JP2020034761A - Image carrier, image formation unit, and image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は像担持体、画像形成ユニット及び画像形成装置に関し、例えば電子写真式の画像形成装置に搭載される像担持体を駆動するギヤに適用して好適なものである。 The present invention relates to an image carrier, an image forming unit, and an image forming apparatus, and is suitably applied to, for example, a gear for driving an image carrier mounted on an electrophotographic image forming apparatus.
従来、画像形成装置としては、発光素子であるLED(Light Emitting Diode)から出射される露光用の光を発光する露光ヘッドから、感光体ドラムの表面に光を照射して感光体ドラムの表面に静電潜像を形成し、さらにその静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を現像することにより、画像の印刷を行うものが広く普及している。そのような画像形成装置は、感光体ドラムのドラム素管の一端の内周側にドラムギヤを挿入して固定し該ドラムギヤに駆動側ギヤから駆動力を伝達することにより、感光体ドラムを回転させるものがある(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, as an image forming apparatus, an exposure head that emits light for exposure emitted from an LED (Light Emitting Diode), which is a light emitting element, irradiates light onto the surface of the photosensitive drum to illuminate the surface of the photosensitive drum. 2. Description of the Related Art A method of printing an image by forming an electrostatic latent image and further developing a toner image by attaching toner to the electrostatic latent image has been widely used. In such an image forming apparatus, a drum gear is inserted and fixed to the inner peripheral side of one end of a drum tube of a photosensitive drum, and the photosensitive drum is rotated by transmitting a driving force from a driving gear to the drum gear. (For example, see Patent Document 1).
このような感光体ドラムにおいては、仮にドラムギヤを中空とすることにより軽量化させた場合、軸方向に延びるシャフトをドラムギヤの軸受部に貫通させることにより、シャフトでドラムギヤを回転可能に支持し、ドラムギヤにおいて外周側に歯が形成された円筒状のリム部と、軸受部とを、円盤状支持部で結合することにより、円盤状支持部でリム部を支持することが考えられる。 In such a photosensitive drum, if the drum gear is made lighter by making the drum gear hollow, a shaft extending in the axial direction is passed through a bearing portion of the drum gear, so that the drum gear is rotatably supported by the shaft, and the drum gear is rotatable. In the above, it is conceivable that the cylindrical rim portion having teeth formed on the outer peripheral side and the bearing portion are connected to each other by the disk-shaped support portion, so that the rim portion is supported by the disk-shaped support portion.
しかしながら仮にドラムギヤを中空とすることにより軽量化させた場合、画像品位が低下する恐れがあった。具体的には、リム部が円盤状支持部における軸方向の端部から外側に向かって片持ちで張り出した状態となるため、駆動側ギヤからドラムギヤへ駆動力が加わったときに、ドラムギヤの変形が発生しやすくなる。ドラムギヤが変形し駆動側ギヤと片当たりとなると、噛み合い幅が小さくなり、摩耗、ジッタや異音の原因となるおそれがあった。 However, if the weight of the drum gear is reduced by making it hollow, there is a possibility that the image quality is reduced. Specifically, since the rim portion protrudes outward from the axial end of the disc-shaped support portion in a cantilever manner, when the driving force is applied from the driving gear to the drum gear, the deformation of the drum gear Is more likely to occur. When the drum gear is deformed and comes into contact with the drive side gear, the meshing width is reduced, which may cause wear, jitter, and abnormal noise.
本発明は以上の点を考慮してなされたもので、画像品位を保ち得る像担持体、画像形成ユニット及び画像形成装置を提案しようとするものである。 The present invention has been made in consideration of the above points, and has as its object to propose an image carrier, an image forming unit, and an image forming apparatus capable of maintaining image quality.
かかる課題を解決するため本発明の像担持体においては、軸方向に延びる円筒状の素管と、素管の軸方向の一方向側の端部に設けられ、外周に形成されたギヤ歯部が駆動側ギヤと噛み合い駆動力を伝達される中空のギヤと、ギヤの内周側において軸方向に沿って延びるシャフトと、軸方向に関しギヤと駆動側ギヤとが噛み合う噛合部における噛合開始側端部側寄りに配置され、シャフトとギヤとの間に位置し、シャフトに貫通され、シャフトに対しギヤを回転可能に支持する支持部とを設けるようにした。 In order to solve the above problem, in the image carrier of the present invention, a cylindrical element tube extending in the axial direction, and a gear tooth portion provided at an end of the element tube in one axial direction and formed on the outer periphery are provided. A hollow gear that meshes with the driving gear to transmit the driving force, a shaft that extends along the axial direction on the inner peripheral side of the gear, and a meshing start end of the meshing portion where the gear and the driving gear mesh with each other in the axial direction. And a support portion disposed between the shaft and the gear, penetrated by the shaft, and rotatably supporting the gear with respect to the shaft.
また本発明の画像形成ユニットおいては、上述した像担持体を設けるようにした。 In the image forming unit of the present invention, the above-described image carrier is provided.
また本発明の画像形成装置においては、上述した画像形成ユニットを設けるようにした。 In the image forming apparatus of the present invention, the above-described image forming unit is provided.
本発明は、駆動側ギヤとの噛み合い始めにおいて大きな回転負荷がかかるギヤの噛合開始側端部側を支持することにより、ギヤを中空にして軽量化しつつ、支持部からギヤの噛合開始側端部までのギヤ張出部を短くできるため、ギヤの変形を抑えることができる。 The present invention provides a meshing start side end portion of a gear from a support portion while supporting the gear start side end portion of a gear that receives a large rotational load at the start of meshing with a drive side gear, thereby making the gear hollow and light. Since the gear overhang portion can be shortened, the deformation of the gear can be suppressed.
本発明によれば、駆動側ギヤとの噛み合い始めにおいて大きな回転負荷がかかるギヤの噛合開始側端部側を支持することにより、ギヤを中空にして軽量化しつつ、支持部からギヤの噛合開始側端部までのギヤ張出部を短くできるため、ギヤの変形を抑えることができ、かくして画像品位を保ち得る像担持体、画像形成ユニット及び画像形成装置を実現できる。 According to the present invention, by supporting the engagement start side end of the gear that is subjected to a large rotational load at the start of engagement with the drive side gear, the gear can be hollowed to reduce the weight, and the gear can be engaged with the gear from the engagement start side. Since the gear overhang to the end can be shortened, deformation of the gear can be suppressed, and thus an image carrier, an image forming unit, and an image forming apparatus capable of maintaining image quality can be realized.
