JP2008309872A - 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】 駆動側部材の駆動源からの回転駆動力を被駆動側部材に伝達する際に、回転中心軸の軸心とジョイントの回転中心にズレが生じても偏心のない駆動伝達を可能とする駆動伝達装置及びそれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】 駆動源と連結された駆動側部材２１と、駆動側部材２１からの駆動力を伝達される被駆動側部材２０と、駆動側部材２１及び被駆動側部材２０に相対回転可能な回転中心軸２２と、駆動側部材２１と被駆動側部材２０の間に配置されたジョイント部材２３と、を備え、ジョイント部材２３は、第１ジョイント部材２３１、第２ジョイント部材２３２及び第３ジョイント部材２３３からなり、第１ジョイント部材２３１と第２ジョイント部材２３２と第３ジョイント部材２３３は、回転中心軸の垂直方向に互いに相対移動可能であり、駆動側部材２１と被駆動側部材２０との間で駆動力を伝達可能とすることを特徴とする。
【選択図】図５

Description

本発明は、駆動側部材の駆動源からの回転駆動力を着脱可能な被駆動側部材に伝達する駆動伝達装置及びそれを用いた画像形成装置に関する。

従来、駆動軸と出力軸の間で偏心した状態で回転力を伝達する際に、軸方向の剛性を維持し、偏心を吸収する状態で駆動できる機構が提案されている（特許文献１参照）。

また、カップリングで像担持体側と駆動手段側を接続し、両者を回転軸が貫通し、回転軸に貫通穴を配置し、貫通穴にピンを挿通させ、このピンを駆動手段側カップリング長孔に遊嵌させ、また、駆動手段側カップリングと回転軸とを遊嵌させる。これらの遊嵌によりカップリングに遊びを作り、像担持体の回転ムラを減少させる機構が提案されている（特許文献２参照）。
特開平７−１０３２４８号公報 特開２００５−６２８０６号公報

しかしながら、特許文献１に記載された発明では、駆動軸と出力軸の軸芯は、ずれた状態で回転し、連結部のユニット内では常にダイナミック方向に振動を繰り返す為、画像形成装置に必要な回転精度は得られない。

また、特許文献２に記載された発明の駆動連結にみられるカップリング方式の駆動構成では、ジョイント連結の接点部（作用点部）での面接触は、部品寸法精度上不可能であり、必ず線接触、即ち作用点半径のズレが偏芯成分を発生させる為、回転高精度が必要な装置では、それが原因で最終的に画像バンディングという致命的画像不良を引き起こしてしまう。

本発明は上記課題を解決し、駆動側部材の駆動源からの回転駆動力を被駆動側部材に伝達する際に、回転中心軸の軸心とジョイントの回転中心にズレが生じても偏心のない駆動伝達を可能とする駆動伝達装置及びそれを用いた画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は上記課題を解決する駆動伝達装置であって、駆動源と連結された駆動側部材と、前記駆動側部材からの駆動力を伝達される被駆動側部材と、前記駆動側部材及び前記被駆動側部材に相対回転可能な回転中心軸と、前記駆動側部材と前記被駆動側部材の間に配置されたジョイント部材と、を備え、前記ジョイント部材は、第１ジョイント部材、第２ジョイント部材及び第３ジョイント部材からなり、前記第１ジョイント部材と前記第２ジョイント部材と前記第３ジョイント部材は、回転中心軸の垂直方向に互いに相対移動可能であり、前記駆動側部材と前記被駆動側部材との間で駆動力を伝達可能とすることを特徴とするので、ジョイント部材の精度上のズレが、部品同士の干渉により歪みになることを防ぐため、歪み応力を吸収することができる。

また、前記駆動側部材及び前記被駆動側部材は、それぞれ筒状部を有し、前記駆動側部材及び前記被駆動側部材の筒状部は、外周に径方向に延出する連結部と、前記連結部から突出する突部を有し、前記第１ジョイント部材及び前記第３ジョイント部材は、それぞれ筒状部を有し、前記第１ジョイント部材及び第３ジョイント部材の筒状部は、内周に径方向に延出する連結部を有し、前記駆動側部材及び前記被駆動側部材の突部と、前記第１ジョイント部材及び第３ジョイント部材の連結部とは、当接可能であることを特徴とするので、ジョイント部材の回転中心と回転中心軸の軸心とにズレが生じても作用点は必ず駆動側部材とジョイント部材との当接点及び非駆動側部材とジョイント部材との当接点になるので、駆動伝達のための作用点半径は一定に保たれ、回転中心軸に対して速度ムラ等の原因となる偏心のない駆動伝達が可能となる。

また、前記駆動側部材及び前記被駆動側部材の突部と、前記第１ジョイント部材及び第３ジョイント部材の連結部とは、断面線接触により当接可能であることを特徴とするので、当接点を小さくでき、駆動伝達のための作用点半径を精度良く一定に保つことができる。

