JP3247280B2 - 感光体ドラム駆動機構 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えば複写機用感
光体、プリンタ用感光体又はその他の画像形成装置に供
される感光体等の感光体装置において、感光体ドラムの
内面に配設された内歯車により、感光体ドラムの回転駆
動を行う感光体ドラム駆動機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】感光体ドラムを駆動する場合、たいてい
感光体ドラムの一方の端部に駆動するための歯車を設け
るが、従来、その構成が簡単にできることから外歯車方
式とすることが多かった。ところが、装置の小型化に伴
う部材の配置の効率化等を目的として、内歯車方式の採
用例が増えつつある。例えば、実開昭61-155863 号公報
には「円筒形感光体保持装置」が開示されている。この
「円筒形感光体保持装置」は、図７及び図８に示すよう
に、円筒形感光体１００の両端部近傍に円筒形感光体１
００を支持する複数のコロ１０１…を設け、円筒形感光
体１００の内周面に設けられた駆動伝達部材１０３と噛
合するギヤ１０４によって円筒形感光体１００を駆動す
るものである。

【０００３】また、特開昭58-120265 号公報には「記録
装置のドラム駆動機構」が開示されており、ここでは、
ドラム駆動機構における駆動力伝達経路の短縮化を目的
として、図９に示すように、ドラム２００の全長の中央
部近傍の内側に取り付けた内歯車２０２と、ドラム２０
０の内部に設けたモータ２０３のギヤ２０４とを噛み合
わせる構成とされている。しかしながら、これらの感光
体装置では、感光体ドラムの軸に垂直な一側面に開口部
を有しているため、感光体ドラムの強度が弱くなるとい
う問題点があった。

【０００４】そこで、上記の問題点に対処すべくフラン
ジに感光体ドラムの軸に垂直な面を閉側面に形成したも
のがある。この種の感光体ドラムの駆動機構には、例え
ば、図１０に示すように、感光体ドラム３００の端部
に、内歯車部３０１を有するフランジ３０２を嵌合して
設け、駆動用小径歯車３０３を含む駆動系にて感光体ド
ラム３００を回転させるものがある。このフランジ３０
２には、内歯車部３０１を支持すべく感光体ドラム３０
０の軸に垂直な面にて形成される内歯車支持部３０４
と、内歯車支持部３０４の中心位置に形成される回転軸
受部３０５とが形成されている。これにより、感光体ド
ラムの強度を維持するとともに、上記回転軸受部３０５
により軸心ふれが生じないようにして、上記の問題を解
決している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】ところで、感光体ドラ
ムを駆動する小径歯車の位置精度は、感光体ドラムの回
転ムラ、すなわち、画質に対して大きな影響を及ぼす。
従って、その精度を確保することは、感光体ドラムを駆
動する上で非常に重要なポイントである。ところが、内
歯車で駆動する場合には、バックラッシュの安定化の点
で問題が生じる。バックラッシュが大きくなると磨耗や
騒音や伝達効率の面で不利となるので、バックラッシュ
の減少方向は危険領域として捉えるべきである。

【０００６】具体的に、ピッチ円とモジュールの等し
い、外歯車と外歯車の組み合わせと、外歯車と内歯車と
の組み合わせで、駆動を行う外歯車が正規の位置よりど
の方向に誤差を持てるかを調べた結果を図１１に示す。
図１１は、バックラッシュの減少の境界（図の斜線部）
で示しているが、図１１（ａ)(ｂ）を比較してみると、
駆動歯車としての外歯車Ｃに対して、内歯車Ｂを用いる
ほうが、外歯車Ａを用いる場合と比べて斜線部の面積が
大きいことがわかる。つまり、内歯車Ｂと外歯車Ｃの組
合せの場合、外歯車Ａと外歯車Ｃの組合せより、精度低
下の要因が大きくなるので、より高い精度を確保するこ
とが要求される。しかしながら、上記従来例において
は、内歯車部３０１の駆動を行う駆動用小径歯車３０３
が片持ち駆動であるために、精度の確保が困難になると
いう問題点を生じていた。本発明は、上記の問題点を解
決するためになされたもので、その目的は、内歯車にお
ける内歯車部の撓みを極力防止し、内歯車部の歯車の噛
み合い精度を維持することにより、感光体ドラムの回転
ムラなどを防止できる感光体ドラム駆動機構を提供する
ことにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明に係る感
光体ドラム駆動機構は、上記の課題を解決するために、
感光体ドラムの回転軸と同軸に感光体ドラムの回転駆動
を行う内歯車が設けられるとともに、片持ちに保持さ
れ、該内歯車に噛み合う小径歯車により感光体ドラムを
駆動する感光体ドラム駆動機構において、感光体ドラム
の回転軸と同心円上に設けられた転がり面に外接するコ
ロが、小径歯車の回転軸と同軸上に設けられており、該
コロは、上記小径歯車が上記内歯車を駆動する際に上記
小径歯車の回転軸がバックラッシュを増大させる方向に
撓むことを防止すべく上記転がり面と当接していること
を特徴としている。上記の構成により、小径歯車が内歯
車と噛合して、駆動力を伝達する際に、小径歯車の回転
軸が撓もうとしても、その同軸に設けられたコロと、転
がり面とにより、撓むことがないので、小径歯車と内歯
車との間のバックラッシュが所定の値より大きくなるこ
とがなく、感光体ドラムの回転ムラなどが生じない。

