JP2012194210A

JP2012194210A - 画像形成装置

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Publication number: JP2012194210A
Application number: JP2011056034A
Authority: JP
Inventors: Shoji Kamizato; 昌示神里; Masato Kuno; 正人久野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2011-03-15
Publication date: 2012-10-11
Anticipated expiration: 2031-03-15
Also published as: JP5791315B2

Abstract

【課題】本体ギアが安定して回転でき回転ムラが発生しない画像形成装置を提供する。
【解決手段】装置本体９に設けられ、駆動モータ７から駆動力が伝達される本体ギア４と、装置本体９に設けられ、本体ギア４を回転可能に支持する軸受け部材２に設けた円筒形状部２ｂと、装置本体９に設けられ、本体ギア４から駆動力が伝達される本体ギア軸３と、装置本体９に設けられ、本体ギア軸３を回転可能に支持する軸受け部材２に設けた円形穴２ａと、本体ギア４の駆動力を本体ギア軸３へ伝達する平行ピン５と、本体ギア軸３と同軸上に設けられ、本体ギア軸３の駆動力をプロセスカートリッジ11側へ伝達するカップリング軸10と、本体ギア軸３の駆動力をカップリング軸10へ伝達する駆動力伝達ピン３ａ及び被駆動突起部10ｇとを有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、或はこれらの複合機等の画像形成装置に関するものである。

画像形成装置本体にドラム形状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」という）を備えたプロセスカートリッジを自在に着脱できる構成は一般的に知られている。そのような構成において、プロセスカートリッジを装置本体へ装着後、装置本体側の駆動力を感光体ドラムへ伝達し、感光体ドラムを回転させる構成として、特許文献１の構成が知られている。

特許文献１の構成について、図１、図５〜図７を用いて説明を行う。図１はプロセスカートリッジ11を画像形成装置本体（以下、単に「装置本体」という）９へ装着する際の概略図を示している。９ａはプロセスカートリッジ11を装置本体９へ着脱する際に開閉するカートリッジドアである。10は装置本体９の駆動力をプロセスカートリッジ11へ伝達するカップリング軸である。

装置本体９に備えられているカートリッジドア９ａを開け、プロセスカートリッジ11を図１の装着方向ａへ挿入することで、プロセスカートリッジ11は装置本体９へ装着される。

次に、プロセスカートリッジ11の装置本体９への装着時から取り外し時におけるカップリング軸10の動作について説明する。

図５は、本体ギア軸３、カップリング軸10の要部を示した斜視図である。図５において、３ａは本体ギア軸３の先端に設けられ、プロセスカートリッジ11へ駆動力を伝達する駆動力伝達ピンである。10ｆは本体ギア軸３側に向かって拡開した円錐状の本体ギア軸受け面であり、10ｇは駆動力伝達ピン３ａと当接することでカップリング軸10へ駆動力の伝達を行う被駆動突起部である。

プロセスカートリッジ11を装置本体９に設けられている不図示のガイドに沿って図５の装着方向ａへ挿入すると、カップリング軸10が本体ギア軸３と係合する。ここでいう係合とは、図６（ｃ）に示すように、本体ギア軸３の軸線Ｌ３とカップリング軸10の軸線Ｌ２とが略同軸となり、駆動伝達可能となっている状態のことをいう。

図６（ａ）〜（ｃ）はカップリング軸10と本体ギア軸３との結合部を装置本体９の下方から見た縦断面図である。３ｄは本体ギア軸３の先端である。13はカップリング軸10の駆動力を不図示の感光体ドラムへ伝達するドラム軸である。Ｌ１はドラム軸13の軸線である。なお、カップリング軸10はドラム軸13の軸線Ｌ１に対して傾斜可能にドラム軸13に取り付けられている。

