(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
筒状のハウジングと、前記ハウジング内に設けられた内歯歯車と、前記内歯歯車と同軸上で配設され駆動源からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車と、前記内歯歯車内に円周方向で配設され前記太陽歯車と前記内歯歯車と噛み合う複数の遊星歯車と、前記遊星歯車を回転自在に支持するとともに前記太陽歯車や前記内歯歯車と同軸上で回転自在なキャリアと、前記キャリアに設けられ回転駆動力を出力するための出力軸とからなる遊星歯車機構を備え、
駆動源からの回転駆動力を前記出力軸に連結された回転軸を介して、装置本体に対して着脱可能な回転体に伝達する駆動伝達装置において、
前記ハウジングの出力軸側とは反対側の端部を固定する固定部材と、
装置本体に設けられた電磁石と、
前記電磁石への通電を制御する通電制御手段と、
前記電磁石と対向するようにハウジングの出力軸側の端部に設けられ、前記電磁石の通電時に該電磁石に電磁吸着されて固定され、非通電時に該電磁石への電磁吸着が解除される被吸着部材とを有し、
装置本体に対して前記回転体の着脱を行うときに前記通電制御手段によって前記電磁石に通電し、装置本体に前記回転体が装着されたときに前記通電制御手段によって前記電磁石への通電を停止することを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項２】
請求項１の駆動伝達装置において、
上記ハウジングと上記内歯歯車とを一体で構成したことを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項３】
請求項１または２の駆動伝達装置において、
上記回転軸の軸方向の位置を規制する規制手段を設けたことを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項４】
請求項１、２または３の駆動伝達装置において、
上記遊星歯車機構が上記ハウジング内で軸方向に複数段構成されていることを特徴とする駆動伝達装置。
【請求項５】
装置本体に対して着脱可能な回転体である像担持体と、
前記像担持体を回転駆動させる駆動源と、
前記像担持体と前記駆動源とに連結され駆動源からの回転駆動力を該像担持体に伝達する駆動伝達手段と、
前記像担持体に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、
前記駆動伝達手段として、請求項１、２、３または４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。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
上記回転軸に対して上記像担持体が抜き差し可能であり、
上記回転軸に対して上記像担持体を抜き差しするときに上記被吸着部材が上記電磁石に電磁吸着され、前記像担持体が前記回転軸の所定位置に装着されたときに前記被吸着部材の前記電磁吸着が解除されるように、前記像担持体の抜き差し動作に連動させて上記通電制御手段が前記電磁石への通電を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項５または６の画像形成装置において、
上記像担持体と、現像手段、帯電手段及びクリーニング手段から選ばれる少なくとも一つとを一体的に構成し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカ−トリッジを備えており、
前記プロセスカートリッジを装置本体に対して着脱するときに上記被吸着部材が上記電磁石に電磁吸着され、前記プロセスカートリッジが装置本体の所定の位置に装着されたときに前記被吸着部材の電磁吸着が解除されるように、前記プロセスカートリッジの着脱動作に連動させて上記通電制御手段が前記電磁石への通電を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
装置本体に対して上記プロセスカートリッジを位置決めする位置決め部材を該プロセスカートリッジに設けており、
上記通電制御手段は上記電磁石への通電と非通電とを切り替えるスイッチを有しており、
前記プロセスカートリッジの着脱動作による前記位置決め部材の移動に連動させて前記スイッチを作動させ、前記電磁石への通電と非通電とを切り替え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、駆動源からの回転駆動力を回転体に伝達する駆動伝達装置、及び、その駆動伝達装置を備えた、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による複写機やプリンタ等では、回転する円筒状の像担持体（以下感光体ドラムという）の表面に静電潜像を形成し、形成した静電潜像にトナーを付着させて現像し、このトナー画像を無端状ベルト（以下転写ベルトという）に一次転写し、さらに記録紙上に二次転写し、定着して画像を得るようにしている。
【０００３】
画像形成装置には、感光体ドラム等の像担持体、中間転写ベルトや転写ベルト等のベルト部材を駆動する駆動ローラ、記録材等を搬送するための搬送ローラなど、多くの回転体が使用されている。このような回転体の駆動には、一般に高い精度が要求されるので、駆動源からの回転駆動力を回転変動が少ない状態で駆動対象の回転体まで伝達する機構が望まれる。特に、感光体ドラムや中間転写ベルトなどの表面移動速度に速度変動が生じると、出力された画像上にジッタや濃度ムラが生じる。すなわち、感光体ドラムや中間転写ベルトにある周波数で速度変動が継続すると画像全体に周期的な濃度ムラが生じ、縞模様のバンディングとして目視される。また、感光体ドラムの速度変動は書き込み系の露光ラインの副走査位置ずれを発生させたり、感光体ドラムから中間転写ベルトへのトナー画像の一次転写時の副走査位置ずれを発生させたりする。一方、中間転写ベルトの速度変動は、一次転写時と二次転写時の副走査位置ずれを発生させる。この速度変動に起因したバンディングにより画像品質が著しく低下してしまう。
