JP5999424B2 - Drive transmission device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は駆動伝達装置、および画像形成装置であって、装置本体に配置した駆動源の回転駆動力を着脱可能な被駆動ユニットの回転部材に伝達する駆動伝達装置、およびこの駆動伝達装置を備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a drive transmission device and an image forming apparatus, and includes a drive transmission device that transmits a rotational driving force of a drive source disposed in the apparatus main body to a rotating member of a detachable driven unit, and the drive transmission device. The present invention relates to an image forming apparatus.
画像形成装置では、感光体等の消耗部分をユニット化して着脱可能にすることにより、ユーザによって交換できるようにしたものがある。例えば、感光体ドラムと帯電装置、現像装置、クリーニング装置をユニット化して、画像形成装置の装置本体から着脱可能とし、装置本体側からこれらの駆動力を伝達する構成である。イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色それぞれの画像形成部を有するタンデム型の画像形成装置では、この画像形成ユニットを色ごとに計４つ備えている。この画像形成ユニットを画像形成装置の装置置本体に装着し、画像形成時には、感光体ドラムや現像ローラ等を回転駆動する必要があるが、そのために、駆動源となるモータや減速ユニットは、画像形成装置の装置本体側に備え、減速ユニットと感光体ドラムを連結して動力が伝達できるようにしているものがある。 In some image forming apparatuses, a consumable part such as a photoconductor is unitized to be detachable so that it can be replaced by a user. For example, the photosensitive drum, the charging device, the developing device, and the cleaning device are unitized so as to be detachable from the main body of the image forming apparatus, and the driving force is transmitted from the main body side. A tandem type image forming apparatus having image forming portions for four colors of yellow, magenta, cyan, and black has a total of four image forming units for each color. This image forming unit is mounted on the apparatus main body of the image forming apparatus, and at the time of image formation, it is necessary to rotationally drive the photosensitive drum, the developing roller, and the like. Some of the forming apparatuses are provided on the apparatus main body side so that power can be transmitted by connecting a reduction unit and a photosensitive drum.
この連結部の構成は、従来、種々提案されており、例えば、外歯車と内歯車を用いたスプラインカップリングがあるが、画像形成ユニットが着脱可能であるため、連結する装置本体側の減速ユニット出力軸と着脱する画像形成ユニット側の感光体ドラム軸とに軸偏心や軸偏角が発生しやすい。また、連結部品である外歯車や内歯車自体の軸に対する歯車偏心や、歯車偏角が発生しやすい。 Various configurations of this connecting portion have been proposed in the past. For example, there is a spline coupling using an external gear and an internal gear, but the image forming unit is detachable. Axial eccentricity and angular deviation tend to occur between the output shaft and the photosensitive drum shaft on the side of the image forming unit to be attached and detached. Further, gear eccentricity and gear deflection angle with respect to the shafts of the external gear and the internal gear itself, which are connected parts, are likely to occur.
特許文献１に記載の画像形成装置では、スプラインカップリングを有し、歯幅中央部から歯端部方向に歯厚が減少する傾斜面をもつテーパ状歯形を用いて、着脱性と回転伝達精度を確保する手段が提案されている。詳細には、画像形成ユニットを画像形成装置本体に装着するときに、スプラインカップリングを確実に係合させ、回転特性も安定させることを目的として、スプラインカップリングの一端である外歯車の歯形状を、噛合い歯面の歯幅方向において、歯幅中央部分から両端部に向けて傾斜面とするテーパ形状の歯形を構成するカップリングが開示されている。 The image forming apparatus described in Patent Document 1 has a spline coupling, and uses a tapered tooth profile having an inclined surface in which the tooth thickness decreases from the center of the tooth width toward the tooth end, so that the attachment / detachment and rotation transmission accuracy are achieved. Means to ensure this have been proposed. Specifically, when the image forming unit is mounted on the image forming apparatus main body, the tooth shape of the external gear which is one end of the spline coupling is used for the purpose of securely engaging the spline coupling and stabilizing the rotation characteristics. Is a coupling that constitutes a tapered tooth profile that is inclined from the center portion of the tooth width toward both ends in the tooth width direction of the meshing tooth surface.
また特許文献２に記載の画像形成装置では、同様にスプラインカップリングを有し、外歯車の歯形をピッチ円方向の厚みが軸方向の中央部で極大となるようにクラウニング加工を施し、軸偏心や軸偏角を許容しながら、回転伝達誤差が発生しない高精度な連結手段が提案されている。 In the image forming apparatus described in Patent Document 2, similarly, the spline coupling is provided, and the tooth profile of the external gear is crowned so that the thickness in the pitch circle direction is maximized at the central portion in the axial direction. In addition, high-accuracy coupling means has been proposed that permits a shaft deflection angle and does not cause a rotation transmission error.
ところで、歯車部品の生産手段として射出成形がある。射出成形による樹脂歯車は低コストで量産できるメリットがあり、ポリアセタール樹脂など流動性の高い材料を使用することで高精度歯車が成形できるという利点がある。一般の射出成形においては、先述した両端部テーパ形状やクラウニング形状の歯車部品は、歯幅中央の有効歯面内にて固定側金型と可動側金型を分割しなければ、成形品が取り出せない形状である。平面上や曲面上で両金型を分割すると、型分割によるバリと呼ばれる線形状の凹凸部が形成されやすい。従って、特許文献１、２に開示されている発明では、歯面形状の精度が要求される歯車においては、成形加工が困難である。 Incidentally, there is injection molding as a means for producing gear parts. The resin gear by injection molding has the advantage that it can be mass-produced at low cost, and has the advantage that a high-precision gear can be molded by using a material with high fluidity such as polyacetal resin. In general injection molding, the both-end tapered shape and crowning-shaped gear parts described above can be taken out without dividing the fixed side mold and the movable side mold within the effective tooth surface at the center of the tooth width. There is no shape. When both molds are divided on a plane or a curved surface, a linear uneven part called a burr due to mold division is easily formed. Therefore, in the inventions disclosed in Patent Documents 1 and 2, it is difficult to form a gear in a gear that requires the accuracy of the tooth surface shape.
特許文献３には、樹脂の収縮特性（ひけ現象）を応用した樹脂クラウニング歯車の成形方法が提案されている。しかし、ひけによるクラウニング量は４０μｍ程度では、特許文献２に提示されているようなクラウニング量を確保するには不十分である。また、安定かつ高精度なクラウニング成形が困難である。 Patent Document 3 proposes a method for molding a resin crowning gear that applies the shrinkage characteristic (sink phenomenon) of resin. However, if the amount of crowning due to sink is about 40 μm, it is insufficient to secure the amount of crowning as disclosed in Patent Document 2. In addition, stable and highly accurate crowning molding is difficult.
すなわち高精度な歯車を射出成形するには、ひけ誘導は歯面以外の場所にして、シャープなエッジ部分である歯幅方向端部で型分割することが必要である（例えば、特許文献４の図４参照：同図のライン１１が型分割面である。）。 That is, in order to injection-mold a high-precision gear, it is necessary to mold-divide at the end portion in the tooth width direction that is a sharp edge portion at a location other than the tooth surface for sink induction (for example, see Patent Document 4). (Refer to FIG. 4: Line 11 in FIG. 4 is a mold dividing surface.)
本発明は、歯車部品を射出成形によって量産するのが困難という問題にかんがみ、画像形成ユニットの回転軸と減速ユニットの出力軸との連結部において、軸偏心や軸偏角等の誤差を許容し回転伝達が可能で、かつ、画像形成ユニットの回転軸の着脱が可能で容易で、さらに位相組みを行うことで連結部ギヤの１回転成分をキャンセルできる射出成形による成形可能な樹脂歯車を採用したスプラインカップリングを備えた駆動伝達装置、およびこれを用いた画像形成装置を提案することを目的とする。 In view of the problem that it is difficult to mass-produce gear parts by injection molding, the present invention allows errors such as shaft eccentricity and shaft deflection angle at the connecting portion between the rotation shaft of the image forming unit and the output shaft of the reduction unit. A resin gear that can be transmitted by rotation, can be easily attached to and detached from the rotating shaft of the image forming unit, and can be canceled by injection molding that can cancel one rotation component of the connecting portion gear by phase setting is adopted. It is an object of the present invention to propose a drive transmission device having a spline coupling and an image forming apparatus using the drive transmission device.
本発明に係る駆動伝達装置は、画像形成装置本体に対してその軸の軸線方向で着脱可能に装着した回転体に、前記画像形成装置本体が備える駆動源の回転駆動を伝達する駆動伝達装置において、外周に前記回転体の軸線方向に延伸する歯が形成された２つの外歯車と、該外歯車と噛み合うように、円筒形状の内周に歯が形成された内歯車と、を有し、前記円筒状の内歯車はその内周の一端側で前記２つの外歯車の一方と、前記内周の他端側で前記２つの外歯車の他方と噛み合い、前記２つの外歯車は同一形状を有し、且つ、歯面以外の一部に凹状あるいは凸状の印を形成してなり、前記２つの外歯車が前記内歯車を介して連結する際に前記印を向かい合わせて連結することを特徴とする。 The drive transmission device according to the present invention is a drive transmission device that transmits rotational drive of a drive source included in the image forming apparatus main body to a rotating body that is detachably attached to the image forming apparatus main body in the axial direction of the axis thereof. Two external gears formed with teeth extending in the axial direction of the rotating body on the outer periphery, and an internal gear formed with teeth on a cylindrical inner periphery so as to mesh with the external gear, The cylindrical internal gear meshes with one of the two external gears on one end side of the inner periphery and the other of the two external gears on the other end side of the inner periphery, and the two external gears have the same shape. And a concave or convex mark is formed on a part other than the tooth surface, and when the two external gears are connected via the internal gear, the marks are connected to face each other. Features.
本発明によれば、画像形成装置の連結部に用いる駆動伝達装置、詳細にはそのスプラインカップリングを、射出成形による量産可能な歯車形状のものであって着脱性と回転伝達特性を高め得るものとすることができる。 According to the present invention, the drive transmission device used in the connecting portion of the image forming apparatus, and more particularly, the spline coupling thereof has a gear shape that can be mass-produced by injection molding, and can improve detachability and rotation transmission characteristics. It can be.
以下本発明を実施するための形態に係る駆動伝達装置、およびこの駆動伝達装置を備えた画像形成装置について説明する。各実施形態に係る駆動伝達装置は、画像形成装置の連結部に適用するスプラインカップリングが、連結後、伝達時に主に噛み合う歯面部分（有効歯面）が平歯車で、２つある外歯車を同一形状としている。これによって、射出成形において成形された歯車の振幅と位相が同じになるので位相組みすることで連結部の１回転変動成分をキャンセルできるようにしている。すなわち、回転伝達時に主に噛み合う歯面部分（有効歯面）を平歯車とし、また、有効歯面の歯幅方向の片端部を型分割とし、それによって有効歯面上に型分割を設定することなく成形することを可能とし、また一回転変動成分を打ち消すために二つある外歯ギヤを同一型から搭載できる形状にしている。 Hereinafter, a drive transmission device according to an embodiment for carrying out the present invention and an image forming apparatus including the drive transmission device will be described. In the drive transmission device according to each embodiment, the spline coupling applied to the connecting portion of the image forming apparatus is a spur gear whose tooth surface portion (effective tooth surface) that is mainly engaged during transmission after the connection is a spur gear. Are the same shape. As a result, the amplitude and phase of the gear formed in the injection molding become the same, so that the one rotation fluctuation component of the connecting portion can be canceled by phase combination. That is, the tooth surface portion (effective tooth surface) that meshes mainly at the time of rotation transmission is a spur gear, and one end portion in the tooth width direction of the effective tooth surface is mold divided, thereby setting the mold division on the effective tooth surface. The two external gears can be mounted from the same mold in order to cancel the one-turn fluctuation component.
