JP4876875B2 - Image forming apparatus and coupling structure - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ等の画像形成装置およびそれに用いられるカップリング構造に関する。詳細には、本発明は、感光体を含む画像形成ユニットが着脱可能な画像形成装置、およびその本体と画像形成ユニットとの間での回転駆動力を伝達するカップリング構造に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine and a printer, and a coupling structure used therefor. More specifically, the present invention relates to an image forming apparatus in which an image forming unit including a photoconductor is detachable, and a coupling structure that transmits a rotational driving force between the main body and the image forming unit.
従来より、感光体等の消耗部分をユニット化して着脱可能な構成とすることにより、ユーザによって交換できるようにした画像形成装置がある。例えば、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックという4色の画像形成部を有するタンデム型の画像形成装置では、各色に対応した画像形成ユニットを合計4つ備えている。このような画像形成ユニットが画像形成装置本体に装着されたとき、画像形成装置本体に設けられた駆動源によって感光体ドラムが回転駆動される。駆動源に対して感光体ドラムが駆動伝達軸継手を介して連結されることによって、当該駆動源の駆動力が感光体ドラムに伝達され、感光体ドラムが回転するように構成されている。 2. Description of the Related Art Conventionally, there is an image forming apparatus in which a consumable part such as a photoconductor is unitized to be detachable so that it can be replaced by a user. For example, a tandem image forming apparatus having four color image forming units of yellow, magenta, cyan, and black includes a total of four image forming units corresponding to the respective colors. When such an image forming unit is attached to the main body of the image forming apparatus, the photosensitive drum is rotationally driven by a driving source provided in the main body of the image forming apparatus. By connecting the photosensitive drum to the driving source via a drive transmission shaft coupling, the driving force of the driving source is transmitted to the photosensitive drum, and the photosensitive drum rotates.
従来から、当該駆動伝達軸継手の構成として種々のものが提案されている(例えば、特許文献1、特許文献2を参照のこと。)。
Conventionally, various configurations of the drive transmission shaft coupling have been proposed (see, for example,
特許文献1に記載された画像形成装置では、駆動伝達軸継手としてのカップリング凸軸又はカップリング凹軸のうちいずれか一方が、所定の温度以上になると記憶形状に回復する形状記憶材料から構成されている。カップリング凹軸とカップリング凸軸とが、係合溝の内周面と係合突部の外周面との面接触によって連結嵌合されている。形状記憶材料という特殊な材料を用いることによって上記嵌合構造が実現されているが、面接触による嵌合構造においては、カップリング凸軸とカップリング凹軸との間での高い芯出し精度が要求されるという問題がある。
In the image forming apparatus described in
また、特許文献2に記載された電子写真画像形成装置では、カップリング凸軸の凸部とカップリング凹軸の凹部とが係合する駆動伝達機構において、三角柱の形状をした凸部及び/又は凹部が回転方向にねじれた形状をしている。すなわち、例えば、図1及び2に示すように、駆動伝達軸継手140は、大略三角柱状の本体部142と先端部144と末端部148とを有し、本体部142の三つの稜線146が回転方向にねじられた形状をしている。駆動伝達軸継手140を受け入れるカップリング136は、大略三角柱状の凹部137を有している。カップリング136の凹部137に挿入された駆動伝達軸継手140が回転すると、ねじられた三つの稜線146がカップリング136の内壁面に点状に当接していわゆる点当たりで駆動伝達軸継手140の回転駆動力がカップリング136に伝達されるというものである。このようなねじり三角柱形状の駆動伝達軸継手では、駆動側と被駆動側との間で偏角や偏芯が生じて三角柱の稜線方向にジョイントが倒れた場合に、小さな偏角量や偏芯量でも稜線当たりが生じてしまうという問題がある。また、ねじり三角柱形状の駆動伝達軸継手では、ねじられた方向と同じ一方向の回転でしか点当たりを達成できないので、設計の自由度が低いという問題がある。また、ねじり三角柱形状の駆動伝達軸継手を加工又は成形によって作製することは非常に困難であるので、ねじり三角柱形状の駆動伝達軸継手は非常にコストの高いものになっているという問題がある。
Further, in the electrophotographic image forming apparatus described in
したがって、本発明の解決すべき技術的課題は、高い芯出し精度を必要としない点当たりによる回転駆動力伝達構造を簡単な構成で実現することのできる画像形成装置及びカップリング構造を提供することである。 Therefore, a technical problem to be solved by the present invention is to provide an image forming apparatus and a coupling structure that can realize a rotational driving force transmission structure with a point hit that does not require high centering accuracy with a simple configuration. It is.
