JP4431467B2 - 画像形成装置。 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源からの駆動力を回転体に伝達する駆動伝達装置を備えた画像形成装置に関する。

従来から、歯車やベルトを用いて駆動モータからの駆動力を回転体としての感光体に伝達する駆動伝達装置を備えた画像形成装置が知られている。図１９は、画像形成装置に用いられる伝達装置の一例を示した図である。この伝達装置は、モータ３１１の駆動力をギヤ３１２、３１３及びタイミングベルト３１７により感光体３１９の軸３２０に伝達している。タイミングベルト３１７は、駆動プーリ３１４と従動プーリ３１５とに掛け渡され、テンションプーリ３１６によって一定の張力がかかるようになっている。

一方、画像形成装置においては、画像走査部により感光体表面に静電潜像の書込みを行う際、及び感光体上に形成したトナー像を転写材に転写する際に、感光体表面の周速を一定に維持する必要がある。

なぜならば、上記感光体表面の周速にムラがあると、該感光体上に形成されるトナー像に歪みが生じて画質が低下したり、該トナー像を転写材に転写する際に、トナー像が乱れたりする等の問題が発生するからである。例えば、感光体表面にレーザー光を走査して静電潜像を形成するデジタル方式の画像形成装置においては、駆動伝達系の振動や回転ムラに起因する感光体表面の周速の周期的な変化により、該感光体上に形成される静電潜像の電位が周期的に変動する。このため、該静電潜像を現像して得たトナー像に濃度ムラが生じることがある。

また、感光体上に形成した各色のトナー像を、被転写体としての中間転写体や転写材上に順次重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置においては、該感光体の周速にムラがあると、中間調画像領域におけるトナー像の濃度ムラや、該感光体に加わる負荷変動によって各色トナー像の重ね合わせ位置がずれて、被転写体上に形成されたカラー画像に色ずれや滲みなどが発生することがある。

特に、タンデム型の画像形成装置のように、複数の感光体を有する画像形成装置では、各感光体が独立して構成されているため、上述のようなトナー像の位置ずれや、各感光体表面の周速の変動も、各感光体で独立した挙動を示す。このため、このような複数の感光体を有する画像形成装置においては、単一の感光体を使用する画像形成装置に比べて、そのトナー像の色ずれや滲み等の問題を解消するための難易度が著しく増大する。

特開２０００−２２１８６３号公報

このような感光体表面の周速の変動は、駆動伝達装置におけるギヤ３１２、３１３の偏心や歯のピッチムラによる速度変動や、タイミングベルト３１７の厚みによる速度変動により生じていた。

一方、特許文献１には、駆動モータの駆動軸と感光体の軸とをカップリング部材などの連結部材を用いて連結し駆動モータの駆動力をギヤ等を用いずに直接感光体に伝達させるものが記載されている。このように、連結部材を用いてギヤ等を介さずに駆動モータの駆動力を感光体に伝達することができ、感光体表面の周速の変動を抑えることができると考えられる。

図２０は、連結部材材により直接駆動モータの駆動力を感光体に伝達する画像形成装置の一例の連結部材周辺の概略構成断面図である。図１９に示すように、モータ４２８は、ブラケット４２５を介して側板４３１に取り付けられている。モータ４２８の駆動軸４３７の先端は、駆動カップリング４３８が取り付けられている。一方、感光体の軸４３５は、軸受部材４３４を介して、後側板４２３に取り付けられており、感光体軸４３５の一端には従動カップリング４３９が取り付けられている。そして、従動カップリング４３９と駆動カップリング１３８が連結されている。

図２０に示す画像形成装置においては、感光体の軸４３５については、現像ローラと感光体４０３との間で形成される現像ギャップ等を精度良く出すため、画像形成装置の後側板４２３に精度良く取り付けられている。一方、モータ４２８が取り付けられるブラケット４２５は、一般に金属からなっており、プレス加工により成形されている。このため、ブラケット４２５の面精度が悪く、モータ４２８をブラケット４２５に取り付けた場合にモータ４２８の駆動軸４３７が傾いてしまい、感光体の軸４３５と駆動軸４３７との間に偏角が生じてしまう。感光体の軸４３５と駆動軸４３７との間に偏角が生じた状態で駆動軸４３７と感光体軸４３５を連結すると、駆動軸４３７の偏角によって感光体表面の周速が変動してしまうという問題がある。このような問題に対して、ブラケット４２５を精度良く形成することも考えられるが、ブラケット４２５の製造コストがアップしてしまう。また、感光体の軸４３５と駆動軸４３７とを一体に形成することも考えられるが、感光体の軸４３５が長くなった結果、軸精度を保つことが難しく、感光体軸４３５が偏心してしまうなどの問題が生じてしまう。

なお、上記駆動軸の偏角による周速の変動は、感光体に限られず、現像ローラ、クリーニングローラや転写ベルトを駆動させる駆動ローラ等の回転体においても同様に発生する問題である。

