(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を貫通支持する軸の両端部の一方端部を支持する第一軸保持部材と、
前記軸の他方端部を支持する第二軸保持部材と、
前記軸が貫通される貫通穴を有しており前記像担持体を駆動する回転体駆動手段を有する回転体駆動部と、
前記回転体駆動手段を前記第一軸保持部材と前記像担持体との間に保持し、かつ、前記回転体駆動手段を前記軸の軸方向以外の方向にも移動可能に保持する回転体駆動手段保持部と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記回転体駆動手段は、ギヤであり、前記軸方向以外の方向のうち、前記ギヤが前記軸方向と直交する方向へ移動する移動距離は、前記ギヤの歯の高さより短い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】
前記回転体駆動手段は、前記像担持体の差し込み方向から投影した場合に、前記像担持体より大きい部分を有することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記軸は、非回転であることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記回転体駆動手段は、前記軸方向にスライド可能なことを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体を貫通支持する軸の両端部の一方端部を支持する第一軸保持部材と、
前記軸の他方端部を支持する第二軸保持部材と、
前記像担持体を駆動する回転体駆動手段を有する回転体駆動部と、
前記回転体駆動部を保持する回転体駆動手段保持部材と、
を備え、
前記回転体駆動部は、
前記軸と同心円の溝を有する前記回転体駆動手段と、
前記回転体駆動手段保持部材に保持されるホルダと、
前記ホルダ内で前記像担持体と前記回転体駆動手段との間を連結し軸方向にスライド可能なカップリングと、
前記カップリングをスライド可能にする弾性部材と、
を有し、
前記カップリングの少なくとも一部は前記回転体駆動手段の前記溝内部に移動可能なことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
前記像担持体は、加圧機構により前記像担持体挿入方向前部側に押し付けられることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成装置は、前記像担持体及び前記回転体駆動部を複数具備することを特徴とする請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記貫通支持する軸は、前記像担持体に代えて、現像ローラまたは帯電ローラを貫通支持する軸であることを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか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、本体に像担持体や現像ローラ等の回転体を保持する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式複写機やプリンタ等の画像形成装置において、装置本体の側板に軸支され、チェーンスプロケット８によって回転駆動されるドラム駆動軸と、像担持体ドラムの端部に嵌合して固定された樹脂フランジに設けられた駆動軸受け部とを嵌合することで像担持体ドラムを位置決めし、ドラム駆動軸に保持した駆動伝達子を樹脂フランジに設けられた駆動伝達子受け部に係合することで像担持体ドラムを回転させる構造がある（特許文献１）。
【０００３】
また、他の構造として、本体に設けられたはす歯ギヤであるドラム駆動ギヤが像担持体ドラムの一端に固定されたはす歯ギヤであるドラムギヤに嵌合し像担持体ドラムを回転させる構造がある（特許文献２）。
【特許文献１】特開昭６２−６５０４９号公報
【特許文献１】特開昭６３−４２５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来技術では像担持体ドラムの軸が両端部別の部材で構成されているので、軸同士の同軸度が低下し、軸のぶれも大きくなり、像担持体ドラムの位置精度が低下してしまう。特に、複数の像担持体ドラムを並べたタンデム型カラープリンタ等の場合、各色のトナーを数十ミクロンメーターの精度で重ね合わせないと所望の色が得られないので、同軸度や軸のぶれが精度を低下させる大きな要因となる。
【０００５】
また、像担持体ドラムをギヤにより駆動する場合、ギヤはより大きい方がギヤ歯数も多くなり、精度が向上し、回転ムラが小さくなって品質が向上する。しかしながら、像担持体ドラムにギヤがある場合には、プロセスカートリッジの外形よりギヤの外形が大きいと、プロセスカートリッジ交換時に画像形成装置の中間転写体等にギヤが引っ掛かり、着脱が困難になる。
【０００６】
