JP6207254B2 - 回転伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源から回転体に回転駆動力を伝達する回転伝達装置、及び、この回転伝達装置を備えた、プリンタ、複写機、ファクシミリ、これらの複合機などの画像形成装置に関する。

画像形成装置として、従来から、像担持体としての感光ドラム、帯電器、現像器、クリーニング部等を一体構造にまとめてカートリッジ化したり、感光ドラム、現像器等をユニット化したりして装置本体に着脱可能とする構成が知られている。このようにカートリッジやユニット（以下、まとめて「ユニット」と言う）を装置本体に対して着脱可能とした場合、ユニットと装置本体との部品形状公差を考慮する必要がある。

例えば、感光ドラムの駆動ギアと感光ドラムの芯ずれを回避するために、感光ドラムの位置に駆動ギアを合わせようとすると、駆動ギアが感光ドラムに対して傾く場合がある。駆動ギアが傾くと、例えば、高画質化のために駆動ギアのモジュールを小さくした場合に、傾きによる軸間の増加で歯とびが生じる可能性がある。このため、感光ドラムと駆動ギアとの間に中間伝達部材を設けて、中間伝達部材が傾くことで駆動ギアを傾かないようにする構成が提案されている（特許文献１）。

特開２００５−２４１９４６号公報

しかしながら、中間伝達部材が傾いた状態で感光ドラムと駆動ギアとの間で回転駆動力の伝達を行うと、感光ドラムの回転ムラが大きくなる可能性がある。即ち、感光ドラムの回転は、感光ドラムと中間伝達部材との接続部での回転伝達ムラと、中間伝達部材と駆動ギアとの接続部での回転伝達ムラとの両方の影響を受ける。このため、それぞれの接続部の関係によっては、感光ドラムの回転ムラが大きくなる可能性がある。感光ドラムの回転ムラが大きくなると、色ずれやバンディングなどの画像不良が生じる可能性がある。

本発明は、このような事情に鑑み、中間伝達部材を有する構成で回転ムラを低減できる構成を実現すべく発明したものである。

本発明は、回転体と、駆動源から前記回転体に回転駆動力を伝達するための駆動伝達部材と、前記回転体と前記駆動伝達部材との間に、前記回転体の回転軸と前記駆動伝達部材の回転軸とに対してそれぞれ傾斜可能に配置され、前記駆動伝達部材から前記回転体に回転駆動力を伝達する中間伝達部材と、を備え、前記回転体と前記中間伝達部材とは、回転方向に配置された３個所以上の第１当接部により回転駆動力の伝達を行い、前記駆動伝達部材と前記中間伝達部材とは、回転方向に配置された３個所以上の第２当接部により回転伝達を行い、前記第１当接部と前記第２当接部とは、一方の当接部の数が他方の当接部の数の偶数倍で、前記他方の当接部が前記一方の当接部の何れかと回転方向の位相が一致するように配置されていることを特徴とする回転伝達装置にある。

本発明によれば、回転体の回転ムラを低減できる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成断面図。 本実施形態に係るプロセスカートリッジの概略構成断面図。 本実施形態に係るプロセスカートリッジの装着部の斜視図。 本実施形態に係る回転伝達装置の断面図。 同じく回転伝達装置の分解斜視図。 （Ａ）ドラム側嵌合部材の斜視図、（Ｂ）中間伝達部材を感光ドラムに接続する側から見た斜視図。 ねじれ角を説明するための模式図。 （Ａ）中間伝達部材を駆動ギアに接続する側から見た斜視図、（Ｂ）駆動ギアの斜視図。 角度ずれを説明するための模式図。 接続部で角度ずれが生じた様子を模式的に示す側面図。 角度ずれした場合の伝達点の軌跡を模式的に示す正面図。 回転角度差を説明するための模式図。 当接部が１個所のときの回転角度差のグラフ。 当接部が３個所のときの回転角度差のグラフ。 中間伝達部材の両側の当接部が３個所同士で極小点の位相が一致したときの回転角度差のグラフ。 中間伝達部材の両側の当接部を簡略化して示す断面図。 中間伝達部材の両側の当接部が３個所同士で、当接部の位相及び極小点の位相が一致しないときの回転角度差のグラフ。 当接部が６個所のときの回転角度差のグラフ。 中間伝達部材の両側の当接部が３個所と６個所で極小点の位相をずらしたときの回転角度差のグラフ。 中間伝達部材の両側の当接部が３個所と６個所で極小点の位相が一致するときの回転角度差のグラフ。

本発明の実施形態について、図１ないし図１０を用いて説明する。まず、本実施形態の画像形成装置の概略構成について、図１ないし図３を用いて説明する。

［画像形成装置］
画像形成装置１００は、設置状態で、中間転写体としての中間転写ベルト８の下向き面に沿ってドラムカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋとしてカートリッジ化された画像形成部を配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。

ドラムカートリッジ１Ｙでは、像担持体としての感光ドラム２ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト８に転写される。ドラムカートリッジ１Ｍでは、感光ドラム２ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト８に転写される。ドラムカートリッジ１Ｃ、１Ｂｋでは、それぞれ感光ドラム２ｃ、２ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて中間転写ベルト８に転写される。

