JP2002257131A - 回転体の取付構造及びこれを用いた駆動装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 回転軸に対する着脱が容易で、しかも、使用
時すなわち回転体が回転する際には回転軸と回転体との
間のがたつきをなくする。 【解決手段】 一端側が固定的に配設される回転軸と、
前記回転軸が挿入される開口部を有し当該回転軸を中心
に回転自在に配設される回転体とを備え、前記回転軸外
周面あるいは前記回転体の開口部内面には、熱膨張率の
大きい膨張部材を具備させる。また、前記回転軸及び前
記回転体の開口部の形状を当該回転軸の軸方向自由端側
に向けて細くなるように形成すると共に、当該回転体の
駆動時には当該回転体を前記回転軸の軸方向固定端側に
向けて付勢する付勢手段を具備させる。更に、前記回転
体の開口部内面には、当該回転体の駆動時に当該回転体
の遠心力に応じて前記回転軸外周と前記開口部内面との
間の隙間を調整する隙間調整部材を具備させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置の駆
動装置等で用いられるギヤなどの回転体を固定軸に取り
付ける取付構造及びこれを用いた駆動装置、画像形成装
置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、例えば中間転写型の画像形成装置
としては、静電潜像に応じたトナー像が形成担持される
像担持体と、前記感光体ドラムに対向配置される中間転
写体と、前記中間転写ベルト上に前記感光体ドラム上の
トナー像を転写する一次転写装置と、記録媒体上に前記
中間転写ベルト上のトナー像を転写する二次転写装置
と、二次転写後の記録媒体上のトナー像を定着する定着
装置とを備えたものが知られている。

【０００３】この種の画像形成装置では、上述した像担
持体、中間転写体及び定着装置（例えば定着ロール対か
らなる）等を回動させるため、これら被駆動体を駆動す
る駆動装置が設けられている。このような駆動装置とし
ては、例えばモータ等の駆動源と、この駆動源からの駆
動力を前記被駆動体に伝達するギア列等の伝達装置とを
備えたものが用いられている。そして、前記ギア列を構
成するギアは、その中央部に貫通孔が設けられ、この貫
通孔を装置本体に固定配設されるシャフトに通すこと
で、回動自在に取り付けられるようになっている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
たギアの取付手法を採用する場合、シャフトとギアの貫
通孔との間の隙間が大きいと、がたつきが生じてギアが
回転ムラを起こしてしまい、その結果、形成される画像
の画質が低下してしまうという技術的課題が見られた。

【０００５】一方、シャフトとギアの貫通孔との間に隙
間がないと、今度は、シャフトに対するギアの着脱が困
難なものとなってしまい、メンテナンス性が低下してし
まうという技術的課題が見られた。

【０００６】本発明は、以上の技術的課題を解決するた
めになされたものであって、回転軸に対する着脱が容易
で、しかも、使用時すなわち回転体が回転する際には回
転軸と回転体との間のがたつきをなくすることのできる
回転体の取付構造及びこれを用いた駆動装置、画像形成
装置を提供するものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明の第一
の態様は、一端側が固定的に配設される回転軸と、前記
回転軸が挿入される開口部を有し当該回転軸を中心に回
転自在に配設される回転体とを備え、前記回転軸外周面
あるいは前記回転体の開口部内面には、熱膨張率の大き
い膨張部材を具備させることを特徴とする。

【０００８】また、本発明の第二の態様は、一端側が固
定的に配設される回転軸と、前記回転軸が挿入される開
口部を有し当該回転軸を中心に回転自在に配設される回
転体とを備え、前記回転軸及び前記回転体の開口部の形
状を当該回転軸の軸方向自由端側に向けて細くなるよう
に形成すると共に、当該回転体の駆動時には当該回転体
を前記回転軸の軸方向固定端側に向けて付勢する付勢手
段を具備させることを特徴とする。

【０００９】更に、本発明の第三の態様は、一端側が固
定的に配設される回転軸と、前記回転軸が挿入される開
口部を有し当該回転軸を中心に回転自在に配設される回
転体とを備え、前記回転体の開口部内面には、当該回転
体の駆動時に当該回転体の遠心力に応じて前記回転軸外
周と前記開口部内面との間の隙間を調整する隙間調整部
材を具備させることを特徴とする。