本発明は上記課題を解決し、回転体の軸ブレを無くすことで軸精度を向上し、回転体駆動手段の外形を大きくできることで回転ムラが小さく精度が向上する構造の画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、像担持体を貫通支持する軸の両端部の一方端部を支持する第一軸保持部材と、前記軸の他方端部を支持する第二軸保持部材と、前記軸が貫通される貫通穴を有しており前記像担持体を駆動する回転体駆動手段を有する回転体駆動部と、前記回転体駆動手段を前記第一軸保持部材と前記像担持体との間に保持し、かつ、前記回転体駆動手段を前記軸の軸方向以外の方向にも移動可能に保持する回転体駆動手段保持部と、を有することを特徴とする。
【０００８】
また、前記回転体駆動手段は、ギヤであり、前記軸方向以外の方向のうち、前記ギアが前記軸方向と直交する方向へ移動する移動距離は、前記ギヤの歯の高さより短いことを特徴とする。
【０００９】
また、前記回転体駆動手段は、前記像担持体の差し込み方向から投影した場合に、前記像担持体より大きい部分を有することを特徴とする。
【００１０】
また、前記軸は、非回転であることを特徴とする。
【００１１】
また、前記回転体駆動手段は、前記軸方向にスライド可能なことを特徴とする。
【００１２】
さらに、本発明の画像形成装置は、像担持体を貫通支持する軸の両端部の一方端部を支持する第一軸保持部材と、前記軸の他方端部を支持する第二軸保持部材と、前記像担持体を駆動する回転体駆動手段を有する回転体駆動部と、前記回転体駆動部を保持する回転体駆動手段保持部材を有し、前記回転体駆動部は、前記軸と同心円の溝を有する前記回転体駆動手段と、前記回転体駆動手段保持部材に保持されるホルダと、前記ホルダ内で前記像担持体と前記回転体駆動手段との間を連結し軸方向にスライド可能なカップリングと、前記カップリングをスライド可能にする弾性部材とを有し、前記カップリングの少なくとも一部は前記回転体駆動手段の前記溝内部に移動可能なことを特徴とする。
【００１３】
また、前記像担持体は、加圧機構により前記像担持体挿入方向前部側に押し付けられることを特徴とする。
【００１４】
また、前記画像形成装置は、前記像担持体及び前記回転体駆動部を複数具備することを特徴とする。
【００１５】
また、前記貫通支持する軸は、前記像担持体に代えて、現像ローラまたは帯電ローラを貫通支持する軸であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、回転体の軸を貫通軸にできるので、軸ブレが少なくなり位置精度が向上すると共に、回転体駆動手段の外形を大きくできるので、回転ムラが小さくなり品質が向上する。また、回転体駆動手段の脱落を防止し、ギヤのかみ合いがはずれるのを防止できる。さらに、軸が非回転である場合、真直度分の振れが発生しないので高精度に回転体を回転することができる。また、回転体駆動部にスライド可能な部材を設けたので、回転体と回転体駆動手段との位相を合わせ、連結することが簡単になり、回転体ユニットのセットがスムーズにできる。さらに、カップリングの少なくとも一部は回転体駆動手段の溝内部に移動可能なので、軸方向のスペースを短縮できる。また、回転体ユニットは、回転体を回転体ユニット挿入方向前部側に押し付ける加圧機構を有するので、回転体を一方向に片寄せできる。さらに、回転体ユニット及び回転体駆動部を複数具備し、回転体ユニットを軸保持部材で保持するので、部品点数が少なく且つ位置精度が向上する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照しつつ説明する。図１は、本発明の画像形成装置の１実施形態であり全体構成を示す模式的断面図、図２は図１の転写ベルトユニットおよび画像形成ユニットの拡大図である。なお、以下の説明において、各図面間で同一の構成については、同一番号を付して説明を省略する場合がある。本実施形態は転写ベルトとして中間転写ベルトを用いる例である。
【００２０】
図１において、本実施形態の画像形成装置１は、本体の一例としてのハウジング本体２と、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された第１の開閉部材３と、ハウジング本体２の上面に開閉自在に装着された第２の開閉部材（排紙トレイを兼用している）４と、を有し、さらに第１の開閉部材３には、ハウジング本体２の前面に開閉自在に装着された開閉蓋３'を備え、開閉蓋３'は第１の開閉部材３と連動して、または独立して開閉可能にされている。
【００２１】
ハウジング本体２内には、電源回路基板および制御回路基板を内蔵する電装品ボックス５、画像形成ユニット６、送風ファン７、転写ベルトユニット９、給紙ユニット１０が配設され、第１の開閉部材３内には、二次転写ユニット１１、定着ユニット１２、記録媒体搬送手段１３が配設されている。画像形成ユニット６および給紙ユニット１０内の消耗品は、本体に対して着脱可能な構成であり、その場合には、転写ベルトユニット９を含めて取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
【００２２】
