(57)【要約】【課題】  噛み合い変動と磨耗の少ない低価格の回転体駆動装置を提供する。【解決手段】  回転体１を回転駆動するための駆動源３０と、駆動源３０から回転体１の回転軸に駆動力を伝達する駆動伝達手段とを備えた回転体駆動装置において、駆動伝達手段の第１のウォーム３０ａと、第１のウォーム３０ａとは別の第２のウォーム３２が離れた位置でウォームホイール２４と噛み合い、第１のウォーム３０ａは駆動源３０に連結され、第１のウォーム３０ａと第２のウォーム３２はジョイント部材３１で駆動連結され、第２のウォーム３２は圧接手段３７でウォームホイール２４に付勢されている。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体を回転駆動するための駆動源と、駆動源から回転体の回転軸に駆動力を伝達する駆動伝達手段とを備えた回転体駆動装置において、駆動伝達手段のうちウォームホイールと互いに離れた位置で噛み合う、駆動源に連結された第１のウォーム及び第２のウォームと、第１のウォームと第２のウォームとを駆動連結するジョイント部材と、第２のウォームをウォームホイールに付勢する圧接手段と、を有す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、ジョイント部材は弾部性材であり、第１のウォームとウォームホイールが圧接駆動する方向に第２のウォームを付勢す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、第１のウォームと第２のウォームへのウォームホイール側軸線角は４５度以上であることを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項４】
駆動源は回転体の回転位置を検出する検出手段から出力された位置信号により回転駆動することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転体駆動装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載の回転体駆動装置を備えた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転体を回転駆動するための駆動源と、駆動源から回転体の回転軸に駆動力を伝達する駆動伝達手段とを備えた回転体駆動装置、及びその回転体駆動装置を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体を用いた画像形成装置は、感光体の回転変動が静電潜像の書き込みや転写に影響を及ぼして出力画像の濃度むらになるため、感光体ドラム軸に位置検出用部材を取り付け、この位置検出用部材から出力されるパルスにて感光体ドラムや感光体ドラム駆動モータの回転変動を検知し、感光体ドラムの回転速度が常に一定になるよう感光体ドラムの駆動モータをフィードバック制御する制御機構を有している。
近年、画質向上のためドット間隔が６００ｄｐｉから１２００ｄｐｉに移行しているが、６００ｄｐｉのライン間隔は４２．３μＭで１２００ｄｐｉのライン間隔は２１．２μＭであり、感光体ドラムや転写ベルトの変動量をライン間隔以内に収めないと色ずれが目立つ画像になる。
感光体ドラムの回転駆動は歯車やベルトを用いて減速駆動機構で行っているが、減速駆動機構の歯の噛み合いや歯車やプーリの偏芯により速度変動が発生するため、減速駆動機構に用いる歯車の数を少なくするのが好ましい。また、感光体ドラムの回転変動を検知してフィードバック制御する場合においても、歯車のバックラッシやベルトの伸びによる制御できない要因を極力なくす駆動機構が求められる。
回転体の精密駆動方式として、１段減速で減速比が大きくできるウォームによる駆動機構が、例えば特許文献１と２、及び３で提案されている。特許文献１記載の技術では、駆動側のウォーム軸からベルトを介してもう一方のウォームを駆動し、スプリングで圧接駆動する。また、特許文献２記載の技術では、ウォームまたはウォームホイールに装着されたもう一方のウォームまたはウォームホイールで歯を挟んで駆動する。特許文献３記載の技術は、ウォームホイールと二つの並行するウォームギアとを有してウォームギアをスプリングにて付勢する。
