JP5011034B2 - 回転体への駆動力伝達装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

回転体への駆動力伝達装置およびそれを備えた画像形成装置 Download PDF

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Description

本発明は、例えば感光体ドラムなどの回転体に駆動力を伝える駆動力伝達装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。

図13ないし図15は、従来特開平8−270642号公報に記載された感光体ドラムに駆動力を伝える駆動力伝達装置を説明するための図で、図13はその駆動力伝達装置の一部斜視図、図14はその駆動力伝達装置の構成模式図、図15はその駆動力伝達装置におけるカップリング手段の説明図である。

この駆動力伝達装置は、感光体ドラム201の一方の端部にカートリッジ側カップリング手段が設けられている。このカップリング手段は、感光体ドラム201の端部に固着したフランジ202にカップリング凹軸203が設けられ、その凹軸203の端面中央部に凹部204が形成されている。

一方、画像形成装置本体側には、本体側カップリング手段が設けられている。このカップリング手段は、感光体ドラム201の回転軸線と一致する位置にカップリング凸軸205が設けられている。この凸軸205は図14に示すように、モータ206のピニオンギア207からギア208を介して回転駆動力が伝達される。凸軸205の先端部には、凸部209が設けられている。

前記カップリング凸軸205にはギア208が固着されており、このギア208と前記ピニオンギア207はハス歯ギアを構成している。このハス歯ギアは、カップリング凸軸205を画像形成時の感光体ドラム201の回転方向に回転すると、ギア208に図14の矢印a方向の推力を発生するようなギア構成になっている。この推力によって凸軸205の先端部に設けられている凸部209が、感光体ドラム201側に設けられた凹部204内に挿入されて、凹軸203と凸軸205が係合する。

図14ならびに図15(a)に示すように凸部209は正三角形柱をしており、凹部204はこの凸部209が挿入可能な大きさの正三角形柱をくり抜いた形状をしている。

ここで凸部209の断面三角形と凹部204の断面三角形の関係は図15(b)に示すように、凸部209の三角形の外接円R0の直径をD0、凹部204の三角形の内接円Rの直径をD、凹部204の三角形の外接円R2の直径をD2 としたとき、D<D0 <D2 の関係を有するように構成されている。
特開平8−270642号公報

感光体ドラムにレーザー走査により静電潜像を形成し、現像手段で前記潜像にトナーを付着させ、そのトナー画像を第一の転写手段で中間転写ベルトに転写し、第2の転写手段で中間転写ベルトから用紙にトナー画像を転写する電子写真方式の画像形成装置では、感光体ドラムを一定の角速度で回転駆動する必要がある。感光体ドラムの角速度が変化すると、感光体上の画像の露光位置が所定の位置からずれて、単色であれば濃度むらになり、フルカラー画像のように複数の色を中間転写ベルト上に重ねる場合は色の重ね合わせがずれて色ずれを生じる。

感光体ドラムは、感光層の摩耗や露光に影響する静電気的な特性が経時的に劣化するため、交換部品とするのが一般的であり、感光体ドラムは画像形成装置本体に対して取り外し可能に支持されている。

感光体ドラムの駆動シャフト、モータ等の駆動系は、コストと取り付け精度の点から交換を行わず画像形成装置本体に固定される。そのため駆動シャフトはエンコーダを取り付けて角速度を検知し、一定角速度回転の制御が可能である。しかし、駆動力伝達装置でガタがあると駆動シャフトが一定角速度で回転していても感光体ドラムの角速度変動が発生し、前述のような濃度むらや色ずれ等の画像劣化が発生する。

前記図13ないし図15に示した従来の駆動力伝達装置は、凹部204と凸部209が3点接触する形状として、あえてガタを持たせ、駆動力により押し当てて駆動伝達を安定させている。しかしこの駆動力伝達装置では、軸に垂直な外力の影響を受ける場合、接触が安定せず、そのために感光体ドラム201に伝達される角速度が変動する可能性がり、駆動力伝達装置としての動作信頼性に問題がある。

本発明の第1の目的は、前述した従来技術の欠点を解消し、回転体の角速度変動の少ない、角速度の変動が少なく、動作信頼性に優れた回転体の駆動力伝達装置を提供することにある。

