(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動源の動力にて回転駆動する像担持体と、前記駆動源から前記像担持体に動力伝達する動力伝達系とを備えており、前記動力伝達系には、振動減衰用の制振部材として、内部に粘性流体を封入したカップリング部材を有しており、
前記カップリング部材は、互いに嵌り合う雄型嵌合体及び雌型嵌合体を備えており、前記両嵌合体は、嵌合方向に貫通する前記像担持体の回転軸に回転可能に軸支されており、前記雄型嵌合体に形成された凹部と前記雌型嵌合体の内底面とで囲まれる収容空間には、前記回転軸と一体回転する回転抵抗体が前記粘性流体と共に収容され、
前記粘性流体が前記像担持体の回転に対して抵抗を付与する、
画像形成装置。
【請求項２】
前記雄型嵌合体に形成された凹部は櫛歯状の断面を有し、
前記回転抵抗体は、前記雄型嵌合体の櫛歯状の断面に噛み合うように断面櫛歯状に形成されている、
請求項１に記載した画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本願発明は画像形成装置に関するものである。画像形成装置には、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの機能を複合的に備えた複合機といった各種のものが含まれる。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式を採用した画像形成装置では、回転駆動する感光体の表面に形成された静電潜像を現像器にてトナー像として顕像化し、当該トナー像を静電的に記録材に転写して画像を得ている。この種の画像形成装置の一例として特許文献１には、駆動モータの動力にて回転駆動する感光体と、駆動モータから感光体に動力伝達するギヤ列とを備え、ギヤ列中のギヤ間に、感光体への振動伝播を抑制する制振部材として防振ゴムを介在させることが開示されている。この構成によると、各ギヤ間の噛み合いによる送り誤差に起因した周期的な振動（回転振動）を減衰して、感光体の回転速度ムラ発生を抑制できるという利点がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平２００２−１７４９３２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、特許文献１に記載のように、感光体への振動伝播抑制のために防振ゴムを採用した場合は、経年劣化にて防振ゴムの耐久性が低下することが懸念される。また、防振ゴムの弾性率は温度依存性が大きいため、外気温や連続使用による熱で、感光体への振動伝播抑制効果にムラが生ずることも懸念される。
【０００５】
本願発明はこのような現状に鑑み成されたものであり、より改善された振動減衰用の制振部材を提供することを技術的課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本願発明者らは、従来技術を改良すべく研究を重ね、本願発明を完成させるに至った。本願発明は多面的な広がりを持っている。
【０００７】
本発明の画像形成装置は、駆動源の動力にて回転駆動する像担持体と、前記駆動源から前記像担持体に動力伝達する動力伝達系とを備えており、前記動力伝達系には、振動減衰用の制振部材として、内部に粘性流体を封入したカップリング部材を有しており、前記カップリング部材は、互いに嵌り合う雄型嵌合体及び雌型嵌合体を備えており、前記両嵌合体は、嵌合方向に貫通する前記像担持体の回転軸に回転可能に軸支されており、前記雄型嵌合体に形成された凹部と前記雌型嵌合体の内底面とで囲まれる収容空間には、前記回転軸と一体回転する回転抵抗体が前記粘性流体と共に収容され、前記粘性流体が前記像担持体の回転に対して抵抗を付与することを特徴とする。
【０００８】
このような画像形成装置において、前記雄型嵌合体に形成された凹部は櫛歯状の断面を有し、前記回転抵抗体は、前記雄型嵌合体の櫛歯状の断面に噛み合うように断面櫛歯状に形成されているものとしてもよい。
【発明の効果】
【００１０】
本願の請求項に記載された発明によると、駆動源から像担持体に動力伝達する動力伝達系に、振動減衰用の制振部材として、内部に粘性流体を封入したカップリング部材を有し、前記粘性流体が前記像担持体の回転に対して抵抗を付与するから、例えば前記駆動源の回転速度ムラに起因した振動を前記粘性流体にて減衰でき、振動を減衰させた状態の動力にて前記像担持体を回転駆動させることになる。その結果、前記像担持体における回転速度ムラの発生を大幅に抑制して、画像ブレ（バンディング）を防止でき、画像品質の向上を実現できる。前記カップリング部材の存在が、画像形成動作に対する前記像担持体の回転速度ムラの影響を広範囲の周波数帯域で抑制し、高品質な画像の提供が可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】プリンタの概略説明図である。
