JP2009271380A - 駆動伝達手段、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸の傾きや撓みにより発生する回転軸の回転変動発生を防止するとともに、回転軸の保持による回転軸への負荷増大を防止することができる駆動伝達手段及びこれを備える画像形成装置を提供する。
【解決手段】駆動モータから感光体ドラムへ駆動を伝達するための駆動伝達手段であって、感光体ドラムの中央を通る従動回転軸２と、この従動回転軸２の一端に設けられたカップリング部と、このカップリング部を介して従動回転軸２と連結された駆動回転軸１と、駆動モータから駆動回転軸１に駆動を伝達するギヤ部材１５と、を備え、カップリング部は、インボリュートスプラインカップリング部材１６、１７を有し、駆動回転軸１は、この駆動回転軸１の一端に設けられた駆動側軸受６と、この駆動回転軸１の他端に設けられたカップリング部と、の２点により保持されていることを特徴とする。
【選択図】図４

Description

本発明は、ギヤを用いた駆動伝達手段に関し、特に画像形成装置における駆動伝達技術に関する。

従来、ギヤやカップリング部材は様々な機械的な駆動伝達手段として採用されており、特にコピーやプリンタ等のＯＡ機器に多く採用されている。コピー機等のＯＡ機器は近年、高画質化・高速化・高信頼性化が進み、それに伴い駆動伝達手段には高耐久で高精度の駆動トルクの伝達が求められている。コピー・プリンタ機器では、帯電された感光体にレーザー光が照射されて潜像が形成され、現像手段により潜像部にトナーを付着させ、中間転写ベルト等の色合わせ手段を経由して、転写紙にトナー像が形成される。この際、各作像手段を回転移動させるために、回転駆動トルクの伝達が必要となる。そのため、駆動手段はモータ等で発生させた回転駆動トルクをギヤやカップリング部材等の駆動伝達手段を介して各作像手段に伝達している。感光体ユニットへの駆動トルクの伝達は、大口径ギヤによる減速機構とカップリング部材による駆動伝達機構が採用されることが多い。この機構はギヤ減速によってトルクを低減させることができ、また、回転駆動軸を分割できることにより省スペース化を図ることができる。
しかし、カップリング部材とギヤ減速機構による駆動伝達では回転軸の撓みや傾きによりカップリング部材やギヤの回転変動が発生してしまう。また衝撃的な振動が加わった場合には瞬間的な回転変動が発生してしまう。ギヤ回転変動の発生を抑えるためには、フライホイールを搭載し慣性モーメントを利用して回転変動を低減させる技術が公知になっている。しかし、フライホイールを搭載させるために軸を伸ばす必要があり、駆動伝達手段のスペースが大きくなってしまうという問題がある。

この回転変動を低減させる技術として、特許文献１には、回転駆動軸の撓みによる偏芯運動を防止することで回転変動を抑制する技術が開示されている。回転駆動軸の支持点を限定することにより最大撓み点とギヤ支持点を異なった位置にすることにより、ギアの支持点における撓み量を、最大撓み量よりも少なくすることで、ギヤの回転変動を低減させている。
特許文献２には、カップリング部で発生する回転軸の傾きを防止することで回転変動を低減する技術が開示されている。カップリング部材の連結位置を回転軸方向側に引き込む形状をしており、かつ、軸方向の突き当てを回転中心近傍とすることで、回転軸の傾きを抑え、カップリング部材の回転変動を低減させている。
特許文献３には、フライホイールの使用により回転変動を低減させるとともに衝撃的な振動が加わった時においても安定した回転駆動が達成できる技術が開示されている。通常は２点のベアリング支持であるが、衝撃印加時の回転駆動軸撓みが発生した時には第３のベアリングによる支持が達成できる構成となっており、通常時はフライホイールによって回転変動を低減するとともに、衝撃が加わっても第３のベアリングにより回転軸を保持することが可能になるため、ドラム軸を変形、破損することがなく瞬間的な変動も抑制することができる。
特許文献４では、回転駆動軸と保持部材の微小な隙間により発生する回転駆動軸のずれを要因とした回転変動を低減する技術が開示されている。回転駆動軸に常に弾性体による予圧を付与していることにより、軸受部での微小な隙間の発生を防止し、中心軸の違いを矯正することで回転変動を防止することができる。

