JP2010160233A

JP2010160233A - 駆動伝達装置及びそれを用いた画像形成装置

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Publication number: JP2010160233A
Application number: JP2009001342A
Authority: JP
Inventors: Tatsuya Kobayashi; 竜也小林
Original assignee: Kyocera Mita Corp
Current assignee: Kyocera Document Solutions Inc
Priority date: 2009-01-07
Filing date: 2009-01-07
Publication date: 2010-07-22
Anticipated expiration: 2029-01-07
Also published as: US20100170358A1; JP5337496B2

Abstract

【課題】ギア間の噛み合わせの不具合を解消し、振動を低減することが可能な駆動伝達装置及びそれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１００には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを駆動するための駆動入力用ギア３１と、現像ユニット３ａ〜３ｄに配置された現像ローラ２２及び磁気ローラ２３を駆動するための現像ローラ用ギア３２、磁気ローラ用ギア３３と、が設けられている。これらギアは所定の配置角度αで配置されており、現像ローラ用ギア３２の周方向の位相は、配置角度αに対して、駆動入力用ギア３１と現像ローラ用ギア３２との噛合点と、現像ローラ用ギア３２と磁気ローラ用ギア３３との噛合点との成す角度が略同じになるように設定されている。
【選択図】図３

Description

本発明は、駆動を伝達するためのギアが連結された駆動伝達装置及びそれを利用した画像形成装置に関する。

従来、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置においては、種々の回転部材が使用されている。かかる回転部材を回転させるためには、駆動モータ（図示せず）等の駆動源から各回転部材へ駆動を伝達する必要がある。そのため、高速回転する駆動モータと連結するギアから、減速比を大きくするために多段のギアを配設し、各回転部材に至るまでに回転速度を減速している。

このような駆動伝達装置では、例えば３個以上のギアを噛み合わせて駆動を伝達する場合、ギアの噛み合いに不具合が生じると、振動が生じたり画像濃度変動等の画像ムラが発生する場合があった。

そこで、ギアの噛み合いの不具合を解消するための方法が提案されている。例えば、特許文献１には、従動側の大ギアと駆動側の小ギアを同心で有する２段形状の樹脂成型２段ギアを、従動側大ギアの噛み合いピッチ誤差の疎側或いは密側が噛み合っているときに、駆動側小ギアの噛み合いピッチ誤差の密側或いは疎側が噛み合うよう形成することにより、従動側大ギア側から生じる回転ムラと駆動側小ギア側から生じる回転ムラを相殺し、金型の精度や成形時の管理精度を必要以上に高くしなくても低コストで回転ムラを低減し、回転ドラムの回転ムラを低減する方法が開示されている。

また、特許文献２には、感光体ドラムの軸に同軸的に固定された駆動ギアの歯数をＺ、感光体ドラムの書込位置から転写位置までの感光体の角度をθとするとき、Ｚ・θ／３６０°が整数となるようにＺ及びθを選択することにより、書き込み時の速度変動と書き込まれた像の転写時の速度変動とを同位相とし、感光体ドラムの駆動系の歯車等の歯型、精度を従来のまま、ジッタのない転写画像を得ることができ、特にカラー画像形成においてジッタに起因する色調ムラを解消する方法が開示されている。

また、特許文献３には、１枚の歯車（ギア）に噛み合う２枚の動軸の歯車を周方向にずらせるばねを設けた無背隙歯車において、２枚の同軸の歯車の周方向の移動量を限定する手段を設けることにより、２枚の歯車のずれ量を規制し、歯車列の噛み合せを容易にする方法が開示されている。

また、特許文献４には、同一軸上に複数個の歯車が配設された連動歯車における複数個の歯車をそれぞれ別体で形成し、互いに隣接する歯車が所定の回転角度毎に伝動連結可能な連結手段を備えることにより、連動歯車を構成する各歯車によって各々位相合わせを可能とし、歯車駆動列全体の位相合わせを可能とする方法が開示されている。

特開２０００−３２９２１５号公報特開昭６２−２６４０６７号公報特開平２−５７７５７号公報特開２０００−３５０９０号公報

しかし、特許文献１には、駆動側と従動側とで噛み合わせの疎・密を合わせることが開示されているに過ぎず、複数個のギアの位置関係に応じて噛み合わせを調整する方法は開示されていない。また、特許文献２は、歯車同士の噛み合わせに関するものではなく、しかも１つの感光体ドラムにおける書込位置と転写位置との関係を示すに過ぎない。

また、特許文献３は、無背隙歯車の噛み合わせを容易にするためのものであり、複数個のギアの噛み合わせに関するものではない。さらに、特許文献４は、２段ギアのギア同士の位相を係合凸部と嵌合凹部とを連結することによって調整しているため、精度良く位相を合わせることは困難である。

このように、例えば複数個のギアのうち任意の３個のギアについて考えた場合、３個のギアの位置関係に応じて、中央に配置されたギアが一方のギアとで動力（駆動）を受け渡す瞬間と、他方のギアとで動力を受け渡す瞬間と、が同時になるようギアの噛み合わせが設計されることはなかった。特に、ギアの歯数が少なければ少ないほど歯のピッチ間隔が広い状態でギアが噛み合うため、振動が顕著に起こり易くなる。