本発明の第2の目的は、前述した従来技術の欠点を解消し、濃度むらや色ずれ等の画像劣化が発生しない画像形成装置を提供することにある。

前記第1の目的を達成するため本発明の第1の手段は、筒状の回転体と、その回転体の内側に配置されて前記回転体を回転駆動するシャフトを備え、前記回転体が前記シャフトの軸方向に着脱可能に装着される回転体への駆動力伝達装置において、
前記回転体と一体に連結されて前記回転体の内周に沿って形成された多数の噛合受部と、
前記シャフトから噛合受部側に向けて放射状に配置され、前記シャフトの軸方向に沿って弾性変形可能で、先端部に前記噛合受部と噛合する係合歯部を有し、前記シャフトの駆動力を前記回転体に伝達する3本以上のアーム部と、
前記噛合受部と係合歯部との噛合部側に前記回転体を押圧する押し込み部材を備え、
前記回転体を装着して前記係合歯部に前記噛合受部を噛合したときの係合歯部と噛合受部の接触点を結んで形成される仮想円の直径をD1、前記回転体を装着する前の前記各係合歯部の先端を結んで形成される仮想外接円の直径をD2としたときにD1<D2の関係にあり、
前記押し込み部材で前記回転体を前記噛合部側に押圧することにより、前記アーム部が回転体の押し込み方向に沿って撓った状態で、前記各係合歯部に噛合受部が噛合していることを特徴とするものである。

前記第1の目的を達成するため本発明の第2の手段は、筒状の回転体と、その回転体の内側に配置されて前記回転体を回転駆動するシャフトを備え、前記回転体が前記シャフトの軸方向に着脱可能に装着される回転体への駆動力伝達装置において、
前記回転体と一体に連結されて前記回転体の内周に沿って形成された多数の噛合受部と、
前記シャフトから噛合受部側に向けて放射状に配置され、前記シャフトの軸方向に沿って弾性変形可能で、先端部に前記噛合受部と噛合する第1の係合歯部を有し、前記シャフトに回転可能に支持された3本以上のアーム部と、
前記噛合受部と第1の係合歯部との噛合部側に前記回転体を押圧する押し込み部材と、
前記シャフトに連結されて前記噛合受部側に向けて延び、外周部に前記噛合受部と噛合する3個以上の第2の係合歯部を有し、前記シャフトの駆動力を前記回転体に伝達する伝達部材を備え、
前記回転体を装着して前記係合歯部に前記噛合受部を噛合したときの係合歯部と噛合受部の接触点を結んで形成される仮想円の直径をD1、前記回転体を装着する前の前記各係合歯部の先端を結んで形成される仮想外接円の直径をD2、前記伝達部材の第2の係合歯部の先端を結んで形成される仮想円の直径をD3としたときにD3<D1<D2の関係にあり、
前記押し込み部材で前記回転体を前記噛合部側に押圧することにより、前記アーム部が回転体の押し込み方向に沿って撓った状態で、前記各第1の係合歯部に噛合受部が噛合していることを特徴とするものである。

本発明の第3の手段は前記第1または2の手段において、前記アーム部の係合歯部に前記噛合受部が押し込まれる側に向かって傾斜した傾斜面が形成されていることを特徴とするものである。

本発明の第4の手段は前記第1または2の手段において、前記各アーム部にねじれ規制部材が設けられ、各ねじれ規制部材が曲げ変形が可能な接続部材で互いに接続されていることを特徴とするものである。

本発明の第5の手段は前記第1の手段において、前記アーム部の下方に弾性部を介してシャフト連結部が設けられ、そのシャフト連結部が前記シャフトに一体に連結されていることを特徴とするものである。

本発明の第6の手段は前記第5の手段において、前記アーム部と弾性部とシャフト連結部が一体に成形されていることを特徴とするものである。

本発明の第7の手段は前記第1ないし6の手段において、前記シャフトを回転駆動するモーターと、前記シャフトに取り付けられて当該シャフトの回転速度を検知するエンコーダと、そのエンコーダからの検知信号に基づいて前記モーターの回転速度を制御する制御手段とを有することを特徴とするものである。

