位相を検出している。フォトインタラプタ５５は、ホルダ５１６を介して、薄板鋼板からなる駆動フレーム５３０（図１１に対して説明のため追加）に対して固定されている。フォトインタラプタ５５は、光を発光する発光部と、前記光を受光する受光部と、を備えている。フォトインタラプタ５５の発光部から発光された光は、前記フラグ部５０１ｐに遮光され、または前記フラグ部５０１ｐの凹部（後述）を通過して受光部で受光される。ここでは、フォトインタラプタ５５の発光部から発光された光が前記フラグ部５０１ｐの凹部（後述）を通過して受光部で受光されることにより、駆動伝達部材としてのドラム駆動ギア５１０ｄの位相を決める。また、ドラム駆動ギア５０１ｄは、軸受（軸受部材）５１５ｄによって回転可能に軸支されている。ドラム駆動ギア５０１ｄは、軸受５１５ｄとの間に、軸部５０１ｊより柔らかい樹脂で成形されたカラー部材５１３ｄが設けられている。カラー部材５１３ｄは、ドラム駆動ギアの軸部５０１ｊと一体的に回動するように、軸部５０１ｊの軸端部に圧入されている。このように軸受５１５ｄと軸部５０１ｊの間にカラー部材５１３ｄを設けることにより、ドラム駆動ギア５０１ｄが、その回転により、硬いＰＰＳ樹脂で成形された軸部５０１ｊにより軸受（軸受部材）５１５ｄを摩耗させてしまうのを防止している。また、ドラム駆動ギア５０１ｄは、付勢部材５１４ｄ（圧縮ばね）により、駆動フレーム５３０に固定された軸受５１５ｄから装置前方に向けて付勢される形で、軸支されている。なお、軸支の構成は、ドラム駆動ギア５０１ａ〜５０１ｃも同様の構成であり、フォトインタラプタ５４についても前述のフォトインタラプタ５５と同様に配置されている。
【００６２】
図１３は図４に対して、フォトインタラプタ５４及びフォトインタラプタ５５が追加された画像形成装置の制御部２００の構成を示すブロック図である。位相検知手段（位置検知センサ）であるフォトインタラプタ５４及びフォトインタラプタ５５の信号は、駆動制御部５０に送られ、ドラム駆動ギア５０１ａ〜５０１ｃ及びドラム駆動ギア５０１ｄが所望の噛み合い位相角になるように用いられる。その他の構成は、図４と同様であるため、ここでは説明を省略する。
【００６３】
［ドラム駆動ギア構成］
図１４〜図１８を用いて、本実施例のドラム駆動ギア５０１の構成について説明する。
【００６４】
図１４（ａ）及び図１４（ｂ）は本実施例におけるドラム駆動ギア５０１の斜視図である。本実施例のドラム駆動ギア５０１は、図９に示すドラム駆動ギアの構成に対して、ドラム駆動ギアの回転方向の位相を決めるための位相決め部（回転位相指示形状）としてのフラグ部５０１ｐが設けられている。フラグ部５０１ｐは、軸部５０１ｊを備えたフランジ部５０１ｈに設けられ、ドラム駆動ギアの回転方向の位相を検出するための凹部としての２箇所のスリット部５０１ｐ１，５０１ｐ２を有している。このスリット部５０１ｐ１，５０１ｐ２とフラグ部５０１ｐがドラム駆動ギア５０１のギア部５０１ｇに（ギア回転方向に対し）一義に設けられるにより、フォトインタラプタ５４，５５の遮光または透過により、ギアの回転位相が検知できる。
【００６５】
フォトインタラプタ５４ 、５５の出力は、前述したように、画像形成装置（プリンタ１００）の動作を統括制御する制御部２００内の駆動制御部５０に接続されている。これにより制御部２００は、ドラム駆動ギア５０１ｃ、５０１ｄの回転時に、それぞれに設けられたスリット部５０１ｐ１，５０１ｐ２の通過タイミングについて、フォトインタラプタ５４，５５を介して把握することができる。制御部２００は、そのタイミングから、ドラム駆動ギア５０１ｃ、５０１ｄの両者の位相差を調べることができる。
【００６６】