転写ベルトユニット９は、ハウジング本体２の下方に配設され図示しない駆動源により回転駆動される駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４の斜め上方に配設される従動ローラ１５と、この２本のローラ１４、１５間に張架されて図示矢印方向へ循環駆動される中間転写ベルト１６と、中間転写ベルト１６の表面に当接されるクリーニング手段１７とを備え、従動ローラ１５および中間転写ベルト１６が駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されている。これにより中間転写ベルト１６駆動時のベルト搬送方向が下向きになるベルト面１６ａが下方に位置するようにされている。本実施形態においては、前記ベルト面１６ａはベルト駆動時のベルト張り面（駆動ローラ１４により引っ張られる面）である。
【００２３】
上記駆動ローラ１４および従動ローラ１５は、支持フレーム９ａに回転自在に支持され、支持フレーム９ａの下端には回動部９ｂが形成され、この回動部９ｂはハウジング本体２に設けられた回動軸（回動支点）２ｂに嵌合され、これにより、支持フレーム９ａはハウジング本体２に対して回動自在に装着されている。また、支持フレーム９ａの上端にはロックレバー９ｃが回動自在に設けられ、ロックレバー９ｃはハウジング本体２に設けられた係止軸２ｃに係止可能にされている。
【００２４】
駆動ローラ１４は、二次転写ユニット１１を構成する２次転写ローラ１９のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ１４の周面には、図２に示すように、厚さ３ｍｍ程度、体積抵抗率が１０5Ω・ｃｍ以下のゴム層１４ａが形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、２次転写ローラ１９を介して供給される２次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ１４に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層１４ａを設けることにより、２次転写部へ記録媒体が進入する際の衝撃が中間転写ベルト１６に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
【００２５】
また、本実施形態においては、駆動ローラ１４の径を従動ローラ１５の径より小さくしている。これにより、２次転写後の記録媒体が記録媒体自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ１５をクリーニング手段１７のバックアップローラとして兼用させている。クリーニング手段１７は、搬送方向下向きのベルト面１６ａ側に設けられている。図２に示すように、二次転写後に中間転写ベルト１６の表面に残留しているトナーを除去するクリーニングブレード１７ａと、回収したトナーを搬送するトナー搬送部材１７ｂを備え、クリーニングブレード１７ａは、従動ローラ１５への中間転写ベルト１６の巻きかけ部において中間転写ベルト１６に当接されている。
【００２６】
また、中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａ裏面には、後述する各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体２０に対向して板バネ電極からなる１次転写部材２１がその弾性力で当接され、１次転写部材２１には転写バイアスが印加されている。転写ベルトユニット９の支持フレーム９ａには、駆動ローラ１４に近接してテストパターンセンサ１８が設置されている。このテストパターンセンサ１８は、中間転写ベルト１６上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。
【００２７】
画像形成ユニット６は、複数（本実施形態では４つ）の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションＹ（イェロー用），Ｍ（マゼンタ用），Ｃ（シアン用），Ｋ（ブラック用）を備え、図２に詳しく示すように、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋにはそれぞれ、感光ドラムからなる像担持体２０と、像担持体２０の周囲に配設された、帯電手段２２、像書込手段２３および現像手段２４を有している。なお、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの配置順序は任意である。
【００２８】
そして、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体２０が中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接されるようにされ、その結果、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋも駆動ローラ１４に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。像担持体２０は、図示矢印に示すように、中間転写ベルト１６の搬送方向に回転駆動される。
【００２９】
