JP2013003379A - 駆動伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 傾斜した固定軸と固定軸を固定する枠体との間で振動が伝達する。
【解決手段】 第１枠体１０３に固定され第１ギア１０１を回転可能に支持する固定軸１０２が第２ギア１００の回転軸Ｘに対して傾いて設けられた駆動伝達装置において、固定軸１０２は振動抑制部材１０４を介して第２枠体１０５に嵌合していることを特徴とする駆動伝達装置。
【選択図】 図１

Description

本発明は、モータ等の駆動源からの駆動力を伝達する駆動伝達装置、及び、これを備える複写機、ファクシミリ、プリンタ或いはこれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。

駆動伝達装置のギア列においてハス歯ギア用いる場合、ハス歯ギアは駆動負荷によりスラスト力を受けて変形しやすい。このような変形によりハス歯ギアが傾くと、他のギアと適切な噛み合いを確保しにくく、ハス歯ギアと他のギアとの噛み合い部で振動が発生する虞がある。その結果、ギアの噛み合い部での振動による歯ごとのピッチムラが、ギア列に伝達されてしまう。特に画像形成装置の感光ドラムを駆動するギア列におけるピッチムラは、感光ドラムに回転ムラの要因となり、さらなる高画質化を妨げる虞があった。

そこで、感光ドラムを駆動するギアとその上流のギアの噛み合い部分が変形しても、適切な噛み合いを確保できるように、感光ドラムを駆動するハス歯ギアの軸に対して上流のギアの軸を傾ける構成が提案されている（特許文献１参照）。

特開２００７−２１２５５７

図６はこのような従来の駆動伝達装置を示す断面図であり、（ａ）は全体の概略図、（ｂ）は図６（ａ）のＵの部分の拡大図である。ハス歯ギアであるギア６００へギア６０６、ギア６０１を介してモータ６０７からの駆動力を伝達する構成となっており、ギア６００と正常な噛み合いを確保できるよう、ギア６０１の軸（固定軸）６０２を傾けている。このため、ギア６０１とギア６００との噛み合い部分Ｋ１では正しく噛み合うようになる。

しかしながら、ギア６０６との噛み合い部分Ｋ２とは適切な噛み合いが確保されにくく、噛み合い部分Ｋ２で振動が発生しやすくなる。

ここで、傾けた軸６０２の一端を装置側板６０８にかしめ等により固定する場合、軸６０２の傾きを決める為、軸６０２のかしめられていない方の端部を他方の側板６０５に嵌合させる。図６（ｂ）に示すように、軸６０２は側板６０５の開口部に対して斜めに嵌合することになり、軸６０２と開口部との接触面積が小さくなってしまうので、傾いた軸６０２と開口部との接触箇所Ｐ１、Ｐ２の接触圧が高くなる。このため、噛み合い部分Ｋ２で発生した振動や駆動源６０７自体の振動が軸６０２を通して他方の側板６０５に伝達されやすい状態となる。そして側板６０５に振動が伝達されると側板６０５が支持する画像形成手段等へその振動が伝達するので、画像不良等の要因となる虞がある。

上記課題に鑑みて、本発明は、ギアを回転可能に支持する固定軸が他のギアの回転軸に対して傾いて設けられた駆動伝達装置において、固定軸と固定軸に嵌合する枠体との間での振動の伝達を抑制した駆動伝達装置及びそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、駆動源からの駆動により回転する第１ギアと、前記第１ギアと噛み合い回転する第２ギアと、前記第１ギアを回転可能に支持する固定軸と、前記固定軸が固定された第１枠体と、前記第１ギアを挟んで前記第１枠体に対向して配置された第２枠体と、を有し、前記固定軸が前記第２ギアの回転軸に対して傾いて設けられた駆動伝達装置において、前記固定軸は振動抑制部材を介して前記第２枠体に嵌合していることを特徴とする。

本発明によれば、ギアを回転可能に支持する固定軸が他のギアの回転軸に対して傾いて設けられた駆動伝達装置において、固定軸と固定軸に嵌合する枠体との間での振動の伝達を抑制することができる。