カップリング軸10は本体ギア軸３の駆動力をドラム軸13へ伝達する図６（ｃ）に示す第一の角度位置をもつ。また、カップリング軸10は第一の角度位置から揺動可能な図６（ｂ）に示す第二の角度位置をもつ。プロセスカートリッジ11を装置本体９へ装着する際には、カップリング軸10が図６（ｂ）に示す第二の角度位置から図６（ｃ）に示す第一の角度位置へ揺動する。そして、プロセスカートリッジ11を装置本体９から脱離する際には、図６（ｃ）に示す第一の角度位置から図６（ｂ）に示す第二の角度位置へ揺動する。

プロセスカートリッジ11の装着過程を図５及び図６を用いて説明する。10ａ，10ｂはそれぞれカップリング軸10の傾斜時におけるカップリング軸10の装着方向ａの下流側及び上流側の先端位置である。プロセスカートリッジ11の装着過程において、図６（ａ）に示すカップリング軸10は第二の角度位置として軸線Ｌ２が予めドラム軸13の軸線Ｌ１に対して、装着方向ａに傾斜している。

カップリング軸10がドラム軸13の軸線Ｌ１に対して傾斜することで、ドラム軸13の軸線Ｌ１方向において、装着方向ａの下流側のカップリング軸10の先端位置10ａは、本体ギア軸３の先端３ｄよりもドラム軸13側に位置する。また、装着方向ａの上流側のカップリング軸10の先端位置10ｂは本体ギア軸３の先端３ｄよりも駆動力伝達ピン３ａ方向に位置する。

プロセスカートリッジ11を装置本体９に設けられている不図示のガイドに沿って図５の装着方向ａへ挿入すると、まず、カップリング軸10の装着方向ａの上流側の先端位置10ａが本体ギア軸３の先端３ｄを通過する。そして、通過した後、カップリング軸10の円錐形状の本体ギア軸受け面10ｆ、もしくは被駆動突起部10ｇが本体ギア軸３、もしくは駆動力伝達ピン３ａに当接する（図６（ｂ））。

そして、プロセスカートリッジ11の装着動作に応じてカップリング軸10の軸線Ｌ２がドラム軸13の軸線Ｌ１と平行になるように傾斜していく。そして、最終的に装置本体９に対してプロセスカートリッジ11の装着位置が決まる。本体ギア軸３とドラム軸13が略同一直線上に配設され、カップリング軸10は第一の角度位置となる（図６（ｃ））。そして、カップリング軸10と本体ギア軸３とが係合される。

上記のように、カップリング軸10はドラム軸13の軸線Ｌ２に対して傾斜可能に取り付けられており、プロセスカートリッジ11の装着動作に応じて、カップリング軸10が傾斜する。つまり、カップリング軸10と本体ギア軸３とが干渉せずに係合することが可能である。

次に駆動力の伝達構成について図７を用いて説明する。図７において、１は装置本体９を構成する本体フレームである。２は本体フレーム１に固定された軸受け部材であり、軸受け部材２は本体ギア軸３を回転可能に支持するための円形穴２ａを有する。７は駆動モータである。８は駆動モータ７の駆動力を本体ギア４へ伝達するためのモータギアである。５は本体ギア４からの駆動力を本体ギア軸３へ伝達するための平行ピンである。６は本体フレーム１に位置決め固定された補助側板である。

まず、駆動源である駆動モータ７の駆動力をモータギア８が本体ギア４へ伝える。本体ギア４の駆動力は平行ピン５で本体ギア軸３へ伝達される。本体ギア軸３に設けられた駆動力伝達ピン３ａが、４つの被駆動突起部10ｇのいずれか２箇所に当接することで、本体ギア軸３からカップリング軸10へ駆動力が伝達される。そして、カップリング軸10と本体ギア軸３とドラム軸13とが略同軸で回転することで、装置本体９から図示しない感光体ドラムへ駆動力が伝達される。