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、駆動軸と回転体軸との間に角度があっても、回転体の周速の変動を抑えることができる画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転体と、回転体を回転させる駆動源と、該駆動源からの駆動力を該回転体に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、該駆動伝達装置は、該駆動源から伸びる駆動軸と該回転体から伸びる回転体軸とを連結するとともに、該駆動軸と該回転体軸との間の角度が生じたとき、回転体軸に生じる回転速度変動を抑制して回転体軸に伝達する連結手段を設け、該連結手段は、上記回転体軸および上記駆動軸のいずれか一方に取り付けられ、円周方向３箇所等間隔でボールを保持するオス側ジョイントと、他方の軸に取り付けられ、一端が開口し、内周面に上記オス側ジョイントに保持されたボールを案内する溝部が円周方向３箇所等間隔で設けられた円筒形状の外輪部と、該外輪部内に配設され、外周面に該外輪部の溝部と対向する溝部が円周方向３箇所等間隔で設けられた内輪部とを備え、上記オス側ジョイントに対して分離可能なメス側ジョイントとを有し、上記オス側ジョイントに保持されたボールを、上記内輪部の溝部と上記外輪部の溝部との間に挿入することで、上記駆動軸と上記回転体軸とが連結されることを特徴するものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記オス側ジョイントが上記メス側ジョイントに対して相対的に軸方向に移動することで、上記駆動軸と上記回転体軸とが連結される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の画像形成装置において、上記メス側ジョイントの外輪部の溝部の開口端部または上記メス側ジョイントの内輪部の溝部の開口端部に、突出部を設け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乃至３いずれかの画像形成装置において、上記回転体軸が貫通して該回転体軸を支持するとともに、上記回転体と上記駆動源とを仕切る壁を有しており、上記オス側ジョイントおよび上記メス側ジョイントのうち、上記回転体軸に取り付けられる方のジョイントは、上記回転体軸が挿入される軸挿入部を有しており、該軸挿入部に回転体軸を挿入することで、上記回転体軸に取り付けられる方のジョイントが回転体軸に取り付けられるものであり、上記回転体軸に取り付けられる方のジョイントが、上記回転体軸に取り付けられた状態のときに、該回転体軸に取り付けられる方のジョイントは該回転体軸が貫通している壁の面近傍に位置する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いずれかの画像形成装置において、上記オス側ジョイントに保持されたボールを、上記内輪部の溝部と上記外輪部の溝部との間に挿入する際に、上記オス側ジョイントの上記メス側ジョイントに対する回転方向の位置決めを行うためのマークを上記オス側ジョイントと上記オス側ジョイントとにそれぞれ設け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いずれかの画像形成装置において、上記駆動源は、駆動力を直接駆動軸へ伝達することを特徴とするものである。

請求項１乃至６の発明によれば、駆動軸と回転体軸とに角度が生じても、回転体軸に生じる回転速度変動を抑制して回転体軸に伝達する連結手段を有している。これにより、駆動源が精度よく取り付けられず、駆動源から伸びる駆動軸に角度が生じても、回転体軸の回転が不等速になるのを抑制することができる。よって、回転体の周速の変動を抑制することができる。

以下、本発明を画像形成装置である電子写真方式のタンデム方式のカラーレーザプリンタ（以下、単にプリンタという）に適用した第１実施形態について説明する。
［全体構成］ 図１は、本第１実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像を形成するための４組のプロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを備えている。各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、言うまでもなく、イエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示している（以下同様）。プロセスユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの他には、光書込ユニット１０、転写ユニット１１、レジストローラ対１９、３つの給紙カセット２０、定着ユニット２１などが配設されている。

［光書込ユニット］ 上記光書込ユニット１０は、４つの光書込器を備えている。それぞれの光書込器は、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後述の感光体の表面にレーザ光を照射する。

［プロセスユニット］ 図２は、上記プロセスユニット１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのうち、イエロー用のプロセスユニット１Ｙの概略構成を示す拡大図である。なお、他のプロセスユニット１Ｍ，Ｃ，Ｋについてもそれぞれ同じ構成となっているので、これらの説明については省略する。図２において、プロセスユニット１Ｙは、ドラム状の感光体２Ｙ、帯電器３０Ｙ、現像装置４０Ｙ、ドラムクリーニング装置４８Ｙなどを有している。

上記帯電器３０Ｙは、交流電圧が印加される帯電ローラを感光体２Ｙに摺擦させることで、ドラム表面を一様帯電せしめる。帯電処理が施された感光体２Ｙの表面には、上記光書込ユニット１０によって変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射される。すると、ドラム表面に静電潜像が形成される。形成された静電潜像は現像装置４０Ｙによって現像されてＹトナー像となる。

上記現像装置４０Ｙは、そのケーシングの開口から一部露出させるように配設された現像ローラ４２Ｙを有している。また、第１搬送スクリュウ４３Ｙ、第２搬送スクリュウ４４Ｙ、現像ドクタ４５Ｙ、トナー濃度センサ（以下、Ｔセンサという）４６Ｙなども有している。

上記ケーシング内には、磁性キャリアと、マイナス帯電性のＹトナーとを含む二成分現像剤が収容されている。この二成分現像剤は上記第１搬送スクリュウ４３Ｙ、第２搬送スクリュウ４４Ｙによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、上記現像ローラ４２Ｙの表面に担持される。そして、上記現像ドクタ４５Ｙによってその層厚が規制されてから感光体２Ｙに対向する現像領域に搬送され、ここで感光体２Ｙ上の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体２Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費した二成分現像剤は、現像ローラ４２Ｙの回転に伴ってケーシング内に戻される。

上記第１搬送スクリュウ４３Ｙと、上記第２搬送スクリュウ４４Ｙとの間には仕切壁４７Ｙが設けられている。この仕切壁４７Ｙにより、現像ローラ４２Ｙや第１搬送スクリュウ４３Ｙ等を収容する第１供給部と、第２搬送スクリュウ４４Ｙを収容する第２供給部とがケーシング内で分かれている。第１搬送スクリュウ４３Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第１供給部内の二成分現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像ローラ４２Ｙに供給する。第１搬送スクリュウ４３Ｙによって上記第１供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁４７Ｙに設けられた図示しない開口部を通って上記第２供給部内に進入する。第２供給部内において、第２搬送スクリュウ４４Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、上記第１供給部から送られてくる二成分現像剤を第１搬送スクリュウ４３Ｙとは逆方向に搬送する。第２搬送スクリュウ４４Ｙによって第２供給部の端部付近まで搬送された二成分現像剤は、仕切壁４７Ｙに設けられたもう一方の開口部（図示せず）を通って第１供給部内に戻る。

