JP2005195080A - 駆動伝達装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ギアと回転軸との間における剛性が高められて回転ムラが小さく抑えられた駆動伝達装置、および回転ムラに起因する出力画像の濃度ムラが小さく抑えられた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 駆動力伝達用のギア歯が形成された歯部１０２＿１および太径の固定部１０２＿２を備えた樹脂製ギア１０２と、樹脂製ギア１０２の他端１０２ａに挿通した部分１０１ａがテーパ状に細径に形成された回転軸１０１と、固定部１０２＿２と回転軸１０１との双方に嵌合して固定部１０２＿２を回転軸１０１に固定する嵌合部材１０３とを備えた駆動伝達装置１００において、回転軸１０１の部分１０１ａと樹脂製ギア１０２の他端１０２ａとの間に接着剤１０４を流し込んで接着固定した。
【選択図】 図３

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に用いられる駆動伝達装置およびその駆動伝達装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式のプリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置において、感光体ドラムや中間転写体ドラムなどの像担持体ドラムを駆動するための駆動伝達装置にはギア機構が広く用いられているが、これらのギア機構は、その不良が直ちに画像欠陥に繋がるという性質上、高噛み合い率、高伝達性、回転ムラの抑制などの高度な要求を満たすことが求められている。像担持体ドラムの回転ムラと出力画像の濃度ムラとの間には強い相関があるので、出力画像の濃度ムラを認知不可能なレベルとするためには、像担持体ドラムを駆動するための駆動伝達装置を構成する駆動ギアによる回転ムラを極力減少させる必要がある。

図９は、画像形成装置における像担持体ドラムの回転ムラと出力画像の濃度ムラとの関係を示すグラフである。

図９には、縦軸に回転ムラの指標となる速度変動率ΔＶ０−ｐ（％）をとり、横軸に、回転速度を周波数分析して得られた空間周波数（Ｃｙｃｌｅ／ｍｍ）をとった場合の、出力画像の濃度ムラが認知可能な領域と認知不可能な領域とが示されている。

図９に示すように、速度変動率△Ｖ０−ｐ（％）を約０．３％以下に抑えれば、出力画像の濃度ムラは認知不可能なレベルとすることができる。このように、像担持体ドラムの、出力画像の濃度ムラが認知可能となる回転ムラレベルは、回転ムラの指標となる速度変動率△Ｖ０−ｐ（％）において約０.３％であり、これ以上の速度変動率が発生すると出力画像の濃度ムラが問題となってしまう。このため、駆動ギアにおける噛み合い変動レベルは、この濃度ムラという観点からは非常に大きな要素である。

そこで、従来、画像形成装置の感光体ドラムや中間転写体ドラムなどの駆動ギアとして、高噛み合い率、高伝達性の実現、また、良好な低回転ムラ性能を達成するために、はす歯ギアを用いた駆動伝達装置が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２参照）。

一般に、はす歯ギアを用いた駆動伝達装置は、すぐ歯ギアを用いた駆動伝達装置と比較して噛み合い率を大きく取ることが容易であり、駆動ギアと従動ギアとの噛み合いがゆっくりと行なわれるので、駆動ギアから従動ギアに伝達される噛み合い振動をかなり低減させ得ることが知られている。しかし、プラスチックギアを用いた駆動伝達装置の場合には、剛性の弱さから、歯のたわみやギアのねじれ等による回転ムラの発生という技術的課題は避けられない。

即ち、駆動ギアが従動ギアと噛み合って回転駆動する際に、歯のたわみやギアのねじれが生じた場合、互いの歯は正規の噛み合いとはならず、誤差を持って回転駆動するため、従動ギアには周期（ギアの歯同士が噛み合う繰り返し）的な回転ムラが発生する場合がある。また、はす歯ギアのように噛み合い率を高め多くの歯を噛み合わせることで、このような誤差の影響を低減した場合にも、負荷の大きさによっては歯の変形やギアのねじれが生じることがあり、すぐ歯ギアより軽微ではあるものの噛み合い周期の振動が発生して、許容できる濃度ムラレベルを越えてしまう場合がある。

近年、画像形成装置の小型化が進み、像担持体ドラムや像担持体ドラムを駆動するギアも小径化している。また、ギアの種類としては、低コストの観点から成形プラスチックギア（以下、樹脂製ギアと称する）を用いることが多い。しかし、樹脂製ギアは、製作上の問題として肉厚を大きくしづらいという点がある。肉厚を大きくすると成形時の冷却や固化に時間がかかり生産性が低下し、量産性に欠けるという問題が生じる。また、ひけ等の問題も発生し易くなり、樹脂製ギアの高精度化は困難となり、従って回転ムラの発生が顕著になる。そこで、画像形成装置で使用される樹脂製ギアにおいて、肉厚を考慮した設計がなされている。

