JP5239173B2 - 駆動力伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動力伝達装置及び画像形成装置に関するものである。

感光体ドラム等の複数の回転部材を備える画像形成装置において回転部材を回転駆動する駆動モータの数を削減するための技術が従来から提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１には、各色トナー像に対応した複数の感光体ドラムと、各感光体ドラムに対応して設置された現像ローラと、感光体ドラム上に現像された各色トナー像が相互に重ね合わせ転写されてカラートナー像が形成される中間転写ベルトと、回転力を発生する第１のモータと、第１のモータからの回転力を、ブラック以外のトナー像に対応した静電潜像が形成される感光体ドラムおよびこれらに対応する現像ローラである第１の被駆動系に伝達する第１の伝達系と、回転力を発生する第２のモータと、第２のモータからの回転力をブラックのトナー像に対応した静電潜像が形成される感光体ドラムおよびこれに対応する現像ローラを含んで第１の被駆動系以外で構成される第２の被駆動系に伝達する第２の伝達系と、を有する構成が開示されている。
一方、一般的に歯車駆動においては、その噛み合いにおいて適正なバックラッシュを設けることが必要であり、バックラッシュは適正値より大きくても小さくても、被駆動歯車の駆動品質、特に回転精度を悪化させるが、バックラッシュが適正値より小さい場合の方が、適正値より大きい場合に比べ、駆動品質が悪化しやすいことが知られている。

特開２００３−４３７８１号公報

本発明は、複数の駆動対象を同一の駆動源で駆動するとき、一方の駆動対象への駆動力伝達が他方の駆動対象の駆動品質に及ぼす影響を軽減することを目的とする。

請求項１記載の駆動力伝達装置は、被駆動回転軸周りを回転可能な被駆動歯車を有する複数の被駆動部材と、駆動伝達回転軸周りを回転可能な駆動伝達歯車を有し、駆動力が入力され、当該駆動伝達歯車が前記複数の被駆動部材の被駆動歯車の各々と噛み合って当該複数の被駆動部材に当該駆動力を伝達する駆動伝達部と、前記駆動伝達部が前記複数の被駆動部材に駆動力を伝達する際に当該複数の被駆動部材の前記被駆動歯車から受ける駆動反力の合力が当該駆動伝達部の前記駆動伝達回転軸と当該複数の被駆動部材の前記被駆動回転軸の各々との軸間距離を広げる方向に作用する位置に当該駆動伝達部を保持する保持手段と、を含むものである。

請求項２記載の駆動力伝達装置は、請求項１記載のものに加え、大負荷被駆動回転軸周りを回転可能な歯車を有し、当該歯車が前記駆動伝達部の前記駆動伝達歯車と噛み合って駆動力が伝達されて回転し、前記複数の被駆動部材よりも回転時の負荷が大きい大負荷被駆動部材を更に含み、前記大負荷被駆動部材は、前記複数の被駆動部材の位置よりも前記保持手段によって前記駆動伝達部が保持される側に近いことを特徴とするものである。

請求項３記載の駆動力伝達装置は、請求項２記載のものに加え、前記駆動伝達部が駆動力を伝達する際に、当該駆動伝達部が前記複数の被駆動部材の前記被駆動歯車から受ける曲げモーメントと当該駆動伝達部が前記大負荷被駆動部材の前記歯車から受ける曲げモーメントとの合力は当該駆動伝達部の前記駆動伝達回転軸と当該複数の被駆動部材の前記被駆動回転軸の各々との軸間距離を広げる方向に作用することを特徴とするものである。

請求項４記載の駆動力伝達装置は、請求項２記載のものに加え、前記複数の被駆動部材は、前記駆動伝達部の駆動伝達回転軸を挟むように配置され、前記大負荷被駆動部材は、当該大負荷被駆動部材が前記駆動伝達部により駆動される際に当該駆動伝達部に与える駆動反力が当該駆動伝達部の当該駆動伝達回転軸と当該複数の被駆動部材の前記被駆動回転軸の各々との軸間距離を広げる方向に作用するように配置されている。

請求項５記載の駆動力伝達装置は、回転駆動源と、前記回転駆動源からの駆動力を伝達する駆動伝達歯車と、前記駆動伝達歯車と噛み合って回転駆動される第１の被駆動歯車と、前記駆動伝達歯車と噛み合って回転駆動される第２の被駆動歯車と、を含み、前記駆動伝達歯車は、前記第１の被駆動歯車及び前記第２の被駆動歯車を回転駆動する際の駆動反力の合力として、当該駆動伝達歯車と当該第１の被駆動歯車との軸間距離及び当該駆動伝達歯車と当該第２の被駆動歯車との軸間距離が広がる方向に作用する力を受けることを特徴とするものである。