そして、制御部２００は、駆動制御部５０及び感光ドラム駆動部５１を介して、ドラム駆動ギア５０１ｃ、５０１ｄとの間に所望の位相差がつくように、モータ５０７及びモータ５０８を電気的にフィードバック制御する。本実施例では、制御部２００は、この位相差を、画像形成前、例えば装置初期化時に調べ、モータ５０７及びモータ５０８のフィードバック制御を行う。
【００６７】
このように、本実施例においては、制御部２００が、ドラム駆動ギア５０１ｃ、５０１ｄの位相合わせの制御手段としての機能を有する。こうすることで、直接駆動列が繋がっておらず、位相組みを行えないドラム駆動列に関しても、複数のドラム駆動ギア間で所定の角度αの位相差をつけることが可能となる。
【００６８】
図１５は本実施例に係るドラム駆動ギアを示す説明図である。図１５（ａ）は図１４（ｂ）の切断線に対応するドラム駆動ギア５０１の断面図である。図１５（ｂ）は、図１５（ａ）中の破線枠部内の拡大図であり、図１０（ｃ）と同様にギア部５０１ｇの収縮時の内部に作用する力を模式的に示している。図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に示すように、本実施例においても、前述した実施例と同様に、軸部５０１ｊの軸方向に直交する方向の断面において、ギア部５０１ｇは前記軸部５０１ｊを備えたがフランジ部５０１ｈを中心にして軸方向に対称に設けられている。すなわち、フラグ部５０１ｐがドラム駆動ギア５０１のフランジ部５０１ｈに形成され、ギア部５０１ｇの対称性に影響を与えない構成となっている。そのため、実施例１と同様に、ギア部５０１ｇが収縮した際にも、軸部５０１ｊあるいはウェブ面であるフランジ部５０１ｈに対して傾いたり、円周方向に不均一に変形することを防止できる。そして、フラグ部５０１ｐがフランジ部５０１ｈに形成されることで、ギア部５０１ｇを黒色のＰＯＭ樹脂ではなく、自然色の材料を採用できるようになる。この結果、材料中の顔料や添加物の量を抑えることができ、ギア部５０１ｇの機械的物性も高く維持できる。
【００６９】
図１６は比較例１に係るドラム駆動ギアを示す説明図である。図１６は図１５に対し、フランジ部（フランジ面）５０１ｈとギア部５０１ｇのウェブ面とが軸方向にｙずれた場合の構成を示している。すなわち、比較例１に係るドラム駆動ギアは、軸部５０１ｊの軸方向に直交する方向の断面において、ギア部５０１ｇが、前記軸部５０１ｊを備えたフランジ部５０１ｈを中心にして軸方向に非対称である。なお、図１６（ａ）及び図１６（ｂ）は、図１５（ａ）及び図１５（ｂ）に対応する図である。図１６（ｂ）に示すようにギア部５０１ｇは、フランジ部５０１ｈに対して、図中実線矢印のように軸心側に締め付けるように収縮する時、線膨張率の差に起因して、フランジ部５０１ｈから破線矢印のように反力を受ける。この時、軸方向のズレｙにより、フランジ部５０１ｈがギア部５０１ｇの中心を支えることができない。そのため、図１６（ｃ）に示すようにギア部５０１ｇがフランジ部５０１ｈからの反力（図中破線）を受けにくい側へ倒れるように変形してしまう。
【００７０】
図１７は比較例２に係るドラム駆動ギアを示す説明図である。比較例２に係るドラム駆動ギアは、本実施例に係るドラム駆動ギアがフラグ部を軸部側に形成しているのに対し、ギア部側に形成している。すなわち、図１７（ａ）及び図１７（ｂ）は、図１５に示すフラグ部５０１ｐを軸部５０１ｊ側に形成した構成に対して、フラグ部５０１ｐをギア部５０１ｇ側に形成したドラム駆動ギア５０１の斜視図である。図１７（ｂ）の切断線に対応するドラム駆動ギア５０１の断面図を図１７（ｃ）に示した。なお、この構成においては、フラグ部５０１ｐはフォトインタラプタ５４もしくはフォトインタラプタ５５の赤外光を遮光する必要があるため、黒色の材料で形成されている。
【００７１】
