JP2014163479A

JP2014163479A - 回転駆動装置、及び画像形成装置

Info

Publication number: JP2014163479A
Application number: JP2013036872A
Authority: JP
Inventors: Yasuhiro Maehata; 康広前畠
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2013-02-27
Filing date: 2013-02-27
Publication date: 2014-09-08

Abstract

【課題】軽量化して省資源化に対応できるとともに、遊星歯車変速装置の出力軸と被駆動体軸との軸ズレを抑えることができる回転駆動装置を提供する。
【解決手段】モータ２０と、遊星歯車減速装置３０と、遊星歯車減速装置３０の出力軸４０から出力される回転駆動力を感光体ドラム１に伝達するドラム軸５０とを備えた感光体駆動装置１０において、遊星歯車減速装置３０の内歯歯車３２の材質が樹脂で、内歯歯車３２の感光体ドラム１側がラジアル方向に弾性変形可能に構成されており、遊星歯車変速装置３０の出力軸４０のドラム軸５０に対する相対位置を、遊星歯車変速装置３０の出力軸４０とドラム軸５０とが略同軸となる位置に規制する位置決め部品９１を備えている。
【選択図】図３

Description

本発明は、プリンター、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に用いる回転駆動装置、及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。

従来から、電子写真方式によるプリンターや複写機等では、次の構成のものが知られている。すなわち、回転する潜像担持体（以下、感光体ドラムという）の表面に静電潜像を形成し、形成した静電潜像にトナーを付着させて現像する。そして、現像して得たトナー画像を、無端状ベルト（以下、中間転写ベルトという）に１次転写し、中間転写ベルト上のトナー画像を、更に記録媒体上に２次転写した後、定着して画像を得る構成である。

高精度に一定速度で回転するべき被駆動体でもある感光体ドラムや、一定速度で移動させるべき中間転写ベルトに速度変動が生じると出力された画像にジッタや濃度ムラが生じる。ある周波数で速度変動が継続すると画像全体に周期濃度ムラが生じ、縞模様のバンディングとして目視される。感光体ドラムの速度変動は書き込み系の露光ラインの副走査位置ズレを発生させる。同時に、中間転写ベルトへの１次転写時の副走査位置ズレを発生させる。また、中間転写ベルトの速度変動は、１次転写時と２次転写時の副走査位置ズレを発生させる。これらの速度変動に起因したバンディングにより、画像品質が著しく低下してしまう。

以上のような理由から、感光体ドラムや中間転写ベルトには高精度な回転駆動が求められており、感光体ドラムや中間転写ベルトの高精度な回転駆動を実現するために、従来から様々な回転駆動装置の構成が提案されている。例えば、被駆動体の被駆動体軸と同軸に大口径ギアを設け、この大口径ギアに駆動源の駆動軸に設けた駆動ギアを噛み合わせて回転駆動する回転駆動装置の構成である。大口径ギアと駆動ギアとを噛み合わせ、小型で高速な駆動源の速度変動が少ない速度領域の回転駆動力を高い減速比で減速して被駆動体に伝達することで、被駆動体の回転ムラを抑制する。

また、被駆動体の被駆動体軸と同軸に、駆動源としてダイレクトドライブモータを設け、その駆動軸を被駆動体の被駆動体軸と接続して回転駆動する構成も知られている。ダイレクトドライブモータを被駆動体軸に直接接続することで、減速機構を省略して回転駆動装置を小型化するとともに、ダイレクトドライブモータをフィドバック制御することで、被駆動体の回転ムラを抑制する。

しかし、大口径ギアを設ける構成では、大口径ギアに噛み合う位置に、駆動源の駆動軸に設けた小口径ギアを配置する必要があるとともに、被駆動体の径よりも大口径ギアの径が大きくなることが多い。このため、被駆動体の径方向の実装サイズ、つまり回転駆動装置が大型化してしまう可能性が高い。また、ダイレクトドライブモータを設ける構成では、被駆動体と等速で回転駆動されるダイレクトドライブモータに高いトルクが要求されるため、ダイレクトドライブモータが大型になり、回転駆動装置の重量が増加する可能性がある。

このような不具合が生じない構成の回転駆動装置も提案されている。例えば、特許文献１には、次のような遊星歯車変速装置（遊星歯車機構）を用いた回転駆動装置（ローラ駆動装置）の構成が開示されている。筒状の被駆動体（ローラ部材）に、駆動源（モータ）の回転駆動力を、遊星歯車変速装置を介して伝達するというものである。この遊星歯車変速装置では、太陽歯車と同軸に設けられた内歯歯車（内歯車）が固定支持されており、太陽歯車は駆動源の出力軸（モータ軸）に同軸で接続されている。太陽歯車の周りには、複数の遊星歯車がキャリア（遊星歯車支持部材）に回転自在に保持され、内歯歯車と太陽歯車とに噛み合うように配置されている。

そして、駆動源が回転駆動されると、その回転駆動力が太陽歯車に伝達され、遊星歯車は太陽歯車と内歯歯車に噛み合いながら自転するとともに公転し、遊星歯車を回転自在に保持したキャリアが公転することとなる。このキャリアの回転が同軸で連結された被駆動体に伝達され、被駆動体が回転駆動することとなる。すなわち、キャリアが被駆動体に駆動力を伝達する被駆動体軸や、遊星歯車変速装置の出力軸としても機能している。

この回転駆動装置では、上記のような遊星歯車変速装置を用いているので、小型で高速な駆動源の速度変動が少ない速度領域の回転駆動力を高い減速比で減速して被駆動体に達することができる。すなわち、大口径ギアを設けたり、ダイレクトドライブモータを設けたりすることなく、被駆動体の回転ムラを抑制することができる。したがって、大口径ギアを設けて回転駆動装置が大型化したり、ダイレクトドライブモータを設けて回転駆動装置の重量が増加してしまったりすることがない。