【特許文献１】特開平４−３５８１７３号公報
【特許文献２】特開平７−３２５５１０号公報
【特許文献３】特開平１０−１０５２４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
特許文献１記載の技術では、駆動用ウォームとは別のウォームをスプリングで圧接してウォームホイールを駆動しているため、バックラッシのがたつきが無くなる。しかし、ウォームホイールを両側で挟み込み、駆動機構を用いて片側のウォームを駆動するため、構造が複雑で組み付けや保守が困難になり、コストが嵩む。
また、特許文献２記載の技術では、ウォームまたはウォームホイールを分割し、片方の歯車で駆動歯車の歯を押圧して駆動しているため、バックラッシによる速度変動は防止される。しかし、移動自在のウォームが駆動ウォームに圧接する機構や、ウォームホイールに支持された回転自在のウォームホイールが駆動ウォームに圧接する機構はウォームとウォームホイールの噛み合いが通常の半分であり、両方式とも噛み合い数が少なくなると共に、歯の接触面積が少ないため歯面の磨耗が多くなり、速度変動の増加や歯車の寿命が短くなる不具合が発生する。また特許文献３では、同一方向のウォームギアを同一方向のスプリングにて付勢するので、有効で効果的な付勢となるとは限らない。
本発明は、駆動伝達手段のウォームとは別のウォームを互いに角度を有して備え、弾性材を介して回転体を駆動することにより、噛み合い変動と磨耗の少ない低価格の回転体駆動装置を提供することを目的とする。また、回転体の回転位置を検出して駆動制御することにより、高精度の回転体駆動装置を提供することを目的とする。さらにその回転体駆動装置を備えた信頼性の高い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】
【０００４】
上記目的を達成するために、請求項１記載の発明は、回転体を回転駆動するための駆動源と、駆動源から回転体の回転軸に駆動力を伝達する駆動伝達手段とを備えた回転体駆動装置において、駆動伝達手段のうちウォームホイールと互いに離れた位置で噛み合う、駆動源に連結された第１のウォーム及び第２のウォームと、第１のウォームと第２のウォームとを駆動連結するジョイント部材と、第２のウォームをウォームホイールに付勢する圧接手段と、を有する回転体駆動装置を最も主要な特徴とする。
請求項２記載の発明は、請求項１記載の回転体駆動装置において、ジョイント部材は弾部性材であり、第１のウォームとウォームホイールが圧接駆動する方向に第２のウォームを付勢する回転体駆動装置を主要な特徴とする。
請求項３記載の発明は、請求項１記載の回転体駆動装置において、第１のウォームと第２のウォームへのウォームホイール側軸線角は４５度以上である回転体駆動装置を主要な特徴とする。
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項に記載の回転体駆動装置において、駆動源は回転体の回転位置を検出する検出手段から出力された位置信号により回転駆動する回転体駆動装置を主要な特徴とする。
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載の回転体駆動装置を備えた画像形成装置を最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【０００５】
本発明では、駆動伝達手段のウォームとは別のウォームを互いに角度を有して備え、弾性材を介して回転体を駆動することにより、高精度で噛み合い変動と磨耗の少ない低価格の回転駆動装置を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００６】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。
