JP2004156746A - 駆動伝達装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ギヤ伝動機構部において、はすばギヤで発生するスラスト力を利用して、従動側のギヤに摩擦負荷トルクを与えることにより、簡単な構成で且つ部品加工精度を高くすることなく、ギヤ噛合い周期や外部負荷変動による回転ムラを低減すること。
【解決手段】モータ等の駆動源の駆動軸と、画像形成装置等の被駆動装置に連結される従動軸と、前記駆動軸から従動軸にトルクを伝達する少なくとも駆動ギヤと従動ギヤとを有するギヤ伝動機構部とからなる駆動伝達装置において、前記ギヤ伝動機構部を構成するそれぞれのギヤははすばギヤからなり、前記従動ギヤはその回転軸線方向に移動自在に支承されており、前記駆動源により前記従動軸が駆動されるとき、前記従動ギヤは、はすばギヤで発生するスラスト力を受けてその回転軸方向に移動されて、回転しない固定部と接触部において摺動接触することにより、前記従動ギヤに摩擦負荷トルクが付与され、前記従動軸の回転ムラを低減することができるよう構成すること。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、駆動軸と従動軸とギヤ伝動機構部からなり、モータ等の駆動軸からギヤ伝動機構部を介して従動軸を精度良く回転駆動させるための駆動伝達装置に関するものであり、複写機やプリンタ等の感光体ドラムを有する画像形成装置の駆動系に使用されるだけでなく、ギヤ伝動機構部で発生する噛合い周期の回転ムラを抑制して、従動軸を精度良く回転する必要のある幅広い分野の駆動系に応用することができるものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置の感光体ドラム等に連結される従動軸の回転ムラを低減する駆動伝達装置にあっては、その従動軸に結合された従動ギヤに負荷手段を接続して、ギヤ伝動機構部のギヤに対して負荷をかけることにより、各ギヤの歯面同士が離れないように（換言すれば、バックラッシ分ガタつかないように）して、高精度で回転させるものが既に提案されている（特開平５−１０７８２８号公報参照）。
この従来の駆動伝達装置について、図１０を参照しながら具体的に説明する。この駆動伝達装置は、駆動モータ４７の駆動軸に一体化された駆動ギヤ４１が中間ギヤ４２を介して従動ギヤ４３に駆動力を伝達し、この従動ギヤ４３は感光体ドラム４９に連結される従動軸と同軸状に一体化されている。また、従動ギヤ４３は別の中間ギヤ４４，４５を介して被駆動負荷４８の入力ギヤ４６に駆動力を伝達するようになっている。
【０００３】
この駆動モータ４７、駆動ギヤ４１、中間ギヤ４２及び従動ギヤ４３から構成される感光体ドラム駆動機構では、従動ギヤ４３に対して中間ギヤ４４，４５を介して大きな被駆動負荷４８が接続されているため、駆動ギヤ４１、中間ギヤ４２及び従動ギヤ４３の各ギヤの歯面上に加わる負荷が増大するだけでなく、従動ギヤ４３と一体の感光体ドラム４９に対しても、大きな負荷が加わることになる。このため、前記各ギヤの歯面同士の飛び跳ねがなくなり、従動ギヤ４３の回転ムラを低減することができるばかりでなく、記録用紙が感光体ドラム４９に接した際の衝撃のようなある程度の外力が感光体ドラムの回転方向に加わった場合でも、感光体ドラムがモータからの駆動トルクを越えて速く回転するようなことはなくなり、感光体ドラムの回転ムラに起因する画質低下を防止することができる。
【０００４】
また、別の従来技術として、駆動伝達装置のギヤの歯面精度を高精度に加工することにより、歯面同士が飛び跳ねないようにして回転ムラを低減することも提案されている。
【０００５】
【従来技術の問題点】
上記従来の駆動伝達装置の場合には、従動ギヤ４３に負荷を加えるための負荷機構が必要となり、装置の小型化や省エネルギー化が必要な製品には、そのような負荷機構を配置できない場合がある。また、仮に配置できるとしても、必要な大きさの負荷を加えることができない場合もある。