帯電手段２２は、高電圧発生源に接続された導電性ブラシローラで構成され、像担持体である像担持体２０と同一方向に回転し、かつ、２〜３倍の周速度で当接回転して像担持体２０の表面を一様に帯電させる。導電性ブラシローラは、直径５〜８ｍｍの良導電性軸部材（例えば金属軸）の表面へ太さが２〜６デニールで原糸抵抗が１０7〜１０9Ωの半導電性繊維を平方インチあたり１５万〜４３万本パイル織り植毛した生地をスパイラル状に巻き付けて構成され、像担持体２０に対する接触深さが０．３〜０．５ｍｍとなるように回転可能に保持している。
【００３０】
像担持体２０として負帯電性の像担持体を用いる場合、ブラシローラへ印加する電圧は、直流成分−３００〜−５００Ｖに対して周波数１ＫＨｚ程度の交流成分を８００〜１３００Ｖ重畳させた電圧を用いることが望ましい。また、本実施形態のようにクリーナレス構成の画像形成方法を用いる場合には、非画像形成時にブラシローラへトナーと帯電極性と逆極性のバイアスを印加することでブラシローラに付着した転写残りトナーを像担持体２０に放出させ、一次転写部で中間転写ベルト１６上に転写して中間転写ベルト１６のクリーニング手段１７で回収する構成とすることが望ましい。
【００３１】
このような帯電手段２２を用いることで極めて少ない電流によって像担持体表面を帯電させることができるので、コロナ帯電方式のように装置内外を多量のオゾンによって汚染することがない。また、像担持体２０との当接がソフトであるので、ローラ帯電方式を用いた時に発生する転写残りトナーの帯電ローラや像担持体への固着も発生しにくく、安定した画質と装置の信頼性を確保することができる。
【００３２】
像書込手段２３は、発光ダイオードやバックライトを備えた液晶シャッタ等の素子を像担持体２０の軸方向に列状に配列したアレイ状書込ヘッドを用いている。アレイ状書込ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトであり、像担持体２０に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。本実施形態においては、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体２０、帯電手段２２および像書込手段２３を像担持体ユニット２５（図２）としてユニット化することにより、アレイ状書込ヘッドの位置決めを保持する構成とし、像担持体ユニット２５の交換時にはアレイ状書込ヘッドを含めて交換し、新たな像担持体ユニットに対して光量調整や位置決めを行って再使用を行う構成としている。
【００３３】
次に、現像手段２４の詳細について、図２の画像形成ステーションＫを代表して説明する。本実施形態においては、各画像ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋが斜め方向に配設され、かつ像担持体２０が中間転写ベルト１６の搬送方向下向きのベルト面１６ａに当接される関係上、トナー貯留容器２６を斜め下方に傾斜して配置している。そのため、現像手段２４として特別の構成を採用している。
【００３４】
すなわち、現像手段２４は、トナー（図のハッチング部）を貯留するトナー貯留容器２６と、このトナー貯留容器２６内に形成されたトナー貯留部２７と、トナー貯留部２７内に配設されたトナー撹拌部材２９と、トナー貯留部２７の上部に区画形成された仕切部材３０と、仕切部材３０の上方に配設されたトナー供給ローラ３１と、仕切部材３０に設けられトナー供給ローラ３１に当接されるブレード３２と、トナー供給ローラ３１および像担持体１７に当接するように配設される現像ローラ３３と、現像ローラ３３に当接される規制ブレード３４とから構成されている。
【００３５】
像担持体２０は中間転写ベルト１６の搬送方向に回転され、現像ローラ３３および供給ローラ３１は、図示矢印に示すように、像担持体２０の回転方向とは逆方向に回転駆動され、一方、撹拌部材２９は供給ローラ３１の回転方向とは逆方向に回転駆動される。トナー貯留部２７において撹拌部材２９により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材３０の上面に沿ってトナー供給ローラ３１に供給され、供給されたトナーはブレード３２と摺擦して供給ローラ３１の表面凹凸部への機械的付着力と摩擦帯電力による付着力によって、現像ローラ３３の表面に供給される。現像ローラ３３に供給されたトナーは規制ブレード３４により所定厚さの層厚に規制され、薄層化したトナー層は、像担持体２０へと搬送されて現像ローラ３３と像担持体２０が接触して構成するニップ部及びこの近傍で像担持体２０の潜像部を現像する。
【００３６】
図１に戻り、給紙ユニット１０は、記録媒体Ｐが積層保持されている給紙カセット３５と、給紙カセット３５から記録媒体Ｐを一枚ずつ給送するピックアップローラ３６とからなる給紙部を備えている。
第１の開閉部材３内には、二次転写部への記録媒体Ｐの給紙タイミングを規定するレジストローラ対３７と、駆動ローラ１４および中間転写ベルト１６に圧接される二次転写手段としての二次転写ユニット１１と、定着ユニット１２と、記録媒体搬送手段１３と、排紙ローラ対３９と、両面プリント用搬送路４０を備えている。
【００３７】