透磁率センサからなるＴセンサ４６Ｙは、上記第２供給部の中央付近の底壁に設けられ、その上を通過する二成分現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度とある程度の相関を示すため、Ｔセンサ６６ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、ＲＡＭを備えており、この中にＴセンサ４６Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆを格納している。また、他の現像装置に搭載された図示しないＴセンサからの出力電圧の目標値であるＭ用Ｖｔｒｅｆ、Ｃ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータも格納している。Ｙ用Ｖｔｒｅｆは、図示しないＹトナー搬送装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Ｔセンサ４６Ｙからの出力電圧の値をＹ用Ｖｔｒｅｆに近づけるように、図示しないＹトナー搬送装置を駆動制御して第２供給部４９Ｙ内にＹトナーを補給させる。この補給により、現像装置４０Ｙ内の二成分現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスユニットの現像装置についても、同様のトナー補給制御が実施される。

Ｙ用の感光体２Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述の紙搬送ベルトに搬送される転写紙上に転写される。転写後の感光体２Ｙの表面は、ドラムクリーニング装置４８Ｙによって転写残トナーがクリーニングされた後、不図示の除電器によって除電される。そして、帯電器３０Ｙによって一様帯電せしめられて次の画像形成に備えられる。他のプロセスユニットについても同様である。各プロセスユニットは、プリンタ本体に対して着脱可能になっており、寿命到達時に交換される。

［転写ユニット］ 先に示した図１において、転写装置たる上記転写ユニット１１は、紙搬送ベルト１２、駆動ローラ１３、張架ローラ１４、４つの転写バイアスローラ１７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋなどを有している。紙搬送ベルト１２は、駆動ローラ１３、張架ローラ１４，１５にテンション張架されながら、図示しない駆動系によって回転せしめられる駆動ローラ１３によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの転写バイアスローラ１７Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、それぞれ図示しない電源から転写バイアスが印加される。そして、紙搬送ベルト１２をその裏面から感光体２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋに向けて押圧してそれぞれ転写ニップを形成する。各転写ニップには、上記転写バイアスの影響により、感光体と転写バイアスローラとの間に転写電界が形成される。Ｙ用の感光体２Ｙ上に形成された上述のＹトナー像は、この転写電界やニップ圧の影響により、紙搬送ベルト１２上に搬送される転写紙Ｐ上に転写される。このＹトナー像の上には、感光体２Ｍ，Ｃ，Ｋ上に形成されたＭ，Ｃ，Ｋトナー像が順次重ね合わせて転写される。かかる重ね合わせの転写により、紙搬送ベルト１２上に搬送される転写紙Ｐ上には、紙の白色と相まったフルカラートナー像が形成される。

［給紙カセット］ 上記転写ユニット１１の下方には、複数枚の転写紙Ｐを重ねて収容する３つの給紙カセット２０が多段に配設されており、それぞれのカセットは一番上の転写紙Ｐに給紙ローラを押し当てている。給紙ローラが所定のタイミングで回転駆動すると、一番上の転写紙Ｐが紙搬送路に給紙される。

［レジストローラ対］ 上記給紙カセット２０から紙搬送路に給紙された転写紙Ｐは、レジストローラ対１９のローラ間に挟まれる。レジストローラ対１９は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを各転写ニップにてトナー像を重ね合わせ得るタイミングで送り出す。これにより、各転写ニップで転写紙Ｐにトナー像が重ね合わせ転写される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、定着ユニット２１に送られる。

［定着ユニット］ 上記定着ユニット２１は、内部にハロゲンランプ等の熱源を有する加熱ローラ２１ａと、これに圧接せしめられる加圧ローラ２１ｂとによって定着ニップを形成している。そして、この定着ニップに転写紙Ｐを挟み込みながら、その表面にフルカラー画像を定着せしめる。定着ユニット２１を通過した転写紙Ｐは、図示しない排紙ローラ対を経て機外へと排出される。

図３（ａ）は、プロセスユニットが画像形成装置内に装着された状態を示す概略模式図であり、図３（ｂ）は、プロセスユニットが画像形成装置から取り外された状態を示すを概略模式図である。

図３（ａ）に示す、プロセスユニット１Ｙが取り付けられた状態のときは、感光体軸１０２が感光体２Ｙの中心に挿入される。また、例えば、感光体軸１０２の断面形状と、感光体軸１０２が挿入される感光体の軸挿入孔の形状をＤ字形や小判形として、感光体軸１０２の回転力が感光体２Ｙに伝達できるようにしている。また、プロセスユニット１Ｙが取り付けられた状態のときは、感光体軸１０２は、画像形成装置の面板７１に支持されている。また、トナーを搬送する回転体としての感光体２Ｙを回転駆動させる駆動源としてのモータ１００は、ブラケット８０を介して後側板７０に取り付けられている。モータ１００の駆動軸１０１は、連結部材１１０によって感光体軸１０２に連結されている。モータ１００は、ギヤなどを介さずに駆動軸１０１に回転力を出力する所謂ダイレクトモータとし、連結部材１１０においても感光体軸１０２と駆動軸１０１とをギヤなどを介さずに連結するようにしている。このように、ギヤを全く介さずに感光体軸１０２に回転力を伝達することで、ギヤの偏心や歯のピッチムラによるギヤの速度変動による感光体の周速の変動を防止することができる。

図３（ｂ）に示すように、プロセスユニット１Ｙを取り外すときは、面板７１を開けて、プロセスユニット１Ｙを画像形成装置から取り出す。感光体２Ｙは、プロセスユニット１Ｙの枠体９０（図３（ｂ）では、図示していない）に保持されている。感光体軸１０２は画像形成装置の後側板７０と連結部材１１０とによって片持ち支持されている。

