(57)【要約】  【課題】  コストの増大や組立て工数の増加をさせることなく軸ずれやガタつきをなくして回転ムラの発生を防止するとともに、環境対応にも適した駆動伝達部材及びそれを用いた画像形成装置を提供する。  【解決手段】  回転軸２０ｃには先端から軸方向に雄ネジ部５０が形成されている。一方、ギヤＡ３３に形成されたセンター穴３３ａの内面には、回転軸２０ｃの雄ネジ部５０と螺合する雌ネジ部３３ｂが形成されている。ギヤＡ３３は、センター穴３３ａの開口部を回転軸２０ｃの先端に合わせ、雄ネジ部５０が雌ネジ部３３ｂに螺入される方向に回転軸２０ｃ若しくはギヤＡ３３を回転することにより回転軸２０ｃに固定される。【選択図】      図２
2005345659.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動手段若しくは被回転部材の回転軸を挿入するための係合孔が形成されて成る駆動伝達部材において、
前記係合孔の内面には、前記回転軸に設けられた雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が形成されていることを特徴とする駆動伝達部材。
【請求項２】
前記回転軸の挿入方向から見て円形に形成されるとともに、前記駆動手段若しくは前記被回転部材に連結して回転力を伝達する回転駆動伝達手段が円周上に設けられており、前記係合孔が前記回転駆動伝達手段の中心軸に沿って形成されることを特徴とする請求項１に記載の駆動伝達部材。
【請求項３】
請求項１又は請求項２に記載の駆動伝達部材を用いた画像形成装置であって、
前記駆動伝達部材は、前記駆動手段から伝達される回転力の方向が前記雄ネジ部及び前記雌ネジ部の締結方向となるように配置され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、回転駆動部材に駆動伝達のために装着される駆動伝達部材及びそれを利用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置においては、画像形成処理のために種々の回転部材が使用されている。例えば、電子写真方式の画像形成部には感光体ドラムが配置され、その表面に接触して転写ローラやクリーニングローラなどの回転部材が設けられている。感光体ドラム及びこれらの回転部材は一定速度で回転駆動され、帯電、露光、トナー画像形成、トナー画像の用紙への転写、ドラム表面のクリーニングなどのプロセスを経て画像形成が行われる。
【０００３】
電子写真方式を用いた従来の画像形成装置の画像形成部を図４に示す。図４において、画像形成部１は、感光体ドラム１０の円周面上に帯電装置１１、露光装置１２、現像装置１３、クリーニング装置１５が位置決めされてユニット化されている。また、感光体ドラム１０に対して下方から転写ローラ１４が当接配置されている。各装置のプロセスについては通常の電子写真方式と同様である。
【０００４】
感光体ドラム１０は、基材円筒の表面に約数十μｍの厚さのａ−Ｓｉ感光層が設けられており、図中矢印Ａの方向（時計方向）に一定速度で回転駆動されている。帯電装置１１は、コロナ放電により感光体ドラム表面を数百ボルト程度の電位の帯電する。現像装置１３では、感光体ドラム１０に対して微小な隙間で現像ローラが配置されて反時計方向に回転する。現像スリーブ１３ａの表面にはトナーが混合された現像剤が磁力により保持されて感光体ドラム１０表面に接触し、帯電したトナーが付着してトナー画像が形成される。
【０００５】
転写ローラ１４は金属製の軸芯にゴム性のローラ部が設けられており、ローラ部が感光体ドラムの表面に押圧されて接触し、同周速で回転駆動されている。軸芯からトナーの帯電極性と逆極性の電位がローラ部に付与され、通過する用紙を帯電させてトナー画像を用紙上に転写する。
【０００６】