一般的にギヤによる減速とカップリング部材による駆動トルク伝達の構成では、回転軸は２点で軸受保持させる構成が主流となっている。しかし、この構成ではカップリング部の連結位置での噛合いを良好に達成させるために３点以上の位置で回転軸が保持される必要がある。いずれかの保持位置が規定の位置から外れたり、回転軸と保持部材の間に隙間が発生すると、回転軸の位置が一定の位置に決まらなくなってしまう。回転軸の位置が定まらないと、ある特定の保持部材において片当たり等のストレスが発生することになる。発生したストレスは回転軸の回転運動に負荷をかけることになり、駆動手段の仕事量の増大を招いてしまう。また、回転軸を保持する保持部材は板金等の側板において位置決めされている。保持部材が複数の場合には、それぞれ保持部材は側板で位置決めされることになり、各側板の組み付け精度が十分でない場合には、保持部材の位置精度が悪化し、ひいては保持部材に保持されている回転軸の位置精度も悪くなってしまう。回転軸の位置精度悪化は回転軸の傾きを生むことになり、回転変動へと繋がってしまう。しかも、保持部材により強制的に位置を決められれば、保持部材と回転軸の間でストレスが発生し、駆動源の仕事量増大に繋がり駆動手段において余分な電力が必要となってしまう。また、過度のストレスは樹脂を材料として採用されることの多いギヤ部において欠けや削れに発展し、回転精度の悪化に繋がってしまう。

特許文献１で公開されている技術では、カップリング部における反力により発生する回転軸の撓みによる偏芯運動防止のために、最大撓み量と異なる位置に複数の回転軸保持位置を限定することで、最大撓み量より少なくし回転変動を低減させている。しかし、撓みが要因となる回転変動を低減させることは可能であるが、カップリング部とその他複数の位置とにおける回転軸の保持構造となるため、軸受部における負荷上昇が発生し駆動手段の仕事量が増大してしまう。
特許文献２で公開されている技術では、回転駆動により双方のカップリング部材が回転軸方向に引き込む形状をしており、軸方向の突き当て部を回転中心或いは中心近傍の円環面とすることで、回転軸の傾きによる回転変動を防止している。しかし、回転軸の傾きを強制的に防止するために、回転軸やカップリング部、軸受部にストレスが発生し、回転負荷増大に繋がってしまう。
特許文献３で公開されている技術では、衝撃印加時に発生する回転軸の撓みを解決するために、第３の保持部材により衝撃による回転軸の変動を押さえ、フライホイール効果による通常時の回転変動を低減させており、かつ、衝撃印加時の回転軸撓みによる回転変動を防止している。しかし、衝撃印加時には回転軸保持がカップリング部を含め４点となってしまうため、回転軸や軸受部への負荷的な影響は免れない。
特許文献４で公開されている技術では、弾性部材による与圧付与することにより回転軸と保持部材の微小な隙間の発生を防止し、発生する回転変動を低減している。しかし回転軸と保持部材の隙間が解消されるため、複数位置における回転軸の保持となり、また弾性体により回転軸に圧力がかかるために保持位置においてストレスが発生することになる。
いずれの技術においても、回転変動の低減は可能であるが、駆動手段の仕事量の面で考えると有効な構成とは言えない。

特開２００７−０６５０２７号公報 特開２００６−１３８９０７号公報 特開２００５−１８９７５１号公報 特開２００５−２６６１０５号公報

そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、回転軸の傾きや撓みにより発生する回転軸の回転変動発生を防止するとともに、回転軸の保持による回転軸への負荷増大を防止することができる駆動伝達手段及びこれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の駆動伝達手段は、駆動発生手段から回転体へ駆動を伝達するための駆動伝達手段であって、前記回転体の中央を通る回転体軸と、この回転体軸の一端に設けられたカップリング部と、このカップリング部を介して回転体軸と連結された回転軸部材と、前記駆動発生手段から前記回転軸部材に駆動を伝達するギヤ部材と、を備え、前記カップリング部は、インボリュートスプラインカップリング部材を有し、前記回転軸部材は、この回転軸部材の一端に設けられた軸受部材と、この回転軸部材の他端に設けられた前記カップリング部と、の２点により保持されていることを特徴とする。
また、本発明の駆動伝達手段は、さらに、前記インボリュートスプラインカップリング部材と前記ギヤ部材と前記回転軸部材とは一体化され、前記インボリュートカップリング部材は雄型であることを特徴とする。
また、本発明の駆動伝達手段は、さらに、前記駆動発生手段は、前記軸受部材と同一の部材に設けられていることを特徴とする。
また、本発明の駆動伝達手段は、さらに、前記軸受部材は玉軸受であることを特徴とする。
また、本発明の駆動伝達手段は、さらに、前記ギヤ部材は、平歯車であることを特徴とする。
本発明の画像形成装置は、上記のいずれかに記載の駆動伝達手段が設けられていることを特徴とする。

