駆動装置およびそれを用いた画像形成装置
【課題】駆動伝達ギアのバックラッシュによる振動を防止し、速度むらの無い回転駆動伝達を行う駆動装置およびそれを用いた画像形成装置を提供する。
【解決手段】第１駆動ギア５２と、第１駆動ギア５２と同軸上に第１駆動ギア５２と一体に回転するように形成された第２駆動ギア５３と、第１駆動ギア５２にかみ合い第１駆動ギア５２から駆動力を受ける従動ギア５６と、従動ギア５６とは異なる歯数で、従動ギア５６と同軸上に回転可能に設けられ、第２駆動ギア５３にかみ合い第２駆動ギア５３から駆動力を受ける制動ギア５７と、従動ギア５６と制動ギア５７を互いに軸方向に押し付けるように付勢する圧縮ばね５９とからなり、一体に回転する第１駆動ギア５２と第２駆動ギア５３が従動ギア５６と制動ギア５７に軸方向で両側から押さえられるので、駆動伝達ギアのバックラッシュによる振動を防止し、回転速度むらを無くせる。
【解決手段】第１駆動ギア５２と、第１駆動ギア５２と同軸上に第１駆動ギア５２と一体に回転するように形成された第２駆動ギア５３と、第１駆動ギア５２にかみ合い第１駆動ギア５２から駆動力を受ける従動ギア５６と、従動ギア５６とは異なる歯数で、従動ギア５６と同軸上に回転可能に設けられ、第２駆動ギア５３にかみ合い第２駆動ギア５３から駆動力を受ける制動ギア５７と、従動ギア５６と制動ギア５７を互いに軸方向に押し付けるように付勢する圧縮ばね５９とからなり、一体に回転する第１駆動ギア５２と第２駆動ギア５３が従動ギア５６と制動ギア５７に軸方向で両側から押さえられるので、駆動伝達ギアのバックラッシュによる振動を防止し、回転速度むらを無くせる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は駆動伝達ギアのバックラッシュによる振動を防止し、速度むらの無い回転駆動伝達を行う駆動装置およびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、画像形成装置として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び黒（Ｋ）の各色ごとの電子写真プロセスユニットをベルトに沿って配列して当該ベルト上で各色ごとのトナー像を重ね合わせるようにした、いわゆるタンデム型のカラーの画像形成装置が広く普及している。
【０００３】
この種のタンデム型の画像形成装置においては、各色ごとの電子写真プロセスユニット内の感光体ドラム上に個別にトナー像が形成された後に、その各色ごとのトナー像が、順次、ベルト上（またはベルト上を搬送される記録シート上）で重ね合わされるため、各色ごとの像に濃度むらや像の伸び縮みがあると、重ね合わせた像に単色でのむらや、色合成部分では重ね合わせて作られる２次色の色合いむら等が生じ、カラー画像としての画像品質を低下させる。
【０００４】
このような色むらの原因の一つとして、各色の像担持体である感光体ドラムの回転速度むらがある。各色感光体ドラムに回転むらがあると、帯電や露光などの過程において、各感光体ドラム上に形成される潜像にむらが生じ、その結果画像むらとなるものであることが解っている。
【０００５】
感光体ドラムの回転むらに起因する画像むらを防止するために、感光体ドラムを駆動する駆動系に一般にシザースギアと呼ばれるギア列のバックラッシュによる駆動伝達むらを防止する装置を設ける方法（例えば特許文献１参照）や、感光体ドラムあるいは感光体ドラムと一体で回転する軸にフライホイールを設け回転を安定させる方法（例えば特許文献２参照）、あるいは、感光体ドラムにギアなどの駆動装置で連結された先にフライホイールを設ける方法（例えば特許文献３参照）などが提案されている。
【特許文献１】特許第３６５８３６９号公報
【特許文献２】特開平９−１７１３２６号公報
【特許文献３】特開２０００−２５０３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の特許文献１に記載のシザースギアを用いる方法では、同軸に設けられた２つのギアに付勢力を与えるばねによって、支持軸に対しギアが傾き歯面のかみ合い時に振動が発生し、回転むらを発生させるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の感光体ドラムあるいはこれと一体で回転する軸にフライホイールを設ける方法においては、フライホイールの効果を十分に得るには回転半径を大きくする必要があるが、特にタンデム型の画像形成装置では複数の感光体ドラムが所定の短い間隔で配置されているので、感光体ドラム周辺の配置上の制約のため、回転半径を十分に大きくすることができないという課題を有していた。また、許される範囲で回転半径を最大とすることは、装置が高価なものとなるという別の課題もあった。
【０００８】
また、特許文献３に記載の感光体ドラムにギアなどの駆動装置で連結された先にフライホイールを設ける方法では、ギアのバックラッシュにより歯のかみ合いに遊びがあるので
、フライホイールによる回転速度の安定化の効果は十分には期待できないという問題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の駆動装置は、第１のギアと、第１のギアと同軸上に第１のギアと一体に回転するように形成された第２のギアと、第１のギアにかみ合い第１のギアから駆動力を受ける第３のギアと、第３のギアとは異なる歯数で、第３のギアと同軸上に第３のギアと独立に回転可能に設けられ、第２のギアにかみ合い第２のギアから駆動力を受ける第４のギアと、第３のギアと第４のギアを互いに軸方向に押し付けるように付勢する付勢手段とからなる構成を有している。
【００１０】
この構成により、第３のギアに第４のギアの摩擦力による一定の負荷を与え、逆に第４のギアを第３のギアで早く回そうとすることによって、一体に回転するように形成された第１と第２のギアが、第３と第４のギアによって、その回転方向において両側から押さえられることになり、バックラッシュによるがたがなくなり、これによる回転駆動力伝達むらがなくなる。また、第３および第４のギアは軸方向から垂直に付勢されるため歯面が傾くことがないので、歯筋のずれによるかみ合い時の振動等も発生しない。
【００１１】
また、本発明の駆動装置は、第１のギアと第２のギアが一体物として形成された構成を有している。
【００１２】
この構成により、安価で、簡便な構成でむらの無い駆動の伝達ができる。
【００１３】
また、本発明の駆動装置は、第３のギアにフライホイールを設けた構成を有している。
【００１４】
この構成により、第３のギアおよびこれに連結した回転体の回転を安定させることができる。
【００１５】
また、本発明の駆動装置は、第３のギアと第４のギアの内、少なくとも歯数の大きいギアに負転位のギアを用いた構成を有している。
【００１６】
この構成により、第１のギアと第２のギアを同一歯数の同一ギアとすることができ、安価で、簡便な構成でむらの無い駆動の伝達ができる。
【００１７】
また、本発明の駆動装置は、第３のギアと第４のギアの内、少なくとも歯数の小さいギアに正転位のギアを用いた構成を有している。
【００１８】
この構成により、同様に、第１のギアと第２のギアを同一歯数の同一のギアとすることができ、安価で、簡便な構成でむらの無い駆動の伝達ができる。
【００１９】
また、本発明の駆動装置は、第１のギアから第４のギアの全てが、はす歯ギアである構成を有している。
【００２０】
この構成により、ギアのかみ合い率が大きくなり、むらの無い駆動の伝達ができる。
【００２１】
また、本発明の駆動装置は、第３のギアと第４のギアの間に摩擦部材を設けた構成を有している。
