(57)【要約】【課題】一つの駆動モータに嵌挿されたギアで二つのギアを回転させる駆動系で生じるトルク変動の幅を縮小することのできる画像形成装置を提供すること。【解決手段】ピニオンギア３３の回転中心Ｏと，ピニオンギア３３及びギア２１のピッチ点Ｐ２１と，ピニオンギア３３及びギア２２のピッチ点Ｐ２２とがなすピッチ点間角度α２≠歯間角度β（β＝３６０／前記ピニオンギア３３の歯数）×自然数の関係と，前記回転中心Ｏを基準として，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２１各々の回転中心を結ぶ線と，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２２各々の回転中心を結ぶ線とがなす角度γ≠歯間角度β（β＝３６０／前記第一のギアの歯数）×自然数の関係と，の少なくともいずれか一方の関係が成立することを特徴とする画像形成装置として構成される。【選択図】図２
2008052253.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの駆動モータにより回転される第一のギアと，該第一のギアに噛合された同一形状の第二のギア及び第三のギアと，前記第二のギア及び前記第三のギア各々に連結された異なる色の像を担持する二つの像担持体と，を備えてなる画像形成装置であって，
前記第一のギアの回転中心と，前記第一のギア及び前記第二のギアのピッチ点と，前記第一のギア及び前記第三のギアのピッチ点とがなすピッチ点間角度α≠歯間角度β（β＝３６０／前記第一のギアの歯数）×自然数の関係と，
前記第一のギアの回転中心を基準として，前記第一のギア及び前記第二のギア各々の回転中心を結ぶ線と，前記第一のギア及び前記第三のギア各々の回転中心を結ぶ線とがなす角度γ≠歯間角度β（β＝３６０／前記第一のギアの歯数）×自然数の関係と，
の少なくともいずれか一方の関係が成立することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記ピッチ点間角度α又は前記角度γと前記歯間角度βとの差が（前記歯間角度β／２）×自然数となる関係が更に成立する請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動モータが，ステッピングモータである請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は，複数の像担持体を有する所謂タンデム式の画像形成装置に関し，特に，一つの駆動モータのピニオンギアに噛合された二つのギアによって二つの像担持体が駆動される画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
例えば，特許文献１のタンデム式画像形成装置では，一つの駆動モータのピニオンギアで二つの感光体ドラム（像担持体）のギアを回転させる二組の駆動系が設けられている。この場合には，四つの感光体ドラムの駆動に必要な駆動トルクを二つの駆動モータで分散することができるため，該駆動モータ各々の大型化やコストの増大を防止することができる。以下，図１，図５及び図６を用いて，前記のように構成された駆動系を有する従来の画像形成部Ｙについて説明する。
【０００３】
図１に示すように，従来の画像形成部Ｙでは，ブラック，マゼンタ，イエロー，シアンの各色に対応した感光体ドラム１１〜１４に形成されたトナー像が，該感光体ドラム１１〜１４と転写ローラ６１〜６４とが圧接しながら回転することにより，複数の駆動ローラ５２〜５４によって走行される転写ベルト５１に順次重ね合わされて転写される。その後，前記転写ベルト５１に転写されたカラー像は不図示の転写装置において記録紙に転写される。
【０００４】
前記感光体ドラム１１〜１４は，二つの駆動系１及び２によって回転駆動される。
前記駆動系１は，駆動モータ３１と，該駆動モータ３１の回転軸に嵌挿されたピニオンギア３３と，該ピニオンギア３３に噛合された前記感光体ドラム１１のギア２１と，該ピニオンギア３３に噛合された前記感光体ドラム１２のギア２２とを備えて構成されている。また，同様に，前記駆動系２は，駆動モータ３２と，該駆動モータ３２の回転軸に嵌挿されたピニオンギア３４と，該ピニオンギア３４に噛合された前記感光体ドラム１３のギア２３と，該ピニオンギア３４に噛合された前記感光体ドラム１４のギア２４とを備えて構成されている。
したがって，前記駆動系１では，前記駆動モータ３１が回転されると，前記ピニオンギア３３から前記ギア２１及び前記ギア２２に回転力が伝達されることにより，前記感光体ドラム１１，１２が矢印方向に回転される。また，前記駆動系２についても同様に，前記駆動モータ３２が回転されると，前記ピニオンギア３４から前記ギア２３及び前記ギア２４に回転力が伝達されることにより，前記感光体ドラム１３，１４が矢印方向に回転される。
