JP4621002B2

JP4621002B2 - 駆動ユニット及び画像形成装置

Info

Publication number: JP4621002B2
Application number: JP2004329346A
Authority: JP
Inventors: 潤也瀧川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-11-12
Filing date: 2004-11-12
Publication date: 2011-01-26
Anticipated expiration: 2024-11-12
Also published as: JP2006139121A

Description

本発明は、モータと該モータにより駆動される回転体を含む駆動ユニット及び該駆動ユニットを備えたプリンタ、コピー機、ファクシミリその他の画像形成装置に関する。

技術の革新や市場からの要求により、近年では複写機等の画像形成装置においても画像形成の高速処理が要求されている。また、画像のカラー化というニーズが高まってきている。画像形成の手法として静電記録の原理を用いたタイプでは、感光体を回転させて光照射により画像を書き込んで静電潜像をつくり、この静電潜像を現像装置部でトナーで可視化し、この可視化された画像をシートに転写してシート上に最終画像を得る。かかる方式の画像形成装置では感光体、現像装置における現像ローラ、その他の装置部において種々の回転体を駆動するのにモーターが使用される。

カラー画像形成装置には、１つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆる１ドラム型のものと、並べて備える複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。

１ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者（１ドラム型）には、感光体が１つであるから、比較的小型化でき、コストも低減できる利点はあるものの、１つの感光体を用いて複数回（通常４回）画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するから、画像形成の高速化には困難であるという特徴がある。また、後者（タンデム型）は、感光体が複数であるから逆に大型化し、コスト高となるものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。

最近は、フルカラーもモノクロ並みのスピード要求が望まれることから、タンデム型が注目されてきている。タンデム型は、複数の感光体が並ぶ構成であり、近年では機械の小型化に伴って機械内部の高密度化が進み、マシンサイズの低減要望と相まって本体駆動部の高密度化がさらに進むことになった。同時にカラー化することにより制御対象が増していることから機械内部の制御情報を伝達するハーネス這い回し量も上昇し、これらを省スペースでレイアウトすることが課題となってきている。

従来の画像形成装置において、ハーネス類の取り扱いを向上させることが可能な構成を備えた電装ユニットおよび画像形成装置がある（例えば、特許文献１参照）。

上記特許文献１に開示された発明は、設置箇所において挿脱可能な状態に設けられ、トランスやフィルタ及び電装基板類を装備した電源部とこの電源部から給電される制御部とを備えた電装ユニットにおいて、上記電装ユニットは、上記電源部と制御部とが異なる位置で上記設置場所に対して挿脱可能に設けられ、上記電源部は上記設置箇所の外装パネルの一部を構成する表面パネルを備えた板金部材を用いて構成され、上記制御部は上記電源部の設置姿勢と異なる姿勢により配置されていることを特徴とするものであり、制御部を電源部と異なる位置で制御を必要とする部材の近くに配置できることから、制御対象部材との間の配線長さを短くすることができ、配線の取り扱い性を向上させることができるとされる。

一方、マシンサイズの小型化、ハーネス部品の増加に伴い、ハーネスの可動部からの保護やノイズからの保護も課題となってきているが、上記特許文献１にはかかる課題に対する対応が十分とはいえない。

特開２００２−１８５１５４号公報

本発明は、ハーネスを可動部から保護することができる駆動ユニット及び画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を達成するため以下の構成とした。
本発明に係る駆動ユニットは、モータと該モータにより駆動されるギヤを含み、前記モータを支持するモータ支持部材と該モータ支持部材と対向する対向部材によって前記回転体を支持する構成を有するユニットであって、本体側板に取り付けて用いられる駆動ユニットにおいて、前記対向部材は非導電性の樹脂部材で構成されていてその前記本体側板と接する面には断面形状が凹形のコの字状をしたハーネス溝が形成されており、前記本体側板に当該駆動ユニットが組み付けられた際に前記ハーネス溝の開放部が前記本体側板の平坦な面に対向密着して対をなし、前記本体側板上に配置されたハーネスを収める細長い空洞状のハーネスダクトを、前記本体側板と前記ギヤとの間に形成する構成としている（請求項１）。ここで、前記ハーネス溝は、前記本体側板に配置されるハーネスの配置形状に合わせて形成し、また、前記本体側板には、前記ハーネスが前記ハーネスダクトから外れないように保持するためのハーネス規制部材を設けるのがよい。そして、かかる駆動ユニットを画像形成装置に備えることが可能である。