図４は、画像形成装置の連結部材付近の概略断面図である。図４に示す、後側板７０の左側は、感光体などのプロセスユニットが収納されるユニット側であり、図中右側は、モータなどのプロセスユニットを駆動・制御する制御ユニットが収納された制御部側となっている。
図４に示すように、ブラケット８０は、後側板７０に取り付けられている。ブラケット８０は、後側板７０の２つの位置決め孔７１、７２にそれぞれ挿入してブラケット８０の位置決めを行うための２つの位置決めピン８１、８２を備えている。また、ブラケット８０は、後側板７０に固定するための固定部８３を有している。固定部８３には、ブラケット８０を後側板７０にねじ止め固定するための図示しないねじ孔が設けらている。ブラケット８０は、金属製でできており、プレス加工などの曲げ成形により成形されている。また、ブラケット８０は、モータ１００を取り付けるための側板８５を有しており、この側板８５には、モータ１００の駆動軸１０１が挿入される駆動孔８４が設けられている。モータ１００は、モータの駆動軸１０１を駆動孔８４に挿入した状態で側板８５に取り付けられている。

回転体軸としての感光体軸１０２は、軸受７３に圧入されている。また、感光体軸１０２は位置決めピン１０３を有しており、軸受７３のユニット側側面と当接して、感光体軸１０２の軸方向の位置決めがなされている。

連結部材１１０は、駆動軸取り付け部材としてのオス側ジョイント１２０と、回転体軸取り付け部材としてのメス側ジョイント１３０とからなっている。

次に、上記連結部材１１０について図５〜図７を用いて詳細に説明する。図５は、連結部材１１０の軸方向概略断面図であり、図６は、図５に示したＡ−Ａ方向断面図である。図７は、オス側ジョイント１２０の概略図である。図７に示すように、オス側ジョイント１２０は、駆動軸１０１が取り付けられる駆動軸取り付け部１２１と、メス側ジョイント１３０に挿入されるジョイント挿入部１２２とを有している。ジョイント挿入部１２２には、ボール１４０を保持するためのボール保持孔が３箇所等間隔で設けられており、これらのボール保持孔に金属製のボール１４０がそれぞれ保持されている。オス側ジョイント１２０は、摺動性のある樹脂で形成されるのが好ましく、本実施形態においては摺動グレードの樹脂が用いらており、より詳しくは、摺動グレードのポリアセタールが用いられている。これにより、油など潤滑剤を用いずに、金属製のボール１４０との摺動性能を確保することができる。

図５に示すように、オス側ジョイント１２０の駆動軸取り付け部１２１には駆動軸１０１が挿入されており、駆動軸１０１とオス側ジョイント１２１とはチャック部材１１３によって、駆動軸取り付け部１２１を締め付けることで締結されている。

メス側ジョイント１３０は、図５に示すように、感光体軸取り付け部１３１と、オス側ジョイント１２０のジョイント挿入部１２２を内部で保持するジョイント保持部１３２を有している。メス側ジョイント１３０もまた、摺動グレードのポリアセタールなど、摺動性のある樹脂である摺動グレードの樹脂で形成し、ボール１４０との摺動性を確保している。感光体軸取り付け部１３１は、感光体軸１０２に挿入されており、感光体軸１０２の一端をチャック部材１１２などによって締め付けることで感光体軸１０２に締結されている。また、メス側ジョイント１３０には、感光体軸取り付け部１３１から突出するピン１１１が挿入されており、このピン１１１が感光体軸の切り欠き部１０４に挿入されている。メス側ジョイント１３０は、摺動性の高い樹脂で形成されているため、径時使用で感光体軸１０２とメス側ジョイント１３０との締結力が減少してしまったときに、メス側ジョイント１３０が感光体軸１０２との間で摺動して、感光体軸１０２に回転力を伝達できなくなってしまう場合がある。しかし、上記のように、感光体軸取り付け部１３１にピン１１１を差し込んで、感光体軸１０２の切り欠き部１０４にこのピン１１１が挿入されることで、メス側ジョイント１３０との締結力が減少しても、メス側ジョイント１３０からピン１１１を介して感光体軸１０２に回転力を伝達することができる。

メス側ジョイントのジョイント保持部１３２は、図６に示すように、外輪部１３３と内輪部１３４とを有している。外輪部１３３の内周面には、ボール１４０を案内する外側溝部１３６が3箇所等間隔に設けられており、また、内輪部１３４の外周面にもボール１４０を案内するための内側溝部１３５が外側溝部１３６と対向する位置にそれぞれ設けられている。これらの溝部１３５、１３６は、ボール１４０の断面形状にならうようにその径方向断面形状が円弧となっており、外側溝部１３６の円弧は、ボール１４０の円弧に比べて若干小さくなっている。また、外側溝部１３６と内側溝部１３５との対角線上の間隔は、ボール１４０の直径とほぼ同じとしている。そして、オス側ジョイント１２０に保持されている３つのボール１４０がメス側ジョイント１３０に設けられた外側溝部１３６と内側溝部１３５と隙間無く当接して挿入される。これにより、ボール１４０が外側溝部１３６と内側溝部１３５とで回転方向に遊びなく固定される。このように、ボール１４０が回転方向に対して遊びを無く固定することで、感光体２を正確に回転制御することができる。

