JP2018189928A - 駆動伝達装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
図1は、実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。
図1に示すプリンタは、モノクロプリンタである。その装置本体100には、着脱ユニットとしてのプロセスカートリッジ1が着脱可能に装着されている。プロセスカートリッジ1は、表面に画像を担持する像担持体としての感光体ドラム2と、感光体ドラム2の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ3と、感光体ドラム2上の潜像を可視画像化する現像手段としての現像装置4と、感光体ドラム2の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード5等を備える。また、感光体ドラム2の周囲には表面を露光する露光手段としてのLEDヘッドアレイ6が配設されている。
駆動伝達装置70は、駆動源たる駆動モータから駆動力が伝達される感光体ギヤ82、感光体ドラム2のドラム軸40aの端部に取り付けられた被駆動連結部材たるカップリング部材41、カップリング部材41と駆動連結する駆動連結部材たる連結部材90、感光体ギヤ82に取り付けられた連結部材90をカップリング部材側へ付勢する付勢手段たるスプリング73などを備えている。
以下の説明では、軸方向をX方向、従動側突起部95aの突出方向をY方向、X方向およびY方向いずれにも直交する方向をZ方向として説明する。
以下の説明では、軸方向をX方向、駆動側突起部94a,94bおよび従動側突起部95aの突出方向をY方向、X方向およびY方向いずれにも直交する方向をZ方向として説明する。
連結部材90は、樹脂成型品であり、駆動側球状部91、従動側球状部92、連結部93、駆動側突起部94a,94bおよび従動側突起部95aは、樹脂材料からなる一体物である。連結部材90の形成に用いられる樹脂としては、機械的強度に優れ、耐摩耗性、摺動性がよいポリアセタール樹脂(POM)を好適に用いることができる。また、連結部材90は、アルミダイカスト等により製造されたアルミ鋳物でもよい。
図7(a)に示すように、連結部材90に駆動側球状部91側が開口した穴形状の肉抜き部193を設けて、連結部材90の厚みを抑えてヒケを抑制しようとした場合、金型構造としては、図7(b)に示すようになる。すなわち、Y1方向に移動する第一金型391と、Y2方向に移動する第二金型392と、X1方向に移動する第三金型393とを有する金型構造である。このような肉抜きとした場合、軸方向に長い穴形状の肉抜き部193を形成する第三金型393を、成型された連結部材90から引き抜くために、X1方向に大きく移動させる必要が生じる。また、第三金型393の穴形状の肉抜き部193を形成する部分は、強度などの問題で最低φ8mmは必要であり、連結部材90の小型化を図ることが困難である。
図8(a)は、連結部材90の成型例を示す横断面図であり、図8(b)は、図8(a)のA−A縦断面図であり、図8(c)は、図8(a)のB−B縦断面図である。また、図8(d)は、図8(a)のC−C縦断面図である。
肉抜き部93aをY方向に延びる直線部分とZ方向に延びる直線部分とからなる断面十字形状とすることにより、図8(c)に示すように、第一金型391と第二金型392とで連結部93を形成することができる。また、本実施形態では、図8(b),図8(d)に示すように、各球状部91,92を、肉抜きして、第一大円部91a,92a,第二大円部91b,92b、第三大円部91c,92cのみとしている。これにより、各球状部91,92も、第一金型391と第二金型392とにより成型することができる。よって、図8(a)に示すように、Y1方向に移動する第一金型391と、Y2方向に移動する第二金型392とで、連結部材90の連結部93と各球状部91,92を成型することができる。また、図7に示した構成に比べて、連結部材90の小型化が可能となる。また、連結部材90の軸方向長さが長くなっても、従動側球状部92、連結部93、駆動側球状部91の肉厚を均等にすることができる。これにより、連結部材90を軸方向に長い形状としても、ヒケの影響による精度低下を抑制することができる。
