(57)【要約】【課題】画像品位を保つ。【解決手段】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。【選択図】図５
2020034761.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向に延びる円筒状の素管と、
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。
【請求項２】
前記支持部は、前記噛合部における前記軸方向の前記一方向側寄りに配置される
ことを特徴とする請求項１に記載の像担持体。
【請求項３】
前記軸方向に関し、前記噛合部の前記噛合開始側の端部から、前記支持部における前記噛合開始側の端部までの距離は、前記噛合部の幅の半分未満である
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。
【請求項４】
前記軸方向に関し、前記噛合部の前記噛合開始側の端部から、前記支持部における中央までの距離は、前記噛合部の幅の半分未満である
ことを特徴とする請求項３に記載の像担持体。
【請求項５】
前記軸方向に関し、前記ギヤ歯部の前記噛合開始側の端部から、前記支持部における前記噛合開始側の端部までの距離は、前記ギヤ歯部の幅の半分未満である
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。
【請求項６】
前記軸方向に関し、前記ギヤ歯部の前記噛合開始側の端部から、前記支持部における中央までの距離は、前記ギヤ歯部の幅の半分未満である
ことを特徴とする請求項５に記載の像担持体。
【請求項７】
前記ギヤは、はすばギヤである
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。
【請求項８】
前記ギヤは、樹脂成形で形成される
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。
【請求項９】
前記支持部は、前記ギヤの前記ギヤ歯部よりも前記軸方向の幅が狭い
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。
【請求項１０】
請求項１乃至請求項９の何れかの像担持体を有することを特徴とする画像形成ユニット。
【請求項１１】
請求項１０の画像形成ユニットを有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２３７１３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
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。
【０００８】
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。
【０００９】
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。
【００１０】
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。
【発明の効果】
【００１１】
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。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】カラープリンタの構成を示す左側面図である。
【図２】画像形成ユニットの構成を示す左側面図である。
【図３】感光体ドラムの構成を示す斜視図である。
【図４】ドラムギヤの構成を示す斜視図である。
【図５】第１の実施の形態によるギヤ係合部の構成を示す平面図である。
【図６】第１の実施の形態による噛み合い部の構成を示す斜視図である。
【図７】第２の実施の形態によるギヤ係合部の構成を示す斜視図である。
【図８】比較例の感光体ドラムの構成を示す斜視図である。
【図９】比較例のギヤ係合部の構成を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
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。
【００１４】
［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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
［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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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。
【００３７】
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。
【００３８】
［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。
【００３９】
［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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
［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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
［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。
【００４８】
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。
【００４９】
［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。
【００５０】
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。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
［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。
【００６１】
［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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
［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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【産業上の利用可能性】
【００７４】
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。
【符号の説明】
【００７５】
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。
【図１】
2020034761.tif 000003
【図２】
2020034761.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020034761.tif 000009
【図８】
2020034761.tif 000010
【図９】
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