次に、感光体軸１０２と駆動軸１０１との連結方法について説明する。図８に示すように、まず、感光体軸１０２の右端を画像形成装置の後側板７０に備えられた軸受７３に圧入して、感光体軸１０２の位置決めピン１０３を軸受７３のユニット側側面に当接させる。次に感光体軸１０２の左端を図示しない前側面板に取り付けて前側面板と軸受７３とで感光体軸１０２を支持する。感光体軸１０２を支持したら、画像形成装置奥側（図中右側）に位置する感光体軸１０２の先端にメス側ジョイント１３０を挿入する。このとき、図９に示すように、メス側ジョイント１３０の感光体軸取り付け部１３１に挿入されているピン１１１を感光体軸１０２の右端に設けられた切り欠き部１０４に挿入してピン１１１を軸受７３に当接させる。このピン１１１を感光体軸１０２の切り欠き部１０４に挿入して軸受７３に当接させることで、軸受７３を挟んで設けられたピン１１１、１０３によって、感光体軸１０２の軸方向の位置決めを行うことができる。感光体軸１０２の位置決めを行ったらチャック部材１１２で感光体軸１０２を締め付けてメス側ジョイント１３０を固定する。次に、後側板７０の２つの位置決め孔７１、７２にブラケット８０の位置決めピン８１、８２を挿入して位置合わせを行い、ブラケット８０を取り付ける。ブラケット８０を取り付けたら、駆動軸１０２をオス側ジョイント１２０に挿入してチャック部材１１３で締め付けて、駆動軸１０２にオス側ジョイント１２０を固定する。オス側ジョイント１２０を固定したら、駆動軸１０１をブラケット８０の駆動孔８４からモータの駆動軸１０１に固定されたオス側ジョイント１２０に保持されているボール１４０をメス側ジョイント１３０の外側溝部１３６と内側溝部１３５との間に挿入する。このとき、ボール１４０は回転方向に圧入されるが、ボール１４０が回転しながら軸方向に移動するため、メス側ジョイント１３０への挿入抵抗が軽減されている。上記手順で駆動軸１０１と感光体軸１０２とを連結部材１１０を介して結合させたら、モータ１０１をブラケット８０に取り付ける。

図１０（ａ）は、駆動軸１０１に偏角αがついてない場合の連結部材１１０の結合状態を示す図であり、図１０（ｂ）は、駆動軸１０１に偏角αがついている場合の連結部材１１０の結合状態を示す図である。図１０（ａ）に示すように、駆動軸に偏角αがない場合は、オス側ジョイント１２０に保持されているボール１４０は、ジョイント保持部１３２の中央に位置している。このような状態でモータを駆動させた場合、ボール１４０はメス型ジョイント内を摺動することなく、回転駆動力をメス側ジョイント１３０に伝達する。ボール１４０は、外側溝部１３６と内側溝部１３５との間で回転方向に圧接されており、回転方向の遊がない状態としているので、モータ１００の駆動力が感光体軸１０２に遅れることなく正確に伝達することができる。

一方、ブラケット８０の面精度の影響などにより、駆動軸１０１に偏角αがついた場合は、図１０（ｂ）に示すように、駆動軸１０１の角度方向側（図中上側）のボール１４０がジョイント保持部１３２の中央から感光体軸側に移動し、駆動軸１０１の角度方向と反対側（図中下側）のボール１４０がジョイント保持部１３２の中央から駆動軸側に移動する。
このような状態でモータ１００を駆動させた場合、ボール１４０はメス型ジョイント内を外側溝部１３６と内側溝部１３５とで案内されながら軸方向に摺動する。すなわち、偏角αのついた駆動軸の周面のある一点は、感光体軸の中心に対して回転する運動の他に、水平方向に往復する運動を有している。この水平方向の運動が感光体軸に伝達される結果、感光体の周速が等速でなくなってしまう。しかし、本実施形態では、この駆動軸の軸方向の運動をボールの軸方向の運動によって吸収している。これにより、駆動軸に角度がついた場合でも、感光体軸を等速に近づけることができ、濃度ムラを抑制することができる。
また、ボールは、図１０（ａ）に示す駆動軸に偏角αがないときの感光体軸の中心線からボールの中心点へ垂直に伸びる仮想線を基準線として、この基準線と感光体軸の中心線との交点を中心としてこの基準線からボールの中心が最大で偏角αの（１／２）移動する。すなわち、駆動軸１０１の角度方向側（図中上側）では感光体軸側に偏角αの（１／２）移動し、駆動軸１０１の角度方向と反対側（図中下側）では駆動軸側に偏角αの（１／２）移動している。これにより、ボールの往復運動と駆動軸の水平方向の運動とをほぼ等しくすることができ、感光体軸に感光体軸の中心に対して回転する運動のみを伝達することができる。よって、感光体軸を等速で回転させることが可能となる。

上記構成においては、メス側ジョイント１３０を感光体軸１０２に挿入しているが、図１１に示すように、軸取り付け部１３１に軸挿入部１３８を設け、この軸挿入部１３８に感光体軸１０２を挿入して取り付けるようにしても良い。このメス側ジョイント１３０の取り付けは、上述同様に感光体軸１０２を軸受７３に圧入して位置決めピン１０３を軸受７３の感光体側側面に当接させる。感光体軸１０２を軸受７３に圧入したら、感光体軸１０２の駆動側端部を軸挿入部１３４に挿入する。このとき、軸取り付け部１３１の端部を軸受７３の駆動側側面に当接させる。そして、軸挿入部１３８と感光体軸駆動側端部をねじ止めなどの種々の固定方法で固定する。この構成においては、位置決めピン１０３とメス側ジョイント１３０の軸取り付け部１３１の端部とで軸受７３を挟むことで、感光体軸１０２を軸方向に位置決めしている。

また、図４に示すように、感光体軸１０２に取り付けられたメス側ジョイント１３０は、ブラケット８０内に位置しており、モータの駆動軸１０１に取り付けられたオス側ジョイント１２０がメス側ジョイント１３０と連結したかどうかを目視で確認することが難しい。そこで、図１２に示すように、メス側ジョイント１３０の外側溝部１３６の開口側端部に軸側に突出する当接部としての突部１３７を設けてもよい。このように突部１３７を設けることで、オス側ジョイント１２０をメス側ジョイント１３０に挿入させるときに、クリック感を組立作業者が感じることができる。このクリック感を組立作業者が感じることで、オス側ジョイント１２０とメス側ジョイント１３０とが連結されたことがわかる。この突出部１３７は、3つある外側溝部１３６の開口端部全てに設ける必要がなく、少なくとも、一箇所あれば良い。もちろん全ての外側溝部１３６の開口端部にあっても何ら問題はない。

また、上記突出部１３７を内側溝部１３５の開口側端部に設けても良い。内側溝部１３５の開口側端部に突出部１３７を設けることで、外側溝部１３６の開口側端部に突出部１３７を設けた場合に比べて突出部１３７にボールが当たりにくくなり、作動角を大きく取ることができる。