【０００４】
このような高精度駆動が要求される感光体ドラムや中間転写ベルトの駆動伝達部には、溶融樹脂を射出することに成形されたプラスチック歯車が利用されている。プラスチック歯車は金属歯車に比べて、自己潤滑性があり、使用時の騒音が低く、軽量化を図ることができ、耐腐食性が高く、量産性が高い点で優れている。一方、耐久性（耐摩耗性）、高精度、高剛性といった点が金属歯車に比べて劣っている。
【０００５】
プラスチック歯車を用いた場合でも十分な耐久性が得られるように、遊星歯車機構を用いることが提案されている（例えば特許文献１など）。遊星歯車機構は、樹脂製の円筒状のハウジングと、駆動源の回転駆動力を受けて回転する太陽歯車と、ハウジングと一体に形成され太陽歯車と同軸上で配設された内歯歯車と、内歯歯車内に円周方向で等間隔に配設され太陽歯車と内歯歯車とに噛み合う複数の遊星歯車と、遊星歯車を回転可能に支持するとともに太陽歯車及び内歯歯車と同軸上で回転可能なキャリアとを備えている。駆動源からの回転駆動力により太陽歯車を回転させることにより、太陽歯車を中心として複数の遊星歯車が内歯歯車内で自転しつつキャリアを回転させながら公転する。そして、このキャリアの回転による回転駆動力がキャリアの出力軸とその出力軸に連結された回転体の回転軸とを介して回転体に伝達される。そのため、複数の遊星歯車により回転負荷が分散されるので、プラスチック歯車を用いた場合でも耐久性を得ることができる。
【０００６】
画像形成装置においては、感光体ドラムなどの回転体を回転駆動するための駆動源であるモータが設けられているが、モータの回転数は一般に回転体の回転に求められる回転数よりも大きい。特許文献２に記載の画像形成装置では、遊星歯車機構を用いてモータの回転速度を減速して回転体に伝達する駆動伝達装置が用いられている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
駆動源からの回転駆動力を前記遊星歯車機構が設けられた駆動伝達装置を介して回転体に伝達させる構成では、遊星歯車機構のキャリアの出力軸と回転体の回転軸との連結部で軸心ずれなどによる同心誤差があると、回転体を回転させたときに回転ムラが生じる。
【０００８】
これに対し、本願発明者らは鋭意研究を重ねた結果、回転体の回転軸とキャリアの出力軸との軸が合うように、前記遊星歯車機構のハウジングの出力軸側の端部を変形させることで調心がなされ、回転体の回転ムラを低減できることを見出した。そして、ハウジングの出力軸側とは反対側の端部を側板などの固定部材に固定し、ハウジングの出力軸側の端部は側板などの固定部材に固定しないことで、前記同心誤差に応じてハウジングの出力軸側の端部が径方向に撓むことにより調心を行うことができた。
【０００９】
一般に、画像形成装置に設けられる感光体ドラムなどの回転体は、寿命に達した場合などに交換が行えるよう、画像形成装置に対して回転体を回転軸軸方向に着脱可能な構成としていることが多い。そのため、回転体の着脱動作時に、回転体の回転軸にラジアル方向の大きな力がかかると、その力が回転軸からキャリアの出力軸を介してハウジングの出力軸側の端部に伝わり、固定されていないハウジングの出力軸側の端部が径方向に大きく撓み過ぎて遊星歯車機構が破損する虞がある。
【００１０】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、調心効果を確保しつつ、回転体の着脱動作時に遊星歯車機構が損傷するのを抑制できる駆動伝達装置及びその駆動伝達装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、筒状のハウジングと、前記ハウジング内に設けられた内歯歯車と、前記内歯歯車と同軸上で配設され駆動源からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車と、前記内歯歯車内に円周方向で配設され前記太陽歯車と前記内歯歯車と噛み合う複数の遊星歯車と、前記遊星歯車を回転自在に支持するとともに前記太陽歯車や前記内歯歯車と同軸上で回転自在なキャリアと、前記キャリアに設けられ回転駆動力を出力するための出力軸とからなる遊星歯車機構を備え、駆動源からの回転駆動力を前記出力軸に連結された回転軸を介して、装置本体に対して着脱可能な回転体に伝達する駆動伝達装置において、前記ハウジングの出力軸側とは反対側の端部を固定する固定部材と、装置本体に設けられた電磁石と、前記電磁石への通電を制御する通電制御手段と、前記電磁石と対向するようにハウジングの出力軸側の端部に設けられ、前記電磁石の通電時に該電磁石に電磁吸着されて固定され、非通電時に該電磁石への電磁吸着が解除される被吸着部材とを有し、装置本体に対して前記回転体の着脱を行うときに前記通電制御手段によって前記電磁石に通電し、装置本体に前記回転体が装着されたときに前記通電制御手段によって前記電磁石への通電を停止することを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の駆動伝達装置において、上記ハウジングと上記内歯歯車とを一体で構成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の駆動伝達装置において、上記回転軸の軸方向の位置を規制する規制手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３の駆動伝達装置において、上記遊星歯車機構が上記ハウジング内で軸方向に複数段構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、装置本体に対して着脱可能な回転体である像担持体と、前記像担持体を回転駆動させる駆動源と、前記像担持体と前記駆動源とに連結され駆動源からの回転駆動力を該像担持体に