JP2009069476A - Drive unit, and image forming device equipped with the drive unit - Google Patents

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  • Discharging, Photosensitive Material Shape In Electrophotography (AREA)
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a drive unit capable of preventing the rotational speed i.e. the angular velocity from fluctuating by meshing of mutual gears, and capable of effectively restraining a rotation-driven object such as, a photoreceptor drum in a rotation-driven side from affecting operation, in a gear train that transmits rotation power from a power source. <P>SOLUTION: The rotation power from a power source motor 6 is rotatively transmitted to a rotor, such as, the photoreceptor drum 104 via the gear train comprising an input gear 3, an intermediate gear 2 and a drum gear (output gear) 1. The frequency amplitude due to the fluctuations in the angular velocity in the output gear is set so as to make minimum a phase by meshing of the output gear with the intermediate gear 2 in this side thereof by one, and a phase by meshing thereof with the input gear 3 in this side thereof by two. The output gear and the input gear 3 are also constituted to be movable, under conditions where positions thereof faced to a rotary shaft direction are kept fixed at all times. As a result, the rotational speed i.e. the angular velocity is prevented from being fluctuated by the meshing of the fellow gears in the gear train. <P>COPYRIGHT: (C)2009,JPO&INPIT

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ装置、プリンタおよび複合機などの電子写真画像形成装置(以下、単に「画像形成装置」という)に関し、その画像形成装置に装着される駆動装置に関するものである。   The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter simply referred to as an “image forming apparatus”) such as a copying machine, a facsimile machine, a printer, and a multifunction machine, and relates to a driving device mounted on the image forming apparatus.

画像形成装置において感光ドラムや中間転写体などの像担持体を作動させる駆動装置は、モータなどの動力源から出力された回転を感光ドラムなどに伝達するギア列を構成したものが一般的である。ところで、ギア列を構成すると、ギア同士の噛み合いによって振動が発生し、その振動成分が影響して感光ドラムなどの回転に速度の変動が生じる場合がある。感光ドラムなどに回転変動が生じると画像が伸縮し、ピッチムラ(バンディング)を生じて画像上に現れてしまう問題がある。   A drive device that operates an image carrier such as a photosensitive drum or an intermediate transfer member in an image forming apparatus generally includes a gear train that transmits rotation output from a power source such as a motor to the photosensitive drum. . By the way, when the gear train is configured, vibration is generated by the meshing of the gears, and the vibration component may affect the speed of the rotation of the photosensitive drum or the like. When rotational fluctuations occur in the photosensitive drum or the like, there is a problem that the image expands and contracts, causing pitch unevenness (banding) and appearing on the image.

ギア列の振動が原因で起こる感光ドラムなどの回転変動の解消にむけて、本出願人をはじめとする次の技術が提案されている。たとえば、ギア列が駆動入力側から順に入力ギアと、中間ギアと、そして出力ギアの3つの歯車からなっている場合、入力ギアと中間ギアとによる入力側の噛合位相と、中間ギアと出力ギアとによる出力側の噛合位相とを1/2位相で180°ずらして配置する。そうすることによってギア回転時の角速度の変動を相殺させ、出力側における回転変動を抑えるというものである(たとえば、特許文献1,2参照)。   In order to eliminate the rotation fluctuation of the photosensitive drum caused by the vibration of the gear train, the following techniques including the present applicant have been proposed. For example, when the gear train is composed of three gears of an input gear, an intermediate gear, and an output gear in order from the drive input side, the meshing phase on the input side by the input gear and the intermediate gear, the intermediate gear, and the output gear The output side meshing phase is shifted by 180 ° with a half phase. By doing so, fluctuations in angular velocity at the time of gear rotation are canceled, and fluctuations in rotation on the output side are suppressed (for example, see Patent Documents 1 and 2).

また、感光ドラムなどを回転駆動させる駆動装置のギア列にあっては特に、ギアに斜歯ギアを用いることで噛み合い長さ(噛み合い率)を大きくし、噛合振動を極力抑えて回転を円滑に伝達する機構を採用する場合が多い。斜歯ギアを用いた場合、噛合位相を1/2位相(角度180°)だけずらして回転変動つまり角速度の変動を低減するために、入力ギアと、中間ギアと、出力ギアの各ギア軸が成す軸角度を、中間ギアを基準にして回転方向に調整する機構が知られている。また、斜歯ギアが噛み合う回転軸方向への幅寸法の大小によってもギアの位相が変化する。その点に着目して、上記の軸角度調整機構に代わる技術として、斜歯ギアが回転軸方向に移動可能とし、噛合周波数による角速度の変動で位相を調整する装置が提案されている。さらに、斜歯ギアの回転軸方向の位置を規制するギア位置規制部材を設けた構造も提案もされている(たとえば、特許文献3参照)。   In particular, in the gear train of a drive device that rotationally drives a photosensitive drum or the like, the meshing length (meshing ratio) is increased by using an inclined gear as a gear, and the meshing vibration is suppressed as much as possible to smoothly rotate. In many cases, a transmission mechanism is employed. When the inclined gear is used, the gear phases of the input gear, the intermediate gear, and the output gear are reduced in order to reduce the rotational fluctuation, that is, the fluctuation of the angular velocity by shifting the meshing phase by 1/2 phase (angle 180 °). There is known a mechanism for adjusting a shaft angle formed in a rotation direction with reference to an intermediate gear. The phase of the gear also changes depending on the width dimension in the direction of the rotation axis with which the inclined gear engages. Focusing on this point, as an alternative technique to the above-described shaft angle adjusting mechanism, a device has been proposed in which the inclined gear is movable in the direction of the rotating shaft and the phase is adjusted by fluctuations in angular velocity due to the meshing frequency. Furthermore, a structure provided with a gear position restricting member that restricts the position of the inclined gear in the rotation axis direction has also been proposed (see, for example, Patent Document 3).

一方、プリンタや複写機の場合は特に、感光ドラムなど像担持体が寿命に達したら取替えできるようになっている。すなわち、感光ドラムなど像担持体を他のプロセス手段と一緒にユニット化し、そのユニットごと画像形成装置に装着または取り外しできるようにしてユニット内の機器や部材を交換可能としている。その場合、一般のユーザでもユニットを簡便に画像形成装置本体に着脱して交換できるような構造が求められる。   On the other hand, particularly in the case of a printer or a copying machine, the image carrier such as a photosensitive drum can be replaced when it reaches the end of its life. That is, an image carrier such as a photosensitive drum is unitized together with other process means, and the devices and members in the unit can be exchanged so that the unit can be attached to or detached from the image forming apparatus. In such a case, a structure is required in which a general user can easily attach and detach the unit to and from the image forming apparatus main body.

画像形成装置のさらなる小型化に伴い、画像形成装置本体に対してユニットを感光ドラムの回転軸線に対して直交する方向から着脱させる構造が多くなってきている。その場合、ギア列のギア同士を噛み合わせる連結方式として、ユニット挿入方向から見てギアを重なり合うように配置し、ユニット挿入動作に連動させて半ば自動的にギア同士を噛合させるいわゆるギアカップリング構造が知られている。しかしその場合、ギアの歯面に傷や打痕などが付き易く、また回転精度を低下させるなどといった問題がある。   Along with further downsizing of the image forming apparatus, there are an increasing number of structures in which the unit is attached to and detached from the image forming apparatus main body from a direction orthogonal to the rotation axis of the photosensitive drum. In this case, as a coupling method for meshing the gears in the gear train, the gears are arranged so that the gears overlap each other when viewed from the unit insertion direction, and the gears are automatically meshed in half in conjunction with the unit insertion operation. It has been known. However, in that case, there are problems such as scratches and dents on the tooth surface of the gear and a reduction in rotational accuracy.

かかるギア傷痕などの問題解消にむけて、出力ギアにカップリング接続機構の設けたつぎの構造が知られている。すなわち、画像形成装置本体に設けた動力源からの回転動力をギア列を介して出力ギアに伝達する構造にあって、出力ギア側に設けたカップリングなどの接続機構と一緒に出力ギアを回転軸方向に沿って移動させる。その出力ギアの移動は、装置本体カバーや転写ベルトユニットなどを開閉する操作に連動させることができる。出力ギアを移動させると、感光ドラムなどの回転体の端部に突き当たり、その突き当て位置にて出力ギアを位置決めする。出力ギアが位置決めされた時点で、ギア同士の噛合関係が成立してカップリング結合し、感光ドラムなどの回転を可能な状態にするものである。   In order to solve such problems as gear scratches, the following structure is known in which a coupling connection mechanism is provided on the output gear. In other words, the rotating power from the power source provided in the image forming apparatus main body is transmitted to the output gear via the gear train, and the output gear is rotated together with a coupling mechanism such as a coupling provided on the output gear side. Move along the axial direction. The movement of the output gear can be linked to an operation for opening and closing the apparatus main body cover, the transfer belt unit, and the like. When the output gear is moved, it abuts against the end of a rotating body such as a photosensitive drum, and the output gear is positioned at the abutting position. At the time when the output gear is positioned, the meshing relationship between the gears is established and coupled, and the photosensitive drum or the like can be rotated.

