JP2005069239A - 伝動装置、感光体ドラム、プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転軸と、その回転軸に対して圧入により同心状に固定されたギアと、回転軸に固定され、ギアの端面に圧接して、回転軸の軸線に対するギアの直角度を規制する規制部材とを有し、回転駆動されるギアの回転を回転軸に伝え、該回転軸に固定された感光体ドラムを回転駆動する伝動装置において、回転軸とギアの取付孔とを小さな力で嵌合させることができるようにして、その組付け性を高める。
【解決手段】回転軸２０に嵌合したギア３２の取付孔５１に、その周方向に多数の突部７０が形成され、その突部７０だけが回転軸２６の外周面に圧接するように、回転軸２０と取付孔５１を形成する。
【選択図】 図６

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、伝動部材と、該伝動部材に形成された取付孔に圧入により嵌合した回転軸とを有する伝動装置、その伝動装置の回転軸に嵌合する感光体ドラム、該感光体ドラムを有するプロセスカートリッジ、及び画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、ギア、プーリ又はローラなどから成る伝動部材と、その伝動部材に形成された取付孔に嵌合した回転軸とを有する伝動装置は、多くの技術分野において採用されている。例えば、画像形成装置においては、伝動部材を回転駆動し、その回転を回転軸を介して感光体ドラムに伝達する伝動装置が用いられている（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
ところで、従来のこの種の伝動装置においては、回転軸の外径が伝動部材の取付孔の内径よりも小さく設定され、伝動装置の組立時に、回転軸と取付孔をすきまばめにより嵌合し、次いでねじなどによって伝動部材を回転軸に固定してこれらを一体に回転できるように構成するのが普通であった。このように構成すれば、伝動部材の取付孔と回転軸を嵌合するとき、大きな力を必要とせずに容易に両者を嵌合することができる。
【０００４】
ところが、伝動部材の取付孔と回転軸をすきまばめにより嵌合すると、その嵌合後に両者間にわずかな隙間ができるので、この状態で伝動部材と取付孔をねじなどによって固定すると、伝動部材が回転軸に対して偏心した状態で組み付けられるおそれがある。かかる偏心のある伝動装置により回転を伝えると、その回転に速度むらが発生し、各種の不具合が発生する。例えば、上述の例のように、回転軸に感光体ドラムを固定すると共に、ギアより成る伝動部材を回転軸に対して固定し、該ギアを回転駆動してその回転を感光体ドラムに伝えるように構成した場合、当該ギアが、回転軸の軸線に対して偏心していると、そのギアの角速度が一定となるように、該ギアを回転駆動しても、当該ギアに速度むらが発生する。かかる速度むらは回転軸を介して感光体ドラムに伝えられ、該感光体ドラム表面に形成されたトナー像に濃度むらが発生する。また、複数の感光体ドラム上のトナー像を直接、又は中間転写体を介して記録媒体に転写するカラー画像形成装置の場合には、感光体ドラムの速度むらによって、記録媒体上に転写されたカラー画像に色ずれや色相の変化が発生し、その画質が劣化する。
【０００５】
そこで、冒頭にも記載したように、伝動部材に形成された取付孔と回転軸を圧入により嵌合することが考えられる。このようにすれば、取付孔と回転軸を嵌合し終えた段階で、両者の間に、これらががたつくような隙間はできず、がたつきに基因する伝動部材の偏心を実質的になくすことができる。このため、上述した不具合の発生を防止することが可能となる。
【０００６】
ところが、伝動部材の取付孔と回転軸を圧入によって嵌合すると、その嵌合時に大きな力を必要とする。また、伝動部材が樹脂の成形品である場合、その成形時のばらつきや、環境温度などによって、その取付孔の内径が、例えば、２０μｍにも及ぶ大きな寸法を変動することがあるので、その取付孔の内径が小さくなる方向にばらついたとき、当該取付孔と回転軸を圧入により嵌合する際、非常に大きな圧入力が必要となり、その組付け性が大幅に悪化する。
【０００７】
【特許文献１】
特開平７−２３９５９６号公報（第７−８頁、図６）
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、上述した新規な認識に基づきなされたものであり、その目的とするところは、伝動部材の取付孔と回転軸を、容易に圧入により嵌合させることのできる伝動装置と、かかる伝動装置の回転軸に嵌合する感光体ドラムと、該感光体ドラムを有するプロセスカートリッジと、伝動装置、感光体ドラム或いはプロセスカートリッジを有する画像形成装置を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、冒頭に記載した形式の伝動装置において、前記取付孔を区画する内周面の周方向における一部だけが、前記回転軸の外周面に接触するように、該取付孔と回転軸が形成されていることを特徴とする伝動装置を提案する（請求項１）。
【００１０】