プロセスカートリッジ11は装着過程とは逆の過程を経て装置本体９から取り外される。その際もカップリング軸10がドラム軸13の軸線Ｌ１に対して傾斜可能に取り付けられているため、本体ギア軸３とカップリング軸10とが干渉することなく、プロセスカートリッジ11を装置本体９から取り外すことが可能である。

このように、特許文献１の構成では、カップリング軸10を感光体ドラムのドラム軸13の軸線Ｌ１方向へ退避させる機構を備えることなく、プロセスカートリッジ11の着脱が可能である。そのため、装置本体９の小型化及び簡略化が可能となった。

特開２００８−２３３８６７号公報

特許文献１では、プロセスカートリッジ11を装置本体９に挿入して装着する際に、装置本体９に備えられた本体ギア軸３と、プロセスカートリッジ11に備えられたカップリング軸10との間で、部品精度により軸中心のズレが発生する可能性がある。駆動力を伝達する本体ギア軸３とカップリング軸10との間で軸中心がずれた状態のまま、駆動モータ７から本体ギア軸３へ回転駆動力が伝達されると、本体ギア軸３とカップリング軸10とが振れて回転する。

特許文献１では図７に示すように、本体ギア４は本体ギア軸３に嵌合して支持されているため、本体ギア軸３と一体的に振れて回転する。さらに、本体ギア４の振れが該本体ギア４の回転ムラとなり本体ギア軸３を介してプロセスカートリッジ11側のカップリング軸10へ回転ムラが伝達される。これらがプロセスカートリッジ11の作像駆動と画像へ影響を与える。そして、本体ギア４の回転ムラが許容量を超えると画像不良となる場合がある。

本発明の目的は、本体ギアが安定して回転でき回転ムラが発生しない画像形成装置を提供するものである。

上記目的を達成するための本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、シート材を搬送して画像形成し、画像形成後のシート材を定着装置へ搬送して画像定着する画像形成装置において、装置本体に設けられ、駆動モータから駆動力が伝達される本体ギアと、前記装置本体に設けられ、前記本体ギアを回転可能に支持するギア支持部材と、前記装置本体に設けられ、前記本体ギアから駆動力が伝達される本体ギア軸と、前記装置本体に設けられ、前記本体ギア軸を回転可能に支持する軸支持部材と、前記本体ギアの駆動力を前記本体ギア軸へ伝達する第１の伝達手段と、前記本体ギア軸と同軸上に設けられ、前記本体ギア軸の駆動力をプロセスカートリッジ側へ伝達するカップリング軸と、前記本体ギア軸の駆動力を前記カップリング軸へ伝達する第２の伝達手段とを有することを特徴とする。

上記構成によれば、本体ギア軸に駆動を伝達する本体ギアの支持部が本体ギア軸ではなく、装置本体に固定されたギア支持部材である。そのためプロセスカートリッジを装置本体に挿入して装着する際、装置本体に備えられた本体ギア軸と、プロセスカートリッジに備えられたカップリング軸との間で、軸中心がずれた場合でも、本体ギアの回転に対して本体ギア軸の軸ずれによる影響が減少する。そのため、本体ギアの回転ムラの要因である振れを防止することができ、画質の向上につながる。

画像形成装置の構成を示す斜視説明図である。（ａ）は本発明に係る画像形成装置の第１実施形態における本体ギア軸とカップリング軸との結合部の構成を示す分解斜視図、（ｂ）は第１実施形態における本体ギア軸とカップリング軸との結合部の構成を示す断面説明図である。（ａ）は本体ギアの振れ量を測定した箇所を示す図、（ｂ）は本体ギアの揺れ振れ量を測定した結果を示す図である。（ａ）は本発明に係る画像形成装置の第２実施形態における本体ギア軸とカップリング軸との結合部の構成を示す分解斜視図、（ｂ）は第２実施形態における本体ギア軸とカップリング軸との結合部の構成を示す断面説明図である。プロセスカートリッジ側に設けられるカップリング軸と、本体ギア軸の駆動力をカップリング軸へ伝達する第２の伝達手段の構成を示す斜視図である。（ａ）〜（ｃ）は本体ギア軸とカップリング軸との結合動作を示す図である。従来の画像形成装置における本体ギア軸とカップリング軸との結合部の構成を示す断面説明図である。