二次転写ユニット１１は、固定軸４１に回動自在に枢支された回動レバー４２と、回動レバー４２の一端に回動自在に設けられた二次転写ローラ１９と、回動レバー４２の他端と第１の開閉部材３間に配設されたスプリング４３とを備え、常時は、二次転写ローラ１９がスプリング４３の付勢により図示矢印方向に移動し、中間転写ベルト１６および駆動ローラ１４に押圧可能にされている。回動レバー４２のスプリング４３側には偏心カム４４が設けられ、回動レバー４２、スプリング４３および偏心カム４４は、二次転写ローラ１９の離当接手段を構成している。そして、偏心カム４４の回動により、回動レバー４２がスプリング４３に抗して回動し二次転写ローラ１９を中間転写ベルト１６から離れるようにされている。
【００３８】
定着ユニット１２は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ４５と、この加熱ローラ４５を押圧付勢する加圧ローラ４６と、加圧ローラ４６に揺動可能に配設されたベルト張架部材４７と、加圧ローラ４５とベルト張架部材４７間に張架された耐熱ベルト４９を有し、記録媒体に２次転写されたカラー画像は、加熱ローラ４５と耐熱ベルト４９で形成するニップ部で所定の温度で記録媒体に定着される。本実施形態においては、中間転写ベルト１６の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト１６に対して画像形成ユニット６と反対側の空間に定着ユニット１２を配設することが可能になり、電装品ボックス５、画像形成ユニット６および中間転写ベルト１６への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。
【００３９】
本実施形態の画像形成装置においては、図１に示すように、ハウジング本体２内に中間転写ベルト１６および各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋを斜めに配置し、電装品ボックス５を各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの鉛直下方に配置している。そして、電装品ボックス５内の電源回路や、駆動回路、制御回路等の電気回路からの配線（図１の二点鎖線で示す）をコネクタ５０を介して、一次転写部材２１、帯電手段２２、像書込手段２３、テストパターンセンサ１８に着脱自在に接続させている。なお、第１の開閉部材３内の二次転写ユニット１１、定着ユニット１２等にもコネクタ５０を介して配線してもよく、あるいは第１の開閉部材３の回動軸３ｂの付近を通して配線してもよい。
【００４０】
以上のような画像形成装置全体の作動の概要は次の通りである。
（１）図示しないホストコンピュータ等（パーソナルコンピュータ等）からの印字指令信号（画像形成信号）が電装品ボックス５内の制御回路に入力されると、各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの像担持体２０、現像手段２４の各ローラ、および中間転写ベルト１６が回転駆動される。
（２）像担持体２０の表面が帯電手段２２によって一様に帯電される。
（３）各画像形成ステーションＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋにおいて一様に帯電した像担持体２０の表面に、像書込手段２３によって各色の画像情報に応じた選択的な露光がなされ、各色用の静電潜像が形成される。
（４）それぞれの像担持体２０に形成された静電潜像が現像手段２４によりトナー像が現像される。
（５）中間転写ベルト１６の１次転写部材２１には、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写電圧が印加され、像担持体２０上に形成されたトナー像が一次転写部において中間転写ベルト１６の移動に伴って順次、中間転写ベルト１６上に重ねて転写される。
（６）この１次画像を１次転写した中間転写ベルト１６の移動に同期して、給紙カセット３５に収納された記録媒体Ｐが、レジストローラ対３７を経て２次転写ローラ１９に給送される。
（７）１次転写画像は、２次転写部位で記録媒体と同期合流し、押圧機構によって中間転写ベルト１６の駆動ローラ１４に向かって押圧された２次転写ローラ１９で、１次転写画像とは逆極性のバイアスが印加され、中間転写ベルト１６上に形成された１次転写画像は、同期給送された記録媒体に２次転写される。
（８）２次転写に於ける転写残りのトナーは、従動ローラ１５方向へと搬送されて、このローラ１５に対向して配置したクリーニング手段１７によって掻き取られ、そして、中間転写ベルト１６はリフレッシュされて再び上記サイクルの繰り返しを可能にされる。
（９）記録媒体が定着手段１２を通過することによって記録媒体上のトナー像が定着し、その後、記録媒体が所定の位置に向け（両面印刷でない場合には排紙トレイ４に向け、両面印刷の場合には両面プリント用搬送路４０に向け）搬送される。
【００４１】
