JP5561595B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
図に示すように、この遊星歯車減速機構700は、太陽歯車701が、入力軸であるモータ31のモータ軸31aに固定されている。また、モータ31を固定したモータブラケット33のモータ固定面とは反対の面に、内周面に内歯歯車702を有する内歯ブラケット703の一端が固定されている。内歯ブラケット703の他端には、キャリア704に設けられた出力軸705が玉軸受706を介して支持される支持蓋707が設けられている。キャリア704の出力軸706には、不図示のカップリングを介して不図示の像担持体の軸が接続されている。この図21の構成は、太陽歯車701を入力に接続し、キャリア704を出力に接続し、内歯歯車702を固定したものである。
また、請求項2の発明は、像担持体と、像担持体を駆動する駆動源と、駆動源の回転駆動力を像担持体に伝達する駆動伝達装置とを備えた画像形成装置において、前記駆動伝達装置は、複数の遊星歯車と、前記遊星歯車に噛み合う内歯歯車と、前記駆動源から回転駆動力が入力される入力軸に固定されていてその回転駆動力を前記遊星歯車に伝達する太陽歯車と、前記複数の遊星歯車を回動自在に支持するとともに、ケーシングに回動自在に浮動支持されたキャリアとを有し、前記内歯歯車が回転不能に固定され、前記キャリアの回転を前記像担持体に伝達する遊星歯車減速機構であり、前記キャリアの径方向の移動に連動して前記像担持体が移動するよう、前記像担持体を支持し、前記遊星歯車減速機構は、前記キャリアと一体で回転する出力軸を有し、前記出力軸と前記像担持体とがテーパ形状のセレーションカップリングで連結されていることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、像担持体と、像担持体を駆動する駆動源と、駆動源の回転駆動力を像担持体に伝達する駆動伝達装置とを備えた画像形成装置において、前記駆動伝達装置は、複数の遊星歯車と、前記遊星歯車に噛み合う内歯歯車と、前記駆動源から回転駆動力が入力される入力軸に固定されていてその回転駆動力を前記遊星歯車に伝達する太陽歯車と、前記複数の遊星歯車を回動自在に支持するとともに、ケーシングに回動自在に浮動支持されたキャリアとを有し、前記内歯歯車が回転不能に固定され、前記キャリアの回転を前記像担持体に伝達する遊星歯車減速機構であり、前記像担持体の前記遊星歯車減速機構側端部をケーシングに対して浮動支持し、前記像担持体の前記遊星歯車減速機構と反対側端部を支持する支持軸を備え、前記支持軸が、調心軸受を介して前記像担持体の前記遊星歯車減速機構と反対側端部を支持したことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、像担持体と、像担持体を駆動する駆動源と、駆動源の回転駆動力を像担持体に伝達する駆動伝達装置とを備えた画像形成装置において、前記駆動伝達装置は、複数の遊星歯車と、前記遊星歯車に噛み合う内歯歯車と、前記駆動源から回転駆動力が入力される入力軸に固定されていてその回転駆動力を前記遊星歯車に伝達する太陽歯車と、前記複数の遊星歯車を回動自在に支持するとともに、ケーシングに回動自在に浮動支持されたキャリアとを有し、前記内歯歯車が回転不能に固定され、前記キャリアの回転を前記像担持体に伝達する遊星歯車減速機構であり、前記像担持体の前記遊星歯車減速機構側端部をケーシングに対して浮動支持し、前記像担持体の前記遊星歯車減速機構側と反対側端部を支持する支持軸を備え、前記支持軸の先端を、球面形状にし、この球面形状の先端を、前記像担持体の前記遊星歯車減速機構側と反対側の側面の中心部に設けられた軸受の穴に突き当てて支持したことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項2乃至4いずれかの画像形成装置において、前記像担持体の表面に当接して、前記像担持体を加圧する加圧部材を複数有し、各加圧部材の前記像担持体に対する加圧力の合力と、前記像担持体の自重とが釣り合うよう構成したことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項1または5の画像形成装置において、前記複数の加圧部材の少なくともひとつに、前記像担持体に対する加圧力を調整する調整手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項1または5の画像形成装置において、前記像担持体表面を一様に帯電させる帯電部材、自らが担持する現像剤を前記像担持体との対向部に搬送する現像剤担持体、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写部材、前記像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング部材のうちの少なくとも2つが、前記像担持体を加圧する加圧部材であり、これら加圧部材とは別に、前記像担持体を加圧する加圧補助部材を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項1、5乃至7いずれかの画像形成装置において、前記複数の加圧部材は、前記像担持体の法線方向に移動可能に支持されたことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項1乃至8いずれかの画像形成装置において、前記遊星歯車減速機構は、複数の遊星歯車を備えた多段減速構成であることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項1乃至8いずれかの画像形成装置において、前記遊星歯車減速機構を、前記像担持体の内部空間に配置したことを特徴とするものである。
この複写機は、図示しない画像読取部から画像情報である画像データを受け取って画像形成処理を行う。この複写機には、図に示すように、トナー像を生成するためのイエロー(以下、「Y」と省略する。)、マゼンタ(以下、「M」と省略する。)、シアン(以下、「C」と省略する。)、ブラック(以下、「Bk」と省略する。)の4つのプロセスユニット10Y,10M,10C,10Bkを備えている。4つのプロセスユニット10Y,M,C,Bkは、回転体としての像担持体である感光体ドラム1Y,1M,1C,1Bkをそれぞれ有している。これら感光体ドラム1Y,1M,1C,1Bkは、駆動ローラを含む回転可能な複数のローラに支持された無端ベルト状の中間転写ベルト5に接触するように、そのベルト移動方向に沿って並んで配置されている。
感光体駆動伝達装置30Yは駆動源のモータ31Yと遊星歯車減速機構70Yとを有しており、本体の奥側側板33に固定されている。遊星歯車減速機構70Yは、モータ31Yの回転を入力する入力軸たるモータ軸31aYに設けられた太陽歯車71Y、太陽歯車71Yの回りに等分配置されて噛み合う3個の遊星歯車72Y(図6参照)、遊星歯車72Yを回転自在に支持するキャリアピン73Y、キャリアピン73Yが固定されているキャリア74Y、遊星歯車72Yと噛み合う内歯歯車75Yを有している。この実施形態では、キャリアピン73Yがキャリア74Yに圧入固定されているが、キャリアピン73Yはキャリア74Yと一体部品であってもよい。キャリア74Yには回転を出力する出力軸76Yが一体で設けられている。
図8は、遊星歯車減速機構における内歯歯車と遊星歯車との噛み合いモデルを示す説明図である。
太陽歯車Sが反時計回りに回転する場合、図中符号Aで示す部分のように、太陽歯車Sの歯と遊星歯車P1の歯は、遊星歯車P1が時計回りに回転する方向に動力伝達するように噛み合う。また同時に、遊星歯車P1は、図中符号B1で示す部分のように、内歯歯車Fと噛み合う。このとき、遊星歯車P1は図中矢印の方向の歯面応力を受けている。同様に、他の遊星歯車P2,P3も同時に各矢印が示す方向に歯面応力を受ける。この歯面応力は、内歯歯車Fの歯車精度誤差や取付位置誤差によって生じる噛み合い状態の違いで異なってくる。ここで、キャリアCを浮動支持すると、各歯面応力が歯車噛合いの接触圧力角に応じて中心方向に傾いているため、各歯面応力が均等となる位置にキャリアCは自動的に移動する。これによって各歯面応力が一致する。各歯面応力は、内歯歯車Fが1回転、および、キャリアCが内歯歯車Fに沿って1回転する間、一定となるため、出力軸の回転速度変動が低減される。