クリーニング装置１５には、樹脂材料で成形されたハウジング２３の中にクリーニングローラ２０、クリーニングブレード２１、回収スパイラル２２が設けられている。クリーニングローラ２０は芯軸２０ａに発泡ウレタンやゴム材料を用いたローラ部２０ｂが形成されており、ローラ部２０ｂが感光体ドラム１０の表面に当接する位置に配置されている。そして、図４において反時計方向に感光体ドラム１０の１．２倍程度の周速で回転駆動されている。回転しながら当接することでドラム表面を削り、帯電により発生してドラム表面に付着している帯電生成物を除去する。また、用紙上に転写されずに感光体ドラム表面に残留したトナーを一部除去する作用もある。
【０００７】
クリーニングブレード２１は板状のウレタンゴム部材などであり、感光体ドラム表面にそのエッジ部が当接配置され、クリーニングローラ２０で除去できずに残留したトナーを表面から掻き取って回収する。回収スパイラル２２はクリーニングローラ２０に隣接して配置され一定方向に回転駆動され、回収された残留トナーをクリーニング装置１５の一方の側に搬送移動して、そこに配置された回収タンク（図示せず）に排出する。
【０００８】
このような画像形成部内の各部材の回転駆動は、装置本体に設けられたモータ等の駆動源によりギヤなどで構成される駆動伝達系を介して行われる。これらの回転駆動においては、一定以上の回転ムラが発生すると画像形成においてジッタなどの画像不良が発生するため、回転ムラの防止が重要な課題である。特に、近年増えてきたデジタル式の画像形成装置においては光学系の特性から回転ムラの影響を受けやすく、その防止の重要性が高まっている。
【０００９】
感光体ドラムの回転駆動は、一般的に端部に圧入固定されたフランジ部に形成した高精度ギヤ又はカップリングから駆動力が伝達される構成であり、回転ムラを防止するための対策がなされていた。しかし、クリーニングローラ及び転写ローラの回転ムラが感光体ドラムの回転や用紙の搬送に影響し、それに起因するジッタなどの画像不良の発生が問題となっていた。
【００１０】
クリーニングローラや転写ローラは、芯軸にゴム材料などで形成されたローラ部が設けられており、芯軸は両端側で伸びて回転軸となり、軸受部で回転自在に支持される。そして、一方の回転軸の先端から挿入されたギヤが回転軸と係合して、そのギヤから駆動入力される。回転軸とギヤの係合としては、樹脂製のギヤに金属性の回転軸をインサート成形する方法、或いは圧入する方法が一般的である。
【００１１】
しかしながら、これらの方法では、組立て時に回転軸の軸ずれが発生したり、回転軸とギヤなどの駆動伝達部材との係合部におけるガタによりバックラッシュが発生したりすることにより駆動伝達精度が低下するおそれがあった。図５は、従来の駆動伝達部材の取り付け状態をクリーニングローラの回転軸の軸方向に見た場合を示している。図５（ａ）に示すように、駆動伝達部材（ギヤ）の係合孔（以下、センター穴という）とクリーニングローラ２０の回転軸２０ｃとの公差により係合面にはクリアランスｈが存在している。クリーニングローラは接触している感光体ドラムよりも若干遅い速度で回転しているが、弾性部材の弾性力などの影響を受けて駆動伝達部材よりも速く回転する場合が発生する。
【００１２】
クリーニングローラのギヤの装着が図５（ａ）に示した状態であると、クリアランスｈにより図５（ｂ）及び図５（ｃ）に示すような状況が発生する。図５（ｂ）、（ｃ）においてクリーニングローラの回転方向は半時計回り（図の矢印Ａ方向）であるが、図５（ｂ）の状態ではギヤの回転駆動が回転軸２０ｃに伝達されている状態にある。一方、図５（ｃ）の場合はクリーニングローラが感光体ドラムの回転等の影響によりギヤよりも速く回転している状態であり、クリーニングローラの駆動はフリーになっているかクリーニングローラの回転の抵抗として作用する状態になっている。また、クリーニングローラの回転状態の影響を受けて感光体ドラムの駆動負荷も変動している。これらの影響により、感光体ドラムの回転ムラが発生する。