【００２２】
この構成により、第３のギアと第４のギアの間の駆動伝達力が安定して上昇し、第３のギアと第４のギアの歯面が第１のギアと第２のギアの歯面を付勢する力が安定するため、
よりむらの無い駆動の伝達ができる。
【００２３】
さらに、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかの駆動装置を用いた構成を有している。
【００２４】
この構成により、むらの無い良質な画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の駆動装置は、第１のギアと、第１のギアと同軸上に第１のギアと一体で回転するように形成された第２のギアと、第１のギアにかみ合い第１のギアから駆動力を受ける第３のギアと、第３のギアとは異なる歯数で、第３のギアと同軸上に回転可能に設けられ、第２のギアにかみ合い第２のギアから駆動力を受ける第４のギアと、第３のギアと第４のギアを互いに軸方向に押し付けるように付勢する付勢手段とからなり、安定した速度むらの無い回転駆動力を伝達でき、これにより画像むらの無い画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態の駆動装置およびそれを用いた画像形成装置について、図面を用いて説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の画像形成装置を示す概略構成図である。
【００２８】
図１において本実施の形態の画像形成装置は、帯電、露光、現像、転写及び定着の各プロセスを経て記録紙に画像を形成する画像形成部１を備え、この画像形成部１には、給紙部２の給紙カセットに収容された記録シート３が、給紙部２から画像形成部１に向かう給紙経路Ａを経て逐次送り込まれる。画像形成部１にて所要の画像が形成された記録シート３は、画像形成部１から装置外へと向かう排紙経路Ｂを経て排紙部４に排出される。
【００２９】
画像形成部１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各色成分ごとのトナー像を形成する複数のプロセスユニット１１〜１４を有している。
【００３０】
また、画像形成部１は、この各プロセスユニット１１〜１４内の各感光体ドラム１１ａ〜１４ａの作像面に対して露光用の光束（点線の矢印）を走査するレーザ・スキャニング・ユニット（以下ＬＳＵという）１６を有している。
【００３１】
また、画像形成部１は、各プロセスユニット１１〜１４内の各感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上に作像された各色ごとのトナー像が順次転写されて合成される画像保持手段としての中間転写ベルト（中間転写体）１７とを有している。
【００３２】
このように、画像形成部１は、各色ごとの感光体ドラム１１ａ〜１４ａが中間転写ベルト１７に沿って並んで配置されたタンデム型の構造となっている。
【００３３】
各プロセスユニット１１〜１４内では、各帯電器１１ｂ〜１４ｂにより均一に帯電させた各感光体ドラム１１ａ〜１４ａの作像面に対してＬＳＵ１６から露光用の光束が走査されることで静電潜像が形成される。この各感光体ドラム１１ａ〜１４ａの静電潜像が、各現像器１１ｃ〜１４ｃから供給される各色のトナーで現像されて、色成分ごとの単色トナー像が各感光体ドラム１１ａ〜１４ａの作像面に形成される。
【００３４】
中間転写ベルト１７は、駆動ローラ２１、従動ローラ２２に巻き掛けられて支持されて
いる。この中間転写ベルト１７の内側には、中間転写ベルト１７を押圧して各感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上のトナー像を中間転写ベルト１７に転写する各色ごとの１次転写ローラ２４〜２７が設けられている。また中間転写ベルト１７の端部側方には、中間転写ベルト１７上のトナー像を記録シート３に転写する２次転写ローラ２８が配設されている。
【００３５】
この２次転写ローラ２８によりトナー像が転写された記録シート３は、定着器１９に搬送されて熱及び圧力によりトナー像を記録シート３に定着させる処理が行われる。その後、記録シート３は排紙経路Ｂを経て排紙ローラ２０により排紙部４上に排出される。
【００３６】
このように構成されたカラー画像形成装置において、各感光体ドラム１１ａ〜１４ａに回転むらがあると、帯電や、露光などの過程において、各感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上に形成される潜像にむらが生じ、その結果画像むらとして記録される。特にカラー画像形成装置においては、この各色の画像むらが合成されると、色合いのむらになり、画像品質上さらに好ましいことではないので、各感光体ドラム１１ａ〜１４ａのそれぞれに回転むらが発生しないようにすることが重要である。
【００３７】
図２は本発明の実施の形態１の駆動装置を感光ドラムの軸に対して直角方向から見た模式図である。
【００３８】
図２において、画像形成装置の骨格を成す前基板４０と後基板４１にはそれぞれ軸受け４２，４３が設けられており、感光体ドラム１１ａの中心に設けられ、感光体ドラム１１ａを回転する駆動を伝達するドラム軸５０を回転可能に保持している。図示しないモーターなどの駆動源により駆動されている駆動軸５１に歯数Ｚ１の第１駆動ギア（第１のギア）５２と歯数Ｚ２の第２駆動ギア（第２のギア）５３が固定されている。ここで、第１駆動ギア５２と第２駆動ギア５３は共に駆動軸５１に固定されているため、実質的に一体で形成されていることになり、第１駆動ギア５２と第２駆動ギア５３は一体に回転する。
【００３９】
ドラム軸５０にはドラム軸５０に駆動力を伝えるように固定された歯数Ｚ３の従動ギア（第３のギア）５６と、ドラム軸５０に対して回転自在に取り付けられた歯数Ｚ４の制動ギア（第４のギア）５７が設けられている。また、歯数Ｚ１〜Ｚ４を適宜の値に選ぶことにより、第１駆動ギア５２と従動ギア５６が、また第２駆動ギア５３と制動ギア５７が適度なバックラッシュを持って、それぞれかみ合うように構成されている。
【００４０】
本実施の形態では、Ｚ１＝２１、Ｚ２＝１９、Ｚ３＝１８、Ｚ４＝２０とし、モジュール０．８のはす歯ギアとした。
【００４１】
また、従動ギア５６と制動ギア５７の間にはそれぞれに対して摩擦力を発生する摩擦部材５８が設けられており、ドラム軸５０の端部に設けられた圧縮ばね５９及び圧縮ばね５９がドラム軸５０から外れることを防止するとめ輪６０により、摩擦部材５８を介して制動ギア５７を従動ギア５６に軸方向に押し付け摩擦力を発生させている。このとき、圧縮ばね５９は制動ギア５７を軸方向方から垂直に加圧するので、ドラム軸５０に対して、制動ギア５７及び従動ギア５６が傾くことはない。
【００４２】
また、これらのギアにはかみ合い率を上げ回転伝達のむらを減少させる目的ではす歯ギア用いることがある。はす歯ギアでは歯面の傾きにより駆動時にギア全体を支持軸に対し傾ける力が発生するが、本実施の形態においては、圧縮ばね５９が側方より垂直にギア側面を押圧するので、この傾きを防止し、この傾きによるかみ合い時の振動を防止することができる。
【００４３】
このように構成された本実施の形態について、その動作を説明する。
【００４４】
駆動軸５１の動力は第１駆動ギア５２から従動ギア５６に伝わり、ドラム軸５０とこれに係合している感光体ドラム１１ａを回転させる。また一方、駆動軸５１の動力は第２駆動ギア５３から制動ギア５７に伝わり、制動ギア５７を回転させる。このとき、制動ギア５７はドラム軸５０に対し回転自在に取り付けられているので、ドラム軸５０に駆動力を伝えることはない。