＜実施形態１＞
以下、実施形態１に係る画像形成装置について説明する。まず、駆動伝達装置を使用する画像形成装置について説明する。図１は本発明を実施可能な画像形成装置の一例の概略構成を示す模式図である。
<Embodiment 1>
The image forming apparatus according to the first embodiment will be described below. First, an image forming apparatus using a drive transmission device will be described. FIG. 1 is a schematic diagram showing a schematic configuration of an example of an image forming apparatus that can implement the present invention.
この画像形成装置１０は、タンデム方式を用いた電子写真方式のカラー複写機である。画像形成装置１０では、静電潜像を乾式２成分系現像剤による２成分現像方式で現像して可視像化する。なお、本実施形態では複写機を対象としているが、画像形成装置はこれに限ることなく、プリンターやファクシミリ装置、あるいは印刷機やこれら機能を複合した複合機を対象とすることができる。 The image forming apparatus 10 is an electrophotographic color copier using a tandem method. In the image forming apparatus 10, the electrostatic latent image is developed by a two-component development method using a dry two-component developer to make a visible image. Although the present embodiment targets a copying machine, the image forming apparatus is not limited to this, and can be a printer, a facsimile machine, a printing machine, or a complex machine that combines these functions.
画像形成装置１０は、図示しない画像読取部から画像情報である画像データを受け取って画像形成処理を行う。この画像形成装置１０には、図１に示すように、イエロー（以下、「Ｙ」と略記する。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と略記する。）、シアン（以下、「Ｃ」と略記する。）、ブラック（以下、「Ｂｋ」と略記する。）の各色用の４個の回転体としての潜像担持体、すなわち感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを並べて設けている。これら感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、駆動ローラを含む回転可能な複数のローラに支持された無端ベルト状の中間転写ベルト５に接触するように、そのベルト移動方向に沿って並んで配置する。 The image forming apparatus 10 receives image data as image information from an image reading unit (not shown) and performs image forming processing. As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 10 includes yellow (hereinafter abbreviated as “Y”), magenta (hereinafter abbreviated as “M”), cyan (hereinafter abbreviated as “C”). ) And black (hereinafter abbreviated as “Bk”), four latent image carriers, that is, photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk, are provided side by side. These photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk are arranged along the belt moving direction so as to contact the endless belt-shaped intermediate transfer belt 5 supported by a plurality of rotatable rollers including a driving roller. Deploy.
また、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋの周りには、それぞれ、帯電装置２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ、各色対応の現像装置９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋ、クリーニング装置４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ、除電装置３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ等の電子写真プロセス用部材をプロセス順に配置する。 In addition, around the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk, charging devices 2Y, 2M, 2C, and 2Bk, developing devices 9Y, 9M, 9C, and 9Bk corresponding to the respective colors, cleaning devices 4Y, 4M, 4C, Electrophotographic process members such as 4Bk, static eliminators 3Y, 3M, 3C, and 3Bk are arranged in the process order.
画像形成装置１０でフルカラー画像を形成する場合、後述する感光体ドラム駆動装置で、感光体ドラム１Ｙを図中矢印の方向に回転駆動しながら帯電装置２Ｙで一様帯電した後、図示しない光書込装置からの光ビームＬＹを照射して感光体ドラム１Ｙ上にＹ静電潜像を形成する。 When a full-color image is formed by the image forming apparatus 10, a photoconductor drum driving device described later is uniformly charged by the charging device 2Y while rotating the photoconductor drum 1Y in the direction of the arrow in the figure, and then an optical book (not shown). A Y electrostatic latent image is formed on the photoconductive drum 1Y by irradiating the light beam LY from the embedding device.
このＹ静電潜像は、現像装置９Ｙにより、現像剤中のＹトナーにより現像される。現像時には、現像ローラと感光体ドラム１Ｙとの間に所定の現像バイアスが印加され、現像ローラ上のＹトナーは、感光体ドラム１Ｙ上のＹ静電潜像部分に静電吸着する。 This Y electrostatic latent image is developed with Y toner in the developer by the developing device 9Y. During development, a predetermined developing bias is applied between the developing roller and the photosensitive drum 1Y, and the Y toner on the developing roller is electrostatically attracted to the Y electrostatic latent image portion on the photosensitive drum 1Y.
このように現像されて形成されたＹトナー像は、感光体ドラム１Ｙの回転に伴い、感光体ドラム１Ｙと中間転写ベルト５とが接触する１次転写位置に搬送される。この１次転写位置において、中間転写ベルト５の裏面には、１次転写ローラ６Ｙにより所定のバイアス電圧が印加される。そして、このバイアス印加によって発生した１次転写電界により、感光体ドラム１Ｙ上のＹトナー像を中間転写ベルト５側に引き寄せ、中間転写ベルト５上に１次転写する。 The Y toner image developed and formed in this way is conveyed to a primary transfer position where the photosensitive drum 1Y and the intermediate transfer belt 5 come into contact with the rotation of the photosensitive drum 1Y. At the primary transfer position, a predetermined bias voltage is applied to the back surface of the intermediate transfer belt 5 by the primary transfer roller 6Y. The Y toner image on the photosensitive drum 1Y is drawn toward the intermediate transfer belt 5 by the primary transfer electric field generated by this bias application, and is primarily transferred onto the intermediate transfer belt 5.
以下、同様にして、Ｍトナー像、Ｃトナー像、Ｂｋトナー像を、中間転写ベルト５上のＹトナー像に順次重ね合うように１次転写する。 Thereafter, similarly, the M toner image, the C toner image, and the Bk toner image are primarily transferred so as to sequentially overlap the Y toner image on the intermediate transfer belt 5.
中間転写ベルト５上に４色重なり合ったトナー像を、中間転写ベルト５の回転に伴い、２次転写ローラ７と対向する２次転写位置に搬送する。また、この２次転写位置には、図示しないレジストローラにより所定のタイミングで転写紙を搬送する。そして、この２次転写位置において、２次転写ローラ７により転写紙の裏面に所定のバイアス電圧を印加し、そのバイアス印加により発生した２次転写電界および２次転写位置での押付圧により、中間転写ベルト５上のトナー像を転写紙上に一括して２次転写する。その後、トナー像が２次転写した転写紙を、定着ローラ対８により定着処理を施し、その後装置外に排出する。 A toner image having four colors superimposed on the intermediate transfer belt 5 is conveyed to a secondary transfer position facing the secondary transfer roller 7 as the intermediate transfer belt 5 rotates. Further, the transfer paper is conveyed to the secondary transfer position at a predetermined timing by a resist roller (not shown). Then, at this secondary transfer position, a predetermined bias voltage is applied to the back surface of the transfer paper by the secondary transfer roller 7, and an intermediate is generated by the secondary transfer electric field generated by the bias application and the pressing pressure at the secondary transfer position. The toner image on the transfer belt 5 is secondarily transferred collectively onto the transfer paper. Thereafter, the transfer paper onto which the toner image has been secondarily transferred is subjected to a fixing process by the fixing roller pair 8 and then discharged out of the apparatus.
次に上述したような画像形成装置に使用するための駆動伝達装置８０について説明する。
図２は本発明の実施形態１に係る駆動伝達装置を示す断面図である。本実施形態では、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋを被駆動体の例として説明しているが、他にも、画像形成ユニットにある現像ローラやクリーニングローラの連結部に使用することも可能である。また、画像形成装置にある中間転写ベルトユニットにある駆動ローラや、定着ユニットにある定着ローラ、２次転写ユニットにある転写ローラなどで同様に使用することも可能である。
Next, a drive transmission device 80 for use in the image forming apparatus as described above will be described.
FIG. 2 is a sectional view showing the drive transmission device according to the first embodiment of the present invention. In the present embodiment, the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk are described as examples of driven bodies. However, the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk may be used as connecting portions for developing rollers and cleaning rollers in the image forming unit. Is possible. Further, it is also possible to use the drive roller in the intermediate transfer belt unit in the image forming apparatus, the fixing roller in the fixing unit, the transfer roller in the secondary transfer unit, and the like.
画像形成装置１０の各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋは、同一構成の感光体駆動装置により回転駆動されているので、以下、感光体ドラム１Ｙと感光体駆動装置１０Ｙとの連結部について説明する。他の感光体ドラム１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋも同一構成の連結部を備える。 Since each of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk of the image forming apparatus 10 is rotationally driven by the photosensitive member driving device having the same configuration, hereinafter, a connecting portion between the photosensitive drum 1Y and the photosensitive member driving device 10Y is described. explain. The other photoconductive drums 1M, 1C, and 1Bk are also provided with a connecting portion having the same configuration.
画像形成装置１０の本体には、感光体ドラム１Ｙを着脱自在に装着する。感光体ドラム１Ｙを画像形成装置１０の本体に配置した被駆動歯車７１で回転駆動する駆動軸５０Ｙに、駆動伝達装置８０Ｙを介して連結する。感光体ドラム１Ｙは、ドラム筒（感光体ドラム本体）５２Ｙ、フロント側ドラムフランジ部５３ｂ、リア側ドラムフランジ部５３ａを備える。 A photosensitive drum 1Y is detachably attached to the main body of the image forming apparatus 10. The photosensitive drum 1Y is connected to a drive shaft 50Y that is rotationally driven by a driven gear 71 disposed in the main body of the image forming apparatus 10 via a drive transmission device 80Y. The photosensitive drum 1Y includes a drum cylinder (photosensitive drum main body) 52Y, a front side drum flange portion 53b, and a rear side drum flange portion 53a.
リア側ドラムフランジ部５３ａおよびフロント側ドラムフランジ部５３ｂは、ドラム筒５２Ｙの両端部にはめ込んで取り付けられる。フロント側ドラムフランジ部５３ｂおよびリア側ドラムフランジ部５３ａの中心にドラム軸５５Ｙを貫通するようはめ込む。ドラム軸５５Ｙは、感光体ドラムユニットフレーム５４Ｙに軸受５６で支持する。なお、ドラム軸５５Ｙは、例えば外径が１０ｍｍ程度の金属シャフトを使用する。 The rear side drum flange portion 53a and the front side drum flange portion 53b are fitted and attached to both end portions of the drum cylinder 52Y. The drum shaft 55Y is fitted through the center of the front drum flange portion 53b and the rear drum flange portion 53a. The drum shaft 55Y is supported by a bearing 56 on the photosensitive drum unit frame 54Y. The drum shaft 55Y uses a metal shaft having an outer diameter of about 10 mm, for example.
感光体ドラムユニットフレーム５４Ｙは、感光体ドラム１Ｙを収納する感光体ドラムユニットの筐体をなす。感光体ドラム１Ｙを、その交換等のために画像形成装置本体から取り出す際には、感光体ドラムユニットフレーム５４Ｙごと取り出す。また、ドラム軸５５Ｙの画像形成装置１０本体側（リア側）には、ドラム軸５５Ｙを回転中心とする第１の外歯車８１（スプラインカップリング出力部）が形成されている。また、ドラム軸５５Ｙの他方側（フロント側）は、前側板６１に設置された軸受で支持され画像形成装置本体に位置決めされる。 The photosensitive drum unit frame 54Y forms a housing of a photosensitive drum unit that houses the photosensitive drum 1Y. When taking out the photosensitive drum 1Y from the main body of the image forming apparatus for replacement or the like, the whole photosensitive drum unit frame 54Y is taken out. Further, a first external gear 81 (spline coupling output unit) having the drum shaft 55Y as a rotation center is formed on the main body side (rear side) of the drum shaft 55Y. The other side (front side) of the drum shaft 55Y is supported by a bearing installed on the front plate 61 and positioned on the image forming apparatus main body.
