JP2019163800A - 駆動伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
まず、本実施形態に係るプリンタ200の基本的な構成について説明する。
図1は、本実施形態に係るプリンタ200の一例を示す概略構成図である。
また、光書込ユニット1CKは、駆動中の感光体3C,Kに対して、レーザー光をそれぞれ回転軸線方向に偏向させながら照射することで、光走査処理を行う。これにより、感光体3C,Kには、それぞれ、C画像情報及びK画像情報に基づいた静電潜像が形成される。
Y用のプロセスユニット2Yを例にすると、これは、感光体3Yのほか、これの表面に形成された静電潜像をYトナー像に現像するための現像装置4Yを有している。また、回転駆動される感光体3Yの表面に対して一様帯電処理を施す帯電装置5Yや、後述するY用の一次転写ニップを通過した後の感光体3Yの表面に付着している転写残トナーをクリーニングするドラムクリーニング装置6Yなども有している。
除電された感光体3Yの表面は、帯電装置5Yによって一様に帯電された後、上述した光書込ユニット1YMによる光走査が施される。また、帯電装置5Yは、電源から帯電バイアスの供給を受けながら回転駆動するものである。ここで、上述した方式に代えて、感光体3Yに対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ方式を採用しても良い。
記録紙Pの第一面だけに画像を形成する片面モードのプリントジョブの実行時には、記録紙Pの搬送先を排紙路51に設定する。これにより、第一面だけに画像が形成された記録紙Pを、排紙路51経由で排紙ローラ対52に送って、機外の排紙トレイ53上に排紙する。
一方、両面モードのプリントジョブの実行時において、第一面だけに画像が定着された記録紙Pを定着装置40から受け取ったときには、記録紙Pの搬送先を再送路54に設定する。
駆動部20は、駆動源たる駆動モータ10と、駆動モータのモータギヤ10aに噛み合う第一駆動伝達手段たる第一歯車16と、第一歯車16と同軸上に設けられた第二歯車9aと、中間転写ベルト61を支持する支持ローラの一つである駆動ローラ67の軸8に設けられ、第二歯車9aと噛み合う中転歯車7とを主に備えている。
しかしながら、金属軸の熱膨張よりも樹脂からなる第一歯車16の熱膨張の方が大きいため、温度上昇時に第一歯車16と金属軸との結合力が低下し、第一歯車16が金属軸に対して、空回りするおそれがある。一方、第一歯車16と第二歯車9aとを圧入する軸を樹脂軸にした場合、温度上昇時に、樹脂軸と金属からなる第二歯車9aとの間の嵌合力が大きくなりすぎ、樹脂軸に割れが生じるおそれがある。
第二駆動伝達手段9は、図4に示すように、金属軸9bと、金属軸9bに圧入される金属からなる圧入部材としての第二歯車9aと、金属軸9bに圧入される圧入部材としての板金からなる被締結部材9cとで構成されている。被締結部材9cには、内周面にネジ溝が形成されたネジ穴91cが、回転方向に等間隔で複数形成されている。
また、金属軸9bは、軸受け201を介してモータ保持側板200bと本体側板200aとに回転自在に支持されている。
図中実線が、本実施形態の駆動部20の周波数応答のゲイン特性を示しており、図中破線が、比較例の駆動部の周波数応答のゲイン特性を示している。
図5に示すように、図中破線で示す比較例の共振点a(周波数:57[Hz]、ゲイン:34[dB])よりも、図中実線に示す本実施形態の駆動部20の共振点b(周波数:64[Hz]、ゲイン30[dB])の方が、共振周波数が上昇していることがわかる。このことから、本実施形態の駆動部20の方が、比較例の駆動部よりも回転系の剛性が高くなっていることがわかる。
図6(a)が、第一歯車16、第二歯車9aおよび中転歯車7を樹脂材とした比較例の駆動部を用いたときの中間転写ベルトの速度変動を示す図であり、図6(b)が、本実施形態の駆動部20を用いたときの中間転写ベルトの速度変動を示す図である。
このように、本実施形態の駆動部20を用いることで、例えば、厚紙などが二次転写ニップに進入したときの中間転写ベルトの速度変動を抑制することができ、バンディングなどの異常画像の発生を抑制することができる。
図7は、変形例1の駆動部の要部拡大構成図である。