【００１３】
組立て時における回転軸の軸ずれを防止する方法としては、例えばインサート成形時に冶具を用いてセンター出しを行う方法が考えられるが、組立て作業が繁雑になりコストアップの要因となる。また、ガタを防止する対策しては、ギヤを回転軸にパラレルピン、スプリングピン等で固定することが考えられるが、軸ずれ防止の場合と同様に組立て工数の増大やコストの上昇につながる。また、小型の装置ではスペース的にそのような方法を用いるのが困難な場合も多い。
【００１４】
そこで、回転軸にギヤを装着する際、嵌め合い公差等によるガタを防止するとともに、ガタにより発生するギヤの回転ムラを抑制する方法が提案されており、特許文献１には、回転軸のギヤを挿入する部分の円周の一部、及び回転軸を挿入するギヤの中心穴を断面をＤ形状にカットするとともに、中心穴を回転軸に挿入する側から内部に進むにつれて軸心方向にテーパ状に形成してガタを防止する方法が開示されている。
【００１５】
また、特許文献２には、同軸配置された二つの円筒部と、これらの円筒部間に直径方向に伸びる複数のリブとから形成された回転軸に、円筒部及びリブが圧入される軸部を有するハスバギヤを組み付けることにより、回転軸の軸ずれや嵌め合い公差等によるガタを防止して簡単且つ高精度に駆動伝達部材を形成する方法が開示されている。
【００１６】
しかしながら、特許文献１及び２の方法においても、樹脂製のギヤ及び金属製の回転軸を強固に固定しておく必要があるため、装置の廃棄やリサイクルを行う際に金属部分と樹脂部分との分別が困難であり、環境対応にも問題があった。
【特許文献１】特開２００３−４２１７８号公報
【特許文献２】特開２００３−６６６６３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
本発明は、上記問題点に鑑み、コストの増大や組立て工数の増加をさせることなく軸ずれやガタつきをなくして回転ムラの発生を防止するとともに、環境対応にも適した駆動伝達部材及びそれを用いた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】
【００１８】
上記目的を達成するために本発明は、駆動手段若しくは被回転部材の回転軸を挿入するための係合孔が形成されて成る駆動伝達部材において、前記係合孔の内面には、前記回転軸に設けられた雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が形成されていることを特徴としている。
【００１９】
また本発明は、上記構成の駆動伝達部材において、前記回転軸の挿入方向から見て円形に形成されるとともに、前記駆動手段若しくは前記被回転部材に連結して回転力を伝達する回転駆動伝達手段が円周上に設けられており、前記係合孔が前記回転駆動伝達手段の中心軸に沿って形成されることを特徴としている。
【００２０】
また本発明は、上記構成の駆動伝達部材を用いた画像形成装置であって、前記駆動伝達部材は、前記駆動手段から伝達される回転力の方向が前記雄ネジ部及び前記雌ネジ部の締結方向となるように配置されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の第１の構成によれば、回転軸に雄ネジ部を形成し、駆動伝達部材の係合孔の内面に雄ネジ部と螺合する雌ネジ部を形成して駆動伝達部材と回転軸を螺合することにより、コストの増大や組立て工数の増加をさせることなく軸ずれやガタつきをなくして回転ムラの発生を防止する。さらに、駆動伝達部材と回転軸との分離が容易となるため環境対応にも適したものとなる。