この発明では、本体側板に格別な形状を要求することなく、該本体側板に配置されるハーネスを簡単な構成で可動部であるギヤから保護してハーネスを這いまわすことができる駆動ユニット、画像形成装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態を説明する。
［１］この発明の適用が可能な画像形成装置の概要
フルカラー画像の形成が可能なタンデム型の電子写真装置には、図１に示す直接転写方式と、図２に示す間接転写方式とがある。まず、直接転写方式について説明すると、図１において、感光体１００Ｋ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｙが左右方向に間隔をおいて並んでいる。なお、符号の末尾に付したＫ、Ｍ、Ｃ、Ｙはそれぞれ現像色がブラック、マゼンタ、シアン、イエローを示す。各感光体まわりの部材構成は、現像色が異なっても共通であるので、以下では感光体１００Ｙまわりの構成について説明し、他の感光体１００Ｋ、１００Ｍ、１００Ｃまわりの部材については、感光体１００Ｋに関連する部材については図中の各部材の符号の末尾にＫを付して説明し、感光体１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｙの各感光体に関連する部材については図中の各部材の符号の末尾にそれぞれＭ、Ｃ、Ｙの各符号を付して示し説明は省略する。

感光体１００Ｙのまわりには、よく知られるように、帯電器（図示せず）、現像ローラ５００Ｙ、クリーニング装置（図示せず）などが配置されていて、予め帯電器で帯電された感光体５００Ｙは露光装置（図示せず）により原稿画像情報を含む光で露光されて静電潜像が形成され、さらにこの静電潜像は現像装置の一部である現像ローラ５００Ｙから供給されるトナーにより可視像化される。

一方、当該画像形成装置本体３の下部には給紙部１があり、この給紙部１から破線で示すシート搬送路２を経てシート状媒体（図示されず）が搬送されるようになっている。このシート状媒体は一対のレジストローラ７００の部位で一旦停止して送り出しのタイミングを整えられて、適時のタイミングで送り出される。

シート状媒体は図示しないが、シート搬送ベルト２５０により搬送され、この搬送される間に、該シート搬送ベルト２５０の内側であって、各感光体と対向する部位に配置された転写手段（図示されず）の転写バイアス電圧を利用して、順次各感光体１００Ｋ、１００Ｍ、１００Ｃ、１００Ｙ上のカラートナー像が順次重ね転写されて、搬送方向での最下流側のブラックの感光体５００Ｋを通過する時点ではフルカラー画像が形成されている。カラートナー像を担持したシート状媒体は、定着装置８００を通過する間に定着されて排紙トレイ４に送り出される。

次に間接転写方式について説明する。図２において、図１で説明した構成部材と共通の部材については、同じ符号で説明する。各感光体１００まわりの基本構成は図１におけると同じであるので同じ符号で説明する。

感光体１００Ｙ上に形成された各カラートナー画像は図示しない１次転写装置により一旦、ベルト状をした中間転写体２００に順次転写されて重ねカラートナー画像が形成される。中間転写体２００上の重ねカラートナー画像は、給紙部１よりシート搬送路２をたどって送られ、レジストローラ７００を経て送り出されたシート状媒体に、２次転写装置３００により一括転写される。転写後のシート状媒体は、定着装置８００を通過する間に定着されて排紙トレイ４に排出される。