伝達する駆動伝達手段と、前記像担持体に画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、前記駆動伝達手段として、請求項１、２、３または４の駆動伝達装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項５の画像形成装置において、上記回転軸に対して上記像担持体が抜き差し可能であり、上記回転軸に対して上記像担持体を抜き差しするときに上記被吸着部材が上記電磁石に電磁吸着され、前記像担持体が前記回転軸の所定位置に装着されたときに前記被吸着部材の前記電磁吸着が解除されるように、前記像担持体の抜き差し動作に連動させて上記通電制御手段が前記電磁石への通電を制御することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項５または６の画像形成装置において、上記像担持体と、現像手段、帯電手段及びクリーニング手段から選ばれる少なくとも一つとを一体的に構成し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカ−トリッジを備えており、前記プロセスカートリッジを装置本体に対して着脱するときに上記被吸着部材が上記電磁石に電磁吸着され、前記プロセスカートリッジが装置本体の所定の位置に装着されたときに前記被吸着部材の電磁吸着が解除されるように、前記プロセスカートリッジの着脱動作に連動させて上記通電制御手段が前記電磁石への通電を制御することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項７の画像形成装置において、装置本体に対して上記プロセスカートリッジを位置決めする位置決め部材を該プロセスカートリッジに設けており、上記通電制御手段は上記電磁石への通電と非通電とを切り替えるスイッチを有しており、前記プロセスカートリッジの着脱動作による前記位置決め部材の移動に連動させて前記スイッチを作動させ、前記電磁石への通電と非通電とを切り替えることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、装置本体に対して回転体の着脱を行うときに、通電制御手段によって電磁石に通電し被吸着部材を電磁石に電磁吸着させて、被吸着部材を介してハウジングの出力軸側の端部を電磁石で固定する。これにより、ハウジングの出力軸側の端部が固定された状態で回転体の着脱を行うことができる。よって、装置本体に対して回転体の着脱を行ったときに回転軸にかかったラジアル方向の力が、出力軸を介してハウジングの出力軸側の端部に伝わったとしても、ハウジングの出力軸側の端部が径方向に撓むのを抑制することができる。したがって、ハウジングの出力軸側の端部が大きく撓み過ぎて損傷してしまうのを抑制することができる。
また、装置本体に回転体が装着されたときに、通電制御手段によって電磁石への通電を止めて被吸着部材の電磁石への電磁吸着を解除し、ハウジングの出力軸側の端部を固定されなくする。これにより、装置本体に回転体が装着されたときに、回転軸と出力軸との同心誤差に応じてハウジングの出力軸側の端部を径方向へ撓ませて変形させることができる。よって、回転軸と出力軸との調心がなされ、回転体の回転ムラを低減させることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、本発明によれば、調心効果を確保しつつ、回転体の着脱動作時に遊星歯車機構が損傷するのを抑制できるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】感光体ドラムが装着されたときの図。
【図２】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図３】感光体ドラム駆動する遊星歯車減速装置の説明図。
【図４】電磁ブレーキの概略構成図。
【図５】電磁ブレーキの制御ブロック図。
【図６】感光体ドラムを引き出したときの図。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
図２は、本発明の遊星歯装置を適用する画像形成装置としての複写機の一例を示す概略構成図である。図２において、符号１００は複写機本体であり、符号２００はそれを載せる給紙テーブルであり、符号３００は複写機本体１００上に取り付けるスキャナであり、符号４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。この複写機は、タンデム型で中間転写（間接転写）方式を採用する電子写真複写機である。
【００１６】
複写機本体１００には、その中央に、像担持体としての中間転写体であるベルトからなる中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持回転体としての第一支持ローラ８１、第二支持ローラ８２、第三支持ローラ８３に掛け渡されており、図中時計回り方向に回転移動する。第二支持ローラ８２の図中左側には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置８４が設けられている。
【００１７】
また、第一支持ローラ８１と第二支持ローラ８２との間に張り渡したベルト部分には、そのベルト移動方向に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成部８５が並べて配置されたタンデム画像形成部８６が対向配置されている。本実施形態においては、第三支持ローラ８３を駆動ローラとしている。また、タンデム画像形成部８６の上方には、潜像形成手段としての露光装置８７が設けられている。
【００１８】