近年、以前に増して工業製品の省資源化への対応が重要になってきている。具体的には、製品を構成する各構成部品や各構成ユニット等の重量、及びその点数の抑制や、各構成部品等の長寿命化、リサイクル対応や、製造時のエネルギー消費、及び製造後のエネルギー消費の抑制等が求められている。製造後のエネルギー消費には、製品を稼動させるために要するエネルギーだけではなく、運搬時に要するエネルギー等も含まれ、製品重量が重要な鍵となる。加えて、回転駆動装置では、従来からの高精度回転に対する要求に応えつつ、これを採用した製品の製造後の運搬等に消費するエネルギー消費を抑制するために、回転駆動装置自体の軽量化に留まらず、前記製品の軽量化への寄与も求められている。これは、回転駆動装置のように、これを採用した製品の本体側板等の支持部材に片持ち固定されることが多い装置では、その重量により曲げモーメントが支持部材に働くため、支持部材の板厚・重量、ひいては前記製品の重量に影響を与えるためである。

このような省資源化の要請から回転駆動装置には、さらなる軽量化が求められている。しかし、特許文献１に記載の構成は、回転駆動装置を構成する各構成部品や各構成ユニット等の材質に関しては規定されておらず、省資源の観点で考慮された構成ではなかった。すなわち、回転駆動装置を構成する各構成部品や各構成ユニット等の材質が規定されておらず、十分に軽量化されているか否か不明な構成であった。例えば、回転駆動装置に用る遊星歯車変速装置の主な構成部品の全てを金属で構成すると、用いる金属が特殊なものでない限り、各構成部品の重量が増加してしまい回転駆動装置のさらなる軽量化は困難であると考えられる。さらに、回転駆動装置に用いる遊星歯車変速装置の出力軸と、被駆動体に遊星歯車変速装置の出力軸から出力される回転駆動力を伝達する被駆動体軸との軸ズレが一定値を超えると回転精度に影響が出るおそれがある。

本発明は以上の問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は、軽量化して省資源化に対応できるとともに、遊星歯車変速装置の出力軸と被駆動体軸との軸ズレを抑えることができる回転駆動装置を提供することである。

上述した課題を解決するため、請求項１に係る発明は、
駆動源と、
前記駆動源側からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車と、内歯歯車と、該内歯歯車内に円周方向で等間隔に配設され前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合う複数の遊星歯車と、該複数の遊星歯車を回転自在に支持するとともに、回転自在なキャリアとからなる遊星歯車機構が設けられた遊星歯車変速装置と、
被駆動体を支持するとともに、前記被駆動体に前記遊星歯車変速装置の出力軸から出力される回転駆動力を伝達する被駆動体軸とを備えた回転駆動装置において、
前記遊星歯車変速装置は、
前記内歯歯車の材質が樹脂で、前記内歯歯車の被駆動体側がラジアル方向に弾性変形可能に構成されており、
前記遊星歯車変速装置の出力軸の前記被駆動体軸に対する相対位置を、前記遊星歯車変速装置の出力軸と前記被駆動体軸とが略同軸となる位置に規制する位置決め部品を備えていることを特徴とする回転駆動装置である。

請求項１に係る発明の回転駆動装置では、内歯歯車の材質が樹脂で、内歯歯車の被駆動体側がラジアル方向に弾性変形可能に構成されている。これにより、請求項１に係る発明の回転駆動装置は、例えば内歯歯車の材質が金属である場合等と比較して、軽量化して省資源化に対応できる。さらに、請求項１に係る発明の回転駆動装置は、遊星歯車変速装置の出力軸の被駆動体軸に対する相対位置を、遊星歯車変速装置の出力軸と被駆動体軸とが略同軸となる位置に規制する位置決め部品を備えている。これにより、請求項１に係る発明の回転駆動装置では、遊星歯車変速装置の出力軸と被駆動体軸との軸ズレが抑えられている。

一実施形態に係る複合機の全体概要図。実施例１に係る感光体駆動装置の主要部の斜視図。実施例１に係る感光体駆動装置の断面図。連結部材の構成を示す図。連結部材の他の構成を示す図。実施例２に係る感光体駆動装置における位置決めブラケット及び位置決め治具の断面図。

以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラー複合機（以下、複合機５００という）に適用した一実施形態について、複数の実施例を挙げ、図を用いて説明する。まず、各実施例に共通する本実施形態の複合機５００の全体概要について説明する。図１は、本実施形態に係る複合機５００の全体概要図である。

本実施形態における複合機５００は、いわゆるタンデム式の画像形成装置であって、乾式二成分現像剤を用いた乾式二成分現像方式を採用したものである。この複合機５００は、複合機本体１００、複合機本体１００を載置する給紙テーブル２００、複合機本体１００上に取り付けるスキャナ３００、及びスキャナ３００の上部に取り付ける原稿自動搬送装置４００から構成されている。この複合機５００では、スキャナ３００から読み取った画像情報である画像データを受け取って、又はパソコン等の外部機器からの印刷データを受け取って画像形成処理を行う。複合機本体１００には、図に示すように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）の各色用の４個の被駆動体としての円筒状の潜像担持体である感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋが並設されている。これら感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋは、駆動ローラを含む回転可能な複数のローラに支持された無端ベルト状の中間転写ベルト５に接触するように、そのベルト移動方向に沿って並んで配置されている。

