JP6657652B2 - 駆動力伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Description
被回転体の一端に設けられた被伝達側継ぎ手部と結合されて駆動源の回転駆動力を伝達する駆動側継ぎ手部を備える駆動力伝達装置において、
前記駆動側継ぎ手部と前記被伝達側継ぎ手部とは外歯ギアと内歯ギアからなる一対のインボリュートスプライン継手であり、
前記駆動側継ぎ手部は複数の嵌合突起部を有する前記外歯ギアが前記嵌合突起部と嵌り合う凹状溝部を有する出力ギアに着脱可能に構成され、前記嵌合突起部と前記凹状溝部の嵌り合い部は前記外歯ギアと前記内歯ギアの噛み合い部と着脱方向において互いに重ならない異なった位置に配置され、
前記駆動側継ぎ手部の歯数は、前記被回転体の回転数が低くなるにしたがって少なく設定され、前記被伝達側継ぎ手部の前記内歯ギアの歯数に対し少ない歯数を有する前記駆動側継ぎ手部の前記外歯ギアが前記被回転体の回転数に応じて交換可能である、
ことを特徴とする。
被回転体の一端に設けられた被伝達側継ぎ手部と結合されて駆動源の回転駆動力を伝達する駆動側継ぎ手部を備える駆動力伝達装置において、
前記駆動側継ぎ手部と前記被伝達側継ぎ手部とは外歯ギアと内歯ギアからなる一対のインボリュートスプライン継手であり、
前記駆動側継ぎ手部は複数の嵌合突起部を有する前記外歯ギアが前記嵌合突起部と嵌り合う凹状溝部を有する出力ギアに着脱可能に構成され、前記嵌合突起部と前記凹状溝部の嵌り合い部は前記外歯ギアと前記内歯ギアの噛み合い部と着脱方向において互いに重ならない異なった位置に配置され、
前記駆動側継ぎ手部の前記外歯ギアのねじり剛性は、前記被回転体の回転数が低くなるにしたがって低く設定され、前記被伝達側継ぎ手部の前記内歯ギアに対し低いねじり剛性を有する前記駆動側継ぎ手部の前記外歯ギアが前記被回転体の回転数に応じて交換可能である、
ことを特徴とする。
前記駆動側継ぎ手部の前記外歯ギアが、前記被伝達側継ぎ手部の前記内歯ギアと同じ歯数で形成されたギアからN(Nは1以上の整数)枚の歯を周方向に均等に間引いて形成されている、
ことを特徴とする。
前記被回転体が、感光体ドラム、転写駆動ローラ、現像スクリューのいずれかである、
ことを特徴とする。
ことを特徴とする。
複数の被回転体を備え、前記複数の被回転体の内、少なくともいずれか1つの被回転体の回転駆動に、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の駆動力伝達装置を用いる、
ことを特徴とする。
請求項3に記載の発明によれば、インボリュートスプライン継手のねじり剛性を変更することができる。
請求項4に記載の発明によれば、被回転体の回転速度むらを抑制することができる。
請求項5に記載の発明によれば、被伝達側継ぎ手部を共通化して被回転体の共振周波数が移動したときに、被回転体の回転速度むらを抑制することができる。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
尚、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とする。
図1は本実施形態に係る駆動力伝達装置100が用いられた画像形成装置1の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置1の全体構成及び動作を説明する。
現像装置40各々は、現像ハウジング41に収容される現像剤を除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のトナー像を形成する。
転写装置50においてトナー像が転写された用紙Pは、トナー像が未定着の状態で搬送ガイドを経由して定着装置60に搬送される。定着装置60に搬送された用紙Pは、一対の加熱モジュール61と加圧モジュール62により、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。