また、上記請求項１に記載の伝動装置において、前記取付孔の内周面に、前記回転軸の外周面に接触する突部が形成され、該突部は、前記内周面の周方向に複数形成されていると有利である（請求項２）。
【００１１】
さらに、上記請求項１に記載の伝動装置において、前記取付孔が多角形に形成され、該多角形を区画する各辺の一部が前記回転軸の外周面に接触していると有利である（請求項３）。
【００１２】
また、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の伝動装置において、前記伝動部材の取付孔に嵌合した回転軸の外周面部分のうち、該回転軸の軸線方向における一部だけが伝動部材の取付孔内周面に接触し、前記伝動部材の一方の端面が圧接して、該端面が前記回転軸の軸線に対して直角となるように、該回転軸に対する伝動部材の角度を規制する規制部材が回転軸に固定されていると有利である（請求項４）。
【００１３】
さらに、上記請求項１乃至４のいずれかに記載の伝動装置において、前記伝動部材がギアであると有利である（請求項５）。
【００１４】
また、上記請求項５に記載の伝動装置において、前記ギアがはすば歯車であると有利である（請求項６）。
【００１５】
さらに、上記請求項１乃至６のいずれかに記載の伝動装置において、前記伝動部材が樹脂成形品であると有利である（請求項７）。
【００１６】
また、上記請求項１乃至７のいずれかに記載の伝動装置において、前記回転軸と共に回転する回転体が、直接、又は連結装置を介して該回転軸に連結され、前記伝動部材の回転を前記回転軸を介して該回転体に伝達するように構成されていると有利である（請求項８）。
【００１７】
さらに、上記請求項８に記載の伝動装置において、前記回転体が、感光体ドラム、転写ローラ、現像ローラ、定着ローラ、記録媒体搬送ローラ、像担持ベルトを支持する支持ローラ、又は記録媒体を担持して搬送する記録媒体搬送ベルトを支持する支持ローラのいずれかであるように構成することができる（請求項９）。
【００１８】
また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１乃至７のいずれかに記載の伝動装置の回転軸に嵌合し、該回転軸と共に回転するように、爪部材を介して、該回転軸に連結される感光体ドラムを提案する（請求項１０）。
【００１９】
さらに、上記請求項１０に記載の感光体ドラムにおいて、該感光体ドラム自体が前記回転軸に対してその軸線方向に移動することにより、前記爪部材に係合し、又はその係合を解除される係合部を有していると有利である（請求項１１）。
【００２０】
また、上記請求項１０又は１１に記載の感光体ドラムにおいて、回転軸に対してその軸線方向に移動することにより、該回転軸に対して着脱されるように構成されていると有利である（請求項１２）。
【００２１】
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の感光体ドラムと、該感光体ドラムにトナー像を形成するための少なくとも１つのプロセス機器を有していることを特徴とするプロセスカートリッジを提案する（請求項１３）。
【００２２】
また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１乃至９のいずれかに記載の伝動装置を具備して成る画像形成装置を提案する（請求項１４）。
【００２３】
さらに、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１０乃至１２のいずれかに記載の感光体ドラムを具備して成る画像形成装置を提案する（請求項１５）。
【００２４】
また、本発明は、上記目的を達成するため、請求項１３に記載のプロセスカートリッジを具備して成る画像形成装置を提案する（請求項１６）。
【００２５】
さらに、上記請求項１５に記載の画像形成装置において、複数の感光体ドラムを有し、その各感光体ドラムに互いに異なった色のトナー像をそれぞれ形成し、その各トナー像を直接、又は中間転写体を介して記録媒体に転写して記録画像を得るように構成されていると有利である（請求項１７）。
【００２６】
また、上記請求項１６に記載の画像形成装置において、複数のプロセスカートリッジを有し、その各プロセスカートリッジの感光体ドラムに互いに異なった色のトナー像をそれぞれ形成し、その各トナー像を直接、又は中間転写体を介して記録媒体に転写して記録画像を得るように構成されていると有利である（請求項１８）。
【００２７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態例を図面に従って詳細に説明する。
【００２８】
図１は後述する伝動装置を備えた画像形成装置の一例を示す概略図である。ここに示した画像形成装置はプリンタとして構成され、その画像形成装置本体１内に配置された４つの感光体ドラム３を有し、その各感光体ドラムの外周面にイエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成される。これらの感光体ドラムを識別する必要のあるときは、これらを第１、第２、第３及び第４の感光体ドラムと称し、これらに符号３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫを付して示し、各感光体ドラムを特に識別せず、これらを総称して示すときは、これに符号３を付して示すことにする。