【００４５】
なお、本実施の形態のギアの歯数構成では第１駆動ギア５２および第２駆動ギア５３の回転数をＲ１としたとき、従動ギア５６の回転数と制動ギア５７の回転数は次の式で表される。
従動ギア５６の回転数＝Ｒ１×Ｚ１／Ｚ３＝Ｒ１×２１／１８
制動ギア５７の回転数＝Ｒ１×Ｚ２／Ｚ４＝Ｒ１×１９／２０
この結果、従動ギア５６の回転数の方が制動ギア５７の回転数よりも速いこととなる。
【００４６】
ここで、制動ギア５７は、圧縮ばね５９により摩擦部材５８を介して従動ギア５６に押し付けられていため、制動ギア５７と従動ギア５６の間では摩擦力が発生し、制動ギア５７は、より回転数の速い従動ギア５６から摩擦部材５８を介して駆動力を受け、第２駆動ギア５３からの動力により回転する速度より速い速度で回転しようとする。
【００４７】
しかし、制動ギア５７は第２駆動ギア５３とかみ合っているため、実質的にはバックラッシュ分だけ位相を変え、逆に制動ギア５７が第２駆動ギア５３を駆動する方向での歯面のかみ合いとなり、上記計算式で示す回転数で回転する。このとき摩擦部材５８は従動ギア５６、制動ギア５７のいずれかあるいは双方との間ですべりが発生している。
【００４８】
このときの本実施の形態のギアのかみ合っている状態を図３（Ａ）、（Ｂ）に示す。
【００４９】
図３（Ａ）において、第１駆動ギア５２の歯７０は、矢印７１で示す力で従動ギア５６の歯７２を押し、駆動を伝えている。また、図３（Ｂ）において、制動ギア５７の歯７５は矢印７６で示す力で第２駆動ギア５３の歯７７から離れ、バックラッシュ分だけ位相が進み、第２駆動ギア５３の歯７８を押すことになる。
【００５０】
ここにおいて、第１のギアである第１駆動ギア５２と第２のギアである第２駆動ギア５３は実質的に一体で設けられているので、第３のギアである従動ギア５６に、第４のギアである制動ギア５７の摩擦力による一定の負荷を与え、逆に制動ギア５７を従動ギア５６で早く回そうとする作用が働く。これによって、一体的に設けられた第１及び第２駆動ギア５２、５３の異なる歯が、回転方向において従動ギア５６と制動ギア５７によって、その両側から押さえられることになり、バックラッシュによるがたがなくなる。また、制動ギア５７の歯面が傾くことがないので、歯筋のずれによるかみ合い時の振動等も発生しない。
【００５１】
このため、駆動伝達時の振動、回転むらがなくなり、感光体ドラム１１ａを回転むら無くスムーズに駆動、回転することができる。
【００５２】
また、従動ギア５６と制動ギア５７の歯数の大小を逆にしても同様の効果が得られる。
【００５３】
なお、圧縮ばね５９の力を調整するか、あるいは調整機構を設けたり、または、摩擦部材５８の材質あるいは従動ギア５６や制動ギア５７の表面状態を変える等により、従動ギア５６と制動ギア５７の間に働く駆動力を変えることができ、制動ギア５７の歯７５が第２駆動ギア５３の歯７８を抑える力７６を適度なものとすることができる。
【００５４】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２の駆動装置を感光ドラムの軸に対して直角方向から見た模式図である。
【００５５】
図４において、図２と同じ構成には同じ番号を付している。本実施の形態においては、図２に示す例と同様に従動ギア５６は制動ギア５７より少ない歯数となっているが、従動ギア５６に正転位のギアを、制動ギア５７に負転位のギアを用いることで、従動ギア５６と制動ギア５７は略同一のピッチ円径を持つように構成されている。
【００５６】
このため、図２に示す実施の形態１では、駆動ギアを第１駆動ギア５２と第２駆動ギア５３の二つとしたが、本実施の形態では、これらの駆動ギアを一体物として形成した一つの駆動ギア６２として、従動ギア５６と制動ギア５７の両方にかみ合うようにすることができ、歯の形成が１回で済むため安価で、簡便な構成で、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３の駆動装置を感光ドラムの軸に対して直角方向から見た模式図である。
【００５８】
本実施の形態は、感光体ドラムをフライホイールを用いて回転むら無くスムーズに回転させるものである。
【００５９】
図５において、図２と同じ構成には同じ番号を付している。本実施の形態においては、画像形成装置の骨格を成す前基板４０と後基板４１にはそれぞれ軸受け４２，４３が設けられており、感光体ドラム１１ａの中心に設けられ、感光体ドラム１１ａを回転する駆動を伝達するドラム軸５０を回転可能に保持している。モーター軸１０１（モーターは図示せず）には、歯数Ｚ１０のモーターギア１０２が固定されている。
【００６０】
ドラム軸５０にはドラム軸５０に駆動力を伝えるように固定された歯数Ｚ１１の駆動ギア１００が設けられている。本実施の形態の駆動ギア１００も、実施の形態２と同様に、実施の形態１における二つの駆動ギアを一体物として形成して一つの駆動ギアとしたものである。
【００６１】
後基板４１に設けられたアイドラ軸１０５には、アイドラ軸１０５に対して回転自在に取り付けられた歯数Ｚ１２の従動ギア１０６と、やはりアイドラ軸１０５に対して回転自在に取り付けられた歯数Ｚ１３の制動ギア１０７が設けられている。実施の形態２でも説明したように、歯数Ｚ１２の従動ギア１０６に正転位のギアを用い、歯数Ｚ１３の制動ギア１０７に負転位のギアを用いて略同一のピッチ円径になるように構成してある。
【００６２】
また、モーター軸１０１およびアイドラ軸１０５の取り付け位置を選ぶことにより、モーターギア１０２と駆動ギア１００が、駆動ギア１００と従動ギア１０６と制動ギア１０７が適度なバックラッシュを持って、それぞれかみ合うように構成されている。
【００６３】
本実施の形態では、Ｚ１０＝２０、転位係数ｘ１０＝０、Ｚ１１＝３０、転位係数ｘ１１＝０、Ｚ１２＝１５、転位係数ｘ１２＝０．３、Ｚ１３＝１６、転位係数ｘ１３＝−０．２５とし、モジュール０．８、ねじれ角１５°のはす歯ギアとした。
【００６４】
モーター軸１０１とドラム軸５０の軸間距離を２０．８５２ｍｍとすることで、モーターギア１０２と駆動ギア１００のバックラッシュが０．１００ｍｍとなった。
【００６５】
またドラム軸５０とアイドラ軸１０５の軸間距離を１９．０００ｍｍとすることで、駆動ギア１００と従動ギア１０６のバックラッシュが０．１００ｍｍとなり、駆動ギア１００と制動ギア１０７のバックラッシュが０．１００ｍｍとなった。
【００６６】
また、従動ギア１０６と制動ギア１０７の間にはそれぞれに対して摩擦力を発生する摩擦部材１０８が設けられている。また、アイドラ軸１０５の制動ギア１０７と後基盤４１にはさまれたところに、制動ギア１０７を摩擦部材１０８を介して従動ギア１０６に向け押圧し、その間で摩擦力を発生させる圧縮ばね１０９と、圧縮ばね１０９が直接後基盤４１に当接しないようにするすべり部材１１０が設けられている。これにより、圧縮ばね１０９が制動ギア１０７と共に回転したときに、後基盤４１との間でこすれ異音等が発生することが無い。
【００６７】
なおこのとき、圧縮ばね１０９は制動ギア１０７を軸方向方から垂直に加圧するので、アイドラ軸１０５に対して、制動ギア１０７および従動ギア１０６が傾くことはない。
【００６８】
また、これらのギアにはかみ合い率を上げ回転伝達のむらを減少させる目的ではす歯ギアを用いることが一般的である。はす歯ギアでは歯面の傾きにより駆動時にギア全体を支持軸に対し傾ける力が発生するが、本発明の実施の形態においては、側方より垂直にギア側面を押圧するので、この傾きを防止し、傾きによるかみ合い時の振動を防止する働きがある。