図１は本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成図である。同図において、感光体ドラム（回転体）１Ｋの周辺には、感光体ドラム１Ｋに当接して感光体ドラム１Ｋの表面が所定の極性になるように帯電電荷を付与する帯電ローラ２Ｋ、レーザ光の書き込み走査による画像露光で書き込みデータを感光体ドラム１Ｋの表面に静電潜像として形成する書き込み装置３Ｋ、感光体ドラム１Ｋ上に形成された静電潜像を顕像化する現像装置４Ｋ、現像装置４Ｋで感光体ドラム１Ｋ表面に可視像化したトナー像を転写媒体の転写材８に転写する転写装置５Ｋ、転写後に感光体ドラム１Ｋ上に残留したトナーをブレードで清掃するドラムクリーニング装置６Ｋ、感光体ドラム１Ｋ上に残留している電荷を除電する図示しない除電装置などが配値されている。
カラー画像形成装置は、前記黒色作像用感光体ドラム１Ｋを中心とした黒色作像用プロセスユニットの他に、イエロー作像用感光体ドラム１Ｙ、マゼンタ作像用感光体ドラム１Ｍ、シアン作像用感光体ドラム１Ｃをそれぞれ中心としたイエロー作像用プロセスユニット、マゼンタ作像用プロセスユニット、シアン作像用プロセスユニットの３個のプロセスユニットが転写材８を搬送する転写材搬送ベルト７の通過経路上に所定のピッチ間隔で配列されている。
各プロセスユニットは、イエロー作像用感光体ドラム１Ｙ、マゼンタ作像用感光体ドラム１Ｍ、シアン作像用感光体ドラム１Ｃの周囲に、黒色作像用感光体ドラム１Ｋと同様のユニットを備える。また、各現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの上方には現像装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋそれぞれにトナーを供給するトナーボトル９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｋが配設されている。
転写材８は給紙ローラ１０から搬送ガイド１１でガイドされながらレジストローラ１２に送り出され、レジストローラ１２から各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに書き込まれたトナー像との転写タイミングに合わせて転写ユニット１３の転写材搬送ベルト７上に送られる。転写材搬送ベルト駆動ローラ１４は図示しない駆動機構により回転駆動され、転写材搬送ベルト７は搬送ローラ１５と１６及びベルトテンションローラ１７に支持されて矢印１８方向に移動する。
転写材搬送ベルト７に担持して搬送される転写材８は、イエロー作像用ドラム１Ｙ、マゼンタ作像用感光体ドラム１Ｍ、シアン作像用感光体ドラム１Ｃ、黒色作像用感光体ドラム１Ｋを中心とした各プロセスユニットを通過時に順次各色のトナー像が転写材８に重ねて転写される。トナー像が転写された転写材８は黒色作像用感光体ドラム１Ｋのプロセスユニットから定着器１９に送られる。転写材８では転写されたトナー像が定着器１９によって定着され、排出ローラ２０で排紙トレイ２１に排出される。
【０００７】
図２は感光体ドラム駆動装置（回転体駆動装置）の側面図である。感光体ドラム１Ｋの左側軸１ａはベアリング２２に支持され、ベアリング２２はフレーム２３に固定されており、感光体ドラム１Ｋは回転自在にフレーム２３に支持されている。感光体ドラム１Ｋの右側軸１ｂにはウォームホイール２４が固定され、ベアリング２５に支持された状態である。ベアリング２５はフレーム２６に固定されており、感光体ドラム１Ｋは回転自在にフレーム２６に支持されている。
感光体ドラム１Ｋの右側軸１ｂには感光体ドラム１Ｋの回転速度を検知するコードホイール２７が固定され、コードホイール２７の位置を検知するセンサ２８がフレーム２６に装着されている（コードホイール２７及びセンサ２８は検出手段である）。ウォームホイール２４は感光体ドラム１Ｋを回転駆動するウォーム２９に噛み合っている。ウォーム２９は図示しない駆動モータの軸または駆動モータ軸に固定され、コードホイール２７の位置検知するセンサ２８の出力パルスから感光体ドラム１Ｋの回転変動を算出して図示していない駆動制御装置で駆動モータの回転をフィードバック制御している。尚、ウォームホイール２４やウォーム２９等は駆動伝達手段である。
図３は本発明の感光体ドラム駆動装置における第１の実施形態を示す正面図である。図４は同じく第２の実施形態を示す正面図である。図３において、感光体ドラム１Ｋのシャフト１ｂに取り付けられたウォームホイール２４はモータ３０のウォーム３０ａと噛み合っており、ウォーム３０ａが回転するとウォームホイール２４か矢印Ａ方向に回転し、感光体ドラム１Ｋも矢印Ａ方向に回転する。ウォーム３０ａのモータ３０反対側にはフレキシブルアーム（ジョイント部材）３１が装着されウォーム３０ａと一体で回転する。