【００１０】そして、本発明は、上述した回転体の取付
構造を用いた駆動装置、及び、この駆動装置を用いた画
像形成装置もその適用対象とする。

【００１１】このような技術的手段において、回転体と
しては、例えばロール部材やギア等が挙げられる。ま
た、前記回転体に設けられる開口部は、その両端が開口
するタイプのものでも良いし、一端のみが開口するタイ
プのものであっても良い。

【００１２】尚、特開平１１−１５９５３７号公報に
は、駆動源（モータ）により回転する第１係合部材と感
光体軸に固定される第２係合部材とよりなる軸継手を有
する感光体駆動装置において、前記第1係合部材又は前
記第２係合部材のいずれか一方を形状記憶合金で作製す
ることで、がたつきを防止し且つ感光体の着脱を容易に
するようにした技術が提案されているが、これは、感光
体（回転体に対応）に感光体軸（回転軸に対応）が固定
されるタイプが前提となるため、本発明とは全く異な
る。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、添付図面に示す実施の形態
に基づいてこの発明を詳細に説明する。 ◎実施の形態１ 図１は、本発明に係る回転体の取付構造が適用された画
像形成装置の実施の形態１の概略構成を示したものであ
る。同図において、符号１１は感光体ドラムであり、矢
線Ａ方向への回転に伴い、その表面には帯電装置１２及
び露光装置１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）な
どの周知の電子写真プロセスによって画像情報に応じた
静電潜像が形成される。また、この感光体ドラム１１の
周囲にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン
（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色に対応した現像器１４
Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋを搭載したロータリー現像
装置１４が配設されており、感光体ドラム１１に形成さ
れた静電潜像を現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ
のいずれかで現像することでトナー像Ｔを形成するよう
になっている。尚、符号１６は感光体ドラム１１上の残
留トナーを除去するブレード１７を具備したドラムクリ
ーナであり、１８は感光体ドラム１１上の残留電荷を除
去する除電ランプである。

【００１４】また、符号２０は感光体ドラム１１の表面
に当接するように配置された中間転写体としての中間転
写ベルトであり、複数（本実施の形態では四つ）のロー
ル２１〜２４に張架されて矢線Ｂ方向へ回動するように
なっている。ここで、符号２１は中間転写ベルト２０の
駆動ロール、２２は従動ロール、２３は中間転写ベルト
２０の張力を一定に制御するようにしたテンションロー
ル、２４は二次転写用の対向ロール（バックアップロー
ル）である。この中間転写ベルト２０は、ポリイミドあ
るいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の帯電
防止剤を適当量含有させたものを用い、その体積抵抗率
が１０⁶〜１０¹⁴Ω・ｃｍとなるように形成され、その
厚みは例えば０．１ｍｍに設定される。

【００１５】更に、中間転写ベルト２０の感光体ドラム
１１に対向する部位（一次転写位置）において、中間転
写ベルト２０の裏面側には一次転写装置（本実施の形態
では一次転写ロール）１５が配設されており、この一次
転写ロール１５にトナーの帯電極性とは逆極性の一次転
写バイアスを印加することで、感光体ドラム１１上のト
ナー像Ｔが中間転写ベルト２０上に静電吸引されるよう
になっている。この一次転写ロール１５は、発泡ウレタ
ンゴムにて構成され、その抵抗値は１０⁶〜１０⁸Ωに調
整される

【００１６】また、用紙Ｐの搬送経路に面した中間転写
ベルト２０の二次転写位置には、二次転写装置３０が配
設されており、本実施の形態では、中間転写ベルト２０
のトナー担持面側に圧接配置される二次転写ロール２５
と、中間転写ベルト２０の裏面側に配設されて二次転写
ロール２５の対向電極をなす対向ロール（バックアップ
ロール）２４とを備えており、このバックアップロール
２４には転写バイアスが安定的に印加される金属製の給
電ロール２６が当接配置されている。この給電ロール２
６には、トナーの帯電極性と同極性の二次転写バイアス
を印加することで、中間転写ベルト２０上のトナー像Ｔ
が用紙Ｐ上に静電吸引される。尚、符号２７は二次転写
ロール２５表面に当接配置されるポリウレタン製のクリ
ーニングブレード２７ａを具備したロールクリーナであ
る。

【００１７】ここで、バックアップロール２４は、絶縁
性ロールに半導電性の薄層フィルムを被覆して形成され
ている。この薄層フィルムは厚さ１０〜２００μｍであ
り、その表面抵抗率が１０⁷〜１０¹¹Ω／□（□：単位
面積）となるように調整されている。