定着トナー像が形成された用紙Pは、排出ローラ対69から画像形成装置1上面の排出トレイ1aに排出される。
図2(a)は駆動力伝達装置100の駆動力伝達側に視点をおいた斜視図、(b)は駆動源側に視点をおいた斜視図、図3は感光体ユニット30及び現像装置40の装着を示す断面模式図、図4(a)は外歯ギア122と内歯ギア123からなる一対のインボリュートスプライン継手の外歯ギアの斜視図、(b)は内歯ギアの斜視図、図5は第1の駆動側継手部120と感光体ドラム31との回転駆動伝達を示す断面図、図6は第1の駆動側継手部120の調心作用を模式的に示す断面模式図、図7は第1出力ギア121に対する外歯ギア122の嵌合構造を示す断面模式図、図8は歯数Zが異なる外歯ギア122を有する第1の駆動側継手部120の斜視図、図9は歯数Zが異なる外歯ギア122のねじり剛性を示す図である。
以下、図面を参照しながら駆動力伝達装置100の構成について説明する。
駆動力伝達装置100は、枠体110と、駆動モータM1、M2の回転駆動力を伝達する複数の歯車Gと、歯車Gの回転を被回転体に伝達する第1の駆動側継手部120と、第2の駆動側継手部130から構成されている。
感光体ユニット30及び現像装置40は、図3に示すように装置本体の前面側から装置本体に対して案内レール(不図示)に沿って装着されるように構成され、所定の位置で駆動力伝達装置100から回転駆動を受けるように連結される。
図2(b)に示すように第1の駆動側継手部120は、駆動源としての駆動モータM1の回転駆動力を被回転体の一例としての感光体ドラム31に伝達し、第2の駆動側継手部130は、駆動モータM2の回転駆動力を被回転体の一例としての現像ローラ42に伝達する。
図4(a)に示すように、第1の駆動側継手部120は、駆動モータM1から複数段の歯車Gを介して駆動される第1出力ギア121と、第1出力ギア121に同軸上に突出して交換可能に設けられた外歯ギア122と、から構成されている。
外歯ギア122は、図4(b)に示す被回転体としての感光体ドラム31の一端に感光体ドラム31と同軸に固定された被伝達側継ぎ手部としてのフランジギアG1の中心部に形成された内歯ギア123と噛合して駆動モータM1の回転駆動力を感光体ドラム31に伝達する。
互いに噛合するインボリュートスプライン歯122aとインボリュートスプライン歯123aの歯形形状は、平歯車と近似して、本実施形態においては、モジュール0.8、圧力角20度で形成されている。
また、インボリュートスプライン歯122aとインボリュートスプライン歯123aの転移係数を適宜設定することで、ガタの大きさを調整することができる。
その結果、外歯ギア122のインボリュートスプライン歯122aとフランジギアG1の内歯ギア123のインボリュートスプライン歯123aとの噛合長さを長く設定した場合でも、ガタを大きくしてずれを吸収して回転駆動力を伝達することができる。
具体的には、図7(a)に示すように、外歯ギア122の基端側で第1出力ギア121のハブ部125に同軸に嵌合する円筒部124の外周には、第1出力ギア121のハブ部125に対して抜き差しによる交換が可能であるとともに、軸方向に垂直な断面が台形状を有し回転方向のトルク伝達が可能な嵌合突起124aが円周方向に均等に設けられている。
その結果、図7(c)における矢印Rで示すように、第1の駆動側継手部120の外歯ギア122は第1出力ギア121に対して抜き差しが可能となり、交換可能なインボリュートスプラインカップリングとしての第1の駆動側継手部120が形成される。
本実施形態に係る画像形成装置1においては、プロセススピードVpによって画像形成部におけるそれぞれの被回転体の回転周波数が異なる場合に、駆動伝達系のねじり剛性を変化させて、共振周波数が一致しないように制御する。