図により本発明に係る画像形成装置の一例としてレーザービームプリンタに適用した場合の一実施形態を具体的に説明する。

先ず、図１〜図３を用いて本発明に係る画像形成装置の第１実施形態の構成について説明する。尚、図１、図５〜図７を参照して前述した従来例と同一の構成は同一の符号を付して説明を省略する。図１は本発明に係る画像形成装置の構成を示す斜視図であり、シート材を搬送してプロセスカートリッジ11により画像形成し、画像形成後のシート材を定着装置へ搬送して画像定着する。図２（ａ），（ｂ）は第１実施形態の駆動伝達部の構成を示す分解斜視図及び断面説明図である。

本実施形態では、図２（ａ），（ｂ）に示すように、装置本体９に設けられ、本体ギア４から駆動力が伝達される本体ギア軸３は、一方を本体フレーム１に固定位置決めされた軸受け部材２に設けられた軸支持部材である円形穴２ａに回転可能に支持されている。本体ギア軸３は、他方を本体フレーム１に固定された補助側板６に設けられた軸支持部材である円形穴６ａに回転可能に支持されている。軸支持部材となる軸受け部材２の円形穴２ａ及び補助側板６の円形穴６ａは装置本体９に設けられ、本体ギア軸３を回転可能に支持する。

装置本体９に設けられ、駆動モータ７から駆動力が伝達される本体ギア４は、前述した従来例のように本体ギア軸３で支持されるのではなく、本体フレーム１に固定された軸受け部材２に設けられたギア支持部材である円筒形状部２ｂで回転可能に支持される。ギア支持部材である円筒形状部２ｂは装置本体９に設けられ、本体ギア４を回転可能に支持する。本実施形態では、軸支持部材となる軸受け部材２の円形穴２ａと、ギア支持部材となる円筒形状部２ｂとが同一部品からなる軸受け部材２に設けられている。

駆動力の伝達については駆動源である駆動モータ７の駆動力はモータギア８から本体ギア４に伝達され、本体ギア４の駆動力を本体ギア軸３へ伝達する第１の伝達手段である平行ピン５を介して本体ギア軸３へ伝達される。

カップリング軸10は本体ギア軸３と同軸上に設けられ、該本体ギア軸３の駆動力をプロセスカートリッジ11側（プロセスカートリッジ側）へ伝達する。カップリング軸10と、本体ギア軸３との間での駆動力伝達は、本体ギア軸３に設けられた駆動力伝達ピン３ａとカップリング軸10に設けられた被駆動突起部10ｇで構成される第２の伝達手段で行われる。

その際、部品精度の影響によりカップリング軸10と本体ギア軸３とが同軸でない状態で駆動力が伝達されると、本体ギア軸３が振れて回転する。本実施形態では、本体ギア軸３が振れて回転した場合にも本体フレーム１に固定された軸受け部材２に設けられた円筒形状部２ｂで本体ギア４を回転可能に支持することによって、本体ギア軸３の振れが本体ギア４へ影響することを軽減することが出来る。また、本体ギア軸３の軸支持部材と、本体ギア４のギア支持部材とを同一部品で構成することにより、部品数の増加に伴う組立性の低下を防ぎつつ、画質の向上を実現できる。

以上のように本体ギア４を本体フレーム１に固定された軸受け部材２に設けられた円筒形状部２ｂで回転可能に嵌合支持する。これにより、本体ギア４の回転に対する本体ギア軸３の振れの影響が抑えられるため、本体ギア４の回転ムラの要因である振れを防止することができ、高画質の画像形成装置を提供することが出来る。