上記解決する手段としての駆動伝達手段及び画像形成装置では、以下の効果を奏する。
請求項１に記載の発明によれば、インボリュートスプラインカップリング部材を用いると噛合い幅を深くすることが可能であり、また等間隔に歯が設けられているために、回転軸部材に傾きがあってカップリング部材の噛合い角度が変わったとしても、歯の噛合いに隙間が設けられているために噛合い面積を確保することができる。また、回転軸部材の保持位置をギヤ部材の外側に配置すれば、２点の間隔を空けて回転軸部材を保持することで傾きを少なくすることができる。
このようにインボリュートスプラインカップリング部材を用いる構成であるために、回転軸部材の傾きを吸収することが可能であり、回転軸部材の傾きによる回転変動を防止することができる。また、インボリュートスプラインカップリング部材の連結とカップリング部に相対するギヤ後側に備えられた軸受部材の２点で回転軸部材を保持しているために、例えば、駆動モータの設けられた駆動側板の位置精度が悪化しても、中間部における回転軸部材の保持が存在しないため、回転軸部材の傾きをインボリュートスプラインカップリング部材の連結部において吸収することができ、軸受部材のストレスによる回転負荷は上昇することがなく安定して駆動伝達が可能になる。

請求項２に記載の発明によれば、インボリュートスプラインカップリング部材とギヤ部材と回転軸部材とは一体化され、ギヤ部材やカップリング部材を回転軸部材に固定する必要がなく、取り付け強度の懸念がないために、駆動トルク伝達効率が低下することがない。また、樹脂素材で一体化ギヤジョイントを成形する場合にカップリング部材の形状を雄型にすることで、円筒の外周にインボリュートスプライン形状を成形することになり、加工精度を確保することができ、安定した駆動伝達に繋げることが可能である。
請求項３に記載の発明によれば、駆動発生手段は軸受部材と同じ構成部材に備えられており、当該構成部材の位置精度が悪化した場合においてもギヤ部材と回転軸部材との間の距離を保つことができるため、ギヤの１回転周期や噛合い周期の回転変動を発生させることなく、安定した駆動伝達が可能になる。
請求項４に記載の発明によれば、軸受部材は玉軸受であるので、入手が容易でありかつ低コストである。
請求項５に記載の発明によれば、ギヤ部材は平歯車であるので、形状が簡単であり設計が容易である。
請求項６に記載の発明によれば、請求項１ないし請求項５のいずれかに記載の駆動伝達手段が設けられていることを特徴とする画像形成装置であり、回転体（感光体ドラム）を含むユニットへの駆動伝達を滑らかに達成することができる。ひいては、駆動伝達手段における回転変動を防止することができ、良好な画像形成を達成することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。

図１は画像形成装置における回転体（感光体ドラム）に回転変動を与える従来の一般的な駆動伝達装置の構成を説明する図である。駆動発生手段である駆動モータ９で発生させた回転駆動トルクを回転体である感光体ドラム１０に伝達する構成について説明する。駆動モータ９で発生させた回転駆動トルクは駆動モータ９に備えられた駆動モータギヤ９ａを介してギヤ部材１５に減速伝達される。ギヤ部材１５は回転軸部材である駆動回転軸１に備えられており、同様に備えられた駆動カップリング部材３を介し、回転体軸である従動回転軸２に備えられた従動カップリング部材４に回転駆動トルクを伝達させる雌型（リセプタクル型）の駆動カップリング部材３と雄型（プラグ型）の従動カップリング部材４とによりカップリング部を構成している。
ここで、駆動回転軸１は、駆動側板１１に備えられた駆動側軸受６と中間側板１２に備えられた中間軸受５により保持され、回転位置が決められている。従動回転軸２は従動側板１３に備えられた従動側軸受７と回転体側板１４に備えられた回転体側軸受８により保持され回転位置が決められている。駆動モータ９の回転速度は自由に設定することができ、駆動モータギヤ９ａとギヤ部材１５との歯数比により感光体ドラム１０の回転速度は決定される。

図２（ａ）は従来の一般的な駆動伝達手段を詳細に示している。駆動回転軸１は、駆動側軸受６、中間軸受５、駆動カップリング部材３及び従動カップリング部材４の噛合いにより位置規制される。ここで駆動側軸受６は駆動側板１１に、中間軸受５は中間側板１２により位置決めされる構成となっている。図２（ｂ）のように駆動側板１１の位置が組立て精度の問題により正規の位置からずれた場合には、駆動側板１１に備えられている駆動側軸受６の位置の精度が悪化することになり、駆動回転軸１が傾くことになってしまう。駆動回転軸１が傾くとギヤ部材１５が傾き、駆動モータギヤ９ａとの噛合いに誤差が生じ、回転変動になってしまう。駆動カップリング部材３と従動カップリング部材４の噛合わせ精度も悪化することになり、噛合わせ誤差が回転変動になってしまう。
また、駆動回転軸１が傾いた場合には、駆動側軸受６及び中間軸受５と、駆動回転軸１との接触が片当たりすることになってしまい、軸受部にストレスが発生することになる。このストレスは回転駆動トルクの上昇に繋がり、駆動モータの消費電力上昇に至ってしまう。しかし、本発明では、このような問題が解消されている。以下、図３ないし図８を用いて本発明の駆動伝達手段及びこれを備える画像形成装置について説明する。