【特許文献１】特開２００１−１４７５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで，前記のように構成された前記駆動系１に作用するトルクは，前記ピニオンギア３３と前記ギア２１，前記ピニオンギア３３と前記ギア２２のかみ合い周期によって変動する。ここで，図５及び図６を用いて，前記駆動系１によるトルク変動について説明する。ここに，図５は前記駆動系１のギア組み立て図を示す模式図，図６（ａ）〜（ｃ）は前記駆動系１におけるトルク変動を説明するためのグラフであって，（ａ）は前記ギア２１によるトルク変動，（ｂ）は前記ギア２２によるトルク変動，（ｃ）は前記ギア２１及び前記ギア２２によるトルク変動の総和を示している。
図５に示すように，前記駆動系１では，前記ピニオンギア３３の回転中心Ｏを基準として，前記ピニオンギア３３の回転中心Ｏ及び前記ギア２１の回転中心Ｐ１を結ぶ線Ｌ１と，前記ピニオンギア３３の回転中心Ｏ及び前記ギア２２の回転中心Ｐ２を結ぶ線Ｌ２とのなす角度γ１が１８０°に設定されている。即ち，前記ピニオンギア３３の回転中心Ｏと，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２１のピッチ点Ｐ１１と，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２２のピッチ点Ｐ１２とがなすピッチ点間角度α１も同様に１８０°となる。なお，前記ピッチ点Ｐ１１は，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２１各々のかみ合いピッチ円（図示する一点鎖線）の接点であり，前記ピッチ点Ｐ１２は，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２２各々のかみ合いピッチ円（図示する一点鎖線）の接点である。
また，前記ピニオンギア３３の歯数が１２であるため，歯間角度β（β＝３６０／前記ピニオンギア３３の歯数）は３０°である。即ち，前記駆動系１では，前記角度γ１（１８０°）＝歯間角度β（３０°）×６（自然数）の関係が成立しているとする。
この場合，前記駆動系１では，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２１のかみ合いによって，図６（ａ）に示すような周期的なトルク変動が生じ，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２２のかみ合いによって，図６（ｂ）に示すような周期的なトルク変動が生じることになる。したがって，前記駆動系１全体としては，図６（ｃ）に示すように，これらが合成されたトルク変動が生じることになる。
【０００６】
ここで，前記駆動系１では，前記トルク変動が大きいほど，前記ピニオンギア３３や前記ギア２１，前記ギア２２，これらの軸受けなどの磨耗が大きくなるため，できるだけ前記トルク変動の幅を縮小させることが望ましい。特に，前記駆動モータ３１がステッピングモータである場合には，トルク変動が大きくなるほど脱調が生じる可能性も高くなる。
従って，本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり，その目的とするところは，一つの駆動モータに嵌挿されたギアで二つのギアを回転させる駆動系で生じるトルク変動の幅を縮小することのできる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】
【０００７】
上記目的を達成するために本発明は，一つの駆動モータにより回転される第一のギアと，該第一のギアに噛合された同一形状の第二のギア及び第三のギアと，前記第二のギア及び前記第三のギア各々に連結された異なる色の像を担持する二つの像担持体と，を備えてなる画像形成装置に適用されるものであって，前記第一のギアの回転中心と，前記第一のギア及び前記第二のギアのピッチ点と，前記第一のギア及び前記第三のギアのピッチ点とがなすピッチ点間角度α≠歯間角度β（β＝３６０／前記第一のギアの歯数）×自然数の関係と，
前記第一のギアの回転中心を基準として，前記第一のギア及び前記第二のギア各々の回転中心を結ぶ線と，前記第一のギア及び前記第三のギア各々の回転中心を結ぶ線とがなす角度γ≠歯間角度β（β＝３６０／前記第一のギアの歯数）×自然数の関係と，
の少なくともいずれか一方の関係が成立することを特徴とする画像形成装置として構成される。
これにより，前記画像形成装置では，前記第一のギア及び前記第二のギアのかみ合いによって周期的に生じるトルク変動と，前記第一のギア及び前記第三のギアのかみ合いによって周期的に生じるトルク変動と，が異なる位相で発生することなる。そのため，従来のように同じ位相で周期的なトルク変動が発生していた場合（図６参照）に比べて，合成されたトルク変動の幅を縮小させることができる（図３，４参照）。したがって，前記第一のギアや前記第二のギア，前記第三のギア，これらの軸受けなどの磨耗を抑制することができ超寿命化を図ることができる。