【００２９】
第１乃至第４の感光体ドラム３Ｙ乃至３ＢＫに対向して記録媒体搬送ベルト４が配置され、この記録媒体搬送ベルト４は、複数の支持ローラに巻き掛けられて矢印Ａ方向に走行駆動される。
【００３０】
第１乃至第４の各感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ上にトナー像を形成する構成と、その作用は実質的に同一であるため、第１の感光体ドラム３Ｙにトナー像を形成する構成だけを説明する。この感光体ドラム３Ｙは図１における時計方向に回転駆動され、このとき帯電装置の一例である帯電ローラ７によって第１の感光体ドラム３Ｙの表面が所定の極性に均一に帯電される。次いでその帯電面に、レーザ書き込みユニット８から出射する光変調されたレーザビームＬが照射される。これによって第１の感光体ドラム３Ｙ上に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置９によってイエロートナー像として可視像化される。ここに示した現像装置９は、回転駆動される現像ローラ３１を有し、その現像ローラ３１に担持された乾式現像剤によって静電潜像が可視像化される。
【００３１】
一方、画像形成装置本体１の下部に配置された給紙部５から、例えば転写紙又は樹脂フィルムなどから成る記録媒体Ｐが矢印Ｂで示す方向に給送され、その記録媒体Ｐが、第１の感光体ドラム３Ｙと記録媒体搬送ベルト４の間に送り込まれ、その記録媒体搬送ベルト４に担持されて搬送される。記録媒体搬送ベルト４を挟んで、第１の感光体ドラム３Ｙにほぼ対向する位置には、転写装置の一例である転写ローラ１０が配置され、その転写ローラ１０の作用によって第１の感光体ドラム３Ｙ上のイエロートナー像が記録媒体Ｐ上に転写される。記録媒体Ｐに転写されず、第１の感光体ドラム３Ｙ上に残された転写残トナーは、クリーニング装置１１によって除去される。
【００３２】
全く同様にして、第２乃至第４の感光体ドラム３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫ上にマゼンタトナー像、シアントナー像及びブラックトナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像が、イエロートナー像の転写された記録媒体Ｐ上に順次重ねて転写される。このようにして４色の未定着トナー像を担持した記録媒体Ｐは、定着装置２に送り込まれ、該定着装置２の一対の定着ローラ２Ａ，２Ｂの間を通過する。このときそのトナー像が熱と圧力の作用によって記録媒体Ｐ上に定着され、該定着装置２を通過した記録媒体は、矢印Ｃ方向で示すように排紙部６上に排出される。
【００３３】
図２は、感光体ドラム３と、その感光体ドラム３に回転を伝える伝動装置１２を示す断面図である。図１に示した第１乃至第４の感光体ドラム３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３ＢＫは全て同じく支持され、かつ同じくその各感光体ドラム３Ｙ乃至３ＢＫに回転を伝えることができる。図２乃至図８は、これらの感光体ドラムの構造と、その支持構造と、その各感光体ドラムに回転を伝える伝動装置の構成を示すものである。
【００３４】
図２における符号Ｆは、画像形成装置本体１の手前側、Ｒはその奥側を示しており、画像形成装置本体１の本体フレーム１３は、該本体１の手前側に位置する前側板１４と、奥側に位置する奥側板１５と、これらの側板１４，１５を固定連結するステー１６と、図示していないねじによって奥側板１５に固定された本体ブラケット１７を有している。感光体ドラム３は、円筒状に形成されたドラム本体５０と、該ドラム本体５０の軸線方向各端部にそれぞれ圧入された前フランジ１８及び奥フランジ１９とから構成され、そのドラム本体５０の外周面に前述の如くトナー像が形成される。前フランジ１８と奥フランジ１９は、回転軸２０に後述する如く着脱可能に固定され、該回転軸２０と感光体ドラム３が一体となって回転するように構成されている。
【００３５】
前側板１４には、複数のねじ２１によって位置決め部材２２が着脱可能に固定され、この位置決め部材２２に、軸受２３を介して前フランジ１８が回転自在に支持されている。また前フランジ１８に回転軸２０の手前側端部が着脱可能に嵌合している。前フランジ１８と回転軸２０の手前側部分は、前側板１４に形成された開口２４を貫通している。
【００３６】
回転軸２０の奥側の部分は、奥側板１５と本体ブラケット１７を貫通して延び、円筒状のホルダ２５に保持された一対の転がり軸受２６，２７に回転自在に支持されている。ホルダ２５はねじ２８によって奥側板１５に着脱可能に固定されている。また、各転がり軸受２６，２７の外輪が奥側板１５と本体ブラケット１７に形成された孔２９，３０にそれぞれがたつくことなく嵌合し、これによって両転がり軸受２６，２７とホルダ２５とが本体フレーム１３に対して位置決めされている。このようにして回転軸２０が本体フレーム１３に対して正しく位置決めされて回転自在に支持され、感光体ドラム３の前フランジ１８と奥フランジ１９が回転軸２０に同心状に支持される。