以下、発明を実施するための形態(以下実施の形態とする)について、図面を用いて説明する。 Hereinafter, embodiments for carrying out the invention (hereinafter, referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.
[1.第1の実施の形態]
[1−1.カラープリンタの構成]
図1に左側面図を示すように、カラープリンタ1は、カラー用電子写真式プリンタであり、例えばA3サイズやA4サイズ等の大きさでなる用紙Pに対し、所望のカラー画像を印刷する。カラープリンタ1は、略箱型に形成されたプリンタ筐体2の内部に種々の部品が配置されている。因みに以下では、図1における右端部分をカラープリンタ1の正面とし、この正面と対峙して見た場合の上下方向、左右方向及び前後方向をそれぞれ定義した上で説明する。カラープリンタ1は、制御部3により全体を統括制御する。この制御部3は、図示しない通信処理部を介して、パーソナルコンピュータのような上位装置(図示せず)と無線又は有線により接続されている。制御部3は、上位装置から印刷対象のカラー画像を表す画像データが与えられると共に該カラー画像の印刷が指示されると、用紙Pの表面に印刷画像を形成する印刷処理を実行する。
[1. First Embodiment]
[1-1. Configuration of Color Printer]
As shown in the left side view of FIG. 1, the color printer 1 is a color electrophotographic printer, and prints a desired color image on a sheet P having a size such as A3 size or A4 size. The color printer 1 has various components arranged inside a
プリンタ筐体2内の最下部には、用紙Pを収容する用紙収容カセット4と、用紙収容カセット4に集積された状態で収容されている用紙Pを1枚ずつ分離して給紙する給紙部5とが設けられている。給紙部5は、用紙収容カセット4の前端上側に位置しており、用紙収容カセット4の前端上側に設けられ中心軸を左右方向に向けたホッピングローラ7や、該ホッピングローラ7の上方に設けられたレジストローラ8のような複数のローラに加え、用紙Pを案内するガイド等により構成されている。
At the bottom of the
この給紙部5は、制御部3の制御によりホッピングローラ7及びレジストローラ8等を回転させ、用紙収容カセット4に収容されている用紙Pを1枚ずつに分離して取り込むと共に、取り込んだ用紙Pを前上方へ進行させた後、プリンタ筐体2内の前端近傍における上下ほぼ中央となる位置において、後方へ折り返すように進行させる。
The
プリンタ筐体2内における用紙収容カセット4の上方には、該プリンタ筐体2内を前後に大きく横切るようにして転写ベルトユニット10が設けられている。転写ベルトユニット10は、中心軸を左右方向に向けた細長い円筒状でなるローラ11が前後に1個ずつ配置されると共に、前後のローラ11を周回するように転写ベルト12が張架されている。転写ベルト12は、左右方向の幅が広く、且つ無端状のベルトとして形成されており、ローラ11の回転に伴って走行する。転写ベルトユニット10は、制御部3の制御に基づいてローラ11を回転させることにより転写ベルト12を走行させ、給紙部5から受け渡された用紙Pを該転写ベルト12の上面に載せて後方向へ搬送する。
A
一方、転写ベルトユニット10の上側、すなわちプリンタ筐体2における中央よりも上寄りには、図2に示す4個の画像形成ユニット15C、15M、15Y及び15K(以下では、これらをまとめて画像形成ユニット15とも呼ぶ)が後側から前側へ向かって順に配置されている。すなわち各色の画像形成ユニット15は、いわゆるタンデム方式で配置されている。この画像形成ユニット15C、15M、15Y及び15Kは、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)及びブラック(K)の各色にそれぞれ対応している。また画像形成ユニット15C、15M、15Y及び15Kは、互いに同様に構成されており、対応するトナーの色のみがそれぞれ相違する。
On the other hand, four
またプリンタ筐体2内には、各画像形成ユニット15C、15M、15Y及び15Kとそれぞれ対応するように、LEDヘッド16C、16M、16Y及び16K(以下では、これらをまとめてLEDヘッド16とも呼ぶ)が設けられている。このLEDヘッド16は、左右方向に細長い直方体状に構成されると共に、その内部に複数のLEDが左右方向に沿って並ぶように配置されており、制御部3から供給される画像データに応じた発光パターンで各LEDを発光させる。画像形成ユニット15は、プリンタ筐体2に装着された際、このLEDヘッド16と極めて近接するようになっており、該LEDヘッド16からの光により露光処理が行われる。
In the
また各画像形成ユニット15C、15M、15Y及び15Kは、それぞれ上方にトナーカートリッジ18C、18M、18Y及び18K(以下では、これらをまとめてトナーカートリッジ18とも呼ぶ)が接続されている。トナーカートリッジ18は、左右方向に長い中空の容器であり、粉末状でなる各色のトナーがそれぞれ収容されると共に、所定の撹拌機構が組み込まれている。転写ベルトユニット10には、前後のローラ11の間における各画像形成ユニット15の真下となる4箇所に、それぞれ転写ローラ13C、13M、13Y及び13K(以下では、これらをまとめて転写ローラ13とも呼ぶ)が設けられている。すなわち各画像形成ユニット15は、各転写ローラ13との間に転写ベルト12の上側部分を挟んでいる。転写ローラ13は、帯電し得るように構成されている。
Further, toner cartridges 18C, 18M, 18Y and 18K (hereinafter collectively referred to as toner cartridge 18) are connected to the upper portions of the
制御部3は、トナーカートリッジ18からトナーを画像形成ユニット15へ供給させる。これと共に制御部3は、上位装置(図示せず)から供給された画像データに応じた発光パターンを形成するようにLEDヘッド16を発光させる。これに応じて各画像形成ユニット15は、トナーカートリッジ18から供給されるトナーを用い、LEDヘッド16の発光パターンに応じたトナー画像を形成し、このトナー画像を用紙Pにそれぞれ転写する(詳しくは後述する)。これにより、転写ベルトユニット10によって搬送されている用紙P上には、画像データに応じた4色のトナー画像が順次転写されていく。
The