ここで、本体ギア４の振れを測定した結果を図３（ｂ）に示す。図３（ｂ）において、比較例Ａは図７に示して前述した本体ギア４を本体ギア軸３に嵌合支持した従来構成を示す。本実施形態Ｂは図２に示して前述した本体ギア４を装置本体９に固定された軸受け部材２に設けられた円筒形状部２ｂに回転可能に嵌合支持した構成である。本体ギア４の振れ量の測定には、図３（ａ）に示すように、本体ギア４において回転軸と直行する端面の一点を測定箇所４ａとして、本体ギア４の表面の変位を時系列で測定した。

図３（ｂ）に示すグラフは、本体ギア４のおよそ３周分の振れを示しており、周期的に本体ギア４の振れが生じている。図３（ｂ）に示す測定結果により、本実施形態Ｂの構成は、従来の比較例Ａの構成と比べて、本体ギア４の振れ量が少なく、本体ギア４の振れが減少していることが判明した。つまり、本実施形態Ｂでは回転ムラに影響を与える本体ギア４の振れがより減少しており、これにより従来の比較例Ａの構成に比べて高画質が得られた。

次に図４（ａ），（ｂ）を用いて本発明に係る画像形成装置の第２実施形態の構成について説明する。尚、前記第１実施形態、並びに図１、図５〜図７を参照して前述した従来例と同様に構成したものは同一の符号を付して説明を省略する。

図４（ａ），（ｂ）において、14は本体フレーム１に位置決め固定され、本体ギア軸３を回転可能に支持する軸支持部材である軸受け側板であり、14ａは軸受け側板14に設けられた本体ギア軸３を支持するための円形穴14ａである。軸支持部材である軸受け側板14に設けられた円形穴14ａは装置本体９に設けられ、本体ギア軸３を回転可能に支持する。

本実施形態では、本体ギア軸３を支持している箇所が、前記第１実施形態のように軸支持部材である軸受け部材２に設けられた円形穴２ａではない。一方が軸支持部材である軸受け側板14に設けられた円形穴14ａで構成され、他方が軸支持部材となる補助側板６に設けられた円形穴６ａで構成され、回転可能に支持されている。本体ギア４は軸受け部材２に設けられた円筒形状部２ｂで回転可能に支持されている。したがって、本実施形態においても従来例のように本体ギア４が本体ギア軸３に支持されていないため、本体ギア４の回転に対する本体ギア軸３の振れの影響が減少され、画質の向上が実現できる。

２ …軸受け部材
２ａ …円形穴(軸支持部材)
２ｂ …円筒形状部(ギア支持部材)
３ …本体ギア軸
３ａ …駆動力伝達ピン(第２の伝達手段)
４ …本体ギア
５ …平行ピン(第１の伝達手段)
７ …駆動モータ
９ …装置本体
10 …カップリング軸
10ｇ …被駆動突起部(第２の伝達手段)
11 …プロセスカートリッジ

Claims

シート材を搬送して画像形成し、画像形成後のシート材を定着装置へ搬送して画像定着する画像形成装置において、
装置本体に設けられ、駆動モータから駆動力が伝達される本体ギアと、
前記装置本体に設けられ、前記本体ギアを回転可能に支持するギア支持部材と、
前記装置本体に設けられ、前記本体ギアから駆動力が伝達される本体ギア軸と、
前記装置本体に設けられ、前記本体ギア軸を回転可能に支持する軸支持部材と、
前記本体ギアの駆動力を前記本体ギア軸へ伝達する第１の伝達手段と、
前記本体ギア軸と同軸上に設けられ、前記本体ギア軸の駆動力をプロセスカートリッジ側へ伝達するカップリング軸と、
前記本体ギア軸の駆動力を前記カップリング軸へ伝達する第２の伝達手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
前記ギア支持部材と、前記軸支持部材とが同一部品によって形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。