図１０は、従来の、肉厚を考慮して設計された樹脂製ギアの構造を示す図である。

図１０に示す樹脂製ギア１０００には、図示しない回転軸が挿通される挿通孔１００１ａを有する本体部１００１と、その本体部１００１の周縁に駆動力伝達用のギア歯が形成された歯部１００２が備えられている。本体部１００１は、肉抜き処理が施された肉抜き部分１００１ｂを有する。このため、樹脂製ギア１０００の剛性は低く、この樹脂製ギア１０００に大きな負荷が付与されると、樹脂製ギア１０００に変形が生じ、回転精度に悪影響を与えてしまう。

図１１は、従来の、図１０に示す樹脂製ギアとは異なる樹脂製ギアの構造を示す図である。

図１１に示す樹脂製ギア２０００はフランジギアであり、この樹脂製ギア２０００には、図示しない回転軸が挿通される挿通孔２００１ａを有する本体部２００１と、その本体部２００１周縁の一端に駆動力伝達用のギア歯がリング状に形成された歯部２００２とが備えられている。本体部２００１は、その本体部２００１周縁の、歯部２００２が形成された一端および他端に対向する部分に、肉抜き処理が施された肉抜き部分２００１ｂを有する。このため、図１０に示す樹脂製ギア１０００と同様、樹脂製ギア２０００の剛性は低く、この樹脂製ギア２０００に大きな負荷が付与されると、樹脂製ギア２０００に変形が生じ、回転精度に悪影響を与えてしまう。近年、画像形成装置の益々の小型化に伴い、このような樹脂製ギアも小径化しており、従ってギアの剛性は低下する傾向にある。

ギア剛性の低下が回転精度へ与える影響には次のことが挙げられる。ギアの歯面にかかる荷重・ギア剛性は、噛み合いの進行によって変化していくため、ギアの変形量は噛み合い周期で変化することとなる。この時、この変形量の変化はそのまま回転伝達誤差となるため、噛み合い周期の回転変動や振動となって現れる。

図１２は、ギアの噛み合い剛性を、ギアの噛み合い回転とともに測定した結果を示すグラフである。

剛性がＫ１、Ｋ２のように互いに異なる２つのギアの噛み合い剛性Ｋを、ギアの噛み合い回転とともに測定すると、図１２に示すように、２つのギアの剛性にプラスして一定のギアの噛み合いの周期で剛性Ｋ１、Ｋ２が周期的に変動していることがわかる。

ここで、これらのギアにかかる加重をＦとし、低剛性のギアの変形量をΔＸ１、高剛性のギアの変形量をΔＸ２とすると、
ΔＸ１＝Ｆ／（Ｋ１＋ΔＫ／２）−Ｆ／（Ｋ１−ΔＫ／２）
ΔＸ２＝Ｆ／（Ｋ２＋ΔＫ／２）−Ｆ／（Ｋ２−ΔＫ／２）
となる。ここで、Ｋ２＞Ｋ１であるから
ΔＸ１＞ΔＸ２
となる。

ギア噛み合い剛性Ｋにこのような周期的な変動があると、それによるギアの変形（変位）も周期的に変化し、これが回転ムラの大きな要因となる。

周期的な剛性変化量ΔＫは、主に歯幅、歯数、噛み合い率等のギアの諸元で決まり、平均的なギア噛み合い剛性Ｋ１、Ｋ２は、主にギアのフランジ部の形状、材質等で決定される。従って、剛性変化量ΔＫが同じで、ギア噛み合い剛性がＫ１、Ｋ２のように異なる２つのギア対の場合に、噛み合いによって発生するギアの変形量ΔＸは、剛性が低い（Ｋ１）場合に発生する変形量ΔＸ１の方が、剛性が高い（Ｋ２）場合に発生する変形量ΔＸ２よりも大きくなる。即ち、ギア噛み合い剛性が低いと、剛性変化量ΔＫが同一であり、同一の荷重が加わったとしても、剛性変化による変形量は大きくなる。そのため、回転伝達誤差が大きくなる。つまり、ギア噛み合い剛性が低いほど回転ムラが発生しやすいこととなる。

このような技術的課題を解決するために、ギアの肉抜き部分に弾性体を圧入してギア変形によって生じる振動を防止する技術が提案されている（特許文献３参照）。この技術では、あるギアの、他のギアに噛み合った時の圧力により変形されるような力が上記弾性体で吸収されるため、ギアの歯元近傍に振動が生じても回転軸への伝達を防止することが可能となる。また、フランジギアの歯底部と軸孔部との間に設けた肉抜き部分に円筒補助部材を圧入し、高剛性化する技術も提案されている（特許文献４参照）。これらの技術によれば、ギア剛性を高くすることができ、剛性変化による変形量を低減することができる。

しかし、近年の小型化した画像形成装置では、次のような問題も生じる。例えば、像担持体（感光体、中間転写体）を画像形成装置本体から着脱可能に構成した画像形成装置などでは、像担持体へ本体側の駆動源からギアによって駆動を伝達することが多く、本体側の最終段ギア（着脱する側のギアと噛み合う本体側のギア）には、回転軸に結合されたピンあるいはキーなどをギアに嵌合させ、回転軸からの駆動力をギアへ伝達する構成をとることがある。