請求項６記載の駆動力伝達装置は、前記回転駆動源の駆動力が伝達される第３の被駆動歯車を更に含み、前記第１の被駆動歯車と前記第２の被駆動歯車は、駆動伝達歯車の回転軸を挟むように配置され、前記第３の被駆動歯車は、前記回転駆動源の駆動力が伝達される際の駆動反力が前記駆動伝達歯車と前記第１の被駆動歯車との軸間距離及び当該駆動伝達歯車と前記第２の被駆動歯車との軸間距離が広がる方向に作用するように配置されていることを特徴とするものである。

請求項７記載の駆動力伝達装置は、請求項５に記載の駆動力伝達装置に対し、前記駆動伝達歯車よりも前記回転駆動源に近い位置に配置されると共に回転軸が当該駆動伝達歯車と共通になるように配置され、当該回転駆動源から駆動力が入力される別の駆動伝達歯車を更に含み、前記別の駆動伝達歯車に入力される駆動力は、前記駆動伝達歯車の駆動力で駆動される装置よりも負荷が大きい装置を駆動するのに用いられることを特徴とするものである。

請求項８記載の駆動力伝達装置は、請求項７記載のものに加え、前記駆動伝達歯車の駆動力で駆動される装置は、画像形成装置の像保持体であり、前記別の駆動伝達歯車の駆動力で駆動される装置は、前記画像形成装置の現像器であることを特徴とするものである。

請求項９記載の駆動力伝達装置は、被駆動回転軸周りを回転可能な被駆動歯車を有する複数の被駆動部材と、駆動伝達回転軸周りを回転可能な駆動伝達歯車を有し、駆動力が入力され、当該駆動伝達歯車が前記複数の被駆動部材の被駆動歯車の各々と噛み合って当該複数の被駆動部材に当該駆動力を伝達する駆動伝達部と、を含み、前記駆動伝達部が前記複数の被駆動部材のいずれか一に駆動力を伝達する場合に当該駆動伝達部が当該一の被駆動部材から受ける第１の駆動反力は、当該駆動伝達部の前記駆動伝達歯車と当該一の被駆動部材の前記被駆動歯車とによる第１の共通接線に対して第１の角度をなす方向に作用し、前記駆動伝達部が前記複数の被駆動部材の他の一に駆動力を伝達する場合に当該駆動伝達部が当該他の一の被駆動部材から受ける第２の駆動反力は、当該駆動伝達部の前記駆動伝達歯車と当該他の一の被駆動部材の前記被駆動歯車とによる第２の共通接線に対して第２の角度をなす方向に作用し、前記駆動伝達部の前記駆動伝達回転軸にて前記第１の駆動反力と前記第２の駆動反力とを互いにベクトル和して得た合力は、当該駆動伝達回転軸を含む位置での前記第１の共通接線と当該駆動伝達回転軸を含む位置での前記第２の共通接線とに挟まれた領域内に位置することを特徴とするものである。
請求項１０記載の画像形成装置は、回転駆動部と、静電潜像が形成され、回転可能な複数の像保持体と、回転可能な回転部材を備え、前記複数の像担持体の各々に形成された静電潜像を現像剤で現像する複数の現像器と、前記複数の像保持体の各々に対応して配置され、当該複数の像保持体の各々に回転駆動力を伝達する複数の像保持体用歯車と、前記複数の像保持体用歯車のうち少なくとも２つと噛み合う歯車を有し、当該複数の像保持体用歯車と噛み合うことにより前記回転駆動部の回転駆動力を伝達する駆動伝達部と、を含み、前記駆動伝達部は、噛み合う前記複数の像保持体用歯車を駆動する際に当該複数の像保持体用歯車から受ける駆動反力の合力が当該噛み合う複数の像保持体用歯車の各々との軸間距離が広がる方向に作用する位置に保持されていることを特徴とするものである。

請求項１１記載の画像形成装置は、請求項９記載のものにおいて、前記駆動伝達部の回転駆動力を複数の現像器に伝達する現像器用歯車を更に含み、前記現像器用歯車は、前記複数の像保持体用歯車の位置よりも前記駆動伝達部が保持される側に近いことを特徴とするものである。

