(57)【要約】【課題】シャフトのガタつきを抑制することを目的とする。【解決手段】  画像形成装置は、筐体を形成するフレーム１Ｆと、トナー像を保持し、内部に空間Ｓ１を有する感光体ドラム５１１と、駆動部５４１からの動力を感光体ドラム５１１に伝達するシャフト５４２と、フレーム１Ｆに設けられ、シャフト５４２の駆動部５４１側の一部を支持する軸受５４４と、空間Ｓ１に設けられ、軸受５４４におけるガタつきの度合いよりも小さいガタつきの度合いでシャフト５４２の他の一部を支持する支持部材５４５とを有する。【選択図】図３
2015206982.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
筐体を形成するフレームと、
円筒状の回転体と、
駆動部からの動力を前記回転体に伝達するシャフトと、
前記フレームに設けられ、前記シャフトの一部を前記駆動部側で支持する第１支持部と、
前記回転体の内部の空間に設けられ、前記第１支持部におけるガタつきの度合いよりも小さいガタつきの度合いで前記シャフトの他の一部を支持する第２支持部と
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記第２支持部は、異なる二つの領域で前記シャフトの他の一部を支持する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記第２支持部は、単一の領域で前記シャフトの他の一部を支持する
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第１支持部は、単一の領域で前記シャフトの一部を支持する
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において、駆動部からの動力をシャフトを介して感光体ドラムに伝達し、感光体ドラムを回転させることが知られている。特許文献１には、本体フレームに配置された駆動ユニットから駆動軸を突出させることにより、駆動軸から感光体ドラムに伝わる振動を少なくする技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平４−２４６５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は、シャフトのガタつきを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１に係る画像形成装置は、筐体を形成するフレームと、円筒状の回転体と、駆動部からの動力を前記回転体に伝達するシャフトと、前記フレームに設けられ、前記シャフトの一部を前記駆動部側で支持する第１支持部と、前記回転体の内部の空間に設けられ、前記第１支持部におけるガタつきの度合いよりも小さいガタつきの度合いで前記シャフトの他の一部を支持する第２支持部とを有する。
【０００６】
請求項２に係る画像形成装置は、請求項１に記載の構成において、前記第２支持部は、異なる二つの領域で前記シャフトの他の一部を支持することを特徴とする。
【０００７】
請求項３に係る画像形成装置は、請求項１に記載の構成において、前記第２支持部は、単一の領域で前記シャフトの他の一部を支持することを特徴とする。
【０００８】
請求項４に係る画像形成装置は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の構成において、前記第１支持部は、単一の領域で前記シャフトの一部を支持することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
請求項１に係る発明によれば、第２支持部が第１支持部におけるガタつきの度合いよりも大きいガタつきの度合いでシャフトを支持した場合に比べて、第１支持部におけるシャフトのガタつきが抑制される。
請求項２に係る発明によれば、第２支持部が単一の領域でシャフトを支持した場合に比べて、第２支持部におけるシャフトのガタつきが抑制される。
請求項３に係る発明によれば、第２支持部材が複数の領域でシャフトを支持した場合に比べて、シャフトの変形が抑制される。
請求項４に係る発明によれば、第１支持部が複数の領域でシャフトを支持した場合に比べて、シャフトの変形が抑制される。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】画像形成装置の内部構成の概略を示す図
【図２】駆動機構の比較例を示す図
【図３】本発明の駆動機構を示す図
【図４】シャフトのガタつきを示す図
【図５】変形例に係る駆動機構を示す図