また、前記駆動側部材及び前記被駆動側部材の突部と、前記第１ジョイント部材及び第３ジョイント部材の連結部とは、断面点接触により当接可能であることを特徴とするので、さらに当接点を小さくでき、駆動伝達のための作用点半径をさらに精度良く一定に保つことができる。

前記第１ジョイント部材と前記第２ジョイント部材と前記第３ジョイント部材は、前記回転中心軸の径よりやや大きい径で回転中心軸を挿通する挿通孔と、付け根側が狭く自由端に向かうほど幅が広くなったテーパ状の凸部と、開口側が狭く奥部に向かうほど幅の広くなったテーパ状の凹部と、を有し、前記第１ジョイント部材と前記第３ジョイント部材は、前記第２ジョイント部材を介して９０度位相をずらせて摺動可能に嵌合することを特徴とするので、ジョイント部材の精度上のズレにより部品同士に歪みが生じても歪み応力を吸収できるので、部品同士の干渉による歪みを防ぐことができる。

また、前記ジョイント部材は、セラミックからなることを特徴とするので、ジョイント部材の強度変形、磨耗、熱膨張等を低減でき、精度が向上する。

さらに、本発明は上記課題を解決する駆動伝達装置を用いた画像形成装置であって、本体と、本体に対して着脱可能な画像を担持する像担持体と、を備え、前記像担持体は、前記被駆動側部材からなることを特徴とするので、ジョイント部材により連結し、回転中心軸に対して速度ムラ等の原因となる偏心のない駆動伝達が可能となり、画像の乱れを低減することができる。

以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、画像形成装置に適用した駆動伝達装置について説明する。

図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置を構成する主要構成要素を示す図、図２は画像形成装置の制御ユニットの構成を示したブロック図、図３は画像形成装置のイエローの像形成部を示す断面図、図４は画像形成装置のタンデム構造の像形成ユニット部分である。図１において、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）からなる各色に対し、同じ構成要素については、各色を表すＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋをそれぞれに付して同一番号を用いている。そのうち、イエロー（Ｙ）の構成を示したのが図３である。

まず、画像形成装置について図１乃至図４を参照して説明する。

本実施形態は画像形成装置としてプリンタ１０を例としている。プリンタ１０は、像形成部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋ、中間転写体の一例としての中間転写ベルト７０、一次転写ユニット６０、バックアップローラ６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃ，６５Ｋ、二次転写ユニット８０、定着ユニット９０、ユーザーへの報知手段をなし液晶パネルからなる表示ユニット９５、及び、これらのユニット等を制御し、プリンタとしての動作を司る制御ユニット１００を有している。

像形成部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋは、像担持体の一例としての感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ上に潜像やトナー像を形成し、画像を担持する機能を有している。これら４つの像形成部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋは、所定の方向に列状に配置されている。ここで、像形成部１５Ｙの潜像担持体の一例としての感光体２０Ｙが、４つの感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋのうちの中間転写ベルト７０の回転方向上流側において、二次転写部Ｃ１から最も離れており、像形成部１５Ｋの感光体２０Ｋが、４つの感光体のうちの中間転写ベルト７０の回転方向上流側において、二次転写部Ｃ１に最も近い。

そして、像形成部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋの構成は同様であるので、以下においては、４つの像形成部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋのうちの像形成部１５Ｙを例に挙げて説明する。像形成部１５Ｙは、図３に示すように、感光体２０Ｙの回転方向に沿って、帯電ユニット３０Ｙ、露光ユニット４０Ｙ、現像ユニット５０Ｙ、感光体クリーニングユニット７５Ｙ等を有している。

感光体２０Ｙは、円筒状の基材（具体的には、アルミ材）とその外周面に形成された感光層を有し、該感光層の表面に潜像を担持する。この感光体２０Ｙは、その軸方向の両端部がプリンタ本体１０ａに回転可能に支持されており、本実施の形態においては、図１中の矢印で示すように時計回りに回転する。

帯電ユニット３０Ｙは、感光体２０Ｙを帯電するための装置である。帯電ユニット３０Ｙは、図３に示すように、感光体２０Ｙに対向し該感光体２０Ｙを帯電するための帯電ローラ３１Ｙと、帯電ローラ３１Ｙに当接して該帯電ローラ３１Ｙの表面をクリーニングするためのクリーニングローラ３５Ｙと、を有している。そして、帯電バイアス供給部１２１（図２）から帯電バイアスが帯電ローラ３１Ｙに供給されると、感光体２０Ｙが帯電する。

露光ユニット４０Ｙは、レーザーを照射することによって帯電された感光体２０Ｙ上に潜像を形成する装置である。この露光ユニット４０Ｙは、例えば、半導体レーザー、ポリゴンミラー、Ｆ−θレンズ等を有しており、パーソナルコンピュータ、ワードプロセッサ等の不図示のホストコンピュータから入力された画像信号に基づいて、変調されたレーザーを帯電された感光体２０Ｙ上に照射する。