本発明は、上記問題点に鑑み、ギア間の噛み合わせの不具合を解消し、振動を低減することが可能な駆動伝達装置及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、駆動を伝達するためのものであり、第１のギアと、該第１のギアと連結される第２のギアと、該第２のギアと連結される第３のギアと、を少なくとも有する駆動伝達装置であって、前記第１、第２及び第３のギアは、所定の位置関係に配置されており、前記第２のギアは、一体回転する２つのギアから構成され、前記第１のギアと前記第２のギアとを結ぶ中心線と、前記第２のギアと前記第３のギアとを結ぶ中心線との成す角度に対して、前記第１のギアと前記第２のギアとの噛合点と、前記第２のギアと前記第３のギアとの噛合点との成す角度が略同じになるように前記第２のギアの周方向の位相を調整することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の駆動伝達装置において、前記第２のギアは、前記第１のギアと連結される第１のギア部と、前記第３のギアと連結される第２のギア部と、から成る２段ギアであり、前記第１のギアと前記第２のギアとを結ぶ中心線と、前記第２のギアと前記第３のギアとを結ぶ中心線との成す角度に対して、前記第１のギアと前記第１のギア部との噛合点と、前記第２のギア部と前記第３のギアとの噛合点との成す角度が略同じになるように前記第１及び第２のギア部の周方向の位相を調整することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の駆動伝達装置において、前記第１、第２及び第３のギアは、はすばギアから成り、スラスト方向における前記第１のギアと前記第１のギア部との噛合位置と、前記第２のギア部と前記第３のギアとの噛合位置とに基づいて、前記第１及び第２のギア部の周方向の位相を調整することを特徴としている。

また本発明は、駆動を伝達するためのものであり、第１のギアと、該第１のギアと連結される第２のギアと、該第２のギアと連結される第３のギアと、を少なくとも有する駆動伝達装置であって、前記第１、第２及び第３のギアは、所定の位置関係に配置され、且つはすばの１段ギアから成り、前記第１のギアと前記第２のギアとを結ぶ中心線と、前記第２のギアと前記第３のギアとを結ぶ中心線との成す角度に対して、前記第１のギアと前記第２のギアとの噛合点と、前記第２のギアと前記第３のギアとの噛合点との成す角度が略同じになるように、スラスト方向における前記第１のギアと前記第２のギアとの噛合位置と、前記第２のギアと前記第３のギアとの噛合位置との間隔を調整することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の駆動伝達装置において、前記第１、第２及び第３のギアは、静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給するトナー担持体及び該トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材を有する現像装置と、を備えた画像形成部に配置され、且つ、前記第１のギアは、前記像担持体を駆動するためのギア、前記第２のギアは、前記トナー担持体を駆動するためのギア、前記第３のギアは、前記トナー供給部材を駆動するためのギアであることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の駆動伝達装置を備えた画像形成装置である。

本発明の第１の構成によれば、第１、第２及び第３のギアを、所定の位置関係に配置し、第２のギアを、一体回転する２つのギアから構成し、第１のギアと第２のギアとを結ぶ中心線と、第２のギアと第３のギアとを結ぶ中心線との成す角度に対して、第１のギアと第２のギアとの噛合点と、第２のギアと第３のギアとの噛合点との成す角度が略同じになるように第２のギアの周方向の位相を調整することにより、上記位置関係が固定され第１、第２及び第３のギアの配置を変動できないような場合であっても、その位置関係に応じて第２のギアを形成することができるため、ギア間の噛み合わせの不具合を解消し、振動を低減することが可能になる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の駆動伝達装置において、第２のギアを、第１のギアと連結される第１のギア部と、第３のギアと連結される第２のギア部と、から成る２段ギアとし、第１のギアと第２のギアとを結ぶ中心線と、第２のギアと第３のギアとを結ぶ中心線との成す角度に対して、第１のギアと第１のギア部との噛合点と、第２のギア部と第３のギアとの噛合点との成す角度が略同じになるように第１及び第２のギア部の周方向の位相を調整することにより、第２のギアの位相をより詳細に設定することができるため、第１、第２及び第３のギアの噛み合わせをより詳細に調整することができ、効果的となる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の駆動伝達装置において、第１、第２及び第３のギアは、はすばギアから成り、スラスト方向における第１のギアと第１のギア部との噛合位置と、第２のギア部と第３のギアとの噛合位置とに基づいて、第１及び第２のギア部の周方向の位相を調整することにより、第１、第２及び第３のギアの噛み合わせをより詳細に調整すると共に、振動をより低減することもできるため、効果的となる。

また、本発明の第４の構成によれば、第１、第２及び第３のギアを、所定の位置関係に配置されたはすばの１段ギアから構成し、第１のギアと第２のギアとを結ぶ中心線と、第２のギアと第３のギアとを結ぶ中心線との成す角度に対して、第１のギアと第２のギアとの噛合点と、第２のギアと第３のギアとの噛合点との成す角度が略同じになるように、スラスト方向における第１のギアと第２のギアとの噛合位置と、第２のギアと第３のギアとの噛合位置との間隔を調整することにより、上記位置関係が固定され第１、第２及び第３のギアの配置を変動できないような場合であっても、その位置関係に応じて第２のギアを形成することができるため、ギア間の噛み合わせの不具合を解消し、振動を低減することが可能になる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１〜第４のいずれかの構成の駆動伝達装置において、第１、第２及び第３のギアを画像形成部に配置し、且つ、第１のギアを、像担持体を駆動するためのギア、第２のギアを、トナー担持体を駆動するためのギア、第３のギアを、トナー供給部材を駆動するためのギアとすることにより、ギア間の振動を低減すると共に、画像濃度変動等の画像ムラをも抑制することができる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第１〜第５のいずれかの構成の駆動伝達装置を備えた画像形成装置とすることにより、振動の低減や画像ムラの抑制された画像形成を行うことが可能となる。