中間転写ベルト８に一次転写された４色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｓへ一括二次転写される。４色のトナー像を二次転写された記録材Ｓは、定着装置１６で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、排出ローラ１５を通じて上部トレイ１７へ排出される。

分離ローラ１９は、記録材カセット１８から引き出した記録材Ｓを１枚ずつに分離して、レジストローラ１４へ送り出す。レジストローラ１４は、停止状態で記録材Ｓを受け入れて待機させ、中間転写ベルト８のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｓを二次転写部Ｔ２へ送り込む。

定着装置１６は、ヒータを設けた定着ローラ１６ａに加圧ローラ１６ｂを圧接して加熱ニップを形成する。記録材Ｓは、加熱ニップで加熱加圧を受けてトナー像を溶融させ、フルカラー画像を表面に定着される。

ドラムカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、ほぼ同一に構成される。図２はイエローのプロセスカートリッジの構成の説明図である。以下では、ドラムカートリッジ１Ｙについて説明し、他のドラムカートリッジ１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋについては、説明中の符号末尾のａを、ｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。

ドラムカートリッジ１Ｙは、感光ドラム２ａを囲んで、帯電ローラ３ａ、現像装置４ａ、クリーニング装置６ａを配置している。また、図１に示すように、ドラムカートリッジ１Ｙの下方には露光装置７が配置され、感光ドラム２ａと中間転写ベルト８を挟んで対向する位置には一次転写ローラ５ａが配置されている。感光ドラム２ａは、アルミニウム製シリンダの外周面に、帯電極性が負極性の感光層を形成しており、駆動源としての駆動モータＭ（図４参照）から駆動力を伝達されて、所定のプロセススピードで図２の矢印方向で回転する。

帯電ローラ３ａは、感光ドラム２ａに従動回転し、負極性の直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加されることにより、感光ドラム２ａを一様な負極性の電位に帯電させる。露光装置７は、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム２ａの表面に画像の静電像を書き込む。露光装置７は、マゼンタ、シアン、ブラックの分解色画像についても同様に、それぞれの感光ドラム２ｂ、２ｃ、２ｄに対して静電像を書き込む。現像装置４ａは、トナーを感光ドラム２ａに移転させて静電像をトナー像に現像する。

一次転写ローラ５ａは、中間転写ベルト８を押圧して、感光ドラム２ａと中間転写ベルト８との間に一次転写部Ｔａを形成する。一次転写ローラ５ａに正極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム２ａに担持された負極性のトナー像が、一次転写部Ｔａを通過する中間転写ベルト８へ一次転写される。クリーニング装置６ａは、感光ドラム２ａにクリーニングブレードを摺擦させて、一次転写部Ｔａを通過した感光ドラム２ａの表面に付着した転写残トナーを除去する。除去されたトナーはトナー搬送スクリュー６０ａによって搬送され、不図示のトナー排出口まで搬送されたのちに、トナー排出口より排出される。

中間転写ベルト８は、図１に示すように、テンションローラ１１、二次転写対向ローラを兼ねた駆動ローラ１０、及び張架ローラ１３に掛け渡して支持され、駆動ローラ１０に駆動されて矢印Ｒ２方向に回転する。

二次転写部Ｔ２は、駆動ローラ１０で内側面を張架された中間転写ベルト８に二次転写ローラ１２を当接して構成される。二次転写ローラ１２に正極性の直流電圧が印加されることで、接地電位に接続された駆動ローラ１０との間にトナー像の転写電界が形成される。ベルトクリーニング装置９は、中間転写ベルト８にクリーニングブレードを摺擦させて、二次転写部Ｔ２を通過した中間転写ベルト８の表面に付着した転写残トナーを除去する。

現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄの下方に、それぞれトナーボトル７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄが配置される。画像形成によって現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄで消費されたトナーは、それぞれトナーボトル７０ａ、７０ｂ、７０ｃ、７０ｄから補給される。

なお、感光ドラム２ａ、帯電ローラ３ａ、現像装置４ａ、クリーニング装置６ａ等の各部材は、一体に結合してカートリッジ化されてドラムカートリッジ１Ｙを構成する。このように構成されるドラムカートリッジ１Ｙは、図３に示すような画像形成装置１００に設けたカートリッジ装着部３４Ｙに対して着脱可能に装着される。他の色のドラムカートリッジ１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋについても、カートリッジ装着部３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｂｋについてもカートリッジ装着部３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｂｋに対して着脱可能に装着される。