【図２】作像部の動力伝達系統の概略説明図である。
【図３】第１実施形態における作像部の動力伝達系統の斜視図である。
【図４】図３の断面説明図である。
【図５】カップリング部材の相違が感光体の負荷変動率に与える影響を示すグラフである。
【図６】第２実施形態におけるカップリング部材の側面断面図である。
【図７】第３実施形態におけるカップリング部材の側面断面図である。
【図８】第４実施形態におけるカップリング部材の側面断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下に、本願発明を画像形成装置の一例であるタンデム方式のカラーデジタルプリンタ（以下、プリンタと称する）に適用した実施形態を、図面に基づいて説明する。なお、以下の説明において必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば「左右」「上下」等）を用いる場合は、図１において紙面に直交した方向を正面視とし、これを基準にしている。これらの用語は説明の便宜のために用いたものであり、本願発明の技術的範囲を限定するものではない。
【００１３】
（１）．プリンタの概要
まず、図１を参照しながら、プリンタ１の概要について説明する。図１に示すように、プリンタ１は、その筐体２内に、画像プロセス装置３、給紙装置４、及び定着装置５等を備えている。詳細は図示していないが、プリンタ１は、例えばＬＡＮといったネットワークに接続されていて、外部端末（図示省略）からの印刷指令を受け付けると、当該指令に基づいて印刷を実行するように構成されている。
【００１４】
筺体２内の下部に位置する給紙装置４は、記録材Ｐを収容する給紙カセット２１、給紙カセット２１内の記録材Ｐを最上層から繰り出すピックアップローラ２２、繰り出された記録材Ｐを１枚ずつに分離する一対の分離ローラ２３、及び、１枚に分離された記録材Ｐを所定のタイミングにて画像プロセス装置３に搬送する一対のタイミングローラ２４等を備えている。各給紙カセット２１内の記録材Ｐは、ピックアップローラ２２及び分離ローラ２３の回転にて、最上層のものから１枚ずつ搬送経路３０に送り出される。搬送経路３０は、給紙装置４の給紙カセット２１から、タイミングローラ対２４のニップ部、画像プロセス装置３の二次転写ニップ部１１、及び定着装置５の定着ニップ部を経て、筐体２上部にある排出ローラ対２６に至る。
【００１５】
給紙カセット２１内の記録材Ｐは、その通紙幅（搬送方向Ｓと直交する幅寸法）の中央を基準にして、搬送経路３０に向けて矢印Ｓ方向に搬送するセンター基準にセットされる。実施形態では、給紙カセット２１内に、給紙前の記録材Ｐをセンター基準に幅寄せするための一対の側部規制板２５を備えている。一対の側部規制板２５は、通紙幅方向（搬送方向Ｓと直交する方向）に互いに連動して遠近移動するように構成されている。給紙カセット２１内の記録材Ｐを一対の側部規制板２５にて通紙幅方向両側から挟持することによって、給紙カセット２１内の記録材Ｐがその規格に拘らずセンター基準にセットされる。従って、画像プロセス装置３での転写処理や、定着装置５での定着処理もセンター基準で実行される。
【００１６】
給紙装置４の上方に位置する画像プロセス装置３は、像担持体の一例である感光体１３上に形成されたトナー像を記録材Ｐに転写する役割を担うものであり、中間転写ベルト６、及びイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応する計４つの作像部７等を備えている。中間転写ベルト６も像担持体の一例であり、筐体２内の中央部右側に位置する駆動ローラ８と、同じく中央部左側に位置する従動ローラ９とに巻き掛けられている。中間転写ベルト６のうち駆動ローラ８に巻き掛けられた部分の外側に二次転写ローラ１０が配置されている。中間転写ベルト６と二次転写ローラ１０との当接部分は二次転写領域である二次転写ニップ部１１になっている。中間転写ベルト６のうち従動ローラ９に巻き掛けられた部分の外側には、中間転写ベルト６上の未転写トナーを除去する転写ベルトクリーナ１２が配置されている。筐体２内部のうち画像プロセス装置３と給紙装置４との間には、プリンタ１の制御全般を司る制御部２８が配置されている。制御部２８には、各種演算処理、記憶及び制御を実行するコントローラ（図示省略）が内蔵されている。