特に，前記ピッチ点間角度α又は前記角度γと前記歯間角度βとの差が（前記歯間角度β／２）×自然数となる関係が更に成立するように構成すれば，前記第一のギア及び前記第二のギアのかみ合いによって生じるトルク変動と，前記第一のギア及び前記第三のギアのかみ合いによって生じるトルク変動と，が逆位相で発生することになるため，合成されたトルク変動の幅を最も縮小させることができる（図３参照）。
ところで，前記駆動モータがステッピングモータである場合には，トルク変動が大きくなるほど脱調する可能性が高くなるため，トルク変動の幅を縮小させて脱調を防止することができる本発明が特に好適である。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば，前記画像形成装置では，前記第一のギア及び前記第二のギアのかみ合いによって周期的に生じるトルク変動と，前記第一のギア及び前記第三のギアのかみ合いによって周期的に生じるトルク変動と，が異なる位相で発生することなる。そのため，従来のように同じ位相で周期的なトルク変動が発生していた場合（図６参照）に比べて，合成されたトルク変動の幅を縮小させることができる（図３，４参照）。したがって，前記第一のギアや前記第二のギア，前記第三のギア，これらの軸受けなどの磨耗を抑制することができ超寿命化を図ることができる。
特に，前記ピッチ点間角度α又は前記角度γと前記歯間角度βとの差が（前記歯間角度β／２）×自然数となる関係が更に成立するように構成すれば，前記第一のギア及び前記第二のギアのかみ合いによって生じるトルク変動と，前記第一のギア及び前記第三のギアのかみ合いによって生じるトルク変動と，が逆位相で発生することになるため，合成されたトルク変動の幅を最も縮小させることができる（図３参照）。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下添付図面を参照しながら，本発明の実施の形態について説明し，本発明の理解に供する。尚，以下の実施の形態は，本発明を具体化した一例であって，本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに，図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けられた画像形成部Ｘの要部構成を示す斜視図，図２は前記画像形成部Ｘの駆動系１のギア構造を説明するための図，図３は前記駆動系１におけるトルク変動を示すグラフである。
なお，本発明の実施の形態に係る画像形成装置は，例えば複写機やファクシミリ装置，プリンタ装置，これらの複合機などであって，以下に説明する画像形成部Ｘの他に，一般的な画像形成装置が具備する構成要素，例えば，ＣＰＵ及びＲＯＭ，ＲＡＭ等を有する制御部や，各種の操作や表示を行う操作表示部，原稿画像を読み取る画像読取部，各種の画像処理を施す画像処理部などを具備している。
【００１０】
図１に示すように，本発明の実施の形態に係る画像形成装置の画像形成部Ｘは，従来装置の前記画像形成部Ｙと同様に，四つの感光体ドラム１１〜１４と，該感光体ドラム１１〜１４を回転させる駆動系１及び駆動系２と，前記感光体ドラム１１〜１４のトナー像が順次重ね合わされて転写される転写ベルト５１と，該転写ベルト５１を走行させる駆動ローラ５２〜５４と，前記感光体ドラム１１〜１４に前記転写ベルト５１を介して圧接された転写ローラ６１〜６４と，を備えて構成されている。
【００１１】
このように構成された前記画像形成部Ｘでは，露光装置（不図示）によって前記感光体ドラム１１〜１４に形成された静電潜像が現像装置（不図示）によって現像され，該感光体ドラム１１〜１４に各色のトナー像が形成される。そして，前記感光体ドラム１１〜１４に形成されたトナー像は，前記感光体ドラム１１〜１４と前記転写ローラ６１〜６４とが前記転写ベルト５１を介して圧接しながら回転することにより，該転写ベルト５１に順次重ね合わされて転写される。その後，前記転写ベルト５１に転写されたカラー像は不図示の転写装置において記録紙に転写される。
【００１２】
前記駆動系１は，一つのステッピングモータ３１（駆動モータの一例）と，該ステッピングモータ３１の回転軸に嵌挿されたピニオンギア３３（第一のギアの一例）と，該ピニオンギア３３に噛合された前記感光体ドラム１１に設けられたギア２１（第二のギアの一例）と，該ピニオンギア３３に噛合された前記感光体ドラム１２に設けられたギア２２（第三のギアの一例）とを備えて構成されている。前記ギア２１及び前記ギア２２は，歯数が同一であって同一形状に形成されている。
前記駆動系１では，前記ステッピングモータ３１が回転されると，前記ピニオンギア３３から前記ギア２１及び前記ギア２２に回転力が伝達されることにより，前記感光体ドラム１１，１２が矢印方向に回転される。