カートリッジ装着部３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ、３４Ｂｋは、図３に示すように、開閉部材３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂｋと、ガイド部材３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋとを有する。開閉部材３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂｋを開くと、カートリッジ装着スペースの下部にカートリッジ装着用のガイド部材３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋが取り付けてある。このガイド部材３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１Ｂｋにはドラムカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを挿入するときのガイドとなるガイド部３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋが設けてある。このガイド部３２Ｙ、３２Ｍ、３２Ｃ、３２Ｂｋによってドラムカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋをガイドして挿入する。そして、開閉部材３０Ｙ、３０Ｍ、３０Ｃ、３０Ｂｋを閉じることによってドラムカートリッジ１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを画像形成装置１００に装着する。この装着によって感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの長手方向端部に取り付けた、回転体としてのドラム側嵌合部材２１が、装置本体に設けてある中間伝達部材８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｂｋと、図４に示すように嵌合する。これにより、筐体内に配置された駆動モータＭからの回転駆動力が感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに伝達される。なお、本実施形態の場合、駆動モータＭは、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに設けられているが、１個の駆動モータＭにより各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを回転駆動するようにしても良い。

［回転伝達装置］
次に、上述のように、駆動モータＭからの回転駆動力を各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに伝達する回転伝達装置８０について、図４ないし図８を用いて説明する。なお、各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄのそれぞれの回転伝達装置８０の構成は同様であるため、以下では、符号の添え字ａ、ｂ、ｃ、ｄを省略して説明することとする。

図４は、画像形成装置１００の装置本体側（本体１００ａ）とドラムカートリッジ１との連結部分の概略を示している。この連結部分は、画像形成装置１００の図１中奥側に配置されている。ドラムカートリッジ１は、円筒状に形成された感光ドラム２及びこの感光ドラム２の端部に嵌合固定され、この感光ドラム２と共に回転するドラム側嵌合部材２１を含み、本体１００ａに対して着脱可能な部分である。なお、ドラム側嵌合部材２１は、感光ドラム２と一体に形成されていても良い。この場合、感光ドラム２を含んで回転体を構成する。このようなドラム側嵌合部材２１は、ＰＯＭ（ポリアセタール）などの弾性を有する樹脂材料により形成されている。

一方、本体１００ａ側には、駆動モータＭからドラム側嵌合部材２１及び感光ドラム２に回転駆動力を伝達するための駆動伝達部材８１が、軸部８２を介して画像形成装置１００を構成する筺体１００ｂに回転可能に支持固定されている。本実施形態の場合、駆動伝達部材８１は駆動ギアであるが、他の駆動伝達部材、例えば、プーリなどであっても良い。このような駆動伝達部材８１は、ＰＯＭなどの弾性を有する樹脂材料により概略円板状に形成されている。そして、片側面の中心部には軸部８２が図４の右方に突出形成され、他側面には、軸部８２と同心上に円筒状の中間伝達部材受け部８３が、図中左方向に延設されるように形成されている。

上述のように感光ドラム２に嵌合固定されるドラム側嵌合部材２１と駆動伝達部材８１とは、図４及び図５に示すように、中間伝達部材８４を介して駆動連結されている。中間伝達部材８４は、ドラム側嵌合部材２１と駆動伝達部材８１との間に、ドラム側嵌合部材２１の回転軸と駆動伝達部材８１の回転軸とに対してそれぞれ傾斜可能に配置され、駆動伝達部材８１からドラム側嵌合部材２１に回転駆動力を伝達する。このような中間伝達部材８４は、ＰＯＭなどの弾性を有する樹脂材料により形成されている。このために、ドラム側嵌合部材２１と中間伝達部材８４との接続部と、駆動伝達部材８１と中間伝達部材８４との接続部は、それぞれ次のように構成されている。

まず、ドラム側嵌合部材２１と中間伝達部材８４との接続部について、図４ないし図７を用いて説明する。ドラム側嵌合部材２１の本体１００ａ側の端面には、図４及び図６（Ａ）に示すような突起部２２が形成されている。一方、中間伝達部材８４の円筒部８４ａのドラムカートリッジ１側の端面には、図４、図５、図６（Ｂ）に示すように、突起部２２が進入可能な凹部８４ｂが形成されている。そして、突起部２２が凹部８４ｂに進入することで、ドラム側嵌合部材２１と中間伝達部材８４との間で回転駆動力を伝達可能としている。

このために、突起部２２は、略正三角形状に形成されており、各側面２２ａを感光ドラム２及びドラム側嵌合部材２１の回転軸と平行な軸方向に突出する雄側当接面としている。突起部２２は、略正三角形状に形成されているため、各側面２２ａが回転方向に等間隔に配置される。一方、凹部８４ｂは、進入した突起部２２が若干の相対回転可能となるように、略正三角形状の頂点部分が円弧状となるように形成されている。このような凹部８４ｂは、進入した突起部２２の各側面２２ａと対向する各側面８４ｃを、雄側当接面としての側面２２ａと回転伝達可能に当接する雌側当接面としている。そして、側面２２ａと側面８４ｃとで第１当接部９１を構成している。このため、ドラム側嵌合部材２１と中間伝達部材８４とは、３個所の第１当接部９１により回転伝達を行う。これら３個所の第１当接部９１は、回転方向に等間隔に配置される。なお、第１当接部９１は、３個所以上であれば良く、後述する第２当接部９２との関係で、その個数及び位相を設定する。

このように形成される雄側当接面としての側面２２ａ及び雌側当接面としての側面８４ｃは、互いの同じねじれ角を有するように形成されている。即ち、各側面２２ａ及び各側面８４ｃは、軸方向一方側に向かうほど軸方向と直交する断面方向で、回転駆動力が伝達された場合に互いに軸方向に引き込み合う方向に、互いに同じ角度ねじれるように形成されている。