上記技術的課題を解決するために、
回転駆動源からの回転駆動力を受ける回転駆動部材と、
感光体ドラムを含み、着脱可能に構成された画像形成ユニットと、
前記回転駆動部材と画像形成ユニットとの間に介在して、回転駆動部材からの回転駆動力を前記感光体ドラムに伝達する駆動伝達軸継手と、を有する画像形成装置であって、
前記回転駆動部材と前記駆動伝達軸継手との間の第一カップリング構造及び/又は画像形成ユニットと前記駆動伝達軸継手との間の第二カップリング構造が、それぞれ、大略三角柱状の凸部と大略三角柱状の凹部との組合せから構成されていて、
前記大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうちの一方が、他方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜した三つの稜線を備えていて、前記大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうちの他方が、軸芯に対して平行な三つの稜線を備えていることを特徴とする画像形成装置が提供される。
In order to solve the above technical problem,
A rotary drive member that receives a rotary drive force from a rotary drive source;
An image forming unit including a photosensitive drum and configured to be detachable;
An image forming apparatus having a drive transmission shaft coupling that is interposed between the rotation driving member and the image forming unit and transmits a rotational driving force from the rotation driving member to the photosensitive drum;
The first coupling structure between the rotary drive member and the drive transmission shaft coupling and / or the second coupling structure between the image forming unit and the drive transmission shaft coupling are respectively substantially triangular prism-shaped convex portions. And a combination of a substantially triangular prism-shaped recess,
Wherein the one of the generally triangular prism-shaped protrusions and generally triangular prism-shaped recess, provided with a three ridgelines inclined flared with increasing to the end of the side which the other engages said generally triangular convex An image forming apparatus is provided in which the other of the recess and the substantially triangular prism-shaped recess has three ridge lines parallel to the axis .
上記構成によれば、大略三角柱状の凸部と凹部との間でのカップリング構造において、一方が他方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜した三つの稜線を備え、他方が軸芯に対して平行な三つの稜線を備えるので、凸部を凹部に挿入したときに、凸部又は凹部の一方の三つの稜線が他方の内壁面に点状に当接するといういわゆる点当たりで凸部又は凹部の一方の回転駆動力を凸部又は凹部の他方に伝達することができる。したがって、大略三角柱状の凸部と凹部のうちの一方の三つの稜線を他方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜させるとともに、他方の三つの稜線を軸芯に対して平行にするという非常に簡単な構成で、高い芯出し精度を必要としない点当たりによる回転駆動力伝達構造を実現することができる。 According to the above configuration, in the coupling structure between the substantially triangular prism-shaped convex portion and the concave portion, the three ridge lines that are inclined toward the end are provided with one side becoming an end portion that is engaged with the other, Is provided with three ridge lines parallel to the axis, so that when the convex portion is inserted into the concave portion, one of the three ridge lines of the convex portion or the concave portion comes into contact with the other inner wall surface in the form of dots. Thus, the rotational driving force of one of the convex portion or the concave portion can be transmitted to the other of the convex portion or the concave portion. Accordingly, the tilting one three ridge of the triangular prism-shaped protrusion and recess generally flared with increasing to the end of the side which the other engages, parallel the other three edge lines with respect to the axial center With a very simple configuration, it is possible to realize a rotational driving force transmission structure with point hitting that does not require high centering accuracy.
そして、回転駆動源からの回転駆動力を受ける回転駆動部材と、And a rotation drive member that receives a rotation drive force from the rotation drive source,
感光体ドラムを含み、着脱可能に構成された画像形成ユニットと、An image forming unit including a photosensitive drum and configured to be detachable;
前記回転駆動部材と画像形成ユニットとの間に介在して、回転駆動部材からの回転駆動力を前記感光体ドラムに伝達する駆動伝達軸継手と、を有する画像形成装置であって、An image forming apparatus having a drive transmission shaft coupling that is interposed between the rotation driving member and the image forming unit and transmits a rotational driving force from the rotation driving member to the photosensitive drum;
前記回転駆動部材と前記駆動伝達軸継手との間の第一カップリング構造及び/又は画像形成ユニットと前記駆動伝達軸継手との間の第二カップリング構造が、それぞれ、大略三角柱状の凸部と大略三角柱状の凹部との組合せから構成されていて、The first coupling structure between the rotary drive member and the drive transmission shaft coupling and / or the second coupling structure between the image forming unit and the drive transmission shaft coupling are respectively substantially triangular prism-shaped convex portions. And a combination of a substantially triangular prism-shaped recess,
前記大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうちの一方が、他方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜した三つの稜線を備えていて、前記大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうちの他方が、前記一方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜した三つの稜線を備えていることを特徴とする画像形成装置が提供される。One of the generally triangular prism-shaped convex portion and the generally triangular prism-shaped concave portion is provided with three ridge lines that are inclined toward the end toward the end engaged with the other, and the generally triangular prism-shaped convex portion The image forming apparatus is characterized in that the other of the concave portion and the substantially triangular prism-shaped concave portion is provided with three ridge lines that incline toward the end toward the end portion on the side engaged with the one. .
上記構成によれば、大略三角柱状の凸部と凹部との間でのカップリング構造において、一方が他方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜した三つの稜線を備え、他方が一方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜した三つの稜線を備えるので、凸部を凹部に挿入したときに、凸部又は凹部の一方の三つの稜線が他方の内壁面に点状に当接するといういわゆる点当たりで凸部又は凹部の一方の回転駆動力を凸部又は凹部の他方に伝達することができる。したがって、大略三角柱状の凸部と凹部のうちの一方の三つの稜線を他方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜させるとともに、他方の三つの稜線を一方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜させるという非常に簡単な構成で、高い芯出し精度を必要としない点当たりによる回転駆動力伝達構造を実現することができる。According to the above configuration, in the coupling structure between the substantially triangular prism-shaped convex portion and the concave portion, the three ridge lines that are inclined toward the end are provided with one side becoming an end portion that is engaged with the other, Since it has three ridge lines that are inclined toward the end as it becomes the end that engages with one side, when the convex part is inserted into the concave part, one of the three ridge lines of the convex part or the concave part is the other inner wall surface. It is possible to transmit the rotational driving force of one of the convex portion or the concave portion to the other of the convex portion or the concave portion by so-called point-contacting. Accordingly, one of the three ridge lines of the roughly triangular prism-shaped convex part and the concave part is inclined toward the end as the end part is engaged with the other side, and the other three ridge lines are engaged with the one side. With a very simple configuration of inclining toward the end as it becomes the end portion, it is possible to realize a rotational driving force transmission structure with point hitting that does not require high centering accuracy.