【００１３】
また，同様に，前記駆動系２は，一つのステッピングモータ３２（駆動モータの一例）と，該ステッピングモータ３２の回転軸に嵌挿されたピニオンギア３４（第一のギアの一例）と，該ピニオンギア３４に噛合された前記感光体ドラム１３に設けられたギア２３（第二のギアの一例）と，該ピニオンギア３４に噛合された前記感光体ドラム１４に設けられたギア２４（第三のギアの一例）とを備えて構成されている。前記ギア２３及び前記ギア２４は，歯数が同一であって同一形状に形成されている。
前記駆動系２では，前記ステッピングモータ３２が回転されると，前記ピニオンギア３４から前記ギア２３及び前記ギア２４に回転力が伝達されることにより，前記感光体ドラム１３，１４が矢印方向に回転される。
【００１４】
前記画像形成部Ｘは，前記駆動系１及び前記駆動系２のギア構造に特徴を有しており，該ギア構造によって，従来装置の画像形成部Ｙ（図４参照）で生じていたトルク変動の幅を縮小させることができる。
以下，図２及び図３を用いて，この点について詳述する。ここに，図３（ａ）は前記ギア２１によるトルク変動，図３（ｂ）は前記ギア２２によるトルク変動，図３（ｃ）は前記ギア２１及び前記ギア２２によるトルク変動の総和を示している。
なお，ここでは，前記駆動系１のギア構造について詳説し，同様に構成された前記駆動系２についての説明は省略する。
図２に示すように，前記駆動系１では，前記ピニオンギア３３の回転中心Ｏを基準として，前記ピニオンギア３３の回転中心Ｏ及び前記ギア２１の回転中心Ｐ１を結ぶ線Ｌ１と，前記ピニオンギア３３の回転中心Ｏ及び前記ギア２２の回転中心Ｐ２を結ぶ線Ｌ２とのなす角度γ２が１６５°に設定されている。即ち，前記ピニオンギア３３の回転中心Ｏと，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２１のピッチ点Ｐ２１と，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２２のピッチ点Ｐ１２とがなすピッチ点間角度α２も同様に１６５°となる。なお，前記ピッチ点Ｐ２１は，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２１各々のかみ合いピッチ円（図示する一点鎖線）の接点であり，前記ピッチ点Ｐ２２は，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２２各々のかみ合いピッチ円（図示する一点鎖線）の接点である。
また，前記ピニオンギア３３の歯数が１２であるため，歯間角度β（β＝３６０／前記ピニオンギア３３の歯数）は３０°である。即ち，前記駆動系１では，前記角度γ２（１６５°）≠歯間角度β（３０°）×６（自然数）の関係が成立するように，前記ピニオンギア３３，前記ギア２１及び前記ギア２２が組み立てられている。
【００１５】
ここで，前記駆動系１では，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２１のかみ合いによって，図３（ａ）に示すような周期的なトルク変動が生じ，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２２のかみ合いによって，図３（ｂ）に示すような周期的なトルク変動が生じることになる。
ここで，従来の前記画像形成部Ｙでは，前記ギア２１による周気的なトルク変動（図６（ａ）参照）と前記ギア２２による周期的なトルク変動（図６（ｂ）参照）とが同位相で生じていたため，全体としてこれらを合成したトルク変動が生じていた（図６（ｃ）参照）。
【００１６】
しかしながら，本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けられた前記画像形成部Ｘでは，前記駆動系１において，前記角度γ２（１６５°）≠歯間角度β（３０°）×６（自然数）の関係が成立している。そのため，前記ギア２１によって生じる周期的なトルク変動（図３（ａ）参照）と，前記ギア２２によって生じる周期的なトルク変動（図３（ｂ）参照）との間に位相差が生じることになる。
特に，前記画像形成部Ｘでは，前記角度γ２（１６５°）と前記歯間角度β（３０°）との差（１３５°）が（前記歯間角度β（３０°）／２）×９（自然数）となる関係が成立している。なお，この場合には，前記ピッチ点間角度α２についても同様の関係が成立している。
即ち，前記ギア２１によって生じる周期的なトルク変動（図３（ａ）参照）と，前記ギア２２によって生じる周期的なトルク変動（図３（ｂ）参照）とが逆位相で発生することになる。換言すれば，一方のトルク変動は，他方のトルク変動よりも１／２周期遅れた（或いは進んだ）トルク変動となる。