本発明の第１実施形態に係る駆動伝達装置が搭載されたタンデム型カラー画像形成装置の構成を示す概略図本実施形態の駆動伝達装置の配置構成を示す斜視図本実施形態の駆動伝達装置の配置構成を示す前面図本発明の第１実施形態に係る駆動伝達装置における現像ローラ用ギアに対する駆動入力用ギア及び磁気ローラ用ギアの噛合状態を示す左上方（図３のＣ方向）から見た図第１ギア部に対する駆動入力用ギア及び磁気ローラ用ギアの周方向の噛合位置とピッチ角度との関係を示す図駆動入力用ギアと現像ローラ用ギアの噛合点及び現像ローラ用ギアと磁気ローラ用ギアとの噛合点との噛合関係を示す図第２ギア部の位相を調整した状態を示す図本発明の第２実施形態に係る駆動伝達装置における現像ローラ用ギアに対する駆動入力用ギア及び磁気ローラ用ギアの噛合状態を示す左上方（図４と同方向）から見た図図８の第２ギア部と磁気ローラ用ギアとの噛合点のスラスト方向における配置関係を示す図第２ギア部の位相を調整した状態を示す図本発明の第３実施形態に係る駆動伝達装置における現像ローラ用ギアに対する駆動入力用ギア及び磁気ローラ用ギアの噛合状態を示す左上方（図８と同方向）から見た図図１１の現像ローラ用ギアと磁気ローラ用ギアとの噛合点のスラスト方向における噛合位置を示す図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る駆動伝達装置が搭載されたタンデム型カラー画像形成装置の構成を示す概略図である。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（ブラック、マゼンタ、シアン及びイエロー）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりブラック、マゼンタ、シアン及びイエローの画像を順次形成する。

この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム（像担持体）１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、駆動手段（図示せず）により図１において反時計回り（矢印方向）に回転しながら各画像形成部に隣接して移動する搬送ベルト５０によって搬送された用紙Ｐ上に順次転写され、さらに、定着部７において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される構成となっている。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄへと搬送される。搬送ベルト５０には誘電体樹脂製のシートが用いられ、そのフランジ部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。また、従動ローラ１０の上流側には搬送ベルト５０に付着したトナーを除去するためのクリーニングブレード１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び上方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電器２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を個別に露光するＬＥＤヘッド４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像ユニット３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング部５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。

ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電器２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いでＬＥＤヘッド４ａ〜４ｄによって光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像信号に応じた静電潜像を形成する。現像ユニット３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラ２２（トナー担持体）を備え（図２参照）、それぞれブラック、マゼンタ、シアン及びイエローの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。

このトナーは、例えば正極性の磁性トナーであり、現像ユニット３ａ〜３ｄの現像ローラ２２により感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、ＬＥＤヘッド４ａ〜４ｄからの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。なお、感光体ドラム１ａ〜１ｄ及び現像ユニット３ａ〜３ｄの詳細については後述する。

そして、搬送ベルト５０に所定の転写電圧で電界が付与された後、転写ローラ６ａ〜６ｄにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のマゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックのトナー像が搬送ベルト５０に搬送された用紙Ｐ上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング部５ａ〜５ｄにより除去される。

搬送ベルト５０は、従動ローラ１０及び駆動ローラ１１に掛け渡されており、駆動モータ（図示せず）による駆動ローラ１１の回転に伴い搬送ベルト５０が反時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラ対１２ｂから所定のタイミングで画像形成部Ｐａ〜Ｐｄへ搬送され、各画像形成部において搬送ベルト５０とのニップ部において用紙Ｐ上に順次画像が転写され、フルカラー画像が形成される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着部７へと搬送される。

定着部７に搬送された用紙Ｐは、定着ローラ対１３のニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。

図２は、本実施形態の駆動伝達装置の配置構成を示す斜視図であり、図３は前面図である。なお、シアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色における感光体ドラム１ａ〜１ｄ及び現像ユニット３ａ〜３ｄの構成は全く同様であるため、図２及び図３では、感光体ドラム１ａ及び現像ユニット３ａについてのみ示し、以下、感光体ドラム１ａ及び現像ユニット３ａに適用される駆動伝達装置３０について説明する。

図２及び図３に示すように、現像ユニット３ａには、前述した現像ローラ２２と、現像ローラ２２に対し感光体ドラム１ａと反対側に対向配置された磁気ローラ（トナー供給部材）２３と、が設けられている。磁気ローラ２３表面には、磁力によりトナーが付着するようになっている。

また、図中時計回りに回転する感光体ドラム１ａに対し、現像ローラ２２は反時計回り、磁気ローラ２３は時計回りに回転するようになっている。また、感光体ドラム１ａ及び現像ユニット３ａは、装置本体の仕様に応じて所定の位置に配置されており、現像ユニット３ａにおいて現像ローラ２２及び磁気ローラ２３も所定の位置に配置されている。

磁気ローラ２３、現像ローラ２２及び感光体ドラム１ａが回転し、磁気ローラ２３及び現像ローラ２２に図示しない電源からバイアスが印加されると、現像ユニット３ａ内において磁気ローラ２３表面に付着したトナーは、磁気ローラ２３及び現像ローラ２２間の電位差により現像ローラ２２表面に移動する。現像ローラ２２表面のトナーは、現像ローラ２２及び感光体ドラム１ａ間の電位差により、感光体ドラム１ａ表面に移動する。これにより、前述の通り感光体ドラム１ａ上にトナー像が形成される。