前記第2の目的を達成するため本発明の第8の手段は、感光体ドラムと、その感光体ドラムの表面を帯電する帯電器と、帯電した感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光器と、前記静電潜像にトナーを付着してトナー像を形成する現像器と、前記トナー像を被記録媒体上に転写する転写器と、前記被記録媒体上に転写したトナー像を被記録媒体に定着する定着器とを備え、
前記感光体ドラムを回転駆動するシャフトが装置本体に支持されて、前記感光体ドラムが前記シャフトに着脱可能に装着される画像形成装置において、
前記感光体ドラムが前記第1ないし7の手段の回転体であって、その感光体ドラムが前記第1ないし7の手段の回転体への駆動力伝達装置によって回転駆動されて画像を形成することを特徴とするものである。

本発明の第1ないし7の手段は前述のような構成になっているから、角速度の変動が少なく、動作信頼性に優れた回転体の駆動力伝達装置を提供することができる。

本発明の第8の手段は前述のような構成になっているから、濃度むらや色ずれ等の画像劣化が発生しない画像形成装置を提供することができる。

次に本発明の各実施例を図面と共に説明する。

図1は本発明の実施例1に係る駆動力伝達装置を軸方向から見た側面図、図2は図1A−A'線上の断面図で、円筒回転体を幅方向にわたって示した図である。

本実施例において回転円筒体は感光体ドラム54であって、アルミニウム等の中空円筒体からなり、表面に感光層が形成されている。

駆動力伝達装置7は、噛み合いフランジ71、噛合受部72、アーム部73、係合歯部74、板ばねからなる弾性部75、シャフト結合部76、フランジ77(図2参照)、押し込み部材78(図2参照)などを備えている。

前記噛み合いフランジ71は円筒状をしており、図2に示すように感光体ドラム54の一方の端部に強嵌合により機械的に結合されている。図1に示すように噛み合いフランジ71の左側開口部の内周に所定のピッチで歯状の噛合受部72が形成され、図2に示すように噛み合いフランジ71の内側の内周部80はシャフト70に対して若干の隙間を介して遊嵌されている。

図1に示すように噛み合いフランジ71の内側に複数本(本実施形態では3本)のアーム部73が、シャフト70から噛合受部72側に向けて放射状に等間隔に配置されている。各アーム部73の基部は弾性部75を介してシャフト結合部76に連結され、シャフト結合部76は圧入によりシャフト70に強嵌合されている。

各アーム部73の先端部に噛み合い歯74が形成され、図1に示すように係合歯部74の歯先角度T1、噛合受部72の凹部の開き角度T2は、T1<T2の関係にあり、係合歯部74の先端部が噛合受部72に弾性的に噛み合っている。

図2に示すように感光体ドラム54の前記噛み合いフランジ71と反対側の開口端部には、フランジ77が一体に結合されている。押し込み部材78は、例えばシャフト70のオスネジ部に噛み合うメスネジ部を有し、シャフト70に螺合して回転させることでフランジ77を押して、感光体ドラム54−噛み合いフランジ71−フランジ77の一体物を駆動力伝達装置7側に押し込む。

この一体物の噛み合いフランジ71とフランジ77は、シャフト70から感光ドラム54が取り外せるように100μm以下でシャフト70に対して遊合されている。図1及び図2は感光体ドラム54の装着状態を示しており、感光体ドラム54(噛み合いフランジ71の内周部80)は押し込み部材78によりシャフト結合部76に押し付けられている。

図3は係合歯部74付近の詳細を示す図で、(a)は係合歯部74の上方から見た図、(b)はシャフト70の軸方向から見た図、(c)は(a)を側面から見た図であり、何れも感光体ドラム54が装着されていない状態で示してある。

同図(c)に示すように係合歯部74は、噛合受部72が押し込まれる側に向かって歯面Xが傾斜し、噛合受部72と滑らかに噛み合うようになっている。感光体ドラム54が駆動力伝達装置7に組み込まれる前の状態では、アーム部73と弾性部75はシャフト70の軸方向に対して垂直に立設している[同図(c)参照]。この状態のときの各係合歯部74の先端を結んで形成される仮想外接円の直径D2[同図(b)参照]は、感光体ドラム54が装着された状態での噛合受部72の係合歯部74との接触点を結んで形成される仮想円の直径D1(図1参照)より大きく設計されている(D1<D2)。

