JP2005331855A - 連結装置およびこの連結装置を備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 軸36とこの軸36に連結されてこれと共に回転するヘリカルギアからなる回転体30との連結装置において、前記軸36に凹部38を形成すると共に前記回転体30に形成された取り付け孔の内周面に凸部39を形成し、前記凹部38と前記凸部39とを嵌合し、互いを圧接させる。
【選択図】 図2
Description
図8はギアよりなる回転体に取り付けられた軸からなる連結装置の従来例を示す断面図である。図9は図8の連結装置の従来例の線A−Aに沿う断面図である。
図8および図9において、連結装置はギアより成る回転体30の中心部に形成された取り付け孔31に軸36が挿入され、この軸36に固定されたピン32が回転体30に形成された溝33に係合し、軸36に形成された環状溝34には係止リング35が係止されている。
ピン32を溝33に係合し、かつ係止リング35とピン32とによって回転体30を挟み込むことにより、軸36と回転体30との相対回転を禁止し、かつ軸36の軸線方向XAに回転体30が動くことを禁止するのである。このようにして、回転体30と軸36は、その中心軸線XAのまわりに一体に回転することができる。
ところが、上述の従来の連結装置によると、回転体30が、軸36に対してその軸線方向XAの方向に極く僅かではあるががた付くおそれがある。しかも、回転体30に形成された取り付け孔31の内周面とここに挿入された軸36の外周面との間に微小な隙間δが存在する。
このため、回転体30がその半径方向に極く僅かではあるが、がた付いたり、軸36の中心軸線と回転体30の中心軸線とが一致しない状態で、軸36と回転体30が固定されるおそれがある。
例えば、回転体30と軸36の回転によって、画像形成装置の像担持体を駆動するように構成した場合、回転体30と軸36に、上述のごとき速度むらが発生すると、像担持体上に形成される画像の画質が劣化する。
このような問題を解決するために、特許文献2では、軸にテーパ部を形成すると共に回転体に形成された取り付け孔の内周面をテーパ状に形成し、この取り付け孔と前記軸のテーパ部とを嵌合し、加圧手段によって前記取り付け孔の内周面と前記軸の外周面とを互いに圧接させている。
また、特許文献1ではテーパ面を有するクサビ形状をした板状の駆動部材と共に軸に溝が形成されており、回転力を伝達するときは前記軸の溝にクサビのように食い込み、圧縮コイルバネにより加圧されている。
しかし、特許文献2ではテーパ形状および凹部の加工が必要となり、また特許文献1では構成部品が増加しかつ微小な加工が必要となることでコストが高くなるという問題がある。
本発明の目的は、上述した実情を考慮して、回転体と軸との相対的ながた付きをなくし、これらの回転時の速度むらを効果的に防止することを可能にする連結装置およびこれを備えた画像形成装置を提供することにある。
また、請求項2に記載の発明は、前記凹部が前記回転体の外周面に形成されるギア歯の角度と異なる角度で前記軸上に形成されている請求項1に記載の連結装置を特徴とする。
また、請求項3に記載の発明は、前記凸部が前記回転体の外周面に形成されるギア歯の角度と異なる角度で前記軸上に形成されている請求項1に記載の連結装置を特徴とする。
また、請求項4に記載の発明は、前記凹部および前記凸部が対向する位置に少なくとも3組以上形成されている請求項2ないし3のいずれか一項記載の連結装置を特徴とする。
また、請求項5に記載の発明は、前記回転体と前記軸が、画像の形成される像担持体を駆動する駆動要素として構成されている請求項4記載の連結装置を特徴とする。
また、請求項6に記載の発明は、請求項4ないし5のいずれか一項に記載の連結装置と、この連結装置により連結された軸と回転体とを備えている画像形成装置を特徴とする。
また、回転体に形成された取り付け孔の内周面に形成される凸部が、回転体の外周面に形成されるギア歯の角度と異なる角度で軸上に形成されていることによって、回転体自体の回転する力を利用して圧接されるため、回転体と軸とを互いに分離するときの作業を容易に行うことが可能になる。
