JP2009151207A - 駆動装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】駆動伝達ギヤ15の被係合部と駆動出力ギヤ16の係合部との間に駆動出力ギヤ16が駆動伝達ギヤ15に対して相対的に所定量回転可能とする遊び22aを設ける。また、駆動出力ギヤ16が駆動伝達ギヤ15に対して相対的にスラスト方向へ移動するのを規制する規制手段たるスラスト止め41を設ける。
【選択図】図22
Description
図30は、特許文献1記載の駆動装置の概略構成図である。図31は、特許文献1記載の駆動伝達ギヤの斜視図である。
図30に示すように、図示しないモータギヤと噛み合う駆動伝達ギヤ53が、装置本体の側板に回転自在に取り付けられた回転軸59に固定されている。
図31に示すように、駆動伝達ギヤ53には、中心孔53aまわりに略180度の間隔を隔てて2つの係合凸部53bが設けられている。駆動出力ギヤ54は、駆動伝達ギヤ53よりも小径なハスバ歯車で、中心孔のまわりに略180度の間隔を隔てて2つの係合凸部54cを設けている。駆動出力ギヤ54は、係合凸部54cが駆動伝達ギヤ53の2つの係合凸部53bの間に入るように、回転軸59に対して回転可能に取り付けられる。
また、請求項2の発明は、請求項1の駆動装置において、前記駆動伝達ギヤおよび前記駆動出力ギヤの歯は、はす歯であり、各ギヤのはす歯のねじれ方向を、駆動伝達時における駆動伝達ギヤにかかるスラスト力と、前記駆動出力ギヤにかかるスラスト力とが逆方向になるように設定したことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1または2の駆動装置において、前記係合部が軸方向に突出する係合突起であり、前記被係合部が、前記係合突起が挿入される挿入孔であって、前記規制手段を、前記係合突起から径方向に突出し、前記駆動伝達ギヤの前記駆動出力ギヤと対向する面と反対側の面に当接して、前記駆動出力ギヤの軸方向への移動を規制する規制突起としたことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1または2の駆動装置において、前記被係合部が軸方向に突出する係合突起であり、前記係合部が、前記係合突起が挿入される挿入孔であって、前記規制手段を、前記係合突起から径方向に突出し、前記駆動出力ギヤの前記駆動伝達ギヤとの対向面と反対側の面に当接して、前記駆動出力ギヤの軸方向への移動を規制する規制突起としたことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1乃至4いずれかの駆動装置において、前記駆動源から駆動力が伝達されているときのみ前記駆動出力ギヤの軸方向の移動が規制されるように前記規制手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1乃至5いずれかの駆動装置において、前記係合部および前記被係合部のいずれか一方が、係合突起であり、他方が、前記係合突起が挿入される挿入部であって、径方向から前記係合突起に当接する当接部を、前記挿入部に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項6の駆動装置において、前記係合突起、前記挿入部を、前記駆動出力ギヤの円周方向に等間隔で3個以上設け、各挿入部に前記当接部を設けたたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項6または7の駆動装置において、前記当接部を、前記挿入部の回転方向両端に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項6乃至8いずれかの駆動装置において、前記当接部は、前記挿入部の内側面であることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項9の駆動装置において、前記当接部は、前記挿入部の内側面の、前記駆動伝達部材の回転駆動方向上流側に向けて挿入部の径方向の隙間が狭くなるテーパ面であることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、請求項10の駆動装置において、前記係合突起に前記テーパ面と面接触する面を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、請求項6乃至8いずれかの駆動装置において、前記当接部が、弾性部材で形成され、前記挿入孔の内側面から突出する突起部であることを特徴とするものである。
また、請求項13の発明は、請求項1乃至12いずれかの駆動装置において、前記係合部および前記被係合部のいずれか一方が、係合突起であり、他方が、前記係合突起が挿入される挿入部であって、前記挿入部の回転方向長さを前記係合突起の回転方向長さよりも長くしたことを特徴とするものである。