請求項１によれば、本発明を適用しない場合に比べて、複数の駆動対象を同一の駆動源で駆動しても、一方の駆動対象への駆動力伝達が他方の駆動対象の駆動品質に及ぼす影響を軽減することが可能になる。
請求項２によれば、駆動部の変形を抑制することにより、駆動品質に及ぼす影響を更に軽減することが可能になる。
請求項３によれば、曲げモーメントによる駆動部の変形を抑制することにより、駆動品質に及ぼす影響を更に軽減することが可能になる。
請求項４によれば、複数の部材の特性に応じて最適な駆動形態を実現することが可能になる。
請求項５によれば、本発明を適用しない場合に比べて、複数の駆動対象を同一の駆動源で駆動しても、一方の駆動対象への駆動力伝達が他方の駆動対象の駆動品質に及ぼす影響を軽減することが可能になる。
請求項６によれば、複数の部材の特性に応じて最適な駆動形態を実現することが可能になる。
請求項７によれば、駆動側の変形を抑制することにより、駆動品質に及ぼす影響を更に軽減することが可能になる。
請求項８によれば、本発明を適用しない場合に比べて、像保持体と現像器という異なる装置を一つの駆動源で駆動した場合でも、高い駆動品質を維持し、高画質化を図ることが可能になる。
請求項９によれば、本発明を適用しない場合に比べて、複数の駆動対象を同一の駆動源で駆動しても、一方の駆動対象への駆動力伝達が他方の駆動対象の駆動品質に及ぼす影響を軽減することが可能になる。
請求項１０によれば、本発明を適用しない場合に比べて、複数の駆動対象を同一の駆動源で駆動しても、一方の駆動対象への駆動力伝達が他方の駆動対象の駆動品質に及ぼす影響を軽減することが可能になる。
請求項１１によれば、駆動側の変形を抑制することにより、駆動品質に及ぼす影響を更に軽減することが可能になる。

以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、所謂タンデム型の画像形成装置であって、例えば電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０(１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）と、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）して保持させる無端状の中間転写ベルト（トナー像の担持体）１５と、中間転写ベルト１５上に転写された重ね画像を転写材としての用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写装置２０と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置３０と、を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。

本実施の形態において、各画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの周囲に電子写真用デバイスが配設されている。すなわち、これらの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが帯電される帯電器１２と、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に静電潜像が書込まれるレーザ露光器１３（図１において露光ビームを符号Ｂｍで示す）と、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋと、が配設されている。また、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６と、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７と、が配設されている。
これらの画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋは、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）、黒（Ｋ色）の順に配置されている。

また、中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトである。この中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示す矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動（回動）可能に構成されている。この各種ロールとして、図示しないモータにより駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１と、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する機能を備えたテンションロール３２とを有する。他の各種ロールとして、中間転写ベルト１５を支持し、一定の張力を与える従動ロール３５と、二次転写する部分に設けられたバックアップロール（支持ロール）２８とを有している。

各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対向して設けられたモジュール１８において、略直線状に延びる中間転写ベルト１５の内側に設けられる各一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重ねトナー像が形成されるようになっている。

二次転写装置２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、その対向ロールとしてのバックアップロール２８と、を備えている。すなわち、二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２８に圧接配置されている。このように構成された二次転写装置２０によって、中間転写ベルト１５上に多重転写された可視像が、二次転写位置に所定のタイミングで搬送される用紙Ｐに転写される。また、二次転写位置で二次転写されると、用紙Ｐは、定着装置３０へと搬送される。

バックアップロール２８の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングするベルトクリーナ３７が接離自在に設けられている。
一方、二次転写装置２０における二次転写位置の上流側には、各画像形成ユニット１０における画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）３９が配置されている。この基準センサ３９は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生し、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１０は画像形成を開始するように構成されている。
また、黒の画像形成ユニット１０Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ３８が配設されている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図１に示す画像形成装置に入力される。画像形成装置では、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）にて所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１０等によって作像作業が実行される。画像処理装置（ＩＰＳ）では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。

レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに照射している。画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋでは、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにて、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像として現像される。
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部にて、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部において、一次転写ロール１６にて中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性の電圧が付加され、未定着トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせられて一次転写が行われる。このようにして一次転写された未定着トナー像は、中間転写ベルト１５の回転に伴って二次転写装置２０に搬送される。

二次転写装置２０では、用紙Ｐへの二次転写のタイミングに合わせ、中間転写ベルト１５が間に挟まれた状態にて二次転写ロール２２がバックアップロール２８に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。そして、二次転写ロール２２に対向電極として転写電界が形成され、二次転写ロール２２とバックアップロール２８とによって押圧される二次転写位置にて、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像が用紙Ｐに静電転写される。
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送される。そして、定着装置３０における最適な搬送速度に合わせて速度が変えられて、用紙Ｐが定着装置３０まで搬送される。用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置３０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。定着画像が形成された用紙Ｐは、排出ロール（図示せず）によって装置の外部に排出される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、ベルトクリーナ３７によって中間転写ベルト１５上から除去される。