【００１８】また、二次転写ロール２５は、接地された
導電性ロールであり、その表面電位を常に接地電位と同
電位に保つため、その体積抵抗率は１０⁷Ωｃｍ以下の
低抵抗であることが好ましい。

【００１９】更に、二次転写装置３０の下流側であっ
て、中間転写ベルト２０を挟んで前記駆動ロール２１に
対向した位置には、ブレード４１を具備したベルトクリ
ーナ４０が配設されている。

【００２０】また、本実施の形態に係る画像形成装置で
は、二次転写ロール２５、ベルトクリーナ４０が、中間
転写ベルト２０と接離自在に配設されており、複数色の
画像すなわち重ね画像が形成される場合には、最終色の
トナー像Ｔが中間転写ベルト２０に一次転写されるま
で、これら両者は中間転写ベルト２０から離間するよう
になっている。

【００２１】更に、用紙搬送系は、用紙トレイ５０から
の用紙Ｐをフィードロール５１で送出し、搬送ロール５
２を介してレジストレーションロール（レジストロー
ル）５３で一旦位置決め停止させた後に所定のタイミン
グで二次転写位置へと用紙Ｐを送り込むようになってお
り、二次転写後の用紙Ｐを図示外の用紙搬送ガイドを介
して定着器５４へと搬送し、その後搬送ロール５２で排
出するようになっている。

【００２２】次に、本実施の形態に係る中間転写ベルト
２０の駆動機構について説明する。図２にはベルト駆動
装置６０の上面図を、図３にはその側面図を示す。これ
らの図において、ベルト駆動装置６０は、駆動源となる
モータ６１と、このモータ６１からの駆動力を前記駆動
ロール２１に伝達するギア列６２とを有している。そし
て、このギア列６２は、モータ６１の回転軸に取り付け
られた第一ギア６３と、駆動ロール２１の回転軸に取り
付けられた第二ギア６４と、前記第一ギア６３に噛合す
る歯部６５ａ及び前記第二ギア６４に噛合する歯部６５
ｂとを有する回転体としての第三ギア６５とを備えてい
る。尚、符号６６は、前記第二ギア６４に噛合し図示し
ない他の回転部材に駆動力を伝達する第四ギアである。
また、符号７０は装置本体に固定された板金部材であ
り、前記モータ６１が取り付けられている。

【００２３】次に、図４に基づいて、前記第三ギア６５
の取付構造について説明する。本実施の形態において、
前記第三ギア６５の回転中心部には、開口部としての貫
通孔６５ｃが設けられており、その両端部にはボールベ
アリング６５ｄ、６５ｅが取り付けられている。また、
前記第三ギア６５の貫通孔６５ｃは、その基端が前記板
金部材７０に固定されたスタッド（回転軸）７１に挿入
されるようになっている。ここで、スタッド７１は、金
属からなるスタッド本体７２と、このスタッド本体７２
の外周面を覆うように設けられた被覆部７３とを有して
おり、この被覆部７３は、例えばポリアセタール等の樹
脂で構成されている。尚、符号７４は、スタッド７１の
外れ止めピンを示している。

【００２４】そして、本実施の形態では、室温環境下に
おいて、前記貫通孔６５ｃの内周面（ボールベアリング
６５ｄ、６５ｅも含む）とスタッド７１の外周面との間
に所定の隙間（例えば０．０１ｍｍ）が明くように前記
貫通孔６５ｃの内径及びスタッド７１の外径が設定され
ていることから、メンテナンス時等におけるスタッド７
１に対する第三ギア６５の着脱は容易である。

【００２５】一方、モータ６１（図２、図３参照）の駆
動により第三ギア６５が回転駆動されると、貫通孔６５
ｃの内周面に設けられたボールベアリング６５ｄ、６５
ｅとスタッド７１の被覆部７３とが摺動して摩擦熱が発
生し、その結果、前記被覆部７３は熱膨張して図５に示
すような状態、すなわち、ボールベアリング６５ｄ、６
５ｅとの間の隙間がなくなった状態となる。従って、第
三ギア６５の駆動時（中間転写ベルト２０の駆動時）に
は、当該第三ギア６５のがたつきはなくなり、中間転写
ベルト２０の回転ムラに伴う画質不良等の発生は防止さ
れる。

【００２６】尚、本実施の形態では、被覆部７３として
ポリアセタール樹脂を使用していたが、これに限られる
ものではなく、所望とする熱膨張が発生するものを適宜
選定して差し支えない。また、樹脂に限らずその他の材
料であっても良い。