図１３は、回転軸からの駆動力を伝達するギアの構造を示す図、図１４は、図１３に示すギアとは異なるギアの構成を示す図である。

図１３には、樹脂製ギア１０００と、回転軸３００１と、樹脂製ギア１０００と回転軸３００１との双方に嵌合して樹脂製ギア１０００を回転軸３００１に固定するキー３００２とが示されている。上述したように、小型化した画像形成装置では、ギアも小径化しており、かつ、薄肉形状のギア（ここでは、樹脂製ギア１０００）を用いることが多いため、回転軸３００１と樹脂製ギア１０００との噛み合わせを歯部１００２が形成されている領域で行なうことは困難である。そこで、図１４に示すように、歯部４００１が形成されている領域以外の領域に固定部４００２を設け、その固定部４００２と回転軸３００１（主に金属シャフト）とをキー３００２で固定することにより、回転軸３００１から樹脂製ギア４０００へ駆動力を伝達する構成が採用されている。

図１５は、従来の画像形成装置において、図１４に示す構成を採用して像担持体を駆動する様子を示す図である。

図１５には、Ａ方向に回転する回転軸３００１と、その回転軸３００１に追従して回転する樹脂製ギア４０００と、その樹脂製ギア４０００に従動して回転する従動ギア５０００と、その従動ギア５０００に挿通された回転軸５００１と、その回転軸５００１に軸支された像担持体６０００とが示されている。

樹脂製ギア４０００の歯部４００１と回転軸３００１との間には肉抜きされた部分はないものの、回転軸３００１と樹脂製ギア４０００との間にガタ等による緩みが生じる場合には、この図１５に示すように、歯部４００１の、幅方向に対する固定部４００２側の部分の回転力Ａ１は大きいが、歯部４００１の、幅方向に対する固定部４００２側の部分とは反対側の部分は、回転軸３００１に精度よく追従することはできず、結果として樹脂製ギア４０００が歯幅方向でねじれることとなり、その反対側の部分の回転力Ａ２は小さい（回転方向剛性が低い）。従って、上述した低剛性による回転変動・振動の問題が生じる。

このような問題を解決するために、樹脂製ギア４０００の、固定部４００２とは反対側の部分を、押込部材で挟持することが考えられる。

図１６は、樹脂製ギアの、固定部とは反対側の部分を、押込部材で挟持する様子を示した図である。

回転軸３００１には樹脂製ギア４０００が挿通されている。この回転軸３００１の、樹脂製ギア４０００を構成する固定部４００２側とは反対側の部分には、ネジ溝が形成されている。このネジ溝にナット状の押込部材７０００が矢印Ａ方向に押し込められて、樹脂製ギア４０００が挟持される。しかし、これでは、樹脂製ギア４０００の回転方向剛性は高められるものの、点線で示すように歯部４００１が変形を起こし、回転変動・振動が発生するという問題がある。
特開平５−７２８６２号公報 特開平９−８０８４０号公報 特開２００１−２４１５３６号公報 特許公報３３３２５８２号報

小型化した画像形成装置における樹脂製ギアでは、回転変動・振動を抑制するためにギア剛性を高める必要があるが、特に、回転軸から駆動を伝達する薄肉の小径ギアを用いる構成では、組立性を考慮し歯幅方向片側で駆動の受け渡しを行なうため、受け渡しが行なわれない他端側の回転方向剛性は弱くなり、且つ薄肉の樹脂製ギア自体剛性が低いため、ギアの歯幅方向でねじれが生じ他端側の噛み合いは正規の噛み合いからはずれて回転誤差を生じる。よって、小型化した画像形成装置におけるギア駆動では、ギアと回転軸との間における剛性を、歯部が変形などを伴うことなく高くすることが重要となる。

本発明は、上記事情に鑑み、ギアと回転軸との間における剛性が高められて回転ムラが小さく抑えられた駆動伝達装置、および回転ムラに起因する出力画像の濃度ムラが小さく抑えられた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成する本発明の駆動伝達装置は、回転軸と、その回転軸に挿通されてその回転軸とともに回転する樹脂製ギアとを備えた駆動伝達装置において、
上記樹脂製ギアが、駆動力伝達用のギア歯が形成された歯部と、その歯部に隣接した一端に形成された、その歯部よりも太径の固定部とを備えたものであり、さらに、
この駆動伝達装置が、上記固定部と上記回転軸との間に介在し、その固定部とその回転軸との双方に嵌合してその固定部をその回転軸に固定する嵌合部材を備え、
上記樹脂製ギアは、上記歯部の、上記固定部が隣接した一端とは反対側の他端が、接着により上記回転軸に固定されたものであることを特徴とする。

本発明の駆動伝達装置では、樹脂製ギアは、駆動力伝達用のギア歯が形成された歯部の、固定部が隣接した一端とは反対側の他端が、接着により回転軸に固定されたものであるため、樹脂製ギアの他端側の回転方向剛性は高く、その樹脂製ギアの歯幅方向でのねじれの発生が防止されて、相手側のギアと十分に噛み合うことができる。従って、回転ムラを小さく抑えることができる。