また、感光体ドラム１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｂｋの周りには、それぞれ、帯電器２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋ、各色対応の現像装置９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｂｋ、クリーニング装置４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋ、除電ランプ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｂｋ等の電子写真プロセス用部材がプロセス順に配設されている。そして、各感光体ドラム１の上方には、光書込装置１７が設けられている。また、各感光体ドラム１の中間転写ベルト５を介して対向する位置には、それぞれ１次転写手段である１次転写ローラ６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｂｋが配置されている。

中間転写ベルト５は、架張ローラ１１,１２,１３及びテンションローラ１４に架け渡されており、不図示の駆動源により回転駆動される駆動ローラである架張ローラ１２の回転により回転駆動される。架張ローラ１３の中間転写ベルト５を介して対向する位置には、ベルトクリーニング装置１９が設けられており、２次転写後に中間転写ベルト５上に残留する残トナーを除去する。また、架張ローラ１１は、２次転写手段である２次転写ローラ７に対向する２次転写対向ローラであり、中間転写ベルト５を介して２次転写ローラ７との間に２次転写ニップ部を形成する。

この２次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、架張ローラ対１６に架張された転写紙搬送ベルト１５が設けられており、トナー像が２次転写された転写紙を定着装置１８まで搬送する。定着装置１８は、定着ローラ対８を備えており、その定着ニップ部で熱及び圧力を加えて、未定着のトナー像を転写紙上に定着する。

次に、本実施形態における複合機５００のコピー動作について説明する。本実施形態に係る複合機５００でフルカラー画像を形成する場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台４０１に原稿をセットする。又は、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３０１上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じて押さえる。その後、ユーザーがスタートスイッチ（不図示）を押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３０１上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３０２および第２走行体３０３が走行を開始する。これにより、第１走行体３０２からの光がコンタクトガラス３０１上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３０３のミラーで反射されて、結像レンズ３０４を通じて読取センサ３０５に案内される。このようにして原稿の画像情報を読み取る。

また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、モータ（不図示）が駆動し、駆動ローラである架張ローラ１２が回転駆動して中間転写ベルト５が回転駆動する。また、これと同時に、後述する感光体駆動装置１０Ｙ（不図示）により、感光体ドラム１Ｙを図中矢印の方向に回転駆動しながら帯電器２Ｙで一様帯電する。その後、光書込装置１７からの光ビームＬｙを照射して感光体ドラム１Ｙ上にＹ静電潜像を形成する。このＹ静電潜像は、現像装置９Ｙにより、現像剤中のＹトナーにより現像される。現像時には、現像ローラと感光体ドラム１Ｙとの間に所定の現像バイアスが印加され、現像ローラ上のＹトナーは、感光体ドラム１Ｙ上のＹ静電潜像部分に静電吸着する。

このように現像されて形成されたＹトナー像は、感光体ドラム１Ｙの回転に伴い、感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト５とが接触する１次転写位置に搬送される。この１次転写位置において、中間転写ベルト５の裏面には、１次転写ローラ６Ｙにより所定のバイアス電圧が印加される。そして、このバイアス印加によって発生した１次転写電界により、感光体ドラム１Ｙ上のＹトナー像を中間転写ベルト５側に引き寄せ、中間転写ベルト５上に１次転写する。以下、同様にして、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像も、中間転写ベルト５上のＹトナー像に順次重ね合うように１次転写される。なお、２次転写後の中間転写ベルト５上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１９により除去される。

また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙に応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ２０２が回転し、給紙カセット２０１の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ２０３で１枚に分離して給紙路２０４に入り込み、搬送ローラ２０５により複合機本体１００内の給紙路１０１まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ１０２に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット２０１にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ１０５にセットされた転写紙を給紙ローラ１０４により送り出し、分離ローラ１０８で１枚に分離した後、手差し給紙路１０３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ１０２に突き当たったところで止められる。

中間転写ベルト５上に４色重なり合ったトナー像は、中間転写ベルト５の回転にともない、２次転写ローラ７と対向する２次転写位置に搬送される。また、レジストローラ１０２は、上述のようにして中間転写ベルト５上に形成された合成トナー像が２次転写位置に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始し、転写紙を２次転写位置に搬送する。そして、この２次転写位置において、２次転写ローラ７により転写紙の裏面に所定のバイアス電圧が印加され、そのバイアス印加により発生した２次転写電界及び２次転写位置での当接圧により、中間転写ベルト５上のトナー像が転写紙上に一括して２次転写される。その後、トナー像が２次転写された転写紙は、転写紙搬送ベルト１５により定着装置１８に搬送されて、定着装置１８に設けられた定着ローラ対８により定着処理が行われる。そして、定着処理が行われた転写紙は、排紙ローラ対１０６により、装置外に設けられた排紙トレイ１０７状に排出されてスタックされる。

次に、本発明の特徴である、回転駆動装置の構成を、被駆動体である感光体ドラムを回転駆動する感光体駆動装置に適用した例について、実施例を挙げ、図を用いて説明する。被駆動体である各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、同一構成の感光体駆動装置１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋにより回転駆動されているので、以下、各色に対応する符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋを省略して説明する。また、本発明は、中間転写ベルト５の駆動ローラである架張ローラ１２のローラ駆動装置や、２次転写駆動部、定着駆動部等の各駆動ローラの回転駆動装置にも適用可能である。

（実施例１）
まず、本実施形態の第１の実施例について、図を用いて説明する。図２は、本実施例に係る感光体駆動装置１０の主要部の斜視図、図３は、本実施例に係る感光体駆動装置１０の断面図、図４は、連結部材の構成を示す図、図５は、連結部材の他の構成を示す図である。