図２は、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ及び現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋを駆動する駆動系を説明するブロック図である。
図２に示すように、本実施の形態に係る画像形成装置は、回転駆動源である駆動モータＭ１及び駆動モータＭ２と、動力伝達機構Ｔ１，Ｔ２と、を備えている。駆動モータＭ１，Ｍ２は、制御部４０により制御されている。駆動モータＭ１が作動すると、その回転駆動力は、駆動伝達部を含む動力伝達機構Ｔ１によって画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ及び現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃに伝達される。また、駆動モータＭ２が作動すると、その駆動力は、動力伝達機構Ｔ２によって画像形成ユニット１０Ｋの感光体ドラム１１Ｋ及び現像装置１４Ｋに伝達される。
このように、本実施の形態では、白黒印刷のときには制御部４０によって駆動モータＭ２のみが作動され、カラー印刷のときには制御部４０によって駆動モータＭ１，Ｍ２が作動される。

次に、動力伝達機構Ｔ１，Ｔ２を説明する。
図３及び図４は、動力伝達機構Ｔ１，Ｔ２を説明するための斜視図である。付言すると、図３は、アウト側（フロント側）かつ矢印Ｂ（図１参照）上流側から見た斜視図であり、図４は、イン側（裏側）かつ矢印Ｂ上流側から見た斜視図である。また、図５は、駆動モータＭ１付近を示す平面図である。
図３に示すように、動力伝達機構Ｔ１に回転駆動力を供給する駆動モータＭ１は、保持手段であるフレームＦ１に取り付けられている。そして、図５に示すように、駆動モータＭ１の回転駆動力は、まず駆動伝達部５１に伝達される。この駆動伝達部５１は、駆動モータＭ１の図示しない出力軸に取り付けられている。すなわち、駆動伝達部５１は、駆動モータＭ１を介してフレームＦ１に回転可能に支持されており、いわゆる片持ち支持されている。なお、駆動伝達部５１を駆動モータＭ１の出力軸と一体に構成することも考えられる。

図５に示すように、駆動伝達部５１は、同軸の駆動伝達歯車である歯車６１，７１を備えており、いわゆる２段ギヤで構成されている。歯車６１は、第１の被駆動歯車の一例である歯車６２と噛み合うと共に、第２の被駆動歯車の一例である歯車６５とも噛み合っている。また、歯車７１は、第３の被駆動歯車の一例である歯車７２と噛み合っている。すなわち、駆動伝達部５１に入力した駆動モータＭ１の回転駆動力は、歯車６１と歯車７１とに分岐される。

ここで、後述するように、歯車６２，６５は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃを回転駆動する駆動力を伝達するためのもの（感光体駆動系）であり、また、歯車７２は、現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃを回転駆動する駆動力を伝達するためのもの（現像駆動系）である。付言すると、現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃにおいて回転駆動される部材としては、例えば、現像剤を表面に保持し像保持体上の潜像を現像する現像ロールや、現像剤を回転して撹拌搬送する図示しないオーガ等を挙げることができる。そして、一般的に現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃを回転駆動する際の負荷は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃを回転駆動する際の負荷よりも大きい。負荷の大きい歯車７２は、駆動伝達部５１の根元側に位置し、負荷の小さい歯車６２，６５は、駆動伝達部５１の先端側に位置する。言い換えると、大きい負荷の駆動伝達系は駆動伝達部５１の根元側から分岐し、小さい負荷の駆動伝達系は駆動伝達部５１の先端側から分岐する。

また、本実施例における歯車６２，６５のモジュールは、歯車７２のモジュールよりも小さい。ここにいうモジュールとは、歯車の大きさを表すために使われる用語をいい、ピッチ円直径ｄを歯数Ｚで除した値である。すなわち、モジュールｍは、ｍ＝ｄ／Ｚの式を用いて求めることができる。また、歯車６２，６５，７２は、歯が軸に対して傾いているはすば歯車であり、そのねじれ方向は同じである。なお、歯車６１，６２，６５で発生する噛み合い周期と歯車７１，７２で発生する噛み合い周期とが互いに同じであり、それぞれの位相が変動を打ち消し合うような位相となっている。歯車６１の歯数と歯車７１の歯数とは互いに同じである。

ここで、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃは、現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃを回転駆動する際の回転精度よりも高い回転精度が要求される。すなわち、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの回転変動は、現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃよりも小さくなければならない。言い換えると、現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃの許容される回転変動は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの許容される回転変動よりも大きい。

図３及び図４に示すように、歯車６１に係合する歯車６２は歯車６３と噛み合い、この歯車６３は歯車６４と噛み合っている。このように、駆動モータＭ１の回転駆動力は、駆動伝達部５１の歯車６１から歯車６２，６５に伝達され、歯車６２に伝達された駆動力が歯車６３，６４へと伝達されていく。
更に説明すると、歯車６２には、感光体ドラム１１Ｍが同軸に取り付けられ、歯車６４には、感光体ドラム１１Ｙが同軸に取り付けられ、歯車６５には、感光体ドラム１１Ｃが同軸に取り付けられている。このようにして、駆動モータＭ１により、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃが回転駆動される。なお、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃが駆動モータＭ１の駆動力により互いに同一方向に回転駆動されるように、動力伝達機構Ｔ１は構成されている。