［第１実施形態］
図３は、本発明の駆動伝達手段の一実施形態を備える画像形成装置を示している。この画像形成装置は複写機であり、画像形成装置本体と圧板開閉式スキャナとから構成されている。画像形成装置本体の内部には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の感光体ドラム１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが並行して配設されている。すなわち、この画像形成装置は、タンデム型のカラーレーザー複写機である。画像形成装置本体は、プリンタ部１００と、プリンタ部１００を載せる給紙装置２００とを備えている。圧板開閉式スキャナは、プリンタ部１００の上に固定されたスキャナ部本体３００と、スキャナ部本体３００に回動自在に設けられた自動原稿送り装置４００とを備えている。
上記プリンタ部１００は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像を形成するための４個のプロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋからなる画像形成ユニット２０を備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の部材であることを示している。プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの他には、光書込ユニット２１、中間転写ユニット１２０、二次転写装置２２、及びベルト定着方式の定着装置２５などが配設されている。

原稿をコピーする際には、ユーザーは、例えばシート原稿の束を自動原稿送り装置４００の原稿台３０にセットする。又は、１枚の原稿をコンタクトガラス３２の上に載置する。１枚ずつコンタクトガラス３２の上に載置する場合、先ず、スキャナ部本体３００に対して自動原稿送り装置４００を上方へ回動させ、コンタクトガラス３２を露出させる。この後、コンタクトガラス３２に原稿を載置し、次いで自動原稿送り装置４００を下方へ回動させてコンタクトガラス３２との間に原稿を挟み込む。

このようにして原稿をセットした後、コピースタートスイッチを押下すると、スキャナ部本体３００による原稿読取動作がスタートする。ただし、自動原稿送り装置４００にシート原稿をセットした場合には、この原稿読取動作に先立って、自動原稿送り装置４００が作動してシート原稿をコンタクトガラス３２まで移動させる。原稿読取動作では、先ず、第１走行体３３と第２走行体３４とがともに走行を開始し、第１走行体３３に設けられた光源から光が発射される。そして、原稿面からの反射光は、第２走行体３４内に設けられたミラーで反射し、次いで、結像レンズ３５を通過し、最後に読取センサ３６に入射する。読取センサ３６は、入射光に基づいて画像情報を構築する。シート原稿が自動原稿送り装置４００によりコンタクトガラス３２上に載置された場合には、シート原稿は原稿排紙部３１に排紙される。
このような原稿読取動作と併行して、各プロセスカートリッジ１８Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ内の各機器、中間転写ユニット１２０、二次転写装置２２、及び定着装置２５がそれぞれ駆動を開始する。そして、読取センサ３６によって構築された画像情報に基づいて、光書込ユニット２１が駆動制御されて、各感光体ドラム１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ上に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋトナー像が形成される。これらのトナー像は、中間転写ベルト１１０上に重ね合わせて転写され、４色トナー像となる。

また、原稿読取動作の開始とほぼ同時に、給紙装置２００は給紙動作を開始する。この給紙動作では、複数の給紙ローラ４２のうちの１個が選択的に回転させられ、ペーパーバンク４３内に多段に設けられた給紙カセット４４のうちの１つから転写紙が送り出される。転写紙が送り出される際、分離ローラ４５で１枚ずつ転写紙が分離されて１枚ずつ転写紙が給紙路４６に進入する。その後、搬送ローラ対４７によって二次転写ニップに向けて搬送される。一方、給紙カセット４４からの給紙に代えて、手差しトレイ５１からの給紙が行われる場合がある。この場合、手差し給紙ローラ５０が選択的に回転させられ、手差し給紙ローラ５０によって転写紙が画像形成装置内に送り出される。その際、複数枚の転写紙が相互の摩擦力により一体として搬送されようとするが、分離ローラ５２があるので、転写紙は１枚ずつ搬送されることになる。このようにして１枚ずつ転写紙がプリンタ部１００の手差し給紙路５３に給紙される。

以下、画像形成装置の構成要素（光書込ユニット２１、中間転写ユニット１２０、二次転写装置２２及び定着装置２５）について説明する。なお、フルカラー画像を形成する場合を前提として説明する。
先ず、光書込ユニット２１について説明する。光書込ユニット２１は、図示しない光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラーなどを有し、画像データに基づいて感光体ドラム１０の表面にレーザー光を照射する。すると、帯電装置によって一様帯電された感光体ドラム１０は、レーザー光が照射された部分について表面電位が減衰する。この減衰により、像担持体１の表面に静電潜像が形成される。このようにして形成された静電潜像は現像装置１９Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋによって現像されてトナー像となる。
なお、感光体ドラム１０に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１１０に一次転写される。一次転写後の感光体ドラム１０の表面にはトナーが残っているため、クリーニング装置によって感光体ドラム１０の表面がクリーニングされる。そして、潤滑剤塗布装置を経た後、除電器によって除電され、帯電装置によって一様帯電され、初期状態に戻る。