（ａ）駆動伝達装置の断面図。（ｂ）図１（ａ）の噛み合い部Ｋ１付近の拡大図。 振動の伝達経路を模式的に示す図。 画像形成装置の概要断面図。 （ａ）駆動伝達装置の断面図。（ｂ）図４（ａ）の一部をＣ方向から見た図。 （ａ）駆動伝達装置の断面図。（ｂ）一部をＤ方向から見た図。 （ａ）従来の駆動伝達装置の全体断面図。（ｂ）図６（ａ）Ｕ部の断面図。

＜第１実施形態＞
本実施形態の駆動伝達装置は画像形成装置に搭載されるものであり、まず本発明の駆動伝達装置を備える画像形成装置の全体構成について説明する。

（画像形成装置）
図３は画像形成装置の概略断面図である。画像形成装置３００は電子写真方式の画像形成装置であり、ドラム形状の感光体である感光ドラム１１０を有する。この感光ドラム１１０は不図示の帯電手段によって帯電された後、不図示のレーザダイオード、ポリゴンミラー、レンズ、反射ミラーを備えるレーザスキャナ３０１により画像情報に応じたレーザ光を照射され、露光される。これにより感光ドラム１１０に画像情報に応じた静電潜像が形成される。この潜像は、感光ドラム１１０を支持するプロセスカートリッジ３０２の内部に設けられた現像手段によって現像され、トナー像を感光ドラム１１０上が形成される。

一方、後にトナー像が転写される用紙（記録材）Ｓは、画像形成装置３００の下方に配置された給送カセット３０３から用紙給送装置３０５によって給送され、搬送ローラ対３０６により装置本体内を搬送される。次いで、用紙Ｓは感光ドラム１１０上に形成されたトナー像とタイミングを合わせて感光ドラム１１０と転写手段としての転写ローラ３０４によって形成される転写ニップ部に搬送される。転写ニップ部では転写ローラ３０４に印加された電圧により、感光ドラム１１０上のトナー像が用紙Ｓ上に転写される。

この後、トナー像の転写を受けた用紙Ｓは定着手段３１０に送られ、転写されたトナー像を紙面に定着させるための定着処理が行われる。定着手段３１０は、駆動ローラ３１１およびヒータを内蔵した定着ローラ３１２を備え、通過する用紙Ｓに熱および圧力を印加してトナー像を用紙Ｓ上に定着させる。定着処理後の用紙Ｓは内排出ローラ対３１３及び外排出ローラ３１４により機外の排出トレイ３１５上に排出される。

なお、両面プリントモード（用紙Ｓの表裏両面にも画像形成するモード）の場合には、内排出ローラ対３１３又はスイッチバックローラ対３１６により両面搬送パス３１７を介して中間トレイ３１８上に一時的に積載収納される。そして、用紙Ｓは中間トレイ３１８から再給送装置３１９により再び転写ニップへ搬送され、以後、上記と同様のプロセスを経て機外の排出トレイ３１５に排出される。

また、転写ニップを通過した後に感光ドラム１１０上にあるトナーは不図示の清掃手段によって清掃される。

以上のような感光ドラム１１０、帯電手段、レーザスキャナ３０１、現像手段、転写ローラ３０４、定着手段３１０を画像形成手段とする。

（駆動伝達装置）
次に、駆動伝達装置について説明する。図１（ａ）は駆動伝達装置の断面図である。図１（ｂ）は図１（ａ）の噛み合い部Ｋ１付近の拡大図である。本実施形態の駆動伝達装置は、画像形成装置３００（図３）に着脱可能に装着されたプロセスカートリッジ３０２（図３）へ駆動力を伝達する駆動伝達ユニットとして画像形成装置に搭載されている。

プロセスカートリッジ３０２（不図示）に取り付けられた感光ドラム１１０の長手方向端部には、感光ドラム１１０に固定されたドラムフランジ１１１に軸継手としての凸部１１１ａが設けられている。画像形成装置本体側には、プロセスカートリッジ３０２が本体に装着されたときに、感光ドラム１１０の回転軸と同軸の軸継手としての凹部１００ａが設けられている。この凹部１００ａは、第１のギアである大ギア１００と同軸で回転し、駆動源としてのモータ１０７の駆動力を感光ドラム１１０へ伝える大ギア１００の側面から突出して設けられている。これら凸部１１１ａと、凹部１００ａは、互いに結合（係合）することにより装置本体側から感光ドラム１１０へ駆動力を伝達するカップリング手段である。