また、歯面精度を高精度に加工することにより、歯面同士が飛び跳ねないようにして回転ムラを低減する上記別の従来技術の場合は、歯面精度を高くする必要があるので製造コストが高くなり、製品への搭載を考えると実用的な手段では必ずしもない。
このように、従来技術では、歯面精度や外部負荷変動による噛合い周期の回転ムラを簡単な構成で低減することはできないし、また部品精度を高くしなければこの回転ムラを低減することができないという問題がある。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
この発明の課題は、従来技術の問題を解消すべく、ギヤ伝動機構部において、はすばギヤで発生するスラスト力を利用して、従動側のギヤに摩擦負荷トルクを与えることにより、簡単な構成で且つ部品加工精度を高くすることなく、ギヤ噛合い周期や外部負荷変動による回転ムラを低減することであり、また、画像形成装置において、駆動系として、はすばギヤで発生するスラスト力を利用して従動側のギヤに摩擦負荷トルクを与えるギヤ伝動機構部を使用することにより、製造コストを抑えると共に、小型化、省エネルギー化を図りながら、画像成形用の回転体の回転ムラを低減して、画像の濃度ムラ（バンディング）を防止し画質の向上を図ることである。
【０００７】
【課題解決のために講じた手段】
【解決手段】（請求項１に対応）
上記課題を解決するために講じた解決手段は、モータ等の駆動源の駆動軸と、画像形成装置等の被駆動装置に連結される従動軸と、前記駆動軸から従動軸にトルクを伝達する少なくとも駆動ギヤと従動ギヤとを有するギヤ伝動機構部とからなる駆動伝達装置を前提として、
上記ギヤ伝動機構部を構成するそれぞれのギヤははすばギヤからなり、上記従動ギヤはその回転軸線方向に移動自在に支承されており、
上記駆動源により前記従動軸が駆動されるとき、前記従動ギヤは、はすばギヤで発生するスラスト力を受けてその回転軸方向に移動されて、回転しない固定部と接触部において摺動接触することにより、前記従動ギヤに摩擦負荷トルクが付与され、前記従動軸の回転ムラを低減することができるよう構成することである。
【０００８】
【作用】
モータ等の駆動源により駆動ギヤ及び従動ギヤを介して従動軸が駆動されると、従動ギヤは、はすばギヤで発生するスラスト力を受けその回転軸線方向に移動し、接触部において回転しない固定部と摺動接触して摩擦負荷トルクを付与される。これにより、駆動ギヤと従動ギヤに摩擦負荷が加わり、各ギヤの歯面同士を押さえ付ける力が増大することになり、歯面同士の飛び跳ねを防止し、また、歯面上の小さな凹凸は押されて変形することにより、前記従動軸において、噛合い周期の回転ムラを低減することができ、外部負荷変動による回転ムラも低減することができる。
【０００９】
【実施態様１】（請求項２に対応）
実施態様１は、上記解決手段において、接触部の半径、はすばギヤのねじり角、又は接触部での摩擦係数を増減することにより、従動ギヤに付与される摩擦負荷トルクを調整することである。
【作用】
上記実施態様１において、はすばギヤのねじり角を増減させれば、それに応じて従動ギヤが受けるスラスト力を増減する。その結果、従動ギヤに付与される摩擦負荷トルクを増減することができる。また、上記実施態様１において、接触部の半径、又は接触部での摩擦係数を増減させれば、従動ギヤの受けるスラスト力が一定であっても、従動ギヤに付与される摩擦負荷トルクを増減することができる。
【００１０】
【実施態様２】（請求項３に対応）
実施態様２は、上記解決手段において、従動ギヤと回転しない固定部とが摺動接触する接触部を、前記従動ギヤと固定部に対してどのように形成するかを特定するものである。
【００１１】
【実施態様３】（請求項４に対応）
実施態様３は、上記解決手段及び実施態様１、実施態様２において、従動ギヤが受けるスラスト力にさらに磁力による力を加えることにより、従動ギヤに付与される摩擦負荷トルクを調整することである。
【作用】
上記磁力による力は、はすばギヤで発生するスラスト力に対してさらに付加することができるものである。そして、磁石を電磁石により構成すれば、磁力によって付加する力を簡単に調整することができる。
【００１２】
【実施態様４】（請求項５に対応）