ここで、歯車６２は、２つの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍを駆動するための駆動力を歯車６１から伝達され、歯車６５は、１つの感光体ドラム１１Ｃを駆動するための駆動力を歯車６１から伝達される。このため、歯車６２の回転負荷は、歯車６５の回転負荷よりも大きい。

また、歯車７１と噛み合っている歯車７２は、図３に示す歯車７３と噛み合っている。そして、図３に示すように、歯車７３は、歯車７４と噛み合うと共に歯車７７とも噛み合っている。歯車７４は、図３及び図４に示すように、歯車７５と噛み合い、また、歯車７５は、歯車７６と噛み合っている。このように、駆動モータＭ１の駆動力は、駆動伝達部５１の歯車７１から歯車７２，７３にまず伝達される。そして、歯車７３に伝達された駆動力は、歯車７４，７７に伝達され、更に、歯車７４に伝達された駆動力が歯車７５，７７へと伝達されていく。
更に説明すると、歯車７４には、現像装置１４Ｍの被駆動軸が同軸に取り付けられ、歯車７６には、現像装置１４Ｙの被駆動軸が同軸に取り付けられ、歯車７７には、現像装置１４Ｃの被駆動軸が同軸に取り付けられている。したがって、駆動モータＭ１により、現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃが回転駆動される。
なお、現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃが駆動モータＭ１の回転駆動力により同一方向に回転駆動されるように、動力伝達機構Ｔ１は構成されている。また、本実施例において現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃが回転駆動する方向は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃが回転駆動する方向と同じである。

上述したように、動力伝達機構Ｔ１は、駆動伝達部５１と、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃに駆動力を伝達するための歯車６１，６２，６３，６４，６５と、現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃに駆動力を伝達するための歯車７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７と、を備えている。

また、図３に示すように、動力伝達機構Ｔ２に駆動力を供給する駆動モータＭ２は、フレームＦ２に取り付けられている。そして、駆動モータＭ２の駆動力は、図４に示す駆動伝達部５２にまず伝達される。図４に示すように、駆動伝達部５２は、同軸の歯車８１，９１を備えている。図４に示すように、歯車８１は、歯車８２と噛み合っている。また、図３及び図４に示すように、歯車９１は、歯車９２と噛み合っている。このように、駆動モータＭ２の駆動力は、駆動伝達部５２の歯車８１及び歯車９１に伝達され、歯車８１に伝達された駆動力は歯車８２に伝達され、また、歯車９１に伝達された駆動力は歯車９２に伝達されていく。
更に説明すると、歯車８２には、感光体ドラム１１Ｋが同軸に取り付けられている。また、歯車９２には、現像装置１４Ｋが同軸に取り付けられている。したがって、駆動モータＭ２により、感光体ドラム１１Ｋが回転駆動されると共に現像装置１４Ｋが回転駆動される。
なお、感光体ドラム１１Ｋが回転駆動する方向は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃが回転駆動する方向と同じである。また、現像装置１４Ｋが回転駆動する方向は、現像装置１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃが回転駆動する方向と同じである。

上述したように、動力伝達機構Ｔ２は、駆動伝達部５２と、感光体ドラム１１Ｋに駆動力を伝達するための歯車８１，８２と、現像装置１４Ｋに駆動力を伝達するための歯車９１，９２と、を備えている。

図６は、歯車６１，６２，６５の相互の関係を説明するための概略構成図である。なお、図６は、駆動モータＭ１（図５参照）側から歯車６１，６２，６５を見た図であり、言い換えると、装置の奥側（リヤ側）から見た図である。そのため、図６に示す矢印Ａの方向は、図１に示す矢印Ａの方向と逆になっている。また、図６に示す歯車６１，６２，６５の円形状は、各ピッチ円を示すものである。
図６に示すように、歯車６１が回転して歯車６２に駆動力（歯面に作用する力）Ｄ６２を伝達すると、歯車６１は駆動反力Ｒ６２を受ける。この駆動反力Ｒ６２は、駆動力Ｄ６２の逆ベクトルである。すなわち、駆動反力Ｒ６２は、駆動力Ｄ６２と大きさが同じであり、駆動力Ｄ６２の方向とは逆の方向である。

更に説明すると、駆動力Ｄ６２の矢印の長さ及び駆動反力Ｒ６２の矢印の長さは共に、負荷の大きさ２Ｘである。また、駆動力Ｄ６２の矢印の方向及び駆動反力Ｒ６２の矢印の方向は、歯車６１と歯車６２との共通接線Ｃ６２に対して所定の圧力角αの傾きを持つ方向である。本実施例における圧力角αとしては、２０度である。