【００２７】また、本実施の形態では、ボールベアリン
グ６５ｄ、６５ｅとスタッド７１の被覆部７３との摺動
により生じた摩擦熱でスタッド７１の被覆部７３を熱膨
張させ、これら両者間の隙間をなくするようにしていた
が、これに限られるものではなく、例えば、画像形成装
置の使用時に機内が温度上昇することを考慮し、画像形
成装置への取り付け時（室温）においては前記隙間が明
き、画像形成装置の使用時（室温よりも高温）において
は被覆部７３が膨張して前記隙間がなくなるように構成
してもよい。これは、例えば被覆部７３の材質や直径、
厚さ等を適宜設定することで調整可能である。更に、画
像形成装置の非使用時（室温環境下）においてもがたつ
きをなくしたい場合には、室温環境下で隙間がなくなる
ようにスタッド７１及び被覆部７３を設計し、例えば被
覆部７３が収縮する低温環境下でスタッド７１の取り付
けを行うようにしたり、あるいは、スタッド７１を低温
に冷却して被覆部７３を収縮させた後に取り付けを行う
ようにすればよい。

【００２８】◎実施の形態２ 本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、図６
に示すように、第三ギア６５の取付構造を実施の形態１
とは異ならせるようにしたものである。尚、本実施の形
態に係る画像形成装置の構成要素のうち、実施の形態１
に係る画像形成装置と同様のものについては、実施の形
態１と同様の符号を付してここではその詳細な説明を省
略する。

【００２９】本実施の形態において、第三ギア６５の回
転中心部には、開口部としての貫通孔６５ｆが設けられ
ており、その基端が前記板金部材７０に固定されたスタ
ッド７５に挿入されるようになっている。ここで、本実
施の形態では、これら貫通孔６５ｆ及びスタッド７５
が、共にテーパ状（先細り）の形状を有しており、メン
テナンス時等におけるスタッド７５に対する第三ギア６
５の着脱が容易になっている。

【００３０】一方、第三ギア６５の歯部６５ｂ側（図３
参照）側面には、所定の極性（例えばＮ極）に着磁され
た磁石部材６５ｇが取り付けられており、この磁石部材
６５ｇの側面には、同極性に帯磁する電磁石８０が対向
配置される。そして、モータ６１（図２、図３参照）の
駆動により第三ギア６５が回転駆動されると、電磁石８
０の磁力により第三ギア６５は図中矢印で示す方向に付
勢され、その結果、スタッド７５の外周面と貫通孔６５
ｆの内周面との間の隙間がなくなった状態になる。従っ
て、第三ギア６５の駆動時（中間転写ベルト２０の駆動
時）には、当該第三ギア６５のがたつきはなくなり、回
転ムラに伴う画質不良等の発生は防止される。

【００３１】尚、本実施の形態では、貫通孔６５ｆ及び
スタッド７５が、直線状のテーパ形状となっていたが、
これに限られるものではなく、例えば、図７に示すよう
に、多段のテーパ形状からなるものであっても良い。

【００３２】また、本実施の形態では、磁力によって第
三ギア６５を付勢するようにしていたが、これに限られ
るものではなく、例えば、ばね等の弾性部材によって付
勢するようにしてもよい。

【００３３】更に、第三ギア６５の歯部６５ｂ及び第二
ギア６４として、図８に示すようなはすば歯車を用いる
ようにすれば、回転時に図中符号Ｆsで示す方向（例え
ば図６においては右方向）にスラスト力がかかることと
なるため、第三ギア６５自体に付勢手段の役割を兼ねさ
せることができる。

【００３４】◎実施の形態３ 本実施の形態は、実施の形態１と略同様であるが、図９
に示すように、第三ギア６５の取付構造を実施の形態１
とは異ならせるようにしたものである。尚、本実施の形
態に係る画像形成装置の構成要素のうち、実施の形態１
に係る画像形成装置と同様のものについては、実施の形
態１と同様の符号を付してここではその詳細な説明を省
略する。

【００３５】本実施の形態において、第三ギア６５の回
転中心部には、開口部としての貫通孔６５ｈが設けられ
ており、その基端が前記板金部材７０に固定されたスタ
ッド７６に挿入されるようになっている。ここで、本実
施の形態では、前記貫通孔６５ｈの基端の逆側（歯部６
５ｂ側）が広く開口するように形成されており、その内
部には、前記貫通孔６５ｈと前記スタッド７６との間の
隙間を調整する隙間調整機構９０が複数（図中には二
つ）配設されている。この隙間調整機構９０は、軸９１
を中心に揺動自在に配設されるものであって、その一端
側（出口側）には所定のおもりが取り付けられた第一膨
出部９２が配設され、逆の一端側（入口側）には、引っ
張りばね９３が取り付けられた第二膨出部９４が配設さ
れている。