次いで、中間転写ユニット１２０について説明する。中間転写ユニット１２０は、中間転写ベルト１１０とベルトクリーニング装置９０を有している。また、中間転写ユニット１２０は、従動ローラＲ１、駆動ローラＲ２、二次転写ローラＲ３、及び４個の一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを有している。中間転写ベルト１１０は、従動ローラＲ１を含む複数のローラによって張架されている。そして、中間転写ベルト１１０は、モータによって駆動される駆動ローラＲ２の回転によって無端移動する。４個の一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ中間転写ベルト１１０の内周面に接触するようにして配設され、図示しない電源から一次転写バイアス電圧が印加される。また、一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、中間転写ベルト１１０をその内周面側から感光体ドラム１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧して一次転写ニップを形成する。そして、一次転写バイアス電圧の影響により、感光体ドラム１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋと一次転写ローラ６２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋとの間（一次転写ニップ）に一次転写電界が形成される。

感光体ドラム１０Ｙ上に形成されたＹトナー像は、この一次転写電界やニップ圧の影響によって中間転写ベルト１１０に一次転写される。このＹトナー像には、感光体ドラム１０Ｍ，Ｃ，Ｋに形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わされる。この重ね合わせにより、中間転写ベルト１１０には多重トナー像である４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
中間転写ベルト１１０に転写された４色トナー像は、二次転写ニップで転写紙に転写される。二次転写ニップ通過後にトナーが表面に残留した中間転写ベルト１１０は、従動ローラＲ１とベルトクリーニング装置９０との間に挟み込まれ、ここでベルトクリーニング装置９０によってクリーニングされる。

次いで、二次転写装置２２について説明する。二次転写装置２２は、中間転写ユニット１２０の下方に設けられている。また、二次転写装置２２は、２個の張架ローラ２３によって張架された紙搬送ベルト２４を備えている。紙搬送ベルト２４は、少なくともいずれか一方の張架ローラ２３の回転駆動に伴って、無端移動する。２個の張架ローラ２３のうち、図中右側に配設された張架ローラ２３は、二次転写ローラＲ３と対になって、中間転写ベルト１１０及び紙搬送ベルト２４を挟み込んでいる。この挟込みにより、中間転写ベルト１１０と紙搬送ベルト２４とが接触して二次転写ニップが形成される。そして、この右側の張架ローラ２３には、トナーと逆極性の二次転写バイアス電圧が印加される。この二次転写バイアス電圧の印加により、二次転写ニップにおいて中間転写ベルト１１０から張架ローラ２３側に向けてトナーが静電移動する二次転写電界が形成される。そして、中間転写ベルト１１０に転写された４色トナー像に同期するようにレジストローラ対４９によって二次転写ニップに送り込まれた転写紙に、二次転写電界及びニップ圧の影響により４色トナー像が転写される。なお、張架ローラ２３に二次転写バイアス電圧を印加する方式に代えて、帯電チャージャで転写紙を非接触状態で帯電させる方式を採用してもよい。

画像形成装置本体の下部に設けられた給紙装置２００には、複数の転写紙を束の状態にして収容可能な給紙カセット４４が、鉛直方向に間隔を置いて複数配設されている。給紙カセット４４の一番上の転写紙には、給紙ローラ４２が押し当てられている。そして、給紙ローラ４２を回転させることにより、一番上の転写紙は給紙路４６に向けて送り出される。
給紙カセット４４から送り出された転写紙を受け入れる給紙路４６には、複数の搬送ローラ対４７と、給紙路４６の末端付近に設けられたレジストローラ対４９とが設けられている。転写紙は、搬送ローラ対４７を介してレジストローラ対４９に向けて搬送される。レジストローラ対４９に向けて搬送された転写紙は、レジストローラ対４９のローラ間に挟まれる。一方、中間転写ベルト１１０上に形成された４色トナー像は、ベルトの無端移動に伴って二次転写ニップに進入する。レジストローラ対４９は、二次転写ニップにおいて４色トナー像を転写させることができるタイミングでローラ間に挟み込んだ転写紙を送り出す。これにより、二次転写ニップでは、中間転写ベルト１１０上の４色トナー像が転写紙に転写される。このようにしてフルカラー画像が印刷された転写紙は、紙搬送ベルト２４の無端移動に伴って移動し、次いで紙搬送ベルト２４から定着装置２５に送られる。

最後に、定着装置２５について説明する。定着装置２５は、定着ベルト２６を２個のローラによって張架させながら無端移動させる装置であるベルトユニットと、定着ベルト２６を押圧する加圧ローラ２７とを備えている。定着ベルト２６と加圧ローラ２７とは互いに当接して定着ニップを形成しており、紙搬送ベルト２４から受け取った転写紙をここに挟み込む。ベルトユニットにおける２個のローラのうち、加圧ローラ２７に押圧される方のローラは、内部に図示しない熱源を備えており、このローラの発熱によって定着ベルト２６を加熱する。加熱された定着ベルト２６は、定着ニップに挟み込まれた転写紙を加熱する。この加熱やニップ圧の影響により、フルカラー画像が転写紙に定着する。
定着装置２５で定着処理が施された転写紙は、プリンタ筐体の図中左側板から突設したスタック部５７に排紙されるか、もう一方の面にもトナー像を形成するために二次転写ニップに戻されるかする。

