JP2009258164A - 回転駆動力伝達機構及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】被駆動体側の歯車に歯における駆動ベクトルの変化を低減して、被駆動体の回転軸の軸心を中心とする振動を抑制し、安定したムラのない回転を実現できる回転駆動力伝達機構及びこれを備えた画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置１００におけるインボリュート歯形を有する内歯車及び外歯車を用いて回転駆動力を伝達する回転駆動力伝達機構３００において、感光体ドラム３に回転駆動力を伝達する感光体ドラム駆動カップリング３３０と、中間転写ベルト駆動ローラ６２に回転駆動力を伝達する転写駆動カップリング３６０と、を備え、それらに設けられる内歯車を、該内歯車またはこれと噛合う外歯車の各々の歯に伝達される回転駆動力の駆動ベクトルが、回転軸中心側に向う駆動ベクトルまたは回転軸中心から外側に向う駆動ベクトルのうちの一方の駆動ベクトルと同じになるように形成するものとする。
【選択図】図７

Description

本発明は、回転駆動力伝達機構及びこれを備えた画像形成装置に係り、特に、インボリュート歯形を有する内歯車及び外歯車を用いて回転駆動力を伝達する回転駆動力伝達機構と、この回転駆動力伝達機構を備えた画像形成装置に関する。

従来、電子写真方式を用いたファクシミリやプリンタ等の画像形成装置では、回転駆動される感光体ドラムを帯電器により帯電し、前記感光体ドラムに画像情報に応じた光照射により静電潜像を形成し、現像装置によりこの静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成し、このトナー像をシート材、用紙などの記録媒体に転写して画像を出力するようにされている。

このように構成された画像形成装置は、一般に装置本体の回転駆動部から各動作部に向かい歯車伝達手段やカップリング手段等の用いた駆動伝達機構により駆動を伝達するようにされている。

特に、感光体ドラムや転写部においては、回転ムラのない駆動の伝達が必要とされている。しかしながら、従来は、駆動伝達機構における僅かながたつき等により回転ムラや感光体ドラムの軸心方向の位置ズレが生じるという問題があった。

そこで、上記問題の対策として、例えば、感光体ドラムの駆動伝達機構として入力部に内歯車を採用して感光体ドラムをムラのない回転で駆動するようにしたものが提案されている（特許文献１を参照）。
特開２００２−３４１６９６号公報

しかしながら、上述した内歯車を採用したいわゆる内歯ギア方式による駆動伝達機構では、図１１に示すように、感光体ドラム等の被駆動体３ｘの回転軸における軸心Ｏを中心にしたぶれ(振動)３ｃが発生するため、これが印字画質に悪影響を及ぼすという問題が生じる。

更に、従来の内歯車では、図１１に示すように、駆動源側の歯車と被駆動体３ｘ側の歯車の歯の当接位置によって、或る歯では駆動ベクトルが回転軸中心方向に向かい、別の歯では駆動ベクトルが回転軸中心から外側に向かっており、このことが軸心Ｏを中心として被駆動体３ｘを振動させることが判明した。

本発明は、上記従来の問題点に鑑みてなされたものであって、被駆動体側の歯車に歯における駆動ベクトルの変化を低減して、被駆動体の回転軸の軸心を中心とする振動を抑制し、安定したムラのない回転を実現できる回転駆動力伝達機構及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決するための本発明に係る回転駆動力伝達機構及びこれを備えた画像形成装置の構成は、次の通りである。
本発明は、インボリュート歯形を有する内歯車及び外歯車を用いて回転駆動力を伝達する回転駆動力伝達機構において、前記内歯車を、該内歯車またはこれと噛合う外歯車の各々の歯に伝達される回転駆動力の駆動ベクトルが、回転軸中心側に向う駆動ベクトルまたは回転軸中心から外側に向う駆動ベクトルのうちの一方の駆動ベクトルと同じになるように形成することを特徴とするものである。

具体的には、前記内歯車の歯が、これと噛合う外歯車の歯と当接した状態で、前記内歯車から前記外歯車の歯に各々伝達される回転駆動力の駆動ベクトルを、回転軸中心側に向う同じ駆動ベクトルとなるように形成するものを含むものである。

また、前記内歯車の歯が、これと噛合う外歯車の歯と当接した状態で、前記外歯車から前記内歯車の歯に各々伝達される回転駆動力の駆動ベクトルを、回転軸中心側から外側に向う同じ駆動ベクトルとなるように形成するものを含むものである。