【００１７】
４つの作像部７は、中間転写ベルト６の下方において、図１の左からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の順に、中間転写ベルト６に沿って並べて配置されている。なお、図１では説明の便宜上、各作像部７に、再現色に応じて符号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂを添えている。各作像部７は感光体１３を備えている。感光体１３の周囲には、図１における時計回りの回転方向に沿って順に、帯電器１４、露光部１９、現像器１５、一次転写ローラ１６、及び感光体クリーナ１７が配置されている。
【００１８】
各作像部７において、帯電器１４にて帯電される感光体１３に、露光部１９からレーザービームが投射されると、静電潜像が形成される。静電潜像は、現像器１５から供給されるトナーにて反転現像されて各色のトナー像となり、一次転写ニップ部において、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で、感光体１３から中間転写ベルト６の外周面に一次転写されて重ねられる。感光体１３に残った未転写トナーは感光体クリーナ１７にて掻き取られ、感光体１３上から取り除かれる。そして、記録材Ｐが二次転写ニップ部１１を通過する際に、重ね合わされた４色のトナー像が記録材Ｐに一括して二次転写される。中間転写ベルト６に残った未転写トナーは転写ベルトクリーナ１２にて掻き取られ、中間転写ベルト６上から取り除かれる。
【００１９】
画像プロセス装置３における二次転写ローラ１０の上方に位置する定着装置５は、ハロゲンランプヒータ等の熱源を内蔵した定着ローラ３１と、定着ローラ３１に対峙する加圧ローラ３２とを備えている。定着ローラ３１と加圧ローラ３２との当接部分が定着領域である定着ニップ部になっている。二次転写ニップ部１１を通過して未定着トナー像を載せた記録材Ｐは、定着ローラ３１と加圧ローラ３２との間の定着ニップ部を通過する際に加熱・加圧され、記録材Ｐ上に未定着トナー像を定着される。その後、記録材Ｐは、一対の排出ローラ２６の回転にて排紙トレイ２７上に排出される。
【００２０】
例えば各作像部７の現像器１５、中間転写ベルト６及び転写ベルトクリーナ１２等は、画像形成動作の繰り返しによって消耗する消耗部品に相当するものである。これら各消耗部品は筐体２に交換可能（着脱可能）に装着されている。例えば各作像部７（感光体１３、帯電器１４、露光部１９、現像器１５、及び感光体クリーナ１７）は、ハウジング２０内に収容してカートリッジ化（一体構造化）されていて、いわゆるプロセスカートリッジとして筐体２に交換可能に装着されている。
【００２１】
（２）．作像部の動力伝達構造
次に、図２〜図５を参照しながら、作像部７の動力伝達構造について説明する。プリンタ１の筐体２側には、動力を発生する駆動源としての駆動モータ４０が配置されている。駆動モータ４０の動力は一旦、動力伝達系の構成要素である入力ギヤ４１に伝達される。感光体１３の回転軸１３ａのうち感光体１３から外向きに突出した端部側には、振動減衰用の制振部材としてのカップリング部材４４が動力伝達可能に連結されている。カップリング部材４４（後述する雄型嵌合体４７）の外周側に形成された外歯に、入力ギヤ４１が噛み合っている。回転軸１３ａのうちカップリング部材４４と感光体１３との間には、駆動モータ４０からの動力を分岐させる出力ギヤ４２が、感光体１３と一体回転するように設けられている。出力ギヤ４２には出力中継ギヤ４３が噛み合っている。出力ギヤ４２から出力中継ギヤ４３を経由した動力は例えば現像器１５に伝達されることになる。
【００２２】
すなわち、駆動モータ４０の動力の一部は、入力ギヤ４１、カップリング部材４４及び出力ギヤ４２を介して感光体１３に伝達される。残りの動力は、出力ギヤ４２から出力中継ギヤ４３を介して例えば現像器１５に伝達される。なお、出力ギヤ４２と出力中継ギヤ４３とは出力ギヤ列４５を構成している。
【００２３】
図３及び図４に示すように、感光体１３の回転軸１３ａのうちカップリング部材４４と出力ギヤ４２との間には、弾性体としての連動バネ４６が被嵌されている。連動バネ４６の一端側は出力ギヤ４２に係合させ、他端側はカップリング部材４４（後述する雌型嵌合体４８）に係合させている。従って、カップリング部材４４は、連動バネ４６の弾性復原力を利用して、出力ギヤ４２に回転動力を伝達することになる。