【００６９】
アイドラ軸１０５に固定された止め輪１１１は、従動ギア１０６などが、圧縮ばね１０９により押され、アイドラ軸１０５から外れるのを防止している。
【００７０】
また、従動ギア１０６には、従動ギア１０６の回転に慣性を与え、速度ムラの無い回転を得るためのフライホイール１１２が、ねじ１１３により固定されて設けられている。
【００７１】
このように構成された本実施の形態について、その動作を説明する。
【００７２】
モーター軸１０１の動力はモーターギア１０２から駆動ギア１００に伝わり、ドラム軸５０とこれに係合している感光体ドラム１１ａを回転させる。
【００７３】
また、駆動ギア１００の回転は係合する従動ギア１０６及び制動ギア１０７に伝えられ、それぞれとの歯数比に応じた速度で回転させる。
【００７４】
なお、本実施の形態のギアの歯数構成では、駆動ギア１００の回転数をＲ２としたとき、従動ギア１０６の回転数と制動ギア１０７の回転数は次の式で表される。
従動ギア１０６の回転数＝Ｒ２×Ｚ１１／Ｚ１２＝Ｒ２×３０／１５
制動ギア１０７の回転数＝Ｒ２×Ｚ１１／Ｚ１３＝Ｒ２×３０／１６
この結果、従動ギア１０６の回転数の方が制動ギア１０７の回転数よりも速いこととなる。
【００７５】
ここで、制動ギア１０７は、圧縮ばね１０９により摩擦部材１０８を介して従動ギア１０６に押し付けられていため、制動ギア１０７と従動ギア１０６の間では摩擦力が発生し、制動ギア１０７は、より回転数の速い従動ギア１０６から摩擦部材１０８を介して駆動力を受け、駆動ギア１００からの動力により回転する速度より速い速度で回転しようとする。
【００７６】
しかし、制動ギア１０７は駆動ギア１００とかみ合っているため、実質的にはバックラッシュ分だけ位相を変え、逆に制動ギア１０７が駆動ギア１００を駆動する方向での歯面
のかみ合いとなり、上記計算式で示す回転数で回転する。このとき、摩擦部材１０８は、従動ギア１０６、制動ギア１０７のいずれかあるいは双方との間ですべりが発生している。
【００７７】
このときの本実施例のギアのかみ合いの状態を図６（Ａ）、（Ｂ）に示す。
【００７８】
図６（Ａ）において、駆動ギア１００の歯１２０は矢印１２１で示す力で従動ギア１０６の歯１２２を押し、従動ギア１０６に駆動を伝えている。また、図６（Ｂ）において、制動ギア１０７の歯１２５は矢印１２６で示す力で駆動ギア１００の歯１２７から離れ、バックラッシュ分だけ位相が進み、駆動ギア１００の歯１２８を押すことになる。
【００７９】
したがって、駆動ギア１００の異なる歯が回転方向において両側から押さえられることになり、バックラッシュによるがたがなくなる。また、制動ギア１０７の歯面が傾くことがないので、歯筋のずれによるかみ合い時の振動等も発生しない。
【００８０】
このため、感光体ドラム１１ａとフライホイール１１２との間では、それらをつなぐ駆動ギア１００と従動ギア１０６の間に適度なバックラッシュを設けているにもかかわらず、駆動伝達時のがたや振動がなくなるので、フライホイール１１２の効果により感光体ドラム１１ａを回転むら無くスムーズにすることができる。
【００８１】
通常、感光体ドラム１１ａに対しギア結合した先のギアにフライホイールを設けた場合は、ギアのバックラッシュにより歯のかみ合いに遊びがあるので、フライホイールによる回転速度の安定化の効果は期待できないが、本実施の形態では、上記のように、バックラッシュの影響をなくして、回転速度の安定化を図ることができる。
【００８２】
また、従動ギア１０６と制動ギア１０７の歯数の大小を逆にしても、同様に感光体ドラム１１ａの回転をむらの無いものとする効果が得られる。
【００８３】
なお、ばね１０９の力を調整するか、あるいは調整機構を設けたり、または、摩擦部材１０８の材質あるいは従動ギア１０６や制動ギア１０７の表面状態を変える等により、従動ギア１０６と制動ギア１０７の間に働く駆動力を変えることができ、制動ギア１０７の歯１２５が駆動ギア１００の歯１２８を抑える力１２６を適度なものとすることができる。
【００８４】
本実施の形態では従動ギア１０６および制動ギア１０７と単一の駆動ギア１００がかみ合うとした例について説明したが、駆動ギア１００を歯数の異なる実質的な２段ギアとし従動ギア１０６および制動ギア１０７とかみ合う構成としても、本実施の形態と同様の効果が得られることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、本発明は、感光体ドラムの回転を小さな構成でスムーズで安定なものとすることができるという効果を有し、駆動伝達ギアのバックラッシュによる振動を防止する駆動装置およびそれを用いた画像形成装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１における画像形成装置を示す概略構成図
【図２】本発明の実施の形態１における駆動装置を示す模式図
【図３】（Ａ）本発明の実施の形態１における駆動装置の従動ギアのかみ合い状態を示す要部模式図（Ｂ）本発明の実施の形態１における駆動装置の制動ギアのかみ合い状態を示す要部模式図
【図４】本発明の実施の形態２における駆動装置を示す模式図
【図５】本発明の実施の形態３における駆動装置を示す模式図
【図６】（Ａ）本発明の実施の形態３における駆動装置の従動ギアのかみ合い状態を示す要部模式図（Ｂ）本発明の実施の形態３における駆動装置の制動ギアのかみ合い状態を示す要部模式図
【符号の説明】
【００８７】
１ 画像形成部
２ 給紙部
３ 記録シート
４ 排紙部
１１〜１４ プロセスユニット
１１ａ〜１４ａ 感光体ドラム
１６ ＬＳＵ
１７ 中間転写ベルト
１９ 定着器
２０ 排紙ローラ
２１ 駆動ローラ
２２ 従動ローラ
２４〜２７ １次転写ローラ
２８ ２次転写ローラ
４０ 前基板
４１ 後基板
４２，４３ 軸受け
５０ ドラム軸
５１ 駆動軸
５２ 第１駆動ギア
５３ 第２駆動ギア
５６，１０６ 従動ギア
５７，１０７ 制動ギア
５８，１０８ 摩擦部材
５９，１０９ 圧縮ばね
６０，１１１ とめ輪
６２，１００ 駆動ギア
７０，７２，７５，７７，７８，１２０，１２２，１２５，１２７，１２８ 歯
１０１ モーター軸
１０２ モーターギア
１０５ アイドラ軸
１１０ すべり部材
１１２ フライホイール
１１３ ねじ
【技術分野】
【０００１】
本発明は駆動伝達ギアのバックラッシュによる振動を防止し、速度むらの無い回転駆動伝達を行う駆動装置およびそれを用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
今日、画像形成装置として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、及び黒（Ｋ）の各色ごとの電子写真プロセスユニットをベルトに沿って配列して当該ベルト上で各色ごとのトナー像を重ね合わせるようにした、いわゆるタンデム型のカラーの画像形成装置が広く普及している。
【０００３】
この種のタンデム型の画像形成装置においては、各色ごとの電子写真プロセスユニット内の感光体ドラム上に個別にトナー像が形成された後に、その各色ごとのトナー像が、順次、ベルト上（またはベルト上を搬送される記録シート上）で重ね合わされるため、各色ごとの像に濃度むらや像の伸び縮みがあると、重ね合わせた像に単色でのむらや、色合成部分では重ね合わせて作られる２次色の色合いむら等が生じ、カラー画像としての画像品質を低下させる。
【０００４】
このような色むらの原因の一つとして、各色の像担持体である感光体ドラムの回転速度むらがある。各色感光体ドラムに回転むらがあると、帯電や露光などの過程において、各感光体ドラム上に形成される潜像にむらが生じ、その結果画像むらとなるものであることが解っている。