イエロー現像ユニット５０Ｙは、感光体２０Ｙ上に形成された潜像を、現像部Ａ１にて現像剤の一例であるイエロー（Ｙ）トナーを用いてイエロートナー像として可視化するための装置である。このイエロー現像ユニット５０Ｙは、図３に示すように、イエロートナーを収容するためのトナー収容部５１Ｙと、該イエロートナーを担持して感光体２０Ｙ上の潜像を現像するための現像剤担持体の一例としての現像ローラ５２Ｙと、トナー収容部５１Ｙのトナーを現像ローラ５２Ｙに供給するための供給ローラ５３Ｙと、現像ローラ５２Ｙに担持されたイエロートナーを帯電させる（本実施形態においては、トナーを負帯電させる）ための規制ブレード（不図示）と、を有している。

そして、現像ローラ５２Ｙは感光体２０Ｙと空隙を介して対向しており、現像バイアス供給部１２２（図２）より直流電圧と交流電圧が重畳された現像バイアスが現像ローラ５２Ｙに供給されると、現像ローラ５２Ｙと感光体２０Ｙとの間に電界が形成され、感光体２０Ｙ上の潜像が現像される。

中間転写ベルト７０は、４つの感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに担持された互いに色が異なるトナー像（トナー）を媒体（紙、フィルム、布等）に転写して該媒体に画像を形成する際の中間媒体であり、トナー像を担持した状態で図１の矢印の示す方向に回転して該トナー像を移動させる。また、中間転写ベルト７０は、該中間転写ベルト７０の回転方向に沿って設けられた感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに当接しており、中間転写ベルト７０と該感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋとの当接部には、該感光体上のトナー像が中間転写ベルト７０に転写される一次転写部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４が形成されている。

一次転写ユニット６０は、バックアップローラ６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃ，６５Ｋと協働して、感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに形成されたトナー像を中間転写ベルト７０に転写（以下、一次転写ともいう）するための装置である。この一次転写ユニット６０は中間転写ベルト７０に当接しており、電圧供給部１２３から転写電圧である一次転写バイアスを一次転写ユニット６０を介して中間転写ベルト７０に供給する。

ここで、一次転写バイアスは、感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ上のトナーを一次転写部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４にて中間転写ベルト７０へ向かわせるための電圧である。また、この一次転写バイアスは、感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ上のトナーの帯電極性（マイナスの極性）とは逆極性の電圧である。そして、中間転写ベルト７０に一次転写バイアスが供給されると、一次転写部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４において、感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋと中間転写ベルト７０との間に電界が形成される。

バックアップローラ６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃ，６５Ｋは、４つの像形成部１５Ｙ，１５Ｍ，１５Ｃ，１５Ｋの各々の感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに中間転写ベルト７０を介して当接する。そして、バックアップローラ６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃ，６５Ｋが中間転写ベルト７０を介して感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋに当接し、かつ、上述したように、一次転写部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４において、該感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋと中間転写ベルト７０との間に電界が形成されると、一次転写部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４において、感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ上にトナー像が順次中間転写ベルト７０に一次転写される。これにより、中間転写ベルト７０にフルカラートナー像が形成される。

感光体クリーニングユニット７５Ｙは、一次転写ユニット６０によって中間転写ベルト７０上にトナー像が転写された後に、感光体２０Ｙ上に残されたトナーを除去して回収するための装置である。この感光体クリーニングユニット７５Ｙは、感光体クリーニングブレード７６Ｙを有している。この感光体クリーニングブレード７６Ｙは、その先端が感光体２０Ｙの表面に当接して、中間転写ベルト７０に転写されずに感光体２０Ｙ上に残されたトナー像（トナー）を除去する。

二次転写ユニット８０は、中間転写ベルト７０上に形成された単色トナー像やフルカラートナー像を媒体に転写（以下、二次転写ともいう）するための装置である。二次転写ユニット８０は、中間転写ベルト７０に離当接可能な二次転写部材の一例としての二次転写ローラ８２は、中間転写ベルト７０の回転に伴い、二次転写部Ｃ１に移動したトナー像（トナー）を媒体に転写するためのものである。具体的には、二次転写ローラ８２に二次転写バイアス供給部１２４（図２）から二次転写バイアスが供給されると、二次転写部Ｃ１において、中間転写ベルト７０と二次転写ローラ８２との間に電界が形成され、中間転写ベルト７０上のトナー像が媒体に二次転写される。