駆動伝達軸継手において、振動伝播を低減させるための防振材料と、駆動伝達軸継手を構造的に支えるための高剛性材料と、を含むことが好適であるので、具体的には、駆動伝達軸継手が、高剛性材料である金属材料又はセラミック材料を含むとともに防振材料である樹脂材料を含んでなる。 The drive transmission shaft coupling preferably includes an anti-vibration material for reducing vibration propagation and a highly rigid material for structurally supporting the drive transmission shaft coupling. The shaft coupling includes a metal material that is a highly rigid material or a ceramic material and a resin material that is a vibration-proof material .
駆動伝達軸継手において、高剛性材料及び防振材料が熱熔着やインサート成形等によって連結された構成とすることもできるが、様々な設計変更に迅速に対応すべく駆動伝達軸継手が高い自由度を備えるように、高剛性材料と防振材料とが螺合することによって連結されていることが好ましい。 The drive transmission shaft coupling can be configured such that high-rigidity materials and vibration-proof materials are connected by heat welding, insert molding, etc., but the drive transmission shaft coupling is highly free to respond quickly to various design changes. It is preferable that the high-rigidity material and the vibration-proof material are connected by screwing so as to provide a degree.
高剛性材料及び防振材料が軸方向に沿って交互に配置されているという直列的な構成とすることができる。 A high-rigidity material and a vibration-proof material can be arranged in series such that they are alternately arranged along the axial direction.
あるいは、高剛性材料がいわゆる芯材として軸方向に延在し、該高剛性材料が防振材料で覆われているという並列的な構成とすることができる。 Or it can be set as the parallel structure that a highly rigid material is extended to an axial direction as what is called a core material, and this highly rigid material is covered with the vibration proof material.
以下に、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1について、図3乃至11及び表1を参照しながら詳細に説明する。本実施形態は、画像形成装置として、タンデム型のカラープリンタ1に適用したものである。
Hereinafter, an
図3は、本発明の一実施形態に係るカラープリンタ1の概略構成を示す断面図である。図4は、図3のカラープリンタ1における駆動ユニット3を示す説明図である。図5は、本発明の一実施形態に係るジョイント40の形状を示す斜視図である。図6は、図5に示したジョイント40の嵌合状態を説明する図である。(A)は斜視図であり、(B)は正面図であり、(C)は側面図であり、(D)はジョイント40の傾斜した稜線46を説明する図である。図7は、図5に示したジョイント40の形状を説明する図である。(A)は斜視図であり、(B)は正面図であり、(C)は側面図である。図8は、図5に示したジョイント40の高剛性材料58の形状を説明する図である。(A)は斜視図であり、(B)は正面図であり、(C)は側面図である。図9は、図5に示したジョイント40の樹脂材料56の形状を説明する図である。(A)は斜視図であり、(B)は正面図であり、(C)は側面図である。図10は、感光体ドラム20の回転周期と位置ズレ量との関係を説明する図である。図11は、感光体ドラム20の表面振動と周波数との関係を説明する図である。
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a schematic configuration of the
本発明のカラープリンタ1は、図3に示すように、各色の画像形成ユニット30が、中間転写ベルト11に沿って並置されている。カラープリンタ1の下部には用紙カセット12が装着され、その中の用紙が給紙ローラ13によって給紙搬送部14に搬送される。各色の画像形成ユニット30によって中間転写ベルト11上に重ねられて形成された画像は、二次転写部15で用紙に転写され、定着部16で定着される。こうして画像が形成された用紙は、排紙ローラ17によって排紙される。これらの構成はすべて筐体10内に収められている。
In the
各色の画像形成ユニット30は、いずれも同様の構成であり、それぞれ、感光体ドラム20、現像部22、露光部、帯電部、クリーナ部、転写部を有している。この画像形成ユニット30の各部の構成および動作は一般的なものであるので、ここでは説明を省略する。各画像形成ユニット30は、少なくとも感光体ドラム20を含んだ所定部分がユニット化されている。画像形成ユニット30は、カラープリンタ1の筐体10に対して着脱可能にされている。以下、カラープリンタ1のうち、画像形成ユニット30を除く部分を本体と呼ぶことにする。
Each color
図3のカラープリンタ1の手前側には、開閉可能なドアが設けられている。このドアを開放することにより、各画像形成ユニット30の手前側端部が露出する。ユーザはこの露出された画像形成ユニット30の前端部を把持して図3の手前側に引き出すことにより、画像形成ユニット30を本体から取り外すことができる。また、本体の画像形成ユニット30が取り外された空間に画像形成ユニット30を挿入し、図3の奥方向へ押し込めば再び装着することができる。取付後、ドアを閉止すると、画像形成ユニット30の手前側端部がドアの内面によって保持されて固定される。