このねじれ角について、図７を用いて説明する。図７では、ドラム側嵌合部材２１の突起部２２について説明するが、中間伝達部材８４の凹部８４ｂについても同様である。また、図７では、ねじれ角の説明を簡単にするために、実際よりも大きいねじれ角で示すと共に、突起部２２の形状も簡略化している。また、図７（Ａ）は、突起部２２を軸方向から見た図、図７（Ｂ）は、図７（Ａ）の側面図である。

図７から明らかなように、突起部２２は、軸方向に伸びる略三角柱の形状が回転方向に角度θ（例えば１〜２°）ねじれた形状となっており、この角度θがねじれ角である。即ち、突起部２２の先端部の三角形状が、基端部の三角形状に対して回転方向に角度θずれるように形成されており、先端部の三角形状と基端部の三角形状とを繋ぐ面が、上述の側面２２ａとなる。したがって、側面２２ａは、図７（Ａ）に示すように、先端部及び基端部の三角形状の各辺に対して回転方向にねじれるように、且つ、図７（Ｂ）に示すように、軸方向に対して傾斜するように形成される。

中間伝達部材８４の凹部８４ｂの側面８４ｃも、同様に同じねじれ角度で形成されているため、突起部２２が凹部８４ｂに進入したときには、側面２２ａが側面８４ｃとお互いに食い込み合うように係合する。そして、回転伝達を行われた際には、ドラム側嵌合部材２１と中間伝達部材８４とが互いに軸方向に引き込み合う。これにより、ドラム側嵌合部材２１と中間伝達部材８４との間に強い回転トルクがかかっても、中間伝達部材８４がドラム側嵌合部材２１から逃げることなく確実に駆動を伝達することができる。なお、突起部２２の外側面と凹部８４ｂの内側面との間に若干の隙間を設けることで、ドラム側嵌合部材２１と中間伝達部材８４とが傾斜可能となっている。

また、中間伝達部材８４の凹部８４ｂの中心部には、先端が半球状のピボット部８４ｄが形成されており、ドラム側嵌合部材２１の突起部２２の中心部には、このピボット部８４ｄが進入可能な凹部２２ｂが形成されている。そして、ピボット部８４ｄが凹部２２ｂの底面に突き当たることで、ドラム側嵌合部材２１と中間伝達部材８４とが傾斜しても滑らかに回転可能にしている。また、ピボット部８４ｄの軸方向の突出量を突起部２２の凹部８４ｂに対する進入量よりも大きくすることで、ピボット部８４ｄが凹部２２ｂの底面に当接した状態で、突起部２２の先端面と凹部８４ｂの底面との間に隙間を設けるようにしている。そして、ドラム側嵌合部材２１と中間伝達部材８４との傾斜を円滑に行えるようにしている。

次に、駆動伝達部材８１と中間伝達部材８４との接続部について、図４ないし図６及び図８を用いて説明する。駆動伝達部材８１の円筒状の中間伝達部材受け部８３の内部には、中間伝達部材８４の軸方向一部及びバネ８５が挿入されている。中間伝達部材８４は、上述のように弾性を有する樹脂材料により形成され、円筒部８４ａの一端部から複数（本実施形態では３本）の引っ掛け爪８６が突出形成されている。引っ掛け爪８６は、樹脂の弾性を利用して、駆動伝達部材８１の片側面で軸部８２の周囲に形成される円板部８１ａに設けられた固定孔８７にスナップフィットされている。即ち、引っ掛け爪８６は、先端部に鉤部が設けられており、この鉤部が固定孔８７に進入する際に弾性変形し、進入後は弾性的に復元することにより、鉤部が固定孔８７の周囲と係合可能となる。これにより、中間伝達部材８４が駆動伝達部材８１から外れることを防止している。

また、駆動伝達部材８１の円板部８１ａと、中間伝達部材８４の次述する突起部８９との間には、バネ８５を配置している。バネ８５は、ドラムカートリッジ１が本体１００ａに取り付けられることによって、円板部８１ａと突起部８９との間で弾性的に押し縮められて、中間伝達部材８４をドラムカートリッジ１側に付勢する。これにより、引っ掛け爪８６の鉤部が固定孔８７の周囲に確実に係合して、中間伝達部材８４が駆動伝達部材８１から不用意に外れることを防止している。

また、中間伝達部材８４は、図５、図６（Ｂ）、図８（Ａ）に示すように、円筒部８４ａの一端部の３個所以上に突起部８９を形成している。本実施形態では、突起部８９は、円筒部８４ａの６個所に、それぞれ回転方向に等間隔に配置されている。図示の例では、１個おきの３個の突起部８９の外周面から３本の引っ掛け爪８６を突出形成している。このため、引っ掛け爪８６も、回転方向に等間隔に配置される。突起部８９は、それぞれ回転方向の側面８９ａを、駆動伝達部材８１の回転軸と平行な軸方向に突出する雄側当接面としている。