【００２４】
図３及び図４にはカップリング部材４４の第１実施形態を示している。第１実施形態のカップリング部材４４は、互いに嵌り合う雄型嵌合体４７及び雌型嵌合体４８を備えている。両嵌合体４７，４８は、互いの嵌合方向に貫通する感光体１３の回転軸１３ａに軸受体４９，５０を介して回転可能に軸支されている。雄型嵌合体４７の嵌合側には凹部５１が凹み形成されている。両嵌合体４７，４８は例えば圧入等によって外れ難い状態で嵌合している。両嵌合体４７，４８を嵌合させた状態では、雄型嵌合体４７側の凹部５１と雌型嵌合体４８の内底面５２とによって、カップリング部材４４の内部に中空の収容空間５３が形成される。カップリング部材４４内の収容空間５３には、感光体１３の回転軸１３ａと一体回転する回転抵抗体５４が粘性流体５５と共に収容されている。
【００２５】
粘性流体５５は、回転抵抗体５４を感光体１３の回転軸１３ａと一体回転させる際に、回転抵抗体５４に粘性抵抗（回転抵抗）を付与して、回転抵抗体５４とカップリング部材４４との間に、相対回転（回転抵抗体５４の回転遅れ）を生じさせるものである。ここでの粘性抵抗は、粘性流体５５のせん断抵抗や撹拌抵抗に起因して得られる。粘性流体５５の種類は特に限定されないが、例えばシリコーンオイル等の高粘性流体やグリースが用いられる。
【００２６】
第１実施形態のカップリング部材４４では、回転抵抗体５４が一端開口の円筒状に形成されている。雄型嵌合体４７側の凹部５１内には、回転抵抗体５４の一端開口部に嵌る円筒突部５６が形成されている。回転抵抗体５４は、雄型嵌合体４７における凹部５１内の円筒突部５６に被さって配置されている。円筒突部５６の外周面と回転抵抗体５４の内周面との間に、若干の隙間が空いている。また同様に、回転抵抗体５４の外周面と雄型嵌合体４７の凹部５１内周面との間にも、若干の隙間が空いている。これらの隙間に粘性流体５５が封入されている。なお、雄型嵌合体４７の円筒突起部５６において回転軸１３ａが貫通する部分、及び、雌型嵌合体４８の内底面５２において回転軸１３ａが貫通する部分には、内部の粘性流体５５の漏れを防止するオイルシール５７，５８が設けられている。
【００２７】
以上の構成によると、駆動モータ４１から入力ギヤ４１を経由した動力はまず、カップリング部材４４（雄型嵌合体４７）に伝達される。カップリング部材４４内の回転抵抗体５４は、粘性流体５５にて粘性抵抗を受けながら、カップリング部材４４と共に回転しようとするため、回転抵抗体５４とカップリング部材４４との間に、相対回転（回転抵抗体５４の回転遅れ）を生じさせる。ここで、例えば駆動モータ４０の回転速度ムラに起因した振動は粘性流体５５が減衰させることになる。そして、回転抵抗体５４と一体回転する回転軸１３ａを介して、振動を減衰させた状態の動力が感光体１３に伝達され、感光体１３を回転駆動させる。その結果、感光体１３における回転速度ムラの発生を大幅に抑制して、画像ブレ（バンディング）を防止でき、画像品質の向上を実現できる。特に、作像部７はいわゆるプロセスカートリッジとして筐体２に交換可能に装着される構造であるから、動力伝達系の簡素化及び小型軽量化も併せて達成できるのである。
【００２８】
ここで、図５に、制振部材の相違が感光体１３の負荷変動率（回転速度ムラ）に与える影響について調べた実験結果を示す。図５のグラフでは、横軸に周波数を、縦軸に負荷変動率を採っている。図５中の◆は制振部材として樹脂材を用いた場合、■は制振部材として防振ゴムを用いた場合、○は制振部材としてカップリング部材４４を用いた場合を示している。図５に示すように、制振部材としてカップリング部材４４を使用した場合（○の場合）は、他の例に比べて、広範囲の周波数帯域で負荷変動率を格段に低減できていることが分かる。これらの点からも、カップリング部材４４の存在が、画像形成動作に対する感光体１３の回転速度ムラの影響を広範囲の周波数帯域で抑制し、高品質な画像の提供を可能にしていることが見て取れる。
【００２９】
（３）．カップリング部材の第２実施形態
次に、図６を参照して、カップリング部材の第２実施形態を説明する。ここで、以下の実施形態において構成及び作用が第１実施形態と変わらないものは、同じ符号を付して詳細な説明を省略する。第２実施形態のカップリング部材４４では、回転抵抗体５４に、回転軸１３ａ方向から見て同心円状に広がる複数の環状突部６２（凹凸とも言える）が形成されている。また、雄型嵌合体４７側の凹部５１内には、回転抵抗体５４の環状突部６２に回転軸１３ａ方向に沿って噛み合う複数の環状突部６１が形成されている。すなわち、カップリング部材４４の内周部（凹部５１）と回転抵抗体５４とが、互いに噛み合わせ可能となるようにそれぞれ断面櫛歯状になっている。雄型嵌合体４７側の環状突部６１と回転抵抗体５４側の環状突部６２とは、若干の隙間を有する状態で嵌り合っている（遊嵌している）。これらの隙間に粘性流体５５が封入されている。