これら直接転写方式の画像形成装置と、間接転写方式の画像形成装置とを比較すると、前者（直接転写方式の画像形成装置）は、感光体１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋが並んでいる方向上でシート搬送ベルト２５０の移動方向（矢印で示す）の上流側に給紙装置（レジストローラ７００を含む）を、下流側に定着装置８００を配置しなければならず、シート搬送方向上で画像形成装置本体３が大型化する。

これに対し、後者（間接転写方式の画像形成装置）は、２次転写位置３００を比較的自由に設置することができる。図２に示したように、ベルト（下側）を下側に突っ張るようにして略逆三角形をしたベルト形状の下の頂点位置に２次転写位置３００を配置した如き構成では、レジストローラ７００、及び定着装置８００を各感光体１００Ｙ、１００Ｃ、１００Ｍ、１００Ｋが並んでいる部分と重ねて配置することが可能となり、画像形成装置の小型化が可能となる利点がある。

このような特徴をもつ、直接転写方式、間接転写方式はいずれも、モータとこのモータにより駆動される回転体を有していて、複数の感光体１００が並ぶ構成をとることで機械内部の高密度化が進み、機械内部のハーネス這い回し量も上昇するが、本発明の適用により可動部である回転体など回転部分に対するハーネスとの干渉が回避される。

［２］駆動ユニット
以下に、図２により説明した間接転写方式における画像形成装置についてその内部構成及び駆動ユニットについて説明する。図３において、ベルト状をした中間転写体２００は左右方向をローラ２０１、２０２で、略中央寄りの下方をローラ２０３で、合計３本のローラで支持されている。他に必要に応じテンションローラがあるが図示していない。中間転写体２００からカラートナー画像を一括転写されるシート状媒体は、この図３では符号９００で示されている。

ローラ２０３には図２で示したとおり２次転写装置３００が中間転写体２００を間にして配置されている。図３において、２次転写装置３００はモータ３０１で駆動される。また、ローラ２０１はモータ２０１−１で駆動される。感光体１００Ｙはモータ１００−１Ｙで駆動される。

現像ローラ５００Ｙはモータ５０１−１Ｙで駆動される。そのギヤ列は次のとおりである。つまり、モータ５０１−１Ｙの回転軸にはギヤ５Ｙが形成されていて、このギヤ５Ｙは大径の減速ギヤ５３０Ｙに噛み合っている。減速ギヤ５３０Ｙは小径のギヤ５４２Ｙと同軸上にあり、このギヤ５４２Ｙは現像ローＹラ５００と一体的な大径のギヤ６００Ｙと噛み合っている。

ここで、モータ５０１−１Ｙ、ギヤ５Ｙ、減速ギヤ５３０Ｙ、ギヤ５４２Ｙは後述するように、駆動ユニット５０１Ｙを構成する部材である。そして、該駆動ユニット５０１Ｙは本体側板に取り付けられ、ギヤ６００Ｙ、現像ローラ５００Ｙ、モータ１００−１Ｙ、感光体１００Ｙ及び図示しない帯電器、クリーニング装置などは、図４に示すようにプロセスカートリッジ１０００Ｙに組み込まれている。かかるプロセスカートリッジは各色毎に設けられていて、各色毎に全部で４つあり、それぞれが感光体の軸方向上、図３で手前側にスライドして画像形成装置本体３（および、この画像形成装置と一体的な駆動ユニット）に対してメンテナンス等に際して着脱可能である。

同様に、中間転写体２００およびその周辺部材もベルトユニットとして構成されて、図３で手前側にスライドして画像形成装置本体３に対して着脱可能である。

図３において、減速ギヤ５３０Ｙとギヤ５４２Ｙとの間に、図３には図示しないが、本体側板（図４に符号４００で示す。）が位置している。具体的に示すと図４に示すようになり、本体側板４００には駆動ユニット５０１Ｙが組み付けられ、本体側板４００を挟んで駆動ユニット５０１Ｙの反対側にはプロセスカートリッジ１０００Ｙが位置している。