転写ベルトユニット10の後方、すなわちプリンタ筐体2の後端近傍における上下の中央近傍には、定着ユニット20が設けられている。定着ユニット20は、加熱ローラ21及び加圧ローラ22により構成されている。加熱ローラ21は、中心軸を左右方向に向けた円筒状に形成されており、内部にヒータが設けられている。加圧ローラ22は、加熱ローラ21と同様の円筒状に形成されており、上側の表面を加熱ローラ21における下側の表面に所定の押圧力で押し付けている。この定着ユニット20は、制御部3の制御に基づき、加熱ローラ21を加熱すると共に該加熱ローラ21及び加圧ローラ22をそれぞれ所定方向へ回転させる。これにより定着ユニット20は、転写ベルトユニット10から受け渡された用紙P、すなわち4色のトナー画像が重ねられた用紙Pに対して熱及び圧力を加えてトナーを定着させ、さらに後上方へ受け渡す。
A fixing
定着ユニット20の後上方には、排紙部24が配置されている。排紙部24は、中心軸を左右方向に向けた複数のローラ(図示せず)や用紙を案内するガイド等の組み合わせにより構成されている。この排紙部24は、制御部3の制御に従って各ローラを適宜回転させることにより、定着ユニット20から受け渡される用紙Pを後上方へ搬送してから前方へ向けて折り返し、プリンタ筐体2の上面に形成された排出トレイ2Tへ排出する。
A
このようにカラープリンタ1は、印刷処理を実行する際、LEDヘッド16を発光させることにより、各色の画像形成ユニット15によってトナー画像をそれぞれ形成し、これを用紙Pに順次転写する。
As described above, when executing the printing process, the color printer 1 causes the
[1−2.画像形成ユニットの構成]
次に、画像形成ユニット15の構成について説明する。図2に示すように画像形成ユニット15は、その外周における大部分をフレーム31により閉塞すると共に、その内部に比較的大きな空間を形成している。
[1-2. Configuration of Image Forming Unit]
Next, the configuration of the image forming unit 15 will be described. As shown in FIG. 2, the image forming unit 15 closes most of its outer periphery with a
画像形成ユニット15内の中央下寄りには、感光体ドラム35が設けられている。感光体ドラム35は、シャフト66を左右方向に向けた円筒状に形成されており、フレーム31によりこのシャフト66を中心として回転可能に支持されている。因みに感光体ドラム35は、図示しないモータから駆動力が伝達されることにより、矢印R1方向へ回転する。
A
フレーム31における感光体ドラム35の下面となる部分は、比較的広い範囲に亘って開放されている。このため画像形成ユニット15は、プリンタ筐体2(図1)に装着された際に、転写ベルト12又は該転写ベルト12上に載せられた用紙Pに感光体ドラム35の下面を接触させる。またフレーム31における感光体ドラム35の真上となる部分には、左右方向に細長い露光孔が穿設されている。
The portion of the
感光体ドラム35の後上方には、該感光体ドラム35よりも径が小さい円筒状でなる帯電ローラ36が設けられている。帯電ローラ36は、例えば半導電性の弾性材により構成されると共に、その周側面を感光体ドラム35の周側面35Sに当接させており、該周側面35Sの当接箇所を一様に帯電させる。
A charging
感光体ドラム35の前上方には、該感光体ドラム35よりも径が小さい円筒状でなる現像ローラ38が設けられている。現像ローラ38は、例えばウレタンゴム材にカーボンのような導電性物質が添加されて電気抵抗が適宜調節された半導電性ウレタンゴムにより構成されており、帯電し得る。この現像ローラ38は、後側においてその周側面を感光体ドラム35の周側面35Sに当接させると共に、前側において該現像ローラ38よりも僅かに径が小さい円筒状でなる供給ローラ39にその周側面を当接させている。供給ローラ39は、例えば半導電性発泡シリコンスポンジにより構成されている。
Above the front of the
現像ローラ38の後上方には、薄板状の現像ブレード40が設けられている。現像ブレード40は、ステンレスやリン青銅等の金属、又はシリコンゴムのようなゴム材等により構成されている。この現像ブレード40は、後上端がフレーム31内に固定されており、その前下端と現像ローラ38の周側面との間に僅かな隙間を形成している。
A thin plate-like developing
さらに、感光体ドラム35の上方における左右両側には、スペーサ45が設けられている。スペーサ45は、その大きさやフレーム31に対する取付位置等が最適化されており、その上面にLEDヘッド16の下面を当接させることにより、感光体ドラム35の周側面と該LEDヘッド16との間隔を所望の長さに合わせる。
Further,
かかる構成において画像形成ユニット15は、用紙Pに画像を印刷する際、制御部3の制御に基づき、感光体ドラム35を矢印R1方向へ回転させると共に、帯電ローラ36、現像ローラ38及び供給ローラ39を矢印R2方向へ回転させ、さらに帯電ローラ36及び現像ローラ38を帯電させる。
In this configuration, when printing an image on the paper P, the image forming unit 15 rotates the
感光体ドラム35は、まず周側面35Sの後上側部分が帯電ローラ36により一様に帯電され、矢印R1方向への回転によりこの帯電した箇所を上端近傍に到達させてLEDヘッド16と対向させる。このとき感光体ドラム35の周側面35Sは、LEDヘッド16から画像データに応じた発光パターンの光が照射されることにより露光され、該画像データに応じた静電潜像が形成される。
First, the rear upper portion of the peripheral surface 35S of the
一方、矢印R2方向へ回転する現像ローラ38は、トナーカートリッジ18から供給されるトナーが供給ローラ39によって周側面に付着し、次に現像ブレード40により余分なトナーが削ぎ落とされるため、周側面に均一な薄膜状にトナーが付着される。
On the other hand, the developing
感光体ドラム35は、さらに矢印R1方向へ回転することにより、現像ローラ38と当接する前端近傍において、該現像ローラ38の周側面に薄膜状に形成されているトナーを、静電潜像に応じた箇所のみ周側面35Sに付着させる。これにより感光体ドラム35の周側面35Sには、画像データに応じたトナー画像が形成される。因みにこのとき周側面35Sに形成されるトナー画像は、最終的に印刷すべき画像のうち、この画像形成ユニット15が担当する1色(すなわちシアン、マゼンタ、イエロー又はブラックの何れか)の成分のみを表した画像となっている。