【００３７】
図２に示した伝動装置１２は、上述のように回転自在に支持された回転軸２０と、この回転軸２０に嵌合し、かつ該回転軸２０に対して、後述する如く圧入によって固定された伝動部材の一例であるギア３２と、後述する規制部材３３と、奥フランジ１９を回転軸２０に対して着脱可能に連結する連結装置３４とを有している。ギア３２は、回転軸２０の奥側端部に配置され、該回転軸２０と同心状に配置されている。図１に示した各感光体ドラム３Ｙ乃至３ＢＫ用の各ギア３２は、そのモジュールと歯数が全て等しく設定されていることが望ましい。かかるギア３２は、平歯車やはすば歯車などのいかなる形態のものであってもよいが、ここでははすば歯車が用いられている。また、ギア３２は、金属又は樹脂などによって構成されるものであるが、ここでは、当該ギア３２が、樹脂成形品より成るものとする。
【００３８】
本体ブラケット１７には駆動モータ３５が支持され、その出力軸に固定された出力ギア３６が上述のギア３２の外歯に噛み合っている。駆動モータ３５の回転は出力ギア３６とギア３２を介して回転軸２０に伝えられ、その回転軸２０の回転が連結装置３４を介して感光体ドラム３の奥フランジ１９に伝達され、これによって感光体ドラム３が図１における時計方向に回転駆動される。出力ギア３６の回転を、他のギアを介してギア３２に伝達するように構成することもできる。
【００３９】
ギア３２の代わりにプーリ又はローラなどから成る伝動部材を回転軸２０に対して同心状に固定し、このプーリ又はローラをベルトを介して回転駆動し、これによって回転軸２０及び感光体ドラム３を駆動するように構成することもできる。かかるプーリ又はローラより成る伝動部材も、例えば樹脂成形品より成る。いかなる形態の伝動部材も、樹脂成形品により構成することができるのである。
【００４０】
感光体ドラム３を回転軸２０に対してその軸線Ｘ方向に移動させることにより、その感光体ドラム３を回転軸２０に対して着脱することができるが、図３は感光体ドラム３の奥フランジ１９を回転軸２０から離脱させたときの様子を示している。図３に示すように、連結装置３４は、回転軸２０に対しその軸線Ｘ方向に所定のストロークを移動可能に嵌合した爪部材３７と、その爪部材３７を回転軸２０の軸線方向に付勢する圧縮ばね３９と、回転軸２０に固着されたピン４０とを有し、そのピン４０に、爪部材３７に形成された長孔４１が回転軸２０の軸線Ｘ方向に相対摺動可能に嵌合している。図３に示した状態では、爪部材３７が圧縮ばね３９により加圧され、ピン４０が長孔４１の一方の端部に圧接して爪部材３７が図３に示した位置に保持されている。爪部材３７の長孔４１に、回転軸２０に固定されたピン４０が嵌合することにより、爪部材３７が回転軸２０に対して回転することが禁止される。
【００４１】
一方、感光体ドラム３の奥フランジ１９には、環状に配列された複数の係合溝３８より成る係合部が形成されている。かかる感光体ドラム３を図３に矢印Ｄで示すように移動させ、その奥フランジ１９と前フランジ１８（図２）に対して回転軸２０を挿入して感光体ドラム３を回転軸２０に嵌合し、該感光体ドラム３を図２に示すように本体フレーム１３に対して組み付けると、爪部材３７が圧縮ばね３９によって奥フランジ１９に対して加圧され、爪部材３７の周方向に形成された複数の爪４２が奥フランジ１９の係合溝３８より成る係合部に係合し、感光体ドラムと回転軸２０の相対回転が禁止される。このように、感光体ドラム３は、伝動装置１２の回転軸２０に嵌合し、この回転軸２０と共に回転するように、爪部材３７を介して、回転軸２０に連結される。逆に、感光体ドラム３を、回転軸２０に沿って、矢印Ｄと反対方向に移動させることによって、爪部材３７と、係合溝３８より成る係合部の係合を解除することができる。このように、感光体ドラム３は、その感光体ドラム３自体が回転軸２０に対してその軸線Ｘ方向に移動することによって、爪部材３７に係合し、又はその係合を解除される係合部を有していて、回転軸２０に対してその軸線方向に移動することによって、該回転軸２０に対して着脱される。
【００４２】
感光体ドラム３を、上述の如き連結装置を介することなく、直に回転軸２０に連結することも可能である。感光体ドラム３は、回転軸２０に直接又は他の部材を介して連結されるものである。感光体ドラム以外の回転体を用いた場合も同様である。
【００４３】
上述のように感光体ドラム３を回転軸２０に対して着脱することができ、従って、図２に示した位置決め部材２２を前側板１４から外すことにより、感光体ドラム３を本体フレーム１３から手前側に引き出すことができる。逆の操作によって感光体ドラム３を本体フレーム１３に組み付け、該感光体ドラム３を回転軸２０に対して固定することができる。感光体ドラム３を本体フレーム１３に組み付けた状態で、ギア３２が駆動モータ３５により回転駆動され、その回転が回転軸２０を介して感光体ドラム３に伝えられ、該感光体ドラム３が回転駆動される。その際、本例の伝動装置においては、ギア３２と、これに噛み合う出力ギア３６がはすば歯車より成るので、そのかみあい率が大きくなり、出力ギア３６からギア３２に滑らかに回転を伝えることができる。