次に感光体ドラム１Ｙを駆動するための画像形成装置１０本体側の駆動部について説明する。図２に示すように、感光体駆動装置１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙを駆動するために画像形成装置本体に設けられている。この感光体駆動装置１０Ｙは、駆動モータ２０Ｙ、モータ軸２０Ｙａに取り付けた外歯車である駆動歯車７２、駆動歯車７２にかみ合う外歯車である被駆動歯車７１、この被駆動歯車７１に取り付けた駆動軸５０Ｙ、駆動軸５０Ｙに取り付けた第２の外歯車８３（スプラインカップリング入力部）を備えている。駆動モータ２０Ｙは、画像形成装置本体の駆動側板６３に取り付けている。 Next, a drive unit on the main body side of the image forming apparatus 10 for driving the photosensitive drum 1Y will be described. As shown in FIG. 2, the photoreceptor driving device 10Y is provided in the image forming apparatus main body in order to drive the photoreceptor drum 1Y. The photoreceptor driving device 10Y includes a drive motor 20Y, a drive gear 72 that is an external gear attached to the motor shaft 20Ya, a driven gear 71 that is an external gear meshing with the drive gear 72, and a drive shaft attached to the driven gear 71. 50Y and a second external gear 83 (spline coupling input part) attached to the drive shaft 50Y. The drive motor 20Y is attached to the drive side plate 63 of the image forming apparatus main body.
この実施形態１では、この感光体駆動装置１０Ｙで駆動モータ２０Ｙの回転駆動力を駆動軸５０Ｙに取り付けられた第２の外歯車８３に伝達する。駆動軸５０Ｙは、駆動側板６３に取り付けられた軸受６３ａと、画像形成装置本体の本体フレームの後側板６２に取り付けられた軸受６２ａで画像形成装置本体側に支持されている。駆動軸５０Ｙは、例えば外径が１０ｍｍ程度の金属シャフトを使用する。 In the first embodiment, the rotational driving force of the driving motor 20Y is transmitted to the second external gear 83 attached to the driving shaft 50Y by the photoconductor driving device 10Y. The drive shaft 50Y is supported on the image forming apparatus main body side by a bearing 63a attached to the drive side plate 63 and a bearing 62a attached to the rear side plate 62 of the main body frame of the image forming apparatus main body. For example, a metal shaft having an outer diameter of about 10 mm is used as the drive shaft 50Y.
感光体ドラムユニットのドラム軸５５Ｙと駆動軸５０Ｙは、共に大径金属シャフトを採用しているので、駆動側、被駆動側のどちらも剛性が高くたわみ量が少ない。これによって、画像形成時に低周波の振動を押さえることができるため、バンディングと称される画像の周期的な濃度ムラを抑制することができる。しかし、ドラム軸５５Ｙと駆動軸５０Ｙは軸心ずれ、軸偏角の誤差が発生することがある。これをねじ締結などで固定連結したり、許容誤差範囲の少ないカップリングで連結したりするとそれぞれの軸に大きな軸反力が発生し、感光体ドラムユニットの変形や、大きな振動を発生させてしまう。なお、感光体ユニットには、感光体ドラムの他に現像ローラを備えた現像装置９Ｙや帯電装置２Ｙ、除電装置３Ｙ、クリーニング装置４Ｙが含まれる場合がある。このような大型の感光体ユニットでは、装着時の位置決め精度が下がり、軸心ずれや軸偏角はより大きくなりやすい。 Since both the drum shaft 55Y and the drive shaft 50Y of the photosensitive drum unit employ large-diameter metal shafts, both the drive side and the driven side have high rigidity and a small amount of deflection. Thereby, since low-frequency vibration can be suppressed during image formation, periodic density unevenness of the image called banding can be suppressed. However, the drum shaft 55Y and the drive shaft 50Y may be misaligned and cause an error in the shaft deflection angle. If this is fixedly connected by screw fastening or connected by a coupling with a small allowable error range, a large axial reaction force is generated on each shaft, which causes deformation of the photosensitive drum unit and large vibration. The photosensitive unit may include a developing device 9Y including a developing roller, a charging device 2Y, a charge eliminating device 3Y, and a cleaning device 4Y in addition to the photosensitive drum. In such a large photoconductor unit, the positioning accuracy at the time of mounting is lowered, and the shaft misalignment and the shaft deflection angle are likely to be larger.
そこで本実施形態では、許容誤差範囲の広い連結手段として知られている２段のスプラインカップリングを採用する。駆動伝達装置８０Ｙは、第１の外歯車８１、第２の外歯車８３および中間伝達部材であるスリーブ８４を備えて構成される。スリーブ８４は円筒形の部材であり、その内周面に内歯車８２を形成する。この内歯車８２は、第１の外歯車８１、第２の外歯車８３の両歯車とかみ合うものである。外歯車８１、８３は、それぞれ、ピッチ円方向の厚みが軸方向に変化し、規定の有効歯面で噛み合うように設計されている。なお、本実施形態及び以下に説明する他の実施形態に係る歯車は、既述の１段のスプラインカップリングにも適用可能である。 Therefore, in this embodiment, a two-stage spline coupling known as a connecting means having a wide allowable error range is employed. The drive transmission device 80Y includes a first external gear 81, a second external gear 83, and a sleeve 84 that is an intermediate transmission member. The sleeve 84 is a cylindrical member, and an internal gear 82 is formed on the inner peripheral surface thereof. The internal gear 82 meshes with both the first external gear 81 and the second external gear 83. The external gears 81 and 83 are each designed such that the thickness in the pitch circle direction changes in the axial direction and meshes with a prescribed effective tooth surface. Note that the gears according to this embodiment and other embodiments described below are also applicable to the one-stage spline coupling described above.
このような駆動伝達装置８０Ｙにおいて、スリーブ８４は、前記第１の外歯車８１と第２の外歯車８３の両方に前記内歯車がかみ合った連結状態（図２の状態）から、前記第２の外歯車８３だけにかみ合う非連結状態（図２の状態から圧縮スプリング８６を圧縮する方向にスリーブ８４を移動した状態まで、軸線方向に沿って移動できる。 In such a drive transmission device 80Y, the sleeve 84 moves from the connected state (the state shown in FIG. 2) in which the internal gear meshes with both the first external gear 81 and the second external gear 83 to the second external gear 83. It is possible to move along the axial direction from the non-connected state engaging only with the external gear 83 (from the state of FIG. 2 to the state where the sleeve 84 is moved in the direction of compressing the compression spring 86).
第１の外歯車８１および第２の外歯車８３は、それぞれ、ピッチ円方向の厚みが軸方向の中央部で極大となるようにクラウニング処理を施す。このクラウニング形状の歯車により、第１の外歯車８１、８３とスリーブ８４の内歯車８２とにおいて軸偏角を許容することができる。この軸偏角を許容するかみ合部が２箇所、すなわち第１の外歯車８１と内歯車８２、第２の外歯車８３と内歯車８２にあるので、軸心ずれがあった場合も内歯車が形成されたスリーブ８４の傾斜により許容することができる。 The first external gear 81 and the second external gear 83 are each subjected to crowning so that the thickness in the pitch circle direction is maximized at the central portion in the axial direction. With this crowning-shaped gear, it is possible to allow an axial deviation angle between the first external gears 81 and 83 and the internal gear 82 of the sleeve 84. Since there are two meshing portions that allow this shaft deflection angle, that is, the first external gear 81 and the internal gear 82, and the second external gear 83 and the internal gear 82, the internal gear can be used even when there is a misalignment. Can be allowed by the inclination of the sleeve 84 formed.
このように第１の外歯車８１、８３とスリーブ８４とで２段のスプラインカップリングを構成する。実施形態１に係る駆動伝達装置では、この構造によって、内歯車８２が軸誤差に応じて揺動し、第１の外歯車８１の回転中心軸と、第２の外歯車８３の回転中心軸とのずれを吸収する。また、ドラム軸５５Ｙおよび駆動軸５０Ｙが同一直線上にない平行な位置関係となっている場合でも、軸反力を発生させることなく、角速度を変化させることなく回転駆動力を伝達することができる。 Thus, the first external gears 81 and 83 and the sleeve 84 constitute a two-stage spline coupling. In the drive transmission device according to the first embodiment, this structure causes the internal gear 82 to swing according to the axial error, and the rotation center axis of the first external gear 81 and the rotation center axis of the second external gear 83. Absorb the deviation. Further, even when the drum shaft 55Y and the drive shaft 50Y have a parallel positional relationship that is not on the same straight line, the rotational driving force can be transmitted without generating an axial reaction force and without changing the angular velocity. .
次に駆動伝達装置８０Ｙの着脱性を向上するための構成について説明する。図２に示すように、スリーブ８４の第２の外歯車８３側端部には外側に向け突出形成したフランジ部８４ｓを形成している。また、このフランジ部８４ｓの周囲には、スリーブガイド８５を配置している。 Next, a configuration for improving the detachability of the drive transmission device 80Y will be described. As shown in FIG. 2, a flange portion 84 s that protrudes outward is formed at the end portion of the sleeve 84 on the second external gear 83 side. Further, a sleeve guide 85 is disposed around the flange portion 84s.
中間伝達機構保持部材であるスリーブガイド８５は、２つの円板部８５ａ、８５ｂを、フランジ部８４ｓを挟むように間隔を開けて配置し、円板部８５ａ、８５ｂの周囲を円筒部８５ｃで接続した構造をそなえる。また、円板部８５ａには、駆動軸５０Ｙの貫通孔を、円板部５５ｂには、スリーブ８４の貫通孔を開設する。そして、このような構成のスリーブガイド８５は、フランジ部８４ｓに対して、回転軸スラスト方向、およびラジアル方向に一定の隙間を持って保持される。この一定の隙間の寸法は、軸ずれを吸収するためにスリーブ８４が揺動したときにスリーブガイド８５が干渉しない十分なものである。 The sleeve guide 85, which is an intermediate transmission mechanism holding member, has two disc portions 85a and 85b arranged with a gap therebetween so as to sandwich the flange portion 84s, and the periphery of the disc portions 85a and 85b is connected by a cylindrical portion 85c. With the same structure. Further, a through hole of the drive shaft 50Y is formed in the disc portion 85a, and a through hole of the sleeve 84 is opened in the disc portion 55b. And the sleeve guide 85 of such a structure is hold | maintained with a fixed clearance gap with respect to the flange part 84s in a rotating shaft thrust direction and a radial direction. The dimension of this constant gap is sufficient to prevent the sleeve guide 85 from interfering when the sleeve 84 swings to absorb the shaft misalignment.
このスリーブガイド８５によって、スリーブ８４は連結時には自由に揺動が可能となり、第１の外歯車８１がスラスト方向に外れた非連結時には、第２の外歯車８３と内歯車８２のかみ合が外れないようにスリーブ８４を保持することができる。 The sleeve guide 85 allows the sleeve 84 to freely swing when connected. When the first external gear 81 is disconnected in the thrust direction, the second external gear 83 and the internal gear 82 are disengaged. The sleeve 84 can be held so that there is no such thing.