また、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成部８６の反対側には、第二の転写手段としての二次転写装置８８が設けられている。この二次転写装置８８においては、ローラ２３ａとローラ２３ｂとの間に記録材搬送部材としてのベルトである二次転写ベルト８９が掛け渡されている。この二次転写ベルト８９は、中間転写ベルト１０を介して第三支持ローラ８３に押し当てられるように設けられている。この二次転写装置８８により、中間転写ベルト１０上の画像を記録材であるシートに転写する。
【００１９】
また、この二次転写装置８８の図中左方には、シート上に転写された画像を定着する定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７が押し当てられた構成となっている。上述した二次転写装置８８には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備わっている。もちろん、二次転写装置８８として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて持たせることが難しくなる。
【００２０】
また、本実施形態では、このような二次転写装置８８および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成部８６と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８も設けられている。
【００２１】
上記複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動する。他方、コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動する。次いで、第一走行体３３および第二走行体３４を走行する。そして、第一走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第二走行体３４に向け、第二走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００２２】
この原稿読み取りに並行して、図示しない駆動源である駆動モータで、駆動ローラである第三支持ローラ８３を回転駆動させる。これにより、中間転写ベルト１０が図中時計回り方向に移動するとともに、この移動に伴って第一支持ローラ８１と第二支持ローラ８２とが連れ回り回転する。また、これと同時に、個々の画像形成部８５Ｙ，８５Ｍ，８５Ｃ，８５Ｋにおいて潜像担持体としての感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋを回転させ、各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ上に、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の色別情報を用いてそれぞれ露光現像し、単色のトナー画像（顕像）を形成する。そして、各感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ上のトナー画像を中間転写ベルト１０上に互いに重なり合うように順次転写して、中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。
【００２３】
このような画像形成に並行して、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、手差し給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と二次転写装置８８との間にシートを送り込み、二次転写装置８８で転写してシート上にカラー画像を転写する。
【００２４】
画像転写後のシートは、二次転写ベルト８９で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着した後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、シートの裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００２５】
なお、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写ベルトクリーニング装置８４で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部８６による再度の画像形成に備える。ここで、レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【００２６】
この複写機を用いて、黒のモノクロコピーをとることもできる。その場合には、図示しない手段により、中間転写ベルト１０を感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃから離れるようにする。これらの感光体ドラム４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃは、一時的に駆動を止めておく。黒用の感光体ドラム４０Ｋのみが中間転写ベルト１０に接触させ、画像の形成と転写を行う。
【００２７】
図３は、感光体ドラム４０を駆動する遊星歯車減速装置の説明図である。
図３に示す感光体ドラム駆動装置に用いられる実施例の遊星歯車減速機構は、２ＫＨ型２段構成の遊星歯車機構が用いられている。遊星歯車減速装置が２段の遊星歯車機構からなることで、減速比を高めることができ、モータの負荷を軽くすることができるので、モータの小型化が可能になる。
【００２８】
モータ６０の回転軸Ｍ１に設けられている第一太陽歯車１２を備え、この第一太陽歯車１２及び内歯歯車固定フランジ２４に固定された内歯歯車１４に噛み合う１段目の遊星歯車である第一遊星歯車１５が１段目のキャリアである第一キャリア１６により支持されて第一太陽歯車１２の外周を公転するようになっている。第一遊星歯車１５は回転バランスとトルク分担のために同心状に３箇所またはそれ以上の複数個が配置される。本実施例では、周方向で３等分された位置にそれぞれ第一遊星歯車１５が配置されている。