また、請求項14の発明は、請求項1乃至13いずれかの駆動装置において、前記係合部および前記被係合部のいずれか一方が、係合突起であり、他方が、前記係合突起が挿入される挿入部であって、前記挿入部の前記係合突起と係合して前記係合突起に回転駆動力を伝達する部分と、前記係合突起との間に緩衝材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項15の発明は、請求項1乃至14いずれかの駆動装置において、前記遊びが、前記駆動出力ギヤの1歯の回転方向長さ以上有することを特徴とするものである。
また、請求項16の発明は、請求項1乃至15いずれかの駆動装置において、前記駆動出力ギヤが前記駆動伝達ギヤの駆動回転方向と逆方向に前記係合部を付勢する付勢部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項17の発明は、請求項16の駆動装置において、前記付勢部材が、弾性体であることを特徴とするものである。
また、請求項18の発明は、請求項17の駆動装置において、前記弾性体が、引張スプリング、圧縮スプリング、板バネのいずれかであることを特徴とするものである。
また、請求項19の発明は、請求項1乃至18いずれかの駆動装置において、前記駆動伝達ギヤが樹脂製であり、前記駆動出力ギヤが金属製であることを特徴とするものである。
また、請求項20の発明は、請求項1乃至19いずれかの駆動装置において、前記駆動出力ギヤは、当該駆動装置を備えた画像形成装置に対して着脱可能なユニットに取り付けられた駆動入力ギヤと噛み合うことを特徴とするものである。
また、請求項21の発明は、請求項20の駆動装置において、前記着脱可能なユニットが、プロセスカートリッジであることを特徴とするものである。
また、請求項22の発明は、請求項20または21の駆動装置において、前記着脱可能なユニットが、定着装置であることを特徴とするものである。
また、請求項23の発明は、装置本体から着脱可能なユニットを備えた画像形成装置において、前記ユニット内に設けられた回転体を回転駆動させる駆動装置として、請求項1乃至22いずれかの駆動装置を用いたことを特徴とするものである。
また、駆動出力ギヤが駆動伝達ギヤに対して相対的にスラスト方向へ移動するのを規制する規制手段を設けたので、駆動伝達時に、駆動伝達ギヤと駆動出力ギヤとの係合が外れるのを防止することができる。
このプリンタは、図2に示すように、潜像担持体としてのドラム状の感光体1aの周辺に、感光体1aの表面を一様帯電する帯電装置1b、画像情報に基づいて変調されたレーザー光線等を感光体1aに照射する露光装置3、感光体1aに形成された静電潜像に対し現像ローラ10c上の帯電トナーを付着させることでトナー像を形成する現像装置1c、感光体1a上に形成されたトナー像を記録材としての転写紙Pに転写する転写装置1d、転写後に感光体1a上に残ったトナーを除去するクリーニング装置1e等が順に配設されている。また、感光体1a上に静電潜像を形成する潜像形成手段は、上記帯電装置1b及び露光装置3により構成されている。
図示しない駆動モータを駆動すると、同軸に設けられているモータギヤ14、感光体ギヤ列9aが回転させられ、感光体1aや現像ローラ10cが回転される。また、定着ギヤ9bなどが回転させられ、定着ローラ11bが回転する。なお、各ギヤはそれぞれハスバ歯車からなっている。なお、駆動装置9の詳細については、後述する。
定着装置11を通過した転写紙Pは、排紙ローラ対12を経た後、プリンタの筺体外に設けられたスタック部13に向けて排出される。
図4は、プロセスカートリッジ1が装置本体に装着される前の状態における駆動装置9の部分概略構成図である。図5は、プロセスカートリッジ1が装置本体側に装着された状態における駆動装置9の部分概略構成図である。図6は、装置本体側に設けられる駆動伝達ギヤ15と駆動出力ギヤ16の斜視図である。図7は、駆動伝達ギヤ15と駆動出力ギヤ16の断面図である。図8は、駆動伝達ギヤ15と駆動出力ギヤ16の正面図である。
図示しない駆動モータの駆動軸に固定されたモータギヤ14には、駆動伝達部材たる駆動伝達ギヤ15が噛み合い、駆動伝達ギヤ15は軸35に取り付けられている。軸35を回転可能に構成し、この軸に駆動伝達ギヤ15を固定させてもよいし、軸を回転不能に固定しておき、駆動伝達ギヤ15を軸35に対して回転可能に軸に取り付けてもよい。駆動伝達ギヤ15が取り付けられているの軸35上には駆動出力ギヤ16が設けられている。プロセスカートリッジ1には、駆動入力ギヤ17が回転可能に取り付けられている。図5に示すようにプロセスカートリッジ1が装置本体側に装着された状態のとき、駆動出力ギヤ16と駆動入力ギヤ17とが噛み合っており、図示しない駆動モータの回転駆動力が、ギヤ14,15,16,17などを介して感光体1aに伝達される。この実施の形態では、駆動伝達ギヤ15は樹脂製、駆動出力ギヤ16は金属製となっている。しかし、ギヤ15,16の材質は必ずしもこれら材質に限定するものではなく、任意のものを選択することができる。