以上数例の従来技術から明らかなように、感光ドラムなどの像担持体を高精度に回転させるには、斜歯ギアを用いてギア列を構成することが望ましいことがわかる。また同時に望まれるのは、入力ギアと中間ギアとによる入力側の噛合位相と、中間ギアと出力ギアとによる出力側の噛合位相とを1/2位相の角度180°でずらして配置することである。さらに、ユーザの利便性などを考慮すると、感光ドラムやプロセス手段で構成されるユニットを交換する際、その着脱は感光ドラムなどの回転軸線に対して直交する方向から行うのが好適である。   As is apparent from the several prior arts, it can be seen that it is desirable to construct a gear train using inclined gears in order to rotate an image carrier such as a photosensitive drum with high accuracy. At the same time, it is desirable that the input-side meshing phase of the input gear and the intermediate gear be shifted from the output-side meshing phase of the intermediate gear and the output gear by an angle of 180 ° of ½ phase. is there. Furthermore, in consideration of user convenience, when exchanging the unit composed of the photosensitive drum and the process means, it is preferable to attach and detach the unit from the direction orthogonal to the rotation axis of the photosensitive drum or the like.

特開平9−26001号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-26001 特開2000−352851号公報JP 2000-328551 A 特開2003−240065号公報JP 2003-240065 A

しかしながら、ユニットをドラム回転軸線などに対して直交する方向から挿入して着脱する構造を採用すると、次なる新たな問題が提起される。すなわち、ギア列に斜歯ギアを用いた利点が十分に活かされないことである。また、入力ギアと中間ギアと出力ギアによってギア列を構成したような場合、入力側と出力側との噛み合いによる位相を1/2位相だけずらした位置に設定することの効果をあまり期待できない。それは、以下の理由からである。   However, adopting a structure in which the unit is inserted and removed from a direction orthogonal to the drum rotation axis or the like raises the following new problem. That is, the advantage of using the inclined gear in the gear train is not fully utilized. Further, when a gear train is configured by the input gear, the intermediate gear, and the output gear, the effect of setting the phase due to the meshing between the input side and the output side to a position shifted by ½ phase cannot be expected so much. The reason is as follows.

理由の1つは、感光ドラムなどが回転するとき、現像プロセス手段などによる負荷などが影響し、感光ドラムなどに微小な回転軸方向への振動や位置の変化が生じるという問題である。そのため、入力ギアと中間ギアとによる入力側の噛合位相と、中間ギアと出力ギアとによる出力側の噛合位相との間の位相差に振動や位置変化を与えてしまう。結果、噛合位相を1/2位相だけずらして角速度の変動を相殺させても、出力側において角速度の変動を低減させるに十分な効果が得られない。   One of the reasons is that when the photosensitive drum or the like rotates, a load or the like by the developing process means influences, and the photosensitive drum or the like undergoes minute vibrations in the direction of the rotation axis or changes in position. Therefore, vibration and position change are given to the phase difference between the input side meshing phase of the input gear and the intermediate gear and the output side meshing phase of the intermediate gear and the output gear. As a result, even if the meshing phase is shifted by ½ phase to cancel the angular velocity fluctuation, an effect sufficient to reduce the angular velocity fluctuation on the output side cannot be obtained.

また、他の理由の1つとして、カップリング付き出力ギアを回転軸線方向に沿って移動させ、感光ドラムなどの回転体の端部に突き当てることで位置決めするという上記の構造についてである。この構造によれば、ユニット内の感光ドラムなど各機器には回転軸線方向への精度上のバラツキがあるが、それが影響して噛合位相を正確に1/2位相だけずらすという目標の100%を達成できないという点である。   Another reason is the above-described structure in which the output gear with coupling is moved along the rotational axis direction and positioned by abutting against the end of a rotating body such as a photosensitive drum. According to this structure, each device such as the photosensitive drum in the unit has a variation in accuracy in the direction of the rotation axis, but this affects 100% of the target of accurately shifting the meshing phase by ½ phase. It is a point that cannot be achieved.

以上から、本発明の目的は、動力源からの回転動力を伝達するギア列において、ギア同士の噛合による回転速度つまり角速度の変動を防止し、回転伝達される側のたとえば感光ドラムなど被回転駆動体の作動への影響を有効に抑える駆動装置を提供することにある。   From the above, the object of the present invention is to prevent fluctuations in rotational speed, that is, angular speed due to the meshing of gears in a gear train that transmits rotational power from a power source, and to be driven to rotate such as a photosensitive drum on the side where the rotation is transmitted. An object of the present invention is to provide a drive device that effectively suppresses the influence on the operation of the body.

また、本発明の目的は、かかる駆動装置を具備することで、画像の伸縮によるピッチムラの発生を抑え、安定した高画質画像を形成できる画像形成装置を提供することにある。   It is another object of the present invention to provide an image forming apparatus that can form a stable high-quality image by suppressing the occurrence of pitch unevenness due to the expansion and contraction of an image by including such a driving device.

上記目的を達成するために本発明に係る代表的な駆動装置は、動力源からの回転動力を2つ以上のギアからなるギア列を介して最終ギアである出力ギアに伝達する駆動装置であって、前記出力ギアと1つ手前のギアとの噛合による位相と、2つ手前のギアと前記1つ手前のギアとの噛合による位相とが、前記出力ギアの角速度の変動による周波数振幅が最小となるように設定され、前記出力ギアと前記2つ手前のギアとが、それらの回転軸方向に相対する位置を常時一定に維持した状態で移動可能に構成されていることを特徴とするものである。   In order to achieve the above object, a typical drive device according to the present invention is a drive device that transmits rotational power from a power source to an output gear as a final gear through a gear train composed of two or more gears. Thus, the phase due to the meshing of the output gear and the previous gear and the phase due to the meshing of the two previous gears and the previous gear have the smallest frequency amplitude due to the fluctuation of the angular speed of the output gear. The output gear and the two previous gears are configured to be movable while maintaining their positions relative to the rotation axis direction constant at all times. It is.

また、上記駆動装置を具備する本発明の代表的な画像形成装置は、駆動装置に備わる前記出力ギアが、画像形成装置本体に備わって回転する像担持体に対して、またはその像担持体を回転させる回転駆動体に対して回転軸方向に位置決めされ、係合することによって回転が伝達されるように構成されていることを特徴とするものである。   Further, in a typical image forming apparatus of the present invention having the above drive device, the output gear provided in the drive device is provided to the image carrying body rotated in the image forming apparatus main body, or the image carrying body is provided. The rotation drive body is positioned in the direction of the rotation axis with respect to the rotation drive body to be rotated, and the rotation is transmitted by being engaged.

本発明の駆動装置によれば、感光ドラムや中間転写体などの像担持体に対して回転動力を伝達する機構として最適であり、ギア列のギア同士による噛み合いで発生する回転速度すなわち角速度変動を防止できる。   According to the driving device of the present invention, it is optimal as a mechanism for transmitting rotational power to an image carrier such as a photosensitive drum or an intermediate transfer member, and the rotational speed, that is, the angular speed fluctuation generated by the meshing of the gears of the gear train. Can be prevented.

また、本発明の画像形成装置によれば、上記駆動装置を画像形成装置に用いることで、画像の伸縮によるピッチムラのない高画質の画像を安定して形成することができる。   Further, according to the image forming apparatus of the present invention, by using the drive device in the image forming apparatus, it is possible to stably form a high-quality image free from pitch unevenness due to image expansion and contraction.

以下、本発明に係る駆動装置とこれを具備する画像形成装置の好適な実施形態について、電子写真式プリンタを具体例として詳記する。   Hereinafter, a preferred embodiment of a drive device according to the present invention and an image forming apparatus including the drive device will be described in detail using an electrophotographic printer as a specific example.