図１８は図１７（ａ）に示される、スリット部５０１ｐ１の部分拡大図（斜視図）であり、図１０（ｃ）と同様にギア部５０１ｇの圧縮時の内部に作用する力を模式的に示している。ギア部５０１ｇは軸心方向に実線矢印のように収縮していく。フラグ部５０１ｐは破線矢印の方向にリブ高さが低くなるように収縮し、さらに、スリット部５０１ｐ１において、白抜き矢印のようにフラグ部５０１ｐの半径が小さくなるように収縮する。ここで、スリット部５０１ｐ１の区間ｚにおいては、フラグ部５０１ｐのリブが存在するところに対して、ギア部５０１ｇ内部の抵抗が異なるため、収縮時の応力が不均一となる領域となってしまう。言い換えると、この領域（スリット部５０１ｐ１の区間ｚ）が応力集中源となるため、区間ｚに相当する部分のギア部５０１ｇの変形を誘発し、ギア精度に影響してしまう可能性がある。
【００７２】
よって、図１７及び図１８に示したフラグ部５０１ｐをギア部５０１ｇ側に形成した構成よりも、フラグ部５０１ｐを軸部５０１ｊ側のフランジ部５０１ｈに形成した図１４及び図１５で示した構成の方が、ギアの成形時の変形を抑制することができる。
【００７３】
［ドラム駆動ギアのカラー部材について］
図１９を用いて、図１２で示したカラー部材５１３について説明する。図１９（ａ）はドラム駆動ギア５０１のカップリング側の斜視図、図１９（ｂ）及び図１９（ｃ）はドラム駆動ギア５０１の軸部５０１ｊにおける軸端部（軸支部）にカラー部材５１５が取り付けられた斜視図である。カラー部材５１５については、円周方向の複数箇所（ここでは２箇所）に軸方向の長さが異なるリブ（突出部）５１５ａ，５１５ｂが形成されている。ここでは、一方のリブ５１５ａの方は、他方のリブ５１５ｂに比べて軸方向の長さが長く形成されている。また、前記カラー部材５１５が取り付けられる軸部５０１ｊには、円周方向に前記各リブ５１５ａ，５１５ｂに対応する位置に、前記リブ５１５ａ，５１５ｂのそれぞれの軸方向の長さに応じた取り付け部５１０ｑ１，５１０ｑ２が設けられている。ここでは、各取り付け部５１０ｑ１，５１０ｑ２は、軸方向に放射状に形成された多数の放射状リブ５１０ｑによって形成されている。これにより、ギア部５０１ｇと軸部５１０ｊが回転方向に一義に成形されていることに加えて、カラー部材５１５も回転方向に一義に取り付けられるようになっている。
【００７４】
カラー部材についても実際は内外径間に芯ずれがある。そのため、例えば、カラー部材５１５が同一金型で成形されたものであれば、カラー部材５１５を伴うドラム駆動ギア５０１を一義に組み立てる。これにより、図７（ｂ）と同様に、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）に対応する、ドラム駆動ギア５０１ａ〜５０１ｄのギア回転速度変動のプロファイルを揃えることが可能となる。また、感光ドラム１が転写ベルト１２ｅ上に一次転写する時のドラム駆動ギア５０１の周速を各色で同じにすることが可能となる。
【００７５】
〔他の実施例〕
前述した実施例では、プロセスカートリッジ側の被駆動カップリングの先端部を凸形状とし、装置本体側のドラム駆動ギアの駆動カップリングの先端部を前記凸形状と係合する凹形状としたが、これに限定されるものではない。駆動カップリングと被駆動カップリングの形状を入れ替え、凹凸形状を逆の構成にしてもよい。すなわち装置本体側のドラム駆動ギアの駆動カップリングの先端部を凸形状とし、プロセスカートリッジ側の被駆動カップリングの先端部を前記凸形状と係合する凹形状としても良い。
【００７６】
図２０に、図１７を用いて説明した比較例２に係るドラム駆動ギアの変形例を参考例として示す。図２０（ａ）〜図２０（ｅ）は、参考例に係るドラム駆動ギアの説明図である。
【００７７】