定着ユニット９０は、媒体上に転写された単色トナー像やフルカラートナー像を、加熱加圧して媒体に融着させて永久像とするための装置である。定着ユニット９０は、定着ローラ９０ａと、加圧ローラ９０ｂを有している。定着ローラ９０ａは、媒体上のトナー像を加熱して、該トナー像を媒体に融着させるためのものである。加圧ローラ９０ｂは、定着ローラ９０ａと協働して、媒体上のトナー像を加圧するためのものである。

また、プリンタ１０の下部から上部にわたって、給紙トレイ９２の媒体を排紙トレイ９８まで搬送するための媒体搬送経路１３が形成されている。この媒体搬送経路１３は、多数のガイド部材によって構成されている。また、媒体搬送経路１３上には、それぞれ媒体を搬送する機能を有する、給紙ローラ９４ａ、レジローラ９４ｂ及び排紙ローラ９４ｃ等の複数のローラが配置されている。

制御ユニット１００は、図２に示すようにメインコントローラ１０１と、ユニットコントローラ１０２とで構成され、メインコントローラ１０１には画像信号及び制御信号が入力され、この画像信号及び制御信号に基づく指令に応じてユニットコントローラ１０２が前記各ユニット等を制御して画像を形成する。

次に、このように構成されたプリンタ１０のカラー画像形成動作について、他の構成要素にも言及しつつ説明する。

まず、不図示のホストコンピュータからの画像信号及び制御信号がインターフェイス（Ｉ／Ｆ）１１２を介してプリンタ１０のメインコントローラ１０１に入力されると、このメインコントローラ１０１からの指令に基づくユニットコントローラ１０２の制御により感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ、現像ユニット５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋに備えられた現像ローラ５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋ及び中間転写ベルト７０等が回転する。

感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋは、回転しながら、帯電位置において帯電ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ（詳しくは、帯電バイアスが供給された帯電ローラ３１Ｙ，３１Ｍ，３１Ｃ，３１Ｋ）により順次帯電される。感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの帯電された領域は、感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの回転に伴って露光位置に至り、露光ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋによって、イエローＹ、マゼンダＭ、シアンＣ、ブラックＫの画像情報に応じた潜像が該領域に形成される。

感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ上に形成された潜像は、感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの回転に伴って現像部Ａ１，Ａ２，Ａ３，Ａ４に至り、現像ユニット５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ（詳しくは、現像ローラ５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋ）によってトナー像として現像される。これにより、感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ上に単色トナー像が形成される。なお、現像の際、現像ローラ５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋには、現像バイアスが供給される。

感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ上に形成された単色トナー像は、感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋの回転に伴って、一次転写部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４に至り、一次転写ユニット６０とバックアップローラ６５Ｙ，６５Ｍ，６５Ｃ，６５Ｋとによって、中間転写ベルト７０に一次転写される。この際、中間転写ベルト７０には、一次転写バイアスが供給される。この結果、各々の感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ上に形成された４色のトナー像は、中間転写ベルト７０に順次重なり合うように一次転写され、中間転写ベルト７０上にはフルカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト７０上に形成されたフルカラートナー像は、中間転写ベルト７０の回転に伴って、二次転写部Ｃ１に至り、二次転写ユニット８０の二次転写ローラ８２によって媒体に二次転写される。なお、媒体は、給紙トレイ９２から、給紙ローラ９４ａ、レジストローラ９４ｂを介して二次転写部Ｃ１へ搬送された媒体を挟持するとともに、該二次転写ローラ８２に二次転写バイアスが供給される。

フルカラートナー像が二次転写された媒体は、定着ユニット９０内へ搬送されると、定着ローラ９０ａと加圧ローラ９０ｂの間を、該定着ローラ９０ａと加圧ローラ９０ｂに挟持された状態で通過する。この際、定着ローラ９０ａ及び加圧ローラ９０ｂが媒体上のフルカラートナー像を加熱加圧することにより、該フルカラートナー像は、媒体に融着される。そして、フルカラートナー像が融着された媒体は、排紙ローラ９４ｃを介して、排紙トレイ９８へ搬送される。

一方、一次転写部Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３，Ｂ４にて中間転写ベルト７０に一次転写されずに感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ上に残留するトナーは、感光体クリーニングブレード７６Ｙ，７６Ｍ，７６Ｃ，７６Ｋによって除去される。

次に、制御ユニット１００の構成について、図２を参照に説明する。制御ユニット１００のメインコントローラ１０１は、インターフェイス１１２を介してホストコンピュータと接続され、このホストコンピュータから入力された画像信号を記憶するための画像メモリ１１３を備えている。

ユニットコントローラ１０２は、プリンタ本体１０ａの各ユニット（感光体２０Ｙ，２０Ｍ，２０Ｃ，２０Ｋ、帯電ユニット３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ、露光ユニット４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ、現像ユニット５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ、一次転写ユニット６０、中間転写ベルト７０、感光体クリーニングユニット７５Ｙ，７５Ｍ，７５Ｃ，７５Ｋ、二次転写ユニット８０、定着ユニット９０、表示ユニット９５）と電気的に接続され、それらが備えるセンサからの信号を受信することによって、各ユニットの状態を検出しつつ、メインコントローラ１０１から入力される信号に基づいて、各ユニットを制御する。