G≧√(e1)2+(e2)2+(e3)2+(e4)2+(e5)2+(e6)2+(e7)2
図10に示すように、プロセスケース101Yの奥側側面には開口穴101bYが設けられており、開口穴径は奥側ドラムフランジ1aYに設けられた雌側カップリング34bYの外径よりも大きく、ギャップを設けている。このギャップは、遊星歯車減速機構70Yの出力軸76Yと浮動支持受け78Yとのギャップよりも大きく設定されている。これにより、感光体ドラム1Yの装置奥側端部は、プロセスケース101Yに対して浮動支持される。
図13は、現像ローラ92Yの加圧力Fgを調整する調整手段たる現像加圧力調整機構190Yの概略構成図である。
現像加圧力調整機構190Yは、現像加圧ネジ191Y、現像台座193Y、筒状の現像バネガイド192Yなどを有している。現像バネガイド192Yは、現像ケース91Yに取り付けられており、現像バネガイド192Y内に現像加圧バネ93Yが配設されている。現像台座193Yは、現像バネガイド192Y内にスライド自在にはめ込まれており、現像加圧バネ93Yの現像ケース側と反対側の端部が当接している。プロセスケース101Yに固定されている現像蓋102Yには、ネジ穴が設けられており、このネジ穴に現像加圧ネジ191Yがネジ止めされている。現像加圧ネジ191Yの先端は、現像台座193Yと当接している。現像加圧ネジ191Yを一方向に回すことによって、現像加圧ネジ191Yが現像台座193Yを押し込み、現像加圧バネ93Yの現像ケース91Yを感光体ドラム側へ付勢する付勢力が増加する。その結果、現像ローラ92Yの感光体ドラム1Yに対する加圧力Fgが増加する。また、現像加圧ネジ191Yを他方向へ回すと、現像加圧ネジ191Yの押し込み量が減少し、現像加圧バネ93Yの現像ケース91Yを感光体ドラム側へ付勢する付勢力が減少する。その結果、現像ローラ92Yの感光体ドラム1Yに対する加圧力Fgが減少する。このように現像加圧ネジ191Yを回すことによって現像ローラ92Yの加圧力Fgを調整することができる。
帯電ローラ21Yの両端の軸部21bYを支持する軸受け24Yは、帯電ケース22Yに対して感光体ドラム1Y方向にスライド自在になるように、溝部24aYが設けられている。そして、この溝部24aYが、帯電ケース22Yに設けられた軸受けガイド22aYに差し込まれている。また、軸受け24Yには凹部24bYが設けられており、この凹部24bYに帯電加圧バネ23Yが配置されている。また、この凹部24bYには、帯電台座123Yがはめ込まれており、帯電加圧バネ23Yの一端が当接している。帯電ケース22Yには、ネジ穴が設けられており、このネジ穴に帯電加圧ネジ121Yがネジ止めされている。帯電加圧ネジ121Yの先端は、帯電台座123Yと当接している。帯電加圧ネジ121Yを一方向に回すことによって、帯電加圧ネジ121Yが帯電台座123Yを押し込み、帯電加圧バネ23Yの帯電ローラ21Yの感光体ドラム1Yへの加圧力が増加する。また、帯電加圧ネジ121Yを他方向へ回すと、帯電加圧ネジ121Yの押し込み量が減少し、帯電ローラ21Yの感光体ドラム1Yに対する加圧力Ftが減少する。このように帯電加圧ネジ121Yを回すことによって帯電ローラ21Yの加圧力を調整することができる。
補助ローラ81Yは、現像ローラ92Yとの当接位置と一次転写ローラ6Yとの当接位置と間に配置されている。補助ローラ81Yは、補助ローラ軸に2個設けられており、一方の補助ローラは、感光体ドラム1Yの一端部に当接し、他方の補助ローラは、感光体ドラム1Yの他端部に当接するよう設けられている。補助ケース83Yと補助ローラ81Yとの間に配置された補助加圧バネ82Yにより加圧力Fhで感光体ドラム1Yを加圧している。この加圧力Fhは、他の加圧部材(帯電ローラ21Y、現像ローラ92Y、一次転写ローラ6Yおよびクリーニングブレード42Y)との合力と、感光体ドラムの自重とが釣り合うように設定されている。すなわち、Ft+Fg+Fi+Fk+Fp+Fh=0となるよう、Fhが設定されているのである。