また、本発明は、前記内歯車を、歯先円の直径が基準円の直径と一致するように形成することが好ましい。

また、本発明は、前記内歯車を、歯先円の直径が基準円の直径以上、且つ外歯車の歯先円の直径未満となるように形成することが好ましい。

また、本発明は、前記内歯車を、歯先円の直径が基準円の直径を超え、且つ基準円の直径と外歯車の歯先円の直径の平均以下となるように形成することが好ましい。

また、本発明は、前記内歯車を、駆動力を伝達する駆動用歯車とすることが好ましい。

また、本発明は、前記内歯車を、駆動力が伝達される従動用歯車とすることが好ましい。

さらに、本発明は、静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムに沿って移動して前記感光体ドラムに形成された前記トナー像を転写する転写ベルトを備え、駆動源からの回転駆動力の伝達にインボリュート歯形を有する内歯車及び外歯車を用いた回転駆動力伝達機構を有する画像形成装置において、前記回転駆動力伝達機構として、請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載の回転駆動力伝達機構を用いることを特徴とするものである。

また、本発明は、前記回転駆動力伝達機構により、前記感光体ドラムに回転駆動力を伝達することが好ましい。

また、本発明は、前記回転駆動力伝達機構により、前記転写ベルトに回転駆動力を伝達することが好ましい。

また、本発明は、前記回転駆動力伝達機構を、駆動源と被駆動体との間に設けられるカップリング部材として用いることが好ましい。

本発明によれば、インボリュート歯形を有する内歯車及び外歯車を用いて回転駆動力を伝達する回転駆動力伝達機構において、前記内歯車を、該内歯車またはこれと噛合う外歯車の各々の歯に伝達される回転駆動力の駆動ベクトルが、回転軸中心側に向う駆動ベクトルまたは回転軸中心から外側に向う駆動ベクトルのうちの一方の駆動ベクトルと同じになるように形成することで、被駆動体側の歯車に歯における駆動ベクトルの変化を低減して、被駆動体の回転軸の軸心を中心とする振動を抑制したムラの無い回転を実現できる。

また、本発明によれば、前記内歯車を、歯先円の直径が基準円の直径と一致するように形成することで、歯に伝達される駆動回転力の駆動ベクトルを、回転軸中心側に向う駆動ベクトルまたは回転軸中心から外側に向う駆動ベクトルのうちの一方の駆動ベクトルとすることができる。

また、本発明によれば、前記内歯車を、歯先円の直径が基準円の直径以上、且つ外歯車の歯先円の直径未満となるように形成することで、歯に伝達される駆動回転力の駆動ベクトルを、回転軸中心側に向う駆動ベクトルまたは回転軸中心から外側に向う駆動ベクトルのうちの一方の駆動ベクトルとするとともに、その駆動ベクトルの変動を少なくすることができる。

また、本発明は、前記内歯車を、歯先円の直径が基準円の直径を超え、且つ基準円の直径と外歯車の歯先円の直径の平均以下となるように形成することで、歯に伝達される駆動回転力の駆動ベクトルの変動を少なくするとともに、外歯車と内歯車との噛合いを確実にして安定した駆動伝達を行うことができる。

また、本発明によれば、前記内歯車を、駆動力を伝達する駆動用歯車とすることで、外歯車に伝達される駆動回転力の駆動ベクトルを同じ方向の駆動ベクトルにすることができるので、外歯車の回転軸の軸心を中心とする振動を抑制することができる。

また、本発明によれば、前記内歯車を、駆動力が伝達される従動用歯車とすることで、内歯車に伝達される駆動回転力の駆動ベクトルを同じ方向の駆動ベクトルにすることができるので、内歯車の回転軸の軸心を中心とする振動を抑制することができる。

さらに、本発明によれば、静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムに沿って移動して前記感光体ドラムに形成された前記トナー像を転写する転写ベルトを備え、駆動源からの回転駆動力の伝達にインボリュート歯形を有する内歯車及び外歯車を用いた回転駆動力伝達機構を有する画像形成装置において、前記回転駆動力伝達機構として、請求項１乃至4のうちの何れか一項に記載の回転駆動力伝達機構を用いることで、被駆動体側の歯車に歯における駆動ベクトルの変化を低減して、被駆動体の回転軸の軸心を中心とする振動を抑制し、画質の改善を図ることができる。

また、本発明によれば、前記回転駆動力伝達機構により、前記感光体ドラムに回転駆動力を伝達することで、感光体ドラムの回転ムラを抑制して高精度でトナー像を形成することができる。

また、本発明によれば、前記回転駆動力伝達機構により、前記転写ベルトに回転駆動力を伝達することで、前記転写ベルトの搬送を安定して行うことができるので、正確にトナー像を転写することができる。

また、本発明によれば、前記回転駆動力伝達機構を、駆動源と被駆動体との間に設けられるカップリング部材として用いることで、被駆動体の回転ムラを抑制して正確な回転を実現できる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して詳細に説明する。
図１は本発明の実施形態に係る回転駆動力伝達機構を備えた画像形成装置の全体構成を示す説明図である。