次に本発明の特徴について説明する。図３は本発明の画像形成装置の一実施形態を示す図である。図中、５０は回転体ユニットの一例としての像担持体ユニット、５１は回転体の一例としての像担持体、５２はハブ、５２ａは接続部、５３は軸、５４は筺体、６０は保持部材、６１は第一軸保持部材の一例としての第一外側板、６２は回転体駆動手段保持部材の一例としての内側板、６２ａは回転体駆動手段保持部の一例としての像担持体駆動ギヤ保持部、６３は第二軸保持部材の一例としての第二外側板、７０は回転体駆動部の一例としての像担持体駆動部、７１は回転体駆動手段の一例としての像担持体駆動ギヤ、７１ａは接続部、７１ｂは歯、７１ｃは溝である。
【００４２】
像担持体ユニット５０は、像担持体５１、ハブ５２、軸５３及び筺体５４を有する。像担持体５１は、端部にハブ５２が設けられ、円筒形状の部材であり、中心に軸５３が貫通している。ハブ５２は、像担持体５１の端部に設けられ、軸５３を支持し、像担持体駆動部７０側と接続する接続部５２ａを有する。接続部５２ａは、駆動力を伝達する形状の歯を有する。軸５３は、像担持体５１、ハブ５２及び像担持体駆動部７０を貫通し、両端で保持部材６０に支持されている。筺体５４は、軸５３に支持される部材である。
【００４３】
保持部材６０は、第一外側板６１、内側板６２及び第二外側板６３を有する。第一外側板６１及び第二外側板６３は、像担持体ユニット５０及び回転体駆動部７０の外側に設けられ、軸５３を像担持体ユニット５０の挿入方向に対して前部及び後部で支持する部材であり、板金や樹脂からなり、第二外側板６３は、開閉可能である。内側板６２は、第一外側板６１と第二外側板６３との間、像担持体ユニット５０と像担持体駆動部７０との間に設けられ、板金や樹脂からなる。像担持体駆動手段保持部６２ａは、内側板６２に形成され、後述する像担持体駆動手段７１の溝７１ｃ内部に突出した部分である。保持部材６０は、導電材を使用して像担持体５１のアースとして使用しても良い。
【００４４】
像担持体駆動部７０は、像担持体駆動ギヤ７１を有する。像担持体駆動ギヤ７１は、軸５３挿入前、第一外側板６１と像担持体ユニット５０及び内側板６２との間で内側板６２に保持され、軸５３挿入後、軸５３に支持され、図示しないモータ等の駆動力により回転駆動され、該駆動力により像担持体ユニット５０を駆動するものである。接続部７１ａは、像担持体５１のハブ５２に設けられた接続部５２ａと接続し、駆動力を像担持体５１に伝達する部分である。歯７１ｂは、像担持体駆動ギヤ７１の外周に設けられ、図示しないモータ等の駆動力を受ける部分である。溝７１ｃは、軸５３が貫通する貫通穴の外側に環状に設けられた凹部であり、内側板６２の像担持体駆動手段保持部６２ａが内部に突出している部分である。
【００４５】
上記保持部材６０に像担持体駆動部７０を組み付ける際は、保持部材６０の第一外側板６１の外側から軸状の治具を穴に挿入し、像担持体駆動ギヤ７１と内側板６２とを順に該治具に嵌め込むことで組み付ける。
【００４６】
このような画像形成装置の像担持体ユニット５０、保持部材６０及び像担持体駆動部７０を使用する際は、まず、第二外側部材６３を開き像担持体ユニット５０を挿入する。この時、像担持体ユニット５０が挿入されていない状態では図示しないモータ等又は像担持体駆動部７０が駆動しないように設定するとよい。次に、像担持体ユニット５０を挿入した後、図示しないモータ等の駆動力により像担持体駆動ギヤ７１が回転駆動され、該像担持体駆動ギヤ７１の駆動力が接続部７１ａからハブ５２の接続部５２ａを介して像担持体５１に伝達されることで作動される。なお、この時、軸５３は像担持体５１と共に回転しても非回転でもよい。軸５３を非回転にすると軸自体の真直度分の振れが発生しなくなり、像担持体５１を高精度に回転することができる。このように軸５３を支持する第一外側板６１を、像担持体５１の挿入方向から見て像担持体駆動ギヤ７１の裏側に具備したので、像担持体５１の軸５３を貫通軸にすることが可能となり、像担持体５１の位置精度が向上する。
【００４７】
図４（ａ）は、像担持体ユニット５０を挿入する前又は抜いた後の保持部材６０及び像担持体駆動部７０の状態、図４（ｂ）はＡ−Ａ断面図を示す。図中、ｈ１は歯の高さ、ｈ２は落下量である。像担持体ユニット５０を挿入する前又は抜いた後、像担持体駆動部７０の像担持体駆動ギヤ７１は支持される軸５３がないので、重力の影響で全体的に落下し、溝７１ｃの外周又は内周で、内側板６２の突出部６２ａにより保持される。この時、落下量ｈ２は像担持体駆動ギヤ７１の歯の高さｈ１よりも低く設定しないと像担持体駆動ギヤ７１の上流の歯車Ｇとの歯のかみ合いがはずれてしまうので、内側板６２の突出部６２ａと像担持体駆動ギヤ７１の溝７１ｃの外周又は内周までの間隔をｈ１より小さくする。すなわち、像担持体ユニット５０が挿入されている状態から像担持体ユニット５０が挿入されていない状態になった場合の像担持体駆動ギヤ７１の移動距離は、像担持体駆動ギヤ７１の歯の高さより短く設定することで、像担持体駆動ギヤ７１の上流の歯車との歯のかみ合いがはずれてしまうことがなくなる。
【００４８】
図５は、像担持体５１のハブ５２に設けた接続部５２ａと像担持体駆動ギヤ７１の接続部７１ａの他の実施形態を示す。どちらの接続部５２ａ、７１ａも台形状の山と谷が交互にあり、一方向の回転のみ駆動力が伝達される形状となっている。
【００４９】