≪プリンタ構造≫
図1は、本実施形態のギア伝達機構を備えた駆動装置を具備するプリンタ本体の構成を示す。ポリゴンスキャナなどによって感光ドラム(像担持体)104の回転軸方向である主走査方向に振られたレーザ発光部100から射出されたレーザ光101はミラー102などで光路を調整される。調整されたレーザ光101は、プロセスカートリッジ103内に像担持体として装着されている感光ドラム104上に到達する。感光ドラム104の転写材であるシート105を挟んで対向する位置には無端状ベルト(図示略)を配置することができる。
≪Printer structure≫
FIG. 1 shows a configuration of a printer main body including a driving device including a gear transmission mechanism of the present embodiment. The optical path of the laser light 101 emitted from the laser light emitting unit 100 swayed in the main scanning direction which is the rotational axis direction of the photosensitive drum (image carrier) 104 by a polygon scanner or the like is adjusted by a mirror 102 or the like. The adjusted laser beam 101 reaches the photosensitive drum 104 mounted as an image carrier in the process cartridge 103. An endless belt (not shown) can be disposed at a position facing the sheet 105 as a transfer material of the photosensitive drum 104 across the sheet 105.

感光ドラム104は設定された回転速度で回転し、その感光ドラム104の表面に副走査方向(感光ドラム104の回転方向)への画像が形成される。すなわち、図示しないデータ入力装置の信号に基づいてレーザ光のON/OFF、あるいは発光の強弱のコントロールによって任意の画像が潜像として形成される。   The photosensitive drum 104 rotates at a set rotational speed, and an image is formed on the surface of the photosensitive drum 104 in the sub-scanning direction (rotating direction of the photosensitive drum 104). That is, an arbitrary image is formed as a latent image by turning on / off the laser beam or controlling the intensity of light emission based on a signal from a data input device (not shown).

プリントされる用紙(転写材)などのシート105はカセット106に積載され、プリント信号に合わせて給紙ローラ107によって給紙され、搬送経路108を通って感光ドラム104近傍に導かれる。既に、潜像を有している感光ドラム104は所定の現像プロセスにより感光ドラム104上にトナー像が形成される。このトナー像を転写部109において用紙105上に転写され、定着器110にてトナー像が定着された後、排紙部111へと排紙される。   A sheet 105 such as paper (transfer material) to be printed is stacked on a cassette 106, fed by a paper feed roller 107 in accordance with a print signal, and guided to the vicinity of the photosensitive drum 104 through a conveyance path 108. The photosensitive drum 104 which already has a latent image forms a toner image on the photosensitive drum 104 by a predetermined development process. This toner image is transferred onto the paper 105 by the transfer unit 109, and after the toner image is fixed by the fixing device 110, the toner image is discharged to the paper discharge unit 111.

図2は、プロセスカートリッジ103をプリンタ本体に装着する過程を示す。プロセスカートリッジ103は、感光ドラム104と、この感光ドラム104に作用する現像プロセス手段を一体的にカートリッジ化したもので、ユーザ自身がプリンタ本体に簡便に着脱できるようになっている。着脱時、ユーザはプリンタ本体のカートリッジカバー112を開いて、プリンタ本体内部に設けた図示しないガイドレールに案内されてプロセスカートリッジ104を挿入する。   FIG. 2 shows a process of attaching the process cartridge 103 to the printer main body. The process cartridge 103 is a cartridge in which the photosensitive drum 104 and the developing process means acting on the photosensitive drum 104 are integrally formed, and can be easily attached to and detached from the printer body by the user. At the time of attachment / detachment, the user opens the cartridge cover 112 of the printer main body and is guided by a guide rail (not shown) provided in the printer main body to insert the process cartridge 104.

≪駆動機構≫
図3(a)〜(c)は、動力源であるモータ6からの回転動力を感光ドラム104に伝達するための駆動機構としてギア伝達機構のギア列を示す。ギア列は、回転動力源であるモータ6と、モータ軸5に固定されたモータギア4と、モータギア4に噛合する入力ギア3と、中間ギア2と、ドラムギア1などで構成されている。ドラムギア1は最終ギアとして感光ドラム104に係合することで回転を伝達する。中間ギア2はそうしたドラムギア1と入力ギア3との間に入って両ギアに噛合している。したがって、本実施形態にあっては、ドラムギア1を「出力ギア」とした場合に、中間ギア2がその出力ギアの1つ手前で噛合するギアとして定義することができる。
≪Drive mechanism≫
3A to 3C show a gear train of a gear transmission mechanism as a drive mechanism for transmitting rotational power from the motor 6 as a power source to the photosensitive drum 104. FIG. The gear train includes a motor 6 as a rotational power source, a motor gear 4 fixed to the motor shaft 5, an input gear 3 meshing with the motor gear 4, an intermediate gear 2, a drum gear 1, and the like. The drum gear 1 transmits rotation by engaging with the photosensitive drum 104 as a final gear. The intermediate gear 2 enters between the drum gear 1 and the input gear 3 and meshes with both gears. Therefore, in this embodiment, when the drum gear 1 is an “output gear”, the intermediate gear 2 can be defined as a gear that meshes with the output gear one before.

後述の第1実施形態において説明するが、ドラムギア1は最終ギアとしての出力ギアであり、そのドラムギア1の1つ手前のギアが中間ギア2であり、2つ手前のギアが入力ギア3である場合、それらすべてのギアを斜歯ギアで形成することができる。   As will be described in the first embodiment to be described later, the drum gear 1 is an output gear as a final gear, the gear immediately before the drum gear 1 is the intermediate gear 2, and the gear before the two is the input gear 3. In this case, all of these gears can be formed by inclined gears.

参考までに、それら斜歯ギアによるギア列の各噛合部では、回転軸方向の位置によって噛み合いによる周波数の速度変動位相が変化することがある。そのため、回転時に発生する回転体の軸方向の振動や位置変化によって出力ギアであるドラムギア1が回転軸方向に振動や位置変化することがある。それが原因して入力ギア3と中間ギア2との入力側の噛合位相と、中間ギア2と出力ギアであるドラムギア1との出力側噛合い位相が同期せず角速度変動が大きくなる場合がある。また、図3(b)は、出力ギアであるドラムギア1が被駆動体である回転体、つまりこの場合は感光ドラム104の端部に突き当たって回転軸方向への位置決めがなされ、同時にカップリング係合される場合を示している。そうした場合、入力ギア3と出力ギアであるドラムギア1との回転軸方向の相対位置を常時一定に合わせておくことが困難となる。   For reference, at each meshing portion of the gear train of these inclined gears, the speed fluctuation phase of the frequency due to meshing may change depending on the position in the rotation axis direction. For this reason, the drum gear 1 as the output gear may vibrate or change its position in the rotation axis direction due to the axial vibration or position change of the rotating body that occurs during rotation. As a result, the meshing phase on the input side between the input gear 3 and the intermediate gear 2 and the meshing phase on the output side between the intermediate gear 2 and the drum gear 1 that is the output gear may not be synchronized, resulting in a large angular velocity fluctuation. . Further, FIG. 3B shows that the drum gear 1 as an output gear is a driven body, ie, a rotating body, that is, in this case, abuts against the end of the photosensitive drum 104 and is positioned in the rotational axis direction, and at the same time, is coupled to the coupling member. The case where it is matched is shown. In such a case, it is difficult to always keep the relative position in the rotation axis direction of the input gear 3 and the drum gear 1 as the output gear constant.

そこで、本実施形態にあっては、入力ギア3とドラムギア1(出力ギア)との回転軸方向の相対位置を常時一定な状態を保ちつつ、ドラムギア1と入力ギア3とが回転軸方向に移動できる構成としており、これが骨子の1つとなる。   Therefore, in the present embodiment, the drum gear 1 and the input gear 3 move in the direction of the rotation axis while keeping the relative position of the input gear 3 and the drum gear 1 (output gear) in the direction of the rotation axis always constant. This is one of the main points.

そのように入出力ギアを相対に移動可能な構成とすることで、入力ギア3と中間ギア2との入力側の噛合位相と、中間ギア2とドラムギア1(出力ギア)との出力側の噛合位相を同期させる。それによって、噛合位相を互いに打ち消しあった状態で回転を継続できるので、ギアの噛合周波数における角速度の変動振幅つまり周波数振幅を最小の状態で維持できるのである。   By adopting a configuration in which the input / output gears can move relative to each other in this way, the meshing phase on the input side of the input gear 3 and the intermediate gear 2 and the meshing on the output side of the intermediate gear 2 and the drum gear 1 (output gear). Synchronize the phase. As a result, the rotation can be continued with the meshing phases canceling each other, so that the fluctuation amplitude of the angular velocity at the gear meshing frequency, that is, the frequency amplitude can be maintained in a minimum state.