【図６】シャフトのガタつきを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置１００の内部構成の概略を示す図である。画像形成装置１００は、筐体１内に、収容部２、供給ローラ３、搬送ローラ４（４ａおよび４ｂ）、転写部５、定着装置６、および排出ローラ７を有する。収容部２は、用紙を収容する。供給ローラ３は、収容部２に収容された用紙の１枚と接触し、用紙を搬送路ｒに沿って供給する。搬送ローラ４は、供給ローラ３により供給された用紙を搬送する。用紙は搬送ローラ４によって搬送されて転写部５を通過する。転写部５は、搬送ローラ４により搬送された用紙にトナー像を転写する。定着装置６は、転写部５によりトナー像が転写された用紙を加熱して用紙にトナーを定着させる。排出ローラ７は、トナーが定着した用紙を筐体１から排出する。
【００１２】
転写部５は、複数の感光体ユニット５１（５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、および５１Ｋ）と、露光装置５２と、ベルトユニット５３とを有する。感光体ユニット５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃ、および５１Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応するものであり、トナー像の形成および保持に用いられる。感光体ユニット５１は、感光体ドラム５１１（回転体の一例）、帯電器５１２、および現像装置５１３を有する。感光体ドラム５１１は、外周面に光導電膜を積層した円筒状の部材であり、円筒の中心を軸として回転するように支持される。帯電器５１２は、感光体ドラム５１１の光導電膜を予め定められた電位に帯電させる。現像装置５１３は、感光体ドラム５１１上に形成された静電潜像にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれかの色のトナーを付着させてトナー像を形成する。
【００１３】
露光装置５２は、帯電器５１２により帯電させられた感光体ドラム５１１を露光して、静電潜像を形成する。ベルトユニット５３は、中間転写ベルト５３１と、複数の一次転写ロール５３２（５３２Ｙ、５３２Ｍ、５３２Ｃ、および５３２Ｋ）と、二次転写ロール５３３と、バックアップロール５３４と、ドライブロール５３５とを有する。中間転写ベルト５３１は、感光体ユニット５１により形成された各色のトナー像が転写される無端のベルト部材である。一次転写ロール５３２Ｙ、５３２Ｍ、５３２Ｃ、および５３２Ｋは、感光体ユニット５１Ｙ、５１Ｍ、５１Ｃおよび５１Ｋに対応し、対向する感光体ドラム５１１に形成されたトナー像を中間転写ベルト５３１に転写する。二次転写ロール５３３は、バックアップロール５３４と対向して、用紙および中間転写ベルト５３１を挟み込むニップ領域を形成し、中間転写ベルト５３１に転写されたトナー像を用紙に転写する。ドライブロール５３５は、図示せぬシャフトを介して伝達された動力により回転駆動され、中間転写ベルト５３１を矢印Ａ１の方向に回転させる部材である。
【００１４】
画像形成装置１００は、また、図示せぬ制御部、通信部、および記憶部を有する。制御部は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）と、ＲＯＭ（Read Only Memory）と、ＲＡＭ（Random Access Memory）とを有し、上述した画像形成装置１００の各部の動作を制御する。通信部は、パーソナルコンピュータなどの外部装置と接続し、画像データなどの各種データの送受信を行う。記憶部は、制御部により用いられるデータおよびプログラムを記憶する装置、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）を有する。
【００１５】
図２は、感光体ドラム５１１を回転駆動するための機構（以下、「駆動機構」という）の比較例を示す図である。この例で、感光体ドラム５１１に動力を伝達するシャフト５４２は、感光体ドラム５１１側よりも画像形成装置１００の筐体１側により主体的に支持されている。具体的には、シャフト５４２は、筐体１を形成するフレーム１Ｆａおよび１Ｆｂのそれぞれにより、領域Ｄ１ａおよびＤ１ｂの二つの領域で、ボールベアリング５５４を介して支持されている。画像形成装置の小型化に伴い、フレーム１Ｆａおよび１Ｆｂの距離は短くなる傾向にある。領域Ｄ１ａと領域Ｄ１ｂとの距離が短くなると、シャフト５４２のガタつきが大きくなる。また、図２に示す駆動機構では、領域Ｄ１ａおよびＤ１ｂのそれぞれにボールベアリング５５４が用いられるが、低コスト化のため、ボールベアリングの数を減らしたいという要求がある。本実施形態における駆動機構は、画像形成装置１００の筐体１側に比べて感光体ドラム５１１側が主体的にシャフト５４２を支持し、シャフト５４２のガタつきを抑制する。
【００１６】
図３は、本発明に係る駆動機構を示す図である。画像形成装置１００は、駆動機構として、駆動部５４１と、シャフト５４２と、ギヤ５４３と、軸受５４４と、支持部材５４５と、軸部材５４６と、支持部材５４７とを有する。駆動部５４１は、感光体ドラム５１１を回転させるための動力を供給するモータである。駆動部５４１は、筐体１を形成するフレーム１Ｆａに取り付けられる。シャフト５４２は、駆動部５４１により供給された動力を感光体ドラム５１１に伝達する棒状の部材である。ギヤ５４３は、駆動部５４１からシャフト５４２に動力を伝達する部材である。