【００４４】
ここで、図４に示すように、ギア３２の中心部には、取付孔５１が形成され、その取付孔５１に回転軸２０が圧入により嵌合している。しかも、図示した例では、図５にも示すように前述の規制部材３３が回転軸２０に圧入によって固定されていて、回転軸２０の奥側の端面の中心部に形成されためねじにねじ４７がねじ込まれ、該ねじ４７が締め付けられることにより、当該ねじ４７のワッシャ４８が、規制部材３３の位置する側と反対側のギア３２の端面４９に圧接している。これにより、伝動部材の一例であるギア３２の軸線方向の一方の端面４３が規制部材３３に圧接し、該規制部材３３によって、ギア３２の端面４３が回転軸２０の軸線Ｘに対して直角となるように、回転軸２０に対するギア３２の角度が規制される。ギア３２の一方の端面４３に圧接する規制部材３３の規制面４４が、回転軸２０の軸線Ｘに対して高い精度で直角となるように規制部材３３を製作し、その規制面４４にギア３２の一方の端面４３を圧接させて軸線Ｘに対するギア３２の直角度を高めているのである。規制部材３３は剛性と硬度の大なる材料、好ましくは金属の焼結材によって構成されている。
【００４５】
その際、ねじ４７を強く締め付けた後も、回転軸２０の奥側の端面５２が、ギア３２の軸線方向における他方の端面４９よりもわずかに規制部材３３の側に位置するように、規制部材３３の固定位置が設定されている。このため、ねじ４７を締め付けることにより、ワッシャ４８がギア３２の他方の端面４９を強く加圧し、該端面４９に圧接する。これにより、回転軸２０に嵌合したギア３２は規制部材３３に対して強く押圧され、その一方の端面４３が規制部材３３の規制面４４に強く圧接し、ギア３２が規制部材３３に対して固定され、当該ギア３２が回転軸２０に対して強固に固定される。ワッシャ４８を省き、ねじ４７の頭部５３が直にギア３２の他方の端面４９を加圧するように構成してもよい。
【００４６】
また、本例の伝動装置１２においては、図４及び図５に示すように、段ねじ５７がギア３２に形成された貫通孔５８に挿通され、かつ規制部材３３に螺着されており、これによって、ギア３２と規制部材３３とを一層強固に一体化することができる。
【００４７】
その際、段ねじ５７は、図４に矢印Ｑで示すようにギア３２の他方の端面４９の側から、そのギア３２の貫通孔５８に挿入され、該段ねじ４７のねじ部が規制部材３３に締め付けられることにより、段ねじ５７が規制部材３３に固定されるが、該段ねじ５７がギア３２に螺着されることはなく、しかも該段ねじ５７の頭部５９ないしはそのワッシャ６０と、ギア３２の他方の端面４９との間に隙間Ｓができるようになっている。段ねじ５７のねじ部を規制部材３３に締め付けたとき、該段ねじ５７の頭部５９が、直接又はワッシャ６０を介して伝動部材の他方の端面４９を加圧しないように構成されているのである。かかる構成によれば、段ねじ５７を締め付けたとき、その締め付けによってギア３２が変形することはない。このため、軸線Ｘに対するギア３２の直角度を高めることができる。
【００４８】
上述のように、本例の伝動装置１２は、伝動部材の一例であるギア３２と、その伝動部材に形成された取付孔５１に圧入により嵌合した回転軸２０とを有している。ギア３２と回転軸２０が圧入によって嵌合しているので、両者間にガタを生じるような隙間はできず、ギア３２と回転軸２０とのがたつきに基因する両者の偏心を実質的になくすことができる。このため、各感光体ドラム３Ｙ乃至３ＢＫの作動時に、これらに速度むらが発生することを抑え、記録媒体Ｐ上に転写されたカラー画像に色ずれが発生する不具合を効果的に抑制することができる。
【００４９】
ところが、先にも説明したように、ギア３２の取付孔５１と回転軸２０を圧入によって嵌合すると、その嵌合時に大きな圧力が必要となり、その組付け性が悪化するおそれがある。本例のようにギア３２が樹脂成形品より成るときは、その取付孔５１の内径が大きくばらつき、取付孔５１と回転軸２０との圧入時の組付け性が大幅に悪化することがある。
【００５０】
そこで、本例の伝動装置においては、図６に示すように、伝動部材の一例であるギア３２に形成された取付孔５１の内周面に、回転軸２０の外周面に接触する突部７０が形成され、その突部７０は取付孔５１の内周面の周方向に複数形成されている。複数の突部７０だけが回転軸２０の外周面に圧接し、突部７０の間の凹部は回転軸２０の外周面に当接していないのである。ここに示した例では、回転軸２０の横断面形状は円形となっている。このように、取付孔５１と回転軸２０は圧入により嵌合しているのであるが、その両者の圧接する面積が小さくなっているため、小さな力でギア３２と回転軸２０を圧入により組み付けることができ、その組付け性を高めることができる。
【００５１】
また、図７に示すように、ギア３２の取付孔５１の横断面形状を多角形に形成し、その多角形を区画する各辺の一部が回転軸２０の外周面に接触するように構成しても、上述したところと同じ作用効果を奏することができる。多角形の各辺の一部だけを回転軸２０の外周面に圧接させるのである。しかも、本例のギア３２は樹脂成形品より成るが、取付孔５１を多角形に形成すると、そのギア３２を成形する成形型を容易かつ低コストで製作することができる。図７に示した例の場合も、回転軸２０の横断面形状は円形となっている。