ウォームホイール２４にはウォーム３０ａとは別のウォーム３２が、ウォーム３０ａと９０度以上開いた状態（ウォームホイール側軸線角９０度以上）で噛み合い、ウォーム３２の両端軸部にはベアリング３３と３４が挿入されてウォーム３２は回転自在に装着されている。また、ベアリング３３と３４はそれぞれフレーム３５と３６に固定され、軸方向に移動できるようになっている。ウォーム３２の軸３２ａにはウォーム３０ａに固定されたフレキシブルアーム３１の片側が挿入され、ウォーム３０ａの回転力がユニバーサルジョイントを介してウォーム３２に伝達される。
ウォーム軸３２ａのウォーム３２とフレーム３６間にスプリング（圧接手段）３７が挿入され、ウォーム３２はスプリング３７によりウォームホイール２４の逆回転の方向に圧接しながら回転する。ここで従動側ウォーム３２への伝達部材をフレキシブルアームとして記載したがフレキシブルジョイントでもかまわない。
【０００８】
図４において、図３と同様に、感光体ドラム１Ｋのシャフト１ｂに取り付けられたウォームホイール２４はモータ４０のウォーム４０ａと噛み合っており、ウォーム４０ａが回転するとウォームホイール２４か矢印Ｂ方向に回転し、シャフト１ｂと一体の感光体ドラム１Ｋも同方向に回転する。ウォーム４０ａのモータ（駆動源）４０の反対側にはスプリング（圧接部材）４１が挿入されホルダ４２で固定されている。
ウォームホイール２４にはウォーム４０ａとは別のウォーム４３が噛み合っており、ウォーム４３の両端にはベアリング４４と４５が挿入されウォーム４３は回転自在になっている。ベアリング４４と４５はウォーム４３と離れた位置にそれぞれフレーム４６と４７に固定され、ウォーム４３は軸方向に移動可能になっている。
ウォーム４３の軸４３ａにはウォーム４０ａに固定されたスプリング４１の片側が挿入され、スプリング４１はホルダ４８で軸４３ａに固定されている。ウォーム４０ａが回転するとスプリング４１を介してウォーム４３が回転し、ウォーム４３はスプリング４１の圧縮により矢印Ｃ方向にウォームホイール２４の歯に圧接しながら回転することにより、ウォーム４０ａとウォームホイール２４はバックラッシのがたつきが発生しない安定した回転駆動ができる。
また、ウォーム４０ａとは別のウォーム４３とウォーム４０ａのウォームホイール２４側装着角度（軸線角度）は９０度以上に配設されているため、ウォーム４０ａとウォーム４０ａとは別のウォーム４３を装着した状態でウォームホイール２４を着脱することができ、ウォームホイール２４の組み付け保守が容易になる。従動側ウォームへの伝達部材をスプリングと記載したが、フレキシブルアームをスプリング状にして使用できることは言うまでもない。尚、ウォームホイール２４側装着角度（軸線角度）は、バックラッシや磨耗をなくし、円滑な回転の伝達のために４５度以上の角度が好ましい。
【産業上の利用可能性】
【０００９】
以上のように、本発明にかかる回転体駆動装置は、感光体ドラムの駆動手段として有用であり、特に、回転ムラの無い高精度な回転駆動手段として適している。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係るカラー画像形成装置の構成図である。
【図２】本発明の実施形態に係る感光体ドラム駆動装置の側面図である。
【図３】本発明の感光体ドラム駆動装置における第１の実施形態を示す正面図である。
【図４】本発明の感光体ドラム駆動装置における第２の実施形態を示す正面図である。
【符号の説明】
【００１１】
１    感光体ドラム(回転体)
２４    ウォームホイール
３０    モータ(駆動源)
３０ａ  ウォーム(第１のウォーム)
３１    フレシキブルアーム(ジョイント部材)
３２    ウォーム(第２のウォーム)
３７    スプリング(圧接手段)
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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