なお、Ｋトナーのみからなるモノクロ画像を形成する場合には、図示しない機構により、中間転写ベルト１１０を図中左下に傾けるような姿勢にして、その上部張架面を感光体ドラム１０Ｙ，Ｍ，Ｃから離間させる。そして、４個の感光体ドラム１０Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、像担持体１Ｋだけを回転させて、Ｋトナー像だけを作像する。この際、Ｙ，Ｍ，Ｃについては、感光体ドラム１０だけでなく、現像装置１９の駆動をも停止させる。

上述した実施形態の画像形成装置は、機器の制御を司るＣＰＵなどから構成される制御部と、液晶ディスプレイや各種キーボタンなどから構成される操作表示部とを備えている。ユーザーは、この操作表示部に対するキー入力操作により、制御部に対して命令を送ることで、片面プリントモード又は両面プリントモードを選択することができる。

図４（ａ）は本発明の駆動伝達手段の第１実施形態の構成を表した図である。図１及び図２に示した中間軸受５を用いずに、駆動側の雌型のインボリュートスプラインカップリング部材１６と従動側の雄型のインボリュートスプラインカップリング部材１７とからなるカップリング部と、駆動側軸受６との２点において駆動回転軸１を保持する構成である。カップリング連結部にはインボリュートスプラインカップリング部材を採用し、カップリング部の連結を高精度で達成できる構成とされている。
カップリング部と駆動側軸受６との２点において駆動回転軸１を保持する構成では、カップリング部の位置精度が良好であることが求められる。インボリュートスプラインカップリング部材１６、１７は噛合い幅を持ち、雄型の場合は円筒の外周、雌型の場合は円筒の内周に等間隔に歯が設けられる。

図５（ａ）はインボリュートスプラインカップリング部材１６、１７の連結状態を表している。駆動回転軸１の一端に備えられた雌型形状のインボリュートスプラインカップリング部材１６と従動回転軸２の一端に備えられた雄型形状のインボリュートスプラインカップリング部材１７が連結される。連結される幅はほぼカップリング部全体の幅となっている。図５（ｂ）はインボリュートスプラインカップリング部材の連結時におけるカップリング部内の噛合い状態を表したものである。インボリュートスプラインカップリング部材１６とインボリュートスプラインカップリング部材１７との相互連結では、接触部分は全面ではなく図５（ｂ）のＡ、Ｂのような接触により連結されている。インボリュートスプラインカップリング部材１６とインボリュートスプラインカップリング部材１７のそれぞれの歯の間には微小な隙間（ギャップ）が設けられているため、駆動回転軸１と従動回転軸２の同軸度には多少の差異があるが、微小な隙間であるため同軸度の高い精度よい連結がなされている。

図５（ｃ）は図４（ｂ）のように、駆動側板１１の位置精度が悪く駆動回転軸１が傾いた場合のカップリング連結部を表している。インボリュートスプラインカップリング部材１６、１７は噛合い幅を深くすることが可能である。また、等間隔に歯が設けられ、かつ、歯の噛合いに隙間が設けられているため、駆動回転軸１に傾きがあってインボリュートスプラインカップリング部材１６の噛合い角度が変わったとしても噛合い面積を確保することができる。また、駆動回転軸１の保持位置をギヤ部材１５の外側に配しているため、２点の間隔を空けて駆動回転軸１を保持することで傾きを少なくすることができる。ギヤ部材１５の内側において保持された場合には、カップリング部との距離が短くなってしまい、駆動回転軸１の傾きは大きくなってしまうが、本実施形態では、ギヤ部材１５の外側で駆動回転軸１を保持する構成であるために駆動回転軸１の傾きを吸収することが可能であり、駆動回転軸１の傾きを最小限に抑えることができ、回転変動を防止することができる。なお、ギア部材１５としては、例えば平歯車を用いることができる。

図２（ｂ）では、カップリング部とギヤ部材１５前後の駆動側軸受６と中間軸受５による駆動回転軸１を３点で保持した構成において、駆動側板１１の位置精度が悪化し駆動回転軸１が傾いた場合を示した。駆動回転軸１が傾くと駆動側軸受６及び中間軸受５の位置において駆動回転軸１は接触することになる。駆動側軸受６や中間軸受５は玉軸受等の回転軸に対して回転自在な軸受が採用されることが多く、駆動回転軸１と駆動側軸受６や中間軸受５は面で接触している。接触が面で達成されているために駆動回転軸１が傾くと、駆動回転軸１と軸受の接触面においてストレスが発生する。また、３点で支持されているため、中間軸受５におけるストレスが最も大きく、回転負荷に至ってしまう。
しかし、本発明ではかかる問題を解消している。図４（ｂ）は本発明の構成において駆動回転軸１が傾いた場合を表している。本発明ではインボリュートスプラインカップリング部材の連結とカップリング部に相対するギヤ部材１５の後側に備えられた駆動側軸受６の２点で駆動回転軸１を保持する構成としているために、駆動側板１１の位置精度が悪化しても中間部における駆動回転軸１の保持が存在せず、駆動回転軸１の傾きをインボリュートスプラインカップリング部材１６、１７の相互連結部において吸収できるため、軸受部のストレスによる回転負荷は上昇することがない。

