JP2007264518A - 画像形成装置の動力伝達機構 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムユニットを装置本体の前面側から装着するようにした画像形成装置において、ドラムユニットへの駆動伝達が安定的になし得る画像形成装置の動力伝達機構を提供することを目的とする。
【解決手段】装置本体１の背面側機体１ｂに、装着されるドラムユニット５０のドラム軸心に平行に植設されたスタッド１６を介してドラム駆動用伝達ギヤ１７が軸回転可能に支持され、上記ドラムユニット５０は、上記スタッド１６の先端部１６ａを受容し得る係合孔５１ｂを備えたユニットフレーム５１と、該ユニットフレーム５１に軸回転可能に支持され且つ一端に被駆動伝達ギヤ５２ｂを有した感光体ドラム５とを少なくとも備え、上記ドラムユニット５０を装置本体１の前面側より挿入して所定位置に装着した際、上記ドラム駆動用伝達ギヤ１７と被駆動伝達ギヤ５２とが噛合すると共に、上記ユニットフレーム５１の係合孔５１ｂにスタッドの先端部１６ａが係入受容されるようにしたことを特徴とする。
【選択図】図３

Description

本発明は、ファクシミリ装置、複写機或いはプリンタ（これらの複合機も含む）等の画像形成装置に関し、更に詳しくは、電子写真記録部を構成するドラムユニットが、装置本体の前面側より長手方向に沿って着脱可能に装着される画像形成装置におけるドラムユニットの動力伝達機構に関する。

上記のようにドラムユニットを装置本体の前面側より長手方向に沿って着脱可能に装着し得るようにした画像形成装置は、取り扱いの利便性等の観点から広く採用されている。この種の画像形成装置においては、ドラムユニットへ動力を伝達する為の機構は、装置の構成上背面側に設けられる。その為、駆動モータや駆動伝達ギヤは、背面側の機体に設置される。特に、ドラムユニットの感光体ドラムに駆動伝達する為のギヤは、ドラムユニットが装着された時に、感光体ドラムに設けられた被駆動伝達ギヤに噛合させる為に、上記背面側の機体に植設されたスタッドに軸回転可能に支持される。この場合スタッドの先端部は、無支持状態（所謂片持ち状態）とされ、或いは機体に固設された樹脂製ギヤケースに支持される。

一般に、画像形成装置のプロセスユニットやドラムユニットにおいては、装置本体に装着され、装置本体からの駆動がかかった時に、プロセスユニットやドラムユニットを構成する各プロセス機構部（感光体ドラムや現像ローラ等）に負荷トルクが発生し、これが原因で相互の位置ずれが生じ易くなる。このような位置ずれが生じると画像品質に影響する。特許文献１には、現像ローラの変位量を予め想定し、駆動がかかった時に現像ローラを正規の位置に位置させるようにすることが提案されている。
特開平１１−１０９７４２号公報

ところで、前記のように装置本体の前面側よりドラムユニットを装着するようにした画像形成装置の場合、ドラムユニットの感光体ドラムに駆動伝達する為のギヤは、背面側の機体に植設されたスタッドに軸回転可能に支持される。このスタッドは、片持ち状態とされるか、先端部が樹脂製ギヤケースに支持されるだけであるから、駆動時における感光体ドラムの負荷トルクを受け、先側が振れることがある。この振れは、感光体ドラムの軸心から離間する方向に生じ、その為形成される画像にジッタが起こることがあった。特に、感光体ドラムへの駆動伝達を安定させる為に、この駆動伝達位置を可能な限り感光体ドラムの長手方向中央寄りに設定することが望ましいが、その場合、スタッド長が長くなり、それだけ上記振れが大きくなって、ジッタの発生頻度も高くなる。

本発明は、上記実情に鑑みなされたものであり、ドラムユニットを装置本体の前面側から装着するようにした画像形成装置において、ドラムユニットへの駆動伝達が安定的になし得る画像形成装置の動力伝達機構を提供することを目的としている。

請求項１の発明に係る画像形成装置の動力伝達機構は、ドラムユニットが、装置本体の前面側より長手方向に沿って着脱可能に装着される画像形成装置において、上記装置本体の背面側機体に、装着されるドラムユニットのドラム軸心に平行に植設されたスタッドを介してドラム駆動用伝達ギヤが軸回転可能に支持され、上記ドラムユニットは、上記スタッドの先端部を受容し得る係合孔を備えたユニットフレームと、該ユニットフレームに軸回転可能に支持され且つ一端に被駆動伝達ギヤを有した感光体ドラムとを少なくとも備え、上記ドラムユニットを装置本体の前面側より挿入して所定位置に装着した際、上記ドラム駆動用伝達ギヤと被駆動伝達ギヤとが噛合すると共に、上記ユニットフレームの係合孔にスタッドの先端部が係入受容されるようにしたことを特徴とする。