図2に示すように感光体ドラム54−噛み合いフランジ71−フランジ77の一体物がシャフト70の軸方向から押し込まれて装着されると、弾性部75で支持されるアーム部73が感光体ドラム54の押し込み方向に倒れて、前記直径D2が減少して噛合受部72と噛み合う。

図2に示すように、感光体ドラム54の装着によりアーム部73が角度T3で傾いた場合、アーム部73を傾ける力をWSとすると、係合歯部74が噛合受部72を押す力WRは、
WS×cos(T3) /sin(T3)
となり、例えば傾斜角度T3を6°とするとWR=WS×9.5になる。このため、押し込む力WSが小さくとも、係合歯部74が噛合受部72をラジアル方向に押す力WRが大きく、外力を受けても噛み合い部にガタが発生しないで、高精度の回転伝達が可能になる。

具体的な寸法として図3に示すアーム部73の下端から係合歯部74の先端までの距離L1を30mm、アーム部73の下端とシャフト結合部76の上端との間隔L2を10mm、アーム部73の幅Wを20mmとする。弾性部75は、厚さ0.1mmのステンレス板(ヤング率2100kgf/mm)を使用する。D1を90mm、D2を約90.3mmにすると、傾き角度T3は6°程度になる。この場合、1本のアーム部73を傾ける力は0.5Nで、噛合受部72の方向に押す力は5N程度になる。アーム部73が3本であれば押し込む力は1.5Nで、噛合受部72をラジアル方向に押す力はそれぞれ5Nであり、十分外力に耐えガタが発生しない。

図4は、駆動力伝達装置7におけるガタの影響を説明するための図である。シャフト83に対してピン82が直交する方向に結合され、そのピン82を介して円筒回転体側の受け部84にシャフト83からの駆動力を伝える構造になっている。図中矢印方向に回転し、図の(a)から(b)、(c)と90°ずつ回転している。

ガタによりシャフト82の回転中心c1と円筒回転体の回転中心c2にずれΔrがあると、ピン82と受け部84の接触点pの回転中心c2からの半径が回転とともに変化する。そのためシャフト82の角速度ωに対し円筒回転体の角速度ω’は、
ω’=ω×{r+Δr×sin(ωT)}/r
で変動する。よって、シャフト82が一定角速度で回転していても、接続された円筒回転体には角速度変動が起きることになる。また、変動率は接触点pの半径とガタの比率で決定されるため、接触点半径が小さいほどガタによる変動が大きくなる。例えば接触点半径が10mmではガタが0.1mmでも1%の角速度変動になる。

本実施例では、係合歯部74と噛合受部72の接触点を円筒回転体の外周部に構成することで、例えガタが発生しても回転変動の比率が小さくなる。本実施例のように、前記接触点を結んで形成される仮想円の直径が90mm(半径45mm)であれば、ガタ0.1mmで回転変動は0.2%になる。

以上のように本実施例によれば、噛み合いフランジ71とフランジ77がシャフト70に対しガタを有し、シャフト70から感光体ドラム54が着脱可能(交換可能)な構成でありながら、駆動力を伝える係合歯部74と噛合受部72にガタがなく、伝達される角速度に変動がない高精度の駆動力伝達が可能になる。

図5は、本発明の実施例2に係る駆動力伝達装置の断面図である。本実施例で前記実施例1と差異する点は、アーム部73が弾性部を兼ねている点である。この構成により、同図に示すようにアーム部73、係合歯部74、シャフト結合部76をエンジニアリングプラスチックなどで一体成型することが可能であり、装置の簡略化が図れる。

具体的には、アーム部73の幅を20mm、係合歯部74を含めたアーム部73の長さを33mmとし、アーム部73の厚さを1mmとして、ヤング率300kgf/mmのエンジニアリングプラスチックを用いる。D1を90mmとして、D2を約90.3mmにすると、傾き角度T3は6°程度になる。この場合、1本のアーム部73を傾ける力は1Nで、噛合受部72に向かうラジアル方向に押す力は10N程度になる。