スリーブガイド８５は、駆動軸５０Ｙに沿ってスラスト方向に自由に移動可能な隙間を有しており、弾性部材である圧縮スプリング８６でスラスト方向の感光体ドラム１Ｙ側に押し付けるように配置している。圧縮スプリング８６の他端は軸受６２ａに接触するように配置したスプリング保持部８７によって支持する。スプリング保持部８７は、駆動軸５０Ｙに押し入れて固定する。またスリーブガイド８５は、圧縮スプリング８６に付勢された状態で、第２の外歯車８３のリム部８３ｓと接触する。これによって、連結時に圧縮スプリング８６による付勢力がスリーブ４８に伝達しないようにしている。したがって、連結時、および、駆動伝達時にスリーブ４８は、圧縮スプリング８６の付勢力によって揺動姿勢が変化することなく、軸ずれを吸収することが可能となる。 The sleeve guide 85 has a gap that can freely move in the thrust direction along the drive shaft 50Y, and is arranged to be pressed against the photosensitive drum 1Y in the thrust direction by a compression spring 86 that is an elastic member. . The other end of the compression spring 86 is supported by a spring holding portion 87 arranged so as to contact the bearing 62a. The spring holding portion 87 is pushed into the drive shaft 50Y and fixed. Further, the sleeve guide 85 comes into contact with the rim portion 83 s of the second external gear 83 while being urged by the compression spring 86. This prevents the urging force from the compression spring 86 from being transmitted to the sleeve 48 during connection. Therefore, the sleeve 48 can absorb the shaft misalignment without changing the swinging posture due to the urging force of the compression spring 86 at the time of connection and drive transmission.
また、スリーブ８４を連結状態から非連結状態にするには、スリーブ８４を圧縮スプリング８６の圧縮方向に押し付ける。この動作により、スリーブ８４の内歯車８２は、第１の外歯車８１から外れる。これにより、感光体ドラム１Ｙの交換を行うことができる。 Further, in order to change the sleeve 84 from the connected state to the non-connected state, the sleeve 84 is pressed in the compression direction of the compression spring 86. By this operation, the internal gear 82 of the sleeve 84 is disengaged from the first external gear 81. Thereby, the photosensitive drum 1Y can be replaced.
次にこの実施形態１に係る駆動伝達装置の動作について説明する。
まず、感光体ドラム１Ｙの連結について説明する。連結に際しては、感光体ドラムユニットフレーム５４Ｙを画像形成装置１０本体内の感光体駆動装置１０Ｙに向け、ガイドフレーム（図示していない）に沿って回転軸に沿ってスライド挿入する。挿入するにつれて、第１の外歯車８１とスリーブ８４の内歯車８２がかみ合う。しかし、第１の外歯車８１と内歯車８２を正しくかみ合わせることは容易ではない。その理由は、挿入時の第１の外歯車８１の歯の位置と内歯車８２とがかみ合う位相関係になっていることが少ないためである。また、内歯車８２とスリーブ８４は、揺動できるので、第１の外歯車８１が外れた非連結状態では、スリーブ８４は重力で傾斜していることが多く、挿入すべき第１の外歯車８１の歯部に対して、内歯車８２の歯部が正しくかみ合う位置にないためである。
Next, the operation of the drive transmission device according to the first embodiment will be described.
First, the connection of the photosensitive drum 1Y will be described. In connection, the photosensitive drum unit frame 54Y is slid and inserted along a rotation axis along a guide frame (not shown) toward the photosensitive member driving device 10Y in the main body of the image forming apparatus 10. As inserted, the first external gear 81 and the internal gear 82 of the sleeve 84 mesh with each other. However, it is not easy to properly mesh the first external gear 81 and the internal gear 82. The reason for this is that there is little phase relationship in which the position of the teeth of the first external gear 81 and the internal gear 82 at the time of insertion are engaged. Further, since the internal gear 82 and the sleeve 84 can swing, the sleeve 84 is often inclined by gravity when the first external gear 81 is disengaged and the first external gear to be inserted. This is because the tooth portion of the internal gear 82 is not in a position where the tooth portion of the internal gear 82 is properly engaged with the tooth portion of 81.
したがって、第１の外歯車８１の軸先端部と内歯車８２およびスリーブ８４の端部が接触し、そのまま、感光体ドラムユニットフレーム５４Ｙの挿入につれて内歯車８２およびスリーブ８４は感光体駆動装置１０Ｙ側に退避していく。このとき、スリーブ８４がスリーブガイド８５と接触し、スリーブ８４がスリーブガイド８５を介して圧縮スプリング８６を押し込みながら移動する。内歯車８２とスリーブ８４とは、第１の外歯車８１の軸先端部と内歯車８２端部が接触したまま、感光体ドラムユニットが画像形成装置本体に装着可能な位置まで移動できる。圧縮スプリング８６の付勢力はこの待避時に作用して、第１の外歯車８１とスリーブ８４との接触による衝撃を吸収する。 Accordingly, the end of the shaft of the first external gear 81 and the ends of the internal gear 82 and the sleeve 84 are in contact with each other, and the internal gear 82 and the sleeve 84 are moved toward the photoconductor driving device 10Y as the photoconductor drum unit frame 54Y is inserted. Evacuate. At this time, the sleeve 84 comes into contact with the sleeve guide 85, and the sleeve 84 moves while pushing the compression spring 86 through the sleeve guide 85. The internal gear 82 and the sleeve 84 can move to a position where the photosensitive drum unit can be mounted on the image forming apparatus main body while the tip end portion of the first external gear 81 and the end portion of the internal gear 82 are in contact with each other. The urging force of the compression spring 86 acts at the time of retraction, and absorbs the impact caused by the contact between the first external gear 81 and the sleeve 84.
なお、第１の外歯車８１と第２の外歯車８３は同じ歯数で同じ歯形状としており、内歯車８２は両外歯車８１、８３にかみ合うように軸方向に同一形状に形成している。このため、内歯車８２の歯部が第１の外歯車８１とのかみ合部と第２の外歯車８３とのかみ合部において分割され、中間に歯が形成されていない場合には、内歯車の歯の位相がそれぞれ一致するように形成することが望ましい。このような構成にすることで、内歯車８２とスリーブ８４は、軸方向で感光体駆動装置１０Ｙ側にスムーズに移動することができる。 The first external gear 81 and the second external gear 83 have the same number of teeth and the same tooth shape, and the internal gear 82 has the same shape in the axial direction so as to mesh with both the external gears 81 and 83. . For this reason, when the tooth part of the internal gear 82 is divided at the meshing part of the first external gear 81 and the meshing part of the second external gear 83 and no tooth is formed in the middle, It is desirable to form the gear teeth so that the phases of the gear teeth coincide with each other. With such a configuration, the internal gear 82 and the sleeve 84 can smoothly move toward the photoconductor driving device 10Y in the axial direction.
第１の外歯車８１の軸方向先先端部の歯は、歯厚、歯たけが減少するようにクラウニングしているので、先細りのテーパ形状となっており、内歯車８２とのかみ合連結が容易となる。例えば、内歯車８２とスリーブ８４の待避中において、内歯車８２とスリーブ８４の姿勢変化や、内歯車８２と第２の外歯車８３とのバックラッシ、被駆動歯車７１と駆動歯車７２とのバックラッシにより、内歯車８２とスリーブ８４の少しの回転によって、正しいかみ合位相となり、連結することができる。 Since the tooth at the tip end in the axial direction of the first external gear 81 is crowned so that the tooth thickness and the tooth depth are reduced, the tooth is tapered and the meshing connection with the internal gear 82 is established. It becomes easy. For example, during the withdrawal of the internal gear 82 and the sleeve 84, due to a change in posture of the internal gear 82 and the sleeve 84, a backlash between the internal gear 82 and the second external gear 83, and a backlash between the driven gear 71 and the drive gear 72. By a slight rotation of the internal gear 82 and the sleeve 84, the correct meshing phase is obtained and the connection can be established.
実施形態１によれば、スリーブ８４と両外歯車８１、８３が連結状態で揺動でき、軸ずれを吸収するので、回転伝達誤差がなく、高精度な回転伝達を実現できる。また、軸ずれ状態の駆動ユニットと画像形成ユニットを連結することによる軸反力の発生を防止して、高精度な画像形成が可能となる。さらに、非連結状態から連結時の第１の外歯車８１と内歯車８２の接触によるユニット装着の不可や連結部の破損を防止することができる。 According to the first embodiment, the sleeve 84 and the both external gears 81 and 83 can swing in a connected state and absorb the shaft misalignment, so that there is no rotation transmission error and high-accuracy rotation transmission can be realized. In addition, it is possible to prevent the generation of the axial reaction force by connecting the drive unit and the image forming unit in the off-axis state, thereby enabling high-precision image formation. Furthermore, it is possible to prevent the unit from being unmountable and the connecting portion from being damaged due to the contact between the first external gear 81 and the internal gear 82 when connected from the non-connected state.
＜実施形態２＞
次に本発明の実施形態２に係る駆動伝達装置について説明する。先に説明した実施形態１に係る駆動伝達装置は、感光体ドラム１Ｙ側のドラム軸５５Ｙと、画像形成装置本体側の駆動軸５０Ｙとを駆動伝達装置８０Ｙで連結する構成であった。本実施形態に係る駆動伝達装置は、感光体ドラム１Ｙ側と画像形成装置本体側で共通の回転軸を用いる点で第１の実施形態に係る駆動伝達装置と異なっている。
<Embodiment 2>
Next, a drive transmission device according to Embodiment 2 of the present invention will be described. The drive transmission device according to the first embodiment described above has a configuration in which the drum shaft 55Y on the photosensitive drum 1Y side and the drive shaft 50Y on the image forming apparatus main body side are connected by the drive transmission device 80Y. The drive transmission device according to the present embodiment is different from the drive transmission device according to the first embodiment in that a common rotation shaft is used on the photosensitive drum 1Y side and the image forming apparatus main body side.
従来、画像形成装置本体側の駆動ユニットから回転駆動軸を感光体ドラムの支持位置まで延長して、中空の感光体ドラムを回転駆動軸に装着するものが提案されている。この構成によれば、感光体ドラムが回転駆動軸に位置決めされるため、軸ずれがなく高精度な駆動伝達が実現できる。しかし、連結部の部品精度によって、軸ずれと同様の課題が発生する。例えば、感光体ドラムフランジに形成された外歯車の偏心や回転軸に押し入れた外歯車の偏心によって、軸ずれと同様に連結部のずれが生じる。これが回転伝達誤差や軸反力の発生要因となり、先述と同様に画像品質の悪化を招く。 Conventionally, there has been proposed an apparatus in which a rotary drive shaft is extended from a drive unit on the image forming apparatus main body side to a support position of a photosensitive drum, and a hollow photosensitive drum is mounted on the rotary drive shaft. According to this configuration, since the photosensitive drum is positioned on the rotary drive shaft, high-accuracy drive transmission can be realized with no shaft misalignment. However, the same problem as the shaft misalignment occurs depending on the component accuracy of the connecting portion. For example, due to the eccentricity of the external gear formed on the photosensitive drum flange and the eccentricity of the external gear pushed into the rotating shaft, the connecting portion shifts similarly to the shaft shift. This becomes a cause of occurrence of rotation transmission error and axial reaction force, and causes deterioration of image quality as described above.
そこで本発明の実施形態２に係る駆動伝達装置では、画像形成装置本体から延長配置された貫通タイプのドラム軸を採用している。また、画像形成装置本体内に遊星歯車機構による減速機構を採用した場合等、多数の部品を用いた場合には、連結部で発生する軸反力によって駆動ユニット側の複数の歯車かみ合状態へ影響し画像品質の劣化が大きくなりやすい。実施形態２に係る駆動伝達装置はこのような構成の画像形成装置に好適である。 Therefore, the drive transmission device according to the second exemplary embodiment of the present invention employs a penetrating drum shaft that is extended from the image forming apparatus main body. Also, when a large number of parts are used, such as when a planetary gear mechanism reduction mechanism is used in the image forming apparatus main body, a plurality of gear meshing states on the drive unit side are brought about by the axial reaction force generated at the connecting portion. The image quality is likely to deteriorate significantly. The drive transmission device according to the second embodiment is suitable for the image forming apparatus having such a configuration.