回転体30の中心部には取り付け孔30aが形成されており、この取り付け孔30aを軸36と嵌め合わせて固定する。この場合に、駆動回転体37が既に位置固定されている場合に、回転体30の孔30a内に軸36を嵌合するときには、回転体30がヘリカルギアにより構成されているため、回転体30を矢印方向に回転しながら固定することになる。
図2は軸に形成される凹部と回転体内周面に形成される凸部の嵌め合いの様子を示す概略図である。回転体30の孔30aの内周面には凸部39が形成され、この凸部39の軸方向長さはとくに規定されるものではなく、軸方向の一部でも軸方向の全長に形成されてもよい。ここに示した例では軸方向全長に形成されている例を示す。
前記軸36の端面には凹部38が軸端面から軸方向に形成される。回転体30の外周面に ギア歯40が角度θ1で形成され、軸端面に対する凹部38の傾斜角度θ2は、回転体30の外周面に形成されるギア歯40の角度θ1に対して、θ1<θ2となるような角度で形成される。
回転体30の孔30a内に軸36を嵌合するときに、この回転体30の外周に形成されるギア歯40がA方向に移動するように形成されていると仮定すると、軸36に形成された凹部38と回転体30に形成された取り付け孔30aの内周面に形成された凸部39とがお互いに密着状態に圧接される。
ここで軸36と回転体30とを固定する手段として軸36の軸方向断面側に形成された雌ネジとこの雌ネジにネジ込まれる雄ネジとを具備し、これにより軸36と回転体30を圧接する手段として有しても良い。
図3は軸に形成される凹部と回転体内周面に形成される凸部の嵌め合いの様子を示す概略図である。図3に示すように、回転体30の外周面にギア歯40が角度θ1で形成される。
この例では、軸36の外周面に、端面側から軸方向に形成される凹部38は、軸方向と平行に伸びる凹部である。
一方、回転体30に形成される取り付け孔30aの内周面に形成される凸部39の傾斜角度(軸端面に対する傾斜角度)が、前記θ1に対してθ1>θ3となるような角度で形成される。このような場合でも軸36に形成された凹部38の内壁と、回転体30に形成された取り付け孔の内周面に形成された凸部39とが互いに密着状態に圧接される。
ここに示した例では軸36に形成された凹部38と回転体30の取り付け孔30aの内周部に形成された凸部39が3組形成されているが、形成される数が増えることで回転体30を取り付ける角度の自由度が増加する効果もあるため、形成される数はここに示した例以上あることが望ましい。
この状態で、ギアより成る回転体30に噛み合った、図示していない他のギアを介して、同じく図示していないモータの回転が回転体30と軸36とに伝えられ、これらが共に中心軸線Xのまわりに回転する。もちろん、軸36の方をモータにより回転駆動し、これと共に回転体30を回転させるように構成することもできる。
上述のように、回転体30と軸36とを固定連結するので、回転体30と軸36が回転したとき、回転体30が軸36に対して、その軸線方向Xと半径方向にがた付くことはない。
しかも、軸36の中心軸線Xと回転体30の中心軸線を高い精度で一致させることができるので、回転体30が軸36に対して偏心回転することも防止できる。このため、回転体30と軸36の回転時に、これらに速度むらが発生する不具合を効果的に抑制し、ないしは阻止することができる。
ところで、回転体30を矢印B方向に引くことによってその回転体30を軸36から外すことができる。そのさい、回転体30が固定された状態にあるときに、回転体30の内周面と軸36とが強く圧接し結合されていると大きな力で矢印B方向に引かないと回転体30を外せなくなりその作業性が低下する。
ここに示した例では回転体30を抜くときには結合部分が離れる方向に回転しながら抜けるためより小さな力で引くだけで回転体30を軸36から外すことができる。