図６のグラフは、側板位置を変化させた時の駆動モータ電流値を計測した結果である。本発明のように中間軸受がない場合には側板位置がずれても駆動モータ電流値が上昇することはない。従来の構成である回転軸を３点以上で保持した場合にはグラフの中間軸受有のデータのように、側板位置がすれるとともに駆動モータの電流値は上昇している。モータ電流値が上昇してしまうのは、駆動伝達における回転負荷が上昇していることを意味しており、駆動モータがより大きな仕事をしていることになる。

[第２実施形態]
図７は本発明の駆動伝達手段の第２実施形態を示している。図７示す駆動伝達手段は、インボリュートスプラインカップリング部材１８とギヤ部材１５と駆動回転軸１とが一体化されている。インボリュートスプラインカップリング部材１８の形状は雄型形状とされている。インボリュートスプラインカップリング部材１８は図示されていない駆動モータから回転駆動トルクを受ける。回転駆動トルクはギヤ部材１５と一体化されたインボリュートスプラインカップリング部材１８に伝達される。

駆動トルク伝達効率が低下する要因としては、回転軸と軸受部の接触による摩擦とともに、回転軸へのギヤ部材１５やカップリング部（ジョイント部）の取り付け強度が挙げられる。ギヤ部材１５やカップリング部を駆動回転軸１に固定するには、キー使用によるネジ止めが行われていることが多く、ネジの緩みやキー溝の削れなどにより固定が十分ではない場合がある。回転軸へのギヤ部材１５やカップリング部の固定が不十分な状態では駆動トルク伝達効率の低下に繋がり、安定した駆動伝達を達成することができない。請求項２に係る発明では、ギヤ部材１５とインボリュートスプラインカップリング部材１８と駆動回転軸１とを一体化した構成としているために、駆動回転軸１へギヤ部材１５やインボリュートスプラインカップリング部材１８を固定する必要がない。ギヤ部材１５やインボリュートスプラインカップリング部材１８と、駆動回転軸１との間で駆動トルク伝達効率が低下することがないため、高効率な駆動トルク伝達が可能になる。ギヤ部材１５やインボリュートスプラインカップリング部材１８と、駆動回転軸１とを一体化することで部品点数を低減することができ、コストダウンを図ることができる。また、一体化したギヤジョイントの材質を樹脂等で成形した際に、ジョイント部を雄型形状であれば加工が困難になることがなく、高精度に成形することができる。雌型形状にした場合には、円筒状の内側にインボリュートスプライン形状を成形することが必要になるため、加工が難しく形状の精度が確保できない可能性がある。一体化ギヤジョイントのジョイント部を雄型形状にすることで、加工精度を確保し安定した駆動伝達とすることが可能である。

[第３実施形態]
図８は本発明の駆動伝達手段の第３実施形態を示している。
軸受が設けられている側板の位置悪化により回転軸の位置が変化した場合には、回転軸上に備えられているギヤの歯面位置が変動することになる。ギヤの噛合い位置が変わった場合にはギヤの噛合わせが悪化し、ギヤ１回転周期や噛合い周期でギヤ振動が発生することになり、回転軸の回転変動に繋がってしまう。ギヤの噛合い位置の差が大きいほど発生する振動は大きく、ある位置を超えるとギヤの歯先と歯底が当たったり、歯が離れてしまうことになる。また過度な負荷によりギヤが欠けたり、削れることになってしまう。
図８（ａ）及び図８（ｂ）に示す駆動伝達手段では、駆動モータ９は駆動側軸受６と同じ駆動側板１１に備えられていることを特徴としている。駆動モータギヤ９ａとギヤ部材１５の噛合い位置をＣ、ギヤ部材１５と駆動回転軸１の交点位置をＤ、駆動回転軸１と駆動側軸受６の交点位置をＥとした場合、駆動モータギヤ９ａと駆動回転軸１との軸間距離は線分ＣＤとなる。軸間距離に変動があると噛合い位置が変化するため、ギヤ噛合い面が変動し駆動回転軸１の回転変動になってしまう。駆動モータ９は駆動側軸受６とともに駆動側板１１に備えられているため、駆動側板１１の位置精度が悪化しても線分ＣＤが変化することはない。軸間距離が変動することがないためにギヤを安定した噛合わせにすることができ、安定した駆動伝達にすることができる。