感光体ギヤ82は、ポリアセタール樹脂(POM)からなる樹脂成型品であり、回転中心に駆動側筒状部82aを有している。駆動側筒状部82aには、連結部材90の駆動側球状部91が挿入される駆動側穴部87と、連結部材90の駆動側突起部94a,94bが挿入される駆動側溝部85が回転方向に180°の間隔を開けて2つ設けられている。また、駆動側筒状部82aには、一方の駆動側溝部85に回転方向で隣接し、第一駆動側突起部94aを案内する第一案内溝部86aと、他方の駆動側溝部85に回転方向で隣接し、第二駆動側突起部94bを案内する位相合わせ用溝部たる第二案内溝部86bとを有している。一方の駆動側溝部85と第一案内溝部86aとは、奥側で連通部84により連通しており、同様に他方の駆動側溝部85と第二案内溝部86bも奥側で連通部84により連通している。
図11に示すように、従動側突起部95aの高さh1が、第二案内溝部86bの溝深さd2よりも高い。そのため、連結部材90の従動側球状部92を、駆動側筒状部82aに挿入しようとしても、従動側突起部95aが、第二案内溝部86bに挿入することができない。これにより、従動側球状部92が、駆動側筒状部82aに誤って装着されるのを防止することができる。
図12は、第一,第二駆動側突起部94a,94bが連通部84の位置にくるまで連結部材90を押し入れた様子を示す断面斜視図である。図13は、連結部材90を回転させて、各駆動側突起部94a,94bを、連通部84を通して駆動側溝部85へ移動させる様子を示す断面斜視図である。また、図14は、各駆動側突起部94a,94bが、駆動側溝部85に挿入された様子を示す断面斜視図である。
まず、連結部材90の感光体ギヤ82への取り付け前に、ワイヤー61を通し穴96bに通し、第二接続部61bを取り付け部96aに取り付けている。そして、ワイヤー61を、スプリング73に通して、感光体ギヤ82の挿入穴部83から抜け出させ、スプリング73を、駆動側筒状部82aの駆動側穴部87に入れ込んでいる(図3参照)。
本実施形態では、上述したように、第一駆動側突起部94aの高さと第二駆動側突起部94bの高さとを異ならせ、第二案内溝部86bの溝深さを浅くして、第二案内溝部86bには、第二駆動側突起部94bのみ、挿入できるようにしている。これにより、感光体ギヤ82に対して規定の位相で連結部材90が感光体ギヤ82に取り付けられる。その結果、図15に示すように、第二案内溝部86bに対し、常に図中時計周りに角度γ回転した位置に、従動側球状部92の第三従動側大円部92cが位置するように、連結部材90が、感光体ギヤ82に取り付けられる。
カップリング部材41は、軸挿入部41a、従動側筒状部41bを備えている。カップリング部材41としては、機械的強度に優れ、耐摩耗性、摺動性がよいポリアセタール樹脂(POM)で形成するのが好適である。
位相合わせ凸部144が、図中下側に位置する状態で、カップリング部材41と連結部材90とを連結しようとすると、従動側球状部92の第三従動側大円部92cが位相合わせ凸部144に突き当たる。その結果、従動側球状部92が、カップリング部材41の従動側筒状部41bに挿入できず、従動側突起部95aが従動側溝部142に挿入されず、駆動連結できない。すなわち、位相合わせ凸部144が、従動側球状部92の第三従動側大円部92cが切り欠かれた部分と回転方向の位相が合っているときに、従動側球状部92が従動側筒状部41bに挿入され、従動側突起部95aが従動側溝部142に挿入され、駆動連結が行われる。すなわち、本実施形態では、位相合わせ凸部144と、従動側球状部92の第三従動側大円部92cが切りかかれた切り欠き部分とで、第二位相合わせ部を構成している。
図18に示すように、被接続部たるワイヤー取り付け部130は、開閉カバー37に設けられており、筐体131と、線状部材付勢手段たるテンションスプリング132と、台座133とを有している。台座133は、筐体131内に図中左右方向にスライド可能に設けられている。筐体131は、台座133やテンションスプリング132を納め、図の紙面と直交する一面が開口した箱形状部材と、この箱形状部材に取り付けられ、箱形状部材の開口を覆う蓋部材とで構成されている。この箱形状部材の図中左側の装置本体側の側面には、ワイヤー61を通すための穴131aが設けられており、この穴131aは、箱形状部材の開口側(紙面と直交する方向)に延びており、箱形状部材の開口側の端部に連通している。
