(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つの分岐元ギヤと、
それぞれが駆動されることによって画像形成装置を機能させるための、少なくとも像担持体を含む複数の要素に、上記分岐元ギヤから回転動力を伝達するためそれぞれの入力軸に固定されており、それぞれが上記分岐元ギヤに噛合する複数の分岐先ギヤと、
駆動源に接続され、上記分岐元ギヤを回転駆動するための駆動源ギヤと、
を備えた画像形成装置のための回転駆動装置において、
上記複数の分岐先ギヤおよび上記駆動源ギヤが上記分岐元ギヤに及ぼすそれぞれの力の合力が、上記像担持体の入力軸に固定された分岐先ギヤと、上記分岐元ギヤとの接線に実質的に平行になるように、上記複数の分岐先ギヤと上記駆動源ギヤにかかるトルク、およびこれらギヤの配置が調整されたものであること
を特徴とする画像形成装置のための回転駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載された画像形成装置のための回転駆動装置において、
上記複数の要素には、上記像担持体の他に、現像装置、転写装置および定着装置が含まれること
を特徴とする画像形成装置のための回転駆動装置。
【請求項３】
一つの分岐元ギヤと、
それぞれが駆動されることによって画像形成装置を機能させるための、少なくとも像担持体を含む複数の要素に、上記分岐元ギヤから回転動力を伝達するためそれぞれの入力軸に固定されており、それぞれが上記分岐元ギヤに噛合する複数の分岐先ギヤと、
駆動源に接続され、上記分岐元ギヤを回転駆動するための駆動源ギヤと、
を備えた画像形成装置のための回転駆動装置において、
上記複数の分岐先ギヤおよび上記駆動源ギヤが上記分岐元ギヤに及ぼすそれぞれの力の合力が、上記像担持体の入力軸に固定された分岐先ギヤから上記分岐元ギヤを離間させる方向になるように、上記複数の分岐先ギヤと上記駆動源ギヤにかかるトルク、およびこれらギヤの配置が調整されたものであること
を特徴とする画像形成装置のための回転駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載された画像形成装置のための回転駆動装置において、
上記複数の要素には、上記像担持体の他に、現像装置、転写装置および定着装置が含まれること
を特徴とする画像形成装置のための回転駆動装置。
【請求項５】
一つの分岐元ギヤと、
それぞれが駆動されることによって画像形成装置を機能させるための、少なくとも像担持体と現像装置とを含む複数の要素に、上記分岐元ギヤから回転動力を伝達するためそれぞれの入力軸に固定されており、それぞれが上記分岐元ギヤに噛合する複数の分岐先ギヤと、
駆動源に接続され、上記分岐元ギヤを回転駆動するための駆動源ギヤと、
を備えた画像形成装置のための回転駆動装置において、
上記現像装置の入力軸に固定されたギヤが上記分岐元ギヤに及ぼす力が、
上記複数の分岐先ギヤおよび上記駆動源ギヤのそれぞれが上記分岐元ギヤに及ぼす力の合力と同じ方向又はその逆方向になるように、且つ、
上記像担持体の入力軸に固定された分岐先ギヤと上記分岐元ギヤとの接線に略平行になるように、
上記複数の分岐先ギヤと上記駆動源ギヤにかかるトルク、およびこれらギヤの配置が調整されたものであること
を特徴とする画像形成装置のための回転駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載された画像形成装置のための回転駆動装置において、
上記複数の要素には、上記像担持体と現像装置の他に、転写装置および定着装置が含まれること