図６及び図７は、保持部材６０の他の実施形態を示す図であり、図６は斜視図、図７は断面図である。図中、６１ａは第一延出部、６１ｂは第二延出部である。第一延出部６１ａは、第一外側板６１から像担持体駆動ギヤ７１外周の外側を内方に延出した部分であり、第二延出部６１ｂは第一延出部６１ａからさらに像担持体駆動ギヤ７１中心に向かって延出した部分である。この実施形態は内側板６２を設けずに像担持体駆動ギヤ７１を保持できるような構造となっている。この場合、第一外側板６１を弾性変形可能な樹脂製にすると像担持体駆動ギヤ７１の組み付けが容易になる。また、図４及び図５で説明したように、像担持体ユニット５０を挿入する前又は抜いた後、像担持体駆動部７０の像担持体駆動ギヤ７１は支持される軸５３がないので、重力の影響で全体的に落下し、第一外側板６１の第一延出部６１ａの内周により保持される。この時、落下量ｈ２は像担持体駆動ギヤ７１の歯の高さｈ１よりも低く設定しないと像担持体駆動ギヤ７１の上流の歯車との歯のかみ合いがはずれてしまうので、第一外側板６１の内周と像担持体駆動ギヤ７１の外周までの間隔をｈ１より小さくするとよい。このように内側板６２を使用しなくても良いので、部品点数が減少し、製作コストが安価になると共に組み付けが容易になる。
【００５０】
図８は、像担持体駆動ギヤ７１の他の実施形態を示す図である。図中、７１ｄは凸部である。この実施形態では、像担持体駆動ギヤ７１の凸部７１ｄが第一外側板６１に支持される構造となっており、その他の部分は図３と同様の構造である。このように像担持体駆動ギヤ７１の凸部７１ｄが第一外側板６１に支持される構造とすることで、像担持体駆動ギヤ７１の脱落を防止し、上流側の歯車とのかみ合いがはずれることを防止できる。
【００５１】
図９は、像担持体駆動ギヤ７１の他の実施形態を示す図である。この実施形態では像担持体駆動ギヤ７１の外形を像担持体５１や筺体５４の外形より大きくする。すなわち、像担持体駆動ギヤ７１の外形は、像担持体ユニット５０の差し込み方向から投影した場合に、像担持体ユニットより大きい部分を有する。像担持体駆動ギヤ７１は、像担持体ユニット５０と別体であり、軸５３を支持する第一外側板６１を、像担持体５１の挿入方向から見て像担持体駆動ギヤ７１の裏側に具備したので、像担持体５１や筺体５４の外形より大きくすることが可能となる。そして、像担持体駆動ギヤ７１の歯数が増え、精度が向上し、回転ムラが減少するので、品質が向上する。
【００５２】
図１０は、像担持体駆動部７０の他の実施形態を示す図であり、図１０（ａ）は像担持体ユニット５０を挿入する前の図、図１０（ｂ）は像担持体ユニット５０を挿入した後の図である。図中、７２は回転体駆動部バネの一例としての像担持体駆動部バネである。この実施形態では、第一外側板６１と像担持体駆動ギヤ７１との間にバネ７２を設置する。このように像担持体駆動部バネ７２を設置することで、図１０（ａ）で示したように、像担持体ユニット５０を挿入する前又は抜いた後、像担持体駆動ギヤ７１重力の影響で全体的に落下することのないように保持すると共に、図１０（ｂ）で示したように、像担持体ユニット５０の挿入時に、像担持体５１と像担持体駆動ギヤ７１との接続部５１ａ，７１ａで位相が合わず凹凸がぶつかる場合でも、像担持体駆動部バネ７２が縮むことで、像担持体駆動ギヤ７１が軸５３方向にスライド可能なので、第二外側板６３を閉じることができ、その後像担持体５１が回転することで位相が合致し、像担持体５１と像担持体駆動ギヤ７１とが接続する。
【００５３】
図１１及び図１２は、本発明の他の実施形態を示す図である。図中、５２ｂは第二接続凸部、５５は加圧機構の一例としての像担持体バネ、６２ｂは穴、７１ｅは第一接続凸部、７３はホルダ、７３ａは突出部、７４はカップリング、７４ａは第一接続凹部、７４ｂは第二接続凹部、７４ｃは壁、７５は弾性部材の一例としてのカップリングバネである。本実施形態では、像担持体駆動ギヤ７１の接続部７１ａとハブ５２の接続部５２ａとをホルダ７３、カップリング７４、カップリングバネ７５を介して接続する。
【００５４】
ホルダ７３は、突出部７３ａを内側板６２の穴６２ｂに陥入することで固定された円筒状の部材で、カップリング７４及びカップリングバネ７５を内包する。カップリング７４は、ホルダ７３に内包された円筒状の部材で内周に第一接続凹部７４ａ、第二接続凹部７４ｂ及び壁７４ｃを有する。第一接続凹部７４ａは、像担持体駆動ギヤ７１の接続部７１ａに設けた第一接続凸部７１ｅと軸方向スライド可能に結合する。第二接続凹部７４ｂは、ハブ５２の接続部５２ａに設けた第二接続凸部５２ｂと軸方向スライド可能に結合する。像担持体駆動ギヤ７１の接続部７１ａに設けた第一接続凸部７１ｅとカップリング７４の第一接続凹部７４ａとは、円周方向には相対的にあまり移動しないようにし、ハブ５２の接続部５２ａに設けた第二接続凸部５２ｂとカップリング７４の第二接続凹部７４ｂとは、第二接続凹部７４ｂを円周方向に大きくすることで、円周方向に相対的に回動可能にする。このような構造とすることで、像担持体駆動ギヤ７１の接続部７１ａに設けた第一接続凸部７１ｅとカップリング７４の第一接続凹部７４ａとは、駆動力が瞬時に伝達されるようにすると共に、ハブ５２の接続部５２ａに設けた第二接続凸部５２ｂとカップリング７４の第二接続凹部７４ｂとは、像担持体ユニット５０を本体へ組み付ける際に差し込み易くすることができる。壁７４ｃは、像担持体駆動ギヤ７１の接続部７１ａとハブ５２の接続部５２ａとを隔てるもので、カップリング７４の内周に設けられる。