したがって、図3(a)に示すように、カートリッジカバー112を開く動作に連動して図示しないレバーが動作する。その結果、プロセスカートリッジ103内の感光ドラム104に回転を伝達するドラムギア1が回転軸方向の退避位置に所在しているので、プロセスカートリッジ103の挿入が可能な状態となる。   Therefore, as shown in FIG. 3A, a lever (not shown) operates in conjunction with the operation of opening the cartridge cover 112. As a result, the drum gear 1 that transmits the rotation to the photosensitive drum 104 in the process cartridge 103 is located at the retracted position in the rotation axis direction, so that the process cartridge 103 can be inserted.

続いて、図3(b)に示すように、カートリッジカバー112を閉じる動作に連動して上記図示しないレバーが動作する。それによって、ドラムギア1が回転軸方向の矢印で示す感光ドラム側に向かって移動する。ドラムギア1の移動によってこのドラムギア1に設けられている爪部(突起)7と、プロセスカートリッジ103内の感光ドラム104の回転軸方向の端部に設けられている爪部(突起)8とが係合する。その状態で感光ドラム104に回転を伝達できる状態になる。   Subsequently, as shown in FIG. 3B, the lever (not shown) operates in conjunction with the operation of closing the cartridge cover 112. As a result, the drum gear 1 moves toward the photosensitive drum indicated by the arrow in the direction of the rotation axis. A claw portion (projection) 7 provided on the drum gear 1 by the movement of the drum gear 1 and a claw portion (projection) 8 provided at the end of the photosensitive drum 104 in the process cartridge 103 in the rotation axis direction are engaged. Match. In this state, the rotation can be transmitted to the photosensitive drum 104.

図4(a),(b)は、入力ギア3と中間ギア2との入口側の噛合状態、また中間ギア2とドラムギア1との出力側の噛合状態を示す。すなわち、入力ギア3と中間ギア2との噛合状態がギア回転とともに変化していく様子を示し、図中符号pで示す部分が噛合点である。   4A and 4B show the meshing state of the input gear 3 and the intermediate gear 2 on the inlet side, and the meshing state of the intermediate gear 2 and the drum gear 1 on the output side. That is, the state where the meshing state of the input gear 3 and the intermediate gear 2 changes as the gear rotates is shown, and the portion indicated by the symbol p in the figure is the meshing point.

ギアの歯部は歯に受ける負荷荷重によって微小な変形を生じるが、噛み合いの状態によって荷重を受ける状態が連続的に変化するため、回転方向に角速度の変動が生じる。このことは中間ギア2とドラムギア1との噛合状態についても同様である。   The gear tooth portion is slightly deformed by the load applied to the tooth, but the state of receiving the load continuously changes depending on the meshing state, so that the angular velocity varies in the rotation direction. The same applies to the meshing state of the intermediate gear 2 and the drum gear 1.

また、図5(a)は、図3(c)に示す入力ギア3と中間ギア2との噛合部Bと、中間ギア2とドラムギア1との噛合部Aとの位相が同位相になった状態を模式的に表しているグラフである。また、図5(b)は図3(c)に示す入力ギア3と中間ギア2との噛合部Bと、中間ギア2とドラムギア1との噛合部Aの位相を略1/2位相(180°)だけずらして配置し、噛合部A,Bの二つの位相が互いに打ち消し合う相殺状態を模式的にあらわしている。図5(a),(b)に示す符号eは、入力ギア3と中間ギア2との噛合部Bでの角速度の変化を表し、符号fは中間ギア2とドラムギア1との噛合部Aでの角速度の変化を表す。また、符号gはそれらを合成したとき、すなわち入力ギア3に対するドラムギア1の角速度の変化を表している。図5(a)に示すように、同位相状態にあっては角速度の振幅が増幅されてドラムギア1の回転ムラが増大される。これに対して、図5(b)に示すように、位相が打ち消し合う状態にあっては角速度の振幅が相殺されて、ドラムギア1のギアの噛合周波数における角速度変化をほぼ一定にすることができる。   5A, the phase of the meshing portion B between the input gear 3 and the intermediate gear 2 and the meshing portion A between the intermediate gear 2 and the drum gear 1 shown in FIG. It is a graph showing a state typically. FIG. 5B shows the phase of the meshing portion B of the input gear 3 and the intermediate gear 2 and the meshing portion A of the intermediate gear 2 and the drum gear 1 shown in FIG. )) Is schematically shown in the offset state where the two phases of the meshing portions A and B cancel each other. The symbol e shown in FIGS. 5A and 5B represents the change in the angular velocity at the meshing portion B between the input gear 3 and the intermediate gear 2, and the symbol f is the meshing portion A between the intermediate gear 2 and the drum gear 1. This represents the change in the angular velocity. Symbol g represents a change in angular velocity of the drum gear 1 with respect to the input gear 3 when they are combined. As shown in FIG. 5A, in the same phase state, the angular velocity amplitude is amplified and the rotation unevenness of the drum gear 1 is increased. On the other hand, as shown in FIG. 5B, when the phases cancel each other, the angular velocity amplitude is canceled out, and the change in angular velocity at the meshing frequency of the drum gear 1 can be made substantially constant. .

以上に着目し、本実施形態においては、(1)ドラムギア1を高精度に回転させるためにギア列を斜歯ギアで構成する。(2)図5(b)に示すように、入力ギア3と中間ギア2との入力側の噛合位相と、中間ギア2とドラムギア1との出力側の噛合位相とをほぼ1/2位相だけずらして配置する。それによって角速度の変動を相互に打ち消し合いさせて、出力側であるドラムギア1のギアの噛合周波数における角速度の変動振幅が最小となるように設定する。本実施形態の場合、出力ギアであるドラムギア1が回転軸方向に移動する構成の場合においても、上記入力側の噛合位相と出力側の噛合位相とをほぼ1/2位相の180°でずらして配置する。それによって角速度の変動を相互に打ち消し合わせている状態を保持できるようにする。   Focusing on the above, in the present embodiment, (1) the gear train is constituted by an inclined gear in order to rotate the drum gear 1 with high accuracy. (2) As shown in FIG. 5B, the meshing phase on the input side of the input gear 3 and the intermediate gear 2 and the meshing phase on the output side of the intermediate gear 2 and the drum gear 1 are approximately ½ phase. Shift and arrange. Thereby, the fluctuations in the angular velocity are canceled each other, and the fluctuation amplitude of the angular velocity at the gear meshing frequency of the drum gear 1 on the output side is set to be minimum. In the case of this embodiment, even in the case where the drum gear 1 that is the output gear moves in the direction of the rotation axis, the meshing phase on the input side and the meshing phase on the output side are shifted by 180 ° of approximately ½ phase. Deploy. As a result, it is possible to maintain a state in which fluctuations in angular velocity cancel each other.

≪第1実施形態≫
図6および図7は、第1実施形態による駆動装置を示す。
<< First Embodiment >>
6 and 7 show the driving apparatus according to the first embodiment.

図6において、駆動装置は、モータ取付板21に動力源であるモータ6が配置され、モータ軸5に固定されたモータギア4と、モータ取付板21と駆動側板25に両端を固定された中間ギア12の回転軸となる中間ギア軸22とドラムギアユニット30を備えている。 上記ドラムギアユニット30は、2枚の側板31,32に入力ギア軸33がこの両端部を固定されている。また、入力ギア軸33上には入力ギア13が回転可能に設けられ、2枚の側板31,32に軸支されてドラムギア11の両端からボス11a,11bが突出しており、それらボス11a,11bを軸受34a,34bで支持している。   In FIG. 6, the drive device includes a motor gear 4 that is fixed to the motor shaft 5 and a motor gear 4 that is fixed to the motor shaft 5, and an intermediate gear that is fixed at both ends to the motor mounting plate 21 and the drive side plate 25. An intermediate gear shaft 22 and a drum gear unit 30 serving as twelve rotation shafts are provided. In the drum gear unit 30, the input gear shaft 33 is fixed to the two side plates 31 and 32 at both ends. Further, the input gear 13 is rotatably provided on the input gear shaft 33. The bosses 11a and 11b protrude from both ends of the drum gear 11 by being pivotally supported by the two side plates 31 and 32, and the bosses 11a and 11b. Are supported by bearings 34a and 34b.

以上のモータギア4、入力ギア13、中間ギア12、ドラムギア11はすべて斜歯ギアで形成されてギア列を構成している。   The motor gear 4, the input gear 13, the intermediate gear 12, and the drum gear 11 are all formed as inclined gears and constitute a gear train.