図５は本発明の実施形態に係る駆動伝達装置を示す斜視図、図６は駆動伝達装置の正面図、図７は図６のＡ−Ａ断面図、図８は図７の一部を拡大した図、図９は図７のＢ−Ｂ断面図、図１０は図６のＣ−Ｃ断面図である。

駆動側部材の一例としての駆動ギヤ２１は、被駆動側部材の一例としての感光体２０と相対回転可能な回転中心軸２２で連結され、駆動ギヤ２１からの駆動力は駆動力伝達部材の一例としてのジョイント部材２３を介して感光体２０に伝達される。

駆動ギヤ２１は、ギヤ部２１ａと、相対回転可能な回転中心軸２２を挿通可能な挿通孔２１ｂと、ギヤ部２１ａから感光体２０側に挿通孔２１ｂの周囲に延出した筒状部２１ｃと、を有する。また、筒状部２１ｃの外周にはジョイント部材２３と連結するために径方向に延出する連結部２１ｄが形成され、その先端には、突部２１ｅが形成されている。さらに、図示しない駆動源からの駆動力を伝達される歯部２１ｆをギヤ部２１ａの外周に備えている。

感光体２０は、感光部２０ａと、感光部２０ａの駆動ギヤ側端部に形成されたフランジ部２０ｂを有する。フランジ部２０ｂは、挿通孔２０ｃと、筒状部２０ｄを有する。挿通孔２０ｃは、フランジ部２０ｂに形成され、相対回転可能な回転中心軸２２を挿通可能な孔である。また、筒状部２０ｄの外周にはジョイント部材２３と連結するために径方向に延出する連結部２０ｅが形成され、その先端には、突部２０ｆが形成されている。

ジョイント部材２３は、第１ジョイント部材２３１、第２ジョイント部材２３２及び第３ジョイント部材２３３を有する。また、ジョイント部材２３は、例えば、強度変形や耐磨耗性が高く、熱膨張率の低いセラミック等で作製すると、精度を向上することができる。

第１ジョイント部材２３１は、基部２３１ａと、基部２３１ａに設けられ、回転中心軸２２の径よりやや大きい径で、回転中心軸２２を挿通する挿通孔２３１ｂと、基部２３１ａから駆動ギヤ２１方向へ回転中心軸に沿って延伸する筒状部２３１ｃと、付け根側が狭く自由端に向かうほど幅が広くなったテーパ状に第２ジョイント２３２側に突出した凸部２３１ｄと、を有する。また、筒状部２３１ｃの内周には、径方向へ延出する連結部２３１ｅが形成されている。

第２ジョイント部材２３２は、基部２３２ａと、基部２３２ａに設けられ、回転中心軸２２の径よりやや大きい径で、回転中心軸２２を挿通する挿通孔２３２ｂと、基部２３２ａに設けられ、第１ジョイント部材２３１の凸部２３１ｄに摺動可能に嵌合する開口側が狭く奥部に向かうほど幅の広くなったテーパ状の第１凹部２３２ｃと、第１凹部２３２ｃと９０度位相をずらせて第３ジョイント部材２３３の後述する凸部２３３ｄに摺動可能に嵌合する開口側が狭く奥部に向かうほど幅の広くなったテーパ状の第２凹部２３２ｄと、を有する。

第３ジョイント部材２３３は、基部２３３ａと、基部２３３ａに設けられ、回転中心軸２２の径よりやや大きい径で、回転中心軸２２を挿通する挿通孔２３３ｂと、基部２３３ａから感光体２０方向へ回転中心軸に沿って延伸する筒状部２３３ｃと、付け根側が狭く自由端に向かうほど幅が広くなったテーパ状に第２ジョイント２３２側に突出した凸部２３３ｄと、を有する。また、筒状部２３３ｃの内周には、径方向へ延出する連結部２３３ｅが形成されている。

次に、それぞれの部材の連結関係を説明する。駆動ギヤ２１の筒状部２１ｃは、第１ジョイント部材２３１の筒状部２３１ｃの内周に挿入される。この状態で、駆動ギヤ２１の連結部２１ｄ、特に、図８に示すように、突部２１ｅと、第１ジョイント部材２３１の連結部２３１ｅとが断面線接触又は断面点接触で当接可能となる。

第１ジョイント部材２３１と第２ジョイント部材２３２とは、凸部２３１ｄと第１凹部２３２ｃとを摺動可能に嵌合させることで、連結される。また、第２ジョイント部材２３２と第３ジョイント部材２３３とは、第２凹部２３２ｄと凸部２３３ｄとを摺動可能に嵌合させることで、連結される。