図６に示すように、歯車６１が回転して歯車６５に駆動力Ｄ６５を伝達すると、歯車６１は駆動反力Ｒ６５を受ける。この駆動反力Ｒ６５は、駆動力Ｄ６５の逆ベクトルであり、したがって、大きさが駆動力Ｄ６５と同じで、方向が駆動力Ｄ６５の逆方向である。

更に説明すると、駆動力Ｄ６５の矢印の長さ及び駆動反力Ｒ６５の矢印の長さは共に、負荷の大きさＸである。すなわち、駆動力Ｄ６５の矢印の長さ及び駆動反力Ｒ６５の矢印の長さは、駆動力Ｄ６２の矢印の長さ及び駆動反力Ｒ６２の矢印の長さの半分である。これは、上述したように、歯車６２は、２つの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍの回転駆動を担っており、その一方で、歯車６５は、１つの感光体ドラム１１Ｃの回転駆動を担っていることに起因する。
また、駆動力Ｄ６５の矢印の方向及び駆動反力Ｒ６５の矢印の方向は、歯車６１と歯車６５との共通接線Ｃ６５に対して所定の圧力角αの傾きを持つ方向である。なお、共通接線Ｃ６５は、共通接線Ｃ６２ないし軸線分（軸同士を結ぶ線）に対して所定の角度の傾きを持っている。この所定の角度としては、軸線分に対する角度θ６５である。この角度θ６５としては、例えば１３度や２５度等の値を選択することが考えられる。付言すると、共通接線Ｃ６２と軸線分とは互いに直交する関係にある。

図７は、歯車６１が歯車６２，６５から受ける駆動反力Ｒ６２，Ｒ６５及び合力Ｓを説明するための概略構成図である。
歯車６１は、歯車６２，６５の駆動に伴って駆動反力Ｒ６２，Ｒ６５を受ける。この駆動反力Ｒ６２，Ｒ６５を歯車６１の回転軸を中心に平行移動してそのベクトル和を求めると、図７に示す合力Ｓになる。この合力Ｓの矢印は、線Ｃ６２'と線Ｃ６５'とに挟まれた領域内に位置する。ここにいう線Ｃ６２'は、図６に示す共通接線Ｃ６２と平行な線であり、ここにいう線Ｃ６５'は、図６に示す共通接戦Ｃ６５と平行な線である。更に説明すると、合力Ｓの矢印は、線Ｃ６２'よりも歯車６２の外側すなわち歯車６２から離れる方向に向いている。また、合力Ｓの矢印は、線Ｃ６５'よりも歯車６５の外側すなわち歯車６５から離れる方向に向いている。したがって、駆動反力Ｒ６２，Ｒ６５により、歯車６１は、歯車６１と歯車６２との軸間距離Ｌ６２が広がる方向に合力Ｓを受け、かつ、歯車６１と歯車６５との軸間距離Ｌ６５が広がる方向に合力Ｓを受ける。言い換えると、歯車６１は、合力Ｓが軸間距離Ｌ６２，Ｌ６５を広げる方向に作用するように、歯車６２，６５に対する位置に配設されている。

図８は、歯車７１，７２の相互の関係を説明するための概略構成図である。なお、図８には、歯車６１，６２，６５を破線で図示している。また、図８に示す歯車６１，６２，６５，７１，７２の円形状は、各ピッチ円を示すものである。
図８に示すように、歯車７１が回転して歯車７２に駆動力Ｄ７２を伝達すると、歯車７１は駆動反力Ｒ７２を受ける。この駆動反力Ｒ７２は、駆動力Ｄ７２の逆ベクトルであり、したがって、駆動力Ｄ７２と大きさが同じであり、駆動力Ｄ７２の方向とは逆の方向である。

更に説明すると、駆動力Ｄ７２の矢印の長さ及び駆動反力Ｒ７２の矢印の長さは共に、負荷の大きさＹである。また、駆動力Ｄ７２の矢印の方向及び駆動反力Ｒ７２の矢印の方向は、歯車７１と歯車７２との共通接線Ｃ７２に対して所定の圧力角αの傾きを持つ方向である。なお、共通接線Ｃ７２は、共通接線Ｃ６２（図６参照）ないし軸線分（歯車６１の回転軸と歯車６２の回転軸とを互いに結ぶ線）に対して所定の角度の傾きを持っている。この所定の角度としては、この軸線分に対する角度θ７２である。この角度θ７２としては、例えば１５度等の値を選択することが考えられる。