を特徴とする画像形成装置のための回転駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置のための回転駆動装置に関し、特に像担持体の回転ムラを減少させることができる技術に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では、画像形成するために複数の要素が回転駆動される。これらの要素の回転数なかんずく像担持体の回転数のムラによっていわゆるピッチムラが生じるとき画像品質が大きく低下する。特開平０９−０８０８４０号公報には、ギヤのたおれを見越して、ギヤの噛み合いに発生するピッチムラを低減させる技術が開示されている。すなわち、この発明では、第１ハス歯ギアと第２ハス歯ギアとが噛合するギア列において、ギア列の標準ねじれ角をαとし、回転駆動時の第１ハス歯ギアの第２ハス歯ギアに対する軸心の倒れ角をδ1 としたとき、α1 −α≒δ1 の関係を有するように、第１ハス歯ギアの噛み合い面側ねじれ角α1 が前記標準ねじれ角αに対して相互差δ1 を設けられている。
【０００３】
ところが、上述した従来の回転駆動装置では、ギヤ列の配置やエレメントの負荷トルクが異なる毎に特殊なねじれ角のギヤを作成する必要があり、コスト面から不利である。
【０００４】
ピッチムラを低減させるため、噛み合うギヤを互いに押し付けるような相対的な力を加えることによって、ピッチムラの一因となるバックラッシュを除去することも行われる。しかしながら、この方法では、軽量化、コンパクト化が求められる画像形成装置にあっては、軸を太くすることが困難であり、加えられた力によりギヤ倒れが生じこれによって逆にピッチムラを増加させかねない、あるいは、歯底当たりが発生しかねない懸念があるため採用することは難しい。
【０００５】
画像形成装置を小型化、低コスト化するため、単一の駆動源から一つのギヤに動力を伝え、これに複数のギヤを噛み合わせて各要素に動力を分岐させることが行われる。従来、この分岐のさせ方に注意が払われることは無かった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、このようなコスト面から不利を避けるため、安価に手に入る標準的なギヤを使用し、ギヤ倒れの影響が少なく、画像ピッチムラを低減できる画像形成装置のための回転駆動装置を提供することを課題とする。更に、本発明の更なる課題は、画像形成装置において、上述のようなバックラッシュ除去手段を採ることなく、ピッチムラを低減させることを課題とする。本発明では、分岐のさせ方がピッチムラの原因になるとの知見に基づいてこの発生を低減させた回転駆動装置を提供することを更なる課題とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記課題は以下の手段によって解決される。すなわち、第１番目の発明の解決手段は、一つの分岐元ギヤと、それぞれが駆動されることによって画像形成装置を機能させるための、少なくとも像担持体を含む複数の要素に、上記分岐元ギヤから回転動力を伝達するためそれぞれの入力軸に固定されており、それぞれが上記分岐元ギヤに噛合する複数の分岐先ギヤと、駆動源に接続され、上記分岐元ギヤを回転駆動するための駆動源ギヤと、を備えた画像形成装置のための回転駆動装置において、上記複数の分岐先ギヤおよび上記駆動源ギヤが上記分岐元ギヤに及ぼすそれぞれの力の合力が、上記像担持体の入力軸に固定された分岐先ギヤと、上記分岐元ギヤとの接線に実質的に平行になるように、上記複数の分岐先ギヤと上記駆動源ギヤにかかるトルク、およびこれらギヤの配置が調整されている。そして、第２番目の発明の解決手段では、第１番目の発明の回転駆動装置において、上記複数の要素に、上記像担持体の他に、現像装置、転写装置および定着装置が含まれている。
【０００９】
第３番目の発明の解決手段は、一つの分岐元ギヤと、それぞれが駆動されることによって画像形成装置を機能させるための、少なくとも像担持体を含む複数の要素に、上記分岐元ギヤから回転動力を伝達するためそれぞれの入力軸に固定されており、それぞれが上記分岐元ギヤに噛合する複数の分岐先ギヤと、駆動源に接続され、上記分岐元ギヤを回転駆動するための駆動源ギヤと、を備えた画像形成装置のための回転駆動装置において、上記複数の分岐先ギヤおよび上記駆動源ギヤが上記分岐元ギヤに及ぼすそれぞれの力の合力が、上記像担持体の入力軸に固定された分岐先ギヤから上記分岐元ギヤを離間させる方向になるように、上記複数の分岐先ギヤと上記駆動源ギヤにかかるトルク、およびこれらギヤの配置が調整されている。そして、第４番目の発明の解決手段では、第３番目の発明の回転駆動装置において、上記複数の要素に、上記像担持体の他に、現像装置、転写装置および定着装置が含まれている。