本実施形態に係る画像形成装置１００は、図１に示すように、静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラム３と、感光体ドラム３に沿って移動して感光体ドラム３に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト（転写ベルト）６１を備え、駆動源からの回転駆動力の伝達にインボリュート歯形を有する内歯車及び外歯車を用いた回転駆動力伝達機構３００（図８を参照）を有する画像形成装置１００において、回転駆動力伝達機構３００として、本発明に係る回転駆動力伝達機構の構成を備えたものである。

まず、本実施形態に係る画像形成装置１００の全体構成について説明する。
画像形成装置１００は、図１に示すように、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（例えば、記録用紙）に対して多色及び単色の画像を形成するもので、装置本体１１０と、自動原稿処理装置１２０とにより構成されている。

装置本体１１０は、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、給紙カセット８１、排紙トレイ９１等を有して構成されている。

装置本体１１０の上部には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台９２が設けられ、原稿載置台９２の上側には自動原稿処理装置１２０が取り付けられている。また、原稿載置台９２の下側には原稿の画像情報を読取る原稿読み取り部（スキャナ部）９０が配置されている。

自動原稿処理装置１２０は、原稿載置台９２の上に自動で原稿を搬送する。
また、自動原稿処理装置１２０は、矢印Ｍ方向に回動自在に構成され、原稿載置台９２の上を開放することにより原稿を手置きで置くことができるようになっている。

画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。
従って、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。

露光ユニット１は、画像書込み装置であり、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成される。露光ユニット１は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。

また、露光ユニット１としては、上述した構成の他に発光素子をアレイ状に並べた、例えば、ＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いる手法も採用できる。

このように構成された露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、感光体ドラム３の表面に画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。

現像器２は、それぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ）のトナーにより顕像化するものである。

感光体ドラム３は、円筒状を呈し、露光ユニット１の上方に配設され、その表面がクリーナユニット４によりクリーニングされ、クリーニングされた表面が帯電器５により均一に帯電される。

クリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを除去・回収する。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器を用いても良い。

これら感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５を備えてプロセスユニット２００が構成されている。このプロセスユニット２００は、回転駆動力伝達機構３００（図８を参照）を介し回転動作機構に駆動力が伝達されるように構成されている。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。
中間転写ローラ６４は、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応して４本設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、及び中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を張架して回転駆動するように構成されている。

中間転写ベルト６１は、厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成され、各感光体ドラム３に接触するように設けられている。そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１上に順次重ね合わせて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。

感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６４によって行われる。

各中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１に対して感光体ドラム３のトナー像を中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与えるようにされている。詳しくは、中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

中間転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。尚、本実施形態では、転写電極としてローラ形状の中間転写ローラ６４を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。

上述したように、各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化されたトナー像は中間転写ベルト６１上に積層される。積層された画像情報としてのトナー像は中間転写ベルト６１とともに搬送されて、中間転写ベルト６１と別途搬送されるシートとの接触位置に配置される転写ローラ１０ａによってシート上に転写される。

このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０ａは、所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１０ａにはトナーを用紙に転写させるための電圧（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加される。

中間転写ベルト６１と転写ローラ１０ａによる所定ニップを定常的に得るために、転写ローラ１０ａもしくは中間転写ベルト駆動ローラ６２の何れか一方を硬質材料（金属等）とし、他方を弾性ローラ等の軟質材料（弾性ゴムローラ、発泡性樹脂ローラ等）としたものが用いられる。

上述した転写工程において、感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナー、もしくは転写ローラ１０ａによってシート上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残留したトナーは、次工程で形成されるトナー像に対してトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように構成されている。

中間転写ベルトクリーニングユニット６５は、中間転写ベルト６１が搬送される経路上で、中間転写ベルト搬送方向において転写ローラ１０ａより下流側で感光体ドラム３よりも上流側に設けられている。

中間転写ベルトクリーニングユニット６５には、中間転写ベルト６１に接触して中間転写ベルト６１の表面をクリーニングするクリーニング部材としてクリーニングブレード６５１が具備されている。クリーニングブレード６５１が接触する中間転写ベルト６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６３で支持されている。

給紙カセット８１は、画像形成に使用するシートを蓄積しておくためのトレイであり、装置本体１１０の露光ユニット１の下側に設けられている。また、装置本体１１０の外側部には、外側よりシートを供給可能な手差し給紙カセット８２が設けられている。
この手差し給紙カセット８２にも画像形成に使用するシートを複数枚積載することができる。装置本体１１０の上方には、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するための排紙トレイ９１が設けられている。

また、装置本体１１０には、給紙カセット８１及び手差し給紙カセット８２のシートを転写ローラ１０ａや定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９１に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。給紙カセット８１乃至手差し給紙カセット８２から排紙トレイ９１に到る用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、複数の搬送ローラ１２ａ〜１２ｄ，レジストローラ１３、転写ローラ１０ａ、定着ユニット７等が配されている。

搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、シートの搬送を促進・補助するための小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って設けられている。
ピックアップローラ１１ａは、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。
ピックアップローラ１１ｂは、手差し給紙カセット８２の端部近傍に備えられ、手差し給紙カセット８２からシートを１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓに供給する。

レジストローラ１３は、用紙搬送路Ｓを搬送されているシートを一旦保持するものである。そして、感光体ドラム３上のトナー像の先端とシートの先端を合わせるタイミングでシートを転写ローラ１０ａに搬送する機能を有している。

定着ユニット７は、定着ローラ７０としてヒートローラ７１及び加圧ローラ７２を備えており、ヒートローラ７１及び加圧ローラ７２は、シートを挟んで回転搬送するようになっている。

また、ヒートローラ７１は、図示しない温度検出器からの信号に基づいて制御部によって所定の定着温度となるように設定されており、加圧ローラ７２とともにトナーをシートに熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して熱定着させる機能を有している。また、ヒートローラ７１を外部から加熱するための外部加熱ベルト７３が設けられている。

次に、画像形成装置１００における用紙搬送経路について説明する。
画像形成装置１００には、図１に示すように、予めシートを収納する給紙カセット８１、及び手差し給紙カセット８２が設けられている。これら給紙カセット８１，８２からシートを給紙するために、各々ピックアップローラ１１ａ，１１ｂが配置され、シートを１枚ずつ用紙搬送路Ｓに導くようになっている。

各給紙カセット８１，８２から搬送されるシートは、用紙搬送路Ｓの搬送ローラ１２ａによってレジストローラ１３まで搬送され、シートの先端と中間転写ベルト６１上の画像情報の先端を整合するタイミングで転写ローラ１０ａに搬送され、シート上に画像情報が書き込まれる。その後、シートは、定着ユニット７を通過することによってシート上の未定着トナーが熱で溶融・固着され、その後、搬送ローラ１２ｂを経て排紙トレイ９１上に排出される。

上述した用紙搬送経路は、シートに対する片面印字要求のときのものである。
一方、両面印字要求の時は、片面印字が終了し定着ユニット７を通過したシートの後端が最終の搬送ローラ１２ｂで把持されたときに、搬送ローラ１２ｂが逆回転することによってシートを搬送ローラ１２ｃ，１２ｄに導く。その後、シートはレジストローラ１３を経てシート裏面に印字が行われた後に排紙トレイ９１に排出される。

次に、本実施形態に係る特徴的なプロセスユニット２００について図面を参照して詳細に説明する。
図２は本実施形態に係る画像形成装置を構成するプロセスユニットのレイアウトの一例を示す説明図、図３は前記プロセスユニットの全体構成を示す斜視図、図４は前記プロセスユニットの内部の構成を示す説明図である。

本実施形態のプロセスユニット２００は、図２に示すように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応して、シート搬送方向（矢印Ａ方向）に沿って上流側よりプロセスユニット２００Ｙ，プロセスユニット２００Ｍ，プロセスユニット２００Ｃ，プロセスユニット２００Ｋの順に並設されている。以下、プロセスユニットについては符号２００を用いて説明する。

プロセスユニット２００において、感光体ドラム３及びクリーナユニット４へ駆動力を伝達するために、図３に示すように、感光体ドラム３に回転駆動力を伝達するドラムギア（外歯車）３１と、クリーナユニット４に設けられた廃トナー搬送スクリュー４１に回転駆動力を伝達するクリーニングスクリューカップリング４２とが設けられている。

ドラムギア３１は、インボリュート歯形で形成され、感光体ドラム３の端部に設けられている。クリーニングスクリューカップリング４２は、廃トナー搬送スクリュー４１の端部に設けられている。このドラムギア３１及びクリーニングスクリューカップリング４２は、プロセスユニット２００の同じ側面側に設けられている。

プロセスユニット２００の内部には、図４に示すように、回収された廃トナーを搬送する廃トナー搬送スクリュー４１がその軸線方向を感光体ドラム３の軸線方向と平行にして、感光体ドラム３に隣接して配置されている。廃トナー搬送スクリュー４１の下側には帯電器５が配置されている。

次に、本実施形態に係る特徴的な中間転写ベルトユニット６について図面を参照して詳細に説明する。図５は本実施形態に係る画像形成装置を構成する中間転写ベルトユニットの構成を示す説明図である。

本実施形態の中間転写ベルトユニット６は、図５に示すように、中間転写ベルト６１を搬送する中間転写ベルト駆動ローラ６２を駆動するための転写駆動ギア（外歯車）６２１が設けられている。この転写駆動ギア６２１は、インボリュート歯形で形成され、中間転写ベルト駆動ローラ６２の端部に設けられている。転写駆動ギア６２１と上述したドラムギア３１及びクリーニングスクリューカップリング４２は、画像形成装置本体において同じ側面側に設けられている。