感光体２０の筒状部２０ｄは、第３ジョイント部材２３３の筒状部２３３ｃの内周に挿入される。この状態で、感光体２０の連結部２０ｅ、特に突部２０ｆと、第３ジョイント部材２３３の連結部２３３ｅとが断面線接触又は断面点接触で当接可能となる。

このように、駆動ギヤ２１、第１ジョイント部材２３１、第２ジョイント部材２３２、第３ジョイント部材２３３及び感光体２０が並んだ状態で、回転中心軸２２を挿入する。なお、回転中心軸２２は、あらかじめ感光体２０に相対回転可能に取り付けておいてもよい。

次に、本実施形態の駆動伝達装置の作動について説明する、
連結した状態で、図示しない駆動源を作動させると、駆動ギヤ２１が歯車部２１ｆから駆動力を伝達され回転する。すると、駆動ギヤ２１の筒状部２１ｃに形成された連結部２１ｄ、特に、図８に示すように、突部２１ｅと、第１ジョイント部材２３１の連結部２３１ｅとが断面線接触又は断面点接触で当接する。これにより、動力が駆動ギヤ２１から第１ジョイント部材２３１に伝達され、第１ジョイント部材２３１が回転する。

次に、第１ジョイント部材２３１が回転すると、第１ジョイント部材２３１の凸部２３１ｄから凸部２３１ｄに嵌合した第２ジョイント部材２３２の第１凹部２３２ｃへ動力が伝達され、第２ジョイント部材２３２が回転する。

次に、第２ジョイント部材２３２が回転すると、第２ジョイント部材２３２の第２凹部２３２ｄから第２凹部２３２ｄに嵌合した第３ジョイント部材２３３の凸部２３３ｄへ動力が伝達され、第３ジョイント部材２３３が回転する。

続いて、第３ジョイント部材２３３が回転すると、第３ジョイント部材２３３の連結部２３３ｅが感光体２０の連結部２０ｅ、特に突部２０ｆに断面線接触又は断面点接触で当接する。これにより、動力が第３ジョイント部材２３３から感光体２０に伝達され、感光体２０が回転する。

次に、このように駆動力が伝達される際に、ジョイント部材２３の回転中心が回転中心軸２２の軸心とずれた場合について、特に、第１ジョイント部材２３１と回転中心軸２２の場合を例に説明する。第１ジョイント部材２３１の回転中心Ｏと回転中心軸２２の軸心Ｑとは、理想的には、図１１に示すように、同一に重なることが望ましい。

しかしながら、実際には、第１ジョイント部材２３１の寸法精度の低下等により、第１ジョイント部材２３１の回転中心Ｏと回転中心軸２２の軸心Ｑとにズレが生じる。したがって、第１ジョイント部材２３１と回転中心軸２２の作用点半径のズレを生じ、偏心成分による回転速度のムラを発生させていた。

本実施形態の発明では、図１０に示すように、ジョイント部材２３の挿通孔２３１ｂ，２３２ｂ，２３３ｂの内径を回転中心軸２２の外径よりわずかに大きく形成し、図１２に示すように、第１ジョイント部材２３１、第２ジョイント部材２３２、第３ジョイント部材２３３は、その隙間分だけ回転中心軸２２と垂直方向に互いに移動することができる構成となっている。

したがって、図１３に示すように、第１ジョイント部材２３１の回転中心Ｏと回転中心軸２２の軸心Ｑとにズレが生じても作用点は必ず駆動ギヤ２１の筒状部２１ｃの外周に径方向へ延出する連結部２１ｄの先端に形成された突部２１ｅと第１ジョイント部材２３１の筒状部２３１ｃの内周に径方向へ延出して形成された連結部２３１ｅとの当接点Ｐになるので、駆動伝達のための作用点半径ｒは一定に保たれ、回転中心軸２２に対して速度ムラ等の原因となる偏心のない駆動伝達が可能となる。
また、第３ジョイント部材２３３の回転中心と回転中心軸２２の軸心とにズレが生じた場合(不図示)についても、同様に、駆動伝達のための作用点半径は一定に保たれ、回転中心軸２２に対して速度ムラ等の原因となる偏心のない駆動伝達が可能となる。

また、図１２に示すように、第１ジョイント部材２３１、第２ジョイント部材２３２、第３ジョイント部材２３３は、その隙間分だけ回転中心軸２２と垂直方向に９０度位相をずらせて互いに移動することができるので、ジョイント部材２３の精度上のズレにより部品同士に歪みが生じても歪み応力を吸収できるので、部品同士の干渉による歪みを防ぐことができる。