実施態様４は、上記解決手段及び実施態様１乃至実施態様３において、従動ギヤに付与すべき摩擦負荷トルクの大きさを、歯形誤差や歯すじ誤差等のギヤの形状精度に応じて設定することである。
【作用】
従動軸に発生する回転ムラは、ギヤの形状精度の大小に応じて変動するものであり、ギヤの形状精度が低下すればそれに伴って回転ムラは増大する。これを抑制するためには、従動ギヤに付与すべき摩擦負荷トルクを増加させて、回転ムラの増大分を減らす必要がある。そこで、ギヤの形状精度に応じて摩擦負荷トルクの設定を変更すれば、回転ムラを所定の小さい範囲に保つことができる。
【００１３】
【実施態様５】（請求項６に対応）
実施態様５は、上記解決手段及び実施態様１乃至実施態様４において、駆動ギヤと従動ギヤとの間に中間ギヤを介在させるものである。この場合、中間ギヤの個数には制限がなく、多段ギヤとすることも可能である。
【作用】
上記中間ギヤを介在させることにより、上記駆動軸と従動軸の変速比、軸間距離、回転方向等を自由に変更することができる。
【００１４】
【実施態様６】（請求項７に対応）
実施態様６は、上記解決手段及び実施態様５において、接触部が設けられる領域と、画像形成装置等の被駆動装置が設けられる領域とを隔離するために筐体を設けたものである。
【作用】
従動ギヤと回転しない固定部とは接触部において摺動接触するため、前記接触部では、必ず各摺動部材の磨耗による微粒子が発生する。この微粒子は、特に、画像形成装置等の被駆動装置に侵入してその動作や性能に対して種々の悪影響を及ぼす。そこで、接触部が設けられている領域と被駆動装置が設けられている領域とを隔離して、微粒子の侵入を防止することにより、画像形成装置等の被駆動装置の性能の低下や故障の発生を回避する。
【００１５】
【実施態様７】（請求項８に対応）
実施態様７は、上記解決手段、実施態様２及び実施態様５において、従動ギヤと回転しない固定部とが摺動接触する接触部が、従動ギヤの径方向のどの位置に置かれるかを特定するものである。
【作用】
上記従動ギヤは、はすばギヤで発生するスラスト力を受けて、その外周部分において弾性変形するため、歯面精度が低下する。この現象は、合成樹脂製の大径ギヤにおいて特に顕著に表れるが、上記接触部を、従動ギヤのギヤ歯噛合い部の近傍（ギヤ外周部の近傍）において、上記弾性変形を抑制する方向に設けることにより、当該弾性変形によって歯面精度が低下することを防止できる。
【００１６】
【実施態様８】（請求項９に対応）
実施態様８は、上記実施態様７において、ギヤ伝動機構部のギヤの材質を合成樹脂に特定するものである。
【００１７】
【実施態様９】（請求項１０に対応）
実施態様９は、画像形成装置において、画像形成用の回転体を回転駆動する駆動伝達装置として、上記解決手段及び実施態様１乃至実施態様８のいずれかのものを用いることである。
【作用】
画像形成装置において、画像形成用の回転体を上記解決手段及び実施態様１乃至実施態様８のいずれかの駆動伝達装置を用いて回転駆動することによって、前記画像形成用の回転体に発生する回転ムラを低減して、濃度ムラの少ない高画質の画像を形成することができる。
【００１８】
【実施の形態】
次に、この駆動伝達装置に係る発明の実施の形態について、図１〜図９を参照しながら説明する。
【００１９】
〔実施形態１〕
先ず、実施形態１（請求項１に対応）について、図１及び図２を参照しながら説明する。
駆動ギヤ１は駆動モータ２の駆動軸３に結合され、この駆動モータ２はベース部４に固定される。従動ギヤ５は従動軸６に結合され、この従動軸６は前記ベース部４に組み込まれている軸受ユニット部７により支承されている。駆動ギヤ１と従動ギヤ５は共にはすばギヤからなり、相互に噛み合ってギヤ伝動機構部を構成する。前記従動ギヤ５と従動軸６との結合は、従動ギヤ５の従動ギヤフランジ部５ａと従動軸６の従動軸フランジ６ａを合わせてネジ等で締結することによって行われる。前記軸受ユニット部７は軸受を備えており、従動軸６をその半径方向（ラジアル方向）に拘束するが、その回転軸方向（スラスト方向）には拘束しないため、この従動軸６は軸受ユニット部７により回転自在に且つ回転軸方向に摺動自在に支承される。