【００５２】
上述のように、伝動部材の取付孔を区画する内周面の周方向における一部だけが、回転軸の外周面に接触するように、その取付孔と回転軸を形成することにより、小さな圧入力で容易に伝動部材と回転軸を圧入により嵌合することができる。
【００５３】
また、上述した各構成を採用すると共に、図８に示すように、伝動部材の一例であるギア３２の取付孔５１に嵌合した回転軸２０の外周面部分のうち、その回転軸２０の軸線Ｘの方向における一部Ｙだけが、ギア３２より成る伝動部材の取付孔内周面に接触して嵌合するように構成すると、その嵌合時の圧入力を一層小さくすることができ、その組付け性をより一層高めることができる。図８に符号Ｙで示した取付孔５１の部分の周方向における一部だけが、図６及び図７に例示したように、回転軸２０の外周面に圧接するように構成するのである。
【００５４】
上述のように構成すると、ギア３２と回転軸２０を非常に小さな圧入力で嵌合させることができるが、取付孔５１が回転軸２０に圧接する軸線方向領域Ｙが小さくなるので、単に回転軸２０を取付孔５１に嵌合しただけであると、ギア３２が回転軸２０に対して倒れてしまうおそれがある。ところが、本例の伝動装置には、前述のように、ギア３２より成る伝動部材の一方の端面４３が圧接して、該端面４３が回転軸２０の軸線Ｘに対して直角となるように、該回転軸２０に対する伝動部材の角度を規制する規制部材３３が回転軸２０に固定されているので、伝動部材が倒れてしまう不具合を阻止することができる。
【００５５】
以上説明した伝動装置１２においては、回転軸２０と共に回転する感光体ドラム３より成る回転体が、直接又は連結装置３４を介して回転軸２０に連結され、ギア３２より成る伝動部材の回転を、回転軸２０を介して回転体に伝達するように構成されているが、感光体ドラム３のほかに、図１に示した転写ローラ１０、現像ローラ３１、定着ローラ２Ａ，２Ｂ、記録媒体を担持して搬送する記録媒体搬送ベルト４を支持する支持ローラ、記録媒体を搬送する記録媒体搬送ローラのほか、図１には示していない感光体ベルトや、感光体からトナー像を転写される中間転写ベルトなどの像担持ベルトを支持する支持ローラなどの回転体を回転軸２０に直接、又は他の部材を介して連結し、これらの回転体を回転駆動するように構成することもできる。また図示した例では、ギア３２の回転を回転軸２０に伝達するように構成したが、上述した各構成は、回転軸側からギアなどの伝動部材に回転を伝える伝動装置にも適用することができる。
【００５６】
また、図２に関連して、感光体ドラム３を単独で画像形成装置本体１に対して着脱する構成を説明したが、感光体ドラム３のまわりには、その感光体ドラムにトナー像を形成するための複数のプロセス機器、例えば帯電装置、現像装置、クリーニング装置などが設けられているので、上述した構成の感光体ドラムと、その感光体ドラムにトナー像を形成するための少なくとも１つのプロセス機器を一体的なプロセスカートリッジとして構成し、そのプロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱できるように構成することもできる。
【００５７】
図９は、かかるプロセスカートリッジ７１の一例を示す断面図である。ここに示したプロセスカートリッジ７１は、図２に示した画像形成装置と同じく、回転軸２０に着脱可能に嵌合してその回転軸２０に固定された感光体ドラム３を有していると共に、その感光体ドラム３の表面を帯電する帯電装置の一例である帯電ローラ７と、感光体ドラム表面を清掃するクリーニング装置１１の２つのプロセス機器を有し、これらのプロセス機器と感光体ドラム３が一体的に組み付けられている。より具体的に示すと、プロセスカートリッジ７１のケース７２に感光体ドラム３の奥フランジと前フランジ（図２参照）が回転自在に組み付けられ、このケース７に帯電ローラ７が回転自在に支持されていると共に、該ケース７２の一部によってクリーニング装置１１のクリーニングケース７３が形成され、このクリーニングケース７３にクリーニングブレード７４の基端部がブレードホルダ７５を介して固定され、しかも当該クリーニングケース７３にクリーニングブラシ７６とトナー搬送スクリュー７７が回転自在に支持されている。クリーニングブレード７４とクリーニングブラシ７６は共に感光体ドラム３のドラム本体５０の周面に当接している。また、感光体ドラム３のまわりには、図９には示していない現像装置も設けられているが、ここではこの現像装置はプロセスカートリッジ７１とは別の要素として構成されている。図９に示した帯電ローラ７は感光体ドラム３の周面に接触しているが、この帯電ローラ７を感光体ドラムの周面からわずかに離間させ、両者の間の空隙での放電によって感光体ドラム３を帯電するように構成することもできる。
【００５８】