図１７で示した比較例２に係るドラム駆動ギアは、フラグ部を軸端部側に形成しているのに対し、カップリング部側に形成し、かつカップリング部の形状に関し、複数の溝形状で形成している。すなわち、図２０（ａ）及び図２０（ｂ）は、図１７に示すフラグ部５０１ｐを軸端部５０１ｋ側に形成した構成に対して、フラグ部５０１ｐをカップリング部５０１ｅ側に形成したドラム駆動ギア５０１の斜視図である。図２０（ａ）の切断線に対応するドラム駆動ギア５０１の断面図を図２０（ｃ）に示した。さらに、図２０（ｃ）の切断線に対応するカップリング部５０１ｅの部分断面図を図２０（ｄ）に示した。図２０（ｅ）は、ドラム駆動ギア５０１の軸部５０１ｊのみを斜視図で示している。カップリング部５０１ｅの溝部５０１ｅ１〜５０１ｅ３は図２０（ｄ）の実線矢印方向に１２０°ごとの等間隔に同形状で配置されている。カップリング部５０１ｅの溝部５０１ｅ１〜５０１ｅ３は、図２０（ｄ）の実線矢印方向にドラム駆動ギア５０１が回転するときに、溝部５０１ｅ１〜５０１ｅ３と係合する凸形状を持つ不図示の感光ドラム１側のカップリングと係合し、駆動伝達を行っている。この構成においても、軸部５０１ｊは、ギア部５０１ｇの軸支部近傍の最小内径部５０１ｒの外径よりも大きい外径を有するフランジ部５０１ｈに一体に成形された形で備えられている。フランジ部５０１ｈには、ギア部５０１ｇの最小内径より大きい外径の回転止め５０１ｍが形成されている。軸部５０１ｊと回転止め５０１ｍを一体成形された形で備えたフランジ部５０１ｈに、ギア部５０１ｇを一体に成形することで、ドラム駆動ギア５０１が形成されている。
【００７８】
しかし、図１７で示した比較例２に係るドラム駆動ギアは、樹脂で形成されたギア部５０１ｇの面積が大きく、樹脂の薄い層も多いため、成形時の収縮による残留応力が大きい。このため、時間経過による材料強度の低下も加わると、樹脂の経時変化が起こり、ギア部５０１ｇの変形が生じる恐れがある。
【００７９】
引き続き、図２１に、図１６を用いて説明した実施例２に係るドラム駆動ギアの変形例を他の実施例として示す。図２１（ａ）〜図２１（ｅ）は、他の実施例に係るドラム駆動ギアの説明図である。
【００８０】
図１６で示した本実施例に係るドラム駆動ギアは、略３角形形状のカップリング部（図１４（ｂ））に対し、図２０で示したドラム駆動ギア５０１と同様に、複数の溝カップリング部側に形成している。すなわち、図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、図１６に示すカップリング部を図２０で示したドラム駆動ギア５０１のカップリング部５０１ｅと同じ、複数の溝形状で形成したドラム駆動ギア５０１の斜視図である。図２１（ａ）の切断線に対応するドラム駆動ギア５０１の断面図を図２１（ｃ）に示した。さらに、図２１（ｃ）の切断線に対応するカップリング部５０１ｅの部分断面図を図２１（ｄ）に示した。図２１（ｅ）は、ドラム駆動ギア５０１の軸部５０１ｊのみを斜視図で示している。カップリング部５０１ｅの溝部５０１ｅ１〜５０１ｅ３は図２０（ｄ）の実線矢印方向に１２０°ごとの等間隔に同形状で配置されている。カップリング部５０１ｅの溝部５０１ｅ１〜５０１ｅ３は、図２０（ｄ）の実線矢印方向にドラム駆動ギア５０１が回転するときに、この５０１ｅ１〜５０１ｅ３と係合する凸形状を持つ不図示の感光ドラム側のカップリングと係合し、駆動伝達を行っている。この構成においても、軸部５０１ｊは、ギア部５０１ｇの軸支部近傍の最小内径部５０１ｒの外径よりも大きい外径を有するフランジ部５０１ｈに一体成形された形で備えられている。フランジ部５０１ｈには、ギア部５０１ｇの最小内径より大きい外径の回転止め５０１ｍが形成されている。軸部５０１ｊと回転止め５０１ｍを一体成形された形で備えたフランジ部５０１ｈに、ギア部５０１ｇを一体に成形することで、ドラム駆動ギア５０１が形成されている。