そして、感光体ドラム１ａ、現像ローラ２２及び磁気ローラ２３は、駆動伝達装置３０により駆動が伝えられるようになっている。駆動伝達装置３０は、駆動入力用ギア（第１のギア）３１、現像ローラ用ギア（第２のギア）３２及び磁気ローラ用ギア（第３のギア）３３を備えている。感光体ドラム１ａは、図示しない駆動モータ等により駆動されるようになっており、駆動モータからの駆動が感光体ドラム１ａの回転軸に設けられた駆動入力用ギア３１を介して伝えられるようになっている。

また、現像ローラ２２の回転軸には現像ローラ用ギア３２、磁気ローラ２３の回転軸には磁気ローラ用ギア３３が設けられており、現像ローラ用ギア３２は駆動入力用ギア３１と連結され、磁気ローラ用ギア３３は現像ローラ用ギア３２と連結されている。駆動入力用ギア３１、現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３は、例えば樹脂材料や金属材料等から形成される。

駆動入力用ギア３１が図中時計回りに回転すると、駆動入力用ギア３１から駆動を伝達された現像ローラ用ギア３２が反時計回りに回転し、現像ローラ用ギア３２が反時計回りに回転すると、現像ローラ用ギア３２から駆動を伝達された磁気ローラ用ギア３３が時計回りに回転するようになっている。このように、駆動入力用ギア３１が受けた駆動は、現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３に伝わる。

ここで、上記の通り、感光体ドラム１ａ、現像ローラ２２及び磁気ローラ２３の配置は予め設定されているため、その配置に応じて駆動入力用ギア３１、現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３の配置も定まっている。かかる位置関係は、例えば図３に示すように、駆動入力用ギア３１及び磁気ローラ用ギア３２の軸中心を結んだ直線（中心線）と、現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３の軸中心を結んだ直線（中心線）と、が所定の配置角度α（例えば１４０°）となるように設定されている。

従って、駆動入力用ギア３１、現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３の配置を変動させることができない。そこで、このように各ギアの位置関係を変動できない場合であっても、３つのギアの位置関係、すなわち駆動入力ギア３１と現像ローラ用ギア３２との中心線と、現像ローラ用ギア３２と磁気ローラ用ギア３３とを結ぶ中心線との成す角度（配置角度）αに対して、駆動入力用ギア３１と現像ローラ用ギア３２との噛合点と、現像ローラ用ギア３２と磁気ローラ用ギア３３との噛合点との成す角度を略同じにするように、現像ローラ用ギア３２の周方向の位相を設定することとした。以下、現像ローラ用ギア３２の位相の設定方法について説明する。

図４は、本発明の第１実施形態に係る駆動伝達装置における現像ローラ用ギアに対する駆動入力用ギア及び磁気ローラ用ギアの噛合状態を示す左上方（図３のＣ方向）から見た図であり、図５は、第１ギア部に対する駆動入力用ギア及び磁気ローラ用ギアの周方向の噛合位置とピッチ角度との関係を示す図であり、図６は、駆動入力用ギアと現像ローラ用ギアの噛合点及び現像ローラ用ギアと磁気ローラ用ギアとの噛合点との噛合関係を示す図であり、図７は、第２ギア部の位相を調整した状態を示す図である。図２及び図３と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。

駆動入力用ギア３１は、歯数３２枚、圧力角１４．５°、平歯の１段ギアから構成され、磁気ローラ用ギア３３は、歯数１８枚、圧力角２０°、平歯の１段ギアから構成され、現像ローラ用ギア３２は、歯数１６枚、平歯の２段ギアから構成されている。現像ローラ用ギア３２のピッチ円の直径は、Ｒ（ここでは、１３ｍｍ）に設定されている。

現像ローラ用ギア３２は、圧力角１４．５°であって駆動入力用ギア３１と連結される第１ギア部（第１のギア部）３２ａと、圧力角２０°であって磁気ローラ用ギア３３と連結される第２ギア部（第２のギア部）３２ｂと、から形成されている。また、現像ローラ用ギア３２は一体成形されているため、第１及び第２ギア部３２ａ、３２ｂは、それぞれ独立して回転することはできない。

図４に示すように、まず、駆動入力用ギア３１と第１ギア部３２ａとが噛合点Ａで噛み合ったとする。ここで、現像ローラ用ギア３２の第１ギア部３２ａの位相と第２ギア部３２ｂとの周方向の位相が同じ（すなわち第１ギア３２ａのみから成るのと同様）と仮定し、磁気ローラ用ギア３３の右側端部と第２ギア部３２ｂとの噛合点をＢ１とする。

第１ギア部３２ａ（若しくは第２ギア部３２ｂ）の歯数より、第１ギア部３２ａ（第２ギア部３２ｂ）のピッチ角度ｐ（ここでは３６０°／１６＝２２．５°）を算出することができる。このとき、配置角度αをｐで割ると、配置角度αに含まれるｐの数量としてｎ（整数、ここでは６）、余りとして角度ｒ（ここでは５°）が得られたとする。ｒは、現像ローラ用ギア３２のピッチ円上の変位角度を表す。この場合、図５に示すように、αは、ｎ及びｐの積（ｎ・ｐ）と、αとｎ・ｐとの差分ｒと、の和（α＝ｎ・ｐ＋ｒ、ここでは６×２２．５°＋５°）として表される。