A door that can be opened and closed is provided on the front side of the
次に、図4を参照しながら、本体と画像形成ユニット30とをつなぐ駆動ユニット3を説明する。この駆動ユニット3は、図3のカラープリンタ1の奥側に配置されている。図4は、駆動ユニット3の断面を模式的に示している。
Next, the
図4の左側に示すように、本体に対して着脱可能である画像形成ユニット30は、図4の右方向に延在する円筒状の感光体ドラム20を含んでいる。感光体ドラム20の左端には、その右端が開口した略円筒形状のカップリング36が、感光体ドラム20の回転軸上に取り付けられている。カップリング36は、その右端が開口して、その内部に三角柱形状の当接穴37が形成されている。
As shown on the left side of FIG. 4, the
また、本体側は、図4の右側に示すように、駆動ギア62が軸受けを介して筐体10に固定されている。駆動ギア62の回転軸上には、図4の左方向に延在するジョイント受け部66が形成されている。略円筒形状をしたジョイント受け部66は、その左端が開口して、その内部に三角柱形状の当接穴67が形成されている。当接穴67の右端部には圧縮バネ64が装着されている。圧縮バネ64は、当接穴67の中に挿入されたジョイント40の末端部48に係着されて、ジョイント40を図4の左方向に付勢する。
On the main body side, as shown on the right side of FIG. 4, the
駆動ギア62は、本体の内部に設けられた駆動モータ60による回転駆動力をジョイント40に伝達する。詳しくは後述するが、ジョイント受け部66の当接穴67とジョイント40とは、部分的に当接して回転駆動力が伝達される。軸受けは、筐体10に固定され、駆動ギア62を回転可能に支持している。
The
ジョイント40は、図5に示すように、大略正三角柱形状をした本体部42と、大略三角錐形状をした先端部44と、大略円柱形状をした末端部48と、を備えている。本体部42の大略正三角柱を形成する三つの稜線46は、中央部から端部に向かって末広がりに傾斜している。ここで、46Aは、感光体ドラム20側の稜線を、46Bは駆動ギア62側の稜線をそれぞれ示している。
As shown in FIG. 5, the joint 40 includes a
稜線46A、46Bの軸芯41に対する傾斜角度は、1乃至3度の角度であることが好適である。図6の(D)に示すように、稜線46の傾斜角度は、軸芯41に対して例えば1.75度であるのがより好適である。したがって、ジョイント40の端部は、わずかではあるが鋭角を成している。図5等に示したジョイント40では、傾斜した稜線46A、46Bがそれぞれ中央部から端部まで延在しているが、少なくとも、嵌合相手であるカップリング36やジョイント受け部66と実質的に嵌合する端部部分の稜線46が、中央部から端部に向かって末広がりに傾斜していれば十分である。また、感光体ドラム20側の稜線46A及び駆動ギア62側の稜線46Bの傾斜角度は、同じ角度であってもよいし、異なった角度であってもよい。
The inclination angle of the
ジョイント40との間で第二のカップリング構造を成すカップリング36は、大略正三角柱形状をした凹部の当接穴37を備えている。当接穴37の大略正三角柱を形成する三つの稜線は、通常、当接穴37の軸芯31に対して平行である。あるいは、当接穴37の大略正三角柱を形成する三つの稜線が、中央部から開口端部に向かって末広がりに傾斜している構成であってもよい。
The
同様に、ジョイント40との間で第一のカップリング構造を成すジョイント受け部66は、大略正三角柱形状をした凹部の当接穴67を備えている。当接穴67の大略正三角柱を形成する三つの稜線は、通常、当接穴67の軸芯に対して平行である。あるいは、当接穴67の大略正三角柱を形成する三つの稜線が、中央部から開口端部に向かって末広がりに傾斜している構成であってもよい。
Similarly, the joint receiving
図6の(A)に示すように、画像形成ユニット30が本体に取り付けられた状態のジョイント40において、ジョイント40がカップリング36に対して感光体ドラム20の回転方向と同じ方向に回転されると、三つの傾斜した稜線46Aが画像形成ユニット30のカップリング36の当接穴37の内壁面に対して三点で当接(いわゆる三点当たり)する。したがって、ジョイント40の軸芯41とカップリング36の軸芯31との間で、ある程度の大きさの偏角又は偏芯が存在していても、ジョイント40の回転駆動力をカップリング36に確実に伝達することができる。
As shown in FIG. 6A, in the joint 40 with the
同様に、三つの傾斜した稜線46Bが、駆動ギア62のジョイント受け部66の当接穴67の内壁面に対して三点で当接(いわゆる三点当たり)するので、ジョイント40の軸芯41とジョイント受け部66の軸芯との間で、ある程度の大きさの偏角又は偏芯が存在していても、駆動ギア62の回転駆動力をジョイント40に確実に伝達することができる。
Similarly, the three
ジョイント40は、図7に示すように、高剛性材料58と防振材料56とから構成されたハイブリッド構成をしている。高剛性材料58は、アルミニウムやアルミ合金や銅合金やステンレス鋼等の金属材料や、アルミナやジルコニア等のセラミック材料等から構成されている。加工容易性やコスト等の面から、高剛性材料58としては金属材料が典型的に用いられる。また、防振材料56は、ポリアセタール(POM)、ポリカーボネート(PC)等の樹脂材料から構成されている。
As shown in FIG. 7, the joint 40 has a hybrid configuration including a high-
すなわち、図7乃至9に示すように、ジョイント40は、例えば、樹脂材料56からなる先端部44と、金属材料58からなる本体部42及び末端部48から構成されている。つまり、金属材料58がジョイント40の主たる構成要素となっている。先端部44の末端側には、内ネジの形成された受入凹部52が設けられているとともに、本体部42の先端側には、外ネジの形成された突出部50が設けられている。本体部42が先端部44に対して感光体ドラム20の回転方向と同じ方向に回転・挿入されると、突出部50が受入凹部52に螺合して、先端部44が本体部42に対して連結固定される。寸法や材質や比率を変えた先端部44及び本体部42を適宜組み合わせることによって、所望のジョイント特性を得ることができる。
That is, as shown in FIGS. 7 to 9, the joint 40 includes, for example, a