The
その後感光体ドラム35は、さらに矢印R1方向へ回転することにより、トナー画像を下端近傍へ到達させる。このとき制御部3は、転写ベルトユニット10(図1)により用紙Pを画像形成ユニット15の下側に到達させると共に、転写ローラ13をトナーと逆の特性に帯電させている。このため画像形成ユニット15は、感光体ドラム35のうちトナー画像が形成された部分と帯電された転写ローラ13との間に用紙Pを挟持することになり、このトナー画像を用紙Pに転写する。因みにトナー画像を用紙Pに転写した後に感光体ドラム35の周側面35Sにトナーが残っていた場合、図示しないクリーニング装置によりこのトナーが除去される。
Thereafter, the
かくして画像形成ユニット15は、LEDヘッド16を感光体ドラム35の近傍に対向させ、該LEDヘッド16の露光作用によりトナー画像を該周側面35S上に形成する。
Thus, the image forming unit 15 causes the
[1−3.感光体ドラムの構成]
図3に示すように感光体ドラム35は、本体の部分となる、円筒状のアルミの管に感光層をコーティングしたドラム素管50を中心に構成されており、ドラム素管50の長手方向(軸方向)の一方向側の端部である左端にはドラムギヤ52が、他方向側の端部である右端にはギヤ歯部を有しないフランジ54が設けられている。ドラムギヤ52及びフランジ54は、ドラム素管50の内周面に接着剤で固定されている。なお図3及び図6においてシャフト66は図示せず省略する。感光体ドラム35は、駆動側ギヤ74(図5及び図6)からドラムギヤ52を介し駆動力が伝達されることにより回転する。
[1-3. Configuration of Photoconductor Drum]
As shown in FIG. 3, the
[1−4.ドラムギヤの構成]
図4及び図6に示すようにドラムギヤ52は、中空のはすばギヤとなっている。このはすばギヤは、いわゆるヘリカルギヤであり、歯すじが円筒の外周につるまき線状に形成されている。カラープリンタ1は、ドラムギヤ52をはすばギヤとすることにより、他の種類のギヤと比較して、ドラムギヤ52の噛み合い率を大きく設定し、速度ムラ(ジッタ)を抑え、安定した画像を得るようにしている。
[1-4. Configuration of Drum Gear]
As shown in FIGS. 4 and 6, the
ドラムギヤ52は、歯部56及び感光体固定部58により構成されている。歯部56は、内周側のリム部60及び外周側のギヤ歯部62により構成されており、ドラムギヤ52における、軸方向における一方向側である左側に形成されている。リム部60は、所定の厚みを有する円筒状であり、内周面が円盤状支持部70の外周面に当接している。またリム部60の外周面が、歯部56の歯底を形成している。ギヤ歯部62は、リム部60の外周側において、軸方向に対し傾斜して延在するドラムギヤ歯形64が複数個形成されている。ドラムギヤ52のギヤ歯部62の軸方向の幅は、図5に示すドラムギヤ歯幅Lとなっている。本実施の形態においてドラムギヤ歯幅Lは20[mm]程度となっている。固定部としての感光体固定部58は、歯部56の他方向側である右側に隣接するよう該歯部56と一体に形成されている。この感光体固定部58は、感光体ドラム35のドラム素管50の内壁面と接着可能な面が外周面に形成されており、該外周面がドラム素管50の内壁面と嵌合することにより、ドラム素管50に固定されている。
The
またドラムギヤ52は、樹脂製ギヤが使用されることにより軽量化されている。さらにドラムギヤ52は、射出成形により形成されており、リム部60の肉厚が薄く設計されることにより、ドラムギヤ歯形64の精度が確保されている。ここで、リム部60の肉厚が厚いと、成形時のヒケが発生するためドラムギヤ歯形64に変形が発生しやすくなる。よってドラムギヤ歯形64の変形を防止するために、リム部60は薄肉であることが求められる。しかしながらリム部60が薄肉になると、ドラムギヤ歯形64の形状の精度は確保されるものの、強度は落ちる傾向にある。
The weight of the
また、感光体ドラム35の回転中心には、回転軸となる図5に示すシャフト66が軸方向である左右方向に沿って設けられており、ドラムギヤ52の軸受部68が該シャフト66に回転可能に支持されている。ドラムギヤ52の軸受部68とリム部60とは円盤状支持部70により互いに結合されている。
A
図5に示すように円盤状支持部70は、ドラムギヤ52のドラムギヤ歯幅Lよりも薄い、具体的には1.5〜2[mm]、本実施の形態においては2[mm]程度の軸方向の幅を有する円盤形状であり、樹脂成形により形成されており、中央部に軸受部68が貫通する孔部が穿設されている。円盤状支持部70は、外周面が外筒内周であるリム部60の内周面に当接すると共に、孔部の内周面が内筒外周である軸受部68の外周面に当接することにより、リム部60を内側から支持し、該リム部60の変形を防止している。
As shown in FIG. 5, the disc-shaped
[1−5.ギヤ係合部の構成]
ドラムギヤ52と駆動側ギヤ74との係合部分であるギヤ係合部72を図5に示すように、ドラムギヤ52の後方には、該ドラムギヤ52と噛み合い該ドラムギヤ52に駆動力を伝達する駆動側ギヤ74が設けられている。駆動側ギヤ74は、ドラムギヤ52と同様に、はすばギヤとなっており、ドラムギヤ歯幅Lと軸方向の幅がほぼ同等に形成されている。駆動側ギヤ74は、左右方向に沿って延設された駆動側ギヤシャフト80に回転可能に支持されている。また駆動側ギヤ74は、外周において駆動側ギヤ歯部76が形成されており、該駆動側ギヤ歯部76は、軸方向に対しドラムギヤ歯形64とは逆方向に傾斜して延在する駆動側ギヤ歯形78が外周面に複数個形成されている。
[1-5. Configuration of Gear Engaging Section]
As shown in FIG. 5, a
さらに駆動側ギヤ74は、左端部がドラムギヤ52の歯部56の左端部よりも左側に位置すると共に、右端部がドラムギヤ52の歯部56の右端部よりも左側に位置している。すなわち駆動側ギヤ74は、ドラムギヤ52の歯部56の右端部から左端部までに亘っては噛み合っておらず、ドラムギヤ52に対し左方向へ僅かにずれた位置に配置されている。このため駆動側ギヤ74とドラムギヤ52とが噛み合う噛合部分82は、ドラムギヤ52の左寄りの範囲となっている。噛合部分82の軸方向の幅は、噛合部分幅Mとなっている。本実施の形態において噛合部分幅Mは18[mm]程度となっている。
Further, the