以下、実施形態２に係る駆動伝達装置について説明する。
図３は実施形態２に係る駆動伝達装置を示す断面図である。図３に示すように、画像形成装置１０本体内に、駆動機構として、駆動モータ２０Ｙ、遊星歯車減速装置３０Ｙ、ジョイント４１Ｙを備え、ドラム軸５５Ｙを延長して配置する。遊星歯車減速装置３０Ｙの出力軸４０と、ドラム軸５５Ｙとは、ジョイント４１Ｙで連結固定する。またドラム軸５５Ｙには軸受５１を押し入れており、この軸受５１を介して装置筐体である後側板６２に支持して位置決めし、感光体ドラム装着後に固定される前側板６１の軸受６１ａで支持する。遊星歯車減速装置３０Ｙは、２Ｋ−Ｈ型２段構成の遊星歯車機構を用いる。なお、この例では遊星歯車減速装置の減速段数を２段としているが、減速比に応じて３段、４段と段数をさらに重ね合わせることもできる。
Hereinafter, the drive transmission device according to the second embodiment will be described.
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating the drive transmission device according to the second embodiment. As shown in FIG. 3, a drive motor 20Y, a planetary gear speed reduction device 30Y, and a joint 41Y are provided as drive mechanisms in the main body of the image forming apparatus 10, and the drum shaft 55Y is extended and disposed. The output shaft 40 of the planetary gear reduction device 30Y and the drum shaft 55Y are connected and fixed by a joint 41Y. Further, a bearing 51 is pushed into the drum shaft 55Y. The bearing 51 is supported and positioned on the rear plate 62 which is an apparatus housing via the bearing 51, and is supported by a bearing 61a of the front plate 61 which is fixed after the photosensitive drum is mounted. To do. The planetary gear reduction device 30Y uses a 2K-H type two-stage planetary gear mechanism. In this example, the number of reduction stages of the planetary gear reduction device is two, but the number of stages can be further overlapped with three or four stages according to the reduction ratio.
この遊星歯車減速装置３０Ｙの構成について説明する。駆動モータ２０Ｙの出力軸２１Ｙに第１太陽歯車３１を直接歯切りし、この第１太陽歯車３１およびブラケット２２に固定した内歯歯車３２にかみ合う１段目の第１遊星歯車３３を１段目の第１キャリア３４で支持して、第１太陽歯車３１の外周を公転するように配置する。第１遊星歯車３３は、回転バランスとトルク分担のために同心状の３箇所に配置する。第１遊星歯車３３は、第１キャリア３４に設けられた第１キャリアピン３５で支持されて自転できる。 The configuration of the planetary gear reduction device 30Y will be described. The first sun gear 31 is directly geared to the output shaft 21Y of the drive motor 20Y, and the first stage first planetary gear 33 engaged with the first sun gear 31 and the internal gear 32 fixed to the bracket 22 is the first stage. The first carrier 34 is supported so that the outer periphery of the first sun gear 31 is revolved. The first planetary gear 33 is arranged at three concentric locations for rotational balance and torque sharing. The first planetary gear 33 is supported by a first carrier pin 35 provided on the first carrier 34 and can rotate.
第１遊星歯車３３は、第１太陽歯車３１と内歯歯車３２とのかみ合により、自転および公転回転し、第１遊星歯車３３を支持する第１キャリア３４は、第１太陽歯車３１の回転に対し減速回転し、１段目の減速比が獲得できる。次に、この第１キャリア３４の回転中心に設けられた第２太陽歯車３６が２段目減速機構の入力となる。第１キャリア３４に回転支持部はなく、浮動回転を行う。同様に、２段目の第２太陽歯車３６には２段目まで一体で形成された内歯歯車３２にかみ合う２段目の第２遊星歯車３７が２段目の第２キャリア３８で支持され、２段目の第２太陽歯車３６の外周を公転する。 The first planetary gear 33 rotates and revolves by meshing the first sun gear 31 and the internal gear 32, and the first carrier 34 that supports the first planetary gear 33 rotates the first sun gear 31. The first reduction gear ratio can be obtained. Next, the second sun gear 36 provided at the rotation center of the first carrier 34 becomes an input of the second stage reduction mechanism. The first carrier 34 has no rotation support portion and performs floating rotation. Similarly, the second planetary gear 37 of the second stage meshing with the internal gear 32 formed integrally with the second sun gear 36 of the second stage is supported by the second carrier 38 of the second stage. The outer periphery of the second sun gear 36 at the second stage is revolved.
第２遊星歯車は、第２キャリア３８に設けられた第２キャリアピン３９で支持され、自転および公転する。最終段に相当する２段目の第２キャリア３８の回転中心には出力軸４０を設けており、中空円筒上のジョイント４１Ｙを介してドラム軸５５Ｙと連結している。ここで第２キャリア３８の出力軸４０は内歯歯車３２により位置決めされた内歯歯車キャップ４２に押し入れた軸受により支持される構成となっている。 The second planetary gear is supported by a second carrier pin 39 provided on the second carrier 38, and rotates and revolves. An output shaft 40 is provided at the center of rotation of the second carrier 38 in the second stage corresponding to the final stage, and is connected to the drum shaft 55Y via a joint 41Y on a hollow cylinder. Here, the output shaft 40 of the second carrier 38 is supported by a bearing pushed into an internal gear cap 42 positioned by the internal gear 32.
内歯歯車キャップ４２は内歯歯車３２の内周といわゆるインローで位置決めされる構成となっているため、出力軸４０は内歯歯車の中心軸と同軸度を最小化できる構成となっている。ジョイント４１Ｙは中空円筒形状となっており、ドラム軸５５Ｙ、遊星歯車減速装置の出力軸４０は同じ直径となっており、ジョイント４１Ｙはドラム軸５５Ｙに押し入れられ、ジョイント４１Ｙは中央部にスリットを有しており、出力軸４０は図示しない固定用ねじにより押し曲げられたジョイント４１Ｙとの摩擦力により連結固定されている。 Since the internal gear cap 42 is configured to be positioned by the inner periphery of the internal gear 32 and a so-called inlay, the output shaft 40 is configured to minimize the coaxiality with the central axis of the internal gear. The joint 41Y has a hollow cylindrical shape, the drum shaft 55Y and the output shaft 40 of the planetary gear speed reducer have the same diameter, the joint 41Y is pushed into the drum shaft 55Y, and the joint 41Y has a slit in the center. The output shaft 40 is connected and fixed by a frictional force with the joint 41Y pushed and bent by a fixing screw (not shown).
駆動モータ２０Ｙは、ブラケット２２で支持されている。内歯歯車３２は、ブラケット２２にねじ４３で固定しており、ブラケット２２は内歯歯車３２を固定・保持をし、また駆動モータ２０Ｙの固定・保持をしている。またブラケット２２は駆動側板６３にねじで固定する構成としている。なお、駆動側板６３は、後側板６２にかしめられたスタッド６４により支持位置決めしている。内歯歯車３２の駆動モータ側には、内歯歯車中心軸に中空円筒形状のボスを設け、駆動モータ２０Ｙをその円筒形状内周と駆動モータ２０Ｙ側に設けられた軸受がインローによる嵌合で位置決めし、中空円筒形状の外周をブラケット２２の穴とインローによる嵌合で位置決めする。 The drive motor 20Y is supported by the bracket 22. The internal gear 32 is fixed to the bracket 22 with a screw 43, and the bracket 22 fixes and holds the internal gear 32 and also fixes and holds the drive motor 20Y. The bracket 22 is fixed to the drive side plate 63 with screws. The drive side plate 63 is supported and positioned by a stud 64 that is caulked to the rear side plate 62. On the drive motor side of the internal gear 32, a hollow cylindrical boss is provided on the central axis of the internal gear, and the drive motor 20Y is fitted with a cylindrical inner periphery and a bearing provided on the drive motor 20Y side by an inlay. Positioning is performed, and the outer periphery of the hollow cylindrical shape is positioned by fitting with a hole in the bracket 22 and an inlay.
以上の構成により、内歯歯車３２を基準として、駆動モータの出力軸２１Ｙ、ブラケット２２、遊星歯車減速装置の出力軸４０をすべて同軸上に配置し、かつ部品寸法のばらつきによる同軸度を最小化することができる。 With the above configuration, the output shaft 21Y of the drive motor, the bracket 22, and the output shaft 40 of the planetary gear speed reducer are all arranged on the same axis with the internal gear 32 as a reference, and the coaxiality due to variations in component dimensions is minimized. can do.
これより、駆動モータの出力軸２１Ｙからドラム軸５５Ｙまで中心軸をすべて同軸上に配置できかつ、部品寸法のばらつきによる同軸度を最小化することができる。加えて速度検知手段９０を内歯歯車、駆動モータの出力軸２１Ｙ、ブラケット２２、遊星歯車減速装置の出力軸４０の中心軸の同軸上に設けている。なおこの実施形態では、速度検知手段９０として、エンコーダ９０ａと２つのセンサー９０ｂで構成したものを示しているが、速度検知手段９０の構成は必要な制御精度に応じて任意にセンサーの数を変更するなどとすればよい。 As a result, all the central axes from the output shaft 21Y of the drive motor to the drum shaft 55Y can be arranged on the same axis, and the coaxiality due to variations in component dimensions can be minimized. In addition, the speed detection means 90 is provided on the same axis as the center axis of the internal gear, the output shaft 21Y of the drive motor, the bracket 22, and the output shaft 40 of the planetary gear reduction device. In this embodiment, the speed detection means 90 is composed of an encoder 90a and two sensors 90b. However, the speed detection means 90 is configured to arbitrarily change the number of sensors according to the required control accuracy. You can do it.
また、ドラム筒５２Ｙはドラム両端に設けられたリア側ドラムフランジ部５３ａ、フロント側ドラムフランジ部５３ｂを介してドラム軸５５Ｙを中心に配置する。リア側ドラムフランジ部５３ａには第１の外歯車８１を一体成形する。また、第１の外歯車８１および両ドラムフランジ部５３ａ、５３ｂの中心には、ドラム軸５５Ｙの貫通穴を形成している。これにより、組み立てられた両ドラムフランジ部５３ａ、５３ｂ、ドラム筒５２Ｙ、および第１の外歯車８１は、ドラム軸５５Ｙの周囲を自由に回転できる。 The drum cylinder 52Y is arranged around the drum shaft 55Y via a rear side drum flange portion 53a and a front side drum flange portion 53b provided at both ends of the drum. A first external gear 81 is formed integrally with the rear drum flange portion 53a. Further, a through hole of the drum shaft 55Y is formed at the center of the first external gear 81 and the drum flange portions 53a and 53b. Accordingly, the assembled drum flange portions 53a, 53b, the drum cylinder 52Y, and the first external gear 81 can freely rotate around the drum shaft 55Y.
なお、ドラム軸５５Ｙをリア側ドラムフランジ部５３ａおよびフロント側ドラムフランジ部５３ｂとはインローで位置決めする。また、スリーブ８４には、フランジ部８４ｓを形成しており、このフランジ部８４ｓの周囲にはスリーブガイド８５を配置している。 The drum shaft 55Y is positioned with the rear side drum flange portion 53a and the front side drum flange portion 53b by an inlay. The sleeve 84 is formed with a flange portion 84s, and a sleeve guide 85 is disposed around the flange portion 84s.