図２に示すように、本実施例の感光体駆動装置１０は、駆動源であるモータ２０、遊星歯車変速装置である遊星歯車減速装置３０、連結部材であるジョイント４１、被駆動体軸であるドラム軸５０から主に構成されている。そして、遊星歯車減速装置３０の出力軸４０はドラム軸５０とジョイント４１により連結固定されている。また、ドラム軸５０には軸受け５１が圧入されており、この軸受け５１を介して装置本体の筐体に固定された後側の本体側板である後側板６２に支持位置決めされる。そして、装置筐体に固定された前側の本体側板である前側板６１に設けた軸受け５６にドラム軸５０の先端近傍が支持位置決めされる構成である。つまり、ドラム軸５０は複合機本体１００の筐体の一部である前側板６１及び後側板６２に、両端部をそれぞれ軸受け５１,５６を介して位置決め支持され、被駆動体である感光体ドラム１はドラム軸５０を介して複合機本体１００の筐体に対して位置決め支持される。

次に、図３を用いて遊星歯車減速装置３０の内部構造の詳細について説明する。本実施例の遊星歯車減速装置３０は２Ｋ−Ｈ型２段構成の遊星歯車機構が用いられている。このように本実施例では遊星歯車機構を２段構成としているが、減速比に応じて３段、４段と段数をさらに重ね合わせることも可能である。

まず、２Ｋ−Ｈ型遊星歯車機構に関する一般的な説明をおこなう。２Ｋ−Ｈ型遊星歯車機構は、太陽歯車（sun gear）、遊星歯車（planetary gear）、遊星歯車の公転運動を支持する遊星キャリア（planetary carrier）、内歯歯車（outer gear）の四点の部品から構成されている。太陽歯車の回転、遊星歯車の公転（キャリアの回転）、外輪歯車の回転の三つの要素の内、一つを固定、一つを入力、一つを出力に接続する。それぞれ、どれを入出力・固定に割り当てるかによって、一つのユニットで複数の減速比や回転方向の切替えが可能である。本実施例において対象とする２Ｋ−Ｈ型の２段構造は、複合遊星歯車機構（２個以上の２Ｋ−Ｈ型）に分類され、２個以上の２Ｋ−Ｈ型のそれぞれの３本の基本軸のうち２本の基本軸同士を結合し、残りの基本軸の１本を固定し、他の１軸を駆動軸または従動軸とする機構となる。

減速比に関しては、太陽歯車の歯数をＺａ、遊星歯車の歯数をＺｂ、内歯歯車の歯数をＺｃとした場合に、次の式１で表される。なお、式中の添え字１，２は１段目、２段目を意味している。
（式１）
減速比＝Ｚａ１／（Ｚａ１＋Ｚｃ１）×Ｚａ２／（Ｚａ２＋Ｚｃ２）

本実施例の遊星歯車減速装置３０の１段目の遊星歯車機構では、駆動源であるモータ２０の駆動軸であるモータ出力軸２１には、第１太陽歯車３１を直接歯切りしている。そして、この第１太陽歯車３１及びブラケット２２に固定された内歯歯車３２に噛み合う１段目の第１遊星歯車３３が、１段目の第１キャリア３４により支持されて第１太陽歯車３１の外周を公転するようになっている。この第１遊星歯車３３は、回転バランスとトルク分担のために、同心状に第１キャリア３４の３箇所に配置される。このように本実施例では、周方向で３等分された第１キャリア３４の位置にそれぞれ第１遊星歯車３３が配置されている。また、各第１遊星歯車３３は、第１キャリア３４に設けられた第１キャリアピン３５に、支持されて自転する構成となっている。そして、第１遊星歯車３３は、第１太陽歯車３１と内歯歯車３２との噛合いにより、自転及び公転回転し、第１遊星歯車３３を支持する第１キャリア３４は、第１太陽歯車３１の回転に対し減速回転し、１段目の減速比が獲得される。

また、本実施例では第１キャリア３４に回転支持部はなく、浮動回転を行うように構成されている。そして、第１キャリア３４の回転中心に設けられた第２太陽歯車３６が２段目の遊星歯車機構の入力となる。

そして、２段目の遊星歯車機構では、２段目まで一体で形成された内歯歯車３２と２段目の第２太陽歯車３６とに噛み合う２段目の第２遊星歯車３７が、２段目の第２キャリア３８により支持されて、２段目の第２太陽歯車３６の外周を公転するようになっている。各第２遊星歯車は、第２キャリア３８に設けられた第２キャリアピン３９に支持されて自転及び公転する。最終段に相当する２段目の第２キャリア３８の回転中心には出力軸４０が設けられており、中空円筒状のジョイント４１を介してドラム軸５０と連結されている。また、第２キャリア３８の出力軸４０は内歯歯車３２により位置決めされ、各キャリアや各遊星歯車を覆うように内歯歯車３２の感光体１側の端部に設けた内歯歯車キャップ４２に圧入された軸受けにより支持される構成となっている。内歯歯車キャップ４２は内歯歯車３２の内周とインローで位置決めされる構成となっているため、出力軸４０は内歯歯車３２の中心軸との同軸度を最小化できる構成となっている。

また、ドラム軸５０と出力軸４０とを連結部材であるジョイント４１で同軸になるように連結して一体化している。ジョイント４１の構成については、例えば、図４、５に示すような構成があげられる。図４に示すジョイント４１は中空円筒形状であり、ドラム軸５０及び遊星歯車減速装置３０の出力軸４０は同じ直径となっており、ドラム軸５０側では、ジョイント４１がドラム軸５０に圧入される構成となっている。また、出力軸４０側では、出力軸４０とはすきまばめとなっており、ジョイント４１と段付きネジ４３ａにより連結固定される構成となっている。一方、図５に示すジョイント４１は中空円筒形状の中央部にスリット４１ａを有しており、出力軸４０はネジ４３ｂにより押し曲げられたジョイントとの摩擦力により連結固定される構成となっている。いずれの構成もジョイント部分によるドラム軸５０と出力軸４０の中心軸のズレを最小化して、駆動伝達できる構成となっている。