以上説明した回転体30と軸36、およびその両者の連結装置は、いかなる技術分野の機械、装置にも広く利用でき、しかも回転体はギア以外の各種形態の回転体として構成できるものであるが、その一例として、回転体と軸が、画像の形成される像担持体を駆動する駆動要素として構成された画像形成装置の一例を説明する。
図示した例において転写材の搬送方向A1の最上流側の像担持体2Yの表面にはイエロートナー像が形成され、次の像担持体2Mの表面にはマゼンタトナー像が、また像担持体2Cの表面にはシアントナー像が、さらに像担持体2BKの表面にはブラックトナー像がそれぞれ形成されるように構成され、これらの像担持体2Y、2M、2C、2BKはそれぞれ矢印B1方向に回転駆動される。
上記像担持体2Y、2M、2C、2BKに対向して転写材搬送装置3が配置され、この転写材搬送装置3は支持ローラ4、5、6、7と、その支持ローラ4、5、6、7に巻き掛けられた無端ベルトより成る転写ベルト8とを有し、転写ベルト8は転写材の搬送方向A1に回転駆動される。
かかる転写ベルト8の表面に各像担持体2Y、2M、2C、2BKが当接し、しかも転写ベルト8を挟んで、各像担持体2Y、2M、2C、2BKに対向した位置には、転写装置の一例である転写ブラシ9Y、9M、9C、9BKがそれぞれ配置されている。
一方、画像形成装置本体1内の下部には、シート給送装置10のカセット11が配置され、そのカセット11内に配置された底板12上に、例えば転写紙よりなる転写材Sが積載されている。
ここで、前述のようにイエロー用の像担持体2Yの表面にはイエロートナー像が形成されており、かかる像担持体2Yと転写ベルト8の間の転写部を転写材Sが通過するとき転写ブラシ9Yの作用により、像担持体2Yの表面に形成されたイエロートナー像が転写材Sの表面に転写される。
この転写材Sは引き続きマゼンタ用の像担持体2M、シアン用の像担持体2Cおよびブラック用の像担持体2BKと転写ベルト8との間の各転写部を順次通過し、各転写ブラシ9M、9C、9BKの作用により、各像担持体2M、2C、2BK上の各色のトナー像が、すでに転写材S上に転写されたイエロートナー像上に重ね合せて順次転写される。
上述のようにして表面に4色の重ね合せトナー像が転写された転写材Sは、定着ローラ15と加圧ローラ16の間を通り、このとき熱と圧力の作用によって、そのトナー像が転写材Sの表面に定着される。次いで、この転写材Sは矢印Eで示すように排紙トレイ17上にスタックされる。
その各プロセスカートリッジ18Y、18M、18C、18BKの構成は実質的に同一であるため、そのうちの1つのイエロー用の像担持体2Yを有するプロセスカートリッジ18Yの構成と作用だけを図6を参照して説明する。
図6はプロセスカートリッジとして構成されている像担持体およびその表面にトナー像を形成する各要素を示す概略断面図である。図6に示すように、このプロセスカートリッジ18Yの像担持体2Yは、ユニットケース19に回転自在に組み付けられて矢印B1方向に回転駆動される。
像担持体2Yの表面には、ユニットケース19に回転自在に支持された帯電ローラ20が回転しながら当接し、その帯電ローラ20により像担持体2Yの表面が所定の極性に帯電される。
一方、画像形成装置本体1内には、図6に示すように、プロセスカートリッジ18Yとは別にレーザ書き込みユニット21が配置され、このレーザ書き込みユニット21から出射する光変調されたレーザビームLによって、図6に示すように帯電後の像担持体2Yの表面が露光され、これによって像担持体表面にイエロー画像用の静電潜像が形成される。
上記静電潜像は現像装置22によってイエロートナー像として可視像化される。この現像装置22はユニットケース19の一部により構成された現像ケース23と、この現像ケース23に回転自在に支持されて反時計方向に回転駆動される現像ローラ24とを有している。
現像ケース23には、イエロー色のトナーとキャリアを有する粉体状の二成分系現像剤DYが収容されている。この現像剤DYは現像ローラ24上に担持されて搬送される。
規制ブレード26によって量を規制された現像剤DYは現像ローラ24と像担持体2Yとの間の現像領域に運ばれ、その現像剤DY中のトナーが像担持体表面に形成された静電潜像に静電的に移行して静電潜像がイエロートナー像として可視像化される。