【００２９】
第一遊星歯車１５は、第一太陽歯車１２と内歯歯車１４との噛み合いにより、自転及び公転回転し、第一遊星歯車１５を支持する第一キャリア１６は、第一太陽歯車１２の回転に対し減速回転し、１段目の減速比が獲得される。
【００３０】
次に、この第一キャリア１６の回転中心に設けられた２段目の太陽歯車である第二太陽歯車１７が２段目減速機構の入力となる。なお、第一キャリア１６に回転支持部はなく、浮動回転を行うようになっている。
【００３１】
同様に、第二太陽歯車１７には、２段目まで一体で形成された内歯歯車１４に噛み合う２段目の遊星歯車である第二遊星歯車１８が、２段目のキャリアである第二キャリア１９により支持されて第二太陽歯車１７の外周を公転するようになっている。第二遊星歯車１８の個数は、本実施例では、周方向で４等分された位置にそれぞれ第二遊星歯車１８が配置されている。最終段に相当する第二キャリア１９には、出力部が設けられており、円筒状の出力軸である円筒軸２０の内面にスプライン状の内歯が形成されている。
【００３２】
また、内歯歯車１４を遊星歯車減速装置のハウジングと一体構成したことで、部品点数を減らせる分、省スペース化や低コスト化を図ることができる。
【００３３】
一方、ドラム軸７０には、円筒軸２０のスプライン状の内歯に噛み合うように、スプライン状の外歯が形成されており、出力部として用いられるスプライン部２１が設けられている。
【００３４】
ここで、２ＫＨ型遊星歯車機構に用いられる一つのユニットは、太陽歯車（ｓｕｎ  ｇｅａｒ）、遊星歯車（ｐｌａｎｅｔａｒｙ  ｇｅａｒ）、遊星歯車の公転運動を支持する遊星キャリア（ｐｌａｎｅｔａｒｙ  ｃａｒｒｉｅｒ）、内歯歯車（ｏｕｔｅｒ  ｇｅａｒ）の四点の部品から構成されている。
【００３５】
太陽歯車の回転、遊星歯車の公転（キャリアの回転）、外輪歯車の回転である３つの要素のうち、一つを固定、一つを入力、一つを出力に接続する。それぞれ、どれを入出力・固定に割り当てるかによって、一つのユニットで複数の減速比や回転方向の切替えが可能である。
【００３６】
本実施例において対象とする２ＫＨ型の２段構造は、複合遊星歯車機構（２個以上の２ＫＨ型）に分類され、２個以上の２ＫＨ型があり、それぞれ３つの要素のうち、１つの要素同士を結合し、残りの１つずつを固定し、残り２つを入力軸または出力軸とする機構である。
【００３７】
減速比に関しては、太陽歯車の歯数をＺａ、遊星歯車の歯数をＺｂ、内歯車の歯数をＺｃとした場合に、数１で表される。なお、式中の添え字１，２は１段目、２段目を意味している。
【００３８】
【数１】
0005773256.tif 000002
【００３９】
上述したモータ６０の回転軸Ｍ１は、２個の軸受（不図示）を介してモータ固定フランジ１３により支持されている。
【００４０】
モータ６０の回転軸Ｍ１を支持することでＤＣブラシレスモータの回転子であるアウター型ロータを支持することになる。モータ固定フランジ１３には、モータ６０の図示しない固定子鉄心やモータ駆動回路基板等も設置されている。
【００４１】
モータ６０の回転軸Ｍ１には第一太陽歯車１２が歯切りで形成されており、第一太陽歯車１２の軸と内歯歯車１４の軸との同軸精度を確保するために、内歯歯車１４とモータ固定フランジ１３はインローによる嵌合で位置決めされて、さらにモータ固定フランジ１３は内歯歯車固定フランジ２４とインローによる嵌合で位置決めされている。
【００４２】
内歯歯車１４におけるモータ固定フランジ１３と反対側の端部には、エンドキャップ２２が固定されている。エンドキャップ２２は、遊星減速機構を駆動側板１２７に組付ける際に、内歯歯車１４内に設置されている第一遊星歯車１５、第二遊星歯車１８、第一キャリア１６、第二キャリア１９、及び、円筒軸２０が内歯歯車１４から脱落するのを防止するための部材として用いられている。エンドキャップ２２と第二キャリア１９の円筒軸２０との間には十分なクリアランスがあり、エンドキャップ２２は第二キャリア１９を回転支持しておらず、第二キャリア１９が浮動回転を行うようになっている。
【００４３】
図１は、感光体ドラム４０が遊星歯車減速装置に装着されたときを示す図である。
なお、各感光体ドラム４０Ｙ、４０Ｍ、４０Ｃ、４０Ｂｋは、同一構成の感光体ドラム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４０Ｙの感光体ドラム駆動装置について説明する。解説しないが、中間転写ベルト１０の駆動ローラ等にも適用可能である。
【００４４】
まず、複写機本体１００に対して着脱可能なプロセスカートリッジである感光体ドラムユニットの構成について説明する。感光ドラム４０の軸方向の端部には、後ドラムフランジ１１５と前ドラムフランジ１１４が固定されて、その前後のドラムフランジがドラム軸７０に支持されている。後ドラムフランジ１１５はドラム軸７０とセレーションカップリング１１６で連結され、ドラム軸７０が回転すると感光体ドラム４０が同期して回転する。セレーションカップリング１１６は、ドラム軸側に雄形状、後ドラムフランジ１１５側に雌形状は設けられ、ドラム軸前側からテーパー形状となっている。
【００４５】
感光体ドラムユニットのユニットケース１１７内には、感光体ドラム４０Ｙ、帯電器２Ｙ、現像装置９Ｙ、クリーニング装置４Ｙ、及び、図示しない除電ランプ等が収容されておりユニットケース１１７に一体で支持されている。ユニットケース１１７の後ろ側が、ドラム軸７０にカラー１２４を軸方向で間に挟んで固定された２つの軸受の内の一方の軸受１２３ａで支持されるとともに、後ドラムフランジ１１５もその軸受１２３ａで支持して、感光体ドラム４０とユニットケース１１７が位置だしされている。また、前側は前ドラムフランジ１１４のボス部１２８がユニットケース１１７と嵌合し、回転自在になっている。
【００４６】