具体的には、外歯ギア122の材料としてPOM(ポリアセタール:ヤング率3000Mpa)を用いて、図8(a)に示すモジュール0.8、歯数Z18の外歯ギア122においては、ねじり剛性は54.4[N・m/rad]となる。そして、図8(b)に示すように、図8(a)に示す同じ歯数で形成されたモジュール0.8、歯数Z18の外歯ギア122から周方向にインボリュートスプライン歯122aを均等に1枚ずつ間引いたモジュール0.8、歯数Z9の外歯ギア122Aにおいては、ねじり剛性は42.1[N・m/rad]、図8(c)に示すように、図8(a)に示す同じ歯数で形成されたモジュール0.8、歯数Z18の外歯ギア122から周方向にインボリュートスプライン歯122aを均等に2枚ずつ間引いたモジュール0.8、歯数Z6の外歯ギア122Bにおいては、ねじり剛性は36.4[N・m/rad]となる。
10・・・制御装置
20・・・給紙装置
30・・・感光体ユニット
31・・・感光体ドラム
40・・・現像装置
42・・・現像ローラ
50・・・転写装置
60・・・定着装置
100・・・駆動力伝達装置
110・・・枠体
120・・・第1の駆動側継手部
121・・・第1出力ギア
122・・・外歯ギア
122a、123a・・・インボリュートスプライン歯
124・・・円筒部
124a・・・嵌合突起
125・・・ハブ部(第1出力ギア)
125a・・・溝部
130・・・第2の駆動側継手部
131・・・第2出力ギア
G1・・・フランジギア
G2・・・現像ローラギア
Claims (5)
- 被回転体の一端に設けられた被伝達側継ぎ手部と結合されて駆動源の回転駆動力を伝達する駆動側継ぎ手部を備える駆動力伝達装置において、
前記駆動側継ぎ手部と前記被伝達側継ぎ手部とは外歯ギアと内歯ギアからなる一対のインボリュートスプライン継手であり、
前記駆動側継ぎ手部は複数の嵌合突起部を有する前記外歯ギアが前記嵌合突起部と嵌り合う凹状溝部を有する出力ギアに着脱可能に構成され、前記嵌合突起部と前記凹状溝部の嵌り合い部は前記外歯ギアと前記内歯ギアの噛み合い部と着脱方向において互いに重ならない異なった位置に配置され、
前記駆動側継ぎ手部の歯数は、前記被回転体の回転数が低くなるにしたがって少なく設定され、前記被伝達側継ぎ手部の前記内歯ギアの歯数に対し少ない歯数を有する前記駆動側継ぎ手部の前記外歯ギアが前記被回転体の回転数に応じて交換可能である、
ことを特徴とする駆動力伝達装置。 - 被回転体の一端に設けられた被伝達側継ぎ手部と結合されて駆動源の回転駆動力を伝達する駆動側継ぎ手部を備える駆動力伝達装置において、
前記駆動側継ぎ手部と前記被伝達側継ぎ手部とは外歯ギアと内歯ギアからなる一対のインボリュートスプライン継手であり、
前記駆動側継ぎ手部は複数の嵌合突起部を有する前記外歯ギアが前記嵌合突起部と嵌り合う凹状溝部を有する出力ギアに着脱可能に構成され、前記嵌合突起部と前記凹状溝部の嵌り合い部は前記外歯ギアと前記内歯ギアの噛み合い部と着脱方向において互いに重ならない異なった位置に配置され、
前記駆動側継ぎ手部の前記外歯ギアのねじり剛性は、前記被回転体の回転数が低くなるにしたがって低く設定され、前記被伝達側継ぎ手部の前記内歯ギアに対し低いねじり剛性を有する前記駆動側継ぎ手部の前記外歯ギアが前記被回転体の回転数に応じて交換可能である、
ことを特徴とする駆動力伝達装置。 - 前記駆動側継ぎ手部の前記外歯ギアが、前記被伝達側継ぎ手部の前記内歯ギアと同じ歯数で形成されたギアからN(Nは1以上の整数)枚の歯を周方向に均等に間引いて形成されている、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の駆動力伝達装置。 - 前記被回転体が、感光体ドラム、転写駆動ローラ、現像スクリューのいずれかである、
ことを特徴とする請求項1ないし3のいずれか1項に記載の駆動力伝達装置。 - 複数の被回転体を備え、前記複数の被回転体の内、少なくともいずれか1つの被回転体の回転駆動に、請求項1ないし4のいずれか1項に記載の駆動力伝達装置を用いる、
ことを特徴とする画像形成装置。
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