図９は、歯車７１が歯車７２から受ける駆動反力Ｒ７２を説明するための概略構成図である。なお、図９には、歯車６１，６２，６５を実線で図示している。
歯車７１は、歯車７２の駆動に伴って駆動反力Ｒ７２を受ける。この駆動反力Ｒ７２を歯車７２の回転軸を中心に平行移動すると、図９に示すように、駆動反力Ｒ７２は、線Ｃ６２'と線Ｃ６５'とに挟まれた領域内に位置する。また、合力Ｓと駆動反力Ｒ７２とのベクトル和もまた、線Ｃ６２'と線Ｃ６５'とに挟まれた領域内に位置する。
ここで、図５に示すように、駆動伝達部５１における位置が歯車６１と歯車７１とでは互いに異なる。このため、駆動反力Ｒ６２，Ｒ６５（図７参照）による曲げモーメントと駆動反力Ｒ７２（図９参照）による曲げモーメントとの合力が線Ｃ６２'と線Ｃ６５'とに挟まれた領域内に位置するように位置関係を規定することが考えられる。

以上、画像形成装置を例に挙げ本発明を説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、駆動伝達部５１によって駆動される歯車は３以上であっても良い。本発明は複数の被駆動物を単一の駆動源によって歯車駆動する装置において、広く適用可能である。

本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 画像形成ユニットの感光体ドラム及び現像装置を駆動する駆動系を説明するブロック図である。 動力伝達機構を説明するための斜視図である。 動力伝達機構を説明するための斜視図である。 駆動モータ付近を示す平面図である。 歯車相互の関係を説明するための概略構成図である。 駆動反力及び合力を説明するための概略構成図である。 歯車相互の関係を説明するための概略構成図である。 駆動反力を説明するための概略構成図である。

符号の説明

１０，１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…画像形成ユニット、１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ…感光体ドラム、１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋ…現像装置、５１，５２…駆動伝達部、６１，６２，６３，６４，６５，７１，７２，７３，７４，７５，７６，７７，８１，８２，９１，９２…歯車、Ｃ６２，Ｃ６５…共通接線、Ｃ６２'，Ｃ６５'…線、Ｄ６２，Ｄ６５…駆動力、Ｆ１，Ｆ２…フレーム、Ｌ６２，Ｌ６５…軸間距離、Ｍ１，Ｍ２…駆動モータ、Ｒ６２，Ｒ６５…駆動反力、Ｓ…合力、Ｔ１，Ｔ２…動力伝達機構、α…圧力角、θ６２，θ６５…角度

Claims (11)