【０００５】
感光体ドラムの回転むらに起因する画像むらを防止するために、感光体ドラムを駆動する駆動系に一般にシザースギアと呼ばれるギア列のバックラッシュによる駆動伝達むらを防止する装置を設ける方法（例えば特許文献１参照）や、感光体ドラムあるいは感光体ドラムと一体で回転する軸にフライホイールを設け回転を安定させる方法（例えば特許文献２参照）、あるいは、感光体ドラムにギアなどの駆動装置で連結された先にフライホイールを設ける方法（例えば特許文献３参照）などが提案されている。
【特許文献１】特許第３６５８３６９号公報
【特許文献２】特開平９−１７１３２６号公報
【特許文献３】特開２０００−２５０３１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来の特許文献１に記載のシザースギアを用いる方法では、同軸に設けられた２つのギアに付勢力を与えるばねによって、支持軸に対しギアが傾き歯面のかみ合い時に振動が発生し、回転むらを発生させるという問題があった。
【０００７】
また、特許文献２に記載の感光体ドラムあるいはこれと一体で回転する軸にフライホイールを設ける方法においては、フライホイールの効果を十分に得るには回転半径を大きくする必要があるが、特にタンデム型の画像形成装置では複数の感光体ドラムが所定の短い間隔で配置されているので、感光体ドラム周辺の配置上の制約のため、回転半径を十分に大きくすることができないという課題を有していた。また、許される範囲で回転半径を最大とすることは、装置が高価なものとなるという別の課題もあった。
【０００８】
また、特許文献３に記載の感光体ドラムにギアなどの駆動装置で連結された先にフライホイールを設ける方法では、ギアのバックラッシュにより歯のかみ合いに遊びがあるので
、フライホイールによる回転速度の安定化の効果は十分には期待できないという問題を有していた。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の駆動装置は、第１のギアと、第１のギアと同軸上に第１のギアと一体に回転するように形成された第２のギアと、第１のギアにかみ合い第１のギアから駆動力を受ける第３のギアと、第３のギアとは異なる歯数で、第３のギアと同軸上に第３のギアと独立に回転可能に設けられ、第２のギアにかみ合い第２のギアから駆動力を受ける第４のギアと、第３のギアと第４のギアを互いに軸方向に押し付けるように付勢する付勢手段とからなる構成を有している。
【００１０】
この構成により、第３のギアに第４のギアの摩擦力による一定の負荷を与え、逆に第４のギアを第３のギアで早く回そうとすることによって、一体に回転するように形成された第１と第２のギアが、第３と第４のギアによって、その回転方向において両側から押さえられることになり、バックラッシュによるがたがなくなり、これによる回転駆動力伝達むらがなくなる。また、第３および第４のギアは軸方向から垂直に付勢されるため歯面が傾くことがないので、歯筋のずれによるかみ合い時の振動等も発生しない。
【００１１】
また、本発明の駆動装置は、第１のギアと第２のギアが一体物として形成された構成を有している。
【００１２】
この構成により、安価で、簡便な構成でむらの無い駆動の伝達ができる。
【００１３】
また、本発明の駆動装置は、第３のギアにフライホイールを設けた構成を有している。
【００１４】
この構成により、第３のギアおよびこれに連結した回転体の回転を安定させることができる。
【００１５】
また、本発明の駆動装置は、第３のギアと第４のギアの内、少なくとも歯数の大きいギアに負転位のギアを用いた構成を有している。
【００１６】
この構成により、第１のギアと第２のギアを同一歯数の同一ギアとすることができ、安価で、簡便な構成でむらの無い駆動の伝達ができる。
【００１７】
また、本発明の駆動装置は、第３のギアと第４のギアの内、少なくとも歯数の小さいギアに正転位のギアを用いた構成を有している。
【００１８】
この構成により、同様に、第１のギアと第２のギアを同一歯数の同一のギアとすることができ、安価で、簡便な構成でむらの無い駆動の伝達ができる。
【００１９】
また、本発明の駆動装置は、第１のギアから第４のギアの全てが、はす歯ギアである構成を有している。
【００２０】
この構成により、ギアのかみ合い率が大きくなり、むらの無い駆動の伝達ができる。
【００２１】
また、本発明の駆動装置は、第３のギアと第４のギアの間に摩擦部材を設けた構成を有している。
【００２２】
この構成により、第３のギアと第４のギアの間の駆動伝達力が安定して上昇し、第３のギアと第４のギアの歯面が第１のギアと第２のギアの歯面を付勢する力が安定するため、
よりむらの無い駆動の伝達ができる。
【００２３】
さらに、本発明の画像形成装置は、上記のいずれかの駆動装置を用いた構成を有している。
【００２４】
この構成により、むらの無い良質な画像を得ることができる。
【発明の効果】
【００２５】
本発明の駆動装置は、第１のギアと、第１のギアと同軸上に第１のギアと一体で回転するように形成された第２のギアと、第１のギアにかみ合い第１のギアから駆動力を受ける第３のギアと、第３のギアとは異なる歯数で、第３のギアと同軸上に回転可能に設けられ、第２のギアにかみ合い第２のギアから駆動力を受ける第４のギアと、第３のギアと第４のギアを互いに軸方向に押し付けるように付勢する付勢手段とからなり、安定した速度むらの無い回転駆動力を伝達でき、これにより画像むらの無い画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
以下、本発明の実施の形態の駆動装置およびそれを用いた画像形成装置について、図面を用いて説明する。
【００２７】
（実施の形態１）
図１は、本発明の実施の形態１の画像形成装置を示す概略構成図である。
【００２８】
図１において本実施の形態の画像形成装置は、帯電、露光、現像、転写及び定着の各プロセスを経て記録紙に画像を形成する画像形成部１を備え、この画像形成部１には、給紙部２の給紙カセットに収容された記録シート３が、給紙部２から画像形成部１に向かう給紙経路Ａを経て逐次送り込まれる。画像形成部１にて所要の画像が形成された記録シート３は、画像形成部１から装置外へと向かう排紙経路Ｂを経て排紙部４に排出される。
【００２９】
画像形成部１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、および黒（Ｋ）の各色成分ごとのトナー像を形成する複数のプロセスユニット１１〜１４を有している。
【００３０】
また、画像形成部１は、この各プロセスユニット１１〜１４内の各感光体ドラム１１ａ〜１４ａの作像面に対して露光用の光束（点線の矢印）を走査するレーザ・スキャニング・ユニット（以下ＬＳＵという）１６を有している。
【００３１】
また、画像形成部１は、各プロセスユニット１１〜１４内の各感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上に作像された各色ごとのトナー像が順次転写されて合成される画像保持手段としての中間転写ベルト（中間転写体）１７とを有している。
【００３２】
このように、画像形成部１は、各色ごとの感光体ドラム１１ａ〜１４ａが中間転写ベルト１７に沿って並んで配置されたタンデム型の構造となっている。
【００３３】
各プロセスユニット１１〜１４内では、各帯電器１１ｂ〜１４ｂにより均一に帯電させた各感光体ドラム１１ａ〜１４ａの作像面に対してＬＳＵ１６から露光用の光束が走査されることで静電潜像が形成される。この各感光体ドラム１１ａ〜１４ａの静電潜像が、各現像器１１ｃ〜１４ｃから供給される各色のトナーで現像されて、色成分ごとの単色トナー像が各感光体ドラム１１ａ〜１４ａの作像面に形成される。