すなわち、噛合点Ｂ１は、現像ローラ用ギア３２の回転方向（図５の白抜き矢印方向）下流側に、ピッチｐのｎ倍よりもｒだけ移動している。よって、配置角度αをｐの整数倍とするためには、第１ギア部３２ａの周方向の位相を、現像ローラ用ギア３２の回転方向（図５の白抜き矢印）の上流側にｒだけ移動するよう、設定する必要がある（ｐ・ｎ−ｒ）。

また、図６に示すように、駆動入力用ギア３１が現像ローラ用ギア３２における一の歯の回転方向上流側を押すとき、他の歯の回転方向下流側が磁気ローラ用ギア３３を押す関係にある。従って、回転方向下流側（若しくは上流側、ここでは下流側とする）に、ピッチｐのｎ倍よりもｐ／２（ここでは２２．５°／２＝１１．２５°）だけ移動するよう、現像ローラ用ギア３２の周方向の位相を設定する必要がある（ｐ・ｎ＋ｐ／２）。

従って、第２ギア３２ｂの周方向の位相を、噛合点Ｂ１からピッチ角度ｐの整数倍よりも回転方向下流側に、ｐ／２とｒの差分θ１（ｐ／２−ｒ）だけ移動するよう調整することにより、ピッチ角度ｐの整数倍とピッチ角度ｐの１／２との和（ｐ・ｎ＋ｐ／２）を、配置角度αに等しくすることができる。なお、θ１は、現像ローラ用ギア３２のピッチ円上の変位角度を表す。

よって、図７に示すように、第２ギア部３２ｂと磁気ローラ用ギア３３との噛合点Ｂ１が、回転方向下流側にθ１だけ移動した噛合点Ｂ２へ移動するよう、第２ギア部３２ｂの周方向の位相を設定することにより、駆動入力用ギア３１と第１ギア部３２ｂとの噛合点Ａと、第２ギア部３２ｂと磁気ローラ用ギア３３との噛合点Ｂ２との成す角度を、配置角度αと略同じにすることができる。

これにより、噛合点Ａで駆動入力用ギア３１から現像ローラ用ギア３２に駆動を伝える瞬間に噛合点Ｂ２で現像ローラ用ギア３２から磁気ローラ用ギア３３に駆動を伝えることができる。そして設定された位相に基づき現像用ローラ用ギア３２を形成することができる。

本実施形態により、駆動入力用ギア３１、現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３の配置角度αが固定され、その位置関係を変動できない場合であっても、配置角度αに応じて周方向の位相が調整された現像ローラ用ギア３２を形成することができるため、ギア間の噛み合わせの不具合を解消し、振動を低減することができる。

また、本実施形態では、現像ローラ用ギア３２を、駆動入力用ギア３１の受けた駆動が伝えられる第１ギア部３２ａと、磁気ローラ用ギア３３に駆動を伝える第２ギア部３２ｂと、から一体形成される２段ギアとし、配置角度αに対して駆動入力用ギア３１と第１ギア部３２ａとの噛合点Ａと、第２ギア部３２ｂと磁気ローラ用ギア３３との噛合点Ｂ２との成す角度とを略同じにした。これにより、現像ローラ用ギア３２の位相をより詳細に設定することができるため、駆動入力用ギア３１、現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３の噛み合わせをより詳細に調整することができ、効果的となる。

しかし、駆動入力用ギア３１、現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３の種類、形状や歯数等は、本実施形態に特に限定されず、配置角度αに対して、駆動入力用ギア３１と現像ローラ用ギア３２との噛合点と、現像ローラ用ギア３２と磁気ローラ用ギア３３との噛合点とが成す角度を同じにすることが可能であれば、その他のギアを用いることもできる。また、第１及び第２のギア部３２ａ、３２ｂは、ここでは一体形成したが、一体回転可能であれば、それぞれのギアを形成した後、組み合わせて形成することもできる。

図８は、本発明の第２実施形態に係る駆動伝達装置における現像ローラ用ギアに対する駆動入力用ギア及び磁気ローラ用ギアの噛合状態を示す左上方（図４と同方向）から見た図であり、図９は、図８の第２ギア部と磁気ローラ用ギアとの噛合点のスラスト方向における配置関係を示す図であり、図１０は、第２ギア部の位相を調整した状態を示す図である。図４及び図７と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、駆動入力用ギア３１は、歯数３２枚、圧力角１４．５°、左ねじれのはすばギアから成る１段ギアから構成され、磁気ローラ用ギア３３は、歯数１８枚、圧力角２０°、左ねじれのはすばギアから成る１段ギアから構成され、現像ローラ用ギア３２は、歯数１６枚、右ねじれのはすばギアからなる２段ギアから構成されている。

現像ローラ用ギア３２は、圧力角１４．５°であって駆動入力用ギア３１と連結される第１ギア部（第１のギア部）３２ａと、圧力角２０°であって磁気ローラ用ギア３３と連結される第２ギア部（第２のギア部）３２ｂと、から形成されている。また、第１及び第２ギア部３２ａ、３２ｂのねじれ角度は、ｓ（ここでは１５°）に設定されている。

また、第１ギア部３２ａ及び第２ギア部３２ｂの位相が歯筋方向に一致する（すなわち第１ギア部３２ａのみから成るのと同様）と仮定した場合における、第２ギア部３２ｂと磁気ローラ用ギア３３と噛合点をＢ３とした。また、スラスト方向（図の左右方向）における噛合点Ａと噛合点Ｂ３との間隔、すなわち、第１ギア部３２ａと噛み合う駆動入力用ギア３１の左側端部と、第２ギア部３２ｂと噛み合う磁気ローラ用ギア３３の右側端部と、の距離は、ｘ（ここでは、２ｍｍ）に設定されている。その他の構成は第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