【００１７】
軸受５４４（第１支持部の一例）は、シャフト５４２の一部を駆動部５４１側で支持する部材、例えば樹脂ベアリングまたはボールベアリングである。軸受５４４は、筐体１を形成するフレーム１Ｆａに取り付けられる。図３において、軸受５４４は、単一の領域Ｄ１ｃでシャフト５４２の一部を支持している。支持部材５４５（第２支持部の一例）は、シャフト５４２と嵌め合わさることにより、シャフト５４２の他の一部（軸受５４４がシャフト５４２を支持する部分とは異なる部分）を感光体ドラム５１１側で支持する部材であって、感光体ドラム５１１が内部に有する空間Ｓ１に設けられる。支持部材５４５は、シャフト５４２が摺動しないように、感光体ドラム５１１の駆動部５４１側の端部においてシャフト５４２の他の一部を支持する。なお、本実施形態における「摺動しない」とは、二つの部材（ここでは、支持部材５４５とシャフト５４２）が嵌め合わさっており、シャフト５４２が回転してもこれらの部材の相対的な位置関係が変化しないことをいう。
【００１８】
支持部材５４５がシャフト５４２と嵌め合う長さが長くなると、嵌め合わせの全長に渡り嵌め合いの精度を出すことは難しくなる傾向にある。図３では、嵌め合いの精度が求められる領域を少なくするため、互いに異なる二つの部材５４５Ａおよび５４５Ｂにより支持部材５４５を形成し、部材５４５Ａがシャフト５４２を支持する領域Ｄ２ａと部材５４５Ｂがシャフト５４２を支持する領域Ｄ２ｂのそれぞれにおける嵌め合わせの長さを、一の部材で支持部材５４５を形成した場合に比べて小さくしている。その結果、支持部材５４５とシャフト５４２とが嵌め合う領域の一部には空間Ｓ２が生じる。部材５４５Ａは、空間Ｓ１において、摺動しないように感光体ドラム５１１に取り付けられる。部材５４５Ｂは、領域Ｄ２ｂにおいてシャフト５４２を支持する。部材５４５Ｂは、摺動しないように部材５４５Ａにより支持される。
【００１９】
軸部材５４６は、感光体ドラム５１１の駆動部５４１とは反対側の端部の回転軸である。軸部材５４６の一部は感光体ユニット５１のフレーム５１Ｆにより摺動するように支持される。支持部材５４７は、軸部材５４６の他の一部（フレーム５１Ｆが軸部材５４６を支持する部分とは異なる部分）を感光体ドラム５１１側で支持する部材である。支持部材５４７は、軸部材５４６が摺動しないように、軸部材５４６の他の一部を支持する。図３において、支持部材５４７は、空間Ｓ１において、摺動しないように感光体ドラム５１１に取り付けられている。
【００２０】
図３において、シャフト５４２は、筐体１（１Ｆａおよび１Ｆｂ）側よりも感光体ドラム５１１側で主体的に支持されており、軸受５４４におけるシャフト５４２のガタつきが抑制されている。具体的には、支持部材５４５が、軸受５４４におけるガタつきの度合いよりも小さいガタつきの度合いでシャフト５４２を支持している。以下では、シャフト５４２のガタつきについて説明する。
【００２１】
図４は、シャフト５４２のガタつきを示す図である。図４（ａ）は、軸受５４４におけるガタつきを示す図である。図４（ｂ）は、支持部材５４５におけるガタつきを示す図である。図４（ａ）および図４（ｂ）は、軸受５４４または支持部材５４５が単独でシャフト５４２を支持した場合におけるガタつきを示している。なお、図４では、説明の便宜上、実際のガタつきよりも大きな度合いでシャフト５４２がガタついた様子を示している。ここではガタつきの度合いを、次式（１）の角度θにより定義する。
【数１】
2015206982.tif 000003
ここで、ｘはシャフト５４２を支持する領域における径方向の遊びの長さを、ｄは嵌め合い長を示す。遊びとは、シャフト５４２と当該シャフト５４２を支持する部材との間に生じる空間であり、例えばシャフト５４２の径と当該シャフト５４２を支持する領域の径との差である。嵌め合い長とは、シャフト５４２と当該シャフト５４２を支持する部材とが嵌め合う長さであり、例えばシャフト５４２を支持する領域の一端から他端までの長さである。つまり、角度θは、ある部材により支持されたシャフト５４２の水平方向に対する傾きを示している。
【００２２】
図４（ａ）は軸受５４４を示しているが、この例ではｘ＝ｘ１、ｄ＝ｄ１である。したがって、軸受５４４におけるガタつきの角度θ１は、式（１）を用いて以下のように算出される（式（２））。
【数２】
2015206982.tif 000004
また、図４（ｂ）は支持部材５４５を示しているが、この例ではｘ＝ｘ２、ｄ＝ｄ２である。図４（ｂ）に示す通り、嵌め合い長ｄには、領域Ｄ２ａとＤ２ｂとの間の長さも含まれる。したがって、支持部材５４５におけるガタつきの角度θ２は、式（１）を用いて以下のように算出される（式（３））。
【数３】
2015206982.tif 000005
【００２３】
上述の通り、支持部材５４５におけるガタつきは、軸受５４４におけるガタつきの度合いよりも小さい。すなわち、本実施形態では、角度θ１と角度θ２とが以下の式（４）の条件を満たしている。