ここで、本発明の駆動伝達装置における上記回転軸は、上記樹脂製ギアの上記他端に挿通した部分がテーパ状あるいは段差状に細径に形成されたものであり、その細径に形成された部分と上記樹脂製ギアとの間に接着剤が流し込まれて接着固定されたものであることが好ましい。

このようにすると、回転軸と樹脂製ギアとの間に接着剤が確実に流し込まれるため、樹脂製ギアを回転軸に確実に接着固定することができる。

また、本発明の駆動伝達装置における上記回転軸の、上記樹脂製ギアの上記他端に挿通した部分が、上記回転軸の、その部分に隣接する部分に継ぎ足しされてネジ止めされた補助部材からなり、上記樹脂製ギアの上記他端がその補助部材に接着されたものであることも好ましい態様である。

このようにすると、回転軸の、本体側に取り付けられた部分を交換することなく、樹脂製ギアを交換することができる。

また、上記目的を達成する本発明の画像形成装置は、回転する像担持体上にトナー像を担持させ、そのトナー像を最終的に用紙上に転写して定着することによりその用紙上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
上記像担持体に回転駆動力を伝達する、回転軸とその回転軸に挿通されてその回転軸とともに回転する樹脂製ギアとを有する駆動伝達装置を備え、
上記樹脂製ギアが、駆動力伝達用のギア歯が形成された歯部と、その歯部に隣接した一端に形成された、その歯部よりも太径の固定部とを備えたものであり、さらに、この駆動伝達装置が、
上記固定部と上記回転軸との間に介在し、その固定部とその回転軸との双方に嵌合してその固定部をその回転軸に固定する嵌合部材を備え、
上記樹脂製ギアは、上記歯部の、上記固定部が隣接した一端とは反対側の他端が、接着により上記回転軸に固定されたものであることを特徴とする。

本発明の画像形成装置は、本発明の駆動伝達装置を備えているため、回転ムラに起因する出力画像の濃度ムラを小さく抑えることができる。

ここで、本発明の画像形成装置における上記回転軸は、上記樹脂製ギアの上記他端に挿通した部分がテーパ状あるいは段差状に細径に形成されたものであり、その細径に形成された部分と上記樹脂製ギアとの間に接着剤が流し込まれて接着固定されたものであることが好ましい。

このようにすると、樹脂製ギアを回転軸に確実に接着固定することができる。

また、本発明の画像形成装置における上記回転軸の、上記樹脂製ギアの上記他端に挿通した部分が、上記回転軸の、その部分に隣接する部分に継ぎ足しされてネジ止めされた補助部材からなり、上記樹脂製ギアの上記他端がその補助部材に接着されたものであることも好ましい態様である。

このようにすると、回転軸の、本体側に取り付けられた部分を交換することなく、樹脂製ギアを交換することができる。

本発明の駆動伝達装置によれば、ギアと回転軸との間における剛性が高められて回転ムラを小さく抑えることができる。また、本発明の画像形成装置によれば、上記の駆動伝達装置を備えているため、回転ムラに起因する出力画像の濃度ムラを小さく抑えることができる。

以下図面を参照して本発明の実施の形態を説明する。

図１は、本発明の駆動伝達装置を適用した画像形成装置の一実施形態を示す断面概略図である。

図１を参照して、このカラー複写機８０の構成を、画像入力系、画像形成系、シート搬送系に分けてそれぞれ説明する。

画像入力系には、原稿が載置される原稿載置台７０、原稿載置台７０上の原稿を読み取る原稿読取装置７１、原稿読取装置７１にて読み取られた画像情報を処理する画像処理装置７２などが備えられている。

画像形成系には、Ｋ（ブラック）、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）の各色に対応する画像形成ステーション１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ（図中破線で囲まれた部分）、これら各画像形成ステーション１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃに備えられた感光体ドラム１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの各表面を、画像処理装置７２からの画像データＩＫ，ＩＹ，ＩＭ，ＩＣに基づいて露光する露光装置１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ、上記各画像形成ステーション１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃで形成されたトナー像が順次転写される２つの第１中間転写ドラム３１ａ，３１ｂ、及び、１つの第２中間転写ドラム３２が備えられている。

各画像形成ステーション１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃには、感光体ドラム１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ、これら各感光体ドラム１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃを帯電する帯電装置１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ、帯電された各感光体ドラム１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ上に露光装置１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｙ，１３Ｃにより書き込まれた静電潜像を各色トナーで現像してトナー像を形成する現像装置１４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｙ，１４Ｃなどの電子写真用デバイスが備えられている。

尚、各感光体ドラム１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃと第１中間転写ドラム３１ａ，３１ｂとが対向する部分には一次転写部（図示せず）が、また、第１中間転写ドラム３１ａ，３１ｂと第２中間転写ドラム３２とが対向する部分には二次転写部（図示せず）がそれぞれ形成されている。