【００３４】
中間転写ベルト１７は、駆動ローラ２１、従動ローラ２２に巻き掛けられて支持されて
いる。この中間転写ベルト１７の内側には、中間転写ベルト１７を押圧して各感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上のトナー像を中間転写ベルト１７に転写する各色ごとの１次転写ローラ２４〜２７が設けられている。また中間転写ベルト１７の端部側方には、中間転写ベルト１７上のトナー像を記録シート３に転写する２次転写ローラ２８が配設されている。
【００３５】
この２次転写ローラ２８によりトナー像が転写された記録シート３は、定着器１９に搬送されて熱及び圧力によりトナー像を記録シート３に定着させる処理が行われる。その後、記録シート３は排紙経路Ｂを経て排紙ローラ２０により排紙部４上に排出される。
【００３６】
このように構成されたカラー画像形成装置において、各感光体ドラム１１ａ〜１４ａに回転むらがあると、帯電や、露光などの過程において、各感光体ドラム１１ａ〜１４ａ上に形成される潜像にむらが生じ、その結果画像むらとして記録される。特にカラー画像形成装置においては、この各色の画像むらが合成されると、色合いのむらになり、画像品質上さらに好ましいことではないので、各感光体ドラム１１ａ〜１４ａのそれぞれに回転むらが発生しないようにすることが重要である。
【００３７】
図２は本発明の実施の形態１の駆動装置を感光ドラムの軸に対して直角方向から見た模式図である。
【００３８】
図２において、画像形成装置の骨格を成す前基板４０と後基板４１にはそれぞれ軸受け４２，４３が設けられており、感光体ドラム１１ａの中心に設けられ、感光体ドラム１１ａを回転する駆動を伝達するドラム軸５０を回転可能に保持している。図示しないモーターなどの駆動源により駆動されている駆動軸５１に歯数Ｚ１の第１駆動ギア（第１のギア）５２と歯数Ｚ２の第２駆動ギア（第２のギア）５３が固定されている。ここで、第１駆動ギア５２と第２駆動ギア５３は共に駆動軸５１に固定されているため、実質的に一体で形成されていることになり、第１駆動ギア５２と第２駆動ギア５３は一体に回転する。
【００３９】
ドラム軸５０にはドラム軸５０に駆動力を伝えるように固定された歯数Ｚ３の従動ギア（第３のギア）５６と、ドラム軸５０に対して回転自在に取り付けられた歯数Ｚ４の制動ギア（第４のギア）５７が設けられている。また、歯数Ｚ１〜Ｚ４を適宜の値に選ぶことにより、第１駆動ギア５２と従動ギア５６が、また第２駆動ギア５３と制動ギア５７が適度なバックラッシュを持って、それぞれかみ合うように構成されている。
【００４０】
本実施の形態では、Ｚ１＝２１、Ｚ２＝１９、Ｚ３＝１８、Ｚ４＝２０とし、モジュール０．８のはす歯ギアとした。
【００４１】
また、従動ギア５６と制動ギア５７の間にはそれぞれに対して摩擦力を発生する摩擦部材５８が設けられており、ドラム軸５０の端部に設けられた圧縮ばね５９及び圧縮ばね５９がドラム軸５０から外れることを防止するとめ輪６０により、摩擦部材５８を介して制動ギア５７を従動ギア５６に軸方向に押し付け摩擦力を発生させている。このとき、圧縮ばね５９は制動ギア５７を軸方向方から垂直に加圧するので、ドラム軸５０に対して、制動ギア５７及び従動ギア５６が傾くことはない。
【００４２】
また、これらのギアにはかみ合い率を上げ回転伝達のむらを減少させる目的ではす歯ギア用いることがある。はす歯ギアでは歯面の傾きにより駆動時にギア全体を支持軸に対し傾ける力が発生するが、本実施の形態においては、圧縮ばね５９が側方より垂直にギア側面を押圧するので、この傾きを防止し、この傾きによるかみ合い時の振動を防止することができる。
【００４３】
このように構成された本実施の形態について、その動作を説明する。
【００４４】
駆動軸５１の動力は第１駆動ギア５２から従動ギア５６に伝わり、ドラム軸５０とこれに係合している感光体ドラム１１ａを回転させる。また一方、駆動軸５１の動力は第２駆動ギア５３から制動ギア５７に伝わり、制動ギア５７を回転させる。このとき、制動ギア５７はドラム軸５０に対し回転自在に取り付けられているので、ドラム軸５０に駆動力を伝えることはない。
【００４５】
なお、本実施の形態のギアの歯数構成では第１駆動ギア５２および第２駆動ギア５３の回転数をＲ１としたとき、従動ギア５６の回転数と制動ギア５７の回転数は次の式で表される。
従動ギア５６の回転数＝Ｒ１×Ｚ１／Ｚ３＝Ｒ１×２１／１８
制動ギア５７の回転数＝Ｒ１×Ｚ２／Ｚ４＝Ｒ１×１９／２０
この結果、従動ギア５６の回転数の方が制動ギア５７の回転数よりも速いこととなる。
【００４６】
ここで、制動ギア５７は、圧縮ばね５９により摩擦部材５８を介して従動ギア５６に押し付けられていため、制動ギア５７と従動ギア５６の間では摩擦力が発生し、制動ギア５７は、より回転数の速い従動ギア５６から摩擦部材５８を介して駆動力を受け、第２駆動ギア５３からの動力により回転する速度より速い速度で回転しようとする。
【００４７】
しかし、制動ギア５７は第２駆動ギア５３とかみ合っているため、実質的にはバックラッシュ分だけ位相を変え、逆に制動ギア５７が第２駆動ギア５３を駆動する方向での歯面のかみ合いとなり、上記計算式で示す回転数で回転する。このとき摩擦部材５８は従動ギア５６、制動ギア５７のいずれかあるいは双方との間ですべりが発生している。
【００４８】
このときの本実施の形態のギアのかみ合っている状態を図３（Ａ）、（Ｂ）に示す。
【００４９】
図３（Ａ）において、第１駆動ギア５２の歯７０は、矢印７１で示す力で従動ギア５６の歯７２を押し、駆動を伝えている。また、図３（Ｂ）において、制動ギア５７の歯７５は矢印７６で示す力で第２駆動ギア５３の歯７７から離れ、バックラッシュ分だけ位相が進み、第２駆動ギア５３の歯７８を押すことになる。
【００５０】
ここにおいて、第１のギアである第１駆動ギア５２と第２のギアである第２駆動ギア５３は実質的に一体で設けられているので、第３のギアである従動ギア５６に、第４のギアである制動ギア５７の摩擦力による一定の負荷を与え、逆に制動ギア５７を従動ギア５６で早く回そうとする作用が働く。これによって、一体的に設けられた第１及び第２駆動ギア５２、５３の異なる歯が、回転方向において従動ギア５６と制動ギア５７によって、その両側から押さえられることになり、バックラッシュによるがたがなくなる。また、制動ギア５７の歯面が傾くことがないので、歯筋のずれによるかみ合い時の振動等も発生しない。
【００５１】
このため、駆動伝達時の振動、回転むらがなくなり、感光体ドラム１１ａを回転むら無くスムーズに駆動、回転することができる。
【００５２】
また、従動ギア５６と制動ギア５７の歯数の大小を逆にしても同様の効果が得られる。
【００５３】
なお、圧縮ばね５９の力を調整するか、あるいは調整機構を設けたり、または、摩擦部材５８の材質あるいは従動ギア５６や制動ギア５７の表面状態を変える等により、従動ギア５６と制動ギア５７の間に働く駆動力を変えることができ、制動ギア５７の歯７５が第２駆動ギア５３の歯７８を抑える力７６を適度なものとすることができる。
【００５４】
（実施の形態２）
図４は本発明の実施の形態２の駆動装置を感光ドラムの軸に対して直角方向から見た模式図である。
【００５５】
図４において、図２と同じ構成には同じ番号を付している。本実施の形態においては、図２に示す例と同様に従動ギア５６は制動ギア５７より少ない歯数となっているが、従動ギア５６に正転位のギアを、制動ギア５７に負転位のギアを用いることで、従動ギア５６と制動ギア５７は略同一のピッチ円径を持つように構成されている。