この変形例1においては、第一歯車16を、第二歯車9aに締結したものである。このように、第一歯車16を第二歯車9aに締結することで、被締結部材を削減することができ、部品点数削減による装置のコストダウンを図ることができる。一方、実施形態の駆動部よりも締結箇所が、軸中心に近くなり、負荷トルクに対する第一歯車16の歪み(捩れ)の抑制効果は、低下する。従って、この変形例1では、負荷トルクの小さいところに用いるのが好ましい。
図8は、変形例2の駆動部の要部拡大構成図である。
この変形例2においては、第二駆動伝達手段を一部材で構成したものである。すなわち、この変形例2では、金属からなる金属部材92が、樹脂材からなる中転歯車7に噛み合う第二歯車部92aと、モータ保持側板200bと本体側板200aとに軸受け201を介して回転自在に支持される軸部92bと、樹脂材からなる第一歯車16が締結される被締結部92cとを備えている。
このように、第二駆動伝達手段を一部材で構成することで、部品点数削減による装置のコストダウンを図ることができる。また、圧入部材がなくなり、容易に組み立てることができる。
図9は、変形例3の駆動部の要部拡大構成図である。
この変形例3においては、第二駆動伝達手段9を、軸部93bと第二歯車部93aとからなる金属部材93と、被締結部材9cとで構成したものである。この変形例3では、金属軸9bを削減することができ、部品点数の削減による装置のコストダウンを図ることができる。また、変形例2に比べて、第二歯車部93aの外側に第一歯車16が締結される箇所を、容易に形成することができる。
図10は、変形例4の駆動部の要部拡大構成図である。
この変形例4においては、第二歯車9aに被締結部材9cを圧入したものである。この変形例4では、金属軸9bを介さずに、駆動モータ10の駆動力を、第二歯車9aに伝達することができる。また、この変形例4では金属軸9bに第二歯車9aを圧入して、金属軸9bをモータ保持側板200bと本体側板200aとに軸受け201を介して回転自在に支持しているが、金属軸は、モータ保持側板200bと本体側板200aとに回転不能に支持し、第二歯車9aを金属軸に回転可能に支持する構成としてもよい。
図11は、変形例5の駆動部の要部拡大構成図であり、図12は、変形例6の駆動部の要部拡大構成図である。
図11(a),図12(a)は、概略断面図であり、図12(b)は、概略斜視図である。なお、図11(a)は、図11(b)の図中破線αで切った断面図であり、図12(a)は、図12(b)の図中破線αで切った断面図
これら、変形例5、6は、固定軸95に軸受け96を介して第二歯車9aを回転自在に支持したものであり、第二歯車9aは、軸受け96に圧入されている。変形例5においては、第一歯車16を、第二歯車9aに挿入し、第二歯車9aに締結している。変形例5では、第二歯車9aに段差を設けて、その段差面に第一歯車16を嵌め込んでいるが、第二歯車9aに傾斜面を設けて、傾斜面に第一歯車16を嵌め込んでもよい。
(態様1)
第一歯車16などの第一駆動伝達手段と、第一駆動伝達手段と同軸上に配置され、第一駆動伝達手段とは異なる材質からなる第二駆動伝達手段9とを備え、第一駆動伝達手段と第二駆動伝達手段との間で駆動モータ10などの駆動源の駆動力が伝達される駆動部20などの駆動伝達装置において、第一の駆動伝達手段を、第二の駆動伝達手段に締結した。
上記特許文献1においては、負荷トルクは、第一駆動伝達手段と第二駆動伝達手段との間で駆動伝達が行なわれる第一駆動伝達手段の圧入孔部内周面の複数の凸部に加わる。これら複数の凸部は、軸中心に近い位置にあるため、複数の凸部にかかる負荷トルクは大きくなってしまう。その結果、大きな負荷トルクが加わったときに第一駆動伝達手段が回転方向に捩れ、回転精度が低下してしまう。
態様1では、第一駆動伝達手段と第二駆動伝達手段とを締結することで、締結力が作用する締結箇所周囲の第二駆動伝達手段と第一駆動伝達手段との接触面(静止摩擦力)で、駆動源の駆動力の伝達が行なわれる。従って、この締結箇所周囲の接触面に、負荷トルクが加わることになる。
締結箇所は、軸中心から離すことが可能であり、その結果、第一駆動手段の負荷トルクを受ける箇所を軸中心から離すことができる。これにより、第一駆動伝達手段にかかる負荷トルクを、特許文献1に記載のものに比べて低減することができ、第一駆動伝達手段が回転方向に歪む(捩れる)のを抑制することができる。よって、特許文献1に比べて、回転精度の低下を抑制することができる。
態様1において、第一歯車16などの第一駆動伝達手段のヤング率が、第二駆動伝達手段9のヤング率よりも小さい。