【００２０】
そして、前記従動ギヤ５と回転しないベース部４（固定部）とは、接触部Ａにおいて摺動接触することにより、前記従動ギヤ５に摩擦負荷トルクを与えるように構成されている。なお、前記ベース部４は、図示しない画像形成装置等の被駆動装置本体に取り付けられる。
【００２１】
はすばギヤからなるギヤ伝動達機構部では、回転を滑らかに伝達するためにギヤ歯にねじり角を与えて、噛合い歯が常時２歯以上噛合っており、回転駆動時には回転方向の力の他に回転軸方向のスラスト力も発生するものである。このスラスト力は、従来のギヤ伝動機構部では軸受によって支持されるのが普通であるが、本発明では、このスラスト力を利用して従動ギヤ５を移動させることにより、従動ギヤ５と回転しないベース部（固定部）４とを接触部Ａにおいて摺動接触させる。このとき、該スラスト力はベース部４により支持されることになる。これにより、前記従動ギヤ５とベース部４との間には摩擦力が発生し、前記従動ギヤ５には摩擦負荷トルクが付与されて、駆動ギヤ１と従動ギヤ５のギヤ歯にも負荷が加わることになる。この負荷によって各ギヤの歯面同士を押さえ付ける力（摩擦負荷）が加わることになり、歯面同士の飛び跳ねが防止できると共に、歯面上の小さな凹凸は押されて変形することにより、噛合い周期での回転ムラが低減して滑らかに回転する。
【００２２】
図１では、従動ギヤ５が回転自在で且つ回転軸方向（スラスト方向）に摺動自在に支承される機構として、従動軸６が軸受けユニット７に対して回転軸方向に摺動できるものを示したが、このような構成に限定されるものではない。即ち、従動軸６が軸受けユニット７により回転軸方向にも拘束され、この拘束された従動軸６に対して従動ギヤ５が回転軸方向に摺動できる（例えば、スプライン等を用いる）ものでもよい。
図２は、摩擦負荷トルクに対する噛合い周期の回転ムラの実測値を示しており、このように摩擦負荷トルクを加えて回転駆動させることにより、駆動ギヤ１と従動ギヤ５間の噛合い周期の回転ムラ（１ピッチムラ）を小さくして、回転特性を良好なものとすることができる。
【００２３】
〔実施形態２〕
次に、実施形態２（請求項２に対応）について、図３を参照しながら説明する。
上記実施形態１では、はすばギヤによって生じるスラスト力を利用して摩擦負荷を生じさせて、回転ムラを低減する構成について説明した。この摩擦負荷を発生させる摩擦負荷トルクと回転ムラとの関係は、図２に示すように、ある程度の摩擦負荷トルクを与えれば、回転ムラは小さくなるが、必要以上に摩擦負荷トルクを大きくすると、駆動源の負荷を増大するだけでなく、ギヤの寿命にも悪影響を及ぼすので、回転ムラが小さくて摩擦負荷トルクも小さい領域で摩擦負荷を設定する必要がある。
【００２４】
はすばギヤについて、スラスト力Ｆｓ、駆動力Ｆｒ（従動軸に加わる負荷）及びねじり角βは、図３に示す関係にあり、次の式が成立する。
Ｆｓ＝Ｆｒ・ｔａｎβ‥‥‥（１）
また、図１に示すように、従動ギヤ５の突出部５ｂとベース部４（固定部）とがドーナツ形状の接触部Ａにおいて、スラスト力Ｆｓで接触した場合の摩擦負荷トルクＴｆは、接触部Ａの摩擦係数をμ、接触部外径をＤ、接触部内径をｄとして、次の式で得られる。
Ｔｆ＝μ・Ｆｓ（Ｄ＋ｄ）／４‥‥‥（２）
そこで、接触する接触部Ａの直径（内径ｄ、外径Ｄ）の大きさを調整して最適な摩擦負荷トルクＴｆを設定することができる。このように、接触する接触部５ｂの半径（Ｄ／２、ｄ／２）を変化させることで、スラスト力Ｆｓが一定でも摩擦負荷トルクＴｆを簡単に調整でき、最適な摩擦負荷を与えることができる。
【００２５】
さらに、摩擦負荷トルクＴｆの調整は、先に説明した接触部Ａの径の変化により行うことができる他に、ねじり角β又は摩擦係数μを変化させることによっても行うことができる。
ねじり角βについてみれば、ねじり角βに対する摩擦負荷トルクＴｆの関係は、上記式（１）及び（２）に示すように、ねじり角βを変化させるとスラスト力Ｆｓが増減し、これに比例して摩擦負荷トルクＴｆも増減する。このように、ねじり角βを変化させることで、駆動力Ｆｒが一定でも摩擦負荷トルクＴｆを簡単に調整でき、最適な摩擦負荷を与えることができる。