【００８１】
図２１に示した本実施例に係るドラム駆動ギアの方が、図２０に示した参考例に係るドラム駆動ギアに比べて、樹脂で形成されたギア部５０１ｇの面積が小さいため、樹脂の変形が少ない。
【００８２】
また前述した本実施例では、駆動伝達部材において、フランジ部に一体成形された軸部が、ギア歯からの駆動力を被駆動伝達部材である感光ドラムに伝達する構成を例示したが、これに限定されるものではない。フランジ部に一体成形された軸部が、駆動源から駆動力が伝達され、伝達された駆動力をギア部に伝達する構成であっても良い。ギア部に伝達された駆動力は、被駆動伝達部材である他のギアなどに伝達される。このような構成においても、同様の効果を得ることができる。
【００８３】
また前述した本実施例では、駆動伝達部材としてギアを例示しているが、これに限定されるものではなく、プーリや摩擦車であっても同様の効果が得られる。
【００８４】
前述した実施例では、複数の画像形成部として、４つのプロセスステーション（プロセスカートリッジ）を使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。
【００８５】
また前述した実施例では、画像形成装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして、感光ドラムと、該感光ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段，現像手段，クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示した。しかし、これに限定されるものではない。感光ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。
【００８６】
更に前述した実施例では、感光ドラムを含むプロセスカートリッジが画像形成装置に対して着脱自在な構成を例示したが、これに限定されるものではない。例えば感光ドラムを含むユニット（クリーナユニット）と、現像装置を含むユニット（現像ユニット）がそれぞれ画像形成装置に着脱自在な構成であっても良い。
【００８７】
また前述した実施例では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。
【符号の説明】
【００８８】
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ …感光ドラム
７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ …プロセスカートリッジ
５４，５５ …フォトインタラプタ
５００ …駆動部
５０１，５０１ａ，５０１ｂ，５０１ｃ，５０１ｄ …ドラム駆動ギア
５０１ｅ …カップリング部
５０１ｆ …穴
５０１ｇ …ギア部
５０１ｈ …フランジ部
５０１ｊ …軸部
５０１ｋ …軸端部
５０１ｍ …回転止め
５０１ｎ …ボス部
５０１ｐ …フラグ部
５０１ｒ …軸支部の最小半径部
５０７ｐ１，５０８ｐ２ …スリット部
５０７，５０８ …モータ
５０７ａ，５０８ａ …ピニオンギア
５１０ｑ …放射状リブ
５１０ｑ１，５１０ｑ２ …取り付け部
５１３ …カラー部材
５１３ａ，５１３ｂ，５１５ａ …リブ
５１５ｄ …軸受
５３０ …駆動フレーム
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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