【００２２】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の駆動伝達部材において、回転軸の挿入方向から見て円形に形成された駆動伝達部材の円周上に、駆動手段若しくは被回転部材に連結して回転力を伝達する回転駆動伝達手段を設け、係合孔を回転駆動伝達手段の中心軸に沿って形成することにより、特に駆動伝達部材がギヤである場合に回転駆動伝達手段の中心に回転軸を垂直に固定することができ、駆動伝達部材の回転ムラの発生を簡易且つ確実に防止する。
【００２３】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の駆動伝達部材を用いた画像形成装置であって、駆動伝達部材を、駆動手段から伝達される回転力の方向が雄ネジ部及び雌ネジ部の締結方向となるように配置することにより、回転軸と駆動伝達部材とが常に締結される方向に力が加わるため、駆動伝達部材の抜け止め機構が不要となり、特に電子写真方式の画像形成部に用いた場合、簡易な構造で回転ムラの発生しない環境対応にも適した画像形成装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は画像形成装置のクリーニング装置内の各部材を駆動するための駆動伝達部材の配置図であり、図１（ａ）はクリーニング装置１５の駆動手段の配置を正面から見た図、図１（ｂ）はクリーニング装置１５を上方から見た図である。従来例の図４と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。感光体ドラム１０は画像形成部を構成するユニット枠体（図示せず）に回転自在に支持されている。そして、装置本体の後部に配置された駆動手段の出力部とカップリング機構を介して感光体ドラム１０の後部側のフランジ部材を駆動連結して回転駆動される（図１（ｂ）において右方の図示しない部分である）。
【００２５】
図１（ｂ）において左方は装置の前方であり、感光体ドラム１０とクリーニング装置１５（図４参照）の前端部付近が図示されている。感光体ドラム１０は直径約３０ｍｍの円筒に対して前フランジ３０が圧入されている。前フランジ３０はアルミ又はエンジニアリング樹脂で成形された部材であり、圧入部分から外にボス部３０ａが伸びている。ボス部３０ａにはベアリング３１が挿入されてユニット枠体（図示せず）に対して回転自在に支持される。ボス部３０ａの先端部にはドラムギヤ３２が挿入して取り付けられる。ドラムギヤ３２とボス部３０ａには回転方向における係合部が形成されるとともに、先端部から軸方向にネジ４０で固定される。これによりドラムギヤ３２は感光体ドラム１０とガタなく一体に回転する。
【００２６】
クリーニング装置１５では、感光体ドラム１０に接してクリーニングローラ２０が配置され、その隣に回収スパイラル２２が配置されて、それぞれの回転軸部２０ｃ、２２ｃが伸びて一体の軸受部２６によりハウジング２３に回転自在に支持されている。また、ハウジング２３はユニット枠体（図示せず）に感光体ドラム１０に対して位置決めさされて固定されている。回転軸２０ｃ、２２ｃの先端部からギヤＡ３３とギヤＢ３４が挿入されて回転方向に互いに係合し回転軸部と一体で回転するように取り付けられている。ドラムギヤ３２はギヤＡ３３とかみ合い、ギヤＢ３４はギヤＡ３３とかみ合いそれぞれ回転駆動される。
【００２７】
クリーニングローラ２０は直径約１０ｍｍであり、外周部はＥＰＤＭやウレタンフォームで形成されている。回転軸２０ｃは直径７ｍｍ程度の金属部材であり、先端付近には雄ネジが切られている。回収スパイラル２２の回転軸２２ｃは樹脂材料によりスパイラル部と一体成形されており、先端付近には回転軸２０ｃと同様に雄ネジが切られている。ドラムギヤ３２、ギヤＡ３３、ギヤＢ３４はＰＯＭなどの樹脂材料を用いて金型成形されており、周面には回転駆動伝達手段としてハスバ歯車が形成されている。
【００２８】