また、図３に示すように、モータ２０は、ブラケット２２により支持されている。また、内歯歯車３２は、ブラケット２２に対してネジ４３で固定されている。このようにブラケット２２は、内歯歯車３２の固定・保持、及びモータ２０の固定・保持を行っている。そして、ブラケット２２は駆動側板６３とねじによって固定される構成となっている。駆動側板６３は後側板６２にカシメられたスタッド６４により支持位置決めされている。また、内歯歯車３２のモータ２０側には、内歯歯車３２の中心軸に中空円筒形状のボスが設けられており、モータ２０はその円筒形状内周とモータ２０側に設けられた軸受けがインローによる勘合で位置決めされる。また、中空円筒形状の外周はブラケット２２に形成された孔とインローによる勘合で位置決めされる構成となっている。さらに、本実施例では、ブラケット２２が、後側板６２に一端がカシメられた柱状の位置決め部品９１により後側板６２に対して位置決めされている。この位置決め部品９１は、ブラケット２２にカシメられている。

このような構成とすることで、内歯歯車３２を基準として、モータ出力軸２１、ブラケット２２、遊星歯車減速装置３０の出力軸４０の中心軸をすべて同軸上に配置し、かつ部品寸法のばらつきによる同軸度を最小化することが可能な構成となっている。

また、感光体ドラム１は筒状のドラム５２と、ドラムフランジ５３ａ，５３ｂにより構成され、ドラム５２はドラム両端に設けられたドラムフランジ５３ａ，５３ｂを介してドラム軸５０に位置決めされる構成となっている。ドラムフランジ５３ａ，５３ｂはドラム５２の中心軸位置に孔が設けられており、その孔とドラム軸５０がインローで位置決めされる。また、ドラム軸５０にはドラム５２へと駆動伝達を行うジョイント５５が圧入されており、ドラムフランジ５３ａを介してドラム５２は駆動される構成となっている。以上の構成により、モータ出力軸２１（第１太陽歯車３１）、内歯歯車３２、第１キャリア３４（第２太陽歯車３６）、第２キャリア３８、遊星歯車減速装置３０の出力軸４０、ドラム軸５０、ドラム５２の中心軸をすべて同一軸上に配置できる。

また、本実施例の遊星歯車減速装置３０においては、各部品を次のような材料から構成している。モータ２０のモータ出力軸２１、すなわち遊星歯車減速装置３０の入力軸に直接歯切りされた第１太陽歯車３１と、第１キャリアピン３５、第２キャリアピン３９、第２キャリア３８は金属材料、例えばステンレス、炭素鋼などから構成している。また、その他の第１遊星歯車３３、第１キャリア３４及び一体で構成された第２太陽歯車３６、第２遊星歯車３７、第１遊星歯車３３と第２遊星歯車３７とに噛み合う共通歯車仕様でハウジングケースと一体で構成された内歯歯車３２は樹脂材料、例えばポリアセタールなどの成型品で構成している。

加えて、回転速度検知手段である速度検知手段９０のエンコーダ用円板を、内歯歯車３２、モータ出力軸２１、ブラケット２２、遊星歯車減速装置３０の出力軸４０の中心軸の同軸上に設けている。また、速度検知手段９０のエンコーダ用円板を、出力軸４０のジョイント４１よりも駆動力伝達方向上流側に設けている。このように本実施例では、速度検知手段９０の例として、エンコーダと２センサの構成を示している。この構成については、必要制御精度によって任意にセンサの数を変更してもよい。

上述したように、本実施例の感光体駆動装置１０では、遊星歯車減速装置３０を用いているので、大口径ギアを設けたり、駆動源としてダイレクトドライブモータを設けたりすることなく、感光体ドラム１の回転ムラを抑制することが可能である。また、モータ２０のモータ出力軸２１、第１太陽歯車３１、内歯歯車３２、第１キャリア３４及び一体で構成された第２太陽歯車３６、第２キャリア３８及び一体で構成された遊星歯車減速装置３０の出力軸４０、ドラム軸５０、感光体ドラム１、及び速度検知手段９０のエンコーダ用円板の全てが同軸上に配設されている。したがって、各部品寸法のばらつきによる同軸度を最小化できる。さらに、第１キャリア３４が、内歯歯車３２に対して浮動支持されており、第１キャリア３４と内歯歯車３２との同心誤差を浮動支持による調心作用により抑え、感光体ドラム１の回転ムラをより抑制できる。

加えて、速度検知手段９０を備えているので、モータ２０をフィードバックすることで、取り付け誤差等により生じる同心誤差に起因した感光体ドラム１の回転ムラをさらに抑制することもできる。したがって、感光体ドラム１の回転ムラをさらに抑制した、感光体ドラム１の高精度な回転駆動が可能である。つまり、感光体ドラム１の高精度回転駆動が可能な感光体駆動装置１０を提供できる。

また、遊星歯車減速装置３０を用いているので、従来のように、駆動源としてダイレクトドライブモータを用いることなく、感光体駆動装置１０を軽量化できる。さらに、遊星歯車減速装置３０に設ける内歯歯車３２と、第１遊星歯車３３及び第２遊星歯車３７と、第１キャリア３４及び第１キャリア３４と一体で構成された第２太陽歯車３６を樹脂で構成している。したがって、これらを金属で構成したものより、感光体駆動装置１０を軽量化できる。このように感光体駆動装置１０を軽量化できるので、複合機５００の省資源化に対応できる。