したがって，各トルク変動が同じ振幅で発生すると考えた場合，理論的には図３（ｃ）に示すように，前記ギア２１によって生じる周期的なトルク変動（図３（ａ）参照）と，前記ギア２２によって生じる周期的なトルク変動（図３（ｂ）参照）とを合成したトルク変動の幅は０（トルク＝１０で一定）となり，該駆動系１におけるトルク変動の幅を最小限に縮小することができる。
これにより，前記ピニオンギア３３や前記ギア２１，前記ギア２２，これらの軸受けなどの磨耗を抑制することができ超寿命化を図ることができる。また，前記駆動系１における回転精度を高めることができる。
しかも，前記駆動系１の駆動手段として用いている前記ステッピングモータ３１に作用するトルク変動の幅を縮小することができるため，該ステッピングモータ３１の脱調のおそれを低減することができる。
【実施例】
【００１７】
前記実施の形態では，前記角度γ２≠歯間角度β×自然数の関係と，前記角度γ２と前記歯間角度βとの差が（前記歯間角度β／２）×自然数となる関係とが，共に成立している場合について説明した。即ち，前記実施の形態では，一方のトルク変動が他方のトルク変動よりも１／２周期遅れる（或いは進む）という関係が成立していた。
一方，前記角度γ２≠歯間角度β×自然数の関係だけが成立する場合においても，前記ギア２１によって生じる周期的なトルク変動（図３（ａ）参照）と，前記ギア２２によって生じる周期的なトルク変動（図３（ｂ）参照）とを合成したトルク変動の幅を縮小させることができる。
例えば，前記駆動系１のギア構造の変形例として，前記ギア２１によるトルク変動が，前記ギア２２によるトルク変動よりも１／４周期遅れて（或いは進んで）発生するように，前記角度γ２が１７２．５°（或いは１８７．５°）となるように，前記ピニオンギア３３，前記ギア２１及び前記ギア２２を配置することが考えられる。なお，この場合には，前記ピッチ点間角度α２も同様に１７２．５°（或いは１８７．５°）となる。
ここに，図４は，前記駆動系１のギア構造の変形例におけるトルク変動を示すグラフであって，（ａ）は前記ギア２１によるトルク変動，（ｂ）は前記ギア２２によるトルク変動，（ｃ）は前記ギア２１及び前記ギア２２によるトルク変動の総和を示している。
図４に示すように，前記ギア２１によるトルク変動（図４（ａ）参照）を，前記ギア２２によるトルク変動（図４（ｂ）参照）よりも１／４周期遅れて（或いは進んで）発生させることによって，従来のように二つのトルク変動が同位相で発生する場合（図６（ｃ）参照）に比べて，前記駆動系１におけるトルク変動の幅を縮小することができる。
【００１８】
なお，前記実施の形態及び本実施例で説明したように，前記角度γ２と前記ピッチ点間角度α２とは同一となる。したがって，本発明は，前記角度γ２又は前記ピッチ点間角度α２のいずれか一方の角度≠前記歯間角度β×自然数の関係が成立するように，前記ピニオンギア３３，前記ギア２１及び前記ギア２２を配置することで具現することができる。
例えば，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２１の中心間距離や，前記ピニオンギア３３及び前記ギア２２の中心間距離などの設計値によって，前記ピッチ点Ｐ２１，Ｐ２２，前記ピッチ点間角度α２などの定義が困難である場合には，前記角度γ２≠前記歯間角度β×自然数の関係が成立するように，前記ピニオンギア３３，前記ギア２１及び前記ギア２２を配置すればよい。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けられた画像形成部の要部構成を示す斜視図。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けられた画像形成部の駆動系のギア構造を説明するための図。
【図３】本発明の実施の形態に係る画像形成装置に設けられた画像形成部の駆動系におけるトルク変動を示すグラフ。
【図４】本発明の実施例に係る画像形成装置に設けられた画像形成部の駆動系におけるトルク変動を示すグラフ。
【図５】従来の画像形成装置に設けられた画像形成部の駆動系のギア構造を説明するための図。
【図６】従来の画像形成装置に設けられた画像形成部の駆動系におけるトルク変動を示すグラフ。
【符号の説明】
【００２０】
１，２…駆動系
１１〜１４…感光体ドラム（像担持体の一例）
２１，２３…ギア（第二のギアの一例）
２２，２４…ギア（第三のギアの一例）
３１，３２…ステッピングモータ（駆動モータの一例）
３３，３４…ピニオンギア（第一のギアの一例）
５１…転写ベルト
５２〜５４…駆動ローラ
【図１】
2008052253.tif 000003
【図２】
2008052253.tif 000004
【図３】
2008052253.tif 000005
【図４】
2008052253.tif 000006
【図５】
2008052253.tif 000007
【図６】
2008052253.tif 000008