本発明においては、請求項２の発明のように、前記ドラムユニットを装置本体内の所定位置に位置決めする為の位置決めピンが、装置本体の背面側機体に前記スタッドと平行に植設されているものとすることができる。また、この場合、請求項３の発明のように、前記被駆動伝達ギヤが、感光体ドラムの一端に固着されたフランジ部材の周面に同心的に形成され、該フランジ部材の軸心には前記位置決めピンを嵌挿し得る軸孔が形成されているものとすることが望ましい。

請求項１の発明に係る画像形成装置の動力伝達機構においては、ドラムユニットは装置本体に対して側面（前面、背面を含む）側から着脱自在に装着されるから、ドラムユニットの交換や清掃等のメンテナンスに便利である。そして、ドラムユニットを装置本体内の所定の位置に装着した際には、ドラム駆動用伝達ギヤと被駆動伝達ギヤとが噛合して、感光体ドラムの回転駆動伝達系が確立される。この時、ドラム駆動用伝達ギヤのスタッドは、その先端部がユニットフレームに形成された係合孔に系入受容されるから、装置本体の背面側機体に対するスタッド基部側の植設部分と、先端部の上記係合孔における系入受容部分との両端部で、所謂両持状態で支持されることになる。従って、この支持状態は極めて安定し、駆動時における感光体ドラムの負荷トルクを受けてもスタッドの先側が振れることがなく、感光体ドラムの軸心との相対位置が変化することがないから、上記ドラム駆動用伝達ギヤと被駆動伝達ギヤとの噛合により確立された感光体ドラムの回転駆動伝達系が安定維持され、スタッドを長くしても画像にジッタが生じる懸念もなくなる。

また、請求項２の発明によれば、ドラムユニットの装置本体内における所定位置への装着が位置決めピンによって的確になされる。しかも、この位置決めピンは前記スタッドと平行に設けられているから、スタッドがその先端部においてユニットフレームの上記係合孔に系入受容されることによる安定支持状態とも相俟って、スタッドと感光体ドラムとの相対位置関係が変化せず、上記感光体ドラムの回転駆動伝達系がより安定に維持される。この場合、請求項３の発明のように、被駆動伝達ギヤが、感光体ドラムの一端に固着されたフランジ部材の周面に同心的に形成され、該フランジ部材の軸心には前記位置決めピンを嵌挿し得る軸孔が形成されているものとすれば、被駆動伝達ギヤが形成されるフランジ部材が、ドラムユニットの位置決めピンによる直接的位置決め対象部材となるから、ドラム駆動用伝達ギヤとの噛合が的確になされ、上記スタッドの安定支持状態とも相俟って、感光体ドラムの回転駆動伝達系がより一層安定に維持される。

以下に本発明の最良の実施の形態について、図面に基づいて説明する。図１は本発明の動力伝達機構が採用された画像形成装置の一例を示す概略的斜視図、図２は同縦断面図、図３及び図４は本発明のドラムユニットの動力伝達機構の一実施形態を示す断面図であり、図３は伝達機構が確立する前の状態を、図４は確立した状態を示す。

図１及び図２の画像形成装置Ａは、電子写真方式の記録部を備えたプリンタを例に採って示しているが、これに限らず、画像読取装置を備えた複写機、ファクシミリ装置或いはこれらの機能を兼ね備えた所謂複合機等であっても良いことは言うまでもない。図において、画像形成装置Ａの装置本体１は、記録紙（用紙）の給紙部２と、電子写真方式の画像記録部３と、印字後の記録紙の排出部４とが、この順序で高さ方向に層積されて構成されている。記録紙の給紙部２は、多数枚の記録紙を堆積収納し得る抜差し可能な給紙カセット２ａと、該給紙カセット２ａの前端部に設置された分離給紙ローラ２ｂと、該分離給紙ローラ２ｂの周面に弾接する分離パッド２ｃとよりなる。