次に、本実施形態に係る特徴的な回転駆動力伝達機構３００について図面を参照して詳細に説明する。
図６は本実施形態に係る回転駆動力伝達機構を含む駆動機構の構成を示す説明図、図７は前記駆動機構から回転駆動力伝達機構を分離した状態で各部の構成を示す説明図である。

本実施形態の回転駆動力伝達機構３００は、図６に示すように、装置内の動作部位を駆動する駆動機構４００の一部を構成し、図示しない駆動源からの駆動力を各動作部位に伝達するものである。

本実施形態においては、回転駆動力伝達機構３００として、図６に示すように、感光体ドラム３に回転駆動力を伝達する感光体ドラム駆動カップリング（カップリング部材）３３０と、中間転写ベルト駆動ローラ６２に回転駆動力を伝達する転写駆動カップリング（カップリング部材）３６０と、現像器２に回転駆動力を伝達する現像槽駆動カップリング３２０と、クリーナユニット４に回転駆動力を伝達する廃トナー搬送スクリュー駆動ギア３４０とが設けられている。

現像槽駆動カップリング３２０は、現像器２の図示しない係合部に連結されて現像ローラや撹拌ローラに回転駆動力を伝達するようになっている。

廃トナー搬送スクリュー駆動ギア３４０は、図４に示すように、クリーニングスクリューカップリング４２に連結されて廃トナー搬送スクリュー４１に回転駆動力を伝達するようになっている。

ここで、特徴的な感光体ドラム駆動カップリング３３０と転写駆動カップリング３６０について詳細に説明する。

感光体ドラム駆動カップリング３３０は、図７に示すように、一端部には、駆動機構４００の回転駆動力を伝達する駆動用ギア（外歯車）４３０に連結されて従動側となる第１ギア（内歯車）３３１が形成され、他端部にはドラムギア３１に連結されて駆動側となる第２ギア（内歯車）３３２が形成されている。すなわち、感光体ドラム駆動カップリング３３０は、駆動源とドラムギア３１の間に介在して回転駆動力を伝達するように構成されている。

第１ギア３３１，第２ギア３３２，ドラムギア３１及び駆動用ギア４３０は、いずれもインボリュート歯形により形成されている。特に、第１ギア３３１の内歯Ｈ１は、歯先円の直径が基準円の直径と一致するように形成されている。すなわち、歯たけの高さが基準円と一致する高さで形成されている。

転写駆動カップリング３６０は、図７に示すように、一端部には、駆動機構４００の回転駆動力を伝達する駆動用ギア（内歯車）４６０に連結されて従動側となる第１ギア（外歯車）３６１が形成され、他端部には中間転写ベルトユニット６の転写駆動ギア（外歯車）６２１に連結されて駆動側となる第２ギア（内歯車）３６２が形成されている。すなわち、転写駆動カップリング３６０は、駆動源と転写駆動ギア６２１の間に介在して回転駆動力を伝達するように構成されている。

第１ギア３６１，第２ギア３６２，駆動用ギア４６０及び転写駆動ギア６２１は、いずれもインボリュート歯形により形成されている。特に、駆動用ギア４６０の内歯Ｈ２は、歯先円の直径が基準円の直径と一致するように形成されている。

これら感光体ドラム駆動カップリング３３０及び転写駆動カップリング３６０は、駆動機構４００の駆動側のギアに対して遊嵌されており、画像形成装置本体に対して位置決めされたプロセスユニット２００のドラムギア３１、画像形成装置本体に対して位置決めされた中間転写ベルトユニット６の転写駆動ギア６２１と、それぞれの駆動源（駆動用ギア４３０，４６０）の間に介在して、駆動源に対する被駆動体、すなわち、感光体ドラム３及び中間転写ベルト６１の僅かな位置のズレを吸収するようになっている。

次に、本実施形態の特徴的な回転駆動力伝達機構３００の作用について図面を参照して詳細に説明する。
図８（ａ）は本実施形態に係る感光体ドラムのカップリング部材と駆動源側の駆動ギアとの連結状態を示す説明図、（ｂ）は従来の感光体ドラムのカップリング部材と駆動源側の駆動ギアとの連結状態を示す説明図、図９（ａ）は本実施形態に係る中間転写ベルトユニットのカップリング部材と駆動源側の駆動ギアとの連結状態を示す説明図、（ｂ）は従来の中間転写ベルトユニットのカップリング部材と駆動源側の駆動ギアとの連結状態を示す説明図である。