【０００８】請求項２の発明に係る感光体ドラム駆動機
構は、上記の課題を解決するために、請求項１の構成に
加えて、感光体ドラムの回転軸を支持するメインフレー
ムが設けられる一方、該メインフレームには、コロ及び
小径歯車が着脱する際に通過可能な大きさの開口部が形
成されていることを特徴としている。上記の構成によ
り、請求項１の効果に加えて、例えば駆動系ユニットに
小径歯車を組付けたまま、駆動系ユニットの着脱が行え
るようになる。

【０００９】請求項３の発明に係る感光体ドラム駆動機
構は、上記の課題を解決するために、請求項１又は２の
構成に加えて、小径歯車の駆動軸を支持する軸受けが設
けられ、該軸受けはラジアルコロベアリングからなるこ
とを特徴としている。上記の構成により、請求項１又は
請求項２の効果に加えて、軸受けの耐久性が高くなり、
小径歯車の位置精度向上の効果を長期的に維持すること
ができる。

【００１０】

【発明の実施の形態】本発明に係る感光体ドラム駆動機
構の実施の形態を説明するにあたり、上記感光体ドラム
駆動機構を用いる複写機の一例を、図２に基づいて説明
する。図２に示すように、上記の複写機１は、上面部に
硬質の透明ガラスからなる原稿載置台２を有し、この原
稿載置台２の下方にスキャナユニット３を有しており、
このスキャナユニット３の下方には、感光体ドラム１４
を中心とする画像形成部１３が設けられている。

【００１１】ランプユニット４、自動露光用センサ５、
ミラー６〜１１、レンズユニット１２からなる上記スキ
ャナユニット３では、原稿載置台２上に載置された原稿
にランプユニット４から光が照射され、原稿からの反射
光がミラー６〜１１及びレンズユニット１２により、回
転する感光体ドラム１４に露光される。この感光体ドラ
ム１４の周りには、帯電器１５、現像槽１６、転写前帯
電器１７、転写チャージャ１８、剥離チャージャ１９、
クリーニングユニット２０、除電ランプ２１及び図示し
ないブランクランプ等が設けられている。

【００１２】そして、感光体ドラム１４は、帯電器１５
からのコロナ放電により均一に帯電された後、用紙サイ
ズに応じたブランクランプからの光の照射により非画像
領域の電荷がクリアーされて静電潜像が形成される一
方、現像槽１６では、トナーホッパー２２から供給され
トナー濃度センサ２３にて所定濃度に調整されたトナー
が攪拌ローラ２４によって攪拌され、所定の帯電量に帯
電している。そして、感光体ドラム１４の回転によって
静電潜像がトナーにて現像される。

【００１３】トナーによる現像は、転写前帯電器１７及
び転写チャージャ１８により図示しない給紙系から搬送
された用紙に転写され可視化される。このとき、転写後
の用紙と感光体ドラム１４との間には吸引力が働いてい
るので、剥離チャージャ１９は、用紙にＡＣコロナを印
加して用紙の電位を感光体ドラム１４の表面と同電位に
低下させることにより上記吸引力を消去し、用紙の剛性
を利用して図示しない剥離爪により感光体ドラム１４表
面から剥離させる。次いで、剥離された用紙は、搬送ユ
ニット２５を経て定着ユニット２６へと送られ、用紙上
にトナー像が定着及び固定される。一方、現像を転写し
た後、感光体ドラム１４の表面に残留したトナーは、ク
リーニングユニット２０により清掃・回収が行われ、ま
た、感光体ドラム１４の残留電位は、除電ランプ２１か
らの光照射にて光導電体層の電気抵抗を低下させること
により除去される。上記の複写機１に用いる感光体ドラ
ム１４の駆動機構の具体的な実施の形態を以下に説明す
る。