【００５５】
カップリングバネ７５は、ホルダ７３の内周で像担持体駆動ギヤ７１とカップリング７４との間に設けられ、カップリング７４を軸方向スライド可能にするスプリングバネで、通常はカップリング７４を第二外側板６２の方向に付勢している。
【００５６】
このような構造とすることで、像担持体ユニット５０が保持部材６０に差し込まれると、まずハブ５２の接続部５２ａがカップリング７４に挿入される。この時、接続部５２ａの第二接続凸部５２ｂがカップリング７４の第二接続凹部７４ｂ内に嵌入した状態であればそのまま差し込まれる。しかし、接続部５２ａの第二接続凸部５２ｂがカップリング７４の第二接続凹部７４ｂ内に嵌入しなかった場合は、カップリング７４全体がカップリングバネ７５の付勢力に反して軸方向にスライドし、第二外側板６２を閉鎖することができる。その後、駆動する時に像担持体駆動ギヤ７１が回転することで接続部５２ａの第二接続凸部５２ｂがカップリング７４の第二接続凹部７４ｂ内に嵌入する。すなわち、像担持体ユニット５０のハブ５２と像担持体駆動ギヤ７１との位相を考慮しなくても、像担持体ユニット５０を容易にセットすることができる。また、ホルダ７３を像担持体駆動ギヤ７１の溝７１ｃ内に位置させることで、軸方向のスペースを短縮することもできる。
【００５７】
次に像担持体バネ５５について説明する。像担持体バネ５５は、像担持体ユニット５０の筺体５４内で像担持体５１と筺体５４との間に設けられ、像担持体５１を軸方向で像担持体駆動ギヤ７１側、像担持体ユニット５０の挿入方向前部側に付勢するものである。このような構造とすることで、像担持体駆動ギヤ７１と像担持体との結合を確実なものとすることができる。なお、本実施形態では、バネとしたが、これに限らず、像担持体５１を軸方向で像担持体駆動ギヤ７１側に付勢又は加圧するものであれば何でもよい。
【００５８】
図１３は、第二外側板６３側から見た斜視図である。軸５３は、第一外側部材６１と第二外側板６３とで支持されており、第二外側板６３を貫通している。このような構造とすることで、軸５３はより安定し、像担持体５１の位置精度が向上する。また、像担持体５１を複数具備し、それらの軸５３を一枚の第一外側板６１と一枚の第二外側板６３とで支持することで、部品の積み上げ精度が向上し、像担持体５１の位置精度が向上する。
【００５９】
なお、本実施形態ではすべて回転体として像担持体ユニット５０を例に説明したが、図１４のように筺体５４を設けない回転体、例えば現像ローラや帯電ローラ等にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６０】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す図
【図２】本発明の一実施形態に係る画像形成装置を示す図
【図３】本発明の一実施形態を示す図
【図４】図３の軸を抜いた後の状態を示す図
【図５】接続部の他の実施形態を示す図
【図６】保持部材の他の実施形態を示す斜視図
【図７】保持部材の他の実施形態を示す図
【図８】像担持体駆動ギヤの他の実施形態を示す図
【図９】像担持体駆動ギヤの他の実施形態を示す図
【図１０】像担持体駆動部の他の実施形態を示す図
【図１１】本発明の他の実施形態を示す図
【図１２】本発明の他の実施形態を示す図
【図１３】像担持体駆動ギヤの他の実施形態を示す図
【図１４】本発明の他の実施形態を示す図
【符号の説明】
【００６１】
２５，５０…像担持体ユニット（回転体ユニット）、２０，５１…像担持体（回転体）、５２…ハブ、５２ａ…接続部、５２ｂは第二接続凸部、５３…軸、５４…筺体、６０…保持部材、６１…第一外側板（第一軸保持部材）、６１ａ…第一延出部、６１ｂ…第二延出部、６２…内側板（回転体駆動手段保持部材）、６２ａ…像担持体駆動ギヤ保持部（回転体駆動手段保持部）、６２ｂ…穴、６３…第二外側板（第二軸保持部材）、７０…像担持体駆動部（回転体駆動部）、７１…像担持体駆動ギヤ（回転体駆動手段）、７１ａ…接続部、７１ｂ…歯、７１ｃ…溝、７１ｄ…凸部、７１ｅ…第一接続凸部、７２…像担持体駆動部バネ（加圧機構）７３…ホルダ、７３ａ…突出部、７４…カップリング、７４ａ…第一接続凹部、７４ｂ…第二接続凹部、７４ｃ…壁、７５…カップリングバネ（弾性部材）
【図１】
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【図２】
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【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】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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