一方、この駆動伝達ギヤ15の孔部20と対面して取り付け時に接する駆動出力ギヤ16の側面には円周方向に等間隔で、孔部20にそれぞれ遊嵌する係合突起部21が孔部20と同数設けられている。
図8に示すように、孔部20の回転方向の長さは、係合突起部21の回転方向長さよりも少なくとも駆動出力ギヤ16の1歯以上長く形成されている。また、孔部20の内周面のうち、回転方向に延びる面には、係合突起部21と当接して、駆動出力ギヤ16の軸方向への倒れおよび径方向の動きを規制するための当接部としての規制面20aが設けられている。規制面20aは、駆動時の駆動伝達ギヤ15の回転方向上流側に設けられている。これにより、この係合突起部21と孔部20との間には遊び部22aと係合部22bとが形成される。
なお、この実施の形態では、係合突起部21を係合部22b側へ寄せる付勢部材(弾性体)として、引張りスプリング23を示したが、引張りスプリング23に代えて圧縮スプリングを用いてもよく、あるいは板バネを用いてもよい。
また、上述の説明では駆動伝達ギヤ15に孔部20を設け、駆動出力ギヤ16に前記孔部20に遊嵌する係合突起部21を設ける場合について説明したがこれに限定されるものではなく、駆動出力ギヤ16に孔部20を設け、駆動伝達ギヤ16に前記孔部20に遊嵌合する係合突起部21を設けるようにしてもよい。ただし、この場合には、遊び部22aは図8、図9とは反対に設ける必要がある。また、この場合には、係合突起部21と孔部20との係合時に駆動出力ギヤの径方向から孔部に当接して駆動出力ギヤのガタツキを規制するための当接部を係合突起部の円周方向に延びる面に設ける。
図に示すバンディング値の平均値およびバンディングの標準偏差は、次のようにして求めたものである。まず、10個のバンディング検知画像が印字された用紙を8枚プリントする。次に、各検知画像についてムラの数とムラの濃さとを計測してバンディング値を算出する計測器で測定する。なお、バンディング値は、ムラの数が多いほど数値が大きくなり、また、ムラが濃いほど数値が大きくなる。1枚の用紙に印字された10個のバンディング検知画像のバンディング値の平均を算出して、平均値との誤差が大きい3つのデータを除き、7個のバンティング値を1枚の用紙から得れるデータとして用い、計56個のデータから求めたものである。
図に示すように、緩衝材26を用いたものは、緩衝材26を用いないものに比べて、バンディング値が低くなっており、画像のバンディングが改善されていることがわかる。
定着装置11を装置本体に取り付けるときに、定着装置11に取り付けられた定着駆動入力ギヤの歯先が定着駆動出力ギヤの歯先と当接した場合に、定着駆動出力ギヤのみが係合突起部と孔部との間の遊び分回転して、抗力を感じることなく、定着駆動入力ギヤと定着駆動出力ギヤとを噛み合わせて、定着装置を装置本体に装着することができる。これにより、定着装置11の装着操作性を向上させることができる。
プロセスカートリッジ1装着時に駆動伝達ギヤ15と駆動出力ギヤ16とが当接した場合は、駆動出力ギヤ16が、孔部20の遊び分だけ駆動入力ギヤ17に対して相対的に回転する。その結果、駆動出力ギヤ16のみが回転することとなるので、プロセスカートリッジ1の取り付け時の負荷が軽減され、装着性が向上する。
一方、駆動モータからの駆動力が駆動伝達ギヤ15を介して駆動出力ギヤ16に入力された場合は、駆動入力ギヤ17の係合突起部21が、係合部へ移動して、規制面と孔部20の回転駆動方向上流側の径方向に延びる面と当接(係合)する。これにより、駆動出力ギヤ16に伝達された駆動モータの回転駆動力が係合突起部21を介して駆動入力ギヤ17に伝達され、駆動入力ギヤ17と噛み合う図示しない感光体ギヤなどに伝達され、感光体1aが回転駆動する。また、駆動モータの回転駆動時は、係合突起部21が規制面と当接するので、駆動出力ギヤ16のガタが抑制される。これにより、感光体1aの回転ムラを抑制でき、ジターなどが抑制された良好な画像を得ることができる。なお、プロセスカートリッジ1だけでなく、定着装置においても同様な構成をとることができる。
図23は、実施例1の駆動装置9の感光体ギヤ列を示す概略構成図である。図24は、実施例1の駆動伝達ギヤ15と駆動出力ギヤ16とを軸方向から見たときの断面図である。図25は、図24の点線方向に切ってA方向から見たときの図である。
この実施例1は、規制手段を駆動出力ギヤ16に設けたものである。
図に示すように、装置本体の側面101のプロセスカートリッジ側の面と反対側の面に、駆動モータ102が取り付けられている。駆動モータ102の不図示の駆動軸は、側面101を貫通しており、駆動軸には、駆動ギヤ14が固定されている。この駆動ギヤ14には、本体フレームや駆動ハウジングなどの軸支持部材103に固定された軸35に回転自在に取り付けられ、アイドラギヤとして機能する駆動伝達ギヤ15が噛み合っている。駆動伝達ギヤ15が取り付けられているの軸35と同軸上に駆動出力ギヤ16が設けられており、駆動出力ギヤ16には、駆動入力ギヤである感光体ギヤ17が噛み合っている。