ドラムギアユニット30の2枚の側板31,32には、中間ギア軸22が嵌合する貫通孔31a、32aが設けられている。また、ドラムギア11の中心には片端をモータ取付板21に固定のドラムギア軸24が嵌合しており、回転軸方向への移動が可能に軸支されている。そのため、ドラムギアユニット30は中間ギア軸22とドラムギア軸24に規制されつつ、回転軸方向への移動が可能となっている。このドラムギアユニット30の回転軸方向への移動は、中間ギア12に対する入力ギア13の噛合状態と中間ギア12に対するドラムギア11の噛合状態との関係を保持したまま歯筋方向に移動することになる。   The two side plates 31 and 32 of the drum gear unit 30 are provided with through holes 31a and 32a into which the intermediate gear shaft 22 is fitted. Further, a drum gear shaft 24 having one end fixed to the motor mounting plate 21 is fitted at the center of the drum gear 11 and is supported so as to be movable in the direction of the rotation axis. Therefore, the drum gear unit 30 can be moved in the rotation axis direction while being regulated by the intermediate gear shaft 22 and the drum gear shaft 24. The movement of the drum gear unit 30 in the rotation axis direction moves in the tooth trace direction while maintaining the relationship between the meshing state of the input gear 13 with the intermediate gear 12 and the meshing state of the drum gear 11 with respect to the intermediate gear 12. .

この第1実施形態において、駆動装置が回転駆動するとき、入力ギア13とドラムギア11は各々斜歯ギアの回転軸方向に働く力によって側板の方向へと付勢される。第1実施形態の場合、図3(c)に示す回転方向に回転すると、感光ドラム方向に寄せられる。この入力ギア13とドラムギア11とが回転時に回転軸方向に寄せられた状態では、前述のように入力ギア13と中間ギア12との入力側の噛合位相と、中間ギア12とドラムギア11との出力側の噛合位相とを互いの角速度の変動を打ち消させるようにする。そのためほぼ1/2位相(角度180°)ずらした最良の状態に配置してある。   In the first embodiment, when the drive device is driven to rotate, the input gear 13 and the drum gear 11 are each urged toward the side plate by the force acting in the direction of the rotation axis of the inclined gear. In the case of the first embodiment, when rotating in the rotation direction shown in FIG. In a state where the input gear 13 and the drum gear 11 are moved toward the rotation axis during rotation, the meshing phase on the input side of the input gear 13 and the intermediate gear 12 and the output of the intermediate gear 12 and the drum gear 11 as described above. The side meshing phase is made to cancel the fluctuation of the mutual angular velocity. Therefore, it is arranged in the best state shifted by almost ½ phase (angle 180 °).

すなわち、図6および図7に示す状態において、入力ギア13と中間ギア12との噛合部Bの位相と、中間ギア12とドラムギア11との噛合部Aの位相との関係を、ほぼ1/2位相である角度180°だけずらして配置する。その際、図5(b)に示すように、互いの角速度の振幅を相殺させてドラムギア11のギアの噛合周波数における角速度変化をほぼ一定になるようにしてある。   That is, in the state shown in FIGS. 6 and 7, the relationship between the phase of the meshing portion B between the input gear 13 and the intermediate gear 12 and the phase of the meshing portion A between the intermediate gear 12 and the drum gear 11 is approximately ½. The phase is shifted by 180 °. At that time, as shown in FIG. 5B, the angular velocity changes at the meshing frequency of the gear of the drum gear 11 are made substantially constant by canceling the amplitudes of the mutual angular velocities.

ドラムギア11の両端から突き出ているボス11a、11bのうち、感光ドラム104側のボス11bの端部には感光ドラム44に係合して回転を伝達するために複数の爪形状に形成された突起35が設けられている。また、ドラムギア11の回転中心と感光ドラム44の回転中心の軸心を芯合わせをするための半球状の突起36が設けられている。   Of the bosses 11a and 11b protruding from both ends of the drum gear 11, a plurality of claw-shaped projections are formed at the end of the boss 11b on the photosensitive drum 104 side to engage the photosensitive drum 44 and transmit the rotation. 35 is provided. A hemispherical projection 36 is provided for aligning the center of rotation of the drum gear 11 and the center of rotation of the photosensitive drum 44.

≪ドラムギアユニットの移動≫
そこで、図7に示すように、ユーザがカートリッジカバーなどを閉じる操作などすると、その動作に連動してドラムギアユニット30が回転軸方向に沿って感光体ドラム44側に移動する。そのドラムギアユニット30の移動により、半球状の突起36が感光ドラムの円筒部46に嵌合することで自動的に軸心が芯出しされ、同時に半球状の突起36の先端が円筒部の底面47に突き当たることで回転軸方向に位置決めされる。そのようにしてドラムギア11の複数の爪形状による突起35と感光ドラム44の軸方向端部に設けられた爪形状による部分45とがカップリング係合される。
≪Movement of drum gear unit≫
Therefore, as shown in FIG. 7, when the user closes the cartridge cover or the like, the drum gear unit 30 moves toward the photosensitive drum 44 along the rotation axis direction in conjunction with the operation. The movement of the drum gear unit 30 causes the hemispherical protrusion 36 to fit into the cylindrical portion 46 of the photosensitive drum, so that the axis is automatically centered. At the same time, the tip of the hemispherical protrusion 36 is the bottom surface of the cylindrical portion. Positioning in the direction of the rotation axis by hitting 47. In this manner, the plurality of claw-shaped projections 35 of the drum gear 11 and the claw-shaped portion 45 provided at the axial end of the photosensitive drum 44 are coupled to each other.

なお、ドラムギアユニット30は、入力ギア13と中間ギア12との噛合部Bの位相と、中間ギア12とドラムギア11との噛合部Aの位相とを互いの角速度の変動を打ち消し合わせた状態を保持したまま軸方向に移動し位置決めされる。その結果、ドラムギア11は角速度の変動がほぼ一定になるように回転することができる。なお、ドラムギア11の位置決めを感光ドラム端部への突き当てに限ることなく、無端状ベルトを駆動する回転体に対して位置決めする構造も可能である。   Note that the drum gear unit 30 has a state in which the phase of the meshing portion B between the input gear 13 and the intermediate gear 12 and the phase of the meshing portion A between the intermediate gear 12 and the drum gear 11 cancel each other's fluctuations in angular velocity. It is moved and positioned in the axial direction while being held. As a result, the drum gear 11 can rotate so that the fluctuation of the angular velocity becomes substantially constant. Note that the positioning of the drum gear 11 is not limited to abutting against the end of the photosensitive drum, and a structure in which the drum gear 11 is positioned with respect to the rotating body that drives the endless belt is also possible.

なお、この第1実施形態においては、図8に示すように、ギア列の各斜歯ギアの寄り方向に予圧を与えるようにバネ37,38を装着して構成でき、それによってギア寄せの効果をより高めることができる。   In the first embodiment, as shown in FIG. 8, the springs 37 and 38 can be mounted so as to apply a preload in the direction of the inclined gears of the gear train, thereby achieving the effect of gear shifting. Can be further enhanced.

また、第1実施形態によれば、感光ドラム44を内蔵したプロセスカートリッジをプリンタ本体に装着し、感光ドラム44とドラムギア11とを爪形状部分に係合させた状態でモータ6からの回転動力を伝達する。すると、感光ドラム44が回転して現像プロセス手段などによる負荷などの影響で、感光ドラム44が微小ながら回転軸方向に振動を生じる。しかし、前述の本実施形態の構成と作用によって、ドラムギア11のギアの噛合周波数における角速度の変動振幅が最小となるような最良の状態を維持した回転が可能となる。   In addition, according to the first embodiment, the process cartridge including the photosensitive drum 44 is mounted on the printer body, and the rotational power from the motor 6 is generated with the photosensitive drum 44 and the drum gear 11 engaged with the claw-shaped portion. introduce. Then, the photosensitive drum 44 rotates, and the photosensitive drum 44 vibrates in the direction of the rotation axis although it is minute due to the influence of the load by the developing process means or the like. However, with the configuration and operation of the above-described embodiment, it is possible to perform rotation while maintaining the best state in which the fluctuation amplitude of the angular velocity at the meshing frequency of the drum gear 11 is minimized.

加えて、第1実施形態によれば、プロセスカートリッジをプリンタ本体に装着時、感光ドラム44の位置精度が回転軸方向にバラツキがあったとしても、それに影響も受けることはない。   In addition, according to the first embodiment, when the process cartridge is mounted on the printer body, even if the positional accuracy of the photosensitive drum 44 varies in the rotation axis direction, it is not affected.

≪第2実施形態≫
つぎに、図9〜図11は、本発明の駆動装置に係る第2実施形態を示す。
<< Second Embodiment >>
Next, FIGS. 9 to 11 show a second embodiment according to the driving apparatus of the present invention.