ジョイント40が、感光体ドラム20のカップリング36の当接穴37と、駆動ギア62のジョイント受け部66の当接穴67と、に対してそれぞれ挿入されているとき、ジョイント40の稜線46が、カップリング36の三角柱形状の当接穴37の三つの内壁面と、駆動ギア62の三角柱形状の当接穴67の三つの内壁面とに対してそれぞれ一点のみで当接している。したがって、ジョイント40は、当接穴37と当接穴67とに対して、回転方向の駆動に関してそれぞれ三点で嵌合されるので、駆動モータ60による回転駆動力を感光体ドラム20に伝達することができる。
When the joint 40 is inserted into the
次に、このようなジョイント40をカラープリンタ1に組み込んだときのジョイント性能を、「感光体表面上の最大位置ズレ量」と「感光体表面上への振動伝播強度」とによって評価した。なお、評価に供したジョイント40は、ポリカーボネート(PC)からなる先端部44と、アルミ合金からなる本体部42及び末端部48とから構成されている。
Next, the joint performance when such a joint 40 was incorporated in the
「感光体表面上の最大位置ズレ量」は、感光体ドラム20を一定速度で回転したと仮定したときの理想的な位置に対して、現実にどれだけの量のズレが発生しているかを実測したものである。具体的には、感光体ドラム20の回転位置を読み取るエンコーダを感光体ドラム20の回転中芯と同軸に取付けて、感光体ドラム20を回転駆動させたときの回転周期毎の感光体ドラム20の表面上の位置データを測定する。この測定結果と、感光体ドラム20が一定速度で回転すると仮定したときの理想的な位置との差を計算することによって、図10に示したような、感光体ドラム20の回転周期毎の位置ズレ量が算出される。そして、感光体ドラム20の回転周期と位置ズレとの関係を示した図10のグラフから、一回転周期での位置ズレ量の最大振幅を求めることによって、「感光体表面上の最大位置ズレ量」が算出される。したがって、「感光体表面上の最大位置ズレ量」の値は、感光体ドラム20の回転速度の変動に関係している。
The “maximum positional deviation amount on the surface of the photosensitive member” indicates how much deviation actually occurs with respect to the ideal position when the
ここで、「感光体表面上の最大位置ズレ量」が小さいほど、印字が理想的な位置で作像及び転写されていることを示している。また、「感光体表面上の最大位置ズレ量」が大きいほど、駆動ギア62と感光体ドラム20との間での回転駆動力の伝達に遅延(位相のズレ)が周期的に発生するために、各色を転写したときの色重ねズレが大きくなる原因となり、色重ねズレがある閾値を超えると、人間の視覚上で色重ねズレを感知して画像品質問題となる。
Here, the smaller the “maximum positional deviation amount on the surface of the photoconductor” is, the more the image is formed and transferred at an ideal position. Further, as the “maximum positional deviation amount on the surface of the photosensitive member” is larger, a delay (phase deviation) is periodically generated in the transmission of the rotational driving force between the driving
また、「感光体表面上への振動伝播強度」は、感光体ドラム20を回転駆動する駆動源としての駆動モータ60や駆動ギア62の駆動源から発生する振動が、感光体ドラム20の表面上でどれだけ伝播しているかを実測したものである。具体的には、感光体ドラム20の表面での速度変動をレーザードップラー計等を用いて測定し、その得られた測定結果を周波数解析を行い、図11に示したような、駆動源に起因した周波数の強度がどれくらいであるかを求めることによって、「感光体表面上への振動伝播強度」が算出される。したがって、「感光体表面上への振動伝播強度」の値は、駆動源からの振動伝播に関係している。
The “vibration propagation intensity on the surface of the photoconductor” refers to the vibration generated from the drive source of the
ここで、駆動ギア62から感光体ドラム20までの感光体駆動伝達系での共振周波数と、駆動モータ60のギアと駆動ギア62との間の噛み合い周波数とが、一致するか又は整数倍となる場合に、駆動ギア62の振動が感光体駆動伝達系で増幅されるために、「感光体表面上への振動伝播強度」が大きいと、画像に周波数ノイズが入り、ある閾値を超えると、人間の視覚上で汚いものと感知して、画像品質問題となる。
Here, the resonance frequency in the photosensitive member drive transmission system from the
その形状を同じにして構成材料だけを変えた三種類のジョイント40、すなわち、比較例としての樹脂材料56のみからなるジョイント40と、比較例としての金属材料58のみからなるジョイント40と、本発明のハイブリッドタイプのジョイント40と、を準備して、それらについて上記測定をそれぞれ行い、測定結果を表1にまとめた。このとき、本発明のハイブリッドタイプのジョイント40は、例えば、樹脂材料の体積:金属材料の体積=1:4であるように構成されている。表1において、「感光体表面上の最大位置ズレ量」及び「感光体表面上への振動伝播強度」の各測定値のうち、それぞれの最小のものを1としたときに、他のものが相対的にどれくらい悪くなっているかを倍率で示している。
Three types of
表1から、金属材料58のみからなるジョイント40及び樹脂材料56のみからジョイント40は、いずれか一方の特性だけが優れているものの、他の特性は大幅に劣っている。したがって、金属材料58及び樹脂材料56を含む本発明のハイブリッドタイプのジョイント40が総合的に優れていることが分かる。
From Table 1, the joint 40 consisting only of the