さらに、当接点を断面線接触又は断面点接触とすることで、駆動伝達のための作用点半径の精度を向上することができる。

なお、本実施形態では、被駆動側部材を感光体としたが、被駆動側部材は、回転高精度が必要な装置、例えば、現像装置、転写装置及び媒体搬送装置としてもよい。

このように、駆動源と連結された駆動ギヤ２１と、駆動ギヤ２１からの駆動力を伝達される感光体２０と、駆動ギヤ２１及び感光体２０に相対回転可能な回転中心軸２２と、駆動ギヤ２１と感光体２０の間に配置されたジョイント部材２３と、を備え、ジョイント部材２３は、第１ジョイント部材２３１、第２ジョイント部材２３２及び第３ジョイント部材２３３からなり、第１ジョイント部材２３１と第２ジョイント部材２３２と第３ジョイント部材２３３は、回転中心軸２２の垂直方向に互いに相対移動可能であり、駆動ギヤ２１と感光体２０との間で駆動力を伝達可能とすることを特徴とするので、ジョイント部材の精度上のズレが、部品同士の干渉により歪みになることを防ぐため、歪み応力を吸収することができる。

また、駆動ギヤ２１及び感光体２０は、それぞれ筒状部（２０ｄ，２１ｃ）を有し、駆動ギヤ２１及び感光体２０の筒状部（２０ｄ，２１ｃ）は、外周に径方向に延出する連結部（２０ｅ，２１ｄ）と、連結部（２０ｅ，２１ｄ）から突出する突部（２０ｆ，２１ｅ）を有し、前記第１ジョイント部材２３１及び第３ジョイント部材２３３は、それぞれ筒状部（２３１ｃ，２３３ｃ）を有し、第１ジョイント部材２３１及び第３ジョイント部材２３３の筒状部（２３１ｃ，２３３ｃ）は、内周に径方向に延出する連結部（２３１ｅ，２３３ｅ）を有し、駆動ギヤ２１及び感光体２０の突部（２０ｆ，２１ｅ）と、第１ジョイント部材２３１及び第３ジョイント部材２３３の連結部（２３１ｅ，２３３ｅ）とは、当接可能であることを特徴とするので、ジョイント部材の回転中心と回転中心軸の軸心とにズレが生じても作用点は必ず駆動ギヤとジョイント部材との当接点及び感光体とジョイント部材との当接点になるので、駆動伝達のための作用点半径は一定に保たれ、回転中心軸に対して速度ムラ等の原因となる偏心のない駆動伝達が可能となる。

また、駆動ギヤ２１及び感光体２０の突部（２０ｆ，２１ｅ）と、第１ジョイント部材２３１及び第３ジョイント部材２３３の連結部（２３１ｅ，２３３ｅ）とは、断面線接触により当接可能であることを特徴とするので、当接点を小さくでき、駆動伝達のための作用点半径を精度良く一定に保つことができる。

また、駆動ギヤ２１及び感光体２０の突部（２０ｆ，２１ｅ）と、第１ジョイント部材２３１及び第３ジョイント部材２３３の連結部（２３１ｅ，２３３ｅ）とは、断面点接触により当接可能であることを特徴とするので、さらに当接点を小さくでき、駆動伝達のための作用点半径をさらに精度良く一定に保つことができる。
また、第１ジョイント部材２３１と第２ジョイント部材２３２と第３ジョイント部材２３３は、回転中心軸２２の径よりやや大きい径で回転中心軸２２を挿通する挿通孔（２３１ｂ，２３２ｂ，２３３ｂ）と、付け根側が狭く自由端に向かうほど幅が広くなったテーパ状の凸部（２３１ｄ、２３３ｄ）と、開口側が狭く奥部に向かうほど幅の広くなったテーパ状の凹部（２３２ｃ、２３２ｄ）と、を有し、第１ジョイント部材２３１と第３ジョイント部材２３３は、第２ジョイント部材２３２を介して９０度位相をずらせて摺動可能に嵌合することを特徴とするので、ジョイント部材の精度上のズレにより部品同士に歪みが生じても歪み応力を吸収できるので、部品同士の干渉による歪みを防ぐことができる。

また、ジョイント部材２３は、セラミックからなることを特徴とするので、ジョイント部材の強度変形、磨耗、熱膨張等を低減でき、精度が向上する。

さらに、本発明は上記課題を解決する駆動伝達装置を用いた画像形成装置であって、プリンタ本体１０ａと、プリンタ本体１０ａに対して着脱可能な画像を担持する感光体２０と、を備え、感光体２０は、被駆動側部材からなることを特徴とするので、ジョイント部材により連結し、回転中心軸に対して速度ムラ等の原因となる偏心のない駆動伝達が可能となり、画像の乱れを低減することができる。