画像記録部３は、感光体ドラム５の周囲に、帯電器６、ＬＥＤ等からなる露光器７、現像器８、転写ローラ９及び残留トナー除去装置１０をこの順序で配したプロセス部と、その下流側の定着器１１とより構成される。これらプロセス部は、露光器７及び転写ローラ９を除き、感光体ドラム５、帯電器６及び残留トナー除去装置１０を一括したドラムユニット５０と、トナー容器、攪拌器及び現像ローラ等を一括した現像器ユニット８０とよりなるプロセスユニットとされ、ドラムユニット５０及び現像器ユニット８０は、装置本体１に対してその前面側より個々に或いは両者を何等かの結合手段で結合した状態で着脱可能に装着される。また、露光器７及び転写ローラ９を除く全てのプロセス部を一括してプロセスユニットとすることも可能である。ここで、装置本体１の前面側とは、図１における右斜め手前側を言い、左斜め奥側を背面側と言う。この図においては、ドラムユニット５０を装置本体１に対して前面側より装着する状態を示しており、装置本体１の前面には開閉可能なメンテナンス扉１ａが設けられ、このメンテナンス扉１ａを開けて、ドラムユニット５０を装置本体１内の所定位置に挿入・装着し得るようになされている。給紙カセット２ａも装置本体１に対して前面側より抜差し可能とされている。ドラムユニット５０の装着に関しては後記する。

定着器１１の下流側には、切替ゲート４ａ、排出ローラ対４ｂ及び排出トレイ４ｃが連設され、これらによって排出部４が構成される。上記プロセス部の上流側近傍には、レジストローラ対１２が配設され、上記給紙カセット２ａから、分離給紙ローラ２ｂ及び分離パッド２ｃの作用により１枚ずつ分離繰出された記録紙（用紙）は、該レジストローラ対１２によりレジストされて、前記感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入される。感光体ドラム５は図２の矢示方向に回転しながら、帯電器６によりその表面が一様に帯電され、画像情報に基づく光学画像が露光器７によって感光体ドラム５の表面に照射され、感光体ドラム５の表面には静電潜像が形成される。この静電潜像は、感光体ドラム５の表面の光導電体の特性により、光の照射部分の電位が変化し、その他の部位の電位が維持されて形成されるものである。

そして、この静電潜像は、バイアス印加された現像器８で逐次現像されてトナー画像として感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に至る。この現像の際、光の照射により電位が変化した部位には、現像器８との電位差によりトナーが感光体ドラム５に吸引されて黒部分となり、その他の部分にはトナーは吸引されず白部分となって、全体として、画像情報に基づく白黒のトナー画像が形成されるのである。上記レジストローラ対１２は、感光体ドラム５の表面のトナー画像に同期して記録紙がこの対合部に導入されるようレジスト制御されて回転駆動される。

転写ローラ９はバイアス印加されており、感光体ドラム５と対合され且つ矢示方向（感光体ドラム５とウイズ方向）に回転駆動されながら記録紙をニップ搬送し、この間感光体ドラム５の表面のトナー像が記録紙に転写される。感光体ドラム５の表面に残ったトナーは、残留トナー除去装置１０で除去・回収される。トナー像が転写された記録紙は、定着器１１に導入され、永久画像として定着された後、切替ゲート４ａを押し上げ、排出ローラ対４ｂを経て排出トレイ４ｃ上に排出される。この一連の記録紙の給送は、給紙カセット２ａからの繰出し直後に略垂直（鉛直）に立ち上がり、排出ローラ対４ｂでは給紙カセット２ａからの繰出し方向とは略１８０度の方向にＵターンするような主給送パスＰに沿ってなされる。このようなレイアウト構成により、装置全体のコンパクト化が図られる。

図例の画像形成装置Ａは、両面記録機能を備えており、上記主給送パスＰの切替ゲート４ａの取付け位置から、前記レジストローラ対１２の上流側で上記主給送パスＰに循環合流する反転給送パスＰ１が形成されている。前記排出ローラ対４ｂは、正逆転可能とされ、また、反転給送パスＰ１には搬送ローラ対１３、１４が配設されており、両面記録する場合は、上記のように片面記録がされた記録紙が主給送パスＰに沿って搬送され、記録紙の後端が排出ローラ対４ｂに至ると、該排出ローラ対４ｂは一旦停止して記録紙の後端をニップする。次いで、排出ローラ対４ｂが逆転し、記録紙はその後端より搬送ローラ対１３、１４によって反転給送パスＰ１を搬送され、主給送パスＰに合流し、レジストローラ対１２に至る。該レジストローラ対１２によってレジストされて、再度感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入されてその裏面の記録がなされる。両面記録された記録紙は、その後、上記同様主給送パスＰに沿って排出トレイ４ｃ上に排出される。

図例の画像形成装置Ａは、記録紙の手差機能を更に備えており、装置本体１の側部には上下に開閉可能な手差トレイ１５が付設されている。該手差トレイ１５は、使用しない時は、図２の２点鎖線のように閉止され、把手１５ａをして開閉が可能とされている。該手差トレイ１５の前端部には分離給紙ローラ１５ｂと分離パッド１５ｃとが弾接状態で配設され、その更に下流側には主給送パスＰに合流する手差給送パスＰ２が連設されている。