また、遊星歯車減速装置３０は、内歯歯車３２と、第１遊星歯車３３及び第２遊星歯車３７と、第１キャリア３４及び第１キャリア３４と一体で構成された第２太陽歯車３６とが樹脂で、第２キャリア３８の材質が金属製のハイブリッド構成なので、第２キャリア３８に金属製の出力軸４０を一体で設けることができる。このように出力軸４０及び出力軸４０が一体に設けられる第２キャリア３８の材質が金属製なので、出力軸４０及び第２キャリア３８は、遊星歯車変速装置の主な構成部品の全てが樹脂の構成よりも、高い感光体ドラム１の負荷に耐えることができる。したがって、軽量化して省資源化に対応できるとともに、遊星歯車変速装置の主な構成部品の全てが樹脂の構成よりも、高い感光体ドラム１の負荷に耐えられる感光体駆動装置１０を提供することができる。

また、本実施例では、ドラム軸５０は後側板６２に軸受け５１を介してラジアル方向の位置が固定されるとともに回転可能に支持され、遊星歯車減速装置３０の内歯歯車３２もブラケット２２とスタッド６４を介して後側板６２に固定されている。このため、感光体駆動装置１０を装置本体に組み付ける場合に、ドラム軸５０と遊星歯車減速装置３０の出力軸４０とに軸ズレが生じると、この軸ズレに起因して回転ムラが生じてしまうおそれがある。

そこで、本実施例では、内歯歯車３２と、第１遊星歯車３３及び第２遊星歯車３７と、第１キャリア３４と一体で構成された第２太陽歯車３６とを樹脂製とし、それぞれラジアル方向に弾性変形可能に構成している。このように弾性変形可能に構成することで、ドラム軸５０と遊星歯車減速装置３０の出力軸４０とに軸ズレが生じた場合であっても、弾性変形可能に構成した各構成部材の弾性変形により調心することができ、高精度に感光体ドラム１を回転駆動できる。また、弾性変形可能に構成した各構成部材で、調心する際の弾性変形量を分散させることができるので、感光体駆動装置１０の耐久性を向上させることもできる。

また、金属製の出力軸４０を設けることで、ドラム軸５０と出力軸４０との連結に、ドラム軸５０と出力軸４０の中心軸のズレを最小化して、駆動伝達できるジョイント４１を用いることができる。ジョイント４１を用いて、ドラム軸５０と出力軸４０とを連結して一体化することで、主な構成部品が全て樹脂の構成のように被駆動体軸と遊星減速機構の出力部とをガタのあるスプライン継ぎ手等の連結構成を用いる必要がなく、ガタのある連結構成により生じる回転ムラを排除できる。加えて、速度検知手段９０を設ける位置がジョイント４１の駆動力伝達方向下流側の限定されず、速度検知手段９０を出力軸４０のジョイント４１よりも上流側、つまり、遊星歯車減速装置３０側に設けることもできる。

このように速度検知手段９０を遊星歯車減速装置３０側に設けることで、感光体駆動装置１０の組立性を悪化させることなく、速度検知手段９０の感光体駆動装置１０への実装を実現できる。

例えば、次のようにして速度検知手段９０の感光体駆動装置１０への実装を実現できる。モータ２０とともにブラケット２２に固定された遊星歯車減速装置３０の出力軸４０に、速度検知手段９０のエンコーダ用円板を、内歯歯車３２が一体に構成されたハウジングケースに、速度検知手段９０のセンサを取り付けて、それぞれ位置調整及び固定を行う。その後、遊星歯車減速装置３０の出力軸４０にドラム軸５０をジョイント４１を用いて連結して一体化した後、後側板６２の孔へドラム軸５０を、駆動側板６３の孔へ遊星歯車減速装置３０を差し込んで、それぞれ位置調整及び固定を行う。

このようにして速度検知手段９０の感光体駆動装置１０への実装を実現することで、速度検知手段９０を用いたフィードバック制御による感光体ドラム１の高精度な回転駆動が可能となる。したがって、感光体駆動装置１０を軽量化する省資源化と、感光体ドラム１の高精度回転を両立できる。よって、軽量化して省資源化に対応できるとともに、感光体ドラム１の高精度回転が可能な感光体駆動装置１０を提供することができる。

ここで、本実施例では、上述したようにブラケット２２が位置決め部品９１により後側板６２に対して位置決めされている。仮に、この位置決め部品９１が存在しなかったとする。すると、ブラケット２２は、駆動側板６３およびスタッド６４を介して後側板６２に対して位置決めされることとなる。この場合、ブラケット２２と後側板６２との間には、次のような位置ズレが生じるおそれがある。即ち、ブラケット２２と駆動側板６３との取付け誤差、駆動側板６３とスタッド６４との取付け誤差、スタッド６４の直角度、スタッド６４と後側板６２との取付け誤差が積み上がった位置ズレが生じるおそれがある。ブラケット２２には遊星歯車減速装置３０が固定されており、後側板６２にはドラム軸５０が固定されている。このため、ブラケット２２と後側板６２との間に位置ズレが生じた場合、その位置ズレは、遊星歯車減速装置３０の出力軸４０とドラム軸５０との軸ズレを生じさせる。

本実施例では、上述したように遊星歯車減速装置３０の内歯歯車３２等が弾性変形可能となっていることで、ドラム軸５０と遊星歯車減速装置３０の出力軸４０とに軸ズレが生じた場合であっても調心される。しかしながら、この軸ズレ量が、歯車等の弾性変形で調心可能な許容値を上回る程に大きくなると、調心が追い付かず回転精度に影響が出るおそれがある。