スリーブガイド８５の画像形成装置１０本体側には、圧縮スプリング８６を配置し、スリーブガイド８５を感光体ドラム１Ｙ側に押し付けている。また、第２の外歯車８３には、リム部８３ｓを形成し、連結時に圧縮スプリング８６による付勢力がスリーブ４８に伝達しないようにしている。圧縮スプリング８６の画像形成装置１０本体側には、スプリング保持部８７を配置する。これらの構成は実施形態１に係る駆動伝達装置と同じである。 A compression spring 86 is arranged on the image forming apparatus 10 main body side of the sleeve guide 85, and the sleeve guide 85 is pressed against the photosensitive drum 1Y side. The second external gear 83 is formed with a rim portion 83 s so that the urging force of the compression spring 86 is not transmitted to the sleeve 48 when connected. A spring holding portion 87 is disposed on the image forming apparatus 10 main body side of the compression spring 86. These configurations are the same as those of the drive transmission device according to the first embodiment.
ドラム軸５５Ｙにはドラム筒５２Ｙへと駆動伝達を行う第２の外歯車８３を押し入れている。リア側ドラムフランジ部５３ａに固定している第１の外歯車８１と第２の外歯車８３とをスリーブ８４の内歯車８２にかみ合わせてドラム筒５２Ｙを回転駆動する。 A second external gear 83 that transmits drive to the drum cylinder 52Y is pushed into the drum shaft 55Y. The first external gear 81 and the second external gear 83 fixed to the rear drum flange portion 53a are meshed with the internal gear 82 of the sleeve 84 to rotate the drum cylinder 52Y.
駆動伝達装置８０Ｙを介して感光体ドラム１Ｙを画像形成装置１０に取り付けるには、前側板６１を取り外した状態で、ドラム軸５５Ｙに感光体ドラム１Ｙのリア側ドラムフランジ部５３ａ、フロント側ドラムフランジ部５３ｂ、第１の外歯車８１を差し込む。そして、個の状態で、スリーブ８４は圧縮スプリング８６で押し出されて、第２の外歯車８３と第１の外歯車８１にかみ合い、ドラム軸５５Ｙの回転駆動力が第２の外歯車８３からスリーブ８４を介して第１の外歯車８１に伝達される。これにより、駆動モータ２０Ｙの駆動力が感光体ドラム１Ｙに伝達できる。 In order to attach the photosensitive drum 1Y to the image forming apparatus 10 via the drive transmission device 80Y, the rear drum flange 53a of the photosensitive drum 1Y and the front drum flange are mounted on the drum shaft 55Y with the front plate 61 removed. The part 53b and the first external gear 81 are inserted. Then, in a single state, the sleeve 84 is pushed out by the compression spring 86 and meshes with the second external gear 83 and the first external gear 81, and the rotational driving force of the drum shaft 55Y is transferred from the second external gear 83 to the sleeve. Is transmitted to the first external gear 81 via 84. Thereby, the driving force of the drive motor 20Y can be transmitted to the photosensitive drum 1Y.
一方、交換のため、１Ｙを取り外すには、前側板６１を外して、ドラム軸５５Ｙから、感光体ドラム１Ｙの第１の外歯車８１、リア側ドラムフランジ部５３ａ、フロント側ドラムフランジ部５３ｂを抜き取る。 On the other hand, in order to remove 1Y for replacement, the front plate 61 is removed, and the first external gear 81, the rear drum flange portion 53a, and the front drum flange portion 53b of the photosensitive drum 1Y are removed from the drum shaft 55Y. Pull out.
以上の構成により、駆動モータ２０Ｙの出力軸２１Ｙ、遊星歯車減速装置３０Ｙの内歯歯車３２、第２キャリア３８、出力軸４０、ドラム軸５５Ｙ、感光体ドラム１Ｙの中心軸をすべて同一軸上に配置でき、同軸度を最小化できる。 With the above configuration, the output shaft 21Y of the drive motor 20Y, the internal gear 32 of the planetary gear reduction device 30Y, the second carrier 38, the output shaft 40, the drum shaft 55Y, and the central axes of the photosensitive drum 1Y are all on the same axis. It can be placed and the coaxiality can be minimized.
このような状態で、両ドラムフランジ部５３ａ、５３ｂのドラム筒５２Ｙへの押し入れ精度、リア側ドラムフランジ部５３ａに一体形成した第１の外歯車８１の成形精度、第２の外歯車８３の成形精度およびドラム軸５５Ｙへの押し入れ精度による、第２の外歯車８３に対する第１の外歯車８１の回転中心ずれが発生することがある。しかし、これらのずれは、内歯車８２とスリーブ８４の揺動によって吸収でき、高精度な回転伝達が実現できる。実施形態２に係る駆動伝達装置によれば、吸収する軸ずれ量がより少ないため、両外歯車８１、８３のクラウン量が少なくてよい。このため、かみ合接触面積を広くでき高い伝達剛性を実現できる。 In such a state, the accuracy of pushing the drum flange portions 53a and 53b into the drum cylinder 52Y, the molding accuracy of the first external gear 81 integrally formed with the rear drum flange portion 53a, and the molding of the second external gear 83 The center of rotation of the first external gear 81 relative to the second external gear 83 may occur due to the accuracy and the accuracy of pushing into the drum shaft 55Y. However, these deviations can be absorbed by the swinging of the internal gear 82 and the sleeve 84, and highly accurate rotation transmission can be realized. According to the drive transmission device according to the second embodiment, since the amount of axial deviation to be absorbed is smaller, the crown amount of both the external gears 81 and 83 may be small. For this reason, the meshing contact area can be widened and high transmission rigidity can be realized.
＜本発明に係る駆動伝達装置の各実施形態において使用する歯車形状＞
図４は、本発明に係る駆動伝達装置の各実施形態において使用する歯車形状について説明するための概念図であり、この図を用いて外歯車８１、８３の位相組みについて説明する。
図４（Ａ）は、外歯車の位相組みについて、外歯車８１、８３の歯車上にある凸状の印（マーク）８８、８８の位置関係について示している（なお図では大きさを誇張しているが、大きさについては適宜のサイズで良い。）。外歯車８１はドラム軸５０Ｙに軽く圧入されておりスラスト方向に移動させることが可能である。外歯車８３は内歯車８２を取り付けた後は多少スラスト移動することも可能だが取り外れない形状になっている。このとき、図４（Ａ）に示すように印８８の位置を軸線方向で一致させた関係で外歯車８１を内歯車８２に嵌合させると、内歯車８２の位相に関係なく図４（Ｂ）のように外歯１回転周期の回転ムラをキャンセルすることができる。また、この時の要点は中間体を経由した二つの外歯車の位相が合えば１回転周期をキャンセルできるので、印８８の位置は振幅が最大や最小である必要は全くない。そのため、一度型を作って成形条件も決まってから成形したギヤの偏心を調べてから印を彫る等の作業をする必要がなく、また後日に型修正をした際にも再度印の位置を確認する等の手順は発生しない。ただし、図４（Ｃ）の形態のように、印８８ａが凸状、印８８ｂが凹状とするのが良いが、いずれにしても一度最大振幅位置をマークしてしまえば逆に組みつけても位相をキャンセルできるので、レイアウト上の実装容易さを取るか、部品管理の容易さを取るかで実装形態は異なる。なお外歯車８１、８３の歯車上に設ける印（マーク）はどのようなものでも良い。また凸状あるいは凹状のマークだけでなく、平面状のものでもよい。
<Gear shape used in each embodiment of drive transmission device according to the present invention>
FIG. 4 is a conceptual diagram for explaining the gear shape used in each embodiment of the drive transmission device according to the present invention. The phase combination of the external gears 81 and 83 will be described with reference to FIG.
FIG. 4A shows the positional relationship between the convex marks 88, 88 on the gears of the external gears 81, 83 with respect to the phase combination of the external gears (note that the size is exaggerated in the figure). However, the size may be any appropriate size.) The external gear 81 is lightly press-fitted into the drum shaft 50Y and can be moved in the thrust direction. The external gear 83 is shaped so that it can be slightly thrust after the internal gear 82 is attached, but cannot be removed. At this time, as shown in FIG. 4A, when the external gear 81 is fitted to the internal gear 82 with the position of the mark 88 aligned in the axial direction, the FIG. ), It is possible to cancel the rotation unevenness of one external tooth rotation cycle. Further, since the main point at this time is that one rotation cycle can be canceled if the phases of the two external gears passing through the intermediate body are matched, the position of the mark 88 need not have the maximum or minimum amplitude. Therefore, it is not necessary to make a mold once and determine the molding conditions, and then check the eccentricity of the molded gear and then perform the work such as engraving the mark, and confirm the position of the mark again when the mold is corrected later. There is no need to do this. However, as shown in FIG. 4C, the mark 88a may be convex and the mark 88b may be concave, but in any case, once the maximum amplitude position is marked, it may be assembled in reverse. Since the phase can be canceled, the mounting form differs depending on whether the mounting on the layout is easy or the part management is easy. Any mark may be provided on the gears of the external gears 81 and 83. Further, not only convex or concave marks but also planar ones may be used.
本発明の実施形態では、図４（Ｃ）の方式を採用する。また、歯幅は例えば有効歯幅２ｍｍとしている。従来の画像形成装置で用いられているスプラインカップリングの歯幅は１０ｍｍ前後であるのに対し、本発明の各実施形態では噛合有効歯面の歯幅を極小である２ｍｍに設計する。これは、歯幅を短くすることで回転伝達特性が向上するためである。歯幅を短くすると歯元強度、特に歯幅方向端部の歯元強度が低くなりクラック損傷が発生しやすい。また、ギヤ嵌合時の組み立て性も懸念されるので、有効歯幅２ｍｍ外に５ｍｍのテーパ形状部を設けている。 In the embodiment of the present invention, the method of FIG. The tooth width is, for example, an effective tooth width of 2 mm. The spline coupling used in the conventional image forming apparatus has a tooth width of about 10 mm, whereas in each embodiment of the present invention, the tooth width of the meshing effective tooth surface is designed to be a minimum of 2 mm. This is because the rotation transmission characteristic is improved by shortening the tooth width. When the tooth width is shortened, the tooth root strength, particularly the tooth root strength at the end in the tooth width direction is lowered, and crack damage is likely to occur. Further, since there is a concern about the assemblability at the time of gear fitting, a 5 mm tapered portion is provided outside the effective tooth width of 2 mm.
有効歯幅を短くすることで回転伝達特性が向上する理由について説明する。
外歯車と内歯車とに偏角が生じても回転伝達誤差が発生しにくい歯車としてクラウニング歯車が知られている。この歯車は、ピッチ円方向の歯厚が歯幅方向の中央部で極大となるようにクラウニングしたもので、理想的な連結状態では、この歯厚が極大となる歯幅中央部で噛み合い、偏角が生じた場合でも、ほぼ同じ歯幅中央部で噛み合う。このため、噛み合い箇所が常に安定し回転伝達時の変動が生じない。本発明の実施形態では、同様の効果を狙って形成した歯形を用いる。幅２ｍｍの短い範囲に噛合有効歯幅を設計し、偏角が生じても常に安定した回転伝達を可能としている。また連結性の向上のためにエッジ部を構成する。なお、図示は省略するが、前記した外歯車がその有効歯幅領域外にテーパ形状の歯を有し、かつ、そのテーパ形状の複数歯のうち一歯が他と比べてテーパ長が長い構成とすることもできる。
The reason why the rotation transmission characteristic is improved by shortening the effective tooth width will be described.