また、メス側ジョイント１３０とオス側ジョイント１２０に位置関係によっては、オス側ジョイント１２０に保持されているボール１４０がメス側ジョイント１３０の外側溝部１３６と内側溝部１３５との間に挿入することができず、再度組付け直すなどの手間が生じる場合がある。そこで、図１３に示すように、オス側ジョイント１２０とメス側ジョイント１３０に組付け目印１２９、１３９を付けて、オス側ジョイント１２０とメス側ジョイント１３０との組付けを容易に行えるようにしても良い。図１３（ａ）は、メス側ジョイント１３０とオス側ジョイント１２０とに組付け目印を付けた例の概略断面構成図であり、図１３（ｂ）は、図１３（ａ）をＸ方向見た図である。図１３に示すように、オス側ジョイント１２０の組付け目印１２９は、モータ１００側端面に設けられており、メス側ジョイント１３０の組付け目印１３９は、ジョイント保持部１３２の端面に設けられている。組付け作業者は、オス側ジョイント１２０をメス側ジョイント１３０に結合させる前に、メス側ジョイント１３０の組付け目印１３９を確認する。そして、挿入したときにオス側ジョイント１２０の組付け目印１２９がメス側ジョイント１３０の目印１３９に合うようにモータ１００のロータを手動で回転させてオス側ジョイント１２０の位置を調整する。オス側ジョイント１３０の調整が終わったら、オス側ジョイント１３０をメス側ジョイント１２０に結合させる。このとき、オス側ジョイント１２０の組付け目印１２９とメス側ジョイント１３０の組付け目印１３９があっているため、オス側ジョイント１２０保持されているボール１４０がメス側ジョイント１３０の外側溝部１３６と内側溝部１３５との間に装着することができる。

次に、連結部材の参考例について説明する。図１４は、参考例の連結部材２００の断面概略図である。図１４に示すように、参考例の連結部材２００は、駆動軸１０１が挿入されて駆動軸１０１とねじ止めされる駆動軸側装着部２１０と、感光体軸１０２が挿入されて感光体軸１０２とねじ止めされる感光体軸側装着部２２０を有している。感光体軸側装着部２２０と駆動軸側装着部２１０との間には、バネ状に構成された偏角吸収部２３０が設けられている。この偏角吸収部２３０は、たわみやすいが、ねじりに対しては高剛性を有するよう設計されている。

この参考例の連結部材２００による駆動軸１０１と感光体軸１０２との取り付けは、以下のようにおこなう。まず、感光体軸側装着部２２０に感光体軸１０２がねじ止めされた状態で、感光体軸１０２を画像形成装置に取り付ける。次に、モータ１００の駆動軸１０１をブラケット８０の駆動軸孔８４から駆動軸側装着部２１０に挿入する。駆動軸１０１を駆動軸側装着部２１０に挿入したら、感光体軸１０２を固定し、モータ１００のロータを回転させることで、駆動軸１０１と駆動軸側装着部２１０とをねじ止めすることができる。このようにして、感光体軸１０２と駆動軸１０１とを連結部材２００を介して一体としたら、モータ１００をブラケット８０の側板８５に取り付ける。モータ１００をブラケット８０に取り付けることによって駆動軸１０１と感光体軸１０２との間に偏角αが発生しても、図１５に示すように、偏角吸収部２３０がたわんで駆動軸１０１の感光体軸に対する水平方向の運動成分を吸収することができる。その結果、駆動軸の感光体軸の中心に対して回転する運動成分のみを感光体軸に伝達することができる。よって、感光体の周速が不等速になるのを抑制することができる。

この参考例の連結部材２００においては、駆動軸側装着部２１０と駆動軸１０１とをねじ止めして固定しているため、駆動軸側装着部２１０と駆動軸１０１との間に遊びがなく、駆動軸１０１の回転力を遅れることなく感光体軸１０２に伝達することができるが、ねじ止め作業が必要なため、組立作業性が悪い。このため、図１６に示すように、駆動軸１０１に駆動軸１０１から突出するピン１０８と駆動軸側装着部２１０に切り欠き部２１１とを設けて、駆動軸１０１のピン１０８を切り欠き部２１１に装着させて、駆動軸１０１を駆動軸側装着部２１０に取り付けても良い。駆動軸１０１の回転力は、ピン１０８を介して連結部材２００に伝達される。このように、駆動軸１０１を駆動軸側装着部２１０にねじ止めにより固定せず、駆動軸１０１を駆動軸側装着部２１０に挿入するだけで駆動軸１０１の回転力を伝達することができ、組付け作業性が向上する。また、感光体軸の感光体軸側装着部への装着をねじ止めの固定に換えて、上述のようにしてもよい。

また、参考例の連結部材における偏角吸収部２３０を図１７に示すような蛇腹状としてもよい。また、図１７に示すように、偏角吸収部２３０を別部材の板バネ２３１とし、駆動軸側装着部２１０と感光体軸側装着部２２０とでこの板バネ２３１をボルト２３５で狭持してもよい。

また、連結部材は、駆動軸の回転力の分力のうち、回転体軸の回転方向の分力を回転軸に伝達し、回転体軸の軸方向の分力を吸収して回転軸に伝達しないように構成されたものであれば良い。例えば、レチェッパの継手や、ダブルオフセット形等速ジョイントなどを用いることができる。

上記実施形態においては、回転体として感光体について説明したが、これに限られない。例えば、回転体として転写ユニット１１の駆動ローラ１３を駆動させる駆動モータと駆動ローラ１３の軸との連結に上述の連結部材に適用することができる。これにより、駆動モータの駆動軸と駆動ローラの軸との間に偏角が生じても、駆動ローラ１３を等速で回転させることができ、搬送ベルトの周速の変動を抑えることができ、転写ズレなどの画像の劣化を抑えることができる。また、回転体として現像装置の現像ローラを駆動させるモータと現像ローラの軸とを連結させる連結部材にも適用可能である。本実施形態の連結部材を用いることで、現像ローラの軸とモータの駆動軸との間に偏角が生じても、現像ローラは等速で回転することができる。これにより、現像濃度ムラの画像の劣化を抑制することができる。また、クリーニングローラを駆動させるモータクリーニングローラの軸とを連結する連結部材や、紙搬送ローラと駆動モータの駆動軸との間に上記連結部材を用いることも可能である。