ドラム軸７０には、さらに本体後側板１１９と嵌合する部分に前記２つの軸受の内の他方の軸受１２３ｂが設けられ、本体後側板１１９と位置出しされている。本体前側板１１０には、感光体ドラムユニットを着脱するための切り欠き孔が設けられ、そこには面板１１１が固定されている。この面板１１１にドラム軸７０の前側端部が軸受１１２を介して回転自在に支持されている。
【００４７】
感光体ドラムユニットは面板１１１を取り外すことによって、着脱できるようになる。感光体ドラムユニットが装着された時は、面板１１１に固定された軸受１１２と前ドラムフランジ１１４のボス部１２８の間に設けられた加圧バネ１１３によって、感光体ドラム４０は、ドラム軸方向に加圧されて、テーパー状のセレーションカップリング１１６の部分で回転方向とスラスト方向が位置決めされる。感光体ドラムユニットは、ユニットケース１１７の後ろ側に設けられた２本の位置決めピン１１８が本体後側板１１９の孔と嵌合して、回転方向の位置が決まる。
【００４８】
遊星歯車減速装置の取り付けについて説明する。
本体後側板１１９にはスタッド１２６を介して駆動側板１２７が取り付けられている。この駆動側板１２７に遊星歯車減速装置を支持する内歯歯車固定フランジ２４を固定して組み付けられる。遊星歯車減速装置の位置だしは、駆動側板１２７に設けた孔に内歯歯車１４を嵌合して行う。また、遊星歯車減速装置の取り付けは、駆動側板１２７を内歯歯車固定フランジ２４を兼ねた構成で行っても良い。このように、遊星歯車減速装置を駆動側板１２７に取り付けることによって、内歯歯車１４の出力側をフリーにして変形しやすく構成している。
【００４９】
次に感光体ドラム４０を本体から取り出したときに、内歯歯車１４の先端部（内歯歯車１４の円筒軸側の端部）を支持する構成について説明する。
【００５０】
図４は電磁ブレーキ１３０の構成を示す図である。
電磁ブレーキ１３０は、台座１３２、フィールドコア１３４とその中に設けられた電磁コイル１３３、摩擦パッド１３５、アーマチュア１３６、バネディスク１３７、及び、出力ドライブハブ１３１からなり、本実施形態では出力ドライブハブ１３１が内歯歯車１４の先端部の支持部材となっている。アーマチュア１３６にはバネディスク１３７が固定されており図中矢印方向に変位可能である。バネディスク１３７には、出力ドライブハブ１３１が固定されている。また、フィールドコア１３４やコイル１３３などによって電磁石が構成されており、図示しない電源によってコイル１３３に電圧を印加することで、フィールドコア１３４にアーマチュア１３６を引き付けるような電磁場を発生させることができる。この際、アーマチュア１３６はバネディスク１３７からの付勢力に抗してフィールドコア１３４側に向かって移動する。
【００５１】
フィールドコア１３４が台座１３２にインロー部１３２ａと同心状に固定されており、電磁コイル１３３に電圧を印加すると、電磁コイル１３３やフィールドコア１３４などで構成される電磁石に摩擦パッド１３５を介してアーマチュア１３６が電磁吸着され、回転フリーな状態から回転不能に固定される。
【００５２】
電磁コイル１３３に電圧を印加しない状態では、バネディスク１３７からの付勢力によってアーマチュア１３６がフィールドコア１３６側から引き離されており、摩擦パッド１３５とアーマチュア１３６との間に空隙が設けられている。また、その空隙の間隔が一定となるように空隙調整用のカラー１３８が設けられている。本実施形態では、カラー１３８を台座１３２と出力ドライブハブ１３１との間に配置して空隙の間隔を調整している。
【００５３】
アーマチュア１３６はフィールドコア１３４に同心状に配設されているが、ラジアル方向にはカラー１３８との隙間分だけ移動可能となっており、それに伴って出力ドライブハブ１３１もラジアル方向に移動可能となっている。
【００５４】
本体後側板外側のドラム軸７０と同軸状に電磁ブレーキ１３０が固定されており、この電磁ブレーキ１３０は、ドラム軸７０を支持し、本体後側板１１９に支持されている軸受１２３ｂと台座１３２のインロー部１３２ａで嵌合して位置だしされている。
【００５５】
電磁ブレーキ１３０の出力ドライブハブ１３１が内歯歯車１４の先端部の支持部材として遊星歯車減速装置に向かって開口したコップ形状をしており、その開口端部で内歯歯車１４の先端部外周と嵌合している。
【００５６】
電磁ブレーキ１３０の中心ではドラム軸７０が貫通して遊星歯車減速装置の円筒軸２０と連結されている。本実施形態におけるドラム軸７０と円筒軸２０との連結部はスプラインとジョイント方式としているが、他の連結方式でも良いし、第二キャリア１９の円筒軸２０とドラム軸７０とを圧入下構成や、一体加工されたものでも良い。
【００５７】
また、ドラム軸７０はスラスト方向（軸方向）に抜けないように規制されている。すなわち、スラスト方向で遊星歯車減速装置側にはドラム軸７０に圧入された軸受１２３ｂが電磁ブレーキ１３０の台座１３２で規制され、その反対側には出力ドライブハブ１３１と遊星歯車減速装置との間に設けた止め輪１２５により規制される。
【００５８】
図１に示すように感光体ドラム４０が遊星歯車減速装置に装着されたときは、電磁ブレーキ１３０には電流が流れないＯＦＦ状態となる。そして、出力ドライブハブ１３１が電磁ブレーキ１３０に対してラジアル方向にがたが設けられており、内歯歯車１４の先端部がフリーな状態で撓みやすくなっている。したがって、感光体ドラム４０を駆動するドラム軸７０と遊星歯車減速装置の円筒軸２０との連結部の同心誤差があっても、内歯歯車１４の先端部が撓んで内歯歯車１４が変形することによって調心して回転伝達誤差を低減させることができ、感光体ドラム４０の回転ムラを抑制することができる。
【００５９】
電磁ブレーキ１３０のＯＮ／ＯＦＦ制御について説明する。
本体後側板１１９の遊星歯車減速装置側の面に、図示しない電源からコイル１３３への通電を制御して印加電磁ブレーキ１３０をＯＮ／ＯＦＦするマイクロスイッチ１４０を配設する。その位置はユニットケース１１７の位置決めピン１１８が本体後側板１１９の孔を突き抜けて刺さった時に、位置決めピン１１８の先端でマイクロスイッチ１４０のレバー１４２が押しボタン１４１から離れるように押し上げられる位置とする。