【００１０】
第５番目の発明の解決手段は、一つの分岐元ギヤと、それぞれが駆動されることによって画像形成装置を機能させるための、少なくとも像担持体と現像装置とを含む複数の要素に、上記分岐元ギヤから回転動力を伝達するためそれぞれの入力軸に固定されており、それぞれが上記分岐元ギヤに噛合する複数の分岐先ギヤと、駆動源に接続され、上記分岐元ギヤを回転駆動するための駆動源ギヤと、を備えた画像形成装置のための回転駆動装置において、上記現像装置の入力軸に固定されたギヤが上記分岐元ギヤに及ぼす力が、上記複数の分岐先ギヤおよび上記駆動源ギヤのそれぞれが上記分岐元ギヤに及ぼす力の合力と同じ方向又はその逆方向になるように、且つ、上記像担持体の入力軸に固定された分岐先ギヤと上記分岐元ギヤとの接線に略平行になるように、上記複数の分岐先ギヤと上記駆動源ギヤにかかるトルク、およびこれらギヤの配置が調整されている。そして、第６番目の発明の解決手段では、第５番目の発明の回転駆動装置において、上記複数の要素には、上記像担持体と現像装置の他に、転写装置および定着装置が含まれている。
【００１１】
複数の要素に分岐する分岐元ギヤは、各要素の負荷によって各々の噛み合い位置で接線方向の力を受ける。それらの力の合力は、分岐元ギヤをある方向へ並進移動させる。これらの発明によると、分岐元ギヤに噛み合う分岐先ギヤの配置および要素の負荷量を調整することにより分岐元ギヤの並進移動の方向が決定される。
【００１２】
【発明の実施の形態】
実施例１
以下、画像形成装置として小型のレーザプリンタの実施態様をあげて本発明を説明する。図１は、レーザプリンタの各要素の駆動系を示す駆動系統図である。レーザプリンタは、像担持体（感光体ドラム）ＰＣ、現像装置ＤＶ、定着装置ＦＸ、給紙装置ＰＦ、搬送装置ＰＴ、タイミングローラＴＲ等の要素を備えている。これらの要素は、一個のモータＭの軸に固定された駆動源ギヤｇｍから大径ギヤｇ０１に伝達され、このギヤと動力的に一体の分岐元ギヤｇ００によって全てが駆動される。なお、これらの要素の個々の動作および機能は、通常の画像形成装置とは異なる特別なものではないので、これ以上の説明を省略する。
【００１３】
ギヤｇ００には分岐先ギヤｇ１１、分岐先ギヤｇ２１、分岐先ギヤｇ３１、分岐先ギヤｇ４１および分岐先ギヤｇ５１が噛合している。これらのギヤは画像形成装置（この例ではレーザプリンタ）を構成する要素への入力軸となっている。図１には点線で囲んで現像系、作像系、給紙・搬送系、タイミング系、定着系の動力伝達系統が示されている。図２には、ギヤｇ００に噛合する分岐先ギヤｇ２１とこの分岐先ギヤｇ２１を入力軸とする像担持体ＰＣを回転させるための動力伝達機構が一例として示されている。分岐先ギヤｇ２１の動力はギヤｇ２２および像担持体ＰＣに固定されたギヤｇ２３に接続されている。
【００１４】
分岐先ギヤｇ１１は、現像装置ＤＶへの入力軸となっており、ギヤｇ１２、ｇ１３、ｇ１４、ｇ１５と順次結合されており、ギヤｇ１５によって現像ローラＤＲが回転駆動される。ギヤｇ１４はギヤｇ１６にも噛合しており、更に、ギヤｇ１６、ｇ１７、ｇ１８、ｇ１９へと動力が伝達され、ギヤｇ１９が固定されているクリーニングローラＣＲが回転駆動される。
【００１５】
分岐先ギヤ２１は、像担持体ＰＣを含む作像系の入力軸になっており、ギヤｇ２１、ｇ２２、ｇ２３、ｇ２４へと動力が伝達される。ギヤｇ２３は像担持体ＰＣに、ギヤｇ２４は転写ローラにそれぞれ固定されている。
【００１６】
分岐先ギヤｇ３１は定着装置ＦＸの入力軸となっており、ギヤｇ３２、ｇ３３、ｇ３４へと順次接続され、ギヤｇ３４に結合された定着ローラＦＲが回転駆動される。
【００１７】
分岐先ギヤｇ４１は、タイミング装置の入力軸となっており、ギヤｇ４２が固定されたタイミングローラＴＲが回転駆動される。