以下、図５乃至図８を参照しつつ駆動ユニット５０１Ｙについて説明する。各色の駆動ユニットは共通の構成を有しているので、他の駆動ユニット５０１Ｃ、５０１Ｍ、５０１Ｋその中、イエローの現像装置にかかる駆動ユニット５０１Ｙの構成について代表して説明する。

図６は、図４に示したように駆動ユニット５０１Ｙが本体側板４００に組み付けられた状態を上から見たときの部分断面図であり、図５は、図６に示した組み立て状態に至る途中の状態を示した駆動ユニットの部分断面図である。図８は、図５において矢印６の向きで本体側板４００を見た状態を示している。図７は本体側板４００に駆動ユニット５０１Ｙが組み付けられる前の状態を示し、本体側板４００上にハーネス部分が見えている。

図５、図６において、モータ５０１−１Ｙは板状をしたモータ支持部材５１０に取り付けられている。このモータ支持部材５１０のモータ取り付け面と反対側の面には断面形状がコの字状をした対向部材５２０が該モータ支持部材５１０と対向して設けられている。

モータ支持部材５１０と対向部材５２０とで囲まれた空間内にはモータ５０１−１Ｙの回転軸が出ていてその先端部に形成されたギヤ５Ｙは前記したように減速ギヤ５３０Ｙと噛み合わされている。減速ギヤ５３０Ｙは駆動出力軸５３２と一体的に構成されている。駆動出力軸５３２は支持部材５１０と対向部材５２０にそれぞれ軸受５３４、５３６で支持されている。駆動出力軸５３２は対向部材５２０を貫通して本体側板４００の内側に突出しており、その先端部にギヤ５４２Ｙが固定されている。

このように駆動ユニット５０１Ｙは、モータ５０１−１Ｙと該モータにより駆動される回転体（減速ギヤ５３０Ｙ、ギヤ５Ｙ、５４２Ｙ、駆動出力軸５３２等）を含み、前記モータを支持するモータ支持部材５１０と該モータ支持部材と対向する対向部材５２０によって前記回転体を支持する構成を有するユニットであり、本体側板４００に取り付けて用いられる。

駆動ユニット５０１は本体側板４００に組付けられる前にユニット化されており、本体側板４００への脱着はユニット単位で行われる。組み立て状態で本体側板４００に接する対向部材５２０の面には上下方向全域にわたり、凹形をしたハーネス溝５２１が形成され、また、該ハーネス溝５２１に対して直交する方向には該ハーネス溝５２１に一端側を連通した状態で凹形をしたハーネス溝５２２が形成されている。ハーネス溝５２１の上下方向両端部は外方と連通していて、その端面形状は凹形をしている。

一方、本体側板４００にはギヤ５４２Ｙを挿通することができるとともに軸受５３６を取り付ける穴４０４が形成されている。また、本体側板４００の駆動ユニット５０１Ｙが取り付けられる側の面には、駆動ユニット５０１Ｙを固定支持するための駆動ユニット支持部材４２０が一体的に形成されている。

また、図７に示すように、本体側板４００の駆動ユニット５０１Ｙが取り付けられる側の面には、上下方向にハーネス６２１と、左右方向にハーネス６２２が這いまわされている。ハーネス６２１は複数個のクランパ４０２により本体側板に保持されて、ハーネス溝５２１に対応する位置に設けられている。同様に、ハーネス５２２も複数個のクランパ４０２に保持されてハーネス溝５２２に対応する位置に設けられている。

ハーネス６２１は画像形成装置の諸部材と、該諸部材を制御する制御手段等をと結ぶ導線の集合であり、レイアウト上の都合から駆動ユニット５０１Ｙを縦断せざるを得ない状況にある。ハーネス６２２は感光体１００Ｙまわりに配置された帯電器、現像ローラ５００Ｙ等に用いられる電力を供給するための導線等を含み、図５にも示すように本体側板４００の内側からドロア（フローティングコネクタ、或いは、コネクタ）６１０を介して本体側板４００の外側に導かれたうえで、ハーネス溝５２２に合致する位置で左右方向に這いまわされて、ハーネス６２１に合流している。