本実施例はより簡略な構成の駆動力伝達装置でありながら、ガタがなく、伝達される角速度に変動のない高精度の駆動力伝達が可能になる。

図6は本発明の実施例3に係る駆動力伝達装置を軸方向から見た側面図、図7は図6B−B'線上の断面図である。

本実施例で前記実施例1と差異する点は、アーム部73が支持されるシャフト結合部76がシャフト70に対してベアリング79で回転可能に支持されている点と、シャフト70の外周部に円板状の伝達部材701が連結され、その伝達部材701の外周部に少なくとも3個の第2の係合歯部702が設けられ、その第2の係合歯部702も噛合受部72と噛み合っている点である。

前記伝達部材701は、強嵌合によりシャフト70と一体に連結されている。また図6に示すように、噛合受部72に対する第1の係合歯部となる係合歯部74の噛合位置と、第2の係合歯部702の噛合位置とは若干ずれている。

各第2の係合歯部702の先端を結んで形成される仮想円の直径D3は、係合歯部74と噛合受部72の接触点を結んで形成される仮想円の直径D1より小さくなっている。すなわちD3<D1<D2の関係にある。

これにより第2の係合歯部702が係合歯部74と噛合受部72の接触を妨げずに、感光体ドラム54の回転中心を安定化する。そのため、図4で示したようなシャフト70と感光体ドラム54の回転中心のずれによる角速度変動が発生しない。

図8は、第2の係合歯部702付近の詳細を示し、(a)は第2の係合歯部702の上方から見た図、(b)はシャフト70の軸方向から見た図、(c)は(a)を側面から見た図であり、いずれも感光体ドラム54が装着されていない状態で示してある
第2の係合歯部702は、噛合受部72が押し込まれる側に向かって歯面Xが傾斜し、噛合受部72と滑らかに噛み合い始めるように形成される。

本実施例の構成では、ベアリング79の介在によりアーム部73や弾性部75には回転方向の力が伝わらず、シャフト70の駆動力は、第2の係合歯部702から感光体ドラム54に伝えられる。そのため回転方向の力によるアーム部73や弾性部75の変形がなく、より高精度に感光体ドラム54を支持できるため、一層の高精度駆動力伝達が可能で、またより大きいトルクの伝達が可能になる。

図9は本発明の第4の実施例の駆動力伝達装置を軸方向から見た図である。図10は係合歯部74付近の詳細を示す図で、(a)は係合歯部74の上方から見た図、(b)はシャフト70の軸方向から見た図である。

前記実施例1と相違する点は、アーム部73にシャフト70及びアーム部73の中心軸に垂直な方向に伸びるねじれ規制部材703をアーム部73の数に合わせて複数本(本実施例では4本)有し、各ねじれ規制部材703はそれぞれの端部で曲げ変形可能に接続部材704で接続されている点である。

アーム部73は、係合歯部74と噛合受部72の接触点が図2のように弾性部75に対し軸方向にずれているため、図中矢印C方向に駆動力を伝える場合、図中矢印D方向のモーメントが発生する。伝達する駆動力が大きくなると図中矢印D方向にねじれが発生する。アーム部73のねじれ変形は微小ながら、係合歯部74と噛合受部72の接触点を変化させる原因になる。

このねじれを防ぐため、アーム部73の基端部にねじれ規制部材703を取り付け、それぞれの端部で曲げ変形可能に接続部材704を接続する。アーム73のねじれは、ねじれ規制部材703の端部位置を図中矢印E方向にずらす。しかし、互いのねじれ規制部材703は接続部材704で接続されるため、E方向のずれを規制し合い(モーメントを打ち消しあう)、図中矢印D方向のねじれが発生しない。

ねじれ規制部材703は、図中矢印D方向のモーメントに耐えるように、図中矢印E方向の幅を広くとる。一方、アーム部73が図2に示すように傾く際の剛性を上げすぎないよう、ねじれ規制部材703同士を接続する接続部材704は、軸C3を中心とした曲げ剛性が低くなるように、E方向の幅を狭くする。この構成により、感光体ドラム54を押し込み部材78で押し込む際の力が過大にならずに、アーム部73を傾け、係合歯部74と噛合受部72をガタなく噛み合わせることが可能になる。

本実施例によれば、伝達する駆動力が大きくなった場合でも、アーム部73のねじれがなく、係合歯部74と噛合受部72の接触点が移動しないため、より高精度な駆動力伝達が可能になる。