図16は、補助ローラ81Yの加圧力を調整する補助ローラ加圧調整機構180Yの概略構成図である。補助ローラ加圧調整機構180Yは、先の図14に示した帯電加圧力調整機構120Yと同様な構成となっている。すなわち、補助ケース83Yに対して感光体ドラム1Y方向にスライド自在に設けられた補助ローラ軸81aYを支持する軸受け84Yに設けられた凹部84aYに補助加圧バネ82Yと補助台座182Yとを配置し、補助加圧ネジ181Yを補助ケース83Yにネジ止めして、補助加圧ネジ181Yの先端を補助台座182Yに当接させる。これにより、補助加圧ネジ181Yを回すことによって、補助ローラ81Yの感光体ドラム1Yに対する加圧力Fhを調整することができる。
図17は、感光体ドラム手前側端部の変形例を示す図である。
図17に示すように、手前側ドラムフランジ1bYの中心部には一般的な玉軸受け95Yが固定されている。また、これはすべり軸受けであっても良い。また、手前側側板36の穴36aを塞ぐように固定された面板110Yには軸ガイド114Yが設けられ、この軸ガイド114Yにドラム支持軸113Yがスライド自在に支持されている。ドラム支持軸113Yの感光体ドラム側先端が球面形状となっている。ドラム支持軸113Yの感光体ドラム側にはバネ台座117Yが固定されており、ドラム支持軸113Yの面板110Yとバネ台座117Yとの間にドラム加圧バネ111Yが挿入され、ドラム支持軸113Yを感光体ドラム側に付勢している。また、ドラム支持軸113Yの感光体ドラム側と反対側の端部付近には、止め輪115Yが固定されている。面板110Yが手前側側板36に固定されると、ドラム支持軸113Yの球面状の先端が軸受け95の穴端面に突き当たり、これにより、感光体ドラム1Yの手前側端部がドラム支持軸113Yにより支持される。自動調心による出力軸76Yの径方向の動きに連動して、感光体ドラム1Yの奥側端部が径方向に移動すると、手前側ドラムフランジ1bYに設けられた玉軸受95Yが、ドラム支持軸113Y先端の球面部分と摺動し、回転を妨げることなく感光体ドラム1Yを傾かせることができる。
図19は、遊星歯車減速機構の変形例を示す図である。
図19に示すように、この変形例は、キャリア74Yのモータ側側面の回転中心部に凹部74aYを設け、この凹部74aYの内周面に浮動支持受け781Yを設ける。そして、モータ軸31aYの先端がこの凹部74aY内に位置するようモータ軸31aYを太陽歯車71Yよりもキャリア側に延設させる。この構成により、キャリア74Yが出力軸76Yの浮動支持受け78Yとモータ軸31aYの浮動支持受け781Yとの2箇所で浮動支持されることになる。また、歯車の噛み合い振動低減のために遊星歯車減速機構70Yの各歯車をハスバ歯車で構成したときは、スラスト方向に力が働き、キャリア74Yが、モータ側へ移動するおそれがある。その結果、キャリア74Yのモータ側側面が、モータ軸31aYの先端と接触するおそれがある。このため、図に示すように、モータ軸31aYの先端を球形にするとよい。これにより、スラスト方向の力によりキャリア74Yとモータ軸31aYの先端とが当接しても点接触となり、摺動抵抗が少なくて済むので、キャリア74Yを良好に回転させることができる。
この図20に示す変形例は、多段遊星歯車減速機構の概略構成図である。
この多段遊星歯車減速機構は、軸方向に第一減速部170aYと、第二減速部170bYとが直列配置されている。第一減速部170aYは、モータ軸31aYに設けられた第一太陽歯車171aY、第一太陽歯車171aYの回りに等分配置されて噛み合う3個の第一遊星歯車172aY、第一遊星歯車172aYを回転自在に支持するキャリアピンが固定されている第一キャリア174aYを有している。第二減速部170bYは、第一キャリア174aYの第一出力軸176aYに設けられた第二太陽歯車171bY、第二太陽歯車171bYの回りに等分配置されて噛み合う3個の第二遊星歯車172bY、第二遊星歯車172bYを回転自在に支持するキャリアピンが固定されている第二キャリア174bYを有している。また、内歯歯車75Yは、第一遊星歯車172aYと第二遊星歯車172bYの両方と噛み合わせるため、図5に示した構成に比べて、軸方向に長くなっている。