シート搬送系には、用紙等の記録シートＳが積載されるシートトレイ４０、シートトレイ４０内の記録シートＳを１枚ずつ繰り出すピックアップロール４１、繰り出された記録シートＳを所定の位置に位置決めするレジストロール４２、第２中間転写ドラム３２上の画像を記録シートＳに転写する三次転写ロール４３、記録シートＳ上に転写された画像を定着する定着ロール４４、排出された記録シートＳを収容する排出トレイ４５などが備えられている。

次に、このカラー複写機８０による複写工程について説明する。

先ず、ユーザが原稿載置台７０の上に原稿を載せ、ユーザインターフェイス（図示せず）により複写指示を行うと、画像読取装置７１が光学的に原稿を読み取り、電気信号（画像データ）に変換する。その画像データは、画像処理装置７２により、ブラック、イエロ、マゼンタ、シアンの各色に色分解され、それら各色の画像データＩＫ，ＩＹ，ＩＭ，ＩＣに所定の重み係数を付与する等の画像処理が施された後、各色ごとにそれぞれの露光装置１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃに送られる。

一方、各画像形成ステーション１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ内の各感光体ドラム１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃは、図示しないギア駆動により図中矢印の方向に回転駆動される。各感光体ドラム１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの表面は、各帯電装置１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃにより一様な所定電位に帯電される。そして、上記の各露光装置１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃがそれぞれ画像データＩＫ，ＩＹ，ＩＭ，ＩＣに対応した露光光を所定タイミングで各感光体ドラム１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ表面に照射することにより、各感光体ドラム１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ表面に、電位差による静電潜像が形成される。形成された静電潜像には、各現像装置１４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃによりトナーが静電的に付着され、それぞれ、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃのトナー画像ＴＫ，ＴＹ，ＴＭ，ＴＣが形成される。

他方、第１中間転写ドラム３１ａ，３１ｂ及び第２中間転写ドラム３２も、感光体ドラムと同様、ギア駆動により図中矢印の方向へ回転駆動される。そして、トナー画像ＴＫ，ＴＹは、感光体ドラム１１Ｋ，１１Ｙから第１中間転写ドラム３１ａへ、また、トナー画像ＴＭ，ＴＣは、感光体ドラム１１Ｍ，１１Ｃから第１中間転写体ドラム３１ｂへとそれぞれ静電的に一次転写される。その際、トナー画像ＴＫ，ＴＹは第１中間転写ドラム３１ａ表面で重ね合わされ、トナー画像ＴＭ，ＴＣは第１中間転写ドラム３１ｂ表面で重ね合わされる。

第１中間転写ドラム３１ａ上で重ね合わされたトナー画像ＴＫ，ＴＹは、二次転写部において第２中間転写ドラム３２へ、同じく、第１中間転写ドラム３１ｂ上で重ね合わされたトナー画像ＴＭ，ＴＣも第２中間転写ドラム３２へとそれぞれ静電的に二次転写される。この際、トナー画像ＴＫ，ＴＹとトナー画像ＴＭ，ＴＣとは第２中間転写ドラム３２表面で重ね合わされてフルカラートナー画像が形成される。

このように、フルカラートナー画像が形成される間、シート搬送系においては、シートトレイ４０内の記録シートＳがピックアップロール４１により１枚取り出され、レジストロール４２へと搬送される。ここで、レジストロール４２が停止状態から所定タイミングで回転を開始することにより、第２中間転写ドラム３２上のフルカラートナー画像が三次転写ロール４３とのニップ部に達するタイミングと、記録シートＳがそのニップ部分に達するタイミングとを一致させることにより、三次転写ロール４３によって、第２中間転写ドラム３２上のフルカラートナー画像は記録シートＳに静電的に転写される。

その後、フルカラートナー画像を表面に担持した記録シートＳが、定着ロール４４のニップ部分を通過する際に、定着ロール４４からの熱および圧力の作用によりフルカラートナー画像は記録シートＳ表面に定着され、カラー複写機８０外部の排出トレイ４５へと排出される。

上記の複写工程を１サイクルとし、これを連続的に実行することにより次々にフルカラー画像の複写が行なわれる。

このようなカラー複写機８０において、出力画像の濃度ムラを所定の許容値内に抑えるためには、各感光体ドラムや各中間転写体ドラムの回転ムラを適正な値に抑制する必要がある。