上記手差トレイ１５を用いて画像記録をする場合、上記把手１５ａをして手差トレイ１５を開け、その上に記録紙をセットし、適宜スタート操作により、手差給紙ローラ１５ｂを作動させる。手差トレイ１５上の記録紙は、分離給紙ローラ１５ｂと分離パッド１５ｃとの作用により１枚ずつ分離されて繰出され、手差給送パスＰ２を搬送され、主給送パスＰに合流する。その後、レジストローラ対１２によってレジストされて、感光体ドラム５と転写ローラ９との対合部に導入されて記録がなされる。手差記録紙に両面記録する場合、記録紙は排出ローラ対４ｂの逆転により、反転給送パスＰ１を搬送され、上記の通りその裏面記録がなされる。記録が完了した記録紙は、排出ローラ対４ｂによって排出トレイ４ｃ上に排出される。

次に、図３及び図４を参照してドラムユニット５０に対する動力伝達機構を詳細に説明する。装置本体１の背面側には、背面側機体の一部としての駆動部取付基板１ｂ，１ｃが設置され、該駆動部取付基板１ｂには、装着されるドラムユニット５０のドラム軸心に平行にスタッド１６が加締め等により植設され、このスタッド１６にドラム駆動用伝達ギヤ１７が軸回転可能に支持されている。ドラム駆動用伝達ギヤ１７は二段ギヤとされ、基部側の入力ギヤ１７ａには、駆動部取付基板１ｂに固設されたモータ１８の出力ギヤ１８ａに連繋するアイドラギヤ１８ｂに噛合し、モータ１８からドラム駆動用伝達ギヤ１７への駆動伝達系が形成されている。このアイドラギヤ１８ｂは、駆動部取付基板１ｂ，１ｃ間に架設された図示しないスタッドに軸回転可能に支持されるが、１個に限らず設計上複数個によって構成されることもある。また、駆動部取付基板１ｂ，１ｃ間には、図示を省略しているが、他のプロセス部駆動用の駆動伝達系も同様に配設される。ドラム駆動用伝達ギヤ１７は、駆動部取付基板１ｃに取付けられた樹脂製ギヤケース１７ｂにより、後記する被駆動伝達ギヤ５２ｂとの噛合部分を除いて覆われている。スタッド１６の先端部１６ａはこの樹脂製ギヤケース１７ｂより突出している。

駆動部取付基板１ｂには、他方の駆動部取付基板１ｃを貫き、スタッド１６に平行な導電性位置決めピン１９が加締め等により植設されている。上記ドラムユニット５０は、前記プロセス部として少なくとも感光体ドラム５を備え、ユニットフレーム５１内に感光体ドラム５が軸回転可能に支持されている。ユニットフレーム５１の側部には張出部５１ａが延設され、この張出部５１ａにスタッド１６の先端部１６と略同径の係合孔５１ｂが開設されている。

感光体ドラム５は、アルミニウム等の導電性円筒体の表面に光導電体をコーティングしてなり、その両端開口部には絶縁性樹脂等からなるフランジ部材５２（図では一方のみを示している）が固着されている。この両端のフランジ部材５２をして感光体ドラム５がユニットフレーム５１に軸回転可能に支持される。フランジ部材５２の軸心には上記位置決めピン１９を嵌挿し得る軸孔５２ａが形成されている。また、装置本体１の背面側に位置するフランジ部材５２の周面には、同心的に被駆動伝達ギヤ５２ｂが形成されている。フランジ部材５２と感光体ドラム５の内面との固着部には接触端子５２ｃが挟着され、その遊端は屈曲されてドラムユニット５０を所定位置に装着した時に位置決めピン１９の周体に弾接し、感光体ドラム５の内面と位置決めピン１９との動通が図られるようになされている。

上記構成において、ドラムユニット５０は、図１の白抜矢示方向に沿って装置本体１内に挿入され、更に、図３の白抜矢示のように押入れられて、装置本体１の所定位置に装着保持される。この時、フランジ部材５２の軸孔５２ａに、位置決めピン１９が嵌挿され、被駆動伝達ギヤ５２ｂがドラム駆動用伝達ギヤ１７に噛合する。また、スタッド１６の先端部１６ａがユニットフレーム５１の係合孔５１ｂに係入受容される。更に、一対の接触端子５２ｃの先側屈曲部分が、位置決めピン１９の先側に形成された小径括れ部１９ａに填り込むように弾性摺接する。