【００１４】〔実施の形態１〕前記した感光体ドラム１
４を駆動する感光体ドラム駆動機構の実施の一形態を図
１及び図３、図４に基づいて説明すれば、以下の通りで
ある。図１に示すように、この感光体ドラム駆動機構
は、メインフレーム３６に対して、感光体ドラム１４等
が組み込まれた感光体ユニット３０と駆動用小径歯車４
１や駆動軸４２等が組み込まれた駆動系ユニット４０と
を組み付けることにより構成されるもので、分解や組み
立てが容易に行え、また、メンテナンス性にも優れた構
造となっている。

【００１５】上記の感光体ドラム１４の被駆動側端部に
は、図３に示すように、内歯車部３１ａが形成されたド
ラムフランジ（以下、単にフランジと称する）３１が圧
入接着により嵌合して設けられており、この内歯車部３
１ａに噛合する駆動用小径歯車４１と、駆動用小径歯車
４１の駆動軸４２の他端に設けられた駆動力伝達歯車４
３と、この駆動力伝達歯車４３に噛合するピニオン４４
とにより、モータ４５の駆動力が内歯車部３１ａに伝達
され、感光体ドラム１４が駆動されている。

【００１６】再び図１に戻って、説明する。上記におい
て、フランジ３１は前記内歯車部３１ａと、この内歯車
部３１ａとを支持すべく感光体ドラム１４の軸に垂直な
面にて形成されるディスク面としての内歯車支持部３２
と、内歯車支持部３２の中心位置に形成される回転軸受
部３３とを有している。また、上記の回転軸受部３３に
は、軸受３４を介して、複写機１本体のメインフレーム
３６に固定された回転軸３５が嵌挿されており、感光体
ドラム１４はこの回転軸３５を中心として回転する。

【００１７】一方、駆動系ユニット４０に対して軸受４
７ａ・４７ｂにより支持された上記駆動軸４２には、駆
動用小径歯車４１に隣接して、コロ４６が軸受４６ａを
介して取り付けられている。このコロ４６は、駆動用小
径歯車４１が内歯車部３１ａを駆動するときに、駆動軸
４２がバックラッシュを増大させる方向に撓むこと防止
するために設けられており、コロ４６の外周面は、上記
回転軸３５を中心として感光体ユニットフレーム３８に
形成された円弧面３８ａに当接している。このコロ４６
を設けることにより、駆動軸４２の支持位置が、駆動用
小径歯車４１に近づくので、駆動時における駆動用小径
歯車４１と内歯車部３１ａとの間のバックラッシュが所
定の値から変化しにくくなる。つまり、ガタが発生しに
くいので、回転ムラを生じることなく、上記駆動用小径
歯車４１による内歯車部３１の駆動が滑らかに行える。
しかも、メインフレーム３６には、上記コロ４６が通過
可能な大きさの開口部３６ａが形成されており、駆動系
ユニット４０に駆動用小径歯車４１を組付けたまま、駆
動系ユニット４０の着脱が行えるようになっている。

【００１８】また、図４に示すように、駆動用小径歯車
４１に対して、コロ４６′を駆動軸４２の先端側に設け
てもよい。この場合、コロ４６′に接触する転がり面３
２ａは内歯車支持部３２に設ける必要があるが、このと
き、駆動軸４２において、より撓み量の大きい側がコロ
４６′及び転がり面３２ａにより保持されることになる
ので、さらに駆動軸４２の撓みを低減することができ、
駆動用小径歯車４１の位置精度がより向上する。

【００１９】ただし、上記のように、駆動軸４２に対し
て軸受が３個以上になると、駆動軸４２に負荷される曲
げ方向の力の釣合いが不静定になり、駆動軸４２の円滑
な回転を妨げる場合があるので、軸受４７ｂと駆動フレ
ーム４７との嵌合クリアランスを通常の０．０１〜０．
０５mmに対して０．１〜０．２mm程度に大きくすること
により、駆動軸４２や軸受４７ａ・４７ｂ・４６ａ等に
かかるストレスが低減し、駆動軸４２の回転を妨げるこ
とがない。