大ギア（第２ギア）１００、小ギア（第１ギア）１０１、小ギア１０６から構成されるギア列により、モータ１０７から駆動伝達方向下流の大ギア１００へ駆動力が伝達される。小ギア１０１、小ギア１０６、モータ１０７は、駆動ユニットの側板（フレーム）としての第１枠体１０３にそれぞれ支持されている。大ギア１００は、画像形成装置本体の筐体（フレーム）としての第２枠体１０５に回転可能に支持されている。第１枠体及び第２枠体は板状の金属部材（板金）であり、互いに向かい合って配置され、第１枠体１０３及び第２枠体１０５の間に大ギア１００、小ギア１０１、小ギア１０６が配置されている。即ち、第２枠体１０５は、大ギア１００、小ギア１０１、小ギア１０６を挟んで第１枠体１０３に対向して配置されている。

この大ギア１００はハス歯ギアであり、駆動伝達方向上流側でハス歯の小ギア１０１と噛み合っている。大ギア１００のハス歯は、小ギア１０１から駆動力が伝達されたときに、凹部１００ａを凸部１１０ａに向かう方向へ移動させる推力を発生させるようなねじれ方向と傾斜角の歯となっている。これにより、画像形成時にモータ１０７が駆動されると、推力によって凹部１００ａが凸部１１０ａに向かう方向へ移動して係合する。小ギア１０１は、軸方向一端が第１枠体に固定された固定軸１０２に回転可能に支持されている。固定軸１０２は、位置精度や駆動伝達機構の組立性の観点から、第１枠体１０３にかしめにより固定されている。固定軸１０２のもう軸方向他端には、樹脂（合成樹脂）で形成された振動抑制部材１０４が嵌合され、振動抑制部材１０４はその外周面が第２枠体１０５の嵌合穴１０５ａに嵌合している。つまり、固定軸１０２の軸方向他端は振動抑制部材１０４を介して第２枠体１０５に支持されている。

大ギア１００には、駆動負荷によりスラスト方向（回転軸方向）の力であるスラスト力Ｆがかかる。そして、このスラスト力Ｆにより、小ギア１０１との噛み合い部分付近でスラスト方向に変形δが生じる。このように変形が生じたハス歯ギア同士では適切な噛み合いが確保されず、歯ごとの振動が生じやすくなる。そこで、小ギア１０１を回転可能に支持する固定軸１０２を、大ギア１００の回転軸に対し、推力方向に向かって大ギア１００の軸側に傾けている。即ち、大ギア１００が変形したとしても大ギア１００と小ギア１０１とが正しく噛み合うよう、大ギア１００の回転軸Ｘに対して小ギア１０１を角度θ傾けている。

このように固定軸１０２を角度θ傾けるために、第２枠体１０５の嵌合穴１０５ａの中心を、固定軸１０２の固定部１０２ａの中心に対してαだけずらした位置に形成している。つまり、固定部１０２ａと嵌合穴１０５ａとの位置関係によって固定軸１０２の傾きを決めている。

ここで、固定軸１０２が第１枠体１０３にかしめられて固定されているので、モータ１０７からの振動が第１枠体１０３から固定軸１０２へ伝達され易くなる。また、固定軸１０２は第２枠体１０５にも固定されているので、固定軸１０２から第２枠体１０５へ振動が伝達される。図２はこのような振動の伝達経路を模式的に表したものである。振動の伝達経路は主に以下のように分類できる。１つ目は、固定軸１０２を傾けたことにより小ギア１０１と小ギア１０６の噛み合い部Ｋ２で生じる歯ごとの振動が、ギア列を通して第２枠体１０５へ伝達される経路Ｖ１。２つ目は、小ギア１０１と小ギア１０６の噛み合い部Ｋ２で生じる歯ごとの振動が、固定軸１０２から第２枠体１０５へ伝達される経路Ｖ２。３つ目は、モータ１０７の振動が第１枠体１０３から固定軸１０２から第２枠体１０５へ伝達される経路Ｖ３である。