図９に示した感光体ドラム３には、図１に関連して先に説明したところと全く同様にしてトナー像が形成され、そのトナー像が図９には示していない記録媒体に転写される。そして、そのトナー像の転写後に感光体ドラム表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置１１のクリーニングブラシ７６とクリーニングブレード７４との協働作用によって、感光体ドラム表面から除去される。除去されたトナーは、トナー搬送スクリュー７７によってクリーニングケース７３の外部に搬送される。
【００５９】
感光体ドラム３の他の構成と、その支持構造と、該感光体ドラム３に回転を伝える伝動装置の構成は、先に説明した実施形態例と変りはない。感光体ドラム３を回転軸２０に沿って、その軸線方向に移動させることにより、感光体ドラム３を回転軸２０に着脱することができ、これによって図９に示したプロセスカートリッジ７１の全体が画像形成装置本体に対して着脱される。
【００６０】
図１０に示したプロセスカートリッジ７１の場合には、現像装置９もプロセスカートリッジ７１の一構成要素となっている。すなわち、プロセスカートリッジ７１のケース７２の一部によって、現像装置９の現像ケース７８が構成され、この現像ケース７８には、現像ローラ３１と、現像剤搬送スクリュー７９Ａ，７９Ｂが回転自在に支持され、しかもドクターブレード８０と、トナー濃度センサ８１が現像ケース７８に支持されている。現像ローラ３１は、感光体ドラム３の表面に近接して位置し、ドクターブレード８０は、その先端部が現像ローラ３１の表面に近接して位置している。現像ケース７８には、トナーとキャリアを有する乾式の現像剤ＤＳが収容されている。図１０に示したプロセスカートリッジ７１の他の構成は、図９に示したプロセスカートリッジと変りはない。
【００６１】
図１０に示したプロセスカートリッジ７１を有する画像形成装置も、図１に示した画像形成装置と同様にして記録媒体上に画像を形成する。すなわち、図１０における時計方向に回転する感光体ドラム３が帯電ローラ７により帯電され、その帯電面がレーザビームＬによって露光され、感光体ドラム３上に静電潜像が形成され、この静電潜像が現像装置９によりトナー像として可視像化される。
【００６２】
現像装置９においては、搬送スクリュー７９Ａ，７９Ｂが回転することによって、現像剤ＤＳのトナーとキャリアが互いに逆極性に摩擦帯電されると共に、現像ローラ３１が図１０における反時計方向に回転駆動され、その周面に現像剤ＤＳが担持されて現像ローラ３１の回転方向に搬送される。このとき、ドクターブレード８０によって現像ローラ３１上の現像剤の層厚が規制され、ドクターブレード８０を通過した現像剤が、現像ローラ３１と感光体ドラム３の間の現像領域に搬送され、ここでそのトナーが静電潜像に静電的に移行して、該潜像がトナー像として可視像化される。
【００６３】
上記トナー像は、図１０に二点鎖線で示した記録媒体搬送ベルト４に担持されて搬送される記録媒体Ｐに転写され、そのトナー像転写後に感光体ドラム３上に付着する転写残トナーがクリーニング装置１１によって除去されることも図１及び図９に示した画像形成装置と変りはない。
【００６４】
現像ケース７８内に収容された現像剤ＤＳのトナー濃度が低下したことがトナー濃度センサ８１によって検知されると、図１０に二点鎖線で示したトナー収容容器８２に収容されたトナーが粉体ポンプ８３によって現像ケース７８に供給される。
【００６５】
図９及び図１０に示したプロセスカートリッジ７１を、図１に示した画像形成装置のように複数個、好ましくは少なくとも４個設け、互いに異なる色のトナー像を順次記録媒体上に重ねて転写することによって、色ずれを抑えた高品質なカラー画像を得ることができる。
【００６６】
また、図１に示した画像形成装置は、各感光体ドラムに形成されたトナー像を直に記録媒体Ｐに重ねて転写して記録画像を得るように構成されているが、各感光体ドラム上に形成された互いに異なる色のトナー像を、例えばドラム又は無端ベルトより成る中間転写体に重ねて一次転写し、次いでそのトナー像を記録媒体に二次転写し、そのトナー像を定着するように構成された画像形成装置にも、本発明を適用できる。すなわち、複数の感光体ドラム３Ｙ乃至３ＢＫ、或いは複数のプロセスカートリッジ７１を有していると共に、複数の伝動装置１２を有し、これらの伝動装置１２の各回転軸２０と一体に回転する感光体ドラム３Ｙ乃至３ＢＫが、各回転軸２０に直接又は他の部材を介して連結され、各感光体ドラム上に互いに異なった色のトナー像をそれぞれ形成し、その各トナー像を直接、又は中間転写体を介して記録媒体に転写して記録画像を得る画像形成装置に前述の各構成を採用することにより、色ずれを抑えた高品質なカラー画像を得ることができ、しかも伝動装置の回転軸２０と伝動部材の組付け性を高めることができるのである。
【００６７】
また、樹脂製のギア３２を用いると、そのギアと回転軸２０とのがたつきに基因する偏心がなくとも、ギアの成形時に当該ギア自体に偏心が生じ、これによって記録媒体上に形成されたカラー画像にわずかな色ずれが発生するおそれがあるが、かかる不具合を防止するため、それ自体周知のように、各感光体ドラム３Ｙ乃至３ＢＫ用の各ギアをその回転方向に所定の位相関係を持って配置することにより、カラー画像の色ずれを防止すると、より一層高品質なカラー画像を得ることができる。
【００６８】