図11は、前記実施例1〜4に係る駆動力伝達装置の他の部分の構成を示す概略構成図である。

同図に示すように、シャフト70にはエンコーダ105が取り付けられ、制御回路110とモータードライバ111を備える。モーター101にはモーターギア102が付設され、ギア103と噛み合ってシャフト70を回転させる。制御では変動を抑えにくい100Hz以上の回転変動を低減させるためのフライホイール106が、シャフト70に取り付けられている。図中の54は感光体ドラム、78は押し込み部材である。

エンコーダ105の検知信号を基に、制御回路110はシャフト70を一定角速度で回転するようにフィードバックまたはフィードフォワード制御を行う。

ギアにより減速を行う駆動機構は、小型のモーターでもシャフト70上で高トルクが出せるため、小型、低コスト、低消費電力に優れる。しかし、ギアの取り付け誤差や、ギアの歯の累積ピッチ誤差、歯溝のふれ等の誤差により角速度変動が発生する。シャフト70に取り付けたエンコーダ105により、この角速度変動を検出し、変動を低減する制御を行うことで、シャフト70の高精度回転を行う。

この駆動機構に前記実施例1〜4のいずれかの駆動力伝達装置を取り付け、感光体ドラム54を回転駆動することで、感光体ドラム54の角速度変動を防止でき、高精度の回転が可能になる。

図12は、本発明が適用される画像形成装置の一例を示す装置全体の概略構成図である。

画像形成装置1は、各色の現像ユニット501〜504を中間転写ベルト20の上方に配置し、中間転写ベルト20上にトナーによるカラー像を形成し、そのカラー像を用紙堆積手段4から搬送される用紙に転写し、定着器60で熱と圧力でトナーを溶融定着してカラー画像を形成する。

現像ユニット501〜504は4式あり、黒色トナーを有するK現像ユニット501、シアン色トナーを有するC現像ユニット502、マゼンタ色トナーを有するM現像ユニット503、イエロー色トナーを有するY現像ユニット504である。

各現像ユニット501〜504は、トナーを貯めるトナーホッパ53、トナー層を形成し感光体ドラム54にトナーを接触させる現像ローラー52、感光体ドラム54上をクリーニングするドラムクリーナ57、感光体ドラム54上を帯電させる帯電器55、感光体ドラム54上に静電潜像を書き込む露光器56で構成される。各色の感光体ドラム54は、前記実施例1〜4のいずれかの駆動力伝達装置により回転駆動される。

中間転写ベルト20は、複数のローラー3,21,26,31に張架され、そのうちの駆動ローラー3で搬送駆動される。ベルトクリーナ91は中間転写ベルト20上の残留トナーを除去する。一次転写ローラー58は、各感光体ドラム54に対向してそれぞれ中間転写ベルト20の内側に配置される。

用紙搬送経路8は、用紙を堆積する用紙堆積手段4から、ピックローラー9、分離ローラー11を経て、二次転写ローラー7と中間転写ベルト20の間を通過し、搬送ベルト81から定着器60へ至る。

定着器60は、定着ベルト61、加熱ローラー62、弾性ローラー63、バックアップローラー64などを備えている。定着ベルト61は、弾性ローラー63と加熱ローラー62に掛け渡され、加熱ローラー62あるいは他のローラーの回転により搬送される。

用紙はバックアップローラー64により弾性ローラー63側に押し付けられる。加熱ローラー62は、金属の中空シャフト内にハロゲンヒータ等の加熱手段を有し、定着ベルト61を加熱する。弾性ローラー63表面はシリコンゴム等の弾性材で形成され、バックアップローラー64の押し付けにより、ニップ部を弾性ローラー63側に凸とし、用紙が定着ベルト61に巻きつくのを防止する。

画像を形成する場合、感光体ドラム54上の感光層を帯電器56で帯電させ、露光器55で画像情報に応じた光を照射し、感光体ドラム54上の電位を落とし静電潜像を形成する。この静電潜像が感光体ドラム54の回転により現像ローラー52の位置に到達し、トナー層と接すると帯電しているトナーが静電潜像上に付着する。