【００６０】
マイクロスイッチ１４０は遊星歯車減速装置に感光体ドラム４０が装着されていない場合に、レバー１４２が押しボタン１４１を押してＯＮ状態になり通電され電磁ブレーキ１３０がＯＮされるように構成しておく。そして、図１に示すように、感光体ドラム４０を遊星歯車減速装置に装着されると、ユニットケース１１７の位置決めピン１１８によってレバー１４２が押し上げられ、押しボタン１４１からレバー１４２が離れてマイクロスイッチ１４０がＯＦＦ状態になり通電が停止され電磁ブレーキ１３０がＯＦＦされる。
【００６１】
図５は電磁ブレーキ１３０の制御ブロック図である。
マイクロスイッチ１４０からのＯＮ／ＯＦＦの信号を受けて、電磁ブレーキ１３０のドライバである制御回路１５０が電磁ブレーキ１３０の動作（ＯＮ／ＯＦＦ）を制御する。電磁ブレーキ１３０がＯＮされると、電磁コイル１３３に電圧が印加されて電流が流れる。そうすると電磁場が発生して、アーマチュア１３６がバネディスク１３７からの付勢力に抗して摩擦パッド１３５側に引き付けられ、電磁コイル１３３やフィールドコア１３４などで構成される電磁石に摩擦パッド１３５を介して電磁吸着し、出力ドライブハブ１３１が電磁ブレーキ１３０に固定される。電磁ブレーキ１３０がＯＦＦされると、電磁コイル１３３に電流が流れなくなり電磁場が発生しなくなるので、アーマチュア１３６がバネディスク１３７により元の状態に引き戻され、出力ドライブハブ１３１の固定が解除される。
【００６２】
図６は、感光体ドラム４０を遊星歯車減速装置から引き出したときの図を示したものである。
面板１１１を本体前側板１１０から取り外し、ユニットケース１１７を引き出すと、感光体ドラム４０もドラム軸７０とのセレーションカップリング１１６が外れて一緒に引き出される。その結果、ユニットケース１１７の位置決めピン１１８に押されていたマイクロスイッチ１４０のレバー１４２が元の状態に戻り、レバー１４２で押しボタン１４１が押されてマイクロスイッチ１４０がＯＮ状態となり通電され電磁ブレーキ１３０がＯＮされる。
【００６３】
このように電磁ブレーキ１３０がＯＮされることで、出力ドライブハブ１３１が電磁ブレーキ１３０に固定され、出力ドライブハブ１３１に支持された内歯歯車１４の先端部はラジアル方向に移動しないように固定される。これにより、内歯歯車１４の先端部が固定された状態でユニットケース１１７の着脱を行うことができるので、ユニットケース１１７の着脱動作時にドラム軸７０にかかったラジアル方向の力が円筒軸２０を介して内歯歯車１４の先端部に伝わったとしても、内歯歯車１４の先端部がラジアル方向（径方向）に撓むのを抑制することができる。よって、ユニットケース１１７の着脱動作時に内歯歯車１４の先端部が大きく撓み過ぎて損傷してしまうのを抑制することができる。
【００６４】
以上、本実施形態によれば、筒状のハウジングと、ハウジング内に設けられた内歯歯車と、内歯歯車と同軸上で配設され駆動源からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車と、内歯歯車内に円周方向で配設され太陽歯車と内歯歯車と噛み合う複数の遊星歯車と、遊星歯車を回転自在に支持するとともに太陽歯車や内歯歯車と同軸上で回転自在なキャリアと、キャリアに設けられ回転駆動力を出力するための出力軸とからなる遊星歯車機構を備え、駆動源からの回転駆動力を出力軸に連結された回転軸を介して、装置本体に対して着脱可能な回転体に伝達する駆動伝達装置において、ハウジングの出力軸側とは反対側の端部を固定する固定部材と、装置本体に設けられた電磁石である電磁ブレーキと、電磁ブレーキへの通電を制御する通電制御手段と、電磁ブレーキと対向するようにハウジングの出力軸側の端部に設けられ、電磁ブレーキの通電時に電磁ブレーキに電磁吸着されて固定され、非通電時に電磁ブレーキへの電磁吸着が解除される被吸着部材とを有し、装置本体に対して前記回転体の着脱を行うときに前記通電制御手段によって前記電磁ブレーキに通電し、装置本体に前記回転体が装着されたときに前記通電制御手段によって前記電磁ブレーキへの通電を停止する。装置本体に対して回転体の着脱を行うときに、通電制御手段によって電磁ブレーキに通電し被吸着部材を電磁ブレーキに電磁吸着させて、被吸着部材を介してハウジングの出力軸側の端部を電磁ブレーキで固定する。これにより、ハウジングの出力軸側の端部が固定された状態で回転体の着脱を行うことができる。よって、装置本体に対して回転体の着脱を行ったときに回転軸にかかったラジアル方向の力が、出力軸を介してハウジングの出力軸側の端部に伝わったとしても、ハウジングの出力軸側の端部が径方向に撓むのを抑制することができる。したがって、ハウジングの出力軸側の端部が大きく撓み過ぎて損傷してしまうのを抑制することができる。また、装置本体に回転体が装着されたときに、通電制御手段によって電磁ブレーキへの通電を止めて被吸着部材の電磁ブレーキへの電磁吸着を解除し、ハウジングの出力軸側の端部を固定されなくする。これにより、装置本体に回転体が装着されたときに、回転軸と出力軸との同心誤差に応じてハウジングの出力軸側の端部を径方向へ撓ませて変形させることができる。よって、回転軸と出力軸との調心がなされ、回転体の回転ムラを低減させることができる。
また、本実施形態によれば、前記ハウジングと前記内歯歯車とを一体で構成したことで、省スペース化や低コスト化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、回転軸が軸方向に位置規制されていることで、回転軸が前側や後ろ側に抜けるのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、前記遊星歯車機構が前記ハウジング内で軸方向に複数段構成されていることで、減速比を高めることができ、モータの負荷を軽くすることができるので、モータの小型化が可能になる。