【００２６】
また、摩擦係数μについてみれば、摩擦係数μに対する摩擦負荷トルクＴｆの関係は、上記式（２）に示すように、摩擦係数μを変化させるとこれに比例して摩擦負荷トルクＴｆも増減する。摩擦係数μは、接触する部材同士の材質によって簡単に変えることができる。また、表面の粗さや潤滑油の有無によっても変えることができる。例えば、ナイロン製のギヤとスチール製のベース部ではμ＝０．０９、グリスを加えるとμ＝０．０５になる。また、スチール製同士にするとμ＝０．２５となる。このように、摩擦係数μを変化させることで、スラスト力Ｆｓが一定でも摩擦負荷トルクＴｆを簡単に調整でき、最適な摩擦負荷を与えることができる。
【００２７】
〔実施形態３〕
実施形態３（請求項３に対応）について、図１を参照しながら説明する。
上記実施形態１において、従動ギヤ５と回転しない固定部であるベース部４とが摺動接触する接触部Ａは、前記従動ギヤ５側又はベース部４のどちらか一方又は双方に突出部を設けることによって構成することができる。図１に示したものは、従動ギヤ５側に突出部５ｂを設けて接触部Ａを構成した一例である。
【００２８】
〔実施形態４〕
次に、実施形態４（請求項４に対応）について、図４を参照しながら説明する。
この実施形態４は、上記実施形態１の駆動伝達装置において、はすばギヤで発生するスラスト力Ｆｓに磁気吸引力を付加して、摩擦負荷トルクＴｆを大きくするものである。駆動力Ｆｒとねじり角βから得られるスラスト力Ｆｓだけでは、所定の摩擦負荷トルクＴｆが得られないような場合、前記スラスト力Ｆｓに更に磁気吸引力を付加して対応する。図４に示すように、従動はすばギヤ５に磁性材１０を組み込むが、この磁性材１０としては薄い鉄板、又は樹脂に磁性材を含ませたものでも良い。
【００２９】
一方、ベース部４（固定部）には、前記磁性材１０と対向する位置に該磁性材１０を吸引する磁石１１を配置する。この磁石１１は、永久磁石又は電磁石でもよい。電磁石の場合は、この電磁石に与える電流を調整し、起動時など駆動源に高トルクが要求されるときに摩擦負荷トルクを軽減することができる。このように、従動側の負荷が小さく駆動力Ｆｒが小さい場合でも、磁気吸引力によるスラスト力を付加することにより摩擦負荷トルクＴｆを増大させることができるので、最適な摩擦負荷を与えることができる。また、起動時に磁気吸引力を小さく変化させることで、駆動源の小型化や省エネルギー化にもつながる。
また、磁力による力を付加する構成としては、従動ギヤ５側に磁石１１を、ベース部４側に磁性材１０を設けてもよい。
【００３０】
〔実施形態５〕
実施形態５（請求項５に対応）について、図５を参照しながら説明する。
この実施形態５は、歯形誤差、歯すじ誤差等のギヤの形状精度に対応して従動ギヤに付与すべき摩擦負荷トルクの大きさを決めるものである。図２に示すように摩擦負荷トルクに対する回転ムラの実測を行って付与すべき摩擦負荷トルクを求めてもよいが、実測した時と異なるギヤの形状精度になった場合、再度実測するのではなく、ギヤの形状精度の低下した分に応じて、付与すべき摩擦負荷トルクを大きくするように設定するものである。即ち、ギヤの歯面精度が低下すると、歯面同士が飛びやすくなり、また歯面の凹凸が大きくなった分だけ弾性変形を大きくするように、歯面同士の押し付け力（摩擦負荷）を生成する摩擦負荷トルクを増やすことにより対応するものである。これにより、異なる形状精度のギヤの場合でも簡単に従動ギヤに付与すべき摩擦負荷トルクを設定をすることができる。
【００３１】
〔実施形態６〕
次に、実施形態６（請求項６に対応）について、図６を参照しながら説明する。
この実施形態６は、駆動ギヤ１と最終ギヤ（従動ギヤ）５との間に複数の中間ギヤ１３〜中間ギヤ１６を介在する多段ギヤ構成からなる駆動伝達装置であって、摩擦負荷トルクを付与するギヤを最終段のギヤ５とするものである。摩擦負荷トルクを最終段のギヤ５に加えることで、最終段のギヤ以外のギヤにも摩擦負荷が加わり、歯面同士の飛び跳ね現象を防ぐことができる。前記多段ギヤ構成の各段に摩擦負荷トルクを付与する機構を設けると、駆動側上流段ギヤには、各段で付与される摩擦負荷トルクが加算されて大きくなり過ぎるため、これを防ぐために最終段のギヤにだけ摩擦負荷トルクを付与するようにしている。