かかる構成において、駆動側ギヤ74が駆動側ギヤ回転方向r1へ回転すると、駆動側ギヤ74とドラムギヤ52とは、軸方向に対するドラムギヤ歯形64の歯すじの傾斜により、ギヤ歯部62の左端部である噛み合い始めの図6に示す噛合開始側端部84から接触が始まり、ドラムギヤ52がドラムギヤ回転方向r2へ回転するにつれて、ギヤ歯部62の右端部である噛み合い終わりの噛合終了側端部86(図6)へ向けて、駆動側ギヤ74とドラムギヤ52との接触面が増えていく。換言すると駆動側ギヤ74とドラムギヤ52とが噛み合う噛み合い幅は、駆動側ギヤ74とドラムギヤ52との回転が進むにつれて噛合開始側端部84から噛合終了側端部86へ向けて増えていき、最終的に噛合部分幅Mとなる。このため、ギヤ歯部62にかかる力は、噛み合い始め時に噛合開始側端部84に集中し、ドラムギヤ歯形64の根本である歯元の変形も大きくなりやすくなる。ドラムギヤ歯形64の歯元の変形が大きくなると、噛み合い異常が発生し、振動や異音が発生する。一方、ギヤ歯部62の噛合終了側端部86が駆動側ギヤ歯部76と接触するときは、噛み合い幅が大きくなり、力が分散されるため、噛合開始側端部84に比べギヤ歯部62の変形は発生しにくい。
In such a configuration, when the
[1−6.円盤状支持部の配置]
図5に示すようにギヤ係合部72においては、ドラムギヤ52のギヤ歯部62の左端部から円盤状支持部70における左端部までの距離であるギヤ端部支持部端部間距離Aは、ドラムギヤ歯幅Lの半分未満に設定されている。すなわちギヤ係合部72においては、ギヤ端部支持部端部間距離A<ドラムギヤ歯幅L/2という関係が成り立つ位置に円盤状支持部70が配置されている。具体的には、ギヤ端部支持部端部間距離Aは、ドラムギヤ歯幅L/2のさらに半分程度の距離になっている。さらにギヤ係合部72においては、ドラムギヤ52のギヤ歯部62の左端部から円盤状支持部70における軸方向の中央部までの距離であるギヤ端部支持部中央間距離も、ギヤ端部支持部端部間距離Aと同様にドラムギヤ歯幅Lの半分未満に設定されている。
[1-6. Arrangement of disk-shaped support]
As shown in FIG. 5, in the
またギヤ係合部72においては、噛合部分82の左端部から円盤状支持部70における左端部までの距離である噛合部分端部支持部端部間距離A1は、噛合部分幅Mの半分未満に設定されている。すなわちギヤ係合部72においては、噛合部分端部支持部端部間距離A1<噛合部分幅M/2という関係が成り立つ位置に円盤状支持部70が配置されている。具体的には、噛合部分端部支持部端部間距離A1は、噛合部分幅M/2のさらに半分程度の距離になっている。さらにギヤ係合部72においては、噛合部分82の左端部から円盤状支持部70における軸方向の中央部までの距離である噛合部分端部支持部中央間距離も、噛合部分端部支持部端部間距離A1と同様に噛合部分幅Mの半分未満に設定されている。
Further, in the
[1−7.効果等]
ここで、図3と対応する部材に同一符号を付した図8に比較例の感光体ドラム235を、図5と対応する部材に同一符号を付した図9に比較例のギヤ係合部272を、それぞれ示す。比較例の円盤状支持部270は、本実施の形態による円盤状支持部70(図5)と比較して、右側である噛合終了側端部86側、すなわちドラムギヤ52がドラム素管50に勘合される際のドラムギヤ52の移動方向であるドラム挿入方向側に配置されている。以下では、ドラム挿入方向とは逆方向である左方向を、ドラム離脱方向とも呼ぶ。
[1-7. Effects]
8 in which members corresponding to those in FIG. 3 have the same reference numerals, and FIG. 9 in which members corresponding to those in FIG. Are respectively shown. The disc-shaped
具体的にギヤ係合部272においてギヤ端部支持部端部間距離Aは、ドラムギヤ歯幅Lの半分以上となっている。すなわちギヤ係合部272においては、ギヤ端部支持部端部間距離A≧ドラムギヤ歯幅L/2という関係が成り立つ位置に円盤状支持部270が配置されている。またギヤ係合部272において噛合部分端部支持部端部間距離A1は、噛合部分幅Mの半分以上となっている。すなわちギヤ係合部272においては、噛合部分端部支持部端部間距離A1≧噛合部分幅M/2という関係が成り立つ位置に円盤状支持部270が配置されている。
Specifically, the distance A between the gear end support portions in the
すなわちギヤ係合部272においては、円盤状支持部270がギヤ歯部62の噛合開始側端部84側ではなく噛合終了側端部86側、具体的には、円盤状支持部270の噛合開始側端部84側(左側)の端部が、噛合部分82の中央部と、ギヤ形成領域であるギヤ歯部62の中央部とよりも、噛合終了側端部86側(右側)に設けられている。このためギヤ係合部272においては、円盤状支持部270の噛合開始側端部84側の端部から、リム部60及びギヤ歯部62が片持ちで噛合開始側端部84側(左方)へ向かって大きく張り出した状態となる。ドラムギヤ252の歯部56における、円盤状支持部270の噛合開始側端部84側の端部から噛合開始側端部84側へ張り出し、円盤状支持部270によって支持されていない部分を、ギヤ張出部290とも呼ぶ。軸方向に沿ったギヤ張出部290の長さは、ギヤ端部支持部端部間距離Aとなっている。
That is, in the
このギヤ張出部290は、リム部60が薄肉に形成されていると共に中空の内側を円盤状支持部270によって支持されていないため、外部から力が加わった際に変形しやすくなっている。このため、駆動側ギヤ74からドラムギヤ252へ駆動力が加わると、回転負荷により、ドラムギヤ252は、歯部56のギヤ張出部290における特に噛合開始側端部84側が変形してしまう可能性がある。ドラムギヤ252が変形し、駆動側ギヤ74との当たりが片当たりとなると、噛み合い幅が小さくなり、摩耗、ジッタや異音の原因となるおそれがある。
Since the
これに対し本実施の形態によるギヤ係合部72(図5)は、感光体ドラム35に設けられる中空のドラムギヤ52における、軸受部68の外周面とリム部60の内周面とを支える円盤状支持部70を、ギヤ歯部62の噛合終了側端部86側ではなく噛合開始側端部84側、具体的には、円盤状支持部70の噛合開始側端部84側の端部を、ギヤ歯部62の中央部よりも噛合開始側端部84側(左側)に設けるようにした。換言すれば円盤状支持部70は、ドラムギヤ52のギヤ歯部62に対し、中央よりも噛み合い上流側に設けられるようにした。
On the other hand, the gear engaging portion 72 (FIG. 5) according to the present embodiment is a disk that supports the outer peripheral surface of the bearing