【００５６】
このため、図２に示す実施の形態１では、駆動ギアを第１駆動ギア５２と第２駆動ギア５３の二つとしたが、本実施の形態では、これらの駆動ギアを一体物として形成した一つの駆動ギア６２として、従動ギア５６と制動ギア５７の両方にかみ合うようにすることができ、歯の形成が１回で済むため安価で、簡便な構成で、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。
【００５７】
（実施の形態３）
図５は本発明の実施の形態３の駆動装置を感光ドラムの軸に対して直角方向から見た模式図である。
【００５８】
本実施の形態は、感光体ドラムをフライホイールを用いて回転むら無くスムーズに回転させるものである。
【００５９】
図５において、図２と同じ構成には同じ番号を付している。本実施の形態においては、画像形成装置の骨格を成す前基板４０と後基板４１にはそれぞれ軸受け４２，４３が設けられており、感光体ドラム１１ａの中心に設けられ、感光体ドラム１１ａを回転する駆動を伝達するドラム軸５０を回転可能に保持している。モーター軸１０１（モーターは図示せず）には、歯数Ｚ１０のモーターギア１０２が固定されている。
【００６０】
ドラム軸５０にはドラム軸５０に駆動力を伝えるように固定された歯数Ｚ１１の駆動ギア１００が設けられている。本実施の形態の駆動ギア１００も、実施の形態２と同様に、実施の形態１における二つの駆動ギアを一体物として形成して一つの駆動ギアとしたものである。
【００６１】
後基板４１に設けられたアイドラ軸１０５には、アイドラ軸１０５に対して回転自在に取り付けられた歯数Ｚ１２の従動ギア１０６と、やはりアイドラ軸１０５に対して回転自在に取り付けられた歯数Ｚ１３の制動ギア１０７が設けられている。実施の形態２でも説明したように、歯数Ｚ１２の従動ギア１０６に正転位のギアを用い、歯数Ｚ１３の制動ギア１０７に負転位のギアを用いて略同一のピッチ円径になるように構成してある。
【００６２】
また、モーター軸１０１およびアイドラ軸１０５の取り付け位置を選ぶことにより、モーターギア１０２と駆動ギア１００が、駆動ギア１００と従動ギア１０６と制動ギア１０７が適度なバックラッシュを持って、それぞれかみ合うように構成されている。
【００６３】
本実施の形態では、Ｚ１０＝２０、転位係数ｘ１０＝０、Ｚ１１＝３０、転位係数ｘ１１＝０、Ｚ１２＝１５、転位係数ｘ１２＝０．３、Ｚ１３＝１６、転位係数ｘ１３＝−０．２５とし、モジュール０．８、ねじれ角１５°のはす歯ギアとした。
【００６４】
モーター軸１０１とドラム軸５０の軸間距離を２０．８５２ｍｍとすることで、モーターギア１０２と駆動ギア１００のバックラッシュが０．１００ｍｍとなった。
【００６５】
またドラム軸５０とアイドラ軸１０５の軸間距離を１９．０００ｍｍとすることで、駆動ギア１００と従動ギア１０６のバックラッシュが０．１００ｍｍとなり、駆動ギア１００と制動ギア１０７のバックラッシュが０．１００ｍｍとなった。
【００６６】
また、従動ギア１０６と制動ギア１０７の間にはそれぞれに対して摩擦力を発生する摩擦部材１０８が設けられている。また、アイドラ軸１０５の制動ギア１０７と後基盤４１にはさまれたところに、制動ギア１０７を摩擦部材１０８を介して従動ギア１０６に向け押圧し、その間で摩擦力を発生させる圧縮ばね１０９と、圧縮ばね１０９が直接後基盤４１に当接しないようにするすべり部材１１０が設けられている。これにより、圧縮ばね１０９が制動ギア１０７と共に回転したときに、後基盤４１との間でこすれ異音等が発生することが無い。
【００６７】
なおこのとき、圧縮ばね１０９は制動ギア１０７を軸方向方から垂直に加圧するので、アイドラ軸１０５に対して、制動ギア１０７および従動ギア１０６が傾くことはない。
【００６８】
また、これらのギアにはかみ合い率を上げ回転伝達のむらを減少させる目的ではす歯ギアを用いることが一般的である。はす歯ギアでは歯面の傾きにより駆動時にギア全体を支持軸に対し傾ける力が発生するが、本発明の実施の形態においては、側方より垂直にギア側面を押圧するので、この傾きを防止し、傾きによるかみ合い時の振動を防止する働きがある。
【００６９】
アイドラ軸１０５に固定された止め輪１１１は、従動ギア１０６などが、圧縮ばね１０９により押され、アイドラ軸１０５から外れるのを防止している。
【００７０】
また、従動ギア１０６には、従動ギア１０６の回転に慣性を与え、速度ムラの無い回転を得るためのフライホイール１１２が、ねじ１１３により固定されて設けられている。
【００７１】
このように構成された本実施の形態について、その動作を説明する。
【００７２】
モーター軸１０１の動力はモーターギア１０２から駆動ギア１００に伝わり、ドラム軸５０とこれに係合している感光体ドラム１１ａを回転させる。
【００７３】
また、駆動ギア１００の回転は係合する従動ギア１０６及び制動ギア１０７に伝えられ、それぞれとの歯数比に応じた速度で回転させる。
【００７４】
なお、本実施の形態のギアの歯数構成では、駆動ギア１００の回転数をＲ２としたとき、従動ギア１０６の回転数と制動ギア１０７の回転数は次の式で表される。
従動ギア１０６の回転数＝Ｒ２×Ｚ１１／Ｚ１２＝Ｒ２×３０／１５
制動ギア１０７の回転数＝Ｒ２×Ｚ１１／Ｚ１３＝Ｒ２×３０／１６
この結果、従動ギア１０６の回転数の方が制動ギア１０７の回転数よりも速いこととなる。
【００７５】
ここで、制動ギア１０７は、圧縮ばね１０９により摩擦部材１０８を介して従動ギア１０６に押し付けられていため、制動ギア１０７と従動ギア１０６の間では摩擦力が発生し、制動ギア１０７は、より回転数の速い従動ギア１０６から摩擦部材１０８を介して駆動力を受け、駆動ギア１００からの動力により回転する速度より速い速度で回転しようとする。
【００７６】
しかし、制動ギア１０７は駆動ギア１００とかみ合っているため、実質的にはバックラッシュ分だけ位相を変え、逆に制動ギア１０７が駆動ギア１００を駆動する方向での歯面
のかみ合いとなり、上記計算式で示す回転数で回転する。このとき、摩擦部材１０８は、従動ギア１０６、制動ギア１０７のいずれかあるいは双方との間ですべりが発生している。
【００７７】
このときの本実施例のギアのかみ合いの状態を図６（Ａ）、（Ｂ）に示す。
【００７８】
図６（Ａ）において、駆動ギア１００の歯１２０は矢印１２１で示す力で従動ギア１０６の歯１２２を押し、従動ギア１０６に駆動を伝えている。また、図６（Ｂ）において、制動ギア１０７の歯１２５は矢印１２６で示す力で駆動ギア１００の歯１２７から離れ、バックラッシュ分だけ位相が進み、駆動ギア１００の歯１２８を押すことになる。
【００７９】
したがって、駆動ギア１００の異なる歯が回転方向において両側から押さえられることになり、バックラッシュによるがたがなくなる。また、制動ギア１０７の歯面が傾くことがないので、歯筋のずれによるかみ合い時の振動等も発生しない。
【００８０】
このため、感光体ドラム１１ａとフライホイール１１２との間では、それらをつなぐ駆動ギア１００と従動ギア１０６の間に適度なバックラッシュを設けているにもかかわらず、駆動伝達時のがたや振動がなくなるので、フライホイール１１２の効果により感光体ドラム１１ａを回転むら無くスムーズにすることができる。
【００８１】
通常、感光体ドラム１１ａに対しギア結合した先のギアにフライホイールを設けた場合は、ギアのバックラッシュにより歯のかみ合いに遊びがあるので、フライホイールによる回転速度の安定化の効果は期待できないが、本実施の形態では、上記のように、バックラッシュの影響をなくして、回転速度の安定化を図ることができる。