そのためには、各感光体ドラムや各中間転写体ドラムに駆動力を伝達する駆動伝達装置における回転ムラを所定のレベル以下に保つ必要がある。

図２は、本実施形態のカラー複写機における第２中間転写ドラム３２の駆動伝達装置の構成を示す図である。

図２には、図１に示す第２中間転写ドラム３２と、この第２中間転写ドラム３２を駆動する駆動伝達装置１００（本発明の駆動伝達装置の一実施形態に相当）が示されている。

第２中間転写ドラム３２には、ギア３２ａが備えられている。一方、駆動伝達装置１００には、回転軸１０１、回転軸１０１に挿通されてこの回転軸１０１とともに回転する樹脂製ギア１０２、および嵌合部材１０３が備えられている。また、駆動伝達装置１００には、回転軸１０１に軸支されたギア１０５、そのギア１０５に噛合されたギア１０６、そのギア１０６が軸支されるとともに支持フレーム１０７＿１,１０７＿２に挟持された回転軸１０８、その回転軸１０８に軸支されたギア１０９、そのギア１０９に噛合されたギア１１０、およびそのギア１１０が軸支された駆動力伝達用のモータ１１１が備えられている。

図３は、図２に示す駆動伝達装置を構成する回転軸、樹脂製ギア、および嵌合部材の構造を示す断面図である。

図３に示す駆動伝達装置１００を構成する樹脂製ギア１０２には、駆動力伝達用のギア歯が形成された歯部１０２＿１が備えられている。また、この樹脂製ギア１０２には、歯部１０２＿１に隣接した一端に形成された、その歯部１０２＿１よりも太径の固定部１０２＿２が備えられている。

嵌合部材１０３は、固定部１０２＿２と回転軸１０１との間に介在し、固定部１０２＿２と回転軸１０１との双方に嵌合して、固定部１０２＿２を回転軸１０１に固定する部材である。

回転軸１０１は、樹脂製ギア１０２の他端１０２ａに挿通した部分１０１ａがテーパ状に細径に形成されている。

この駆動伝達装置１００では、樹脂製ギア１０２の、歯部１０２＿１の、固定部１０２＿２とは反対側の他端１０２ａは、接着により回転軸１０１に固定されている。詳細には、回転軸１０１の、テーパ状に細径に形成された部分１０１ａと、樹脂製ギア１０２の他端１０２ａとの間に、接着剤１０４が流し込まれて接着固定されている。このため、樹脂製ギア１０２の他端１０２ａ側の回転方向剛性は高く、樹脂製ギア１０２の歯幅方向でのねじれの発生が防止されて、相手側のギアと十分に噛み合うことができる。従って、回転ムラを小さく抑えることができる。図１に示すカラー複写機８０には、この駆動伝達装置１００が備えられているため、回転ムラに起因する出力画像の濃度ムラが小さく抑えられる。

図４は、図３に示す回転軸とは異なる回転軸を備えた駆動伝達装置の構造を示す断面図である。

尚、図３に示す駆動伝達装置１００と同じ構成要素には同一の符号を付して説明する。

図４に示す回転軸２０１は、樹脂製ギア１０２の他端１０２ａに挿通した部分２０１ａが段差状に細径に形成されている。この駆動伝達装置２００では、樹脂製ギア１０２の、歯部１０２＿１の、固定部１０２＿２とは反対側の他端１０２ａは、接着により回転軸２０１に固定されている。詳細には、回転軸２０１の、段差状に細径に形成された部分２０１ａと、樹脂製ギア１０２の他端１０２ａとの間に、接着剤１０４が流し込まれて接着固定されている。このようにして、樹脂製ギア１０２の他端１０２ａ側の回転方向剛性を高めて、回転ムラを小さく抑えてもよい。

尚、図３,図４に示すように、回転軸は、樹脂製ギアの他端に挿通した部分がテーパ状あるいは段差状に細径に形成された例で説明したが、回転軸の、樹脂製ギアの他端に挿通した部分は、接着剤の流入する空間を確保することが目的であり、上記以外の形状でもよい。しかし、この空間の大きさは接着剤の濡れ性等から接着剤が流入しやすい大きさであることが必要で、その形状は、加工の容易さも含め決定することが望ましい。図３,図４に示す駆動伝達装置では、回転軸の、樹脂製ギアの他端に挿通した部分をテーパ状あるいは段差状に細径に形成し、接着剤の流入空間を確保したが、樹脂製ギアの他端を加工することも考えられる。しかし、樹脂製ギアは薄肉ギアであるため、接着固定する領域の肉厚を薄くすることはねじり剛性の観点からは好ましくない。従って、図３,図４に示すように、回転軸の、樹脂製ギアの他端に挿通した部分をテーパ状あるいは段差状等に細径に形成することが望ましい。

図５は、図３,図４に示す駆動伝達装置とは異なる駆動伝達装置を組み立てる様子を示す図、図６は、組み立てられた駆動伝達装置の構造を示す断面図である。

図５に示す駆動伝達装置３００には、前述した樹脂製ギア１０２と嵌合部材１０３、および回転軸３０１が備えられている。

回転軸３０１は、回転軸部３０１＿１と補助部材３０１＿２から構成されている。詳細には、回転軸３０１の、樹脂製ギア１０２の他端１０２ａに挿通した部分が、補助部材３０１＿２である。この挿通した部分（補助部材３０１＿２）に隣接する部分には、ネジ溝３０１＿１ａが形成されている。