一方、駆動伝達部材８１の中間伝達部材受け部８３の内周面の３個所以上には、径方向内方に突出するように当接板部８８を形成している。本実施形態では、当接板部８８は、中間伝達部材受け部８３の６個所に、それぞれ回転方向に等間隔に配置されている。当接板部８８は、それぞれ回転方向の側面８８ａを、雄側当接面としての側面８９ａと回転伝達可能に当接する雌側当接面としている。そして、側面８８ａと側面８９ａとで第２当接部９２を構成している。このため、駆動伝達部材８１と中間伝達部材８４とは、３個所以上の６個所の第２当接部９２により回転伝達を行う。これら６個所の第２当接部９２は、回転方向に等間隔に配置される。なお、突起部８９の外周面と中間伝達部材受け部８３の内周面との間に若干の隙間を設けることで、中間伝達部材８４と駆動伝達部材８１とが傾斜可能となっている。また、駆動伝達部材８１の当接板部８８の根元には、成形のための型抜き勾配をつけても良いが、本実施形態ではこのような勾配をつけず、中間伝達部材８４との当接領域を確保している。

このような６個所の第２当接部９２は、側面８８ａと側面８９ａとが、それぞれ軸方向と平行に形成されている。駆動伝達部材８１と中間伝達部材８４との接続部は、上述のように、引っ掛け爪８６と固定孔８７とで外れることを防止しているため、上述の第１当接部９１のようにねじれ角を設ける必要がない。但し、第１当接部９１と同様に、回転駆動力が伝達された場合に互いに軸方向に引き込み合う方向に、互いに同じ角度ねじれるように形成しても良い。

なお、ドラム側嵌合部材２１と中間伝達部材８４との接続部を、上述のような引っ掛け爪を用いた構成としても良い。但し、本実施形態では、ドラムカートリッジ１の着脱の容易性から、引っ掛け爪を用いた構成とせずに、第１当接部９１をねじれ角を有するように形成している。これにより、ドラム側嵌合部材２１が中間伝達部材８４から不用意に外れることを防止すると共に、ドラム側嵌合部材２１を中間伝達部材８４から着脱し易くしている。なお、ドラムカートリッジ１に中間伝達部材８４が含まれる場合、即ち、中間伝達部材８４と共に筺体１００ｂに対して着脱を行う場合、駆動伝達部材８１と中間伝達部材８４との第２当接部９２をねじれ角を有するようにすることが好ましい。

上述のように、中間伝達部材８４は、ドラム側嵌合部材２１の回転軸と駆動伝達部材８１の回転軸とに対して傾斜可能となっている。このため、駆動伝達部材８１とドラム側嵌合部材２１との回転軸（軸心）のずれを許容している。言い換えれば、ドラム側嵌合部材２１の軸心と中間伝達部材８４の軸心とのズレは、中間伝達部材８４の傾きによって吸収される。このとき、これらは互いの軸心が傾いたままで３個所の第１当接部９１によって嵌合される。同様に、中間伝達部材８４と駆動伝達部材８１との軸心のズレも中間伝達部材８４の傾きによって吸収され、これらは互いの軸心が傾いたままで６個所の第２当接部９２によって嵌合される。即ち、駆動伝達部材８１とドラム側嵌合部材２１との軸心のずれが生じると、中間伝達部材８４の両端部に対して、ドラム側嵌合部材２１と駆動伝達部材８１とが、それぞれ互いの軸心が傾いたまま嵌合されることになる。

このように互いの軸心が傾いたまま嵌合され、回転駆動力が伝達されると、回転伝達ムラが発生する。この点について説明する。まず、説明の簡略のため、嵌合部の当接部が１個所（伝達点が１つ）の場合の回転角度差について説明する。図９に示すように、回転を伝達する側を駆動側部材２０１、伝達される側を従動側部材２０２とする。すると、角度ズレがある場合、回転角度によって従動側部材２０２に当たる当接部（伝達点）２０３の位置が変わるという現象がおきる。

例えば、図９の矢印のような回転をしたとする。図９（Ａ）、（Ｃ）は、互いに１８０°位相がずれた場合を示しており、図９（Ｂ）、（Ｄ）は、図９（Ａ）、（Ｃ）のそれぞれの場合において、駆動側部材２０１を図９の右側から見た図である。これらの図から、当接部２０３が図９（Ｂ）のように左半分にいるとき、当接部２０３の先端（以下、当先）が従動側部材２０２と接触する。一方、当接部２０３が図９（Ｄ）のように右半分にいるとき、当接部２０３の中部(以下、当中)が従動側部材２０２と接触する。角度ズレがあるときの回転伝達は、このように当先と当中の２つの伝達点が交互に切り替わりながら行われる。