このように、駆動ギヤ１と最終段のギヤ（従動ギヤ）５との間に中間ギヤを介在させることにより、駆動軸と従動軸間の変速比、軸間距離、回転方向等を自由に選択することができる。
【００３２】
〔実施形態７〕
実施形態７（請求項７に対応）について、図７を参照しながら説明する。
この実施形態７は、上記実施形態１又は実施形態６の駆動伝達装置において、摩擦負荷トルクを発生させる接触部Ａを備える従動ギヤ５と駆動ギヤ１とを含むギヤ伝動機構部からなる部分と、従動軸６に連結されて画像形成装置等の被駆動装置の部分とを別個の筐体内に配置するために、前記接触部Ａを備える部分を筐体カバー１８により包囲したものである。前記接触部Ａでは、従動ギヤ５とベース部４の静止している部分（固定部）とが摺動接触することにより摩擦負荷トルクを発生させているので、摺動接触による磨耗紛が発生することになる。この磨耗紛が画像形成装置等の被駆動装置に侵入しないように筐体により隔離することにより、前記被駆動装置の性能の低下や故障の発生を未然に回避している。
【００３３】
〔実施形態８〕
次に、実施形態８（請求項８及び請求項９に対応）について、図８を参照しながら説明する。
この実施態様８は、上記実施形態１の駆動伝達装置において、摩擦負荷トルクを発生させる接触部Ａを従動ギヤ５の噛合い部Ｂの近傍に設けたものである。従動ギヤ５は、はすばギヤで発生するスラスト力を受けて、その外周部分において弾性変形を生じるため、その部分において歯面精度が低下する。ところが、接触部Ａを従動ギヤ５の噛合い部Ｂの近傍において、前記弾性変形を抑制する方向に設けることにより歯面精度の低下を防止することができる。
そして、前記従動ギヤ５を合成樹脂製の大径のものにした場合、特に弾性変形を生じ易く歯面精度を低下するので、前記接触部Ａをそのような位置に設けることが有効である。
【００３４】
〔実施形態９〕
実施形態９（請求項１０に対応）について、図９を参照しながら説明する。
この図９は画像形成装置の内部構造を概略的に示す縦断正面図であり、画像形成装置本体２０の一側に給紙カセット２１が着脱自在に装着され、この装置本体２０の他側には排紙口２６が設けられている。この給紙カセット２１から排紙口２６に至る用紙搬送路２７の上方には、感光体ドラム３０が回転自在に設けられている。この感光体ドラム３０は画像形成用の回転体であり、この回転体は、既に実施形態１〜実施形態８として説明した駆動伝達装置の従動軸６にカップリングを介して連結される。感光体ドラム３０の周囲に、それぞれプロセスユニットとしての帯電器３１、露光器３２、及び現像器３３が配列され、さらに転写器３４、クリーニング器３５、及び除電器３６等も配列されている。そして、上記用紙搬送路２７に沿って上流から下流に向けて、給紙ローラ２２、レジストローラ２３、ヒートローラ２４ａとプレスローラ２４ｂを有する定着器２４、及び排紙ローラ２５が配列されている。
【００３５】
このような構成により、帯電器３１によって感光体ドラム３０の表面を帯電させ、その部分に露光器３２からのレーザー光を走査することで静電潜像を形成する。次に、感光体ドラム３０の回転により、前記静電潜像は現像器３３によってトナー画像として現像される。一方、給紙カセット２１内の用紙は給紙ローラ２２によってレジストローラ２３まで引き出され、さらに感光体ドラム３０の回転運動に同期回転するレジストローラ２３によって感光体ドラム３０の下部に給紙される。感光体ドラム３０上のトナー画像は転写器３４によって給紙された用紙に転写され、その用紙が定着器２４を通るときに用紙上に転写された画像が定着される。その後、画像が定着された用紙は排紙ローラ２５によって、装置本体２０の排紙口２６より排出される。
【００３６】
このような画像形成装置では、感光体ドラム３０の回転速度特性（回転特性、回転ムラ）が画像の品質に直接影響を与えるものであり、駆動モータ２のトルクをギヤ伝動機構部を介して感光体ドラム３０に伝達して駆動している場合、ギヤ噛合い周期の回転ムラを低減させることは濃度ムラ（バンディング）という観点で重要なことである。