これによれば、第一歯車16などの第一駆動伝達手段のヤング率が、第二駆動伝達手段のヤング率よりも小さい。そのため、負荷トルクが第一駆動伝達手段に加わると、第一駆動伝達手段に歪め(捩れ)が生じやすい。しかし、態様1で亜説明したように、第一駆動伝達手段を第二駆動伝達手段に締結することで、第一駆動伝達手段に大きな負荷トルクが加わるのを抑制することができる。これにより、第一駆動伝達手段が、第二駆動伝達手段よりもヤング率が小さくても、第一駆動伝達手段が歪む(捩れる)のを抑制することができ、回転精度の悪化を効果的に抑制することができる。
態様1または2において、第一駆動伝達手段の熱膨張率が、第二駆動伝達手段の熱膨張率よりも高い。
これによれば、実施形態で説明したように、第一駆動伝達手段の熱膨張率が、第二駆動伝達手段の熱膨張率よりも高い構成において、第一駆動伝達手段を第二駆動伝達手段に締結する態様1の構成を採用することで、温度上昇時でも、第一駆動伝達手段と第二駆動伝達手段との間で良好に駆動伝達を行なうことができる。
態様1乃至3いずれかにおいて、第一歯車16などの第一駆動伝達手段の硬度を、第二駆動伝達手段9の硬度よりも低くした。
これによれば、実施形態で説明したように、振動や騒音の発生を抑制することができる。
態様1乃至4において、第二駆動伝達手段9は、金属軸9bなどの軸と軸に圧入される少なくともひとつ以上の圧入部材とで構成されている。
これによれば、実施形態で説明したように軸と圧入部材とを一体で回転させることができる。また、軸に圧入することで、軸に対して精度よく芯出しすることができ、圧入部材の偏心を低減することができる。また、駆動爪の係合で軸との間で駆動伝達を行なうものに比べて、歪み(捩れ)の発生を低減することができる。
態様1乃至4いずれかにおいて、第二駆動伝達手段9は、少なくとも固定軸95に支持された軸受け96に圧入される少なくともひとつ以上の圧入部材で構成されている。
これによれば、図11、図12に示したように、固定軸に第二駆動伝達手段9を設けることができる。軸に対して精度よく芯出しすることができ、圧入部材の偏心を低減することができる。また、歪み(捩れ)の発生を低減することができる。
態様5または6において、圧入部材は、歯車、プーリまたはジョイントである。
これによれば、捩れ偏心を低減することができるので、速度変動を抑制して、精度よく駆動伝達を行なうことができる。
態様5乃至7いずれかにおいて、第二駆動伝達手段9は、前記圧入部材を2つ以上有しており、ひとつは、歯車、プーリまたはジョイントであり、他の一つは、第一歯車16などの第一駆動伝達手段が締結される被締結部材9cである。
これによれば、歯車、プーリまたはジョイントに第一駆動伝達手段を締結する場合に比べて、軸心から離れた箇所で締結することが可能となり、第一駆動伝達手段にかかる負荷トルクの低減を図ることができる。また、被締結部材は、圧入で軸または軸受けに固定されるので、被締結部材の偏心を抑制することができ、被締結部材を介して、第一駆動伝達手段から歯車、プーリまたはジョイントに精度よく駆動伝達を行なうことができる。
態様5乃至7いずれかにおいて、圧入部材に圧入され、第一駆動伝達手段が締結される被締結部材を有する。
これによれば、歯車、プーリまたはジョイントに第一駆動伝達手段を締結する場合に比べて、軸心から離れた箇所で締結することが可能となり、第一駆動伝達手段にかかる負荷トルクの低減を図ることができる。また、被締結部材は、圧入で歯車、プーリまたはジョイントに固定されるので、被締結部材の偏心を抑制することができ、被締結部材を介して、第一駆動伝達手段から歯車、プーリまたはジョイントに精度よく駆動伝達を行なうことができる。
態様7において、第一歯車16などの第一駆動伝達手段を、圧入部材に締結した。
これによれば、変形例1、2で説明したように、被締結部材を設けるものにくらべて、部品点数を削減することができ、装置のコストダウンを図ることができる。
態様1乃至4いずれかにおいて、第二駆動伝達手段9は、軸部92bなどの軸部と第二歯車部92aなどの駆動伝達部とを有する金属部材92などの構成部材を備えた。
これによれば、変形例2、3で説明したように、金属軸と駆動伝達部材とをそれぞれ備えるものに比べて、部品点数を削減することができ、装置のコストダウンを図ることができる。
態様11において、金属部材などの構成部材に第一歯車16などの第一駆動伝達手段が締結される。
これによれば、変形例2で説明したように、部品点数削減による装置のコストダウンを図ることができる。また、圧入部材がなくなり、容易に組み立てることができる。