また、本実施形態によれば、装置本体に対して着脱可能な回転体である像担持体である感光体ドラムと、感光体ドラムを回転駆動させる駆動源と、感光体ドラムと前記駆動源とに連結され駆動源からの回転駆動力を感光体ドラムに伝達する駆動伝達手段と、感光体ドラムに画像を形成する画像形成手段とを備えた画像形成装置において、前記駆動伝達手段として、本発明の駆動伝達装置を用いたことで、回転軸であるドラム軸と遊星歯車機構の出力軸である円筒軸との連結部の各種誤差に対して、内歯歯車の変形による調心効果が得られる構成にすることができて、感光体ドラムの高精度駆動が可能となり、かつ感光体ドラムの着脱動作による遊星歯車機構の破損を抑制することができる。
また、本実施形態によれば、ドラム軸に対して感光体ドラムが抜き差し可能であり、ドラム軸に対して感光体ドラムを抜き差しするときに被吸着部材が電磁ブレーキに電磁吸着され、感光体ドラムがドラム軸の所定位置に装着されたときに被吸着部材の電磁吸着が解除されるように、感光体ドラムの抜き差し動作に連動させて通電制御手段が電磁ブレーキへの通電を制御する。これにより、感光体ドラムの抜き差し動作時に遊星歯車機構が破損するのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、感光体ドラムと、現像手段である現像装置、帯電手段である帯電器及びクリーニング手段であるクリーニング装置から選ばれる少なくとも一つとを一体的に構成し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカ−トリッジを備えており、プロセスカートリッジを装置本体に対して着脱するときに被吸着部材が電磁ブレーキに電磁吸着され、プロセスカートリッジが装置本体の所定の位置に装着されたときに被吸着部材の電磁吸着が解除されるように、プロセスカートリッジの着脱動作に連動させて通電制御手段が電磁ブレーキへの通電を制御する。これにより、プロセスカートリッジの着脱動作時に遊星歯車機構が破損するのを抑制することができる。
また、本実施形態によれば、装置本体に対してプロセスカートリッジを位置決めする位置決め部材をプロセスカートリッジに設けており、通電制御手段は電磁ブレーキへの通電と非通電とを切り替えるスイッチであるマイクロスイッチを有しており、プロセスカートリッジの着脱動作による位置決め部材の移動に連動させてマイクロスイッチを作動させ、電磁ブレーキへの通電と非通電とを切り替える。これにより、プロセスカートリッジの着脱に連動させてマイクロスイッチ１４０を操作するため専用の部材を設ける必要が無いので、その分、装置内の省スペース化や低コスト化を図ることができる。
【符号の説明】
【００６５】
２        帯電器
４        クリーニング装置
９        現像装置
１０      中間転写ベルト
１２      第一太陽歯車
１３      モータ固定フランジ
１４      内歯歯車
１５      第一遊星歯車
１６      第一キャリア
１７      第二太陽歯車
１８      第二遊星歯車
１９      第二キャリア
２０      円筒軸
２１      スプライン部
２２      エンドキャップ
２３ａ    ローラ
２３ｂ    ローラ
２４      内歯歯車固定フランジ
２５      定着装置
２６      定着ベルト
２７      加圧ローラ
２８      シート反転装置
３０      原稿台
３２      コンタクトガラス
３３      第一走行体
３４      第二走行体
３５      結像レンズ
３６      センサ
４０      感光体ドラム
４２      給紙ローラ
４３      ペーパーバンク
４４      給紙カセット
４５      分離ローラ
４６      給紙路
４７      搬送ローラ
４９      レジストローラ
５０      給紙ローラ
５１      手差しトレイ
５２      分離ローラ
５３      給紙路
５５      切換爪
５６      排出ローラ
５７      排紙トレイ
６０      モータ
７０      ドラム軸
８１      第一支持ローラ
８２      第二支持ローラ
８３      第三支持ローラ
８４      中間転写ベルトクリーニング装置
８５      画像形成部
８６      タンデム画像形成部
８７      露光装置
８８      二次転写装置
８９      二次転写ベルト
１００    複写機本体
１１０    本体前側板
１１１    面板
１１２    軸受
１１３    加圧バネ
１１４    前ドラムフランジ
１１５    後ドラムフランジ
１１６    セレーションカップリング
１１７    ユニットケース
１１８    位置決めピン
１１９    本体後側板
１２３ａ  軸受
１２３ｂ  軸受
１２４    カラー
１２５    止め輪
１２６    スタッド
１２７    駆動側板
１２８    ボス部
１３０    電磁ブレーキ
１３１    出力ドライブハブ
１３２    台座
１３３    電磁コイル
１３４    フィールドコア
１３５    摩擦パッド
１３６    アーマチュア
１３７    バネディスク
１３８    カラー
１４０    マイクロスイッチ
１４１    押しボタン
１４２    レバー
１５０    制御回路
２００    給紙テーブル
３００    スキャナ
４００    原稿自動搬送装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００６６】
【特許文献１】特開２００８−１５１８６８号公報
【特許文献２】特開平４−３３１８４８号公報
【図１】
0005773256.tif 000003
【図２】
0005773256.tif 000004
【図３】
0005773256.tif 000005
【図４】
0005773256.tif 000006
【図５】
0005773256.tif 000007
【図６】
0005773256.tif 000008