上記イエロートナー像は前述のようにして転写材Sの表面に転写され、その転写後に像担持体表面に付着する転写残トナーはクリーニング装置27により除去される。
このクリーニング装置27はユニットケース19の一部により構成されたクリーニングケース28と、このクリーニングケース28に回転自在に支持されて矢印方向に回転駆動されるクリーニングブラシ29と、基端部がクリーニングケース28に固定されたクリーニングブレード25とを有している。
この構成において、クリーニングブラシ29とクリーニングブレード30が像担持体2Yの表面に当接し、この像担持体2Yの表面の転写残トナーを掻き取って除去する。
図5に示すように、ドラム状の像担持体2Yは円筒状の像担持体本体42と、その長手方向各端部に固定されたフランジ部材43、44よりなり、手前側のフランジ部材43は軸受56を介してユニットケース19に回転自在に支持され、奥側のフランジ部材44は画像形成装置本体1に回転自在に支持された軸36の先端52に着脱可能に連結されている。
軸36は画像形成装置本体1の奥側の側板50と、この側板50に不動に固定された支持板49とからなる支持体57に、軸受46、53を介して回転自在に支持されている。
また奥側のフランジ部材44の回転中心部に形成された中心孔45に軸36の先端部に固定されたジョイント52が係合する。このジョイント52の外周面に歯が形成され、中心孔45の内周面にも歯が形成され、かかるジョイント52と中心孔45が互いに嵌合する。
これらの歯が互いに噛み合い、軸36の回転が像担持体2Yに伝えられるように構成されている。この状態で、プロセスカートリッジ18Yのユニットケース19が画像形成装置本体1に対して位置決めされて保持される。
プロセスカートリッジ18Yを画像形成装置本体1の手前側、すなわち図7に矢印Fで示した方向に引くと、ジョイント52と像担持体2Yの中心孔45が外れ、像担持体2Yを含めたプロセスカートリッジ18Yを画像形成装置本体1の手前側に引き出すことができる。
逆に、プロセスカートリッジ18Yを画像形成装置本体1の奥側、すなわち矢印Fと反対方向に押し込むと、図7に示したように像担持体2Yの中心孔45とジョイント52が嵌合し、その両者の歯が互いに噛み合い、ドラム状の像担持体2Yと軸36が同心状に位置決めされる。
支持板49には、イエロー用の像担持体2Yを回転駆動するためのモータ47が支持され、その出力軸に固定されたギア48は、同じくギアよりなる回転体30に噛み合っている。
モータ47が作動すると、その回転がギア48を介して回転体30に伝えられて軸36が回転し、その軸36の回転がジョイント52を介して像担持体2Yに伝達され、この像担持体2Yが前述のように図5および図6に矢印B1で示した方向に回転駆動される。このように、回転体30と軸36は画像の形成される像担持体を駆動する駆動要素として構成されている。
図5に示した他のプロセスカートリッジ18M、18C、18BKは上述のプロセスカートリッジ18Yと全く同様に構成され、各プロセスカートリッジ18Y、18M、18C、18BKの現像装置に互いに異なった色のトナーの現像剤がそれぞれ収容されている点だけが相違している。
また、その各プロセスカートリッジ18M、18C、18BKの像担持体2M、2C、2BKも、図には示していないが、イエロー用の像担持体2Yの場合と全く同様にして、画像形成装置本体1の支持体57に回転自在に支持された軸と、この軸に図2ないし図3に示した連結装置により固定連結されたギアよりなる回転体30と、この回転体に噛み合うギア48とを介して、モータ47によりそれぞれ回転駆動される。
回転体30と軸36は、図2ないし図3に示した連結装置により連結されているので、軸36に従来のような速度むらが発生せず、したがって像担持体2Yの外周面の線速を一定に保つことが可能となる。他の像担持体2M、2C、2BKも同様である。このため、転写材S上に形成された重ね合せトナー像に色ずれや濃度むらが発生する不具合を阻止できる。