上記ドラムユニット５０の装置本体１内への挿入は、装置本体１内に形成された不図示のガイド部材に沿ってなされ、メンテンナンス扉１ａを閉めると共に、位置決めピン１９によって位置決めされた状態で装置本体１内の所定の位置に装着保持される。また、被駆動伝達ギヤ５２ｂとドラム駆動用伝達ギヤ１７との噛合によって、モータ１８から感光体ドラム５への回転駆動伝達系が確立する。従って、モータ１８の回転駆動力により感光体ドラム５は位置決めピン１９の軸心回りに回転する。

更に、スタッド１６の先端部１６ａがユニットフレーム５１の係合孔５１ｂに係入受容されることによって、スタッド１６が駆動部取付基板１ｂと位置決め保持されたユニットフレーム５１とにより、所謂両持ち支持状態とされる。従って、スタッド１６は、感光体ドラム５の回転に伴う負荷トルクを受けても先側が振れることなく、位置決めピン１９との平行状態が維持され、被駆動伝達ギヤ５２ｂとドラム駆動用伝達ギヤ１７との噛合を含んで確立された感光体ドラム５の回転駆動伝達系が安定的に維持される。これによって、形成される画像にジッタ等が生じる懸念がなくなる。尚、被駆動伝達ギヤ５２ｂおよびドラム駆動用伝達ギヤ１７を斜歯ギヤとすることが望ましく、これによりその噛合状態が安定すると共に噛合がスムースになされる。

位置決めピン１９は、駆動部取付基板１ｂを通じてアースされている。前記の画像形成プロセスにおける感光体ドラム５の表面に対する露光過程において、一様に帯電された感光体ドラム５の表面における光が照射された部分の光導電体に導電性が生起される。従って、この部分の電荷が、感光体ドラム５の内側の導電性円筒体、接触端子５２ｃ、位置決めピン１９及び駆動部取付基板１ｂを通じてアースに流れ、感光体ドラム５の表面には電荷が存在する部分と存在しない部分とによる静電潜像が形成される。

尚、上記実施例では、画像形成装置Ａがシングルカセットタイプのプリンタである例について述べたが、マルチカセットタイプのプリンタを除外するものではなく、更に、図１における記録紙カセット２ａの下に更にオプションカセット等を段積みし得るものであっても良い。

本発明の動力伝達機構が採用された画像形成装置の一例を示す概略的斜視図である。 同縦断面図である。 本発明のドラムユニットの動力伝達機構の一実施形態を示す平面断面図であり、動力伝達系が確立される前の状態を示す。 同確立した状態を示す平面断面図である。

符号の説明

１ 装置本体
１ｂ 駆動部取付基板（背面側機体）
５ 感光体ドラム
１６ スタッド
１６ａ 先端部
１７ ドラム駆動用伝達ギヤ
１９ 位置決めピン
５０ ドラムユニット
５１ ユニットフレーム
５１ｂ 係合孔
５２ フランジ部材
５２ 軸孔
５２ｂ 被駆動伝達ギヤ
Ａ 画像形成装置

Claims (3)

1. ドラムユニットが、装置本体の側面側より長手方向に沿って着脱可能に装着される画像形成装置において、
   上記装置本体の背面側機体に、装着されるドラムユニットのドラム軸心に平行に植設されたスタッドを介してドラム駆動用伝達ギヤが軸回転可能に支持され、上記ドラムユニットは、上記スタッドの先端部を受容し得る係合孔を備えたユニットフレームと、該ユニットフレームに軸回転可能に支持され且つ一端に被駆動伝達ギヤを有した感光体ドラムとを少なくとも備え、
   上記ドラムユニットを装置本体の前面側より挿入して所定位置に装着した際、上記ドラム駆動用伝達ギヤと被駆動伝達ギヤとが噛合すると共に、上記ユニットフレームの係合孔にスタッドの先端部が係入受容されるようにしたことを特徴とする画像形成装置の動力伝達機構。
2. 請求項１に記載の画像形成装置の動力伝達機構において、
   前記ドラムユニットを装置本体内の所定位置に位置決めする為の位置決めピンが、装置本体の背面側機体に前記スタッドと平行に植設されていることを特徴とする画像形成装置の動力伝達機構。
3. 請求項２に記載の画像形成装置の動力伝達機構において、
   前記被駆動伝達ギヤが、感光体ドラムの一端に固着されたフランジ部材の周面に同心的に形成され、該フランジ部材の軸心には前記位置決めピンを嵌挿し得る軸孔が形成されていることを特徴とする画像形成装置の動力伝達機構。
   
   

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