そこで、濃度ムラに一番影響を及ぼす従動ギヤ５の噛合い周期の回転ムラを低減するために、回転ムラを発生させる原因であるギヤの形状誤差や負荷変動による歯面上の飛び跳ねを小さくするように、歯面を押さえ付ける力となる摩擦負荷トルクを前記従動ギヤ５に付与している。これにより、噛合い周期の回転ムラを低減することができ、濃度ムラの少ない高画質の画像形成が可能となる。
【００３７】
このような構成を採用することによって、回転ムラの振動を抑えるために必要とされてきたフライホイールが不要となり、大型のモータを必要とせず、省エネルギーで駆動することができる。また、小型のモータを採用することができるので駆動機構部の省スペース化が図られ、装置の小型化も図られる。
ここまで、画像形成装置の感光体ドラム３０に適用した場合について説明したが、同様に感光体ベルトを駆動する駆動ローラの伝達機構部にも適用することができる。
【００３８】
【発明の効果】
本発明の効果を主な請求項毎に整理すれば次のとおりである。
（１）請求項１に係る発明の効果
はすばギヤで発生するスラスト力により従動ギヤに摩擦負荷トルクを付与して、駆動ギヤと従動ギヤのギヤ歯にも負荷を加えることにより、簡単な構成で且つ部品加工精度を高くすることなく、歯面同士の飛び跳ねを防止すると共に、歯面上の小さな凹凸は押されて変形されて、噛合い周期での回転ムラを低減して滑らかな回転を得ることができる。
【００３９】
（２）請求項２に係る発明の効果
従動ギヤに付与される摩擦負荷トルクは、接触部の半径、はすばギヤのねじり角、又は接触部の摩擦係数の少なくとも１つを変えることにより、増減することができるので、簡単に最適な摩擦負荷トルクを付与することができる。したがって噛み合い周期での回転ムラを低減するための摩擦負荷の大きさを簡単に調整することができる。
【００４０】
（３）請求項４に係る発明の効果
はすばギヤで発生するスラスト力に対して磁力による力を付加することにより、
摩擦負荷トルクを増加することができる。これにより、噛合い周期での回転ムラを抑制するための摩擦負荷の大きさを簡単に調整することができる。また、電磁石を利用して、駆動源の起動時に付加する力を調整することにより、駆動源の小型化、省エネルギー化を図ることもできる。
【００４１】
（４）請求項５に係る発明の効果
従動ギヤに付与すべき摩擦負荷トルクの大きさを、ギヤの形状精度（歯形誤差、歯すじ誤差）に応じて設定することができるので、ギヤの形状精度が異なる毎に実測して最適な摩擦負荷トルクを求める必要がなくなる。したがって、噛合い周期での回転ムラを低減するための摩擦負荷トルクの大きさを、形状精度の異なるギヤであっても簡単に設定することができる。
【００４２】
（５）請求項６に係る発明の効果
摩擦負荷トルクを付与する機構を多段ギヤの最終段に設けることにより、各段のギヤに摩擦負荷トルクが加わるので、それぞれに摩擦負荷機構を設ける必要がない。したがって、多段ギヤ装置における噛合い周期の回転ムラを単純な構成で低減することができる。
【００４３】
（６）請求項７に係る発明の効果
摩擦負荷トルクを発生させる接触部が設けられる部分と、従動軸に連結されて作業を行う被駆動装置の部分とを別筐体内に配置することにより、接触部で発生する摩耗紛が、前記被駆動装置の部分に広がらないようにすることができる。したがって、前記被駆動装置をクリーンに保つことができる。
【００４４】
（７）請求項８及び請求項９に係る発明の効果
摩擦負荷トルクを発生させる接触部を従動ギヤの噛合い部近傍に設けることにより、スラスト力によってギヤ素材が弾性変形するのを抑えることができる。したがって、はすばギヤの歯面上の弾性変形を防ぎ、高精度な回転を維持することができる。
【００４５】
（９）請求項１０係る発明の効果