このようにして感光体ドラム54上に形成されたトナー画像は、一次転写ローラー58が中間転写ベルト20を押し付けるニップ部で、中間転写ベルト20上に転写される。

各現像ユニット501〜504の感光体ドラム54上のトナー画像は、一次転写ローラー58により中間転写ベルト20上に転写され、カラーのトナー画像が形成される。そして中間転写ベルト20の搬送により、二次転写ローラ−30の部位で搬送されてきた用紙上にトナー画像は転写される。トナー画像が転写された用紙は、搬送ベルト81により定着器60に搬送され、熱と圧力によりトナーが溶融定着されカラー画像が形成される。

本実施例では、感光体ドラム54の着脱が可能でありながら、駆動力伝達装置のガタによる回転変動がなく、回転変動による濃度むらや色ずれのない高画質画像が得られる。

前記実施例では、感光体ドラムなどの円筒形回転体への駆動力伝達について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えばポリゴンミラーなどの多角形の回転体への駆動力伝達にも適用可能である。

本発明の実施例1に係る駆動力伝達装置を軸方向から見た側面図である。 図1A−A'線上の断面図である。 その駆動力伝達装置における係合歯部付近の詳細を示す図で、(a)は係合歯部の上方から見た図、(b)はシャフトの軸方向から見た図、(c)は(a)を側面から見た図である。 駆動力伝達装置のガタの影響を説明するための図である。 本発明の実施例2に係る駆動力伝達装置の断面図である。 本発明の実施例3に係る駆動力伝達装置を軸方向から見た側面図である。 図6B−B'線上の断面図である。 その駆動力伝達装置における係合歯部付近の詳細を示す図で、(a)は係合歯部の上方から見た図、(b)はシャフトの軸方向から見た図、(c)は(a)を側面から見た図である。 本発明の実施例4に係る駆動力伝達装置を軸方向から見た側面図である。 その駆動力伝達装置における係合歯部付近の詳細を示す図で、(a)は係合歯部の上方から見た図、(b)はシャフトの軸方向から見た図である。 本発明の実施例1〜4に係る駆動力伝達装置の他の部分の構成を示す概略構成図である。 本発明の実施例1〜4に係る駆動力伝達装置が適用される画像形成装置の概略構成図である。 従来提案された駆動力伝達装置の一部斜視図である。 その駆動力伝達装置の構成模式図である。 その駆動力伝達装置におけるカップリング手段の説明図である。

符号の説明

1…画像形成装置、3…駆動ローラー、4…用紙堆積手段、7…駆動力伝達装置、8…用紙搬送経路、9…ピックローラー、11…分離ローラー、20…中間転写ベルト、21,26…ローラー、30…二次転写ローラー、52…現像ローラー、53…トナーホッパー、54…感光体ドラム、55…帯電器、56…露光器、57…ドラムクリーナ、58…一次転写ローラー、60…定着器、61…定着ベルト、62…加熱ローラー、63…加圧ローラー、64…バックアップローラー、70…シャフト、71…噛み合いフランジ、72…噛合受部、73…アーム部、74…係合歯部、75…弾性部、76…シャフト結合部、77…フランジ、78…押し込み部材、80…内周部、81…搬送ベルト、82…ピン、83…シャフト、84…受け部、91…ベルトクリーナ、101…モーター、102…モーターギア、103…ギア、105…エンコーダ、106…フライホイール、110…制御回路、111…モータードライバ、501〜504…現像ユニット、701…伝達部材、702…第2の係合歯部、703…ねじれ規制部材、704…接続部材、X…歯面、D1,D2,D3…円の直径。

Claims (8)