駆動ユニット５０１Ｙを本体側板４００に組み付ける際には、図５に示すように、駆動ユニット駆動出力軸５３２を穴４０４に合わせ、駆動ユニット５０１Ｙを矢印７で示す向きに移動させて、ギヤ５４２Ｙを穴４０４を通して本体側板４００の内側に挿通させる。

図６に示すように、駆動ユニット支持部材４２０にモータ支持部材５１０を当接させ、図示しない位置決め手段等で駆動ユニット５０１の位置が定められた状態で駆動ユニット５０１Ｙを駆動ユニット支持部材４２０に固定する。こうして駆動ユニット５０１Ｙが本体側板４００に組み付けられたとき、対向部材５２０に形成されたハーネス溝５２１、５２２の開放部が本体側板４００の面に対向密着して細長い空洞状のハーネスダクトが形成され、ハーネス溝５２１で形成されるハーネスダクト内にはハーネス６２１が収容され、ハーネス溝５２２で形成されるハーネスダクト内にはハーネス６２２が収容される。

このように、駆動ユニット５０１Ｙの対向部材５２０にハーネス溝を設けてこのハーネス溝で構成されるハーネスダクト内にハーネスを収めることで、レイアウト上の制約から駆動ユニット５０１Ｙを避けて駆動ユニット５０１Ｙの外側にハーネス６２１を這いまわさなくても該ハーネスと回転体（この例では減速ギヤ５３０Ｙ）やその他の回転体の回転部分、可動部等との干渉を避けることができるので、ハーネスの長さが回転部分を迂回させるために伸びてしまい、コスト上昇およびノイズの影響を受けやすくなるのを防ぐことができる。

すなわち、駆動ユニットの本体側板と合致する対向部材にハーネス溝を設けることにより、レイアウト上の制約から駆動ユニットを避けるためにハーネスの長さを余分に長くすることなく、回転部（可動部）からハーネスを保護した駆動ユニットを提供できる。

本例のように、ハーネス溝５２１、５２２は、本体側板４００に配置されるハーネス６２１、６２２の配置形状に合わせて形成することにより確実にハーネスをハーネス溝内に収めることができる。また、ハーネス溝は断面形状が凹形であり、該ハーネス溝と対をなしてハーネス溝を塞いでハーネスダクトを構成する本体側板は格別な形状を要求されることなく、平坦な面で十分なので簡単な構成でハーネスダクトを構成することができる。

対向部材５２０は被導電性の樹脂部材で構成されており、ハーネス６２１、６２２へのカバーなどを新たに追加することなく、対向部材５２０とハーネス６２１、６２２が接触してもハーネス６２１、６２２へのノイズ発生を防ぐことができる。つまり、対向部材そのものを非導電性の樹脂材で形成することにより、ハーネスダクトを形成するハーネス部に新たに部材を追加したりして、非導電性にしなくとも、ハーネスへのノイズ混入を防止することができ、誤動作の原因を持たない駆動ユニットを提供することができる。

本例では、本体側板４００にハーネス６２１、６２２がハーネスダクトから外れないように保持するためのハーネス規制部材としてのクランパ４０２を設けた。本例ではクランパ４０２は同一形状のものを複数個設け、ハーネスダクトの外部でもハーネスを保持するのに使用しているが、少なくとも、ハーネスダクト内に設けたクランパ４０２については、駆動ユニット５０１Ｙが本体側板４００に対して組み付けられる前にハーネス６２１、６２２を規制し位置ずれが生じないように保持する。

これにより、駆動ユニット５０１Ｙを本体側板４００に組み付ける際に駆動ユニット５０１Ｙの裏側となって作業者からハーネス６２１、６２２が見えない状況でも駆動ユニット５０１Ｙによるハーネス６２１、６２２のハーネス溝外での挟み込みを防ぐことができる。