テンションスプリング132は、内部にワイヤー61が通される形で、筐体131の装置本体側の側面と台座133との間に設けられている。
図20(b)に示すように、ワイヤー61が、開閉カバー37の開きにより引っ張られると、連結部材90に接続された第二接続部61bが、連結部材90を感光体ギヤ側に引っ張る。その結果、連結部材90が、スプリング73の付勢力に抗して、図中矢印C方向へ移動し、従動側球状部92がカップリング部材41の従動側筒状部41bから抜き出される。これにより、カップリング部材41と連結部材90との駆動連結が解除され、プロセスカートリッジ1を、軸方向と直交する方向に移動させて、プロセスカートリッジ1を装置本体100から抜き出すことができる。
本実施形態においては、ワイヤー61の第一接続部61aは、テンションスプリング132により、開閉カバー37の開く方向(装置の外側)に付勢している。そのため、駆動連結が行われずに連結部材90が駆動連結位置よりも奥側に位置した状態で開閉カバー37が閉じられたときは、テンションスプリング132が伸張して、第一接続部61aを装置外側へ移動させる。これにより、駆動連結が行われず開閉カバー37を閉じても、ワイヤー61が弛むことなく、張った状態を維持することができる。よって、装置内の部材にワイヤー61が引っ掛るなどの不具合が発生するのを抑制することができる。
図22(a)に示すように、位相合わせ凸部144の高さは、連結部材90が傾いていないとき第一従動側大円部92aの側面に対して所定の隙間を有するような高さとなっている。この隙間は、図22(b)に示すように、連結部材90の従動側突起部95aの突出方向と直交する方向の最大傾斜角度+θ1傾いても、第一従動側大円部92aが、位相合わせ凸部144に接触しない隙間となっている。
位相合わせ凸部144は、図23(a)に示すように、断面が中央から端部に向かうにつれて高さが低くなるような山型形状をしている。位相合わせ凸部144の傾斜面の傾斜角度θ3は、図23(b)や、図23(c)に示すように、連結部材90が、従動側突起部95aの突出方向と平行な方向に最大傾斜角度θ2で傾いたときに、第一従動側大円部92aの側面が位相合わせ凸部144に当接しないような角度に設定されている。
上述では、連結部材とカップリング部材41との間の速度変動について説明したが、駆動側突起部が、半球状の場合は、感光体ギヤ82と連結部材との間において、連結部材が、1/2周期で速度変動が生じてしまう。
図29に示すように、従来構成の場合に比べて、感光体ドラム2の速度変動を十分に抑制できていることがわかる。
また、突起部(95a,94a,94b)の溝部(42,85)の側面と当接する溝部当接箇所が円弧面の場合、円弧の中心角θyを、連結部材90の突起部の突出方向と直交する方向の最大傾斜角度θ1の2倍以上にする。これにより、連結部材90が最大傾斜角度θ1で傾いたときも、突起部(95a、94a,94b)の円弧面を、溝部(142,85)の側面に当接させることができる。これにより、連結部材90が最大傾斜角度θ1で傾いたときも、突起部の突出方向からみたときの溝部と突起部との接触を点接触にすることができスムーズに連結部材90を傾かせることができる。
図31に示すカラー画像形成装置は、4つのプロセスカートリッジ1Y、1M、1C、1Bkが着脱可能に装着されており、装置本体100の上部に設けられた上部カバー101を備える。上部カバー101を開くと、図32に示すように、各プロセスカートリッジ1Y、1M、1C、1Bkが上方から着脱可能な状態となる。
図33(a)は、上部カバー101を閉じた状態を示しており、図33(b)は、上部カバー101を開いた状態を示している。