なお、上記の2部品(2つの異種材料)が軸方向に沿って直列に配置されたハイブリッドタイプのジョイント40は、高剛性材料である金属材料58及び防振材料である樹脂材料56が軸方向に沿って交互に複数個配置された構成することができる。すなわち、ハイブリッドタイプのジョイント40は、金属材料58、樹脂材料56、金属材料58あるいは樹脂材料56、金属材料58、樹脂材料56の順番で軸方向に沿って直列に配置された3部品構成や、樹脂材料56、金属材料58、樹脂材料56、金属材料58の順番で軸方向に沿って直列に配置された4部品構成にすることができる。このとき、ジョイント40の部品構成は、ジョイント40の両端に対向するカップリング36及びジョイント受け部66の材質と実質的に同じ材質であるように選択される。そして、構造上の支持機能を担っている金属材料58の体積比率あるいは軸方向長さは、通常、樹脂材料56のそれよりも大きく構成されている。つまり、金属材料58がジョイント40の主たる構成要素となっている。したがって、本発明のジョイント40においては、防振機能を担っている樹脂材料56によって、構造上の支持機能を担っている金属材料58がジョイント40の軸方向に分断されている。
The hybrid type joint 40 in which the above two parts (two different materials) are arranged in series along the axial direction has a
図5に示したジョイント40の他の実施形態について、図12を参照しながら説明する。 Another embodiment of the joint 40 shown in FIG. 5 will be described with reference to FIG.
図12に示したジョイント40は、構造上の支持機能を担っている芯材としての金属材料58をジョイント40の大略軸方向に沿って配置し、防振機能を担っている樹脂材料56が当該金属材料58を覆うように構成されている。したがって、図12のジョイント40は、金属材料58と樹脂材料56とがジョイント40の軸方向に対して並列に配置された構成となっている。そして、ジョイント40の少なくとも一つの端部、すなわちカップリング36側の端部及び/又はジョイント受け部66側の端部が、樹脂材料56で構成されている。図12に示したジョイント40は、一つの端部が樹脂材料56で構成された例であって、先端部44が樹脂材料56で構成され、本体部42が金属材料58と樹脂材料56とからなる複合体で構成され、末端部48が金属材料58で構成されている。このようなジョイント40は、金属材料58を成形金型内に装填した後、成形金型内に溶融した樹脂材料56を注入して金属材料58を溶融した樹脂材料56で包んだ状態で固化させるといういわゆるインサート成形によって作製することができる。
In the joint 40 shown in FIG. 12, a
上記の2部品(2つの異種材料)が軸直交方向すなわち半径方向に沿って配置されたハイブリッドタイプのジョイント40においても、構造上の支持機能を担っている金属材料58の体積比率あるいは軸方向長さは、通常、樹脂材料56のそれよりも大きく構成されている。つまり、金属材料58がジョイント40の主たる構成要素となっている。そして、図13のジョイント40においても、防振機能を担っている樹脂材料56からなる先端部44によって、構造上の支持機能を担っている金属材料58が軸方向に分断されている。
Even in the hybrid type joint 40 in which the above two parts (two different materials) are arranged in the axial orthogonal direction, that is, in the radial direction, the volume ratio or the axial length of the
また、高剛性材料として用いた金属材料58の代わりに、セラミック材料を用いたセラミック材料と樹脂材料56とからなるハイブリッドタイプのジョイント40においても、上記と同様の作用・効果を得ることができる。
Further, instead of the
上記実施形態では、ジョイント40を感光体ドラムの駆動部に適用した場合について説明したが、回転速度変動と振動伝播との両方を抑制することが求められる箇所、例えば、現像部22の駆動部にも適用することができる。
In the above embodiment, the case where the joint 40 is applied to the drive unit of the photosensitive drum has been described. However, the drive unit of the developing
また、先端部44の受入凹部52と本体部42の突出部50とを熱熔着することによって、先端部44と本体部42とを一体に連結することができる。あるいは、先端部44の受入凹部52を正六角形等の正多角凹形にするとともに、本体部42の突出部50を正六角形等の正多角凸形にすることで、雌雄の嵌合によって先端部44と本体部42とを一体に連結することができる。
Moreover, the front-end | tip
また、上記カップリング構造では、ジョイント40のカップリング36側及びジョイント受け部66側の両方の端部が末広がりの傾斜稜線を持った大略三角柱状の凸部であり、カップリング36の当接穴36及びジョイント受け部66の当接穴67が軸芯に平行な稜線を持った大略三角柱状の凹部であるが、様々な変形した実施形態をとることができる。すなわち、ジョイント40のカップリング36側及びジョイント受け部66側の両方の端部に大略三角柱状の凹部の当接穴を設けて、カップリング36及びジョイント受け部66にそれぞれ大略三角柱状の凸部を設けた構成とすることができる。あるいは、ジョイント40のカップリング36側の端部を大略三角柱状の凸部にするとともにジョイント40のジョイント受け部66側の端部を大略三角柱状の凹部の当接穴を設けて、カップリング36の当接穴3が大略三角柱状の凹部であるとともにジョイント受け部66に大略三角柱状の凸部を設けた構成とすることができる。さらにまた、ジョイント40のカップリング36側の端部を大略三角柱状の凹部の当接穴を設けるとともにジョイント40のジョイント受け部66側の端部を大略三角柱状の凸部にして、カップリング36に大略三角柱状の凸部を設けるとともにジョイント受け部66の当接穴67が大略三角柱状の凹部である構成とすることができる。あるいは、ジョイント40のカップリング36側及びジョイント受け部66側のいずれか一方の端部に上記カップリング構造を設けて、ジョイント40の他方の端部が軸芯に平行な稜線を持った大略三角柱状の凸部又は凹部とすることもできる。これらのいずれのカップリング構造においても、大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうち少なくとも一方が、中央部から端部に向かって末広がりに傾斜した三つの稜線を備えていて、大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうち残りの他方が、軸芯に対して平行な三つの稜線を備えた形態としたり、又は中央部から端部に向かって末広がりに傾斜した三つの稜線を備えた形態とすることができる。