以上、本実施形態の画像形成装置は、駆動軸と感光体軸とを連結する連結手段としての連結部材を有し、この連結部材は駆動軸と感光体軸との間に角度（偏角）が生じても、感光体軸に生じる速度変動を抑制して回転体軸に伝達することができる。よって、駆動軸と感光体軸とに角度ついても、感光体の周速が不等速になるのを抑制することができる。
（２）
また、本実施形態の画像形成装置は、駆動軸と感光体軸とに角度が生じても、連結部材が感光体軸に等速回転を伝達することができるようにしている。これにより、駆動軸と感光体軸とに角度ついても、感光体の周速が等速となり、濃度ムラを抑制することができる。
（３）
また、本実施形態の画像形成装置は、軸取り付け部としての駆動軸装着部２１０と駆動軸１０１とを相対的に移動させて係合するだけで、回転方向に駆動力が伝達可能となっている。これにより、駆動軸装着部２１０と駆動軸とを相対的に移動させて係合させた後に、ねじ止めなどによって軸を固定しなくても、駆動軸の回転駆動力を駆動装着部に伝達することができる。よって、駆動軸装着部２１０と駆動軸とをねじ止めなどの固定作業をする必要がなくなり、駆動軸の組付け作業を容易にすることができる。
（４）
また、本実施形態の画像形成装置は、駆動軸１０１に駆動軸から突出するピン１０８を設け、駆動軸側装着部２１０に切り欠き部２１１を設けている。これにより、駆動軸のピン１０８を駆動軸側装着部２１０の切り欠き部２１１に挿入することで、駆動軸装着部２１０と駆動軸１０８とを回転方向に対して係合することができる。よって、ねじ止めなどで駆動軸装着部２１０に駆動軸１０１を固定しなくても、回転駆動力をピンを介して駆動軸装着部２１０に伝達させることができる。
（５）
また、本実施形態の画像形成装置は、駆動軸取り付け部材としてのオス側ジョイント１２０と、回転体軸取り付け部材としてのメス側ジョイント１３０を有している。オス側ジョイント１２０はジョイント挿入部１２２にボール１４０を保持しており、このジョイント挿入部１２２に保持されているボール１４０が、メス側ジョイント１３０のジョイント保持部１３２に設けられた外側溝部１３６と内側溝部１３５とによって回転方向に固定されている。これにより、駆動軸１０１からオス側ジョイント１２０に伝達された駆動力をボール１４０を介してメス側ジョイントに伝達することができる。また、このボール１４０は、メス側ジョイントの外側溝部１３６と内側溝部１３５とに案内されて軸方向に移動可能となっている。また、駆動軸１０１と感光体軸１０２との間に偏角αが生じると、ボールは偏角の（１／２）傾くようになっている。これにより、駆動軸と感光体軸との間に角度がついても、感光体軸を等速で回転させることができる。その結果、感光体の周速を等速にすることができる。
（６）
また、本実施形態の画像形成装置は、オス側ジョイント１２０とメス側ジョイント１３０とが分離可能となっており、オス側ジョイント１２０をメス側ジョイント１３０に対して軸方向移動させることで、オス側ジョイント１２０に保持されているボール１４０をメス側ジョイント１３０の外部溝部１３６と内部溝部１３５とに圧入させる。よって、オス側ジョイントを軸方向の移動するだけでメス側ジョイントに組付けることができるので、連結部材１１０の法線上に装置などがあっても、オス側ジョイントを組付けることができる。また、外部溝部１３６と内部溝部１３５とにボールを圧入させて、回転方向に遊びを形成させないようにしている。これにより、オス側ジョイントに伝達された回転駆動力が、メス側ジョイントに良好に伝達される。その結果、駆動軸１０１の回転力を遅れることなく感光体軸１０２に伝達することができ、感光体の正確な回転制御を行うことができる。
（７）
また、本実施形態の画像形成装置は、メス側ジョイント１３０の外側溝部１３６の開口端部に突部１３７を設けている。オス側ジョイント１２０のジョイント挿入部１２２をメス側ジョイント１３０のジョイント保持部１３２に挿入する際、この突部１３７が、ジョイント挿入部１２２に保持されているボール１４０と当接してオス側ジョイント１２０挿入時の抵抗となっている。そして、さらに挿入を続けると、ボール１４０と突部１３７との当接が外れて、オス側ジョイント１２０挿入時の抵抗がなくなり、クリック感を組立作業者が感じることができる。このクリック感を組立作業者が感じることで、目視でオス側ジョイント１２０がメス側ジョイント１３０に挿入が完了したことを確認しなくても、オス側ジョイント１２０がメス側ジョイント１３０に挿入が完了したことを確認することができる。
（８）
また、本実施形態の画像形成装置は、メス側ジョイント１３０の感光体軸取り付け部１３１に軸挿入部１３８を設け、この軸挿入部１３８に感光体軸１０２を挿入したとき、感光体軸取り付け部１３１のプロセスユニット側の側面を軸受７３の近傍に位置させている。これにより、感光体軸をプロセスユニット側へ移動しようとすると、感光体軸取り付け部１３１のプロセスユニット側の端面が軸の周面より法線方向に突出しているので、軸受７３と当接する。よって、感光体軸のプロセスユニット側への移動を規制することができ、移動規制部材を感光体軸に設ける必要がなくなる、よって、部品点数を削減することができ、コストダウンを図ることができる。また、
（９）
また、本実施形態の画像形成装置は、ジョイント保持部１３２のモータ側端面に組付け目印１３９を設け、オス側ジョイント１２０のモータ側端面に組付け目印１２９を設けている。具体的には、メス側ジョイント１３０にオス側ジョイント１２０が挿入されたときに、メス側ジョイントの組付け目印１３９とオス側ジョイントの組付け目印１２９とが同一法線上に位置するように組付け目印１３９、１２９を設けている。これにより、オス側ジョイント１２０をメス側ジョイントに挿入するときに、オス側ジョイントの組付け目印１２９をメス側ジョイントの組付け目印１３９の位置に合わせることで、確実にオス側ジョイント１２０をメス側ジョイントに挿入することができる。
（１０）
また、本実施形態の画像形成装置によれば、駆動源としての駆動モータ１００をギヤなどからなる減速機介さずに駆動軸１０１に回転力を出力する所謂ダイレクトモータとしている。これにより、モータ内の減速機のギヤなどの偏心や歯のピッチムラによる速度変動が生じることなく駆動軸にモータの駆動力を伝達することができる。よって、感光体や現像ローラなどのトナーを搬送する回転体の周速の変動を抑えることができ、濃度ムラや、色ずれなどの画像の劣化を抑制することができる。