第一キャリア174aYの出力軸176aYに設けられた第二太陽歯車171bYは、第一キャリア174aYの出力軸176aYに別部品で製作した第二太陽歯車171bYを圧入などで固定してもよい。また、第一キャリア174aと第一出力軸176aYと第二太陽歯車171bYとを同一部品で一体加工して構成したものでもよい。内歯歯車75Yは減速比などの設計条件で、第一遊星歯車172aYと噛み合う部分と第二遊星歯車172bYが噛み合う部分とを同じにした構成した一体物でよい。また、第一遊星歯車172aYが噛み合う部分と第二遊星歯車172bYが噛み合う部分の歯数などの歯車諸元を異ならせる場合は、第一遊星歯車172aYが噛み合う部分と第二遊星歯車172bYが噛み合う部分とを別体で構成してもよい。この変形例では、第一遊星歯車172aYと噛み合う部分と第二遊星歯車172bYが噛み合う部分の諸元を同じにして一体構成としている。
1a:奥側ドラムフランジ
1b:手前側ドラムフランジ
2:帯電装置
4:クリーニング装置
6:一次転写ローラ
9:現像装置
10:プロセスユニット
21:帯電ローラ
22:帯電ケース
23:帯電加圧バネ
30:感光体駆動伝達装置
31:モータ
31a:モータ軸
33:奥側側板
34:セレーションカップリング
36:手前側側板
41:クリーニングケース
42:クリーニングブレード
44:クリーニング加圧バネ
61:転写加圧バネ
70:遊星歯車減速機構
71:太陽歯車
72:遊星歯車
74:キャリア
75:内歯歯車
76:出力軸
81:補助ローラ
82:補助加圧バネ
83:補助ケース
91:現像ケース
92:現像ローラ
93:現像加圧バネ
101:プロセスケース
110:面板
111:ドラム加圧バネ
113:ドラム支持軸
120:帯電加圧力調整機構
170a:第一減速部
170b:第二減速部
171a:第一太陽歯車
171b:第二太陽歯車
172a:第一遊星歯車
172b:第二遊星歯車
174a:第一キャリア
174b:第二キャリア
176a:第一出力軸
176b:第二出力軸
180:補助ローラ加圧調整機構
190:現像加圧力調整機構
751:内歯ハウジング
751 内歯ハウジング
Fg:現像ローラの加圧力
Fh:補助ローラの加圧力
Ft:帯電ローラの加圧力
Claims (10)
- 像担持体と、
像担持体を駆動する駆動源と、
駆動源の回転駆動力を像担持体に伝達する駆動伝達装置とを備えた画像形成装置において、
前記駆動伝達装置は、複数の遊星歯車と、前記遊星歯車に噛み合う内歯歯車と、前記駆動源から回転駆動力が入力される入力軸に固定されていてその回転駆動力を前記遊星歯車に伝達する太陽歯車と、前記複数の遊星歯車を回動自在に支持するとともに、ケーシングに回動自在に浮動支持されたキャリアとを有し、前記内歯歯車が回転不能に固定され、前記キャリアの回転を前記像担持体に伝達する遊星歯車減速機構であり、
前記キャリアの径方向の移動に連動して前記像担持体が移動するよう、前記像担持体を支持し、
前記像担持体の表面に当接して、前記像担持体を加圧する加圧部材を複数有し、
各加圧部材の前記像担持体に対する加圧力の合力と、前記像担持体の自重とが釣り合うよう構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、
像担持体を駆動する駆動源と、
駆動源の回転駆動力を像担持体に伝達する駆動伝達装置とを備えた画像形成装置において、
前記駆動伝達装置は、複数の遊星歯車と、前記遊星歯車に噛み合う内歯歯車と、前記駆動源から回転駆動力が入力される入力軸に固定されていてその回転駆動力を前記遊星歯車に伝達する太陽歯車と、前記複数の遊星歯車を回動自在に支持するとともに、ケーシングに回動自在に浮動支持されたキャリアとを有し、前記内歯歯車が回転不能に固定され、前記キャリアの回転を前記像担持体に伝達する遊星歯車減速機構であり、
前記キャリアの径方向の移動に連動して前記像担持体が移動するよう、前記像担持体を支持し、
前記遊星歯車減速機構は、前記キャリアと一体で回転する出力軸を有し、