【００２０】〔実施の形態２〕前記した感光体ドラム１
４を駆動する感光体ドラム駆動機構の実施の他の形態に
ついて図５および図６に基づいて説明すれば、以下の通
りである。尚、説明の便宜上、前記の実施の形態１の図
面に示した構成と同一の機能を有する構成には、同一の
符号を付記し、その説明を省略する。

【００２１】図５（ａ）に示すように、上記の感光体ド
ラム１４の被駆動側端部には、上記と同様、内歯車部３
１ａが形成されたフランジ３１が圧入接着により嵌合し
て設けられている。そして、メインフレーム３６′に対
して感光体ドラム１４の回転軸を中心に３等分する方向
に固定される３個の回転軸４９のそれぞれに対して中間
歯車４８が設けられ、この中間歯車４８が、上記内歯車
部３１ａに噛合して、感光体ドラム１４の回転中心と同
軸に設けられた駆動用小径歯車４１の駆動力を内歯車部
３１ａに伝達し、感光体ドラム１４の回転が行われる
（図５（ｂ））。

【００２２】上記において、中間歯車４８が３個とされ
ているのは、中間歯車４８の数が２個以上であれば圧力
角方向の力の分散は可能であるが、中間歯車４８が３個
の場合が力の釣合い状態が最も安定になるからである。

【００２３】一方、フランジ３１は、内歯車部３１ａ
と、この内歯車部３１ａを支持すべく感光体ドラム１４
の軸に垂直な面にて形成されるディスク面としての内歯
車支持部３２と、内歯車支持部３２の中心位置に形成さ
れる回転軸受部３３とを有している。回転軸受部３３に
は、軸受３４を介して、駆動軸４２の先端側が嵌入して
おり、駆動軸４２は駆動用小径歯車４１の回転軸である
とともに、感光体ドラム１４の回転軸ともなっている。
上記の構成において、図示しないモータを駆動させる
と、駆動用小径歯車４１に伝達された駆動力が３個の中
間歯車４８…を回転させ、内歯車部３１ａを駆動し、感
光体ドラム１４が駆動軸４２を中心として回転すること
になる。

【００２４】上記では、内歯車を駆動する３個の中間歯
車４８が駆動用小径歯車４１に対して等間隔で配置され
ているため、内歯車部３１ａと中間歯車４８との間に生
じる圧力角方向の力が１／３となるとともに、各方向の
力が釣り合うために、回転ムラの原因となる中間歯車４
８の回転軸４９の撓みがなくなる。しかも、感光体ドラ
ム１４自体は、フランジ３１の中心の回転軸受部３３で
保持されており軸心ふれを生じることはない。また、図
６（ａ)(ｂ）に示すように、中間歯車４８…と同心にコ
ロ４８ａを設けるとともに、フランジ３１側に、上記コ
ロ４８ａ…に対する転がり面３１ｂを形成してもよい。
この場合には、上記コロ４８ａと転がり面３１ｂとによ
り、感光体ドラム１４の軸心位置が安定するので、フラ
ンジ３１に対する回転軸を設けなくても、上記と同様
に、軸心の触れを防止することができる。

【００２５】なお、従来、精度確保のために、耐久性に
劣るボールベアリングを軸受として用いていたが、本願
の実施の形態では駆動用小径歯車４１の位置精度を向上
させるための構成を有しているので、ニードルベアリン
グ等に代表されるラジアルコロベアリングと呼ばれる耐
久性の高い軸受を使用することが可能となる。従って、
ラジアルコロベアリングを使用することにより、上記の
精度向上の効果を長期的に維持することができる。この
ように、感光体ドラム１４のガタや回転ムラを防止する
ことにより、画像ムラを低減することができる。

【００２６】

【発明の効果】請求項１の発明に係る感光体ドラム駆動
機構は、以上のように、上記の課題を解決するために、
感光体ドラムの回転軸と同心上に感光体ドラムの回転駆
動を行う内歯車が設けられるとともに、片持ちに保持さ
れ、該内歯車に噛み合う小径歯車により感光体ドラムを
駆動する感光体ドラム駆動機構において、上記の小径歯
車の回転軸と同軸上に、感光体ドラムに設けられた転が
り面と接触するコロがもうけられており、該コロは、上
記小径歯車が上記内歯車を駆動する際に上記小径歯車の
回転軸がバックラッシュを増大させる方向に撓むことを
防止すべく上記転がり面と当接している構成である。そ
れゆえ、小径歯車の回転軸に生じうる撓みが防止でき、
精度の高い感光体ドラムの駆動が行えるようになるの
で、感光体ドラムの回転ムラ等に起因する画像ムラを防
止することができるという効果を奏する。