まず、感光体ドラム３を駆動する場合について説明する。
本実施形態において、回転駆動力伝達機構３００により感光体ドラム３に駆動を伝達する場合は、図８（ａ），図７に示すように、駆動機構４００の駆動用ギア４３０から感光体ドラム駆動カップリング３３０を介して回転駆動力が感光体ドラム３のドラムギア３１に伝達される。

駆動用ギア４３０により回転駆動力が感光体ドラム駆動カップリング３３０の第１ギア３３１に伝達される時、第１ギア３３１においては、図８（ａ）に示すように、内歯Ｈ１の基準円より外側の歯元のみに回転駆動力が作用する。これにより、第１ギア３３１に作用する回転駆動力の駆動ベクトルは、感光体ドラム駆動カップリング３３０の回転軸中心から外側に向う同じ方向の駆動ベクトルａ１，ａ２・・・となる。

尚、従来の感光体ドラム３に回転駆動力を伝達する構成では、図８（ｂ）に示すように、駆動用ギア４３０ａと第１ギア３３１ａはインボリュート歯形で形成され、駆動用ギア４３０ａにより感光体ドラム３側の第１ギア３３１ａに回転駆動力が伝達されると、駆動用ギア４３０ａと第１ギア３３１ａの歯の当接位置によって駆動ベクトルが変化する。すなわち、第１ギア３３１ａの内歯の基準円より内側の歯末では、回転軸中心側に向かう駆動ベクトルａ１ａとなり、基準円より外側の歯元では、回転軸中心から外側に向かう駆動ベクトルａ２ａとなる。

本実施形態では、図８（ａ）に示すように、従動側となる第１ギア３３１の内歯Ｈ１は、歯先円の直径が基準円の直径と一致するように形成されているので、第１ギア３３１における全ての歯において同じ様に回転軸中心から外側に向かう駆動ベクトルとなるため、第１ギア３３１において駆動ベクトルが変化することにより生じる感光体ドラム駆動カップリング３３０の振動を抑制できる。
これにより、感光体ドラム駆動カップリング３３０に連結される感光体ドラム３の軸心を中心とする振動を抑制できるので、画質の品位向上を図ることができる。

次に、中間転写ベルトユニット６を駆動する場合について説明する。
本実施形態において、回転駆動力伝達機構３００により中間転写ベルトユニット６に駆動を伝達する場合は、図９（ａ），図７に示すように、駆動機構４００の駆動用ギア４６０から転写駆動カップリング３６０を介して回転駆動力が中間転写ベルトユニット６の転写駆動ギア６２１に伝達される。

駆動用ギア４６０により回転駆動力が転写駆動カップリング３６０の第１ギア３６１に伝達される時、駆動用ギア４６０においては、図９（ａ）に示すように、内歯Ｈ２の基準円より外側の歯元のみで回転駆動力を伝達するようになっている。これにより、第１ギア３６１に作用する回転駆動力の駆動ベクトルは、転写駆動カップリング３６０の回転軸中心側に向う同じ方向の駆動ベクトルｂ１，ｂ２・・・となる。

尚、従来の中間転写ベルトユニット６に回転駆動力を伝達する構成では、図９（ｂ）に示すように、駆動用ギア４６０ａと第１ギア３６１ａはインボリュート歯形で形成され、駆動用ギア４６０ａにより中間転写ベルトユニット６側の第１ギア３６１ａに回転駆動力が伝達されると、駆動用ギア４６０ａと第１ギア３６１ａの歯の当接位置によって駆動ベクトルが変化する。すなわち、駆動用ギア４６０ａの内歯の基準円より内側の歯末では、回転軸中心側に向かう駆動ベクトルｂ１ａとなり、基準円より外側の歯元では、回転軸中心から外側に向かう駆動ベクトルｂ２ａとなる。

本実施形態では、図９（ａ）に示すように、駆動側となる駆動用ギア４６０ａの内歯Ｈ２は、歯先円の直径が基準円の直径と一致するように形成されているので、第１ギア３６１ａでは、駆動用ギア４６０ａから駆動力が伝達される全ての歯において同じ様に回転軸中心側に向かう駆動ベクトルとなるため、第１ギア３６１ａにおいて駆動ベクトルが変化することにより生じる転写駆動カップリング３６０の振動を抑制できる。
これにより、転写駆動カップリング３６０に連結される中間転写ベルト駆動ローラ６２の軸心を中心とする振動を抑制できるので、中間転写ベルト駆動ローラ６２をぶれ無く回転させることにより中間転写ベルト６１を安定して搬送することを可能にして、転写画像の品位向上を図ることができる。