ここで、樹脂製ギア１０２の他端１０２ａを接着により回転軸３０１に固定するには、先ず、回転軸３０１の、ネジ溝３０１＿１ａが形成された部分に隣接する部分に、補助部材３０１＿２を矢印Ａ方向から嵌め込む。この補助部材３０１＿２は、貫通孔を有するとともに、最初に嵌め込まれる部分とは反対側の部分が段差状に細径に形成されている。次いで、補助部材３０１＿２の貫通孔に向けて矢印Ｂ方向からネジ３０２を挿入して、そのネジ３０２を矢印Ｃ方向に回転して、回転軸部３０１＿１に補助部材３０１＿２をネジ止めして継ぎ足す。さらに、樹脂製ギア１０２の他端１０２ａと補助部材３０１＿２の段差状の部分との空間に接着剤１０４を流し込む。このようにして、図６に示す駆動伝達装置３００を得る。

図７は、図６に示す駆動伝達装置を構成する樹脂製ギアを回転軸部から取り外す様子を示す図である。

図７に示すように、駆動伝達装置３００を構成する樹脂製ギア１０２を回転軸部３０１＿１から取り外すには、先ず、ネジ３０２を矢印Ｄ方向に回転して、そのネジ３０２を矢印Ｅ方向に取り外す。次いで、樹脂製ギア１０２を矢印Ｆ方向に移動する。このようにして、樹脂製ギア１０２を回転軸部３０１から取り外す。このように、本実施形態の駆動伝達装置３００では、本体側に取り付けられた回転軸部３０１＿１を交換することなく、樹脂製ギア１０２を交換することができる。

前述した図３,図４に示す駆動伝達装置１００,２００においても、剥離剤などを使用することにより、回転軸１０１,２０１を取り外すことなく樹脂製ギア１０２を交換することは可能であるが、剥離剤を接着剤に均一に塗布することは容易でなく、また閉空間の接着層に十分に剥離剤を反応させることは困難である。本実施形態の駆動伝達装置３００では、回転軸部３０１＿１に補助部材３０１＿２をねじ３０２により継ぎ足す構成を採用しているため、回転軸部３０１＿１を本体から取り外す必要はなく、ネジ３０２を取り外すだけで樹脂製ギア１０２を交換することができる。

また、補助部材３０１＿２と樹脂製ギア１０２との嵌め合いは、軽圧入程度が好ましい。補助部材３０１＿２と樹脂製ギア１０２との間に余裕（隙間）を持たせると接着剤１０４が、回転軸部３０１＿１にまで流入してしまう可能性があり、補助部材３０１＿２と回転軸部３０１＿１、もしくは、樹脂製ギア１０２と回転軸部３０１＿１が接着されてしまう場合がある。さらに、接着剤１０４の濡れ性、浸透性を考慮して嵌め合い公差を決定することが望ましい。

尚、接着剤１０４の特性から、樹脂製ギア１０２の他端１０２ａに補助部材３０１＿２が十分に圧入されることが必要である場合は、樹脂製ギア１０２の他端１０２ａが変形（膨らむ）する恐れがある。このためには、樹脂製ギア１０２を工夫することが必要である。

図８は、樹脂製ギアが工夫された駆動伝達装置の構造を示す断面図である。

図８に示す駆動伝達装置４００には、前述した樹脂製ギア１０２の歯部１０２＿１とは異なる歯部４０２＿１を備えた樹脂製ギア４０２が備えられている。

この歯部４０２＿１には、補助部材３０１＿２が挿入される領域近傍の部分Ａにおける歯厚が他の部分の歯厚よりも薄いギア歯４０２＿１ａが形成されている。このような歯部４０２＿１を備えた樹脂製ギア４０２では、ギア歯４０２＿１ａの歯厚が薄い部分Ｂは、相手側のギアとは噛み合わないため、噛み合い誤差による回転変動や振動を防止することができる。

尚、本発明の駆動伝達装置は、図１に示したカラー複写機における駆動伝達装置としてのみならず、用紙搬送ベルトを用いて構成されたカラー画像形成装置や、用紙搬送ベルトを用いて構成されたカラー画像形成装置などにおける回転体の駆動伝達装置に適用しても高い効果を挙げることができる。