図33(a)に示すように、YMC色の感光体を駆動するカラー用駆動モータ184YMCと、Bk色の感光体を駆動する黒用駆動モータ184Bkとを備えている。カラー用駆動モータ184YMCのモータギヤには、C色の感光体ギヤ82CとM色の感光体ギヤ82Mが噛み合っている。また、M色の感光体ギヤ82とY色の感光体ギヤ82Yとに噛み合うアイドラギヤ183が設けられている。黒用駆動モータ184Bkのモータギヤには、Bk色の感光体ギヤ82Bkが噛み合っている。各色の感光体ギヤ82Y,M,C,Bkには、先の連結部材90が保持されており、各連結部材90には、ワイヤー61Y,M,C,Bkの第二接続部が取り付けられている。各ワイヤー61Y,M,C,Bkの第一接続部は、図中左右方向にスライド可能に設けられたスライド部材52に取り付けられている。
(態様1)
カップリング部材41などの被駆動連結部材に駆動連結して駆動モータなどの駆動源の駆動力を前記被駆動連結部材へ伝達可能な駆動連結位置と、前記駆動連結位置から退避した退避位置との間を移動可能に構成された連結部材90などの駆動連結部材と、前記駆動連結部材を、前記駆動連結位置に位置するように付勢するスプリング73などの付勢手段と、利用者の操作により操作される開閉カバー37などの操作部材を有し、前記操作部材の動きに連動して前記駆動連結部材を前記駆動連結位置から前記退避位置へ退避させる退避機構とを備えた駆動伝達装置70において、前記退避機構は、一端が、前記操作部材に接続され、他端が、前記駆動連結部材に接続されたワイヤー61などの線状部材を備え、前記操作部材の操作により、前記線状部材の前記他端を、前記付勢手段の付勢方向とは反対方向に移動させるように構成した。
これによれば、連結部材90など駆動連結部材に接続したワイヤー61などの線状部材の他端を、開閉カバー37などの操作部材の操作によってスプリング73などの付勢手段の付勢方向とは反対方向に移動させるように構成することで、操作部材の動きに連動して駆動連結部材を退避位置へ移動させることができる。これにより、退避部材を設けずに、駆動連結部材を退避位置へ移動させることができ、退避部材を設けた特許文献1に記載の構成に比べて、部品点数を削減することができ、装置のコストダウン及び、省スペース化を図ることができる。
態様1において、ワイヤー61などの線状部材の前記一端には、開閉カバー37などの操作部材に接続される第一接続部61aが設けられており、前記線状部材の前記他端には、連結部材90などの駆動連結部材に接続され、前記第一接続部61aよりも大きい第二接続部61bを有し、前記駆動連結部材のスプリング73などの付勢手段の付勢方向における上流側端部には、内径が、前記第二接続部61bよりも小さく、前記第一接続部61aよりも大きい前記線状部材を通す通し穴96bを備えている。
これによれば、実施形態で説明したように、通し穴96bに、第一接続部61aを通し、ワイヤー61などの線状部材を、通し穴96bに通すことにより、第二接続部61bが通し穴96bの縁に引っ掛って、第二接続部61bを連結部材90などの駆動連結部材に取り付けることができる。
態様2において、連結部材90などの駆動連結部材は、軸方向に対して、傾き可能に設けられており、前記第二接続部61bは、球状である。
これによれば、実施形態で説明したように、連結部材90などの駆動連結部材が、第二接続部61bに引っ掛ることなく、駆動連結部材をスムーズに傾かせることができる。
態様1乃至3いずれかにおいて、開閉カバー37などの操作部材のワイヤー61などの線状部材の一端が接続されるワイヤー取り付け部130などの被接続部には、スプリング73などの付勢手段の付勢力よりも弱い付勢力で、前記一端を、前記付勢手段の付勢方向とは反対方向に付勢するテンションスプリング132などの線状部材付勢手段を有する。
これによれば、図21を用いて説明したように、ワイヤー61などの線状部材が、弛むのを防止することができ、装置内の部材に線状部材が引っ掛るなどの不具合が発生するのを抑制することができる。
駆動モータなどの駆動源の駆動力を、感光体ドラム2などの回転体に伝達する駆動伝達装置70を備えた画像形成装置において、前記駆動伝達装置として、態様1乃至4いずれの駆動伝達装置を用いた。
これによれば、装置の小型化を図ることができる。
態様5において、前記操作部材が、装置本体に対して開閉可能に設けられた開閉カバー37である。
これによれば、開閉カバー37を開くことにより、連結部材90などの駆動転結部材を前記駆動連結位置から前記退避位置へ退避させることができる。これにより、開閉カバー37を開いてから、操作部材を駆動連結位置から退避位置へ退避させるものに比べて、連結部材90などの駆動転結部材を前記退避位置へ退避させる際の作業負担を軽減することができる。