上述した第１実施形態ないし第３実施形態のいずれかに記載の駆動伝達手段を備える画像形成装置であり、感光体ユニットへの駆動伝達を滑らかに達成できることで駆動伝達手段における回転変動を防止することができ、良好な画像形成を達成することができる。

図１は、本発明との比較のために示す一般的な駆動伝達手段駆動伝達手段の一実施形態を示す説明図である。 図２は、本発明との比較のために示す一般的な駆動伝達手段の構成図である。図２（ａ）は寸法通りに組み立てられた形態を示しており、図２（ｂ）は組立て精度が低下した場合の形態を示している。 図３は、本発明の駆動伝達手段の一実施形態を備える画像形成装置を示す説明図である。 図４は、請求項１に係る発明の構成を示す説明図である。図４（ａ）は寸法通りに組み立てられた形態を示しており、図４（ｂ）は組立て精度が低下した場合の形態を示している。 図５は、インボリュートスプラインカップリング部材の連結状態を示す説明図である。図５（ａ）は雌型形状のインボリュートスプラインカップリング部材と雄型形状のインボリュートスプラインカップリング部材とが正常な位置関係にある状態を示している。図５（ｂ）は雌型形状のインボリュートスプラインカップリング部材と雄型形状のインボリュートスプラインカップリング部材との噛合わせ状態を示している。図５（ｃ）は雌型形状のインボリュートスプラインカップリング部材と雄型形状のインボリュートスプラインカップリング部材とが正常でない位置関係にある状態を示している。 図６は、側板位置を変化させた時の駆動モータ電流値を計測した結果を示すグラフである。 図７は、本発明の駆動伝達手段の第２実施形態を示す説明図である。 図８は、本発明の駆動伝達手段の第３実施形態を示す説明図である。図８（ａ）は発明の要部を示しており、図８（ｂ）は駆動モータギヤと駆動回転軸との駆動軸間距離を示している。

符号の説明

１ 駆動回転軸
２ 従動回転軸
３ 駆動カップリング部材
４ 従動カップリング部材
５ 中間軸受
６ 駆動側軸受
７ 従動側軸受
８ 回転体側軸受
９ 駆動モータ
９ａ 駆動モータギヤ
１０ 感光体ドラム
１１ 駆動側板
１２ 中間側板
１３ 従動側板
１４ 回転体側板
１５ ギヤ部材
１６、１７ インボリュートスプラインカップリング部材
１８ プロセスカートリッジ
１９ 現像装置
２０ 画像形成ユニット
２１ 光書込ユニット
２２ 二次転写装置
２３ 張架ローラ
２４ 紙搬送ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
３０ 原稿台
３１ 原稿排紙部
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取センサ
４２ 給紙ローラ
４３ ペーパーバンク
４４ 給紙カセット
４５ 分離ローラ
４６ 給紙路
４７ 搬送ローラ対
４９ レジストローラ対
５０ 手差し給紙ローラ
５１ 手差しトレイ
５２ 分離ローラ
５３ 手差し給紙路
５７ スタック部
６２ 一次転写ローラ
９０ ベルトクリーニング装置
１００ プリンタ部
１１０ 中間転写ベルト
１２０ 中間転写ユニット
２００ 給紙装置
３００ スキャナ部本体
４００ 自動原稿送り装置
Ｒ１ 従動ローラ
Ｒ２ 駆動ローラ
Ｒ３ 二次転写ローラ

Claims (6)

1. 駆動発生手段から回転体へ駆動を伝達するための駆動伝達手段であって、
   前記回転体の中央を通る回転体軸と、
   この回転体軸の一端に設けられたカップリング部と、
   このカップリング部を介して回転体軸と連結された回転軸部材と、
   前記駆動発生手段から前記回転軸部材に駆動を伝達するギヤ部材と、
   を備え、
   前記カップリング部は、インボリュートスプラインカップリング部材を有し、
   前記回転軸部材は、この回転軸部材の一端に設けられた軸受部材と、この回転軸部材の他端に設けられた前記カップリング部と、の２点により保持されている
   ことを特徴とする駆動伝達手段。
2. 請求項１に記載の駆動伝達手段において、
   前記インボリュートスプラインカップリング部材と前記ギヤ部材と前記回転軸部材とは一体化され、前記インボリュートカップリング部材は雄型である
   ことを特徴とする駆動伝達手段。
3. 請求項１に記載の駆動伝達手段において、
   前記駆動発生手段は、前記軸受部材と同一の部材に設けられている
   ことを特徴とする駆動伝達手段。
4. 請求項１に記載の駆動伝達手段において、
   前記軸受部材は玉軸受である
   ことを特徴とする駆動伝達手段。
5. 請求項１に記載の駆動伝達手段において、
   前記ギヤ部材は、平歯車である
   ことを特徴とする駆動伝達手段。
6. 請求項１ないし５のいずれかに記載の駆動伝達手段が設けられている
   ことを特徴とする画像形成装置。

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