画像形成装置において、画像形成用の回転体を上記請求項１〜請求項９のいずれかの駆動伝達装置を用いて回転駆動することによって、上記画像形成用の回転体に発生する回転ムラを低減して、濃度ムラの少ない高画質の画像形成が可能となる。そして、高精度に加工したギヤを必要としないため製造コストの増加を抑えることができると共に、フライホイールを用いない小型で省エネルギの画像形成装置にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】は、本発明の駆動伝達装置の正面図であり、実施形態１を示す図である。
【図２】は、駆動伝達装置の摩擦負荷トルクと回転ムラとの関係を示す図である。
【図３】は、はすばギヤにおける駆動力、ねじり角、スラスト力の相互関係を示す図である。
【図４】は、スラスト力に磁力を利用する実施形態４を示す図である。
【図５】は、ギヤの形状精度と摩擦負荷トルクとの関係を示す図である。
【図６】は、中間ギヤを備える実施形態６を示す図である。
【図７】は、筐体カバーを備える実施形態７を示す図である。
【図８】は、接触部が従動ギヤの外周部に設けられた実施形態８を示す図である。
【図９】は、画像形成装置の内部構造を概略的に示す縦断正面図である。
【図１０】は、従来の画像形成装置の駆動系を模式的に示す断面図である。
【符号の説明】
１：駆動ギヤ
２：駆動モータ
３：駆動軸
４：ベース部
５：従動ギヤ
６：従動軸
７：軸受けユニット部
１０：磁性材
１１：磁石
１３〜１６：中間ギヤ
１８：筐体カバー
２４：定着器
３０：感光体ドラム
３３：現像器
３４：転写器

Claims (10)

1. モータ等の駆動源の駆動軸と、画像形成装置等の被駆動装置に連結される従動軸と、前記駆動軸から従動軸にトルクを伝達する少なくとも駆動ギヤと従動ギヤとを有するギヤ伝動機構部とからなる駆動伝達装置において、
   前記ギヤ伝動機構部を構成するそれぞれのギヤははすばギヤからなり、前記従動ギヤはその回転軸線方向に移動自在に支承されており、
   前記駆動源により前記従動軸が駆動されるとき、前記従動ギヤは、はすばギヤで発生するスラスト力を受けてその回転軸線方向に移動して、回転しない固定部と接触部において摺動接触することにより、前記従動ギヤに摩擦負荷トルクが付与され、前記従動軸の回転ムラを低減することができる駆動伝達装置。
2. 上記従動ギヤに付与される摩擦負荷トルクは、上記接触部の半径の大きさ、上記はすばギヤのねじり角の大きさ、又は上記接触部での摩擦係数の大きさの少なくとも１つにより調整することができる請求項１の駆動伝達装置。
3. 上記接触部は、上記従動ギヤ側又は回転しない固定部側のどちらか一方又は双方に突出部を設けることによって構成される請求項１の駆動伝達装置。
4. 上記はすばギヤで発生するスラスト力に、磁力による力を付加することにより、上記従動ギヤに付与される摩擦負荷トルクを調整することができる請求項１乃至請求項３の駆動伝達装置。
5. 上記従動ギヤに付与すべき摩擦負荷トルクの大きさは、歯形誤差や歯すじ誤差等のギヤの形状精度に応じて設定することができる請求項１乃至請求項４の駆動伝達装置。
6. 上記ギヤ伝動機構部の駆動ギヤと従動ギヤとの間に中間ギヤを介在させた請求項１乃至請求項５の駆動伝達装置。
7. 上記摩擦負荷トルクを発生させる接触部が設けられる領域と、上記従動軸が連結される画像形成装置等の被駆動装置が設けられる領域とを、筐体により隔離した請求項１又は請求項６の駆動伝達装置。
8. 上記摩擦負荷トルクを発生させる接触部が、上記従動ギヤのギヤ歯噛合い部近傍に設けられる請求項１、請求項３又は請求項６の駆動伝達装置。
9. 上記ギヤ伝動機構部を構成するギヤが合成樹脂からなる請求項８の駆動伝達装置。
10. 表面に静電潜像を形成し回転駆動される画像形成用の回転体と、当該回転体上の静電潜像をトナー画像として顕像化する現像手段と、上記トナー画像を用紙等の記録材に転写する転写手段と、転写された記録材上のトナー画像を固定する定着手段とを有する画像形成装置において、
    上記画像形成用の回転体が、上記請求項１乃至請求項９の駆動伝達装置の従動軸に連結されて回転駆動されることによって、前記回転体の回転ムラを低減して画像の濃度ムラを防止する画像形成装置。

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