態様11において、第二駆動伝達手段9は、金属部材93などの構成部材に圧入され、第一歯車16などの第一駆動伝達手段が締結される被締結部材9cを有する。
これによれば、変形例3で説明したように、第二歯車部93aなどの駆動伝達部の外側に第一歯車16が締結される箇所を、容易に形成することができる。
態様11乃至13いずれかにおいて、駆動伝達部が、歯車、プーリまたはジョイントである。
態様1乃至14いずれかにおいて、第一歯車16などの第一駆動伝達手段が、樹脂系材料で構成されている。
これによれば、実施形態で説明したように、噛み合い振動などの駆動伝達時の振動や騒音を良好に抑制することができる。
態様1乃至15いずれかにおいて、第二駆動伝達手段9が、金属類で構成されている。
これによれば、実施形態で説明したように、装置の耐久性を高めることができる。また、装置の回転方向の剛性を高めることができ、負荷変動時の速度変動を抑制することができる。
態様1乃至16いずれかにおいて、第一駆動伝達手段が、歯車、プーリまたはジョイントである。
態様1乃至17いずれかにおいて、第一歯車16などの第一駆動伝達手段の駆動伝達面は、第二駆動伝達手段9の駆動伝達面よりも軸中心から離れた位置にあり、径方向において、第二駆動伝達手段の駆動伝達面と、第一駆動伝達手段の駆動伝達面との間で、第一の駆動伝達手段が、前記第二の駆動伝達手段に締結されている。
これによれば、実施形態で説明したように、第二駆動伝達手段の駆動伝達面よりも軸中心側で、第一駆動伝達手段を締結するものに比べて、第一駆動伝達手段に加わる負荷トルクを低減することができ、第一駆動伝達手段の歪み(捩れ)を抑制することができる。よって、回転精度の悪化を抑制することができる。
回転体と、回転体に駆動源の駆動力を伝達する駆動伝達装置とを備えた画像形成装置において、駆動伝達装置として、態様1乃至18いずれかの駆動伝達装置を用いた。
これによれば、実施形態で説明したように、回転体の速度変動を抑制することができ、良好な画像を得ることができる。
態様19において、回転体が、中間転写ベルト61などの中間転写体である。
これによれば、二次転写ニップに厚紙が進入したときなどの負荷トルクが上昇時の中間転写ベルト61などの中間転写体の速度変動を抑制することができ、バンディングなどの異常画像の発生を抑制することができる。
4Y :現像装置
4a :現像ローラ
7 :中転歯車
8 :駆動ローラの軸
9 :第二駆動伝達手段
9a :第二歯車
9b :金属軸
9c :被締結部材
9f :ジョイント
9g :プーリ
10 :駆動モータ
10a :モータギヤ
10b :駆動プーリ
15 :現像ギヤ
16 :第一歯車
16a :ネジ
17 :クリーニング歯車
20 :駆動部
61 :中間転写ベルト
67 :駆動ローラ
73 :従動側プーリ
74 :タイミングベルト
75 :ベルトクリーニング装置
75a :ベルトクリーニングローラ
91c :ネジ穴
92 :金属部材
92a :第二歯車部
92b :軸部
92c :被締結部
93 :金属部材
93a :第二歯車部
93b :軸部
95 :固定軸
96 :軸受け
116 :プーリ
117 :駆動タイミングベルト
118 :ジョイント
200 :プリンタ
200a :本体側板
200b :モータ保持側板
201 :軸受け
a :共振点
b :共振点
Claims (20)
- 第一駆動伝達手段と、
前記第一駆動伝達手段と同軸上に配置され、前記第一駆動伝達手段とは異なる材質からなる第二駆動伝達手段とを備え、
前記第一駆動伝達手段と前記第二駆動伝達手段との間で駆動源の駆動力が伝達される駆動伝達装置において、
前記第一駆動伝達手段を、前記第二駆動伝達手段に締結したことを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1に記載の駆動伝達装置において、
前記第一駆動伝達手段のヤング率が、前記第二駆動伝達手段のヤング率よりも小さいことを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1または2に記載の駆動伝達装置において、
前記第一駆動伝達手段の熱膨張率が、前記第二駆動伝達手段の熱膨張率よりも高いことを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1乃至3いずれか一項に記載の駆動伝達装置において、