さらにギヤ係合部72は、円盤状支持部70の噛合開始側端部84側の端部を、噛合部分82の中央部よりも噛合開始側端部84側(左側)に設けるようにした。換言すれば円盤状支持部70は、ドラムギヤ52が駆動側ギヤ74と噛み合う噛合部分82に対し、中央よりも噛み合い上流側に設けられるようにした。
Further, the
このためギヤ係合部72は、軸方向に沿ったギヤ張出部90の長さを、ギヤ張出部290(図9)よりも大幅に短くすることができる。このためギヤ係合部72は、円盤状支持部70により、リム部60のギヤ張出部90における特に噛合開始側端部84側の剛性を高めることができる。これによりギヤ係合部72は、駆動側ギヤ74からドラムギヤ52へ駆動力が加わり、回転負荷がかかった際に、ドラムギヤ52のギヤ張出部90における特に噛合開始側端部84側に変形が発生してしまうことを抑えることができる。これによりギヤ係合部72は、はすばギヤ特有の片当たりを抑えることができ、噛み合い幅を大きくすることができ、噛み合いをスムーズにできる。かくしてギヤ係合部72は、偏摩耗、ジッタや異音の発生を防止できる。
For this reason, the length of the
このように円盤状支持部70の位置を、ドラムギヤ52のギヤ歯部62の中央よりも噛み合い上流側と、噛合部分82の中央よりも噛み合い上流側に設けることは、中空で軽量化したドラムギヤ52において、リム部60を薄肉に形成してドラムギヤ歯形64の精度を確保したが故にドラムギヤ歯形64の強度は落ちる傾向にある状態で、そのようなリム部60のギヤ張出部90における噛合開始側端部84側の剛性を高めることができるという格別な作用効果を奏するため、単なる設計的事項ではない。
Providing the position of the disc-shaped
ここで、円盤状支持部70の噛合開始側端部84側の端部が、リム部60のギヤ歯部62の噛合開始側端部84側の端部と揃う位置まで、円盤状支持部70を噛合開始側端部84側へ寄せると、リム部60の噛合開始側端部84側の端部の剛性を最も高めることができる。一方、円盤状支持部70をリム部60のギヤ歯部62の噛合開始側端部84側から噛合終了側端部86側へ寄せれば寄せるほど、リム部60の噛合開始側端部84側の強度は落ちるものの、噛合終了側端部86側の強度は上がる。しかしながらギヤ歯部62の噛合終了側端部86が駆動側ギヤ歯部76と接触するときは、噛み合い幅が大きくなっており、力が分散される。このためギヤ歯部62においては、噛合終了側端部86側は噛合開始側端部84側に比べ変形が発生しにくいため、リム部60の噛合終了側端部86側の端部の強度を補強する必要性は低い。このためギヤ係合部72においては、可能な限りリム部60の噛合開始側端部84側まで円盤状支持部70を寄せて配置することが好ましい。
Here, the disc-shaped
以上の構成によればカラープリンタ1の画像形成ユニット15の感光体ドラム35は、軸方向に延びる円筒状のドラム素管50と、ドラム素管50の軸方向の一方向側の端部に設けられ、外周に形成されたギヤ歯部62が駆動側ギヤ74と噛み合い駆動力を伝達される中空のドラムギヤ52と、ドラムギヤ52の内周側において軸方向に沿って延びるシャフト66と、軸方向に関しドラムギヤ52と駆動側ギヤ74とが噛み合う噛合部としての噛合部分82における噛合開始側端部84側寄りに配置され、シャフト66とドラムギヤ52との間に位置し、シャフト66に貫通され、シャフト66に対しドラムギヤ52を回転可能に支持する円盤状支持部70とを設けるようにした。
According to the above configuration, the
これにより感光体ドラム35は、駆動側ギヤ74との噛み合い始めにおいて大きな回転負荷がかかるドラムギヤ52の噛合開始側端部84側を支持することにより、ドラムギヤ52を中空にして軽量化しつつ、円盤状支持部70からドラムギヤ52の噛合開始側端部84までのギヤ張出部90を短くできるため、ドラムギヤ52の変形を抑えることができる。
Accordingly, the
[2.第2の実施の形態]
[2−1.カラープリンタの構成]
第2の実施の形態によるカラープリンタ101(図1)は、第1の実施の形態によるカラープリンタ1と比較して、画像形成ユニット15(画像形成ユニット15C、15M、15Y及び15K)に代わる図2に示す画像形成ユニット115(画像形成ユニット115C、115M、115Y及び115K)を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。画像形成ユニット115は、第1の実施の形態による画像形成ユニット15と比較して、ギヤ係合部72に代わるギヤ係合部172(図7)を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。
[2. Second Embodiment]
[2-1. Configuration of Color Printer]
A color printer 101 (FIG. 1) according to the second embodiment replaces the image forming unit 15 (
[2−2.ギヤ係合部の構成]
図5と対応する部材に同一符号を付した図7に示すように、第2の実施の形態によるギヤ係合部172は、第1の実施の形態によるギヤ係合部72と比較して、駆動側ギヤ74に代わる駆動側ギヤ174を有する点において相違するものの、他の点については同様に構成されている。駆動側ギヤ174は、左端部がドラムギヤ52の歯部56の左端部よりも右側に位置すると共に、右端部がドラムギヤ52の歯部56の右端部よりも右側に位置している。すなわち駆動側ギヤ174は、ドラムギヤ52の歯部56の右端部から左端部までに亘っては噛み合っておらず、ドラムギヤ52に対し右方向へ僅かにずれた位置に配置されている。このため駆動側ギヤ174とドラムギヤ52とが噛み合う噛合部分182は、ドラムギヤ52の右寄りの範囲となっている。
[2-2. Configuration of Gear Engaging Section]
As shown in FIG. 7 in which members corresponding to those in FIG. 5 are denoted by the same reference numerals, the
ギヤ係合部172においては、ギヤ係合部72(図5)と同様に、ギヤ端部支持部端部間距離Aは、ドラムギヤ歯幅Lの半分未満に設定されている。すなわちギヤ係合部172においては、ギヤ端部支持部端部間距離A<ドラムギヤ歯幅L/2という関係が成り立つ位置に円盤状支持部70が配置されている。
In the
またギヤ係合部172においては、ギヤ係合部72(図5)と同様に、噛合部分端部支持部端部間距離A1は、噛合部分幅Mの半分未満に設定されている。すなわちギヤ係合部172においては、噛合部分端部支持部端部間距離A1<噛合部分幅M/2という関係が成り立つ位置に円盤状支持部70が配置されている。