本実施形態の駆動伝達装置を備えた画像形成装置を示す図である。 本実施形態の画像形成装置の制御ユニットの構成を示した図である。 本実施形態の画像形成装置の像形成部を示す図である。 本実施形態の画像形成装置のタンデム構造の像形成ユニット部分を示す図である。 駆動伝達装置の斜視図である。 駆動伝達装置の正面図である。 図６のＡ−Ａ断面図である。 図７の一部を拡大した図である。 図６のＢ−Ｂ断面図である。 図６のＣ−Ｃ断面図である。 理想的なジョイント部材の回転中心と回転中心軸の軸心位置を示す断面図である。 ジョイント部材の回転中心がズレた状態を示す斜視図である。 図１２の状態での断面図である。

符号の説明

１０…プリンタ、１０ａ…プリンタ本体、１３…媒体搬送経路、２０（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）…感光体（像担持体）、２０ａ…感光部、２０ｂ…フランジ、２０ｃ…挿通孔、２０ｄ…筒状部、２０ｅ…連結部、２０ｆ…突部、２１…駆動ギヤ、２１ａ…ギヤ部、２１ｂ…挿通孔、２１ｃ…筒状部、２１ｄ…延出部、２１ｅ…突部、２１ｆ…歯部、２２…回転中心軸、２３…ジョイント部材、２３１…第１ジョイント部材、２３１ａ…基部、２３１ｂ…挿通孔、２３１ｃ…筒状部、２３１ｄ…凸部、２３１ｅ…連結部、２３２…第２ジョイント部材、２３２ａ…基部、２３２ｂ…挿通孔、２３２ｃ…第１凹部、２３２ｄ…第２凹部、２３３…第３ジョイント部材、２３３ａ…基部、２３３ｂ…挿通孔、２３３ｃ…筒状部、２３３ｄ…凸部、２３３ｅ…連結部、３０Ｙ，３０Ｍ，３０Ｃ，３０Ｋ…帯電ユニット、４０Ｙ，４０Ｍ，４０Ｃ，４０Ｋ…露光ユニット、５０Ｙ，５０Ｍ，５０Ｃ，５０Ｋ…現像ユニット、５２Ｙ，５２Ｍ，５２Ｃ，５２Ｋ…現像ローラ（現像剤担持体）、６０…一次転写ユニット、７０…中間転写ベルト（中間転写体）、８０…二次転写ユニット、９０…定着ユニット、１００…制御ユニット、Ｏ…回転中心、Ｐ…当接点、Ｑ…軸心、ｒ…作用点半径

Claims (7)

1. 駆動源と連結された駆動側部材と、前記駆動側部材からの駆動力を伝達される被駆動側部材と、前記駆動側部材及び前記被駆動側部材に相対回転可能な回転中心軸と、前記駆動側部材と前記被駆動側部材の間に配置されたジョイント部材と、を備え、前記ジョイント部材は、第１ジョイント部材、第２ジョイント部材及び第３ジョイント部材からなり、前記第１ジョイント部材と前記第２ジョイント部材と前記第３ジョイント部材は、回転中心軸の垂直方向に互いに相対移動可能であり、前記駆動側部材と前記被駆動側部材との間で駆動力を伝達可能とすることを特徴とする駆動伝達装置。
2. 前記駆動側部材及び前記被駆動側部材は、それぞれ筒状部を有し、前記駆動側部材及び前記被駆動側部材の筒状部は、外周に径方向に延出する連結部と、前記連結部から突出する突部を有し、前記第１ジョイント部材及び前記第３ジョイント部材は、それぞれ筒状部を有し、前記第１ジョイント部材及び第３ジョイント部材の筒状部は、内周に径方向に延出する連結部を有し、前記駆動側部材及び前記被駆動側部材の突部と、前記第１ジョイント部材及び第３ジョイント部材の連結部とは、当接可能であることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
3. 前記駆動側部材及び前記被駆動側部材の突部と、前記第１ジョイント部材及び第３ジョイント部材の連結部とは、線接触により当接可能である
   ことを特徴とする請求項２に記載の駆動伝達装置。
4. 前記駆動側部材及び前記被駆動側部材の突部と、前記第１ジョイント部材及び第３ジョイント部材の連結部とは、点接触により当接可能である
   ことを特徴とする請求項２に記載の駆動伝達装置。
   
5. 前記第１ジョイント部材と前記第２ジョイント部材と前記第３ジョイント部材は、前記回転中心軸の径よりやや大きい径で回転中心軸を挿通する挿通孔と、付け根側が狭く自由端に向かうほど幅が広くなったテーパ状の凸部と、開口側が狭く奥部に向かうほど幅の広くなったテーパ状の凹部と、を有し、前記第１ジョイント部材と前記第３ジョイント部材は、前記第２ジョイント部材を介して９０度位相をずらせて摺動可能に嵌合することを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の駆動伝達装置。
6. 前記ジョイント部材は、セラミックからなることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の駆動伝達装置。
7. 本体と、本体に対して着脱可能な画像を担持する像担持体と、を備え、前記像担持体は、前記被駆動側部材からなることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の駆動伝達装置を用いた画像形成装置。

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