すなわち、ハーネスダクトを形成する本体側板にクランパなどのハーネス規制部材を設けて事前にハーネスの位置を決めることにより、駆動ユニット５０１Ｙ等を本体側板に装着する際に駆動ユニットの裏側となってハーネスが見えない状況でも対向部材と本体側板の間でハーネスを挟み込んでしまうのを防ぐことができる。

本例では、駆動ユニット５０１Ｙが組み付けられる本体側板４００の外側（図５、６における本体側板４００の右側）表面から本体側板４００の内側（図５、６における本体側板４００の左側）へハーネスを通すためのドロア６１０が設けられている。このようなドロア６１０が設けられている場合でも該ドロア６１０を含むようにハーネス溝５２２を形成することによって駆動ユニット５０１Ｙの内側からハーネス６２２を駆動ユニット５０１Ｙの外部へ這いまわすことが可能となる。

図６には図示が省略されているが、本体側板４００の内側（図中左側）には、図４に示すようにプロセスカートリッジ１０００Ｙが本体側板４００に対して図に双方向の矢印で示すように着脱可能に装着される。プロセスカートリッジ１０００Ｙには、感光体１００Ｙや現像ローラ５００Ｙ、その他のプロセス機器、部材などが組み付けられている。プロセスカートリッジ１０００Ｙが本体側板４００に装着するのに伴い、ギヤ５４２Ｙにギヤ６００Ｙが噛み合う。また、感光体１００Ｙまわりに配置された帯電器、現像ローラ５００Ｙ等に用いられる電力を供給するための導線等の端子部がドロア６１０に挿入されて導通状態となる。

本発明を適用した画像形成装置では、省スペース化により部材のレイアウトが過密になり、ハーネスの這いまわし部分に回転体が位置してハーネスに悪影響が及ぶような場合でも、以上に説明した構成を適宜適用することにより、ハーネスを可動部から保護してハーネスへの悪影響を回避して省スペース化を可能にした画像形成装置を提供することができる。

本発明を実施できる画像形成装置の概略構成図である。本発明を実施できる画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置の要部構成を説明した斜視図である。駆動ユニット及びプロセスカートリッジの斜視図である。駆動ユニットの本体側板への組立て中の状態の断面を上から見た図である。駆動ユニットの本体側板への組立て後の状態の断面を上から見た図である。駆動ユニットが組み付けられる前の本体側板を示した正面図である。本体側板に組み付けられた駆動ユニットの正面図である。

符号の説明

４００本体側板
５０１Ｙ駆動ユニット
５２１、５２２ハーネス溝

Claims

モータと該モータにより駆動されるギヤを含み、前記モータを支持するモータ支持部材と該モータ支持部材と対向する対向部材によって前記回転体を支持する構成を有するユニットであって、本体側板に取り付けて用いられる駆動ユニットにおいて、
前記対向部材は非導電性の樹脂部材で構成されていてその前記本体側板と接する面には断面形状が凹形のコの字状をしたハーネス溝が形成されており、前記本体側板に当該駆動ユニットが組み付けられた際に前記ハーネス溝の開放部が前記本体側板の平坦な面に対向密着して対をなし、前記本体側板上に配置されたハーネスを収める細長い空洞状のハーネスダクトを、前記本体側板と前記ギヤとの間に形成することを特徴とする駆動ユニット。
請求項１記載の駆動ユニットにおいて、
前記ハーネス溝は、前記本体側板に配置されるハーネスの配置形状に合わせて形成されていることを特徴とする駆動ユニット。
請求項１又は２に記載の駆動ユニットにおいて、
前記本体側板には、前記ハーネスが前記ハーネスダクトから外れないように保持するためのハーネス規制部材が設けられていることを特徴とする駆動ユニット。
請求項１乃至３の何れか１つに記載の駆動ユニットを具備したことを特徴とする画像形成装置。