図27(e)〜(h)に示すように、駆動出力ギヤ16にかかるスラスト力f2の方向を駆動伝達ギヤ15側にした場合は、駆動入力ギヤ17および、駆動出力ギヤ16それぞれが、歯幅が減る方向に移動してしまい、伝達効率が低下してしまうため、好ましくない。また、図27の(c)、(d)に示すように、駆動伝達ギヤ15にかかるスラスト力f1の方向を駆動出力側(プロセスカートリッジ側)にすると、駆動伝達時における軸支持部材103と駆動出力ギヤ16のプロセスカートリッジ側の端面との接触圧が、(f2+f1)となり、摺動抵抗が増加し、駆動伝達効率が悪化してしまう。また、駆動出力ギヤ16にかかるスラスト力f2の方向と、駆動伝達ギヤ15にかかるスラスト力f1の方向をそれぞれ逆にしても、規制突起部42を設けていない図27(a)では、駆動出力ギヤ16のプロセスカートリッジ側の端面が軸支持部材103と接触圧f2で接触し、駆動伝達ギヤ15が、装置本体の側面101のプロセスカートリッジ側の面と接触圧f1で接触してしまい、駆動伝達効率が悪化してしまう。
一方、図27(b)に示すように、駆動出力ギヤ16にかかるスラスト力f2の方向と、駆動伝達ギヤ15にかかるスラスト力f1の方向を互のギヤが引き離れる方向にするとともに、規制突起部42で、駆動出力ギヤ16と駆動伝達ギヤ15とが相対的に移動不能にすることによって、駆動伝達時における軸支持部材103と駆動出力ギヤ16のプロセスカートリッジ側の端面との接触圧が(f2−f1)となり、接触圧を低減することができ、摺動抵抗による伝達効率の悪化を抑制することができる。
次に、実施例2について説明する。
実施例2は、規制手段を駆動伝達ギヤ15に設けたものである以外は、実施例1と同様であるので、要部のみを説明する。
図28は、実施例2の駆動装置における駆動伝達ギヤ15と駆動出力ギヤ16の断面図ある。図29は、駆動伝達ギヤ15と駆動出力ギヤ16の正面図である。
図28、図29に示すように、この実施例2の駆動装置は、駆動伝達ギヤ15の軸受筒15bのプロセスカートリッジ側端部に径方向に突出する係合突起部を円周方向3箇所等間隔に設けている。係合突起部の先端には、規制突起部42が形成されている。
また、駆動出力ギヤの軸方向への移動を規制する規制手段を設けることで、駆動伝達時に、駆動伝達ギヤと駆動出力ギヤとの係合が外れるのを防止することができる。
3 光走査装置
4 紙収容カセット
9 駆動装置
10 感光体
14 モータギヤ
15 駆動伝達ギヤ
16 駆動出力ギヤ
17 駆動入力ギヤ
20 孔部
21 突起部
23 引張りスプリング
24 板バネ
26 緩衝材
Claims (23)
- 駆動源と、
軸に取り付けられ、前記駆動源からの回転駆動力が伝達されて回転する駆動伝達ギヤと、
前記軸と同軸上に設けられ、前記駆動伝達ギアから回転駆動力が伝達される駆動出力ギヤとを有し、
前記駆動源からの回転駆動力により前記駆動伝達ギヤが回転するとき、前記駆動伝達ギヤの回転駆動力を前記駆動出力ギヤに伝達するように、前記駆動伝達ギヤの被係合部と係合する係合部を駆動出力ギヤに設け、
前記駆動伝達ギヤの被係合部と前記駆動出力ギヤの係合部との間に前記駆動出力ギヤが前記駆動伝達ギヤに対して相対的に所定量回転可能とする遊びが設けられた駆動装置において、
前記駆動出力ギヤが駆動伝達ギアに対して相対的にスラスト方向へ移動するのを規制する規制手段を設けたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1の駆動装置において、
前記駆動伝達ギヤおよび前記駆動出力ギヤの歯は、はす歯であり、
各ギヤのはす歯のねじれ方向を、駆動伝達時における駆動伝達ギヤにかかるスラスト力と、前記駆動出力ギヤにかかるスラスト力とが逆方向になるように設定したことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1または2の駆動装置において、
前記係合部が軸方向に突出する係合突起であり、前記被係合部が、前記係合突起が挿入される挿入孔であって、
前記規制手段を、前記係合突起から径方向に突出し、前記駆動伝達ギヤの前記駆動出力ギヤと対向する面と反対側の面に当接して、前記駆動出力ギヤの軸方向への移動を規制する規制突起としたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1または2の駆動装置において、
前記被係合部が軸方向に突出する係合突起であり、前記係合部が、前記係合突起が挿入される挿入孔であって、