ところで、第２枠体１０５は感光ドラム１１０やその他の画像形成手段等を直接又は間接的に支持している為、第２枠体１０５が振動するとその振動が画像形成手段等に伝達されることで、画像形成される画像が乱れてしまい、画像不良が発生する虞がある。

そこで、小ギア１０１と小ギア１０６の噛み合い部Ｋ２で生じる歯ごとの振動が発生しないように、噛み合い部Ｋ２で適正に噛み合うように、傾けた小ギア１０１よりも駆動伝達方向上流側の全てのギアの回転軸をそれぞれ適切な方向に傾けることが考えられる。

しかし、一端のみが第１枠体１０３に固定されている回転軸を傾けようとすると、強度等の関係からギアを傾けた状態で保持することが難しい。また、回転軸を他端側を第２枠体１０５に嵌合する構成だと、複数の回転軸各々を傾ける角度が異なる（回転軸の位相が異なる）ので、複数の回転軸と第２枠体１０５の回転軸嵌合部と夫々嵌合させる際の組立性が悪化する。

また、回転軸の取り付け座面自体を夫々の回転軸の傾斜に合わせて斜めに形成することも考えられるが、加工が煩雑になる。

このような理由から、傾けた小ギア１０１よりも駆動伝達方向上流側の全てのギアの回転軸をそれぞれ適切な方向に傾けて噛み合い部Ｋ２で適正に噛み合うようにして振動が画像形成手段等に伝達されること抑制するのは困難である。 そこで、本実施形態では、これらの振動伝達経路のうちの固定軸１０２に伝達される振動を低減するために、固定軸１０２の先端の第２枠体１０５との嵌合を合成樹脂の振動抑制部材１０４を介して行っている。つまり、固定軸１０２とは異なる材質の振動抑制部材１０４を、固定軸１０２と第２枠体１０５の嵌合穴１０５ａとの間に嵌合させることで、固定軸１０２から第２枠体１０５へ直接振動が伝達されることを抑制している。

なお、本実施形態では固定軸１０２を駆動ユニット側の第１枠体１０３にかしめている。しかし、画像形成装置３００本体側の第２枠体１０５にかしめて固定し、振動抑制部材１０４を介して固定軸１０２と第１枠体１０３の嵌合穴とを固定してもよい。また、固定軸１０２はかしめによって固定しているが、軸をビス等で固定してもよい。

また、組み立ては、大ギア１００を支持する第２枠体１０５（画像形成装置本体側）と小ギア１０１、１０６、モータ１０７を支持する第２枠体（駆動ユニット側）とを合体することにより行われる。その際、振動抑制部材１０４は、予め固定軸１０２に嵌合してから第２枠体１０５と嵌合しても良いし、振動抑制部材１０４が予め嵌合された第２枠体１０５に固定軸を嵌合してもよい。また、振動抑制部材１０４に合成樹脂を使用しているが、素材はこれに限られず、固定軸１０２とは材料が異なり、軸を傾けた状態で軸位置が保持でき、弾性的に変形する材料であればよい。

なお、本実施例では駆動伝達装置を駆動ユニットとして画像形成装置に搭載したものについて説明したが、他の装置に駆動ユニットとして搭載されるものであってもよい。

以上説明したように、ギアを回転可能に支持する軸が第１枠体及び第２枠体に嵌合することで、軸が他のギアの回転軸に対して傾いた状態である駆動伝達装置において、振動抑制部材を介して軸を第２枠体に嵌合することで、軸と第２枠体との間での振動の伝達を抑制することができる。

＜第２実施形態＞
次に第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付して説明を省略する。

図４（ａ）は駆動伝達装置の断面図であり、図４（ｂ）は図４（ａ）の一部をＣ方向から見た図である。

本実施形態では、小ギア１０１を支持する固定軸４０２の一方の端部が、第２の枠体である駆動ユニットの側板１０３にかしめにより固定されている。小ギアを支持する固定軸４０２のもう一方の端部には、振動抑制部材４０４が嵌合され、第２枠体１０５に設けられた支持部１０５ａに振動抑制部材の外周面が嵌合する。