本実施形態では、図８及び図９に示すように、第１及び第２ギア部３２ａ、３２ｂの歯筋がスラスト方向（図の左右方向）に対して角度ｓだけ傾斜しているため、第１及び第２ギア部３２ａ、３２ｂに対する駆動入力用ローラ３１及び磁気ローラ用ギア３３のスラスト方向における噛合位置によって、これらの周方向における噛合位置が異なる。

そこで、上記した第１実施形態に加え、スラスト方向における第１及び第２ギア部３２ａ、３２ｂに対する駆動入力用ギア３１及び磁気ローラ用ギア３３の噛合点Ａ、Ｂ３の噛合位置に基づき、第１及び第２ギア部３１ａ、３２ｂの周方向の位相を設定することとした。なお、説明の便宜上、第１及び第２ギア部３２ａ、３２ｂの周面を平面化して考えることとする。

まず、図８に示すように、駆動入力用ギア３１と第１ギア部３２ａとが噛合点Ａで噛み合ったとする。このとき、第１ギア部３２ａと第２ギア部３２ｂとの周方向の位相が同じとすると、上記第１実施形態と同様に、第２ギア部３２ｂと磁気ローラ用ギア３３との噛合点Ｂ１からの変位角度はθ１となる（図５、図７参照）。従って、上記と同様、第２ギア部３２ｂの周方向の位相を、回転方向（図９の白抜き矢印）下流側にθ１だけ移動するよう、設定する必要がある。

しかし、図９に示すように、現像ローラ用ギア３２は、スラスト方向に対して角度ｓだけ傾斜しているため、スラスト方向における噛合点Ａと噛合点Ｂ３との間の噛合位置の差に応じて、第１ギア部３２ａに対する第２ギア部３２ｂの周方向の噛合点Ｂ３が変位する。従って、かかる変位の分を考慮する必要がある。

ここで、スラスト方向における噛合点Ａと噛合点Ｂ３との距離はｘ（ここでは、２ｍｍ）であるため、図９に示すように、第１ギア部３２ａに対する第２ギア部３２ｂの周方向の変位量ｙは、回転方向上流側に向かって、ｘ・ｔａｎ（ｓ）（ここでは、２ｍｍ×ｔａｎ１５°）と算出される。

よって、かかる変位量ｙを用いて、上記噛合点Ｂ１に対する噛合点Ｂ３の変位角度θ２を、ｙ・３６０°／２πＲとして算出することができる（ここでは、θ２＝２ｍｍ×ｔａｎ１５°×３６０°／（２π×１３ｍｍ））。なお、θ２は、現像ローラ用ギア３２のピッチ円上の変位角度を表す。

このようにして、噛合点Ｂ１に対する噛合点Ｂ３の変位角度θ２を、噛合点Ａと噛合点Ｂ３との間のスラスト方向の変位量ｘと、ねじれ角度ｓと、から算出することができる。かかる算出結果を用いて、図９に示すように、第２ギア部３２ｂの周方向の位相を、噛合点Ｂ１から噛合点Ｂ３へと回転方向上流側に変位角度θ２だけ移動させるよう、設定する必要がある。

よって、前述した噛合点Ｂ１を噛合点Ｂ２とする変位角度θ１（回転方向下流側への変位角度）と、噛合点Ｂ１に対する噛合点Ｂ３の変位角度θ２（回転方向上流側への変位角度）と、の差分を算出することにより、第２ギア部３２ｂの周方向の変位角度を、回転方向下流側にθ１―θ２として算出することができる。なお、第１及び第２ギア部３２ａ、３２ｂの歯筋がスラスト方向に対して角度−ｓだけ傾斜している場合にであっても同様にθ１−θ２を算出することができる。

従って、図１０に示すように、第２ギア部３２ｂの周方向の位相を、噛合点Ａからピッチ角度ｐの整数倍よりも回転方向下流側にθ１―θ２だけ移動させ、第２ギア部３２ｂと磁気ローラ用ギア部３３との噛合点をＢ４と設定することにより（ｎ・ｐ＋θ１−θ２）、駆動入力用ギア３１と第１ギア部３２ａとの噛合点Ａと、第２ギア部３２ｂと磁気ローラ用ギア３３との噛合点Ｂ４との成す角度を、配置角度αに対して略同じにすることができる。

そして、このように周方向の位相を設定した後、第１ギア部３２ａ及び第２ギア部３２ｂを一体成形することにより、現像ローラ用ギア３２を形成することができる。なお、ここでは、駆動入力用ギア３１と第１ギア部３２ａとが噛合点Ａで噛み合うこととして第２ギア部３２ｂの変位角度θ１−θ２の算出を行ったが、これとは逆に、第２ギア部３２ｂが磁気ローラ用ギア３３と噛合点Ｂ３で噛み合うこととして第１ギア部３１ａの変位角度を上記と同様にして算出することも、勿論可能である。

本実施形態では、駆動入力用ギア３１、現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３を、はすばギアから構成し、スラスト方向における駆動入力用ギア３１と第１ギア部３２ａとの噛合位置と、磁気ローラ用ギア３３と第２ギア部３２ｂとの噛合位置、に基づき第１及び第２ギア部３２ａ、３２ｂの周方向の位相を設定したため、駆動入力用ギア３１、現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３の噛み合わせをより詳細に調整するのみならず、振動をより低減することもでき、より効果的となる。