前記出力軸と前記像担持体とがテーパ形状のセレーションカップリングで連結されていることを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、
像担持体を駆動する駆動源と、
駆動源の回転駆動力を像担持体に伝達する駆動伝達装置とを備えた画像形成装置において、
前記駆動伝達装置は、複数の遊星歯車と、前記遊星歯車に噛み合う内歯歯車と、前記駆動源から回転駆動力が入力される入力軸に固定されていてその回転駆動力を前記遊星歯車に伝達する太陽歯車と、前記複数の遊星歯車を回動自在に支持するとともに、ケーシングに回動自在に浮動支持されたキャリアとを有し、前記内歯歯車が回転不能に固定され、前記キャリアの回転を前記像担持体に伝達する遊星歯車減速機構であり、
前記像担持体の前記遊星歯車減速機構側端部をケーシングに対して浮動支持し、
前記像担持体の前記遊星歯車減速機構と反対側端部を支持する支持軸を備え、
前記支持軸が、調心軸受を介して前記像担持体の前記遊星歯車減速機構と反対側端部を支持したことを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、
像担持体を駆動する駆動源と、
駆動源の回転駆動力を像担持体に伝達する駆動伝達装置とを備えた画像形成装置において、
前記駆動伝達装置は、複数の遊星歯車と、前記遊星歯車に噛み合う内歯歯車と、前記駆動源から回転駆動力が入力される入力軸に固定されていてその回転駆動力を前記遊星歯車に伝達する太陽歯車と、前記複数の遊星歯車を回動自在に支持するとともに、ケーシングに回動自在に浮動支持されたキャリアとを有し、前記内歯歯車が回転不能に固定され、前記キャリアの回転を前記像担持体に伝達する遊星歯車減速機構であり、
前記像担持体の前記遊星歯車減速機構側端部をケーシングに対して浮動支持し、
前記像担持体の前記遊星歯車減速機構側と反対側端部を支持する支持軸を備え、
前記支持軸の先端を、球面形状にし、この球面形状の先端を、前記像担持体の前記遊星歯車減速機構側と反対側の側面の中心部に設けられた軸受の穴に突き当てて支持したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項2乃至4いずれかの画像形成装置において、
前記像担持体の表面に当接して、前記像担持体を加圧する加圧部材を複数有し、
各加圧部材の前記像担持体に対する加圧力の合力と、前記像担持体の自重とが釣り合うよう構成したことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または5の画像形成装置において、
前記複数の加圧部材の少なくともひとつに、前記像担持体に対する加圧力を調整する調整手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1または5の画像形成装置において、
前記像担持体表面を一様に帯電させる帯電部材、自らが担持する現像剤を前記像担持体との対向部に搬送する現像剤担持体、前記像担持体上のトナー像を転写材に転写する転写部材、前記像担持体上の転写残トナーをクリーニングするクリーニング部材のうちの少なくとも2つが、前記像担持体を加圧する加圧部材であり、
これら加圧部材とは別に、前記像担持体を加圧する加圧補助部材を設けたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1、5乃至7いずれかの画像形成装置において、
前記複数の加圧部材は、前記像担持体の法線方向に移動可能に支持されたことを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至8いずれかの画像形成装置において、
前記遊星歯車減速機構は、複数の遊星歯車を備えた多段減速構成であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至9いずれかの画像形成装置において、
前記遊星歯車減速機構を、前記像担持体の内部空間に配置したことを特徴とする画像形成装置。
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