そこで、本実施例では、ドラム軸５０と遊星歯車減速装置３０の出力軸４０との軸ズレ自体を抑えるべく、位置決め部品９１が設けられている。この位置決め部品９１は、上述したように、一端が後側板６２にカシメられ他端がブラケット２２にカシメられている。つまり、ブラケット２２は、駆動側板６３およびスタッド６４を介することなく後側板６２に対して直接位置決めされている。そして、この位置決め部品９１が、後側板６２におけるドラム軸５０が通る貫通孔の中心軸と、ブラケット２２における遊星歯車変速装置３０が嵌め込まれる貫通孔の中心軸とが略同軸となる位置に配置されている。これにより、遊星歯車減速装置３０の出力軸４０のドラム軸５０に対する相対位置が、その出力軸４０とドラム軸５０とが略同軸となる位置に規制される。その結果、ブラケット２２が駆動側板６３およびスタッド６４を介して位置決めされる場合と比較して、本実施例では、ドラム軸５０と遊星歯車減速装置３０の出力軸４０とに軸ズレが抑えられる。

（実施例２）
実施例２は、モータ２０と遊星歯車変速装置３０とを締結するブラケットが、後述の位置決め治具によって次のように位置決めされており、このブラケット自体が、ドラム軸５０と遊星歯車減速装置３０の出力軸４０とを略同軸とする役割を果たしている。このように、実施例２は、ブラッケトが位置決めされる点、およびブラケット自体が上記の役割を果たす点が、上述の実施例１とは異なっている。以下では、実施例２について、実施例１との相違点に注目して説明し、遊星歯車減速装置３０の構成等といった実施例１との同一点については図示および説明を割愛する。尚、以下では、実施例２におけるブラケットを位置決めブラケットと呼ぶ。

図６は、実施例２に係る感光体駆動装置における位置決めブラケット及び位置決め治具の断面図である。尚、この図６では、図３に示す構成要素と同等な構成要素については図３と同じ符号が付されており、ここでは、これら同等な構成要素についての重複説明を省略する。また、以下の説明では、特に断らずに図３に示されている構成要素を参照する。

本実施例では、実施例１における位置決め部品９１は備えられておらず、位置決めブラケット９２は、駆動側板６３およびスタッド６４を介して後側板６２に支持される。ただし、本実施例では、図６に示されるように、この位置決めブラケット９２が、駆動側板６３およびスタッド６４を介して後側板６２に支持された状態で、位置決め治具９３によって次のように位置決めされる。

位置決め治具９３は、ブラケット嵌め合い部９３ａ、後側板嵌め合い部９３ｂ、前側板軸受け嵌め合い部９３ｃを備えている。ブラケット嵌め合い部９３ａは、遊星歯車減速装置３０の、位置決めブラケット９２の貫通孔９２ａに嵌め込まれる、内歯歯車３２の中空円筒形状の外周と同じ径を有する円柱である。後側板嵌め合い部９３ｂは、後側板６２の貫通孔６２ａに嵌め込まれるドラム軸５０の軸受け５１の外周と同じ径を有する円柱である。前側板軸受け嵌め合い部９３ｃは、前側板６１に設けられた軸受け５６に嵌め込まれるドラム軸５０と同じ径を有する円柱である。位置決め治具９３は、これら３つの嵌め合い部が互いに同軸となるように精密に一体成型されたものである。

本実施例では、まず、位置決めブラケット９２が駆動側板６３に仮止めされ、駆動側板６３がスタッド６４に仮止めされる。この仮止めは、位置決めブラケット９２や駆動側板６３が動ける程度に緩いネジ止めによってなされる。その後、位置決め治具９３が挿入される。前側板軸受け嵌め合い部９３ｃは前側板６１の軸受け５６に嵌入され、後側板嵌め合い部９３ｂは後側板６２の貫通孔６２ａに嵌入され、ブラケット嵌め合い部９３ａは位置決めブラケット９２の貫通孔９２ａに嵌入される。この位置決め治具９３の挿入により、前側板６１の軸受け５６と後側板６２の貫通孔６２ａと位置決めブラケット９２の貫通孔９２ａとが精密に同軸上に揃えられる。そして、このように位置決め治具９３が挿入された状態で、位置決めブラケット９２が駆動側板６３に、駆動側板６３がスタッド６４に、それぞれ本止めされる。この後、位置決め治具９３は抜き出される。以上の作業により、位置決めブラケット９２が、位置決めブラケット９２の貫通孔９２ａと前側板６１の軸受け５６と後側板６２の貫通孔６２ａとが略同軸となる位置に位置決めされる。

本実施例では、この位置決め後に、モータ２０、遊星歯車減速装置３０、およびドラム軸５０の取付けが行われる。その結果、遊星歯車減速装置３０の出力軸４０の、ドラム軸５０に対する相対位置が、その出力軸４０とドラム軸５０とが略同軸となる位置に位置決めブラケット９２によって規制される。このため、本実施例では、位置決めされていない単なるブラケットで遊星歯車減速装置３０等を支持する場合と比較して、ドラム軸５０と遊星歯車減速装置３０の出力軸４０との軸ズレが抑えられる。また、本実施例では、上述したように、位置決めブラケット９２の貫通孔９２ａ、後側板６２の貫通孔６２ａ、および前側板６１の軸受け５６の通し関係が位置決めされる。このため、本実施例によれば、例えば駆動側板６３やスタッド６４等の個々の部品について個別に位置決めする場合等と比較して軸ズレが一層抑えられる。