2 :感光体ドラム
4 :現像装置
37 :開閉カバー
40a :ドラム軸
41 :カップリング部材
41a :軸挿入部
41b :従動側筒状部
44Y :現像ギヤ
51 :リンク機構
52 :スライド部材
61 :ワイヤー
61a :第一接続部
61b :第二接続部
62 :ガイド部材
70 :駆動伝達装置
73 :スプリング
82 :感光体ギヤ
82a :駆動側筒状部
83 :挿入穴部
84 :連通部
85 :駆動側溝部
85a :抜け止め部
86a :第一案内溝部
86b :第二案内溝部
87 :駆動側穴部
90 :連結部材
91 :駆動側球状部
91a :第一駆動側大円部
91b :第二駆動側大円部
91c :第三駆動側大円部
92 :従動側球状部
92a :第一従動側大円部
92b :第二従動側大円部
92c :第三従動側大円部
93 :連結部
93a :肉抜き部
94a :第一駆動側突起部
94b :第二駆動側突起部
95a :従動側突起部
96 :バネ受け
96a :取り付け部
96b :通し穴
100 :装置本体
100b :奥側側板
101 :上部カバー
110 :軸受
112 :規制部
130 :ワイヤー取り付け部
131 :筐体
132 :テンションスプリング
133 :台座
142 :従動側溝部
143 :従動側穴部
144 :位相合わせ凸部
161Y :現像用ワイヤー
183 :アイドラギヤ
184Bk :黒用駆動モータ
184YMC :カラー用駆動モータ
190 :連結部材
411 :平行ピン
412 :貫通孔
Claims (6)
- 被駆動連結部材に駆動連結して駆動源の駆動力を前記被駆動連結部材へ伝達可能な駆動連結位置と、前記駆動連結位置から退避した退避位置との間を移動可能に構成された駆動連結部材と、
前記駆動連結部材を、前記駆動連結位置に位置するように付勢する付勢手段と、
利用者の操作により操作される操作部材を有し、前記操作部材の動きに連動して前記駆動連結部材を前記駆動連結位置から前記退避位置へ退避させる退避機構とを備えた駆動伝達装置において、
前記退避機構は、一端が、前記操作部材に接続され、他端が、前記駆動連結部材に接続された線状部材を備え、前記操作部材の操作によって前記線状部材の前記他端を、前記付勢手段の付勢方向とは反対方向に移動させるように構成したことを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1に記載の駆動伝達装置において、
前記線状部材の前記一端には、前記操作部材に接続される第一接続部が設けられており、
前記線状部材の前記他端には、前記駆動連結部材に接続され、前記第一接続部よりも大きい第二接続部を有し、
前記駆動連結部材の前記付勢手段の付勢方向における上流側端部には、内径が、前記第二接続部よりも小さく、前記第一接続部よりも大きい前記線状部材を通す通し穴を備えていることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項2に記載の駆動伝達装置において、
前記駆動連結部材は、軸方向に対して、傾き可能に設けられており、
前記第二接続部は、球状であることを特徴とする駆動伝達装置。 - 請求項1乃至3いずれか一項に記載の駆動伝達装置において、
前記操作部材の前記線状部材の前記一端が接続される被接続部には、前記付勢手段の付勢力よりも弱い付勢力で、前記一端を、前記付勢手段の付勢方向とは反対方向に付勢する線状部材付勢手段を有することを特徴とする駆動伝達装置。 - 駆動源の駆動力を、回転体に伝達する駆動伝達装置を備えた画像形成装置において、
前記駆動伝達装置として、請求項1乃至4いずれか一項に記載の駆動伝達装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5に記載の画像形成装置において、
前記操作部材が、装置本体に対して開閉可能に設けられた開閉カバーであることを特徴とする画像形成装置。
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