この第2実施形態においては、より効果的にギアを配置することで部品点数を削減することを目標とするものである。すなわち、図9および図10に示すように、モータ取付板68に片持ち固定されて入力ギア53の回転軸となる入力ギア軸67を有し、中間ギア52の回転軸である中間ギア軸67がモータ取付板68と側板69とを支持するように固定されている。また、モータ取付板68と側板69には軸受64a,64bによってドラムギア51の両端から突出しているボス51a,51bが回転可能に軸支されている。ドラムギア51の両端から突出しているボス51a、51bのうち、感光ドラム104側のボス11bの端部には感光ドラム44に係合して回転を伝達するために複数の爪形状による突起35が設けられている。また、ドラムギア51の回転軸心と感光ドラム44の回転軸心の芯合わせをするための半球状の突起36が設けられている。   In the second embodiment, the goal is to reduce the number of parts by arranging gears more effectively. That is, as shown in FIGS. 9 and 10, it has an input gear shaft 67 that is cantilevered on the motor mounting plate 68 and serves as the rotational shaft of the input gear 53, and the intermediate gear shaft 67 that is the rotational shaft of the intermediate gear 52. Is fixed to support the motor mounting plate 68 and the side plate 69. Also, bosses 51a and 51b projecting from both ends of the drum gear 51 are rotatably supported on the motor mounting plate 68 and the side plate 69 by bearings 64a and 64b. Among the bosses 51a and 51b protruding from both ends of the drum gear 51, a plurality of claw-shaped projections 35 are provided at the end of the boss 11b on the photosensitive drum 104 side to engage the photosensitive drum 44 and transmit the rotation. It has been. Further, a hemispherical projection 36 for aligning the rotation axis of the drum gear 51 and the rotation axis of the photosensitive drum 44 is provided.

以上の構成によって、ユーザがカートリッジカバーなどを閉じる操作を行うと、それに連動して、図11に示すように、ドラムギア51が回転軸方向に沿って感光ドラム44側に移動する。そのドラムギア51の移動で、半球状の突起36が感光ドラム44の円筒部46に嵌合して芯合わせが行われると同時に、半球状の突起36の先端が円筒部の底面47に突き当たることで回転軸方向に位置決めされる。ドラムギア51の複数の爪形状による突起35と感光ドラム44の軸方向端部に設けられた爪形状部分45とがカップリング係合される。   With the above configuration, when the user performs an operation to close the cartridge cover or the like, the drum gear 51 moves to the photosensitive drum 44 side along the rotation axis direction in conjunction with the operation, as shown in FIG. By the movement of the drum gear 51, the hemispherical projection 36 is fitted into the cylindrical portion 46 of the photosensitive drum 44 and centering is performed, and at the same time, the tip of the hemispherical projection 36 abuts against the bottom surface 47 of the cylindrical portion. Positioned in the direction of the rotation axis. A plurality of claw-shaped projections 35 of the drum gear 51 and a claw-shaped portion 45 provided at the axial end of the photosensitive drum 44 are coupled to each other.

また、ユーザによるカートリッジカバーなどを開ける操作に連動して、ドラムギア51が回転軸方向に沿ってモータ6側に移動し、爪形状部分によるカップリング係合が離間する。それによりユーザは容易にプリンタ本体からプロセスカートリッジを取り外すことができる。   In conjunction with the user opening the cartridge cover or the like, the drum gear 51 moves toward the motor 6 along the rotation axis direction, and the coupling engagement by the claw-shaped portion is separated. Thereby, the user can easily remove the process cartridge from the printer body.

本実施形態にあっても、一連のギア列を構成するモータギア4と、入力ギア53と、中間ギア52と、ドラムギア51の各ギアには斜歯ギアが用いられている。入力ギア53とドラムギア51の斜歯の捩れ方向は、ドラムギア51に負荷を与えてモータ軸5を図10中の矢印で示す方向に回転させたとき、入力ギア53の回転軸方向に働く軸力とドラムギア51の回転軸方向に働く軸力とが互いに向き合う方向に設定してある。また、入力ギア53の斜歯の捩れ方向は右方向、ドラムギア51の斜歯の捩れ方向は左方向になっている。また、中間ギア52の斜歯の捩れ方向は入力ギア53に噛合する左方向の領域52aと、ドラムギア51に噛合する右方向の領域52bとが一体となるよう構成されている。   Even in the present embodiment, inclined gears are used for the motor gear 4, the input gear 53, the intermediate gear 52, and the drum gear 51 that constitute a series of gear trains. The twisting direction of the inclined teeth of the input gear 53 and the drum gear 51 is an axial force acting in the direction of the rotation axis of the input gear 53 when a load is applied to the drum gear 51 and the motor shaft 5 is rotated in the direction indicated by the arrow in FIG. And the axial force acting in the direction of the rotation axis of the drum gear 51 are set to face each other. Further, the torsional direction of the inclined teeth of the input gear 53 is rightward, and the torsional direction of the inclined teeth of the drum gear 51 is leftward. Further, the twisted direction of the inclined teeth of the intermediate gear 52 is configured such that the leftward region 52 a meshing with the input gear 53 and the rightward region 52 b meshing with the drum gear 51 are integrated.

また、入力ギア53とドラムギア51の各々には、互いに向き合う対向面に回転軸と同軸上の同心円で円環状による円滑な表面を有する突起71,73が設けられ、回転軸方向から見たとき、その円環形状が交差するように軸中心が配置されている。   In addition, each of the input gear 53 and the drum gear 51 is provided with protrusions 71 and 73 having concentric and coaxial circular surfaces on the opposite surfaces facing each other and having a smooth surface by an annular shape when viewed from the direction of the rotation axis. The axis centers are arranged so that the circular shapes intersect.

それら入力ギア53とドラムギア51とが回転駆動時に回転軸方向に互いに寄った状態において、前述のように、入力ギア53と中間ギア52との入力側の噛合位相と、中間ギア52とドラムギア51との出力側の噛合位相とを互いの角速度の変動を相殺させる。すなわち、互いに打ち消し合わせるようにほぼ1/2位相で角度180°だけずらした最良の状態に配置してある。すなわち、図10に示す状態において、入力ギア53と中間ギア52との噛合部Bの位相と、中間ギア52とドラムギア51との噛合部Aの位相との関係を、ほぼ1/2位相ずらして配置する。図5(b)に示すように、互いの角速度の振幅を相殺してドラムギア51のギアの噛合周波数における角速度の変動をほぼ一定になるように維持する。   In the state where the input gear 53 and the drum gear 51 are close to each other in the rotational axis direction when being rotated, as described above, the meshing phase on the input side of the input gear 53 and the intermediate gear 52, the intermediate gear 52, and the drum gear 51 The output side meshing phase cancels out the fluctuations of the mutual angular velocities. In other words, they are arranged in the best state shifted by an angle of 180 ° with almost ½ phase so as to cancel each other. That is, in the state shown in FIG. 10, the relationship between the phase of the meshing portion B between the input gear 53 and the intermediate gear 52 and the phase of the meshing portion A between the intermediate gear 52 and the drum gear 51 are shifted by almost ½ phase. Deploy. As shown in FIG. 5B, the amplitudes of the angular velocities of each other are canceled and the fluctuations of the angular velocities at the meshing frequency of the drum gear 51 are maintained to be substantially constant.

図10において、ギア列が回転動作をすると斜歯ギアの受ける軸方向に働く力の作用によって、入力ギア53とドラムギア51とが回転軸方向に互いに寄り合い、互いの円環状の突起71,73どうしが接触し合いながら回転する。そして、ドラムギア51が軸方向に移動した場合でも、入力ギア53が軸方向に互いの円環状の突起71,73どうしが接触を保ちながら移動する。   In FIG. 10, when the gear train rotates, the input gear 53 and the drum gear 51 face each other in the rotational axis direction due to the action of the axially acting force received by the inclined gear, and the annular protrusions 71 and 73 are mutually connected. Rotate while touching each other. Even when the drum gear 51 moves in the axial direction, the input gear 53 moves while keeping the contact between the annular projections 71 and 73 in the axial direction.

結果、この第2実施形態によれば、入力ギア53と中間ギア52との噛合部Bの位相と、中間ギア52とドラムギア51との噛合部Aの位相とを互いの角速度の変動を打ち消させた状態を維持できる。そのため、ドラムギア51はギアの噛合周波数における角速度の変動をほぼ一定になるように回転することができる。   As a result, according to the second embodiment, the phase of the meshing portion B between the input gear 53 and the intermediate gear 52 and the phase of the meshing portion A between the intermediate gear 52 and the drum gear 51 cancel each other's angular velocity fluctuations. Can be maintained. Therefore, the drum gear 51 can rotate so that the fluctuation of the angular velocity at the gear meshing frequency becomes substantially constant.