In the
このようにドラムギヤ52の歯部56における左側の端部には噛合部分182が形成されておらず、噛合部分182がドラムギヤ52の歯部56に対し右側に寄っている場合は、噛合部分182よりも左側においては、駆動側ギヤ174がドラムギヤ52に接触しないため、駆動側ギヤ174からドラムギヤ52へは回転負荷はかからない。このためギヤ係合部172は、円盤状支持部70を、少なくとも噛合部分182の中央よりも噛み合い上流側に設けるようにした。
As described above, the meshing
その他の点においても、第2の実施の形態によるカラープリンタ101の画像形成ユニット115のギヤ係合部172は、第1の実施の形態によるカラープリンタ1の画像形成ユニット15のギヤ係合部72と同様の作用効果を奏し得る。
In other respects, the
[3.他の実施の形態]
なお上述した実施の形態においては、はすばギヤをドラムギヤ52に用いる場合について述べた。本発明はこれに限らず、平歯車等の種々のギヤをドラムギヤ52に用いても良い。但し、はすばギヤの場合、ドラムギヤ52の軸方向の一端側から他端側に向かって徐々に駆動側ギヤ74が噛み合っていき、一端側のみと噛み合っている際にドラムギヤ52に大きな回転負荷が掛かることとなるため、本発明の効果を顕著に奏する。
[3. Other Embodiments]
In the above-described embodiment, the case where the helical gear is used for the
また上述した実施の形態においては、ドラムギヤ52を樹脂製とする場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば金属等、種々の材質によりドラムギヤ52を形成しても良い。
In the above-described embodiment, the case where the
さらに上述した実施の形態においては、ドラムギヤ52及びフランジ54をドラム素管50の内側に接着剤で固定する場合について述べた。本発明はこれに限らず、ドラムギヤ52及びフランジ54をドラム素管50の内側に圧入したり、別部品を用いて固定したりしても良い。
Further, in the above-described embodiment, the case where the
さらに上述した実施の形態においては、噛合開始側端部84がドラムギヤ52の左端部であり、噛合終了側端部86がドラムギヤ52の右端部である場合について述べた。本発明はこれに限らず、ドラムギヤ52及び駆動側ギヤ74の歯すじの傾斜が逆の場合は、噛合開始側端部と噛合終了側端部とが左右逆になるため、円盤状支持部70を設置する条件を、左右逆にすれば良い。
Further, in the above-described embodiment, the case where the engagement start
さらに上述した実施の形態においては、ギヤ端部支持部端部間距離A<ドラムギヤ歯幅L/2という関係と、噛合部分端部支持部端部間距離A1<噛合部分幅M/2という関係との両方が成り立つ位置に円盤状支持部70が配置される場合について述べた。本発明はこれに限らず、少なくとも噛合部分端部支持部端部間距離A1<噛合部分幅M/2という関係が成り立つ位置に円盤状支持部70が配置されれば良い。
Further, in the above-described embodiment, the relationship that the distance A between the gear end support portions is smaller than the tooth width L / 2 of the drum gear, and the relationship that the distance A1 between the mesh portion end support portions is less than the mesh width M / 2. The case where the disc-shaped
さらに上述した第1の実施の形態においては、タンデム方式のカラープリンタ1において、前後方向に沿って直列に配置された各色の画像形成ユニット15における感光体ドラム35に本発明を適用する場合について述べた。本発明はこれに限らず、例えば4サイクル方式等、他の種々の方式のカラープリンタに搭載される感光体ドラムに適用しても良い。第2の実施の形態においても同様である。
Further, in the first embodiment described above, the case where the present invention is applied to the
さらに上述した第1の実施の形態では、カラープリンタ1に本発明を適用したが、これに限らず、カラープリンタ1と同様に感光体ドラム35を有する装置であれば、ファクシミリ、MFP(MultiFunction Printer:複合機)、複写機等の装置にも本発明を適用しても良い。第2の実施の形態においても同様である。
Further, in the above-described first embodiment, the present invention is applied to the color printer 1. However, the present invention is not limited to this, and if the apparatus has the
さらに上述した第1の実施の形態においては、素管としてのドラム素管50と、ギヤとしてのドラムギヤ52と、シャフトとしてのシャフト66と、支持部としての円盤状支持部70とによって、像担持体としての感光体ドラム35を構成し、またこの像担持体を有する画像形成ユニットとしての画像形成ユニット15を構成し、さらにこの画像形成ユニットを有する画像形成装置としてのカラープリンタ1を構成する場合について述べた。本発明はこれに限らず、その他種々の構成でなる素管と、ギヤと、シャフトと、支持部とによって、像担持体を構成し、またこの像担持体を有する画像形成ユニットを構成し、さらにこの画像形成ユニットを有する画像形成装置を構成しても良い。
Further, in the first embodiment described above, the image carrier is formed by the
本発明は、例えば電子写真式のプリンタに搭載する感光体ドラムで利用できる。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is applicable to, for example, a photosensitive drum mounted on an electrophotographic printer.