【００８２】
また、従動ギア１０６と制動ギア１０７の歯数の大小を逆にしても、同様に感光体ドラム１１ａの回転をむらの無いものとする効果が得られる。
【００８３】
なお、ばね１０９の力を調整するか、あるいは調整機構を設けたり、または、摩擦部材１０８の材質あるいは従動ギア１０６や制動ギア１０７の表面状態を変える等により、従動ギア１０６と制動ギア１０７の間に働く駆動力を変えることができ、制動ギア１０７の歯１２５が駆動ギア１００の歯１２８を抑える力１２６を適度なものとすることができる。
【００８４】
本実施の形態では従動ギア１０６および制動ギア１０７と単一の駆動ギア１００がかみ合うとした例について説明したが、駆動ギア１００を歯数の異なる実質的な２段ギアとし従動ギア１０６および制動ギア１０７とかみ合う構成としても、本実施の形態と同様の効果が得られることはいうまでもない。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
以上のように、本発明は、感光体ドラムの回転を小さな構成でスムーズで安定なものとすることができるという効果を有し、駆動伝達ギアのバックラッシュによる振動を防止する駆動装置およびそれを用いた画像形成装置等として有用である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の実施の形態１における画像形成装置を示す概略構成図
【図２】本発明の実施の形態１における駆動装置を示す模式図
【図３】（Ａ）本発明の実施の形態１における駆動装置の従動ギアのかみ合い状態を示す要部模式図（Ｂ）本発明の実施の形態１における駆動装置の制動ギアのかみ合い状態を示す要部模式図
【図４】本発明の実施の形態２における駆動装置を示す模式図
【図５】本発明の実施の形態３における駆動装置を示す模式図
【図６】（Ａ）本発明の実施の形態３における駆動装置の従動ギアのかみ合い状態を示す要部模式図（Ｂ）本発明の実施の形態３における駆動装置の制動ギアのかみ合い状態を示す要部模式図
【符号の説明】
【００８７】
１ 画像形成部
２ 給紙部
３ 記録シート
４ 排紙部
１１〜１４ プロセスユニット
１１ａ〜１４ａ 感光体ドラム
１６ ＬＳＵ
１７ 中間転写ベルト
１９ 定着器
２０ 排紙ローラ
２１ 駆動ローラ
２２ 従動ローラ
２４〜２７ １次転写ローラ
２８ ２次転写ローラ
４０ 前基板
４１ 後基板
４２，４３ 軸受け
５０ ドラム軸
５１ 駆動軸
５２ 第１駆動ギア
５３ 第２駆動ギア
５６，１０６ 従動ギア
５７，１０７ 制動ギア
５８，１０８ 摩擦部材
５９，１０９ 圧縮ばね
６０，１１１ とめ輪
６２，１００ 駆動ギア
７０，７２，７５，７７，７８，１２０，１２２，１２５，１２７，１２８ 歯
１０１ モーター軸
１０２ モーターギア
１０５ アイドラ軸
１１０ すべり部材
１１２ フライホイール
１１３ ねじ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１のギアと、前記第１のギアと同軸上に前記第１のギアと一体に回転するように形成された第２のギアと、前記第１のギアにかみ合い前記第１のギアから駆動力を受ける第３のギアと、前記第３のギアとは異なる歯数で、前記第３のギアと同軸上に前記第３のギアと独立に回転可能に設けられ、前記第２のギアにかみ合い前記第２のギアから駆動力を受ける第４のギアと、前記第３のギアと前記第４のギアを互いに軸方向に押し付けるように付勢する付勢手段とからなることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記第１のギアと前記第２のギアが一体物として形成されたことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記第３のギアにフライホイールを設けたことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項４】
前記第３のギアと前記第４のギアの内、少なくとも歯数の大きいギアに負転位のギアを用いたことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項５】
前記第３のギアと前記第４のギアの内、少なくとも歯数の小さいギアに正転位のギアを用いたことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項６】
前記第１のギアから前記第４のギアの全てのギアが、はす歯ギアであることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項７】
前記第３のギアと前記第４のギアの間に摩擦部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の駆動装置を用いた画像形成装置。
【請求項１】
第１のギアと、前記第１のギアと同軸上に前記第１のギアと一体に回転するように形成された第２のギアと、前記第１のギアにかみ合い前記第１のギアから駆動力を受ける第３のギアと、前記第３のギアとは異なる歯数で、前記第３のギアと同軸上に前記第３のギアと独立に回転可能に設けられ、前記第２のギアにかみ合い前記第２のギアから駆動力を受ける第４のギアと、前記第３のギアと前記第４のギアを互いに軸方向に押し付けるように付勢する付勢手段とからなることを特徴とする駆動装置。
【請求項２】
前記第１のギアと前記第２のギアが一体物として形成されたことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項３】
前記第３のギアにフライホイールを設けたことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項４】
前記第３のギアと前記第４のギアの内、少なくとも歯数の大きいギアに負転位のギアを用いたことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項５】
前記第３のギアと前記第４のギアの内、少なくとも歯数の小さいギアに正転位のギアを用いたことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項６】
前記第１のギアから前記第４のギアの全てのギアが、はす歯ギアであることを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項７】
前記第３のギアと前記第４のギアの間に摩擦部材を設けたことを特徴とする請求項１記載の駆動装置。
【請求項８】
請求項１ないし請求項７のいずれかに記載の駆動装置を用いた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−２８６５３５（Ｐ２００７−２８６５３５Ａ）
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１１６４４２（Ｐ２００６−１１６４４２）
【出願日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年１１月１日（２００７．１１．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年４月２０日（２００６．４．２０）
【出願人】（０００００５８２１）松下電器産業株式会社 (73,050)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]