【００１８】
分岐先ギヤｇ５１は、給紙装置ＰＦおよび搬送装置ＰＴの入力軸となっており、分岐先ギヤｇ５１、ギヤｇ５２、ｇ５３、ｇ５４と順次接続され、第１の給紙ローラＰＦ１が回転駆動される。ギヤｇ５３は、ギヤｇ５５に噛合しており、第１の搬送ローラＴＲ１が回転駆動される。分岐先ギヤｇ５１は、更に、ギヤｇ５６、ｇ５７、ｇ５８、ｇ５９へと動力を伝達し、ギヤｇ５９が固定される第２の給紙ローラＰＦ２が駆動される。ギヤｇ５８と一体のギヤｇ６０が、更に、ギヤｇ６１、ｇ６２へと動力を伝達し、ギヤｇ６１およびギヤｇ６２にそれぞれ固定されている第２の搬送ローラＴＲ２を回転駆動する。
【００１９】
本発明にかかわる画像形成装置においては、このように一つの分岐元ギヤと、それぞれが駆動されることによって画像形成装置を機能させるための、少なくとも像担持体を含む複数の要素（例えば、像担持体ＰＣ、現像装置ＤＶ、定着装置ＦＸ、給紙装置ＰＦ、搬送装置ＰＴ、タイミングローラＴＲなど）に、分岐元ギヤｇ００から回転動力を伝達するためそれぞれの入力軸に固定されており、それぞれが分岐元ギヤｇ００に噛合する複数の分岐先ギヤｇ１１、ｇ２１、ｇ３１、ｇ４１、ｇ５１とが備えられている。そして、分岐元ギヤｇ００を駆動するため、駆動源（モータＭ）に接続され、これを回転駆動するための駆動源ギヤｇｍとが備えられている。
【００２０】
図３は、従来の画像形成装置のための回転駆動装置において、分岐元ギヤｇ００が受ける力Ｆとこの分岐元ギヤｇ００に上記要素の入力軸が与える力をベクトルＦ０からＦ５（図１参照）にて表したものである。この合力は、結局、ギヤｇ００（およびギヤｇ０１）を支持する軸を倒そうとする力であり、この力によって軸がわずかながら曲げられる。軸に軸周りの強度の違いがあるとき、曲げによって軸心がずれ、分岐先ギヤｇ１１〜ｇ５１の回転速度にはムラが生じる。したがって、図３に示されるように、合力の絶対値が大きいとき、分岐元ギヤｇ００から受ける駆動回転に変動が生じる。これが画像ピッチムラとなって現れる。
【００２１】
この実施例１では、複数の分岐先ギヤｇ１１、ｇ２１、ｇ３１、ｇ４１、ｇ５１および駆動源ギヤｇｍが分岐元ギヤｇ００に及ぼすそれぞれの並進移動力Ｆ１、Ｆ２、Ｆ３、Ｆ４、Ｆ５、Ｆ０の合力Ｆが実質的に零になるように、これら複数の分岐先ギヤと駆動源ギヤｇｍにかかるトルク、およびこれらギヤの配置（つまり、分岐元ギヤｇ００に分岐先ギヤｇ１１〜ｇ５１が噛合する角度位置）が調整される。これにより図４に示されるように、合力Ｆを実質的に零にすることができる。
通常、ギヤ噛み合い間のバックラッシュが小さくなるほど極端にピッチ精度に影響が出るが、この実施例では、このような状態を避けることができる。
【００２２】
実施例２
実施例２から実施例４までは、力Ｆ〜Ｆ５について異なる点を除き、実施例１と同様であるので、重複する説明はしない。図５は実施例２を説明するための図であって、図３および図４と同様に分岐先ギヤｇ１１〜ｇ５１と駆動源ギヤｇｍが分岐元ギヤｇ００（およびｇ０１）に与える力Ｆ１〜Ｆ５とその合力Ｆを示している。この例では、合力Ｆが分岐元ギヤｇ００に像担持体ＰＣの入力軸となる分岐先ギヤｇ２１が与える力Ｆ２（接線）と略平行にかかるように、これらのトルクと位置が調整されている。このとき、分岐元ギヤｇ００と像担持体ＰＣの入力となる分岐先ギヤｇ２１とのバックラッシュが実質的変化しない。
通常はギヤ噛み合い間のバックラッシュが小さくなるほど極端にピッチ精度に影響が出るのに対し、この実施例でもこのような状態を避けることができる。更にこの実施例では、少なくとも感光体系列（作像系）のバックラッシュが変わらないように確保することができ、こうした場合、他系列のユニットの配置が実施例１に比べて自由度があり、スペースを有効利用することができる。また、各ユニットのトルク変動によって合力が変化した場合でも、バックラッシュが変化せず、トルクのバラツキに対する安定性が向上する。
【００２３】
実施例３