A crowning gear is known as a gear in which a rotation transmission error hardly occurs even when a declination occurs between the external gear and the internal gear. This gear is crowned so that the tooth thickness in the pitch circle direction is maximized in the center part in the tooth width direction, and in an ideal connected state, the gear meshes in the center part of the tooth width where the tooth thickness is maximized. Even when a corner is generated, the teeth mesh at the same center of the tooth width. For this reason, the meshing portion is always stable, and fluctuations during rotation transmission do not occur. In the embodiment of the present invention, a tooth profile formed for the same effect is used. The meshing effective tooth width is designed in a short range of 2 mm in width, so that stable rotation transmission is always possible even when a declination occurs. In addition, an edge portion is formed to improve connectivity. In addition, although illustration is abbreviate | omitted, the above-mentioned external gear has a taper-shaped tooth | gear outside the effective-tooth width area | region, and one tooth has a taper length longer than the others among the taper-shaped multiple teeth. It can also be.
＜連結手段の具体的な構成や部品形状例＞
図５は本発明の実施形態に係る駆動伝達装置で用いる連結手段の具体的な構成や部品形状について示す模式的断面図である。なお図示の駆動伝達装置は本発明の実施形態１に係る駆動伝達装置の変形例であり、要部以外の構造は実施形態１に係る駆動伝達装置と同じである。
<Specific configuration and part shape example of connecting means>
FIG. 5 is a schematic cross-sectional view showing a specific configuration and part shape of the connecting means used in the drive transmission device according to the embodiment of the present invention. The illustrated drive transmission device is a modification of the drive transmission device according to the first embodiment of the present invention, and the structure other than the main part is the same as that of the drive transmission device according to the first embodiment.
本発明の実施形態に係る駆動伝達装置は、基本的には実施形態１に係る駆動伝達装置と同じ構成を備えるが、スリーブ８４のフランジ部８４ｓ、スリーブガイド８５、および第２の外歯車８３のリム部８３ｓの形状を変更している。 The drive transmission device according to the embodiment of the present invention basically has the same configuration as the drive transmission device according to the first embodiment, but the flange portion 84s of the sleeve 84, the sleeve guide 85, and the second external gear 83 are provided. The shape of the rim portion 83s is changed.
すなわち、スリーブ８４には、フランジ部８４ｓを備える。フランジ部８４ｓは、断面形状において角部がない曲面で構成する。また、スリーブガイド８５は、偏平な略Ｃ字状の断面形状を有し、２つの円板部８５ａ、８５ｂを備えている。そして円板部８５ａ、８５ｂの内側に形成され、スリーブ８４のフランジ部８４ｓを囲む凹部８５ｄを曲面で構成する。さらに、スリーブガイド８５とリム部８３ｓとの接触部を、テーパ形状とする。 That is, the sleeve 84 includes a flange portion 84s. The flange portion 84s is configured by a curved surface having no corners in the cross-sectional shape. The sleeve guide 85 has a flat, substantially C-shaped cross-sectional shape, and includes two disk portions 85a and 85b. And the recessed part 85d which is formed inside the disc parts 85a and 85b and surrounds the flange part 84s of the sleeve 84 is configured by a curved surface. Furthermore, the contact portion between the sleeve guide 85 and the rim portion 83s is tapered.
駆動伝達装置のスリーブガイド８５は、連結状態において駆動軸５０Ｙに沿って軸方向に自由に移動できるガタを有しており、圧縮スプリング８６に軸方向に付勢されてリム部８３ｓと接触している。図中の丸印９３に示すように、スリーブガイド８５とリム部８３ｓとの接触部を、テーパー形状としているので、スリーブガイド８５は、圧縮スプリング８６の付勢力によってテーパー形状の傾斜に案内されて、リム部８３ｓに対し同軸となる位置に移動する。 The sleeve guide 85 of the drive transmission device has a backlash that can freely move in the axial direction along the drive shaft 50Y in the connected state, and is urged in the axial direction by the compression spring 86 to come into contact with the rim portion 83s. Yes. As shown by a circle 93 in the figure, the contact portion between the sleeve guide 85 and the rim portion 83 s is tapered, so that the sleeve guide 85 is guided by the taper-shaped inclination by the urging force of the compression spring 86. Then, it moves to a position that is coaxial with the rim portion 83s.
このように駆動伝達装置の連結状態では、スリーブガイド８５は駆動軸５０Ｙに対し同軸に位置決めされる。画像形成装置において課題となる軸ずれ量は、０．５ｍｍ程度であり、この量を吸収するスリーブ８４の揺動量を考慮すると、スリーブガイド８５とスリーブ８４との隙間は１ｍｍ程度となる。スリーブガイド８５が位置決めされていないと、狙いの隙間が確保されず、スリーブ８４の揺動が阻害されてしまう。 Thus, in the coupled state of the drive transmission device, the sleeve guide 85 is positioned coaxially with respect to the drive shaft 50Y. The amount of axial misalignment that is a problem in the image forming apparatus is about 0.5 mm, and considering the amount of oscillation of the sleeve 84 that absorbs this amount, the gap between the sleeve guide 85 and the sleeve 84 is about 1 mm. If the sleeve guide 85 is not positioned, a target gap is not secured, and the swinging of the sleeve 84 is hindered.
また、内歯車８２とスリーブ８４は軸のずれを吸収すべく揺動する。また、スリーブ８４は、定常的にスラスト方向に移動することがある。そこで、スリーブ８４の感光体駆動装置１０Ｙ側端部に外側に向くフランジ部８４ｓを設け、スリーブガイド８５とスリーブ８４との連結が外れないようにしている。図中丸印９１で示すように、スリーブガイド８５とスリーブ突起部の接触部は曲面形状としているので、スリーブの揺動移動時の摩擦抵抗が少なく、軸ずれの吸収効果が向上する。 Further, the internal gear 82 and the sleeve 84 swing to absorb the shaft misalignment. Further, the sleeve 84 may constantly move in the thrust direction. Therefore, a flange portion 84s facing outward is provided at the end of the sleeve 84 on the photoreceptor driving device 10Y side so that the sleeve guide 85 and the sleeve 84 are not disconnected. As indicated by a circle 91 in the figure, the contact portion between the sleeve guide 85 and the sleeve protrusion is curved, so that the frictional resistance during the swinging movement of the sleeve is small, and the effect of absorbing the axial deviation is improved.
このようなスリーブガイド８５は、駆動軸５０Ｙとともに回転するように構成することが望ましい。スリーブガイド８５を画像形成装置本体の筐体に固定してスリーブ８４をガイドすることもできるが、スリーブ８４の回転とガイド側が非回転のため、接触摩耗が発生し耐久性の問題が生じる。 Such a sleeve guide 85 is preferably configured to rotate with the drive shaft 50Y. The sleeve 84 can be guided by fixing the sleeve guide 85 to the housing of the image forming apparatus main body. However, since the sleeve 84 is not rotated and the guide side is not rotated, contact wear occurs, resulting in a durability problem.
この駆動伝達装置で非連結状態から、連結する際に、内歯車８２とスリーブ８４は揺動可能なため、非連結状態では重力により傾斜してしまう。そのため、外歯車８１端部と内歯車８２端部が接触して噛み合うことができず、傾斜して接触したままの状態で、内歯車８２とスリーブ８４が駆動ユニット側に押し込まれる。このとき、スリーブガイド８５は、駆動軸５０Ｙに対して間隔を開けて配置しえいるため、内歯車８２とスリーブ８４にしたがって傾斜をしてしまう。このような状態で、スリーブ８４およびスリーブガイド８５が駆動ユニット側に退避していく。 When the drive transmission device is connected from the unconnected state, the internal gear 82 and the sleeve 84 can oscillate, so that they are inclined by gravity in the unconnected state. Therefore, the end portion of the external gear 81 and the end portion of the internal gear 82 cannot be brought into contact with each other, and the internal gear 82 and the sleeve 84 are pushed into the drive unit side while being inclined and kept in contact with each other. At this time, since the sleeve guide 85 can be arranged at a distance from the drive shaft 50Y, the sleeve guide 85 is inclined according to the internal gear 82 and the sleeve 84. In such a state, the sleeve 84 and the sleeve guide 85 are retracted to the drive unit side.
内歯車８２、スリーブ８４、スリーブガイド８５が駆動ユニット側に傾斜した状態のまま退避していくが、スプリング保持部８７に図中丸印９２に示すように、駆動軸５０Ｙに沿ったテーパ形状部が形成されており、ここでスリーブガイド８５が退避するに従い、その姿勢が補正される。スプリング保持部８７は、駆動軸５０Ｙに押し入れられており、スラスト方向および回転方向に移動しないよう固定されている。圧縮スプリング８６の一端を保持すると同時に駆動軸５０Ｙと一体に回転する。スリーブガイド８５の姿勢が補正されると同時に、内歯車８２、スリーブ８４の姿勢も補正され、正しいかみ合位置に規制される。正しいかみ合位置に内歯車８２の位置が修正されれば、第１の外歯車８１の先端部のテーパー形状と、各歯車かみ合部のバックラッシ分の回転方向のかたつきによって、かみ合が容易となる。 While the internal gear 82, the sleeve 84, and the sleeve guide 85 are retracted while being inclined toward the drive unit, a tapered portion along the drive shaft 50Y is formed on the spring holding portion 87 as indicated by a circle 92 in the figure. As the sleeve guide 85 is retracted, the posture is corrected. The spring holding portion 87 is pushed into the drive shaft 50Y and is fixed so as not to move in the thrust direction and the rotation direction. While holding one end of the compression spring 86, it rotates integrally with the drive shaft 50Y. At the same time as the posture of the sleeve guide 85 is corrected, the postures of the internal gear 82 and the sleeve 84 are also corrected and restricted to the correct meshing position. If the position of the internal gear 82 is corrected to the correct meshing position, the meshing is easy due to the taper shape of the tip of the first external gear 81 and the rotation of the backlash of each gear meshing portion. It becomes.
＜連結手段の他の具体的な構成や部品形状＞
図６は本発明の実施形態に係る駆動伝達装置で用いる連結手段の他の具体的な構成や部品形状について示す模式的断面図である。なお図示の駆動伝達装置は実施形態１に係る駆動伝達装置の変形例であり、要部以外の構造は実施形態１に係る駆動伝達装置と同じである。なお連結時の動作や効果については先述した図５で示したものと同様のため、連結状態のみで、図５の例と異なる部分について説明する。
<Other specific configurations and part shapes of connecting means>
FIG. 6 is a schematic cross-sectional view showing another specific configuration and part shape of the connecting means used in the drive transmission device according to the embodiment of the present invention. The illustrated drive transmission device is a modification of the drive transmission device according to the first embodiment, and the structure other than the main part is the same as that of the drive transmission device according to the first embodiment. Since the operations and effects at the time of connection are the same as those shown in FIG. 5 described above, only the connected state will be described, and different parts from the example of FIG. 5 will be described.
この例では、円筒内に内歯車８２が形成されたスリーブ８４をその感光体駆動装置１０Ｙ側の端部に内側に向けて形成したフランジ部８２ｂを備えるコップ形状としている。フランジ部８２ｂの内側には、開口を形成し、この開口にリム部９８の感光体駆動装置１０Ｙ側端部が挿入できる。リム部９８は、その感光体駆動装置１０Ｙ側の直径を他の部分より小さく形成している。スリーブガイド９７は、中心に駆動軸５０Ｙの挿入孔を形成した環状の板材とし、連結状態において、圧縮スプリング８６の付勢力によって、リム部９８に接触する。 In this example, the sleeve 84 in which the internal gear 82 is formed in the cylinder has a cup shape including a flange portion 82b formed inwardly on the end portion on the photoreceptor driving device 10Y side. An opening is formed inside the flange portion 82b, and the end of the rim portion 98 on the photosensitive member driving device 10Y side can be inserted into the opening. The rim portion 98 has a smaller diameter on the side of the photoreceptor driving device 10Y than other portions. The sleeve guide 97 is an annular plate member in which an insertion hole for the drive shaft 50Y is formed at the center, and contacts the rim portion 98 by the urging force of the compression spring 86 in the connected state.