これにより、ギア48と回転体30との噛み合い衝撃が像担持体2Y上に形成されるトナー像に与える影響を極めて少なくすることができる。噛み合い衝撃により、転写材S上に形成されたトナー像に生じる濃度むらや色ずれを目視上、認識できない程、軽微なものにすることができるのである。
その反面、回転体30のピッチ円直径が大きくなると、その回転体30と軸36の間に極めて微小ながた付きがあっただけでも、これが回転体30のピッチ円上では、大きいがた付きとなって現われることになり、極めて微小ながた付きでも、これを無視することはできない。
ところが、図7に示した回転体30と軸36は、図2ないし図3に示した連結装置によって互いに固定連結されているので、両者間のがた付きをなくすことができ、上述した不具合の発生を阻止することができる。
像担持体が駆動ローラと従動ローラに巻き掛けられたベルトからなるときでも、その駆動ローラの軸と、回転体とを図2ないし図3に示した連結装置により固定連結することにより、転写材S上に転写されたトナー像の濃度むらや、色ずれを目視上、問題とならぬ程度にすることができる。
像担持体が感光体からトナー像を転写される中間転写体である場合も、その中間転写体を駆動する軸と、さらにこれを駆動する回転体とを、図2ないし図3に例示した連結装置により固定連結することにより中間転写体上に形成されるトナー像、ひいては転写材上に形成されたトナー像の画質を高めることができる。
また、回転体30と軸36が、画像の形成される像担持体を駆動する駆動要素として構成されている連結装置とすることで、像担持体上に形成される画像の画質を高めることができる。
本発明による連結装置と、この連結装置により連結された軸36と回転体30とを備えることで、高品質な画像を形成できる画像形成装置を提供することができる。
Claims (6)
- 軸と、この軸に連結されて一体回転する回転体との連結装置において、前記軸に凹部を形成すると共に前記回転体に形成された取り付け孔の内周面に凸部を形成し、前記凹部と前記凸部とを嵌合し、互いを圧接させることを特徴とする連結装置。
- 前記凹部が前記回転体の外周面に形成されるギア歯の角度と異なる角度で前記軸上に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の連結装置。
- 前記凸部が前記回転体の外周面に形成されるギア歯の角度と異なる角度で前記軸上に形成されていることを特徴とする請求項1に記載の連結装置。
- 前記凹部および前記凸部は、周方向に沿って少なくとも3組形成されていることを特徴とする請求項2ないし3のいずれか一項記載の連結装置。
- 前記回転体と前記軸が、画像像担持体を駆動する駆動要素として構成されていることを特徴とする請求項4記載の連結装置。
- 請求項4ないし5のいずれか一項に記載の連結装置と、この連結装置により連結された軸と回転体とを備えていることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2004152017A JP2005331855A (ja) | 2004-05-21 | 2004-05-21 | 連結装置およびこの連結装置を備えた画像形成装置 |
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Family Applications (1)
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2015084020A (ja) * | 2013-10-25 | 2015-04-30 | 株式会社リコー | 駆動伝達装置及び画像形成装置 |
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2004
- 2004-05-21 JP JP2004152017A patent/JP2005331855A/ja active Pending
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