図１１は、本発明の第３実施形態に係る駆動伝達装置における現像ローラ用ギアに対する駆動入力用ギア及び磁気ローラ用ギアの噛合状態を示す左上方（図８と同方向）から見た図であり、図１２は、図１１の現像ローラ用ギアと磁気ローラ用ギアとの噛合点のスラスト方向における噛合位置を示す図である。図９及び図１０と共通する部分には共通する符号を付して説明を省略する。

本実施形態では、駆動入力用ギア３１は、歯数３２枚、圧力角１４．５°、右ねじれのはすばから成る１段ギアから構成され、磁気ローラ用ギア３３は、歯数１８枚、圧力角１４．５°、右ねじれのはすばから成る１段ギアから構成されている。現像ローラ用ギア３２は、歯数１６枚、圧力角１４．５°、左ねじれのはすばから成る１段ギアから構成され、現像ローラ用ギア３２のピッチ円の直径は、Ｒ（ここでは、１３ｍｍ）に設定されている。また、現像ローラ用ギア３２のねじれ角度は、−ｓ（ここでは−１５°）に設定されている。

また、図１１に示すように、駆動入力用ギア３１と現像ローラ用ギア３２との噛合点をＡ、現像ローラ用ギア３２と磁気ローラ用ギア３３との噛合点をＢ５とし、スラスト方向における噛合点Ａと噛合点Ｂ５との間隔をｘ’とした。その他の構成は、第１及び第２実施形態と同様であるため、説明を省略する。なお、説明の便宜上、現像ローラ用ギア３２の周面を平面化して考えることとする。

図１２に示すように、本実施形態では、上記第１実施形態で現像ローラ用ギア３２を１段の平歯ギアと仮定した場合の噛合点Ｂ１（図５参照）と、噛合点Ｂ５との周方向の角度がθ１となるように、駆動入力用ギア３１と現像ローラ用ギア３２との噛合位置と、現像ローラ用ギア３２と磁気ローラ用ギア３３の噛合位置との間隔を調整した。すなわち、上記噛合点Ｂ１と噛合点Ｂ５との周方向の変位量ｙ’＝ｘ’・ｔａｎ（−ｓ）がθ１と等しくなるように、噛合点Ａと噛合点Ｂ５との間隔ｘ’を調整した。

これにより、配置角度αに対して噛合点Ａと噛合点Ｂ５とが成す角度を略同じにすることができる。従って、駆動入力用ギア３１、現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３の配置角度αが固定され、その位置関係を変動できない場合であっても、配置角度αに応じて現像ローラ用ギア３２を形成することができるため、ギア間の噛み合わせの不具合を解消し、振動を低減することができる。

また、上記第１、第２及び第３実施形態では、駆動伝達装置３０を、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに配置され、感光体ドラム１ａ〜１ｄを駆動するための駆動入力用ギア３１と、現像ローラ２２及び磁気ローラ２３を駆動するための現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３と、から構成したため、ギア間の振動を低減するのみならず、画像濃度変動等の画像ムラをも抑制することができる。特に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに用いられる、振動や回転ムラが生じ易い歯数の少ないギアに駆動伝達装置３０を適用したため、より効果的である。

また、上記第１、第２及び第３実施形態では、駆動入力用ギア３１が受けた駆動を現像ローラ用ギア３２及び磁気ローラ用ギア３３に伝えることとしたが、駆動入力用ギア３１と現像ローラ用ギア３２との間で駆動が伝わる瞬間に現像ローラ用ギア３２と磁気ローラ用ギア３３との間で駆動が伝わることが可能であれば、現像ローラ用ギア３２若しくは磁気ローラ用ギア３３の一方が受けた駆動を他方のギア及び駆動入力用ギア３１に伝える構成とすることもできる。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、感光体ドラム１ａ〜１ｄ及び現像装置３ａ〜３ｄに適用する駆動伝達装置３０について説明したが、本発明の駆動伝達装置３０のギア構成は、特に限定されるものではなく、その他の３つ以上連結されているギアに対して適用することができる。なお、４つ以上のギアであれば、そのうち連続して連結された任意の３つのギアに対して本発明を適用することができる。

また、上記各実施形態では、例えば、カラー印刷用の直接転写方式のタンデム型画像形成装置について示したが、他の画像形成装置に適用することもでき、特に限定されるものではない。例えば、中間転写方式のタンデム型画像形成装置や、カラー複写機、モノクロ印刷用のモノクロプリンタやモノクロ複写機等にも適用することが可能である。さらに、画像形成装置以外の精密機器、電子機器等の駆動伝達装置にも適用することが可能である。

本発明は、駆動を伝達するためのものであり、第１のギアと、該第１のギアと連結される第２のギアと、該第２のギアと連結される第３のギアと、を少なくとも有する駆動伝達装置であって、前記第１、第２及び第３のギアは、所定の位置関係に配置されており、前記第２のギアは、一体回転する２つのギアから構成され、前記第１のギアと前記第２のギアとを結ぶ中心線と、前記第２のギアと前記第３のギアとを結ぶ中心線との成す角度に対して、前記第１のギアと前記第２のギアとの噛合点と、前記第２のギアと前記第３のギアとの噛合点との成す角度が略同じになるように前記第２のギアの周方向の位相を調整するものである。

これにより、上記位置関係が固定され第１、第２及び第３のギアの配置を変動できないような場合であっても、その位置関係に応じて第２のギアを形成することができるため、ギア間の噛み合わせの不具合を解消し、振動を低減することが可能になる。