このとき、入力ギア軸5にモータ取付板68と入力ギア53との間に弾性部材として圧縮ばね(図示略)などを装着し、予圧を付与して付勢することで入力ギア53とドラムギア51とを確実に接触させることができる。   At this time, a compression spring (not shown) or the like is mounted as an elastic member between the motor mounting plate 68 and the input gear 53 on the input gear shaft 5, and preload is applied to bias the input gear 53 and the drum gear 51. Can be reliably brought into contact with each other.

また、円環状の突起71,73どうしが摺接する面にグリスなどの潤滑油材を塗布すると、磨耗や接触を通して伝わる振動に対する影響を小さく抑えるのに効果がある。   Further, applying a lubricating oil material such as grease to the surface where the annular projections 71 and 73 are in sliding contact with each other has an effect of minimizing the influence on wear and vibration transmitted through contact.

感光ドラム44などを内蔵したプロセスカートリッジをプリンタ本体に装着し、感光ドラム44とドラムギア51とを爪形状部分を係合させた状態でモータ6からの回転動力を伝達する。それによって感光ドラム44が回転し、感光ドラム44に作用する現像プロセス手段などによる負荷などの影響で感光ドラム44が僅かながらも回転軸方向に沿って振動が生じる。その場合でも、ドラムギア51の角速度の変動振幅が最小となるような最良の状態を維持した回転が可能となる。   A process cartridge including a photosensitive drum 44 and the like is mounted on the printer main body, and rotational power from the motor 6 is transmitted with the photosensitive drum 44 and the drum gear 51 engaged with the claw-shaped portions. As a result, the photosensitive drum 44 rotates, and the photosensitive drum 44 vibrates along the rotation axis direction, although it is slightly affected by the load of the developing process means or the like acting on the photosensitive drum 44. Even in such a case, it is possible to perform rotation while maintaining the best state in which the fluctuation amplitude of the angular velocity of the drum gear 51 is minimized.

なお、上記第1,第2実施形態のいずれにあっても中間ギアを多段ギアで構成することが可能である。図12に示すように、第2実施形態の場合は中間ギアを多段ギア54で構成すると、減速または増速するためのギア列が不要となり、装置小型化により一層寄与して、しかもコスト低減に有効である。その際、噛合部A,Bにおける位相を歯形モジュールと歯数に応じてギアの噛合周波数における角速度の変動振幅が最小となるように設定すればよい。   In any of the first and second embodiments, the intermediate gear can be configured with a multi-stage gear. As shown in FIG. 12, in the case of the second embodiment, if the intermediate gear is constituted by the multi-stage gear 54, a gear train for decelerating or increasing the speed becomes unnecessary, which further contributes to downsizing of the apparatus and further reduces the cost. It is valid. At that time, the phases at the meshing portions A and B may be set so that the fluctuation amplitude of the angular velocity at the meshing frequency of the gear is minimized according to the tooth profile module and the number of teeth.

ここで、図13(a),(b)は、図12で示した中間ギアを多段ギアとした場合において噛合状態を模式的に表すグラフである。ここでは、中間ギア54の大ギアの歯数を小ギアの2倍にしたものを例にしてある。この図中の符号e、e´は、入力ギア53と中間54ギアの大ギア部分との噛合部Bでの角速度の変化を表し、符号f、f´は中間ギア54の小ギア部分とドラムギア51との噛合い部Aでの角速度の変化を表している。また、符号g、g´はそれらを合成したとき、すなわち入力ギア53に対するドラムギア51の角速度の変化を表している。図13(a)は、入力ギア53に対するドラムギア51の角速度の変動振幅Lが、この駆動系においてのギアの噛合周波数における角速度の変動振幅が最大となる状態である。図13(b)は、入力ギア53に対するドラムギア51の角速度の変動振幅L´が、この駆動系においてのギアの噛合い周波数における角速度変動振幅が最小なる状態である。すなわち、この図13(b)に示す噛合位相の状態となるように噛合部の位相を設定することで好適な結果を実現することができる。   Here, FIGS. 13A and 13B are graphs schematically showing the meshing state when the intermediate gear shown in FIG. 12 is a multi-stage gear. Here, an example in which the number of teeth of the large gear of the intermediate gear 54 is twice that of the small gear is taken as an example. Symbols e and e 'in this figure represent changes in angular velocity at the meshing portion B between the input gear 53 and the large gear portion of the intermediate 54 gear, and symbols f and f' represent the small gear portion of the intermediate gear 54 and the drum gear. The change of the angular velocity in the meshing part A with 51 is shown. Symbols g and g ′ represent changes in the angular velocity of the drum gear 51 with respect to the input gear 53 when they are combined. FIG. 13A shows a state in which the fluctuation amplitude L of the angular velocity of the drum gear 51 with respect to the input gear 53 is maximized in the angular velocity fluctuation amplitude at the gear meshing frequency in this drive system. FIG. 13B shows a state in which the angular velocity fluctuation amplitude L ′ of the drum gear 51 with respect to the input gear 53 is the smallest in the angular velocity fluctuation amplitude at the gear meshing frequency in this drive system. That is, a favorable result can be realized by setting the phase of the meshing portion so as to be in the meshing phase state shown in FIG.

以上説明したように、上記各実施形態にあっては、回転伝達時に出力ギアの軸方向に加わる力の方向と出力ギアの2つ前に連なるギアの軸方向に加わる力の方向とを向かい合わせる。また、出力ギアの歯幅方向に設けた円環状の突起と出力ギアの2つ前に連なるギア歯幅方向に設けた円環状の突起とを互いに向き合わせ、接触しながら摺動回転するように構成する。それによって、部品点数を削減でき、累積誤差によって目標とすべき効果が半減するのを防ぎ、また、コスト低減も可能となる。また、出力ギアであるドラムギア1に噛合する1つ手前の中間ギア2を多段ギアにすることで、減速あるいは増速するためのギア列が不要となり装置を小型化するために有効であり、さらにはコストの低減となる。   As described above, in each of the above-described embodiments, the direction of the force applied in the axial direction of the output gear at the time of rotation transmission is opposed to the direction of the force applied in the axial direction of the gear connected immediately before the output gear. . In addition, the annular protrusion provided in the tooth width direction of the output gear and the annular protrusion provided in the gear tooth width direction that is two immediately before the output gear face each other so that they slide and rotate while in contact with each other. Constitute. As a result, the number of parts can be reduced, and the effect to be targeted can be prevented from being halved by the accumulated error, and the cost can be reduced. Further, by making the intermediate gear 2 immediately before meshing with the drum gear 1 that is an output gear into a multi-stage gear, there is no need for a gear train for decelerating or increasing the speed, which is effective for downsizing the apparatus. Reduces costs.

以上、本発明について数例の実施形態を説明したが、本発明はそれらの実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲内でその他の実施態様、応用例、変形例、そしてそれらの組み合わせも可能である。   As mentioned above, although several embodiment was described about this invention, this invention is not limited to those embodiment, In the range which does not deviate from the main point of this invention, other embodiment, an application example, and a modified example , And combinations thereof are also possible.