前記規制手段を、前記係合突起から径方向に突出し、前記駆動出力ギヤの前記駆動伝達ギヤとの対向面と反対側の面に当接して、前記駆動出力ギヤの軸方向への移動を規制する規制突起としたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至4いずれかの駆動装置において、
前記駆動源から駆動力が伝達されているときのみ前記駆動出力ギヤの軸方向の移動が規制されるように前記規制手段を構成したことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至5いずれかの駆動装置において、
前記係合部および前記被係合部のいずれか一方が、係合突起であり、他方が、前記係合突起が挿入される挿入部であって、径方向から前記係合突起に当接する当接部を、前記挿入部に設けたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項6の駆動装置において、
前記係合突起、前記挿入部を、前記駆動出力ギヤの円周方向に等間隔で3個以上設け、
各挿入部に前記当接部を設けたたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項6または7の駆動装置において、
前記当接部を、前記挿入部の回転方向両端に設けたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項6乃至8いずれかの駆動装置において、
前記当接部は、前記挿入部の内側面であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項9の駆動装置において、
前記当接部は、前記挿入部の内側面の、前記駆動伝達部材の回転駆動方向上流側に向けて挿入部の径方向の隙間が狭くなるテーパ面であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項10の駆動装置において、
前記係合突起に前記テーパ面と面接触する面を設けたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項6乃至8いずれかの駆動装置において、
前記当接部が、弾性部材で形成され、前記挿入孔の内側面から突出する突起部であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至12いずれかの駆動装置において、
前記係合部および前記被係合部のいずれか一方が、係合突起であり、他方が、前記係合突起が挿入される挿入部であって、
前記挿入部の回転方向長さを前記係合突起の回転方向長さよりも長くしたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至13いずれかの駆動装置において、
前記係合部および前記被係合部のいずれか一方が、係合突起であり、他方が、前記係合突起が挿入される挿入部であって、
前記挿入部の前記係合突起と係合して前記係合突起に回転駆動力を伝達する部分と、前記係合突起との間に緩衝材を設けたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至14いずれかの駆動装置において、
前記遊びが、前記駆動出力ギヤの1歯の回転方向長さ以上有することを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至15いずれかの駆動装置において、
前記駆動出力ギヤが前記駆動伝達ギヤの駆動回転方向と逆方向に前記係合部を付勢する付勢部材を設けたことを特徴とする駆動装置。 - 請求項16の駆動装置において、
前記付勢部材が、弾性体であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項17の駆動装置において、
前記弾性体が、引張スプリング、圧縮スプリング、板バネのいずれかであることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至18いずれかの駆動装置において、
前記駆動伝達ギヤが樹脂製であり、前記駆動出力ギヤが金属製であることを特徴とする駆動装置。 - 請求項1乃至19いずれかの駆動装置において、
前記駆動出力ギヤは、当該駆動装置を備えた画像形成装置に対して着脱可能なユニットに取り付けられた駆動入力ギヤと噛み合うことを特徴とする駆動装置。 - 請求項20の駆動装置において、
前記着脱可能なユニットが、プロセスカートリッジであることを特徴とする駆動装置。 - 請求項20または21の駆動装置において、
前記着脱可能なユニットが、定着装置であることを特徴とする駆動装置。 - 装置本体から着脱可能なユニットを備えた画像形成装置において、
前記ユニット内に設けられた回転体を回転駆動させる駆動装置として、請求項1乃至22いずれかの駆動装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
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