JP2007065027A - 駆動連結機構、駆動装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転変動の発生を防止すること。
【解決手段】 本発明は、駆動機構から回転対象物へトルクを伝達する回転軸と、前記回転軸の一端に設けられ、前記回転軸と前記回転対象物を接続するカップリングと、前記回転軸上に設けられ、前記駆動機構からのトルクを前記回転軸に伝達するギアと、前記回転軸上において、前記カップリングと前記ギアとの間に設けられた第１のベアリングと、前記回転軸上において、前記ギアからみて前記第１のベアリングと反対方向に設けられた第２のベアリングとを有し、前記回転軸上において、前記カップリングにラジアル荷重を与えたときの前記回転軸の最大たわみ点と前記回転軸上における前記ギアの支持点とが異なることを特徴とする駆動連結機構を提供する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、カップリングとギアを有する駆動連結機構において、ギアに伝わる振動を抑制する技術に関する。

コピー機等の電子写真方式による画像形成装置は、現像ローラ、感光体ドラム、転写ローラ等を含む像担持体ユニットを有する。この画像形成装置は、概ね次のようにして画像形成を行う。まず、画像データに従って感光体ドラムを露光し、その表面に静電潜像を形成する。次に、現像ローラによって感光体にトナーを付着させ、トナー像を形成する。最後に、転写ローラにより感光体ドラムのトナー像を用紙に転写する。

このような像担持体ユニットを駆動するには、駆動機構と像担持体ユニットとを接続する駆動連結機構が必要である。通常、駆動機構は、駆動連結機構に設けられたギアを介してトルクを伝達する。ギアは、歯車と歯車を噛み合わせることによりトルクを伝達するものであるが、歯車の噛み合わせによっていわゆる回転変動が発生することがある。駆動振動が像担持体ユニットに伝達されると、用紙上に形成される画像にムラが生じてしまうという問題がある。

駆動振動の伝達を防止する技術として、駆動連結機構にカップリング（継手）を用いる構成が知られている（例えば、特許文献１参照）。しかし、カップリングを用いても、軸間に偏芯あるいは偏角があった場合、カップリングにいわゆる反力が発生する。カップリングの反力はギアに振動を伝えることとなり、ギアの回転変動が悪化してしまうという問題があった。ここで、偏芯あるいは偏角によるカップリングの反力を低減する技術としては、カップリングとしてオルダムカップリングを用いる技術が知られている（例えば、特許文献２および３参照）。
特開平８−１４６８２５号公報 特開平２−２４０４１１号公報 特開２０００−２４２０７５号公報

オルダムカップリングを用いれば反力を抑制することができるが、反力を無くすことができるわけではない。反力が発生すると回転軸がたわみ、回転軸は周期的な偏芯運動をすることになる。これによりギアで振動（軸間距離の変動や倒れ）が発生し、結局、回転変動が発生してしまうという問題があった。

本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、回転変動の発生を防止することのできる技術を提供することを目的とする。

上述の課題を解決するため、本発明は、駆動機構から回転対象物へトルクを伝達する回転軸と、前記回転軸の一端に設けられ、前記回転軸と前記回転対象物を接続するカップリングと、前記回転軸上に設けられ、前記駆動機構からのトルクを前記回転軸に伝達するギアと、前記回転軸上において、前記カップリングと前記ギアとの間に設けられた第１のベアリングと、前記回転軸上において、前記ギアからみて前記第１のベアリングと反対方向に設けられた第２のベアリングとを有し、前記回転軸上において、前記カップリングにラジアル荷重を与えたときの前記回転軸の最大たわみ点と前記回転軸上における前記ギアの支持点とが異なることを特徴とする駆動連結機構を提供する。
この駆動連結機構によれば、ギアの支持点におけるたわみ量は、最大たわみ量よりも少ないものとなっている。したがって、ギアにおける回転変動を抑制することができる。

また、本発明は、駆動機構から回転対象物へトルクを伝達する回転軸と、前記回転軸の一端に設けられ、前記回転軸と前記回転対象物を接続するカップリングと、前記回転軸上に設けられ、前記駆動機構からのトルクを前記回転軸に伝達するギアと、前記回転軸上において、前記カップリングと前記ギアとの間に設けられた第１のベアリングと、前記回転軸上において、前記第１のベアリングと前記ギアとの間に設けられた第２のベアリングとを有し、前記カップリングにラジアル荷重を与えたとき、前記第１のベアリングと前記第２のベアリングとの間における前記回転軸の最大たわみ量と同一のたわみ量となる点が、前記回転軸上において前記ギアからみて前記第２のベアリングと反対方向に位置することを特徴とする駆動連結機構を提供する。
この駆動連結機構によれば、ギアの支持点におけるたわみ量は、最大たわみ量よりも少ないものとなっている。したがって、ギアにおける回転変動を抑制することができる。