スリーブ８４の位置は、リム部９８の小径部と、大径部と間の段部と、スリーブガイド９７で形勢される図中丸印９６に示すガイド空間部で規制する。スリーブ８４のフランジ部８２ｂは、曲面で構成する。このため、スリーブ８４の揺動移動が容易かつ円滑に行い得るようになっている。 The position of the sleeve 84 is restricted by a small diameter portion of the rim portion 98, a step portion between the large diameter portion, and a guide space portion indicated by a circle 96 in the figure formed by the sleeve guide 97. The flange portion 82b of the sleeve 84 is formed of a curved surface. For this reason, the swing movement of the sleeve 84 can be performed easily and smoothly.
連結時に発生する内歯車８２とスリーブ８４の退避動作によりスリーブガイド９７は感光体駆動装置１０Ｙ側に押し込むように移動させる。このため、スプリング保持部９５に感光体ドラム１Ｙ側に向け突出する円筒部９５ａを形成する。この円筒部９５ａの感光体ドラム１Ｙ側には、先端に向け肉薄状態となるテーパ部９５ｂを形成する（図中丸印９４）。このため、退避時のスリーブ８４の姿勢補正は、スプリング保持部９５のテーパ部形状部で行う。 The sleeve guide 97 is moved so as to be pushed into the photoreceptor driving device 10Y side by the retracting operation of the internal gear 82 and the sleeve 84 generated at the time of connection. Therefore, a cylindrical portion 95a that protrudes toward the photosensitive drum 1Y is formed in the spring holding portion 95. On the photosensitive drum 1Y side of the cylindrical portion 95a, a tapered portion 95b that becomes thin toward the tip is formed (circle mark 94 in the figure). For this reason, the posture correction of the sleeve 84 during retraction is performed by the tapered portion-shaped portion of the spring holding portion 95.
スプリング保持部９５は、駆動軸５０Ｙに圧入されており、圧縮スプリング８６の一端を保持すると同時に駆動軸５０Ｙと一体に回転する。図中丸印９４のテーパ部９５ｂは、スリーブ８４が退避するにつれて、その姿勢を直接補正する。スリーブ８４の姿勢が補正され、正しいかみ合位置にスリーブ８４の内歯車８２が位置すると、第１の外歯車８１の先端部のテーパ形状と、各歯車かみ合部のバックラッシ分の回転方向のがたつきによって、かみ合が容易となる。なお、この例においても、感光体ドラム内を貫通するドラム軸５５が駆動軸５０Ｙと共通で一体の構成においても同様に適用が可能である。また、内歯車８２の端部側と外歯車８１の先端部の両方をテーパ形状とすることで、退避機構を省いてもよい。この場合、図６の圧縮スプリング８６、スプリング保持部９５を省き、スリーブガイド９７をリム部９８または駆動軸５０Ｙに固定した構成となる。 The spring holding portion 95 is press-fitted into the drive shaft 50Y and holds one end of the compression spring 86 and simultaneously rotates with the drive shaft 50Y. In the drawing, the tapered portion 95b of the circle mark 94 directly corrects its posture as the sleeve 84 is retracted. When the posture of the sleeve 84 is corrected and the internal gear 82 of the sleeve 84 is positioned at the correct meshing position, the taper shape of the tip of the first external gear 81 and the rotational direction of the backlash of each gear meshing part are determined. The engagement facilitates the engagement. In this example, the drum shaft 55 penetrating through the photosensitive drum can be similarly applied to a configuration in which the drum shaft 55 is shared and integrated with the drive shaft 50Y. Further, the retracting mechanism may be omitted by making both the end portion side of the internal gear 82 and the tip end portion of the external gear 81 have a tapered shape. In this case, the compression spring 86 and the spring holding portion 95 of FIG. 6 are omitted, and the sleeve guide 97 is fixed to the rim portion 98 or the drive shaft 50Y.
以上説明したように、本発明の各実施形態に係る駆動伝達装置によれば、駆動伝達装置の着脱性を高めることができる。また、非連結時に傾斜してしまったスリーブの姿勢をかみ合い位置となる水平状態に補正して連結容易にすることができる。また、非連結時に傾斜してしまったスリーブの姿勢をかみ合い位置となる水平状態により確実に補正して連結を容易に行える。また、スリーブを保持するスリーブガイドが傾斜しているとスリーブの揺動を阻害してしまうため、ガイド位置がより高精度となるように補正部を設け、スリーブの揺動による軸ずれ吸収機能を有する。また、駆動伝達時に、スリーブとスリーブガイドが接触する際に速度差がないので摩耗が少ない。さらに、駆動伝達時に、スリーブとスリーブガイド）が接触する際に接触面が少ないので中間伝達部材が揺動しやすい。そして、軸ずれを吸収し、遊星歯車機構に発生する軸反力が抑えられ、高精度な駆動伝達が実現できる。 As described above, according to the drive transmission device according to each embodiment of the present invention, the detachability of the drive transmission device can be improved. Further, it is possible to facilitate connection by correcting the posture of the sleeve that has been inclined when not connected to the horizontal state that is the meshing position. In addition, the sleeve can be easily connected by reliably correcting the posture of the sleeve that has been inclined when not connected by the horizontal state at the meshing position. In addition, if the sleeve guide that holds the sleeve is inclined, the sleeve is prevented from swinging. Therefore, a correction unit is provided so that the guide position becomes more accurate, and the function of absorbing the axis deviation by the sleeve swing is provided. Have. In addition, there is little wear because there is no speed difference when the sleeve and the sleeve guide come into contact with each other during drive transmission. Furthermore, when the drive is transmitted, the intermediate transmission member is likely to swing because the contact surface is small when the sleeve and the sleeve guide contact. Then, the axial deviation is absorbed, the axial reaction force generated in the planetary gear mechanism is suppressed, and highly accurate drive transmission can be realized.
なお本発明は以上説明した実施形態に限定されるものではなく、多くの変形が本発明の技術的思想内で当分野において通常の知識を有する者により可能である。 The present invention is not limited to the embodiments described above, and many variations are possible by those having ordinary knowledge in the art within the technical idea of the present invention.
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂｋ：感光体ドラム
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋ：帯電装置
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋ：除電装置
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ：クリーニング装置
５：中間転写ベルト
６Ｙ：１次転写ローラ
７：２次転写ローラ
８：定着ローラ対
９Ｙ、９Ｍ、９Ｃ、９Ｂｋ：現像装置
１０：画像形成装置
１０Ｙ：感光体駆動装置
２０Ｙ：駆動モータ
２０Ｙａ：モータ軸
２１Ｙ：出力軸
２２：ブラケット
３０Ｙ：遊星歯車減速装置
３１：第１太陽歯車
３２：内歯歯車
３３：第１遊星歯車
３４：第１キャリア
３５：第１キャリアピン
３６：第２太陽歯車
３７：第２遊星歯車
３８：第２キャリア
３９：第２キャリアピン
４０：出力軸
４１Ｙ：ジョイント
４２：内歯歯車キャップ
４３：ねじ
４８：スリーブ
５０Ｙ：駆動軸
５１：軸受
５２Ｙ：ドラム筒
５３ａ：リア側ドラムフランジ部
５３ｂ：フロント側ドラムフランジ部
５４Ｙ：感光体ドラムユニットフレーム
５５Ｙ：ドラム軸
５５ｂ：円板部
５６：軸受
６１：前側板
６１ａ：軸受
６２：後側板
６２ａ：軸受
６３：駆動側板
６３ａ：軸受
６４：スタッド
７１：被駆動歯車
７２：駆動歯車
８０：駆動伝達装置
８０Ｙ：駆動伝達装置
８１：第１の外歯車
８２：内歯車
８２ｂ：フランジ部
８３：第２の外歯車
８３ｓ：リム部
８４：スリーブ（中間伝達部材）
８４ｓ：フランジ部
８５：スリーブガイド（中間伝達部材保持機構）
８５ａ、８５ｂ：円板部
８５ｃ：円筒部
８５ｄ：凹部
８６：圧縮スプリング（弾性部材）
８７：スプリング保持部
８８、８８ａ、８８ｂ：印
９０：速度検知手段
９０ａ：エンコーダ
９０ｂ：センサー
９５：スプリング保持部
９５ａ：円筒部
９５ｂ：テーパ部
９７：スリーブガイド
1Y, 1M, 1C, 1Bk: photoconductor drums 2Y, 2M, 2C, 2Bk: charging devices 3Y, 3M, 3C, 3Bk: neutralizing devices 4Y, 4M, 4C, 4Bk: cleaning device 5: intermediate transfer belt 6Y: primary Transfer roller 7: Secondary transfer roller 8: Fixing roller pair 9Y, 9M, 9C, 9Bk: Developing device 10: Image forming device 10Y: Photoconductor drive device 20Y: Drive motor 20Ya: Motor shaft 21Y: Output shaft 22: Bracket 30Y : Planetary gear reduction device 31: first sun gear 32: internal gear 33: first planetary gear 34: first carrier 35: first carrier pin 36: second sun gear 37: second planetary gear 38: second carrier 39: second carrier pin 40: output shaft 41Y: joint 42: internal gear cap 43: screw 48: sleeve 50Y: drive shaft 51: bearing 52Y: drum cylinder 3a: Rear drum flange portion 53b: Front drum flange portion 54Y: Photosensitive drum unit frame 55Y: Drum shaft 55b: Disk portion 56: Bearing 61: Front plate 61a: Bearing 62: Rear plate 62a: Bearing 63: Drive side plate 63a: bearing 64: stud 71: driven gear 72: drive gear 80: drive transmission device 80Y: drive transmission device 81: first external gear 82: internal gear 82b: flange portion 83: second external gear 83s: rim Part 84: Sleeve (intermediate transmission member)
84s: Flange portion 85: Sleeve guide (intermediate transmission member holding mechanism)
85a, 85b: disc part 85c: cylindrical part 85d: concave part 86: compression spring (elastic member)
87: Spring holding portion 88, 88a, 88b: Mark 90: Speed detecting means 90a: Encoder 90b: Sensor 95: Spring holding portion 95a: Cylindrical portion 95b: Tapered portion 97: Sleeve guide
Claims (8)
外周に前記回転体の軸の軸線方向に延伸する歯が形成された２つの外歯車と、
該外歯車と噛み合うように、円筒形状の内周に歯が形成された内歯車と、
を有し、
前記円筒状の内歯車はその内周の一端側で前記２つの外歯車の一方と、前記内周の他端側で前記２つの外歯車の他方と噛み合い、
前記２つの外歯車は同一形状を有し、且つ、歯面以外の一部に凹状あるいは凸状の印を形成してなり、
前記２つの外歯車が前記内歯車を介して連結する際に前記印を向かい合わせて連結する
ことを特徴とする駆動伝達装置。 In the drive transmission device that transmits the rotational drive of the drive source included in the image forming apparatus main body to the rotating body that is detachably attached to the image forming apparatus main body in the axial direction of the axis.
Two external gears formed on the outer periphery with teeth extending in the axial direction of the axis of the rotating body;
An internal gear having teeth formed on a cylindrical inner periphery so as to mesh with the external gear;
Have
The cylindrical internal gear meshes with one of the two external gears on one end side of the inner periphery and the other of the two external gears on the other end side of the inner periphery,
The two external gears have the same shape, and a concave or convex mark is formed on a part other than the tooth surface,
When the two external gears are connected via the internal gear, they are connected with the marks facing each other.
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