また、第２のギアを、第１のギアと連結される第１のギア部と、第３のギアと連結される第２のギア部と、から成る２段ギアとし、第１のギアと第２のギアとを結ぶ中心線と、第２のギアと第３のギアとを結ぶ中心線との成す角度に対して、第１のギアと第１のギア部との噛合点と、第２のギア部と第３のギアとの噛合点との成す角度が略同じになるように第１及び第２のギア部の周方向の位相を調整することにより、第２のギアの位相をより詳細に設定することができるため、第１、第２及び第３のギアの噛み合わせをより詳細に調整することができ、効果的となる。

また、第１、第２及び第３のギアは、はすばギアから成り、スラスト方向における第１のギアと第１のギア部との噛合位置と、第２のギア部と第３のギアとの噛合位置とに基づいて、第１及び第２のギア部の周方向の位相を調整することにより、第１、第２及び第３のギアの噛み合わせをより詳細に調整すると共に、振動をより低減することもできるため、効果的となる。

また、本発明は、駆動を伝達するためのものであり、第１のギアと、該第１のギアと連結される第２のギアと、該第２のギアと連結される第３のギアと、を少なくとも有する駆動伝達装置であって、前記第１、第２及び第３のギアは、所定の位置関係に配置され、且つはすばの１段ギアから成り、前記第１のギアと前記第２のギアとを結ぶ中心線と、前記第２のギアと前記第３のギアとを結ぶ中心線との成す角度に対して、前記第１のギアと前記第２のギアとの噛合点と、前記第２のギアと前記第３のギアとの噛合点との成す角度が略同じになるように、スラスト方向における前記第１のギアと前記第２のギアとの噛合位置と、前記第２のギアと前記第３のギアとの噛合位置との間隔を調整するものである。

また、第１、第２及び第３のギアを画像形成部に配置し、且つ、第１のギアを、像担持体を駆動するためのギア、第２のギアを、トナー担持体を駆動するためのギア、第３のギアを、トナー供給部材を駆動するためのギアとすることにより、ギア間の振動を低減すると共に、画像濃度変動等の画像ムラをも抑制することができる。また、上記構成の駆動伝達装置を備えた画像形成装置とすることにより、振動の低減や画像ムラの抑制された画像形成を行うことが可能となる。

Ｐａ〜Ｐｄ画像形成部
１ａ〜１ｄ感光体ドラム（像担持体）
３ａ〜３ｄ現像ユニット（現像装置）
２２現像ローラ（トナー担持体）
２３磁気ローラ（トナー供給部材）
３１駆動入力用ギア（第１のギア）
３２現像ローラ用ギア（第２のギア）
３２ａ第１ギア部（第１のギア部）
３２ｂ第２ギア部（第２のギア部）
３３磁気ローラ用ギア（第３のギア）
１００画像形成装置

Claims

駆動を伝達するためのものであり、第１のギアと、該第１のギアと連結される第２のギアと、該第２のギアと連結される第３のギアと、を少なくとも有する駆動伝達装置であって、
前記第１、第２及び第３のギアは、所定の位置関係に配置されており、
前記第２のギアは、一体回転する２つのギアから構成され、
前記第１のギアと前記第２のギアとを結ぶ中心線と、前記第２のギアと前記第３のギアとを結ぶ中心線との成す角度に対して、前記第１のギアと前記第２のギアとの噛合点と、前記第２のギアと前記第３のギアとの噛合点との成す角度が略同じになるように前記第２のギアの周方向の位相を調整することを特徴とする駆動伝達装置。
前記第２のギアは、前記第１のギアと連結される第１のギア部と、前記第３のギアと連結される第２のギア部と、から成る２段ギアであり、
前記第１のギアと前記第２のギアとを結ぶ中心線と、前記第２のギアと前記第３のギアとを結ぶ中心線との成す角度に対して、前記第１のギアと前記第１のギア部との噛合点と、前記第２のギア部と前記第３のギアとの噛合点との成す角度が略同じになるように前記第１及び第２のギア部の周方向の位相を調整することを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
前記第１、第２及び第３のギアは、はすばギアから成り、
スラスト方向における前記第１のギアと前記第１のギア部との噛合位置と、前記第２のギア部と前記第３のギアとの噛合位置とに基づいて、前記第１及び第２のギア部の周方向の位相を調整することを特徴とする請求項２に記載の駆動伝達装置。
駆動を伝達するためのものであり、第１のギアと、該第１のギアと連結される第２のギアと、該第２のギアと連結される第３のギアと、を少なくとも有する駆動伝達装置であって、
前記第１、第２及び第３のギアは、所定の位置関係に配置され、且つはすばの１段ギアから成り、
前記第１のギアと前記第２のギアとを結ぶ中心線と、前記第２のギアと前記第３のギアとを結ぶ中心線との成す角度に対して、前記第１のギアと前記第２のギアとの噛合点と、前記第２のギアと前記第３のギアとの噛合点との成す角度が略同じになるように、スラスト方向における前記第１のギアと前記第２のギアとの噛合位置と、前記第２のギアと前記第３のギアとの噛合位置との間隔を調整することを特徴とする駆動伝達装置。
前記第１、第２及び第３のギアは、
静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体に形成された静電潜像にトナーを供給するトナー担持体及び該トナー担持体にトナーを供給するトナー供給部材を有する現像装置と、を備えた画像形成部に配置され、且つ、
前記第１のギアは、前記像担持体を駆動するためのギア、
前記第２のギアは、前記トナー担持体を駆動するためのギア、
前記第３のギアは、前記トナー供給部材を駆動するためのギアであることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の駆動伝達装置。
請求項１〜５のいずれかの駆動伝達装置を備えた画像形成装置。