  1. 筒状の回転体と、その回転体の内側に配置されて前記回転体を回転駆動するシャフトを備え、前記回転体が前記シャフトの軸方向に着脱可能に装着される回転体への駆動力伝達装置において、
    前記回転体と一体に連結されて前記回転体の内周に沿って形成された多数の噛合受部と、
    前記シャフトから噛合受部側に向けて放射状に配置され、前記シャフトの軸方向に沿って弾性変形可能で、先端部に前記噛合受部と噛合する係合歯部を有し、前記シャフトの駆動力を前記回転体に伝達する3本以上のアーム部と、
    前記噛合受部と係合歯部との噛合部側に前記回転体を押圧する押し込み部材を備え、
    前記回転体を装着して前記係合歯部に前記噛合受部を噛合したときの係合歯部と噛合受部の接触点を結んで形成される仮想円の直径をD1、前記回転体を装着する前の前記各係合歯部の先端を結んで形成される仮想外接円の直径をD2としたときにD1<D2の関係にあり、
    前記押し込み部材で前記回転体を前記噛合部側に押圧することにより、前記アーム部が回転体の押し込み方向に沿って撓った状態で、前記各係合歯部に噛合受部が噛合していることを特徴とする回転体への駆動力伝達装置。
  2. 筒状の回転体と、その回転体の内側に配置されて前記回転体を回転駆動するシャフトを備え、前記回転体が前記シャフトの軸方向に着脱可能に装着される回転体への駆動力伝達装置において、
    前記回転体と一体に連結されて前記回転体の内周に沿って形成された多数の噛合受部と、
    前記シャフトから噛合受部側に向けて放射状に配置され、前記シャフトの軸方向に沿って弾性変形可能で、先端部に前記噛合受部と噛合する第1の係合歯部を有し、前記シャフトに回転可能に支持された3本以上のアーム部と、
    前記噛合受部と第1の係合歯部との噛合部側に前記回転体を押圧する押し込み部材と、
    前記シャフトに連結されて前記噛合受部側に向けて延び、外周部に前記噛合受部と噛合する3個以上の第2の係合歯部を有し、前記シャフトの駆動力を前記回転体に伝達する伝達部材を備え、
    前記回転体を装着して前記係合歯部に前記噛合受部を噛合したときの係合歯部と噛合受部の接触点を結んで形成される仮想円の直径をD1、前記回転体を装着する前の前記各係合歯部の先端を結んで形成される仮想外接円の直径をD2、前記伝達部材の第2の係合歯部の先端を結んで形成される仮想円の直径をD3としたときにD3<D1<D2の関係にあり、
    前記押し込み部材で前記回転体を前記噛合部側に押圧することにより、前記アーム部が回転体の押し込み方向に沿って撓った状態で、前記各第1の係合歯部に噛合受部が噛合していることを特徴とする回転体への駆動力伝達装置。
  3. 請求項1または2に記載の回転体への駆動力伝達装置において、前記アーム部の係合歯部に前記噛合受部が押し込まれる側に向かって傾斜した傾斜面が形成されていることを特徴とする回転体への駆動力伝達装置。
  4. 請求項1または2に記載の回転体への駆動力伝達装置において、前記各アーム部にねじれ規制部材が設けられ、各ねじれ規制部材が曲げ変形が可能な接続部材で互いに接続されていることを特徴とする回転体への駆動力伝達装置。
  5. 請求項1に記載の回転体への駆動力伝達装置において、前記アーム部の下方に弾性部を介してシャフト連結部が設けられ、そのシャフト連結部が前記シャフトに一体に連結されていることを特徴とする回転体への駆動力伝達装置。
  6. 請求項5に記載の回転体への駆動力伝達装置において、前記アーム部と弾性部とシャフト連結部が一体に成形されていることを特徴とする回転体への駆動力伝達装置。
  7. 請求項1ないし6のいずれか1項に記載の回転体への駆動力伝達装置において、前記シャフトを回転駆動するモーターと、前記シャフトに取り付けられて当該シャフトの回転速度を検知するエンコーダと、そのエンコーダからの検知信号に基づいて前記モーターの回転速度を制御する制御手段とを有することを特徴とする回転体への駆動力伝達装置。
  8. 感光体ドラムと、その感光体ドラムの表面を帯電する帯電器と、帯電した感光体ドラムの表面に静電潜像を形成する露光器と、前記静電潜像にトナーを付着してトナー像を形成する現像器と、前記トナー像を被記録媒体上に転写する転写器と、前記被記録媒体上に転写したトナー像を被記録媒体に定着する定着器とを備え、
    前記感光体ドラムを回転駆動するシャフトが装置本体に支持されて、前記感光体ドラムが前記シャフトに着脱可能に装着される画像形成装置において、
    前記感光体ドラムが請求項1ないし7のいずれか1項に記載の回転体であって、その感光体ドラムが請求項1ないし7のいずれか1項に記載の回転体への駆動力伝達装置によって回転駆動されて画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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