また、本発明は、上記いずれかの駆動連結機構において、前記第１のベアリングと前記第２のベアリングが、前記回転軸または当該駆動連結機構を用いた装置の筐体に取り付けられた部材の少なくともいずれかに固定されていることを特徴とする駆動連結機構を提供する。
この駆動連結機構によれば、ベアリングと軸あるいは筐体とのすきまが少なくなっているので、軸のたわみ量を少ないものとすることができる。したがって、ギアにおける回転変動を抑制することができる。

また、本発明は、上記いずれかの駆動連結機構と、前記ギアを介して前記回転軸にトルクを伝達する駆動機構とを有する駆動装置を提供する。

さらに、本発明は、この駆動装置と、前記カップリングを介して前記回転軸に接続された像担持体ユニットとを有する画像形成装置を提供する。
この画像形成装置によれば、回転変動が少ないため、高品質な画像を得ることができる。

好ましい態様において、この画像形成装置は、前記像担持体ユニットが、前記ギアから係脱可能である構成としてもよい。

以下、図面を参照して本発明の実施形態について説明する。
＜１．第１実施形態＞
図１は、本発明の第１実施形態に係る駆動連結機構１を用いた画像形成装置ＭＦの構成を示す図である。駆動連結機構１は、駆動機構である駆動ユニット１００により発生されたトルクを、回転対象物である像担持体ユニット２００に伝達するものである。

図２は、駆動連結機構１の分解斜視図である。ギア１３は、駆動ユニット１００のギア（図示略）と噛み合わされることにより、駆動ユニット１００により発生されたトルクを回転軸１１に伝達する。回転軸１１の一端には、オルダムカップリング１２が設けられている。オルダムカップリング１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃの３つの部材から構成される）には、像担持体ユニット２００が接続されている。駆動ユニット１００により発生されたトルクは、ギア１３、回転軸１１、オルダムカップリング１２を介して像担持体ユニット２００に伝達される。

図３は、駆動連結機構１の断面図である。回転軸１１上において、ギア１３の両側には、ボールベアリング１４およびボールベアリング１５が設けられている。ギア１３の位置（支持点）は、オルダムカップリング１２にラジアル荷重を与えたときにたわみ量が最大（「最大たわみ量」という）となる点（「最大たわみ点」という）からずれている。これにより、ギア１３の支持点におけるたわみ量を抑えることができる。すなわち、ギア１３における回転変動を防止することができる。

＜２．第２実施形態＞
図４は、本発明の第２実施形態に係る駆動連結機構２の断面図である。図４において、第１実施形態（図１〜図３）と共通する構成要素については共通の参照番号を用いて説明する。駆動連結機構２において、ボールベアリング１４およびボールベアリング１５は、ともにオルダムカップリング１２とギア１３との間に設けられている。すなわち、駆動連結機構１においては、ボールベアリング１４およびボールベアリング１５はギア１３の両側に位置するが、駆動連結機構２においては、ボールベアリング１４およびボールベアリング１５からみてギア１３と同一の側（図４では右側）において、２つのベアリング間の最大たわみ量と同一のたわみ量となる点が、ギア１３からみてボールベアリング１４およびボールベアリング１５と反対側（図４では右側）に位置する。すなわち、駆動連結機構２において、各要素の位置関係は、左から順に、オルダムカップリング１２、ボールベアリング１４、ボールベアリング１５、ギア１３、最大たわみ量と同一のたわみ量となる点、のように配置されている。これにより、ギア１３におけるたわみ量を抑制することができる。すなわち、ギア１３における回転変動を防止することができる。

＜３．第３実施形態＞
図５は、本発明の第３実施形態に係る駆動連結機構３の断面図である。図５において、第１実施形態（図１〜図３）と共通する構成要素については共通の参照番号を用いて説明する。駆動連結機構３において、ボールベアリング１４およびボールベアリング１５の内輪は回転軸１１に固定されており、ボールベアリング１４およびボールベアリング１５の外輪はベアリングブラケット１６およびベアリングブラケット１７に固定されている。ベアリングブラケット１６およびベアリングブラケット１７は、画像形成装置ＭＦの筐体Ｃに固定されている。内輪と回転軸１１の固定は、圧入、接着等により行われる。外輪とブラケットの固定についても同様である。