図６は実施例３を説明するための図であって、図３乃至図５と同様に分岐先ギヤｇ１１〜ｇ５１と駆動源ギヤｇｍが分岐元ギヤｇ００（およびｇ０１）に与える力Ｆ１〜Ｆ５とその合力Ｆを示している。この例では、分岐元ギヤｇ００にかかる並進移動力の合力Ｆが分岐元ギヤｇ００を像担持体ＰＣの入力軸となる分岐先ギヤｇ２１から離間させる方向にかかるように、これらのトルクと位置が調整されている。
通常はギヤ噛み合い間のバックラッシュが小さくなるほど極端にピッチ精度に影響が出るのに対し、この実施例でもこのような状態を避けることができる。更に少なくとも感光体系列（作像系）のバックラッシュが小さくならないように確保することができ、こうした場合、他系列のユニットの配置が実施例２に比べて更に自由度があり、スペースを有効利用することができる。また、各ユニットのトルク変動によって合力が変化した場合でも、バックラッシュが小さくならず、トルクのバラツキに対する安定性が向上する。
【００２４】
実施例４
図７は、実施例４を説明するための図であって、図３乃至図６と同様に分岐先ギヤｇ１１〜ｇ５１と駆動源ギヤｇｍが分岐元ギヤｇ００（およびｇ０１）に与える力Ｆ１〜Ｆ５とその合力Ｆを示している。この例では、現像装置ＤＶ、例えばトナーカートリッジ、への入力となる分岐先ギヤｇ１１が分岐元ギヤｇ００に与える並進移動力Ｆ１が、Ｆ０乃至Ｆ５が分岐元ギヤｇ００に与える合力Ｆと同じ方向又は１８０度反対方向であり、かつ、合力Ｆは分岐元ギヤｇ００と像担持体ＰＣに分岐する分岐先ギヤｇ２１との接線（Ｆ２）に略平行にかかるように、これらのトルクと位置が調整されている。このとき、分岐元ギヤｇ００と分岐先ギヤｇ２１とのバックラッシュが実質的に変化しない。
通常はギヤ噛み合い間のバックラッシュが小さくなるほど極端にピッチ精度に影響が出るが、この実施例でもこのような状態を避けることができる。こうした場合、実施例４では、更に、トナー消費のため等により現像系のトルクが変動しても、ギヤ噛み合い間のバックラッシュが小さくならず、また、感光体系列のバックラッシュが小さくならないようにすることができる。
【００２５】
【発明の効果】
以上に説明したように、本発明は、特別な部品を使用することなく、また、画像形成装置を構成する要素装置への入力となる分岐先ギヤのトルクおよびこれらの位置を調整するという簡単な構成によって、従来の画像形成装置と比べてより効果的に画像ピッチムラを低減することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】レーザプリンタの各要素の駆動系を示す駆動系統図である。
【図２】分岐先ギヤｇ２１とこの分岐先ギヤｇ２１を入力軸とする像担持体ＰＣを回転させるための動力伝達機構を示す説明図である。
【図３】図３は、従来の画像形成装置のための回転駆動装置において、分岐元ギヤｇ００にかかる合力Ｆとこれに各要素の入力軸が与える力（Ｆ０〜Ｆ５）を表した説明図である。
【図４】図３と同様の図であって、本発明の実施例１のための説明図である。
【図５】図３と同様の図であって、本発明の実施例２のための説明図である。
【図６】図３と同様の図であって、本発明の実施例３のための説明図である。
【図７】図３と同様の図であって、本発明の実施例４のための説明図である。
【符号の説明】
ｇ００  分岐元ギヤ
ｇ０１  大径ギヤ
ｇ１１、ｇ２１、ｇ３１、ｇ４１、ｇ５１  分岐先ギヤ
ｇｍ  駆動源ギヤ
Ｍ  モータ
ＣＲ  クリーニングローラ
ＤＲ  現像ローラ
ＤＶ  現像装置
ＦＲ  定着ローラ
ＦＸ  定着装置
ＰＣ  像担持体
ＰＦ  給紙装置
ＰＴ  搬送装置
ＴＲ  タイミングローラ
ＰＦ１、ＰＦ２  給紙ローラ
ＴＲ１、ＴＲ２  搬送ローラ
【図１】
0004325121.tif 000002
【図２】
0004325121.tif 000003
【図３】
0004325121.tif 000004
【図４】
0004325121.tif 000005
【図５】
0004325121.tif 000006
【図６】
0004325121.tif 000007
【図７】
0004325121.tif 000008