また、本発明の駆動伝達装置は、１つの感光体ドラムで構成されるカラー画像形成装置、その他単色の画像形成装置に適用しても大きな効果を得ることができる。

本発明の駆動伝達装置を適用した画像形成装置の一実施形態を示す断面概略図である。 本実施形態のカラー複写機における第２中間転写ドラム３２の駆動伝達装置の構成を示す図である。 図２に示す駆動伝達装置を構成する回転軸、樹脂製ギア、および嵌合部材の構造を示す断面図である。 図３に示す回転軸とは異なる回転軸を備えた駆動伝達装置の構造を示す断面図である。 図３,図４に示す駆動伝達装置とは異なる駆動伝達装置を組み立てる様子を示す図である。 図５において組み立てられた駆動伝達装置の構造を示す断面図である。 図６に示す駆動伝達装置を構成する樹脂製ギアを回転軸部から取り外す様子を示す図である。 樹脂製ギアが工夫された駆動伝達装置の構造を示す断面図である。 画像形成装置における像担持体ドラムの回転ムラと出力画像の濃度ムラとの関係を示すグラフである。 従来の、肉厚を考慮して設計された樹脂製ギアの構造を示す図である。 従来の、図１０に示す樹脂製ギアとは異なる樹脂製ギアの構造を示す図である。 ギアの噛み合い剛性を、ギアの噛み合い回転とともに測定した結果を示すグラフである。 回転軸からの駆動力を伝達するギアの構造を示す図である。 図１３に示すギアとは異なるギアの構成を示す図である。 従来の画像形成装置において、図１４に示す構成を採用して像担持体を駆動する様子を示す図である。 樹脂製ギアの、固定部とは反対側の部分を、押込部材で挟持する様子を示した図である。

符号の説明

１０Ｋ，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ 画像形成ステーション
１１Ｋ，１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ 感光体ドラム
１２Ｋ，１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ 帯電装置
１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ 露光装置
１４Ｋ，１４Ｙ，１４Ｙ，１４Ｃ 現像装置
３１ａ，３１ｂ 第１中間転写ドラム
３２ 第２中間転写ドラム
３２ａ,１０５,１０６,１０９,１１０ ギア
４０ シートトレイ
４１ ピックアップロール
４２ レジストロール
４３ 三次転写ロール
４４ 定着ロール
４５ 排出トレイ
７０ 原稿載置台
７１ 原稿読取装置
７２ 画像処理装置
８０ カラー複写機
１００,２００,３００,４００ 駆動伝達装置
１０１,１０８,２０１,３０１ 回転軸
１０１ａ 回転軸のテーパ状の部分
１０２,４０２ 樹脂製ギア
１０２＿１,４０２＿１ 歯部
１０２＿２ 固定部
１０２ａ 樹脂製ギアの他端
１０３ 嵌合部材
１０４ 接着剤
１０７＿１,１０７＿２ 支持フレーム
１１１ モータ
２０１ａ 回転軸の段差状の部分
３０１＿１ 回転軸部
３０１＿１ａ ネジ溝
３０１＿２ 補助部材
３０２ ねじ

Claims (6)

1. 回転軸と、該回転軸に挿通されて該回転軸とともに回転する樹脂製ギアとを備えた駆動伝達装置において、
   前記樹脂製ギアが、駆動力伝達用のギア歯が形成された歯部と、該歯部に隣接した一端に形成された、該歯部よりも太径の固定部とを備えたものであり、さらに、
   この駆動伝達装置が、前記固定部と前記回転軸との間に介在し、該固定部と該回転軸との双方に嵌合して該固定部を該回転軸に固定する嵌合部材を備え、
   前記樹脂製ギアは、前記歯部の、前記固定部が隣接した一端とは反対側の他端が、接着により前記回転軸に固定されたものであることを特徴とする駆動伝達装置。
2. 前記回転軸は、前記樹脂製ギアの前記他端に挿通した部分がテーパ状あるいは段差状に細径に形成されたものであり、該細径に形成された部分と前記樹脂製ギアとの間に接着剤が流し込まれて接着固定されたものであることを特徴とする請求項１記載の駆動伝達装置。
3. 前記回転軸の、前記樹脂製ギアの前記他端に挿通した部分が、前記回転軸の、該部分に隣接する部分に継ぎ足しされてネジ止めされた補助部材からなり、前記樹脂製ギアの前記他端が該補助部材に接着されたものであることを特徴とする請求項１記載の駆動伝達装置。
4. 回転する像担持体上にトナー像を担持させ、該トナー像を最終的に用紙上に転写して定着することにより該用紙上に定着トナー像からなる画像を形成する画像形成装置において、
   前記像担持体に回転駆動力を伝達する、回転軸と該回転軸に挿通されて該回転軸とともに回転する樹脂製ギアとを有する駆動伝達装置を備え、
   前記樹脂製ギアが、駆動力伝達用のギア歯が形成された歯部と、該歯部に隣接した一端に形成された、該歯部よりも太径の固定部とを備えたものであり、さらに、
   この駆動伝達装置が、
   前記固定部と前記回転軸との間に介在し、該固定部と該回転軸との双方に嵌合して該固定部を該回転軸に固定する嵌合部材を備え、
   前記樹脂製ギアは、前記歯部の、前記固定部が隣接した一端とは反対側の他端が、接着により前記回転軸に固定されたものであることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記回転軸は、前記樹脂製ギアの前記他端に挿通した部分がテーパ状あるいは段差状に細径に形成されたものであり、該細径に形成された部分と前記樹脂製ギアとの間に接着剤が流し込まれて接着固定されたものであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記回転軸の、前記樹脂製ギアの前記他端に挿通した部分が、前記回転軸の、該部分に隣接する部分に継ぎ足しされてネジ止めされた補助部材からなり、前記樹脂製ギアの前記他端が該補助部材に接着されたものであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。

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