まず、当先による回転角度差を導出する。図１０は、従動側部材２０２が駆動側部材２０１に対してｙ軸方向に角度φズレた場合の当接部２０３の先端（当先）の位置を示している。破線２０４は、当先の軌跡を示している。この当先の軌跡を、図１０の矢印β方向から見ると、図１１の当接部２０３Ｂの軌跡を示す破線２０４Ｂのように、ｙ軸方向に短い楕円となる。このときの回転角度差Δθを、図１２に示すモデル図を用いて導出する。図１２は、駆動側部材２０１がθ_ｉｎ回転した場合である。このとき図１０の矢印α方向からみた当先の伝達点Ｐから駆動側中心О_ｉｎまでの距離を駆動側伝達半径Ｒ_ｉｎ、図１０の矢印β方向からみたときの伝達点Ｐ´から従動側中心О_ｏｕｔまでの距離を従動側伝達半径Ｒ_ｏｕｔとする。ｙ軸と線Ｐ´−О_ｏｕｔとのなす角がθ_ｏｕｔとなる。求める回転角度差Δθ（＝θ_ｏｕｔ−θ_ｉｎ）は、線Ｐ−Ｏ_ｉｎに平行でＯ_ｏｕｔを通る線Ｑ−Ｏ_ｏｕｔと線Ｐ´−Ｏ_ｏｕｔのなす角であらわされる。

ここで、線Ｐ´−Ｑと線Ｑ−Ｏ_ｏｕｔの長さは、それぞれ次式で表される。
線Ｐ´−Ｑ＝（ｈ＋Ｒ_ｉｎ（１−ｃｏｓφ）ｃｏｓθ_ｉｎ）ｓｉｎθ_ｉｎ
線Ｑ−Ｏ_ｏｕｔ＝Ｒ_ｉｎ−（ｈ＋Ｒ_ｉｎ（１−ｃｏｓφ）ｃｏｓθ_ｉｎ）ｃｏｓθ_ｉｎ

上述の２つの式より、回転角度差Δθは次式で表される。
Δθ＝ｔａｎ^−１（（ｈ＋Ｒ_ｉｎ（１−ｃｏｓφ）ｃｏｓθ_ｉｎ）ｓｉｎθ_ｉｎ）
／（Ｒ_ｉｎ−（ｈ＋Ｒ_ｉｎ（１−ｃｏｓφ）ｃｏｓθ_ｉｎ）ｃｏｓθ_ｉｎ

同様にして、当中の回転角度差Δψを求めると
Δψ＝ｔａｎ^−１（（ｈ＋Ｒ_ｉｎ（１−１／ｃｏｓφ）ｃｏｓθ_ｉｎ）ｓｉｎθ_ｉｎ
／（Ｒ_ｉｎ−（ｈ＋Ｒ_ｉｎ（１−１／ｃｏｓφ）ｃｏｓθ_ｉｎ）ｃｏｓθ_ｉｎ
なお、式中のｈは、図１２で示すＯ_ｉｎとＯ_ｏｕｔの平行芯ズレ量である。

ここで、１回転中のトータルの回転角度差はΔθとΔψのうちで大きいほうとなる。例えば、当先の回転角度差Δθの方が当中の回転角度差Δψよりも大きい場合、当中により回転伝達を行っていても、このときに生じる回転角度差は、当先の回転角度差Δθとなる。図１３に、駆動側部材２０１の回転角度（駆動側回転角度）を横軸、回転角度差を縦軸としてグラフに示す。鎖線２０５が当先の、破線２０６が当中の、それぞれの回転角度差を示し、実線２０７は、実際に現れる回転角度差を示している。図１３の上半分が、当先又は当中により回転伝達を行っている領域とすると、駆動側部材２０１と従動側部材２０２との回転角度差として現れるのは、実線２０７のように正弦波の上半分が連続した波形となる。また、このときの振幅として示される回転角度差は、ΔθとΔψのうちで大きいほうとなる。同様に、当接部が３個所の場合の駆動側部材と従動側部材との回転角度差は、図１４に示すようになる。

最終的なドラム側嵌合部材２１がうける回転伝達ムラは、駆動伝達部材８１と中間伝達部材８４との接続部によって発生する回転角度差と中間伝達部材８４とドラム側嵌合部材２１との接続部によって発生する回転角度差の合計となる。それぞれの接続部の当接部（伝達点）の数が３個所で、互いの回転方向の位相が同じである場合の合計の回転角度差を図１５に示す。同図から明らかなように、それぞれの接続部で発生する回転角度差の極大点同士、極小点同士が重なり合い、全体の回転角度差の振れ幅が増大して、回転伝達ムラが大きくなることが分かる。なお、図１５の接続部ａは、駆動伝達部材８１と中間伝達部材８４との接続部と中間伝達部材８４とドラム側嵌合部材２１との接続部との何れか一方であり、接続部ｂは他方である。

［当接部の個数と位相との関係］
本実施形態では、このように生じる回転伝達ムラをできるだけ少なくするために、それぞれの接続部の当接部の個数とその位相とを適切に規定している。まず、上述の説明では、ドラム側嵌合部材２１と中間伝達部材８４との第１当接部９１を３個所、駆動伝達部材８１と中間伝達部材８４との第２当接部９２を６個所としている。即ち、第２当接部９２の数を第１当接部９１の偶数倍（本実施形態では２倍）としている。このような第１当接部９１と第２当接部９２の個数の関係は、互いに逆でも良く、第１当接部９１の数を第２当接部９２の偶数倍としても良い。即ち、第１当接部９１と第２当接部９２とは、一方の当接部の数が他方の当接部の数の偶数倍であれば良い。