以上のように構成したので、本実施形態によれば、画像形成装置１００において、回転駆動力を伝達する回転駆動力伝達機構３００の構成として、本発明の特徴的な構成を備えた感光体ドラム駆動カップリング３３０及び転写駆動カップリング３６０を設けたことで、感光体ドラム３及び中間転写ベルトユニット６の中間転写ベルト駆動ローラ６２における回転駆動力が伝達される時に生じる振動を抑制することができる。
これにより、画像形成装置１００において、感光体ドラム３に形成されるトナー像の品位向上を図るとともに、中間転写ベルト駆動ローラ６２をぶれ無く回転させることにより中間転写ベルト６１を安定して搬送することができるので、転写画像の品位向上を図ることができる。

また、本実施形態によれば、回転駆動力伝達機構３００に用いられる内歯車（感光体ドラム駆動カップリング３３０第１ギア（内歯車）３３１、駆動機構４００の回転駆動力を伝達する駆動用ギア（外歯車）４３０）を、それぞれの内歯Ｈ１，Ｈ２の歯先円の直径が基準円の直径と一致するように形成したので、これらの内歯車を駆動側及び従動側の何れに用いても、従動側の歯車に作用する回転駆動力の駆動ベクトルを同一方向にすることができるので、被駆動体に発生する駆動伝達による振動を抑制することができる。

尚、本実施形態では、感光体ドラム３に回転駆動力を伝達する構成では、駆動側の駆動用ギア４３０が外歯であって、非駆動側の感光体ドラム駆動カップリング３３０の第１ギア３３１が内歯である。また、中間転写ベルトユニット６に回転駆動力を伝達する構成では、駆動側の駆動用ギア４６０が内歯であって、非駆動側の転写駆動カップリング３６０の第１ギア３６１が外歯である。

次に、上述した実施形態の変形例について図面を参照して説明する。
図１０は本発明に係る実施形態の回転駆動力伝達機構を構成する駆動用ギア（外歯車）と従動用ギア（内歯車）の構成の変形例を示す部分拡大図である。

変形例は、上述した実施形態に係る回転駆動力伝達機構３００における回転駆動力を伝達する駆動用ギア（外歯車）４３０と、これに連結されて従動側となる第１ギア（内歯車）３３１の構成の変形例であって、図１０に示すように、駆動側ギア（外歯車）６３０と従動側ギア（内歯車）５３０とを噛合わせるようにしたものである。

従動側ギア５３０は、歯先円の直径が基準円の直径以上で、且つ駆動側ギア６３０の歯先円の直径未満で形成されている。具体的には、従動側ギア５３０の歯先円の直径ａがφ１６．２（ｍｍ）、駆動側ギア６３０の歯先円の直径ｂがφ１７．６（ｍｍ）、基準円の直径ｃがφ１６．０（ｍｍ）で形成されている。駆動側ギア６３０の歯先円の直径ｂと基準円の直径ｃの平均値ｄはφ１６．８（ｍｍ）となる。

つまり、従動側ギア５３０は、歯先円の直径ａが基準円の直径ｃよりも大きく、且つ基準円の直径ｃと駆動側ギア６３０の歯先円の直径ｂの平均値ｄ以下で形成されている。

このように構成することで、変形例によれば、従動側ギア５３０の歯先円の直径ａを基準円の直径ｃより僅かに０．２ｍｍ大きく形成したので、前述した実施形態よりも駆動ベクトルの変動の低減効果を向上できる。さらに、従動側ギア５３０の歯先円の直径ａを駆動側ギア６３０の歯先円の直径ｂよりも１．４ｍｍ小さく形成したので、確実に駆動を伝達することができる。

さらに、変形例では、従動側ギア５３０の歯先円の直径ａ（φ１６．２）が基準円の直径ｃと駆動側ギア６３０の歯先円の直径ｂの平均値ｄ（φ１６．８）よりも小さく構成したので、駆動トルクが大きくなっても確実で安定した駆動伝達を行うことができる。一方、従動側ギア５３０の歯先円の直径ａが平均値ｄ（φ１６．８）を越えると歯飛びの可能性が高くなる。

従って、従動側ギア５３０の歯先円の直径ａ（φ１６．２）は、基準円の直径ｃ（φ１６．０）よりも僅かに大きく、平均値ｄ（φ１６．８）よりも小さいことが好ましい。

以上、本発明の好適な実施形態及び変形例について説明したが、本発明は上述した例に限定されないことは言うまでもなく、当業者であれば、特許請求の範囲に記載された範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、それらについても当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。

例えば、上述した実施形態では、カラー用の画像形成装置に本発明が適用されているが、トナー像を記録媒体に定着させる定着装置を備えるモノクロ用の画像形成装置に本発明を適用することも可能である。さらに、回転駆動力伝達機構に相当する駆動伝達機構を備える装置であれは、本発明に係る回転駆動力伝達機構をその装置に適用して展開することも可能である。