【００２７】請求項２の発明に係る感光体ドラム駆動機
構は、以上のように、請求項１の構成に加えて、感光体
ドラムの回転軸を支持するメインフレームが設けられる
一方、該メインフレームには、コロ及び小径歯車が着脱
する際に通過可能な大きさの開口部が形成されている構
成である。それゆえ、請求項１の効果に加えて、例えば
駆動系ユニットに小径歯車を組付けたまま、駆動系ユニ
ットの着脱が行えるようになるという効果を奏する。

【００２８】請求項３の発明に係る感光体ドラム駆動機
構は、以上のように、請求項１又は２の構成に加えて、
小径歯車の駆動軸を支持する軸受けが設けられ、該軸受
けはラジアルコロベアリングからなる構成である。それ
ゆえ、請求項１又は請求項２の効果に加えて、軸受けの
耐久性が高くなり、小径歯車の位置精度向上の効果を長
期的に維持することができるという効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る感光体ドラム駆動機構の一構成例
の主要部を示す断面図である。

【図２】上記感光体ドラム駆動機構を用いる複写装置の
一例を示す断面概略図である。

【図３】上記感光体ドラム駆動機構の動力伝達系を示す
斜視図である。

【図４】本発明に係る感光体ドラム駆動機構の他の構成
例の主要部を示す断面図である。

【図５】本発明に係る他の感光体ドラム駆動機構の一構
成例を示す図であり、同図（ａ）は、駆動機構主要部の
断面図であり、同図（ｂ）は、歯車の配置を示す説明図
である。

【図６】本発明に係る他の感光体ドラム駆動機構の他の
構成例を示す図であり、同図（ａ）は、駆動機構主要部
の断面図であり、同図（ｂ）は、歯車の配置を示す説明
図である。

【図７】従来の感光体ドラム駆動機構における感光体ド
ラムの支持構造を示す斜視図である。

【図８】上記従来例の駆動系を示すものであり、一部を
切り欠いて示す斜視図である。

【図９】従来の感光体ドラム駆動機構の駆動系における
その他の例を示すものであり、一部を切り欠いて示す斜
視図である。

【図１０】従来の感光体ドラム駆動機構の駆動系におけ
るさらに他の例を示すものであり、駆動系主要部の断面
図である。

【図１１】駆動側と被駆動側の歯車の噛み合い時におけ
るバックラッシュ減少方向領域を示す図であり、同図
（ａ）は被駆動側も外歯車のときの噛み合いを示す図で
あり、同図（ｂ）は被駆動側が内歯車のときの噛み合い
を示す図である。

【符号の説明】

１４ 感光体ドラム ３１ フランジ ３１ａ 内歯車部 ３５ 回転軸 ４１ 駆動用小径歯車（小径歯車・駆動歯車） ４２ 駆動軸（小径歯車の回転軸・駆動軸） ４６・４６′コロ ４８ａ コロ ４８ 中間歯車（小径歯車） ３１ｂ 転がり面 ３８ａ 円弧面（転がり面）

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中 比呂志 大阪府大阪市阿倍野区長池町22番22号 シャープ株式会社内 (56)参考文献 特開 平２−245773（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−310577（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−17668（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−280866（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−19155（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 21/00 F16H 1/02 F16H 57/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体ドラムの回転軸と同軸に感光体ドラ
   ムの回転駆動を行う内歯車と、片持ちに保持されるとと
   もに、該内歯車に噛み合う小径歯車とを噛合させること
   により感光体ドラムを駆動する感光体ドラム駆動機構に
   おいて、 感光体ドラムの回転軸と同心円上に設けられた転がり面
   に外接するコロが、小径歯車の回転軸と同軸上に設けら
   れており、該コロは、上記小径歯車が上記内歯車を駆動
   する際に上記小径歯車の回転軸がバックラッシュを増大
   させる方向に撓むことを防止すべく上記転がり面と当接
   していることを特徴とする感光体ドラム駆動機構。
2. 【請求項２】感光体ドラムの回転軸を支持するメインフ
   レームが設けられる一方、 該メインフレームには、コロ及び小径歯車が着脱する際
   に通過可能な大きさの開口部が形成されていることを特
   徴とする請求項１記載の感光体ドラム駆動機構。
3. 【請求項３】小径歯車の駆動軸を支持する軸受けが設け
   られ、該軸受けはラジアルコロベアリングからなること
   を特徴とする請求項１又は２記載の感光体ドラム駆動機
   構。