前記第一駆動伝達手段の硬度を、前記第二駆動伝達手段の硬度よりも低くしたことを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1乃至4いずれか一項に記載の駆動伝達装置において、
前記第二駆動伝達手段は、軸と前記軸に圧入される少なくともひとつ以上の圧入部材とで構成されていることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1乃至4いずれか一項に記載の駆動伝達装置において、
前記第二駆動伝達手段は、少なくとも固定軸に支持された軸受けに圧入される少なくともひとつ以上の圧入部材で構成されていることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項5または6に記載の駆動伝達装置において、
前記圧入部材は、歯車、プーリまたはジョイントであることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項5乃至7いずれか一項に記載の駆動伝達装置において、
前記第二駆動伝達手段は、前記圧入部材を2つ以上有しており、
ひとつは、歯車、プーリまたはジョイントであり、
他の一つは、前記第一駆動伝達手段が締結される被締結部材であることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項7に記載の駆動伝達装置において、
前記第二駆動伝達手段は、前記圧入部材に圧入され、前記第一駆動伝達手段が締結される被締結部材を有することを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項7に記載の駆動伝達装置において、
前記第一駆動伝達手段を、前記圧入部材に締結したことを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1乃至4いずれか一項に記載の駆動伝達装置において、
前記第二駆動伝達手段は、軸部と駆動伝達部とを有する構成部材を備えることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項11に記載の駆動伝達装置において、
前記構成部材に前記第一駆動伝達手段が締結されることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項11に記載の駆動伝達装置において、
前記第二駆動伝達手段は、前記構成部材に圧入され、前記第一駆動伝達手段が締結される被締結部材を有することを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項11乃至13いずれか一項に記載の駆動伝達装置において、
駆動伝達部が、歯車、プーリまたはジョイントであることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1乃至14いずれか一項に記載の駆動伝達装置において、
前記第一駆動伝達手段が、樹脂系材料で構成されていることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1乃至15いずれか一項に記載の駆動伝達装置において、
前記第二駆動伝達手段が、金属類で構成されていることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1乃至16いずれか一項に記載の駆動伝達装置において、
前記第一駆動伝達手段が、歯車、プーリまたはジョイントであることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1乃至17いずれかに記載の駆動伝達装置において、
前記第一駆動伝達手段の駆動伝達面は、前記第二駆動伝達手段の駆動伝達面よりも軸中心から離れた位置にあり、
径方向において、前記第二駆動伝達手段の駆動伝達面と、前記第一駆動伝達手段の駆動伝達面との間で、前記第一駆動伝達手段が、前記第二駆動伝達手段に締結されていることを特徴とする駆動伝達装置。 - 回転体と、
前記回転体に駆動源の駆動力を伝達する駆動伝達装置とを備えた画像形成装置において、
前記駆動伝達装置として、請求項1乃至18いずれか一項に記載の駆動伝達装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項19に記載の画像形成装置において、
前記回転体が、中間転写体であることを特徴とする画像形成装置。
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