Further, in the above coupling structure, both the end portions of the joint 40 on the
1:カラープリンタ(画像形成装置)
3:駆動ユニット
10:筐体
11:中間転写ベルト
12:用紙カセット
13:給紙ローラ
14:給紙搬送部
15:二次転写部
16:定着部
20:感光体ドラム
28:トナーカートリッジ
30:画像形成ユニット
31:軸芯
36:カップリング
37:当接穴
40:ジョイント(駆動伝達軸継手)
41:軸芯
42:本体部
44:先端部
46:稜線
46A:感光体ドラム側稜線
46B:駆動ギア側稜線
48:末端部
50:突出部
52:受入凹部
56:樹脂材料(防振材料)
58:金属材料(高剛性材料)
60:駆動モータ(回転駆動源)
62:駆動ギア(回転駆動部材)
64:圧縮バネ
66:ジョイント受け部
67:当接穴
1: Color printer (image forming device)
3: drive unit 10: housing 11: intermediate transfer belt 12: paper cassette 13: paper feed roller 14: paper feed transport unit 15: secondary transfer unit 16: fixing unit 20: photoconductor drum 28: toner cartridge 30: image Forming unit 31: shaft core 36: coupling 37: contact hole 40: joint (drive transmission shaft coupling)
41: shaft core 42: main body 44: tip 46:
58: Metal material (high rigidity material)
60: Drive motor (rotation drive source)
62: Drive gear (rotary drive member)
64: Compression spring 66: Joint receiving portion 67: Contact hole
Claims (12)
感光体ドラムを含み、着脱可能に構成された画像形成ユニットと、
前記回転駆動部材と画像形成ユニットとの間に介在して、回転駆動部材からの回転駆動力を前記感光体ドラムに伝達する駆動伝達軸継手と、を有する画像形成装置であって、
前記回転駆動部材と前記駆動伝達軸継手との間の第一カップリング構造及び/又は画像形成ユニットと前記駆動伝達軸継手との間の第二カップリング構造が、それぞれ、大略三角柱状の凸部と大略三角柱状の凹部との組合せから構成されていて、
前記大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうちの一方が、他方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜した三つの稜線を備えていて、前記大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうちの他方が、軸芯に対して平行な三つの稜線を備えていることを特徴とする画像形成装置。 A rotary drive member that receives a rotary drive force from a rotary drive source;
An image forming unit including a photosensitive drum and configured to be detachable;
An image forming apparatus having a drive transmission shaft coupling that is interposed between the rotation driving member and the image forming unit and transmits a rotational driving force from the rotation driving member to the photosensitive drum;
The first coupling structure between the rotary drive member and the drive transmission shaft coupling and / or the second coupling structure between the image forming unit and the drive transmission shaft coupling are respectively substantially triangular prism-shaped convex portions. And a combination of a substantially triangular prism-shaped recess,
Wherein the one of the generally triangular prism-shaped protrusions and generally triangular prism-shaped recess, provided with a three ridgelines inclined flared with increasing to the end of the side which the other engages said generally triangular convex The image forming apparatus , wherein the other of the first portion and the substantially triangular prism-shaped concave portion includes three ridge lines parallel to the axis .