【００３６】そして、非駆動状態、すなわち第三ギア６
５が停止している状態では、前記隙間調整機構９０は図
９に示す位置でバランスするため、前記貫通孔６５ｈの
内周面（隙間調整機構９０も含む）とスタッド７６の外
周面との間には所定の隙間が明くことから、メンテナン
ス時等におけるスタッド７５に対する第三ギア６５の着
脱は容易である。

【００３７】一方、モータ６１（図２、図３参照）の駆
動により第三ギア６５が回転駆動されると、隙間調整機
構９０の第一膨出部９２が回転に伴って生じる遠心力に
より外側へと移動しようとする。そして、かかる遠心力
が引っ張りばね９３の引っ張り力を上回ることで、隙間
調整機構９０は図中矢印側に揺動して第二膨出部９４表
面がスタッド７６に当接し、その結果、スタッド７６の
外周面と貫通孔６５ｈとの隙間がなくなった状態にな
る。従って、第三ギア６５の駆動時（中間転写ベルト２
０の駆動時）には、当該第三ギアのがたつきはなくな
り、回転ムラに伴う画質不良等の発生は防止される。

【００３８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
回転軸に回転体を着脱する状況下における前記回転軸外
周面と前記開口部内面との間の隙間よりも、前記回転軸
に前記回転体を装着して当該回転体を駆動する状況下に
おける前記回転軸外周と前記開口部内面との間の隙間を
低減させるようにしたので、回転軸に対する着脱が容易
で、しかも、使用時すなわち回転体が回転する際には回
転軸と回転体との間のがたつきをなくすることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明に係る回転体の取付構造が適用された
画像形成装置の実施の形態１の概要説明図である。

【図２】 ベルト駆動装置の上面図である。

【図３】 ベルト駆動装置の側面図である。

【図４】 実施の形態１に係る第三ギアの取付構造の説
明図である。

【図５】 使用時の第三ギアの取付構造の説明図であ
る。

【図６】 実施の形態２に係る第三ギアの取付構造の説
明図である。

【図７】 実施の形態２に係る第三ギアの取付構造の変
形例１である。

【図８】 実施の形態２に係る第三ギアの取付構造の変
形例２である。

【図９】 実施の形態３に係る第三ギアの取付構造の説
明図である。

【符号の説明】

２０…中間転写ベルト，２１…駆動ロール，６０…ベル
ト駆動装置，６１…モータ，６２…ギア列，６３…第一
ギア，６４…第二ギア，６５…第三ギア，６５ａ、６５
ｂ…歯部，６５ｃ…貫通孔，７０…板金部材，７１…ス
タッド，７２…スタッド本体，７３…被覆部

Claims (5)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 一端側が固定的に配設される回転軸と、 前記回転軸が挿入される開口部を有し当該回転軸を中心
   に回転自在に配設される回転体とを備え、 前記回転軸外周面あるいは前記回転体の開口部内面に
   は、熱膨張率の大きい膨張部材を具備させることを特徴
   とする回転体の取付構造。
2. 【請求項２】 一端側が固定的に配設される回転軸と、 前記回転軸が挿入される開口部を有し当該回転軸を中心
   に回転自在に配設される回転体とを備え、 前記回転軸及び前記回転体の開口部の形状を当該回転軸
   の軸方向自由端側に向けて細くなるように形成すると共
   に、当該回転体の駆動時には当該回転体を前記回転軸の
   軸方向固定端側に向けて付勢する付勢手段を具備させる
   ことを特徴とする回転体の取付構造。
3. 【請求項３】 一端側が固定的に配設される回転軸と、 前記回転軸が挿入される開口部を有し当該回転軸を中心
   に回転自在に配設される回転体とを備え、 前記回転体の開口部内面には、当該回転体の駆動時に当
   該回転体の遠心力に応じて前記回転軸外周と前記開口部
   内面との間の隙間を調整する隙間調整部材を具備させる
   ことを特徴とする回転体の取付構造。
4. 【請求項４】 請求項１ないし３のいずれかに記載の回
   転体の取付構造を用いたことを特徴とする駆動装置。
5. 【請求項５】 請求項４に記載の駆動装置を用いたこと
   を特徴とする画像形成装置。