レーザプリンタの概略構成図。 同レーザプリンタのＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。 （ａ）は、プロセスユニットが画像形成装置内に装着された状態を示す概略模式図であり、図３（ｂ）は、プロセスユニットが画像形成装置から取り外された状態を示すを概略模式図。 画像形成装置の連結部材付近の概略構成断面図。 連結部材の軸方向概略構成断面図。 図５に示すＡ−Ａ方向断面図。 オス側ジョイントの概略構成図。 感光体軸と駆動軸との連結方法について説明した概略図。 （ａ）、（ｂ）は、メス側ジョイントの感光体軸への挿入について説明した図。 （ａ）は、駆動軸に偏角がついてない場合の連結部材を示す概略構成断面図であり、（ｂ）は、駆動軸に偏角がついた場合の連結部材を示す概略構成断面図。 メス側ジョイントを後側板に当接させた例を示す概略構成断面図。 メス側ジョイントに突部を設けた例を示す概略構成断面図。 （ａ）は、メス側ジョイントとオス側ジョイントに組付け目印を付けた例の概略断面構成図であり、（ｂ）は、（ａ）に示すＸ方向から見た図 変形例の連結部材の断面概略図である。 駆動軸に偏角がついた場合の変形例の連結部材を示す概略断面図。 変形例の連結部材の駆動装着部を変形した例を示す概略構成図。 変形例の連結部材の偏角吸収部を蛇腹状とした例を示す概略構成図。 変形例の連結部材の偏角吸収部を板ばねとした例を示す概略構成図。 画像形成装置に用いられる従来の伝達装置を示した図。 従来の画像形成装置の連結部材材周辺の概略構成断面図。

符号の説明

１Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ プロセスユニット
２ 感光体
４０ 現像装置
８０ ブラケット
１００ モータ
１０１ 駆動軸
１０２ 感光体軸
１１０、２００ 連結部材
１２０ オス側ジョイント
１３０ メス側ジョイント
１４０ ボール

Claims (6)

1. 回転体と、回転体を回転させる駆動源と、該駆動源からの駆動力を該回転体に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、
   該駆動伝達装置は、該駆動源から伸びる駆動軸と該回転体から伸びる回転体軸とを連結するとともに、該駆動軸と該回転体軸との間の角度が生じたとき、回転体軸に生じる回転速度変動を抑制して回転体軸に伝達する連結手段を設け、
   該連結手段は、上記回転体軸および上記駆動軸のいずれか一方に取り付けられ、円周方向３箇所等間隔でボールを保持するオス側ジョイントと、
   他方の軸に取り付けられ、一端が開口し、内周面に上記オス側ジョイントに保持されたボールを案内する溝部が円周方向３箇所等間隔で設けられた円筒形状の外輪部と、該外輪部内に配設され、外周面に該外輪部の溝部と対向する溝部が円周方向３箇所等間隔で設けられた内輪部とを備え、上記オス側ジョイントに対して分離可能なメス側ジョイントとを有し、
   上記オス側ジョイントに保持されたボールを、上記内輪部の溝部と上記外輪部の溝部との間に挿入することで、上記駆動軸と上記回転体軸とが連結されることを特徴する画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記オス側ジョイントが上記メス側ジョイントに対して相対的に軸方向に移動することで、上記駆動軸と上記回転体軸とが連結されることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２の画像形成装置において、
   上記メス側ジョイントの外輪部の溝部の開口端部または上記メス側ジョイントの内輪部の溝部の開口端部に、突出部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３いずれかの画像形成装置において、
   上記回転体軸が貫通して該回転体軸を支持するとともに、上記回転体と上記駆動源とを仕切る壁を有しており、
   上記オス側ジョイントおよび上記メス側ジョイントのうち、上記回転体軸に取り付けられる方のジョイントは、上記回転体軸が挿入される軸挿入部を有しており、該軸挿入部に回転体軸を挿入することで、上記回転体軸に取り付けられる方のジョイントが回転体軸に取り付けられるものであり、
   上記回転体軸に取り付けられる方のジョイントが、上記回転体軸に取り付けられた状態のときに、該回転体軸に取り付けられる方のジョイントは該回転体軸が貫通している壁の面近傍に位置することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至４いずれかの画像形成装置において、
   上記オス側ジョイントに保持されたボールを、上記内輪部の溝部と上記外輪部の溝部との間に挿入する際に、上記オス側ジョイントの上記メス側ジョイントに対する回転方向の位置決めを行うためのマークを上記オス側ジョイントと上記オス側ジョイントとにそれぞれ設けたことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５いずれかの画像形成装置において、
   上記駆動源は、駆動力を直接駆動軸へ伝達することを特徴とする画像形成装置。

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