1……カラープリンタ、2……プリンタ筐体、2T……排出トレイ、3……制御部、4……用紙収容カセット、5……給紙部、7……ホッピングローラ、8……レジストローラ、10……転写ベルトユニット、11……ローラ、12……転写ベルト、13……転写ローラ、15……画像形成ユニット、16……LEDヘッド、18……トナーカートリッジ、20……定着ユニット、21……加熱ローラ、22……加圧ローラ、24……排紙部、31……フレーム、35、235……感光体ドラム、35S……周側面、36……帯電ローラ、38……現像ローラ、39……供給ローラ、40……現像ブレード、50……ドラム素管、52、252……ドラムギヤ、54……フランジ、56……歯部、58……感光体固定部、60……リム部、62……ギヤ歯部、64……ドラムギヤ歯形、66……シャフト、68……軸受部、70、270……円盤状支持部、72、172、272……ギヤ係合部、74、174……駆動側ギヤ、76……駆動側ギヤ歯部、78……駆動側ギヤ歯形、80……駆動側ギヤシャフト、82、182……噛合部分、84……噛合開始側端部、86……噛合終了側端部、90、290……ギヤ張出部、A……ギヤ端部支持部端部間距離、L……ドラムギヤ歯幅、A1……噛合部分端部支持部端部間距離、M……噛合部分幅、r1……駆動側ギヤ回転方向、r2……ドラムギヤ回転方向。 DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Color printer, 2 ... Printer housing, 2T ... Discharge tray, 3 ... Control part, 4 ... Paper storage cassette, 5 ... Paper supply part, 7 ... Hopping roller, 8 ... Registration roller Reference numeral 10: transfer belt unit, 11: roller, 12: transfer belt, 13: transfer roller, 15: image forming unit, 16: LED head, 18: toner cartridge, 20: fixing unit, Reference numeral 21: heating roller, 22: pressure roller, 24: paper discharge section, 31: frame, 35, 235: photosensitive drum, 35S: peripheral surface, 36: charging roller, 38: development Roller, 39 Supply roller, 40 Development blade, 50 Drum tube, 52, 252 Drum gear, 54 Flange, 56 Tooth portion, 58 Photoconductor fixing portion, 60 Rim, 6 ... gear teeth, 64 ... drum gear teeth, 66 ... shaft, 68 ... bearings, 70, 270 ... disk-shaped support, 72, 172, 272 ... gear engaging parts, 74, 174 ... Driving gear, 76: Driving gear teeth, 78: Driving gear tooth, 80: Driving gear shaft, 82, 182: Meshing portion, 84: Meshing start side end, 86: Meshing End side end, 90, 290: Gear overhang, A: Distance between gear end support end, L: Drum gear tooth width, A1: Distance between mesh part end support end, M ... Meshing portion width, r1... Drive side gear rotation direction, r2... Drum gear rotation direction.
Claims (11)
前記素管の前記軸方向の一方向側の端部に設けられ、外周に形成されたギヤ歯部が駆動側ギヤと噛み合い駆動力を伝達される中空のギヤと、
前記ギヤの内周側において前記軸方向に沿って延びるシャフトと、
前記軸方向に関し前記ギヤと前記駆動側ギヤとが噛み合う噛合部における噛合開始側端部側寄りに配置され、前記シャフトと前記ギヤとの間に位置し、前記シャフトに貫通され、前記シャフトに対し前記ギヤを回転可能に支持する支持部と
を有することを特徴とする像担持体。 A cylindrical base tube extending in the axial direction;
A hollow gear that is provided at one end in the axial direction of the raw tube and has a gear tooth portion formed on the outer periphery that meshes with a driving gear to transmit driving force,
A shaft extending along the axial direction on the inner peripheral side of the gear;
In the axial direction, the gear and the drive-side gear are disposed closer to the engagement start side end in the meshing portion where the gear meshes with the drive side gear, located between the shaft and the gear, penetrated by the shaft, and with respect to the shaft. And a support portion rotatably supporting the gear.
ことを特徴とする請求項1に記載の像担持体。 2. The image carrier according to claim 1, wherein the support portion is disposed closer to the one side in the axial direction of the engagement portion. 3.
ことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の像担持体。 In the axial direction, a distance from an end of the engagement portion on the engagement start side to an end of the support portion on the engagement start side is less than half a width of the engagement portion. 3. The image bearing member according to claim 1 or 2.
ことを特徴とする請求項3に記載の像担持体。 4. The image according to claim 3, wherein a distance from an end of the engagement portion on the engagement start side to a center of the support portion in the axial direction is less than half a width of the engagement portion. Carrier.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項4の何れかに記載の像担持体。 In the axial direction, a distance from an end on the engagement start side of the gear tooth portion to an end on the engagement start side of the support portion is less than half a width of the gear tooth portion. The image carrier according to any one of claims 1 to 4, wherein
ことを特徴とする請求項5に記載の像担持体。 The distance from the end of the gear tooth portion on the engagement start side to the center of the support portion in the axial direction is less than half the width of the gear tooth portion. Image carrier.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項6の何れかに記載の像担持体。 The image carrier according to any one of claims 1 to 6, wherein the gear is a helical gear.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項7の何れかに記載の像担持体。 The image carrier according to any one of claims 1 to 7, wherein the gear is formed by resin molding.
ことを特徴とする請求項1乃至請求項8の何れかに記載の像担持体。 The image carrier according to any one of claims 1 to 8, wherein the width of the support portion in the axial direction is smaller than the width of the gear teeth of the gear.
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