1. 被駆動回転軸周りを回転可能な被駆動歯車を有する複数の被駆動部材と、
   駆動伝達回転軸周りを回転可能な駆動伝達歯車を有し、駆動力が入力され、当該駆動伝達歯車が前記複数の被駆動部材の被駆動歯車の各々と噛み合って当該複数の被駆動部材に当該駆動力を伝達する駆動伝達部と、
   前記駆動伝達部が前記複数の被駆動部材に駆動力を伝達する際に当該複数の被駆動部材の前記被駆動歯車から受ける駆動反力の合力が当該駆動伝達部の前記駆動伝達回転軸と当該複数の被駆動部材の前記被駆動回転軸の各々との軸間距離を広げる方向に作用する位置に当該駆動伝達部を保持する保持手段と、
   を含む駆動力伝達装置。
2. 大負荷被駆動回転軸周りを回転可能な歯車を有し、当該歯車が前記駆動伝達部の前記駆動伝達歯車と噛み合って駆動力が伝達されて回転し、前記複数の被駆動部材よりも回転時の負荷が大きい大負荷被駆動部材を更に含み、
   前記大負荷被駆動部材は、前記複数の被駆動部材の位置よりも前記保持手段によって前記駆動伝達部が保持される側に近いことを特徴とする請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 前記駆動伝達部が駆動力を伝達する際に、当該駆動伝達部が前記複数の被駆動部材の前記被駆動歯車から受ける曲げモーメントと当該駆動伝達部が前記大負荷被駆動部材の前記歯車から受ける曲げモーメントとの合力は当該駆動伝達部の前記駆動伝達回転軸と当該複数の被駆動部材の前記被駆動回転軸の各々との軸間距離を広げる方向に作用することを特徴とする請求項２に記載の駆動力伝達装置。
4. 前記複数の被駆動部材は、前記駆動伝達部の駆動伝達回転軸を挟むように配置され、
   前記大負荷被駆動部材は、当該大負荷被駆動部材が前記駆動伝達部により駆動される際に当該駆動伝達部に与える駆動反力が当該駆動伝達部の当該駆動伝達回転軸と当該複数の被駆動部材の前記被駆動回転軸の各々との軸間距離を広げる方向に作用するように配置されていることを特徴とする請求項２に記載の駆動力伝達装置。
5. 回転駆動源と、
   前記回転駆動源からの駆動力を伝達する駆動伝達歯車と、
   前記駆動伝達歯車と噛み合って回転駆動される第１の被駆動歯車と、
   前記駆動伝達歯車と噛み合って回転駆動される第２の被駆動歯車と、
   を含み、
   前記駆動伝達歯車は、前記第１の被駆動歯車及び前記第２の被駆動歯車を回転駆動する際の駆動反力の合力として、当該駆動伝達歯車と当該第１の被駆動歯車との軸間距離及び当該駆動伝達歯車と当該第２の被駆動歯車との軸間距離が広がる方向に作用する力を受けることを特徴とする駆動力伝達装置。
6. 前記回転駆動源の駆動力が伝達される第３の被駆動歯車を更に含み、
   前記第１の被駆動歯車と前記第２の被駆動歯車は、駆動伝達歯車の回転軸を挟むように配置され、
   前記第３の被駆動歯車は、前記回転駆動源の駆動力が伝達される際の駆動反力が前記駆動伝達歯車と前記第１の被駆動歯車との軸間距離及び当該駆動伝達歯車と前記第２の被駆動歯車との軸間距離が広がる方向に作用するように配置されていることを特徴とする請求項５に記載の駆動力伝達装置。
7. 前記駆動伝達歯車よりも前記回転駆動源に近い位置に配置されると共に回転軸が当該駆動伝達歯車と共通になるように配置され、当該回転駆動源から駆動力が入力される別の駆
   動伝達歯車を更に含み、
   前記別の駆動伝達歯車に入力される駆動力は、前記駆動伝達歯車の駆動力で駆動される装置よりも負荷が大きい装置を駆動するのに用いられることを特徴とする請求項５に記載の駆動力伝達装置。
8. 前記駆動伝達歯車の駆動力で駆動される装置は、画像形成装置の像保持体であり、
   前記別の駆動伝達歯車の駆動力で駆動される装置は、前記画像形成装置の現像器であることを特徴とする請求項７に記載の駆動力伝達装置。
9. 被駆動回転軸周りを回転可能な被駆動歯車を有する複数の被駆動部材と、
   駆動伝達回転軸周りを回転可能な駆動伝達歯車を有し、駆動力が入力され、当該駆動伝達歯車が前記複数の被駆動部材の被駆動歯車の各々と噛み合って当該複数の被駆動部材に当該駆動力を伝達する駆動伝達部と、
   を含み、
   前記駆動伝達部が前記複数の被駆動部材のいずれか一に駆動力を伝達する場合に当該駆動伝達部が当該一の被駆動部材から受ける第１の駆動反力は、当該駆動伝達部の前記駆動伝達歯車と当該一の被駆動部材の前記被駆動歯車とによる第１の共通接線に対して第１の角度をなす方向に作用し、
   前記駆動伝達部が前記複数の被駆動部材の他の一に駆動力を伝達する場合に当該駆動伝達部が当該他の一の被駆動部材から受ける第２の駆動反力は、当該駆動伝達部の前記駆動伝達歯車と当該他の一の被駆動部材の前記被駆動歯車とによる第２の共通接線に対して第２の角度をなす方向に作用し、
   前記駆動伝達部の前記駆動伝達回転軸にて前記第１の駆動反力と前記第２の駆動反力とを互いにベクトル和して得た合力は、当該駆動伝達回転軸を含む位置での前記第１の共通接線と当該駆動伝達回転軸を含む位置での前記第２の共通接線とに挟まれた領域内に位置することを特徴とする駆動力伝達装置。
10. 回転駆動部と、
    静電潜像が形成され、回転可能な複数の像保持体と、
    回転可能な回転部材を備え、前記複数の像担持体の各々に形成された静電潜像を現像剤で現像する複数の現像器と、
    前記複数の像保持体の各々に対応して配置され、当該複数の像保持体の各々に回転駆動力を伝達する複数の像保持体用歯車と、
    前記複数の像保持体用歯車のうち少なくとも２つと噛み合う歯車を有し、当該複数の像保持体用歯車と噛み合うことにより前記回転駆動部の回転駆動力を伝達する駆動伝達部と、
    を含み、
    前記駆動伝達部は、噛み合う前記複数の像保持体用歯車を駆動する際に当該複数の像保持体用歯車から受ける駆動反力の合力が当該噛み合う複数の像保持体用歯車の各々との軸間距離が広がる方向に作用する位置に保持されていることを特徴とする画像形成装置。
11. 前記駆動伝達部の回転駆動力を複数の現像器に伝達する現像器用歯車を更に含み、
    前記現像器用歯車は、前記複数の像保持体用歯車の位置よりも前記駆動伝達部が保持される側に近いことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。

Images