駆動ユニットの側板１０３にかしめられた固定軸４０２の固定部４０２ａの中心と、筐体１０５に設けられた支持部１０５ａの穴中心の位置は、同じ位置にある。そして、固定軸４０２の軸中心と振動抑制部材４０４の軸中心がβだけずれた位置に形成されている。このように、小ギアの固定軸４０２と振動抑制部材４０４の位相をずらすことで、小ギアの固定軸４０２を大ギア１００の軸に対し推力方向に向かって大ギア１００の軸側に傾けている。これによって、小ギアは図４（ａ）に示すθの角度だけ傾き、大ギア１００に変形が生じたとしても、ギアの噛み合いを正常に保つことができる。また、振動抑制部材４０４を固定軸４０２と筐体の支持部１０５ａの間に嵌合させることで、小ギアの軸１０２を通して画像形成部へ伝達される振動を低減している。
本実施例においては、振動抑制部材４０４の外形の中心と軸取り付け穴の中心が異なるため、小ギアの固定軸４０２と振動抑制部材４０４には位相のズレが生じる。このため、小ギアの固定軸４０２と振動抑制部材４０４の位相を合わせるために、小ギアの軸の先端４０２ｂをＤ形状にして位相合わせをしている。本実施例においては、図４（ｂ）に示すように、固定軸４０２の先端形状をＤ形状にしているが、これに限ったものではなく、固定軸４０２と振動抑制部材４０４の位相が決まる形状であればよい。

次に本実施形態の別の形態を示す。図５（ａ）は駆動伝達装置の断面図であり、図５（ｂ）は図５（ａ）の一部をＤ方向から見た図である。軸５０２の振動抑制部材５０４と嵌合する部分の位置を軸中心に対してγだけずらす構成にすることで、軸５０２と振動抑制部材５０４の位相合わせをすることなく組み付ける構成としてもよい。また、小ギア１０１の軸を傾ける構成として、第１実施形態のように、第１枠体１０３にかしめられた固定軸１０２と、第２枠体１０５の嵌合部との位置関係を、固定軸１０２の軸中心に対して、第２枠体の嵌合穴の中心がαだけずれた位置に形成する構成と、本実施形態の小ギア１０１の固定軸と振動抑制部材の軸中心をβ或いはγずらす構成を組み合わせてもよい。

以上説明したように、本実施形態では第１実施形態同様にギアを回転可能に支持する軸が第１枠体及び第２枠体に嵌合することで、軸が他のギアの回転軸に対して傾いた状態である駆動伝達装置において、振動抑制部材を介して軸を第２枠体に嵌合することで、軸と第２枠体との間での振動の伝達を抑制することができる。

１００ 大ギア
１０１ 小ギア
１０２ 固定軸
１０３ 駆動ユニットの側板（第２枠体）
１０４、４０４、５０４ 振動抑制部材
１０５ 画像形成装置本体の筐体（第１枠体）
１０７ モータ
１１０ 感光ドラム
３００ 画像形成装置
Ｋ１、Ｋ２ 噛み合い部分
α、β、γ ずらし量
θ 傾き量
δ 変形量

Claims (6)

1. 駆動源からの駆動により回転する第１ギアと、
   前記第１ギアと噛み合い回転する第２ギアと、
   前記第１ギアを回転可能に支持する固定軸と、
   前記第１ギアの固定軸が固定された第１枠体と、
   前記ギアを挟んで前記第１枠体に対向して配置された第２枠体と、
   を有し、前記固定軸が前記第２ギアの回転軸に対して傾いて設けられた駆動伝達装置において、
   前記固定軸は振動抑制部材を介して前記第２枠体に嵌合していることを特徴とする駆動伝達装置。
2. 前記固定軸は前記第１枠体にかしめ固定されていることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達装置。
3. 前記第２ギアははす歯ギアであることを特徴とする請求項１又は２に記載の駆動伝達装置。
4. 前記駆動源は前記第１枠体に固定されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
5. 前記振動抑制部材は樹脂で形成されていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の駆動伝達装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の駆動伝達装置と、
   前記駆動伝達装置によって回転させられる感光体と、
   を有し、前記感光体上に形成されたトナー像を記録材に転写することで画像を形成する画像形成装置。

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