本発明に係る画像形成装置本体の実施形態の構成を示す縦断面図。1 is a longitudinal sectional view showing a configuration of an embodiment of an image forming apparatus main body according to the present invention. 同画像形成装置にプロセスカートリッジを装着する様子を示す縦断面図。FIG. 3 is a longitudinal sectional view showing a state in which a process cartridge is mounted on the image forming apparatus. 同図(a)〜(c)はモータから感光ドラムへの示した歯車伝動機構を上面から見た図、モータから感光ドラムへの示した歯車伝動機構を上面から見た図、モータから感光ドラムへの示した歯車伝動機構を回転軸方向から見た図。FIGS. 3A to 3C are views of the gear transmission mechanism shown from the motor to the photosensitive drum as viewed from above, the gear transmission mechanism as shown from the motor to the photosensitive drum as viewed from above, and the motor to the photosensitive drum. The figure which looked at the gear transmission mechanism shown in to from the direction of a rotating shaft. 同図1(a),(b)は入力ギアと中間ギアとのギアの噛合状態がギアの回転とともに変化する様子を示す図。FIGS. 1A and 1B are views showing how the meshing state of the input gear and the intermediate gear changes as the gear rotates. 同図(a),(b)は上記図3(c)に示す噛合部Bと噛合部Aとの位相が同位相の場合を示すグラフと、噛合部Bと噛合部Aとの位相が同位相の場合と1/2位相をずらして位相を互いに打ち消しあった状態の場合とを対比して示すグラフ。FIGS. 3A and 3B are graphs showing the case where the phases of the meshing part B and the meshing part A shown in FIG. 3C are the same, and the phases of the meshing part B and the meshing part A are the same. The graph which contrasts the case of a phase, and the case where the phase is mutually canceled by shifting 1/2 phase. 第1実施形態による駆動装置を上面から見て示す図。The figure which shows the drive device by 1st Embodiment seeing from an upper surface. 同第1実施形態による駆動装置においてドラムギアと感光ドラムとが係合した状態を上面から見て示す図。The figure which shows the state which the drum gear and the photosensitive drum engaged in the drive device by the said 1st Embodiment seeing from the upper surface. 同第1実施形態による駆動装置において入力ギアとドラムギアとの寄り方向に予圧を与えるバネを設けた状態を示す図。The figure which shows the state which provided the spring which provides a preload in the shift | offset | difference direction of an input gear and a drum gear in the drive device by the said 1st Embodiment. 第2実施形態による駆動装置において上面から見て示す図。The figure seen from the upper surface in the drive device by a 2nd embodiment. 同第2実施形態による駆動装置を回転軸方向から見て示す図。The figure which shows the drive device by the 2nd Embodiment seeing from a rotating shaft direction. 同第2実施形態による駆動装置においてドラムギアと感光体ドラムとが係合した状態を上面から見て示す図。The figure which shows the state which the drum gear and the photosensitive drum engaged in the drive device by the said 2nd Embodiment seeing from the upper surface. 上記第2実施形態の駆動装置において中間ギアを多段ギアで構成した場合を示す図。The figure which shows the case where the intermediate | middle gear is comprised with a multistage gear in the drive device of the said 2nd Embodiment. 同図(a),(b)は、上記図12に示す中間ギアが多段ギアである場合の噛合部Bと噛合部Aとの位相の状態において角速度の変動振幅が最大となる場合を示すグラフと、同角速度の変動振幅が最小と成る場合を対比して示すグラフ。FIGS. 9A and 9B are graphs showing a case where the fluctuation velocity of the angular velocity is maximized in the state of the phase between the meshing portion B and the meshing portion A when the intermediate gear shown in FIG. 12 is a multi-stage gear. And a graph showing the case where the fluctuation amplitude of the same angular velocity is minimized.

符号の説明Explanation of symbols

1、11、51 ドラムギア
2、12、52 中間ギア
3、13、53 入力ギア
4 モータギア
5 モータ軸
6 モータ
7、35 ドラムギア爪部(突起)
8、45 感光ドラム爪部(突起)
11a、11b、51a、51b ドラムギアボス
21、68 モータ取付板
22、67 中間ギア軸
24 ドラムギア軸
25、69 駆動側板
30 ドラムギアユニット
31、32 側板
31a、32a 貫通孔
33、66 入力ギア軸
34a、34b、64a、64b 軸受
36 半球状突起
37、38 バネ
44 感光体ドラム
46 円筒部
47 円筒部の底面
52a 中間ギアのハス歯の捩れ左方向領域
52b 中間ギアのハス歯の捩れ右方向領域
54 多段ギア
71 ドラムギアの円環状突起
73 入力ギアの円環状突起
100 レーザ発光部
101 レーザ光
102 ミラー
103 プロセスカートリッジ
104 感光ドラム
105 シート(転写材)
106 カセット
107 給紙ローラ
108 搬送経路
109 転写部
110 定着器
111 排紙部
112 カートリッジカバー
1, 11, 51 Drum gear 2, 12, 52 Intermediate gear 3, 13, 53 Input gear 4 Motor gear 5 Motor shaft 6 Motor 7, 35 Drum gear claw (projection)
8, 45 Photosensitive drum claw (protrusion)
11a, 11b, 51a, 51b Drum gear boss 21, 68 Motor mounting plate 22, 67 Intermediate gear shaft 24 Drum gear shaft 25, 69 Drive side plate 30 Drum gear unit 31, 32 Side plate 31a, 32a Through hole 33, 66 Input gear shaft 34a , 34b, 64a, 64b Bearing 36 Hemispherical projection 37, 38 Spring 44 Photosensitive drum 46 Cylindrical portion 47 Bottom surface of cylindrical portion 52a Torsional leftward region of helical gear of intermediate gear 52b Torsional rightward region of helical gear of intermediate gear 54 Multistage gear 71 Drum gear annular protrusion 73 Input gear annular protrusion 100 Laser light emitting portion 101 Laser light 102 Mirror 103 Process cartridge 104 Photosensitive drum 105 Sheet (transfer material)
106 cassette 107 paper feed roller 108 transport path 109 transfer unit 110 fixing unit 111 paper discharge unit 112 cartridge cover

Claims (8)

動力源からの回転動力を2つ以上のギアからなるギア列を介して最終ギアである出力ギアに伝達する駆動装置であって、
前記出力ギアと1つ手前のギアとの噛合による位相と、2つ手前のギアと前記1つ手前のギアとの噛合による位相とが、前記出力ギアの角速度の変動による周波数振幅が最小となるように設定され、
前記出力ギアと前記2つ手前のギアとが、それらの回転軸方向に相対する位置を常時一定に維持した状態で移動可能に構成されていることを特徴とする駆動装置。
A drive device that transmits rotational power from a power source to an output gear that is a final gear through a gear train composed of two or more gears,
The phase amplitude resulting from the meshing of the output gear with the previous gear and the phase resulting from the meshing of the second previous gear with the previous gear minimize the frequency amplitude due to the change in angular velocity of the output gear. Is set to
The drive device, wherein the output gear and the two previous gears are configured to be movable in a state where their positions relative to the rotation axis direction are always kept constant.
前記出力ギアと前記2つ手前のギアとが互いに作用しつつ回転軸方向への相対位置を常時一定に維持できるよう構成されていることを特徴とする請求項1に記載の駆動装置。   2. The drive device according to claim 1, wherein the output gear and the two previous gears are configured to be able to constantly maintain a relative position in a rotation axis direction while acting with each other. 回転伝達時に前記出力ギアの回転軸に働く力の方向と、前記2つ手前のギアの回転軸方向に働く力の方向とが対向しており、前記出力ギアの歯幅方向に設けた円環状の突起と前記2つ手前のギアの歯幅方向に設けた円環状の突起とが向き合って摺接して回転可能に構成されていることを特徴とする請求項2に記載の駆動装置。   The direction of the force acting on the rotation shaft of the output gear at the time of rotation transmission is opposite to the direction of the force acting on the rotation shaft direction of the two preceding gears, and an annular shape provided in the tooth width direction of the output gear The drive device according to claim 2, wherein the projection and the annular projection provided in the tooth width direction of the two gears in front of each other face each other and slide in contact with each other. 前記出力ギアと、前記1つ手前のギアと、前記2つ手前のギアとが斜歯ギアでなっていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の駆動装置。   4. The drive device according to claim 1, wherein the output gear, the one-early gear, and the two-early gear are bevel gears. 5. 前記2つ手前のギアが、前記動力源から回転動力を受ける入力ギアであることを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の駆動装置。   5. The drive device according to claim 1, wherein the two gears before are input gears that receive rotational power from the power source. 6. 前記1つ手前のギアは、中間ギアとして多段ギアでなっていることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1つに記載の駆動装置。   The drive device according to any one of claims 1 to 5, wherein the previous gear is a multistage gear as an intermediate gear. 前記請求項1乃至6のいずれか1項に記載の駆動装置が装着され、該駆動装置に備わる前記出力ギアが、画像形成装置本体に備わって回転する像担持体に対して、またはその像担持体を回転させる駆動体に対して回転軸方向に位置決めされ、係合することによって回転が伝達されるように構成されていることを特徴とする画像形成装置。   The drive device according to any one of claims 1 to 6 is mounted, and the output gear provided in the drive device is provided to or rotates with respect to an image carrier provided in a main body of the image forming apparatus. An image forming apparatus characterized in that rotation is transmitted by positioning and engaging in a rotational axis direction with respect to a driving body for rotating the body. 前記駆動体が転写材を挟んで前記像担持体に対向する無端状ベルトを駆動させる回転体である場合に、その回転体に対して前記出力ギアが回転軸方向に位置決めされかつ係合して回転伝達されることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。   When the driving body is a rotating body that drives an endless belt facing the image carrier with the transfer material interposed therebetween, the output gear is positioned and engaged with the rotating body in the rotation axis direction. The image forming apparatus according to claim 7, wherein the image forming apparatus is rotated and transmitted.
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JP2011090105A (en) * 2009-10-21 2011-05-06 Fuji Xerox Co Ltd Drive circuit and image forming apparatus
US9134680B2 (en) 2012-11-21 2015-09-15 Ricoh Company, Ltd. Driving force transmission unit and image forming apparatus including same

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