駆動連結機構３によれば、ギア１３の両端はボールベアリング１４およびボールベアリング１５により固定されている。このようにベアリングの内輪と外輪を固定しているため、ベアリング間の回転軸のたわみ量は最小限のものとなる。こうして、ギア１３における回転変動を防止することができる。

＜４．他の実施形態＞
上述の各実施形態において、カップリングとしてオルダムカップリングを用いる態様について説明したが、オルダムカップリング以外のカップリングを用いてもよい。また、上述の各実施形態において、ベアリングとしてボールベアリングを用いる態様について説明したが、ボールベアリングに代わりプレーンベアリング（すべり軸受）を用いる態様としてもよい。また、像担持体ユニット２００が、駆動ユニット１００から係脱可能な構成としてもよい。

また、上述の第１実施形態または第２実施形態において、ボールベアリング１４およびボールベアリング１５のうち、少なくとも１つのベアリングの内輪を回転軸１１に固定する構成としてもよい。さらに、ボールベアリング１４およびボールベアリング１５のうち、少なくとも１つのベアリングの外輪をベアリングブラケット１６またはベアリングブラケット１７に固定する構成としてもよい。

また、上述の説明では、第１実施形態についてのみ駆動連結機構を画像形成装置に用いる態様について説明したが、第２〜第３実施形態に係る駆動連結機構２、３を画像形成装置に用いてもよい。また、上述の各実施形態に係る駆動連結機構を画像形成装置以外の電子機器に用いてもよい。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置ＭＦの構成を示す図である。 駆動連結機構１の分解斜視図である。 駆動連結機構１の断面図である。 本発明の第２実施形態に係る駆動連結機構２の断面図である。 本発明の第３実施形態に係る駆動連結機構３の断面図である。

符号の説明

１・２・３…駆動連結機構、１１…回転軸、１２…オルダムカップリング、１３…ギア、１４…ボールベアリング、１５…ボールベアリング、１６・１７…ベアリングブラケット、１００…駆動ユニット、２００…像担持体ユニット

Claims (7)

1. 駆動機構から回転対象物へトルクを伝達する回転軸と、
   前記回転軸の一端に設けられ、前記回転軸と前記回転対象物を接続するカップリングと、
   前記回転軸上に設けられ、前記駆動機構からのトルクを前記回転軸に伝達するギアと、
   前記回転軸上において、前記カップリングと前記ギアとの間に設けられた第１のベアリングと、
   前記回転軸上において、前記ギアからみて前記第１のベアリングと反対方向に設けられた第２のベアリングと
   を有し、
   前記回転軸上において、前記カップリングにラジアル荷重を与えたときの前記回転軸の最大たわみ点と前記回転軸上における前記ギアの支持点とが異なる
   ことを特徴とする駆動連結機構。
2. 駆動機構から回転対象物へトルクを伝達する回転軸と、
   前記回転軸の一端に設けられ、前記回転軸と前記回転対象物を接続するカップリングと、
   前記回転軸上に設けられ、前記駆動機構からのトルクを前記回転軸に伝達するギアと、
   前記回転軸上において、前記カップリングと前記ギアとの間に設けられた第１のベアリングと、
   前記回転軸上において、前記第１のベアリングと前記ギアとの間に設けられた第２のベアリングと
   を有し、
   前記カップリングにラジアル荷重を与えたとき、前記第１のベアリングと前記第２のベアリングとの間における前記回転軸の最大たわみ量と同一のたわみ量となる点が、前記回転軸上において前記ギアからみて前記第２のベアリングと反対方向に位置する
   ことを特徴とする駆動連結機構。
3. 前記第１のベアリングおよび前記第２のベアリングが、前記回転軸または当該駆動連結機構を用いた装置の筐体に取り付けられた部材の少なくともいずれかに固定されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動連結機構。
4. 前記第１のベアリングおよび前記第２のベアリングが、前記回転軸または当該駆動連結機構を用いた装置の筐体に取り付けられた部材の少なくともいずれかに固定されていることを特徴とする請求項２に記載の駆動連結機構。
5. 請求項１〜４のいずれかの項に記載の駆動連結機構と、
   前記ギアを介して前記回転軸にトルクを伝達する駆動機構と
   を有する駆動装置。
6. 請求項５に記載の駆動装置と、
   前記回転対象物である像担持体ユニットと
   を有する画像形成装置。
7. 前記像担持体ユニットが、前記駆動機構から係脱可能であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。

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