【数４】
2015206982.tif 000006
式（４）の条件を満たす場合、当該条件を満たさない場合に比べて、軸受５４４と支持部材５４５によりシャフト５４２が支持されたときの軸受５４４におけるガタつきが抑制される。これにより、シャフト５４２のガタつきに起因して音が発生すること、または感光体ドラム５１１に形成される像（トナー像および静電潜像）に欠陥が生じることが防止される。また、筐体１側が異なる二つの領域でシャフト５４２を支持する場合に比べて軸受の数を減らすことができ、駆動機構の製造コストが低減される。
【００２４】
本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、種々の変形実施が可能である。以下、変形例をいくつか説明する。以下で説明する変形例のうち、２つ以上のものが組み合わされて用いられてもよい。
【００２５】
（１）支持部材５４５は、単一の部材であってもよいし、３つ以上の部材であってもよい。また、支持部材５４５は、単一の領域でシャフト５４２を支持してもよいし、３つ以上の領域でシャフト５４２を支持してもよい。なお、３つ以上の領域でシャフト５４２が支持される場合、上述した嵌め合い長ｄには、図４（ｂ）に示したように、隣り合う領域の間の長さも含まれる。
【００２６】
図５は、変形例に係る駆動機構を示す図である。図５に示す駆動機構は、支持部材５４５として単一の部材が用いられている点と、支持部材５４５が単一の領域Ｄ２ｃでシャフト５４２を支持している点が、図３に示した駆動機構と異なる。
【００２７】
図６は、図５に示す駆動機構が用いられた場合の支持部材５４５におけるガタつきを示す図である。図６は、支持部材５４５が単独でシャフト５４２を支持した場合におけるガタつきを示している。図６の例では、ｘ＝ｘ３、ｄ＝ｄ３である。支持部材５４５におけるガタつきの角度θ３は、上述した式（１）により算出される。この場合においても、角度θ１と角度θ３とが以下の式（５）の条件を満たすようにシャフト５４２が支持されると、当該条件を満たさない場合に比べて、軸受５４４と支持部材５４５によりシャフト５４２が支持されたときの軸受５４４におけるガタつきが抑制される。
【数５】
2015206982.tif 000007
【００２８】
（２）支持部材５４５は、少なくともシャフト５４２を支持する領域の両端でシャフト５４２を支持すれば、当該領域にヒケ（支持部材５４５の成形収縮により生じる凹み）が生じていてもよい。
【００２９】
（３）シャフト５４２を駆動部５４１側で支持する領域は、一つに限らない。駆動部５４１側において、シャフト５４２は二つ以上の領域で支持されてもよい。この場合、軸受５４４に加えて他の部材が、シャフト５４２を支持するために用いられてもよい。
【００３０】
（４）ガタつきの度合いは、上述した式（１）の角度θにより定義される場合に限らない。ガタつきの度合いは、例えば、すきまばめ（穴の最小許容寸法より軸の最大許容寸法が小さい場合の嵌め合い）で、シャフト５４２を支持する領域とシャフト５４２との間に生じる隙間の大きさにより定義されてもよい。この場合、上述した実施形態では、軸受５４４がシャフト５４２を支持する領域における隙間の大きさが、支持部材５４５がシャフト５４２を支持する領域における隙間の大きさよりも大きい場合に、軸受５４４におけるシャフト５４２のガタつきが抑制される。
【００３１】
（５）駆動機構は、上述したものに限らない。第２支持部がシャフト５４２を支持したときのガタつきが、第１支持部がシャフト５４２を支持したときのガタつきよりも小さければ、駆動機構はいかなる構成であってもよい。例えば、軸部材５４６は、支持部材５４７に対して摺動してもよい。また、円筒状の回転体は、感光体ドラム５１１に限らない。シャフトから伝達された動力により回転駆動される部材であれば、円筒状の回転体はいかなる部材であってもよい。例えば、ドライブロール５３５を回転駆動するための機構に本発明が適用されてもよい。
【符号の説明】
【００３２】
１００…画像形成装置、１…筐体、２…収容部、３…供給ローラ、４…搬送ローラ、５…転写部、６…定着装置、７…排出ローラ、５１…感光体ユニット、５１１…感光体ドラム、５１２…帯電器、５１３…現像装置、５２…露光装置、５３…ベルトユニット、５３１…中間転写ベルト、５３２…一次転写ロール、５３３…二次転写ロール、５３４…バックアップロール、５３５…ドライブロール、５４１…駆動部、５４２…シャフト、５４３…ギヤ、５４４…軸受、５４５…支持部材、５４６…軸部材、５４７…支持部材、５５４…ボールベアリング
【図１】
2015206982.tif 000008
【図２】
2015206982.tif 000009
【図３】
2015206982.tif 000010
【図４】
2015206982.tif 000011
【図５】
2015206982.tif 000012
【図６】
2015206982.tif 000013