本発明は、プリンタのほか、複写機、ファクシミリ、印刷機、又はこれらの複合機より成る画像形成装置や、１つだけの感光体ドラムを有し、その感光体ドラム上に例えばブラックトナー像を形成し、そのトナー像を記録媒体に転写して、モノクロ画像を得る画像形成装置にも適用でき、さらにその他の機械、装置における伝動装置にも広く適用できるものである。
【００６９】
【発明の効果】
本発明によれば、伝動部材の取付孔と回転軸を容易に圧入により嵌合させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の一例を示す概略図である。
【図２】感光体ドラムの支持構造と伝動装置を示す断面図である。
【図３】回転軸から感光体ドラムを離脱した状態を示す断面図である。
【図４】回転軸に対して固定された規制部材と、ギアの拡大断面図である。
【図５】ギアと規制部材を図４の左方から見た図である。
【図６】回転軸と、その回転軸に嵌合したギアとの嵌合部の拡大横断面図である。
【図７】他の例を示す、図６と同様な断面図である。
【図８】他の例を示す、ギアと回転軸の嵌合部を示す縦断面図である。
【図９】プロセスカートリッジを示す断面図である。
【図１０】プロセスカートリッジの他の例を示す断面図である。
【符号の説明】
２Ａ 定着ローラ
２Ｂ 定着ローラ
３ 感光体ドラム
３Ｙ 感光体ドラム
３Ｍ 感光体ドラム
３Ｃ 感光体ドラム
３ＢＫ 感光体ドラム
４ 記録媒体搬送ベルト
１０ 転写ローラ
１２ 伝動装置
２０ 回転軸
３１ 現像ローラ
３２ ギア
３３ 規制部材
３４ 連結装置
３７ 爪部材
４３ 一方の端面
５１ 取付孔
７０ 突部
７１ プロセスカートリッジ
Ｐ 記録媒体
Ｘ 軸線
Ｙ 一部

Claims (18)

1. 伝動部材と、該伝動部材に形成された取付孔に圧入により嵌合した回転軸とを有する伝動装置において、前記取付孔を区画する内周面の周方向における一部だけが、前記回転軸の外周面に接触するように、該取付孔と回転軸が形成されていることを特徴とする伝動装置。
2. 前記取付孔の内周面に、前記回転軸の外周面に接触する突部が形成され、該突部は、前記内周面の周方向に複数形成されている請求項１に記載の伝動装置。
3. 前記取付孔が多角形に形成され、該多角形を区画する各辺の一部が前記回転軸の外周面に接触している請求項１に記載の伝動装置。
4. 前記伝動部材の取付孔に嵌合した回転軸の外周面部分のうち、該回転軸の軸線方向における一部だけが伝動部材の取付孔内周面に接触し、前記伝動部材の一方の端面が圧接して、該端面が前記回転軸の軸線に対して直角となるように、該回転軸に対する伝動部材の角度を規制する規制部材が回転軸に固定されている請求項１乃至３のいずれかに記載の伝動装置。
5. 前記伝動部材がギアである請求項１乃至４のいずれかに記載の伝動装置。
6. 前記ギアがはすば歯車である請求項５に記載の伝動装置。
7. 前記伝動部材が樹脂成形品である請求項１乃至６のいずれかに記載の伝動装置。
8. 前記回転軸と共に回転する回転体が、直接、又は連結装置を介して該回転軸に連結され、前記伝動部材の回転を前記回転軸を介して該回転体に伝達するように構成されている請求項１乃至７のいずれかに記載の伝動装置。
9. 前記回転体が、感光体ドラム、転写ローラ、現像ローラ、定着ローラ、記録媒体搬送ローラ、像担持ベルトを支持する支持ローラ、又は記録媒体を担持して搬送する記録媒体搬送ベルトを支持する支持ローラのいずれかである請求項８に記載の伝動装置。
10. 請求項１乃至７のいずれかに記載の伝動装置の回転軸に嵌合し、該回転軸と共に回転するように、爪部材を介して、該回転軸に連結される感光体ドラム。
11. 感光体ドラム自体が前記回転軸に対してその軸線方向に移動することにより、前記爪部材に係合し、又はその係合を解除される係合部を有している請求項１０に記載の感光体ドラム。
12. 回転軸に対してその軸線方向に移動することにより、該回転軸に対して着脱される請求項１０又は１１に記載の感光体ドラム。
13. 請求項１０乃至１２のいずれかに記載の感光体ドラムと、該感光体ドラムにトナー像を形成するための少なくとも１つのプロセス機器を有していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
14. 請求項１乃至９のいずれかに記載の伝動装置を具備して成る画像形成装置。
15. 請求項１０乃至１２のいずれかに記載の感光体ドラムを具備して成る画像形成装置。
16. 請求項１３に記載のプロセスカートリッジを具備して成る画像形成装置。
17. 複数の感光体ドラムを有し、その各感光体ドラムに互いに異なった色のトナー像をそれぞれ形成し、その各トナー像を直接、又は中間転写体を介して記録媒体に転写して記録画像を得る請求項１５に記載の画像形成装置。
18. 複数のプロセスカートリッジを有し、その各プロセスカートリッジの感光体ドラムに互いに異なった色のトナー像をそれぞれ形成し、その各トナー像を直接、又は中間転写体を介して記録媒体に転写して記録画像を得る請求項１６に記載の画像形成装置。

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