また、本実施例では、例えば加工限界まで精密に成型した位置決め治具９３を用意しておくことで、上記の位置決めを、このような加工限界での精密さで行うことができる。さらに、位置決め治具９３は、同機種であれば、複数の画像形成装置の製造に共通に使用することができる。つまり、これら同機種の画像形成装置について、装置毎のバラつきを抑えて上記のような位置決めを行うことができる。

尚、上記説明では、本発明の画像形成装置の一実施形態としてタンデム式のカラー複合機５００が例示されている。しかしながら、本発明の画像形成装置はこれに限るものではなく、例えばプリンター、複写機、ファクシミリ等であってもよい。また、発明の画像形成装置は、カラーの画像形成装置に限るものではなく、モノクロの画像形成装置であってもよい。また、発明の画像形成装置は、タンデム式の画像形成装置に限るものではなく、例えばロータリ式等の他のタイプの画像形成装置であってもよい。

また、前述した実施例は本発明の代表的な形態を示したに過ぎず、本発明は、これらの実施例に限定されるものではない。即ち、当業者は、従来公知の知見に従い、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。かかる変形によってもなお本発明の回転駆動装置の構成を具備する限り、勿論、本発明の範疇に含まれるものである。

１感光体ドラム
２帯電器
３除電ランプ
４クリーニング装置
５中間転写ベルト
６１次転写ローラ
７２次転写ローラ
８定着ローラ対
９現像装置
１０感光体駆動装置
１１,１２,１３，架張ローラ
１４テンションローラ
１５転写紙搬送ベルト
１６架張ローラ対
１７光書込装置
１８定着装置
１９ベルトクリーニング装置
２０モータ
２１モータ出力軸
２２ブラケット
３０遊星歯車減速装置
３１第１太陽歯車
３２内歯歯車
３３第１遊星歯車
３４第１キャリア
３５第１キャリアピン
３６第２太陽歯車
３７第２遊星歯車
３８第２キャリア
３９第２キャリアピン
４０出力軸
４１ジョイント
４１ａスリット
４２内歯歯車キャップ
４３，４３ａ，４３ｂネジ
５０ドラム軸
５１軸受け
５２ドラム
５３ａ，５３ｂドラムフランジ
５５ジョイント
６１前側板
６２後側板
６３駆動側板
６４スタッド
６５駆動側板
９０速度検知手段
９１位置決め部品
９２位置決めブラケット
９３位置決め治具
９３ａブラケット嵌め合い部
９３ｂ後側板嵌め合い部
９３ｃ前側板軸受け嵌め合い部
１００複合機本体
１０１給紙路
１０２レジストローラ
１０３給紙路
１０４給紙ローラ
１０５手差しトレイ
１０６排紙ローラ対
１０７排紙トレイ
１０８分離ローラ
２００給紙テーブル
２０１給紙カセット
２０２給紙ローラ
２０３分離ローラ
２０４給紙路
２０５搬送ローラ
３００スキャナ
３０１コンタクトガラス
３０２走行体
３０３走行体
３０４結像レンズ
３０５読取センサ
４００原稿自動搬送装置
４０１原稿台
５００複合機
Ｌ光ビーム

特開２００８−１５１８６８号公報

Claims

駆動源と、
前記駆動源側からの回転駆動力を受けて回転する太陽歯車と、内歯歯車と、該内歯歯車内に円周方向で等間隔に配設され前記太陽歯車と前記内歯歯車とに噛み合う複数の遊星歯車と、該複数の遊星歯車を回転自在に支持するとともに、回転自在なキャリアとからなる遊星歯車機構が設けられた遊星歯車変速装置と、
被駆動体を支持するとともに、前記被駆動体に前記遊星歯車変速装置の出力軸から出力される回転駆動力を伝達する被駆動体軸とを備えた回転駆動装置において、
前記遊星歯車変速装置は、
前記内歯歯車の材質が樹脂で、前記内歯歯車の被駆動体側がラジアル方向に弾性変形可能に構成されており、
前記遊星歯車変速装置の出力軸の前記被駆動体軸に対する相対位置を、前記遊星歯車変速装置の出力軸と前記被駆動体軸とが略同軸となる位置に規制する位置決め部品を備えていることを特徴とする回転駆動装置。
請求項１に記載の回転駆動装置において、
前記遊星歯車変速装置は、前記出力軸及び該出力軸が一体に設けられるキャリアの材質が金属であることを特徴とする回転駆動装置。
請求項１又は２に記載の回転駆動装置において、
前記駆動源と前記遊星歯車変速装置とを締結するブラケットであって、前記回転駆動装置を用いる装置の該回転駆動装置側の側板に取り付けられるブラケットを備え、
前記被駆動体軸は、前記回転駆動装置を用いる装置の前記被駆動体側の側板に軸受けを介してラジアル方向の位置が固定されるとともに回転可能に支持され、
前記位置決め部品が、前記ブラケットを、前記回転駆動装置側の側板を介することなく前記被駆動体側の側板に直接位置決めするものであることを特徴とする回転駆動装置。
請求項１又は２に記載の回転駆動装置において、
前記被駆動体軸は、前記回転駆動装置を用いる装置の前記被駆動体側の側板に軸受けを介してラジアル方向の位置が固定されるとともに回転可能に支持され、
前記位置決め部品が、前記駆動源と前記遊星歯車変速装置とを締結する、前記遊星歯車変速装置が嵌入する貫通孔が設けられたブラケットであって、前記貫通孔と前記軸受けとが略同軸となる位置に、所定の位置決め治具によって位置決めされたブラケットであることを特徴とする回転駆動装置。
複数の被駆動体を備えた画像形成装置において、
前記複数の被駆動体の内、いずれか、又は複数の回転駆動に、請求項１乃至４のいずれ
か一に記載の回転駆動装置を用いることを特徴とする画像形成装置。