また、第１当接部９１と第２当接部９２の個数の関係は、このような偶数倍の関係だけではなく、奇数倍であっても良い。したがって、第１当接部９１と第２当接部９２とは、一方の当接部の数が他方の当接部の数の正数倍であれば良い。但し、偶数倍と奇数倍とで、位相の関係を異ならせることで、上述のような回転伝達ムラを抑えるようにする。

まず、一方の当接部の数が他方の当接部の数の偶数倍である場合、他方の当接部が一方の当接部の何れかと回転方向の位相が一致するように配置する。これと共に、回転方向に隣り合う第１当接部同士の間の回転方向の中心と、回転方向に隣り合う第２当接部同士の間の回転方向の中心とは、互いに回転方向の位相をずらして配置する。ここで、上述したように、第１当接部９１と第２当接部９２とは、それぞれ回転方向に等間隔に配置されている。このため、他方の当接部を一方の当接部の何れかと回転方向の位相を一致させることで、隣り合う第１当接部同士の間の回転方向の中心と、隣り合う第２当接部同士の間の回転方向の中心との位相がずれる。

これに対して、一方の当接部の数が他方の当接部の数の奇数倍である場合、互いに回転方向の位相をずらして配置する。これと共に、回転方向に隣り合う第１当接部同士の間の回転方向の中心と、回転方向に隣り合う第２当接部同士の間の回転方向の中心とは、互いに回転方向の位相をずらして配置する。ここで、第１当接部９１と第２当接部９２とを、それぞれ回転方向に等間隔に配置する。このとき、互いの位相をずらすことで、隣り合う第１当接部同士の間の回転方向の中心と、隣り合う第２当接部同士の間の回転方向の中心との位相もずれる。なお、この場合、第１当接部９１と第２当接部９２との位相のずれ量は、回転方向に隣り合う一方の当接部同士の間の位相の半分とすることが好ましい。

［奇数倍］
このように一方の当接部の数を他方の当接部の数の奇数倍とした場合の、回転角度差について説明する。ここでは、第１当接部９１と第２当接部９２とを同数の３個所、即ち、一方の当接部の数を他方の当接部の数の１倍として、図１６及び図１７を用いて説明する。図１６に示すように、ドラム側嵌合部材２１と中間伝達部材８４との第１当接部９１（図１６（Ａ））と、駆動伝達部材８１と中間伝達部材８４との第２当接部９２（図１６（Ｂ））とは、互いに３個所である。そして、それぞれの当接部の位相を互いに回転方向に、隣り合う当接部同士の間の位相の半分ずらすようにしている。即ち、当接部が等間隔に３個所あれば、隣り合う当接部同士の位相は１２０°なので、６０°（＝１２０°／２）だけ、第１当接部９１と第２当接部９２との位相をずらすことで、回転伝達ムラを最小にすることができる。即ち、駆動伝達部材８１と中間伝達部材８４との接続部によって発生する回転角度差と、中間伝達部材８４とドラム側嵌合部材２１との接続部によって発生する回転角度差との合計として現れる回転伝達ムラを最小にできる。

このときの回転角度差のグラフを図１７に示す。図１７は、上述の図１５と同様の図である。図１７から明らかなように、それぞれの極小点同士、極大点同士が重ならないようにすることで、全体の回転角度差（回転角度差の合計＝回転伝達ムラ）が減少している。即ち、第１当接部９１と第２当接部９２との位相をずらすと共に、隣り合う第１当接部９１同士の間の回転方向の中心と、隣り合う第２当接部９２同士の間の回転方向の中心との回転方向の位相をずらす。これにより、それぞれの当接部における回転角度差の極小点同士及び極大点同士がそれぞれ重なることを防止でき、回転伝達ムラを抑制できる。

これは、第１当接部９１と第２当接部９２とが、一方の当接部の数が他方の当接部の数の奇数倍である関係のときに成り立つ。また、それぞれの当接部の少なくとも何れかが回転方向に等間隔に配置されていなくても、当接部の位相と、隣り合う当接部同士の間の中心の位相とが、それぞれ上述のような関係を満たせば良い。これにより、上述と同様に、極小点同士及び極大点同士がそれぞれ重なることを防止でき、回転伝達ムラを抑制できる。

［偶数倍］
次に、一方の当接部の数を他方の当接部の数の偶数倍とした場合の、回転角度差について説明する。ここでは、第１当接部９１と第２当接部９２とのうちの一方の当接部を６個所、他方の当接部を３個所、即ち、一方の当接部の数を他方の当接部の数の２倍として、図１８ないし図２０を用いて説明する。図１８は当接部が６個所のときの回転角度差である。なお、図１８も、上述の図１５と同様の図である。

上述したように、当接部の数を偶数倍とした場合には、他方の当接部が一方の当接部の何れかと回転方向の位相が一致するように配置する。これと共に、回転方向に隣り合う第１当接部同士の間の回転方向の中心と、回転方向に隣り合う第２当接部同士の間の回転方向の中心とは、互いに回転方向の位相をずらして配置する。ここでは、３個所の他方の当接部が６個所の一方の当接部と位相を一致させる。それぞれの当接部は、回転方向に等間隔に配置されているため、当接部の位相を一致させると、隣り合う当接部同士の間の中心の位相がずれる。