本発明の実施形態に係る回転駆動力伝達機構を備えた画像形成装置の全体構成を示す説明図である。 前記画像形成装置を構成するプロセスユニットのレイアウトの一例を示す説明図である。 前記プロセスユニットの全体構成を示す斜視図である。 前記プロセスユニットの内部の構成を示す説明図である。 前記画像形成装置を構成する中間転写ベルトユニットの構成を示す説明図である。 前記回転駆動力伝達機構を含む駆動機構の構成を示す説明図である。 前記駆動機構から回転駆動力伝達機構を分離した状態で各部の構成を示す説明図である。 （ａ）は本実施形態に係る感光体ドラムのカップリング部材と駆動源側の駆動ギアとの連結状態を示す説明図、（ｂ）は従来の感光体ドラムのカップリング部材と駆動源側の駆動ギアとの連結状態を示す説明図である。 （ａ）は本実施形態に係る中間転写ベルトユニットのカップリング部材と駆動源側の駆動ギアとの連結状態を示す説明図、（ｂ）は従来の中間転写ベルトユニットのカップリング部材と駆動源側の駆動ギアとの連結状態を示す説明図である。 本発明に係る実施形態の回転駆動力伝達機構を構成する駆動用ギア（外歯車）と従動用ギア（内歯車）の構成の変形例を示す部分拡大図である。 従来の駆動伝達機構による回転軸の振動の発生状態を示す説明図である。

符号の説明

２ 現像器
３ 感光体ドラム
６ 中間転写ベルトユニット
３１ ドラムギア（外歯車）
４１ 廃トナー搬送スクリュー
４２ クリーニングスクリューカップリング（カップリング部材）
６１ 中間転写ベルト
６２ 中間転写ベルト駆動ローラ
１００ 画像形成装置
２００，２００Ｃ，２００Ｋ，２００Ｍ，２００Ｙ プロセスユニット
３００ 回転駆動力伝達機構
３２０ 現像槽駆動カップリング（カップリング部材）
３３０ 感光体ドラム駆動カップリング（カップリング部材）
３３１ 第１ギア（内歯車）
３３２ 第２ギア（内歯車）
３４０ 廃トナー搬送スクリュー駆動ギア
３６０ 転写駆動カップリング（カップリング部材）
３６１ 第１ギア（外歯車）
３６２ 第２ギア（内歯車）
４００ 駆動機構
４３０，６３０ 駆動用ギア（外歯車）
４６０ 駆動用ギア（内歯車）
５３０ 従動側ギア（内歯車）
６２１ 転写駆動ギア（外歯車）
ａ１，ａ１ａ，ａ２，ａ２ａ，ｂ１，ｂ１ａ，ｂ２，ｂ２ａ 駆動ベクトル
Ｈ１，Ｈ２ 内歯

Claims (10)

1. インボリュート歯形を有する内歯車及び外歯車を用いて回転駆動力を伝達する回転駆動力伝達機構において、
   前記内歯車は、該内歯車またはこれと噛合う外歯車の各々の歯に伝達される回転駆動力の各々の駆動ベクトルが、回転軸中心側に向う駆動ベクトルまたは回転軸中心から外側に向う駆動ベクトルのうちの一方の駆動ベクトルと同じになるように形成されていることを特徴とする回転駆動力伝達機構。
2. 前記内歯車は、歯先円の直径が基準円の直径と一致するように形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転駆動力伝達機構。
3. 前記内歯車は、歯先円の直径が基準円の直径以上、且つ外歯車の歯先円の直径未満で形成されていることを特徴とする請求項１に記載の回転駆動力伝達機構。
4. 前記内歯車は、歯先円の直径が基準円の直径を超え、且つ基準円の直径と外歯車の歯先円の直径の平均以下で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の回転駆動力伝達機構。
5. 前記内歯車は、駆動力を伝達する駆動用歯車とすることを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の回転駆動力伝達機構。
6. 前記内歯車は、駆動力が伝達される従動用歯車とすることを特徴とする請求項１乃至４のうちの何れか一項に記載の回転駆動力伝達機構。
7. 静電潜像に基づきトナー像が形成される感光体ドラムと、前記感光体ドラムに沿って移動して前記感光体ドラムに形成された前記トナー像を転写する転写ベルトを備え、駆動源からの回転駆動力の伝達にインボリュート歯形を有する内歯車及び外歯車を用いた回転駆動力伝達機構を有する画像形成装置において、
   前記回転駆動力伝達機構として、請求項１乃至６のうちの何れか一項に記載の回転駆動力伝達機構を用いることを特徴とする画像形成装置。
8. 前記回転駆動力伝達機構は、前記感光体ドラムに回転駆動力を伝達することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記回転駆動力伝達機構は、前記転写ベルトに回転駆動力を伝達することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記回転駆動力伝達機構は、駆動源と被駆動体との間に設けられるカップリング部材として用いることを特徴とする請求項７乃至９のうちの何れか一項に記載の画像形成装置。

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