【００３０】
このように構成した場合、カップリング部材４４の内周部（凹部５１）及び回転抵抗体５４において、粘性流体５５との接触面積を広く取れることになる。このため、粘性流体５５によって感光体１３の回転に粘性抵抗を付与する機能を向上でき、感光体１３における回転速度ムラ発生の更なる抑制が可能になる。その結果、画像ブレ（バンディング）を防止して、画像品質をより一層向上できる。
【００３１】
（４）．カップリング部材の第３実施形態
次に、図７を参照しながら、カップリング部材の第３実施形態について説明する。第３実施形態では、カップリング部材６４内の収容空間６５に、感光体１３の回転軸１３ａ方向に並ぶ複数の仕切室６６が設けられている。回転軸１３ａはカップリング部材６４に回転可能に軸支されている。回転軸１３ａのうち各仕切室６６の箇所には、円盤状の回転抵抗体６７が回転軸１３ａと一体回転するように設けられている。各仕切室６６内には粘性流体５５が封入されている。隣接する仕切室６６同士は粘性流体５５が流通し得るように構成されている。なお、カップリング部材６４は回転軸１３ａを中心として二つ割り状に形成されている。カップリング部材６４の外周側に外歯が形成され、当該外歯に入力ギヤ４１を噛み合わせているのは言うまでもない。
【００３２】
第３実施形態も、第２実施形態と同様に、カップリング部材６４の内周部（仕切室６６）と回転抵抗体６７とが互いに噛み合わせ可能となるようにそれぞれ断面櫛歯状に形成された例である。この場合も、カップリング部材６４の内周部及び回転抵抗体６７において、粘性流体５５との接触面積を広く取れるため、粘性流体５５によって感光体１３の回転に粘性抵抗を付与する機能を向上できる。
【００３３】
（５）．カップリング部材の第４実施形態
次に、図８を参照しながら、カップリング部材の第４実施形態について説明する。第４実施形態では、カップリング部材７４内の収容空間７５に、感光体１３の回転軸１３ａ方向に並ぶ複数の固定リング板７６が設けられている。回転軸１３ａはカップリング部材７４に回転可能に軸支されている。回転軸１３ａには、円盤状の回転抵抗体７７が回転軸１３ａと一体回転するように適当な間隔で設けられている。固定リング板７６と回転抵抗体７７とは交互に並べられている。収容空間７５の空所に粘性流体が封入されている。なお、カップリング部材７４は回転軸１３ａを中心として二つ割り状に形成されている。カップリング部材７４の外周側に外歯が形成され、当該外歯に入力ギヤ４１を噛み合わせているのは言うまでもない。
【００３４】
第４実施形態も、第２及び第３実施形態と同様に、カップリング部材７４の内周部（固定リング板７６）と回転抵抗体７７とが互いに噛み合わせ可能となるようにそれぞれ断面櫛歯状に形成された例である。この場合も、カップリング部材７４の内周部及び回転抵抗体７７において、粘性流体５５との接触面積を広く取れるため、粘性流体５５によって感光体１３の回転に粘性抵抗を付与する機能を向上できる。
【００３５】
（６）．その他
本願発明は、前述の実施形態に限らず、様々な態様に具体化できる。例えば、画像形成装置としてプリンタを例に説明したが、これに限らず、複写機、ファクシミリ又はこれらの機能を複合的に備えた複合機等でもよい。その他、各部の構成は図示の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々変更が可能である。
【符号の説明】
【００３６】
１  プリンタ
７  作像部
１３  感光体
１３ａ  回転軸
４０  駆動モータ
４１  入力ギヤ
４４  カップリング部材
４７  雄型嵌合体
４８  雌型嵌合体
５３  収容空間
５４、６７，７７  回転抵抗体
５５  粘性流体
６１，６２  環状突部
【図１】
0005240481.tif 000002
【図２】
0005240481.tif 000003
【図３】
0005240481.tif 000004
【図４】
0005240481.tif 000005
【図５】
0005240481.tif 000006
【図６】
0005240481.tif 000007
【図７】
0005240481.tif 000008
【図８】
0005240481.tif 000009