この結果、図１９に示すように、当接部が６個所のときの回転角度差と、３個所のときの回転角度差とは、それぞれの回転角度差の極大点が重なり、極小点が重ならない位相となる。そして、このときの回転角度差の合計、即ち、回転伝達ムラが最小になる。一方、当接部が６個所と３個所との場合で、当接部の位相をずらして、それぞれの回転角度差の極小点が重なるようにした場合のグラフを図２０に示す。この場合、同図から明らかなように、合計の回転角度差は最大になる。したがって、当接部の数が偶数である場合、それぞれの回転角度差の極小点同士が重ならないようにすることで、全体の回転角度差、即ち、回転伝達ムラを減少させることができる。

以上のように、本実施形態では、回転伝達ムラをできるだけ少なくするために、感光ドラムと中間伝達部材、及び、中間伝達部材と駆動伝達部材のそれぞれの接続部における当接部の位相を、当接部の数の関係で最適に配置している。これにより、最終的な感光ドラムの回転伝達ムラを低減させることができる。

即ち、第１当接部９１と第２当接部９２とのうちの一方の当接部の数を他方の当接部の数の奇数倍とした場合、これらの回転方向の位相をずらす。これと共に、第１当接部同士の間の回転方向の中心と第２当接部同士の間の回転方向の中心との回転方向の位相もずらす。これにより、前述の図１７に示したように、それぞれの当接部で生じる回転角度差の少なくとも一部が相殺されて、極小点と極大点との差、即ち、回転伝達ムラを抑制でき、感光ドラムの回転ムラを低減できる。

また、第１当接部９１と第２当接部９２とのうちの一方の当接部の数を他方の当接部の数の偶数倍とした場合、他方の当接部を一方の当接部の何れかと回転方向の位相を一致させる。これと共に、第１当接部同士の間の回転方向の中心と第２当接部同士の間の回転方向の中心との回転方向の位相もずらす。これにより、前述の図１９に示したように、それぞれの当接部で生じる回転角度差の少なくとも一部が相殺されて、極小点と極大点との差、即ち、回転伝達ムラを抑制でき、感光ドラムの回転ムラを低減できる。

１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ・・・ドラムカートリッジ／２、２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ・・・感光ドラム（像担持体）／２１・・・ドラム側嵌合部材（回転体）／２２・・・突起部／２２ａ・・・側面（雄側当接面）／８０・・・回転伝達装置／８１・・・駆動伝達部材／８４、８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｂｋ・・・中間伝達部材／８４ｂ・・・凹部／８４ｃ・・・側面（雌側当接面）／９１・・・第１当接部／９２・・・第２当接部／１００・・・画像形成装置／１００ｂ・・・筐体／Ｍ・・・駆動モータ（駆動源）

Claims (4)

1. 回転体と、
   駆動源から前記回転体に回転駆動力を伝達するための駆動伝達部材と、
   前記回転体と前記駆動伝達部材との間に、前記回転体の回転軸と前記駆動伝達部材の回転軸とに対してそれぞれ傾斜可能に配置され、前記駆動伝達部材から前記回転体に回転駆動力を伝達する中間伝達部材と、を備え、
   前記回転体と前記中間伝達部材とは、回転方向に配置された３個所以上の第１当接部により回転駆動力の伝達を行い、
   前記駆動伝達部材と前記中間伝達部材とは、回転方向に配置された３個所以上の第２当接部により回転伝達を行い、
   前記第１当接部と前記第２当接部とは、一方の当接部の数が他方の当接部の数の偶数倍で、前記他方の当接部が前記一方の当接部の何れかと回転方向の位相が一致するように配置されている、
   ことを特徴とする回転伝達装置。
2. 前記第１当接部と前記第２当接部とは、それぞれ回転方向に等間隔に配置されている、
   ことを特徴とする、請求項１に記載の回転伝達装置。
3. 前記第１当接部と前記第２当接部とのうちの少なくとも何れかの当接部は、前記回転軸と平行な軸方向に突出する雄側当接面と、前記雄側当接面と回転伝達可能に当接する雌側当接面とで構成され、
   前記雄側当接面及び前記雌側当接面は、前記軸方向一方側に向かうほど前記軸方向と直交する断面方向で、前記回転駆動力が伝達された場合に互いに軸方向に引き込み合う方向に、互いに同じ角度ねじれるように形成されている、
   ことを特徴とする、請求項１又は２に記載の回転伝達装置。
4. 筐体と、
   前記筐体に着脱可能に配置される像担持体と、
   前記像担持体と前記筐体内に配置された駆動源との間で回転駆動力を伝達する回転伝達装置と、を備え、
   前記回転伝達装置は、請求項１ないし３のうちの何れか１項に記載の回転伝達装置であり、
   前記回転体は、前記像担持体と共に回転する、
   ことを特徴とする画像形成装置。

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