感光体ドラムを含み、着脱可能に構成された画像形成ユニットと、
前記回転駆動部材と画像形成ユニットとの間に介在して、回転駆動部材からの回転駆動力を前記感光体ドラムに伝達する駆動伝達軸継手と、を有する画像形成装置であって、
前記回転駆動部材と前記駆動伝達軸継手との間の第一カップリング構造及び/又は画像形成ユニットと前記駆動伝達軸継手との間の第二カップリング構造が、それぞれ、大略三角柱状の凸部と大略三角柱状の凹部との組合せから構成されていて、
前記大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうちの一方が、他方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜した三つの稜線を備えていて、前記大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうちの他方が、前記一方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜した三つの稜線を備えていることを特徴とする画像形成装置。 A rotary drive member that receives a rotary drive force from a rotary drive source;
An image forming unit including a photosensitive drum and configured to be detachable;
An image forming apparatus having a drive transmission shaft coupling that is interposed between the rotation driving member and the image forming unit and transmits a rotational driving force from the rotation driving member to the photosensitive drum;
The first coupling structure between the rotary drive member and the drive transmission shaft coupling and / or the second coupling structure between the image forming unit and the drive transmission shaft coupling are respectively substantially triangular prism-shaped convex portions. And a combination of a substantially triangular prism-shaped recess,
One of the generally triangular prism-shaped convex portion and the generally triangular prism-shaped concave portion is provided with three ridge lines that are inclined toward the end toward the end engaged with the other, and the generally triangular prism-shaped convex portion The image forming apparatus according to claim 1, wherein the other of the plurality of concave portions and the substantially triangular prism-shaped concave portion includes three ridge lines that are inclined toward the end toward the end that is engaged with the one .
感光体ドラムを含み、着脱可能に構成された画像形成ユニットと、
前記回転駆動部材と画像形成ユニットとの間に介在して、回転駆動部材からの回転駆動力を前記感光体ドラムに伝達する駆動伝達軸継手と、を有する画像形成装置において用いられるカップリング構造であって、
回転駆動部材と前記駆動伝達軸継手との間の第一カップリング構造及び/又は画像形成ユニットと前記駆動伝達軸継手との間の第二カップリング構造が、それぞれ、大略三角柱状の凸部と大略三角柱状の凹部との組合せから構成されていて、
前記大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうちの一方が、他方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜した三つの稜線を備えていて、前記大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうちの他方が、軸芯に対して平行な三つの稜線を備えていることを特徴とするカップリング構造。 A rotary drive member that receives a rotary drive force from a rotary drive source;
An image forming unit including a photosensitive drum and configured to be detachable;
A coupling structure used in an image forming apparatus having a drive transmission shaft coupling that is interposed between the rotation driving member and the image forming unit and transmits a rotational driving force from the rotation driving member to the photosensitive drum; There,
The first coupling structure between the rotary drive member and the drive transmission shaft coupling and / or the second coupling structure between the image forming unit and the drive transmission shaft coupling are respectively substantially triangular prism-shaped convex portions. It consists of a combination with a roughly triangular prism-shaped recess,
Wherein the one of the generally triangular prism-shaped protrusions and generally triangular prism-shaped recess, provided with a three ridgelines inclined flared with increasing to the end of the side which the other engages said generally triangular convex A coupling structure characterized in that the other of the portion and the substantially triangular prism-shaped recess has three ridge lines parallel to the axis .
感光体ドラムを含み、着脱可能に構成された画像形成ユニットと、
前記回転駆動部材と画像形成ユニットとの間に介在して、回転駆動部材からの回転駆動力を前記感光体ドラムに伝達する駆動伝達軸継手と、を有する画像形成装置において用いられるカップリング構造であって、
回転駆動部材と前記駆動伝達軸継手との間の第一カップリング構造及び/又は画像形成ユニットと前記駆動伝達軸継手との間の第二カップリング構造が、それぞれ、大略三角柱状の凸部と大略三角柱状の凹部との組合せから構成されていて、
前記大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうちの一方が、他方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜した三つの稜線を備えていて、前記大略三角柱状の凸部及び大略三角柱状の凹部のうちの他方が、前記一方と係合する側の端部になるにしたがって末広がりに傾斜した三つの稜線を備えていることを特徴とするカップリング構造。 A rotary drive member that receives a rotary drive force from a rotary drive source;
An image forming unit including a photosensitive drum and configured to be detachable;
A coupling structure used in an image forming apparatus having a drive transmission shaft coupling that is interposed between the rotation driving member and the image forming unit and transmits a rotational driving force from the rotation driving member to the photosensitive drum; There,
The first coupling structure between the rotary drive member and the drive transmission shaft coupling and / or the second coupling structure between the image forming unit and the drive transmission shaft coupling are respectively substantially triangular prism-shaped convex portions. It consists of a combination with a roughly triangular prism-shaped recess,
One of the generally triangular prism-shaped convex portion and the generally triangular prism-shaped concave portion is provided with three ridge lines that are inclined toward the end toward the end engaged with the other, and the generally triangular prism-shaped convex portion The coupling structure is characterized in that the other of the concave portion and the substantially triangular prism-shaped concave portion includes three ridge lines that are inclined toward the end toward the end that is engaged with the one .
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