また、ギヤＡ３３、ギヤＢ３４の軸心部には回転軸２０ｃ、２２ｃの雄ネジに合わせて雌ネジが切られたセンター穴が形成されている。ギヤＡ３３、ギヤＢ３４においてセンター穴は埋没穴であり、穴が形成された反対側の面には球状の突起３３ｄ、３４ｄが形成されている。回転軸２０ｃ、２２ｃは雄ネジをギヤＡ３３、ギヤＢ３４のセンター穴に螺入するだけで取り付けられ、さらにギヤＡ３３、ギヤＢ３４の回転方向が回転軸２０ｃ、２２ｃに設けられた雄ネジの螺入方向となるように配置されているため、回転軸２０ｃ、２２ｃとギヤＡ３３、ギヤＢ３４とが締結される方向に常に力が加わる。従って、留め輪などによるギヤＡ３３、ギヤＢ３４の抜け止めは不要である。
【００２９】
次に、本発明に関わる回転軸と駆動伝達部材の取り付けについて図２を用いて更に詳細に説明する。図２（ａ）はギヤＡ３３のセンター穴の断面形状と、ギヤＡ３３が装着されるクリーニングローラ２２の回転軸２０ｃの先端形状を示した図である。なお、ここではギヤＡ３３と回転軸２０ｃの取り付けについてのみ示すが、ギヤＢ３４と回転軸２２ｃについても全く同様に説明される。回転軸２０ｃは直径が約６ｍｍ程度であり、先端から軸方向に約１０ｍｍに渡って雄ネジ部５０が形成されている。一方、ギヤＡ３３に形成されたセンター穴３３ａの内面には、回転軸２０ｃの雄ネジ部５０と螺合する雌ネジ部３３ｂが形成されている。雄ネジ部５０及び雌ネジ部３３ｂのネジ山の数及び深さは、回転軸２０ｃとギヤＡ３３との間に要求される固定強度等に応じて適宜設定することができる。
【００３０】
図２（ｂ）は、回転軸２０ｃをギヤＡ３３に固定した状態を示す断面図である。ギヤＡ３３は、センター穴３３ａの開口部を回転軸２０ｃの先端に合わせ、雄ネジ部５０が雌ネジ部３３ｂに螺入される方向に回転軸２０ｃ若しくはギヤＡ３３を回転することにより回転軸２０ｃに挿入される。これにより、回転軸２０ｃとギヤＡ３３の装着におけるガタを吸収した状態で固定することが可能となる。
【００３１】
また、センター穴３３ａをギヤＡ３３の幾何学的な中心に設け、且つ螺入された回転軸２０ｃが面３３ｃに垂直となるように雌ネジ部３３ｂを設けておけば、回転軸２０ｃをギヤＡ３３に螺入するだけで、回転軸２０ｃとギヤＡ３３との位置関係を最適に設定することが可能となる。これにより、回転軸の軸ずれを防止するために、組立て時にセンター出しを行う必要がなくなる。さらに、装置の廃棄時には雄ネジ部５０及び雌ネジ部３３ｂの締結方向と逆方向に回転させることにより、金属製の回転軸２０ｃと樹脂製のギヤＡ３３とを容易に分離可能であるため、材料のリサイクルが容易となって環境対応にも適したものとなる。
【００３２】
回転軸と駆動伝達部材の他の取り付け例を図３に示す。図３（ａ）はギヤＡ３３のセンター穴の断面形状と、回転軸２０ｃの先端形状を示した図であり、図３（ｂ）は、回転軸２０ｃをギヤＡ３３に固定した状態を示す断面図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。この例においては、センター穴３３ａはギヤＡ３３を貫通して設けられており、回転軸２０ｃの雄ネジ部５０の終端には係止部５１が設けられている。
【００３３】
回転軸２０ｃ若しくはギヤＡ３３を回転させて回転軸２０ｃをセンター穴３３ａに螺入していくと、雄ネジ部５０はセンター穴３３ａを貫通し、面３３ｃが係止部５１に当接することによりギヤＡ３３と回転軸２０ｃとが固定される。これにより、ギヤＡ３３を回転軸２０ｃの先端に限らず任意の場所に固定することが可能となる。
【００３４】
なお、ここでは本発明をクリーニングローラ２０の回転軸２０ｃが挿入されるギヤＡ３３及び回転スパイラル２２の回転軸２２ｃが挿入されるギヤＢ３４に適用した例について説明したが、感光体ドラム１０のフランジ３０のボス部３０ａに挿入されるドラムギヤ３２に適用することもできる。その場合、ボス部３０ａの先端に雄ネジ部を設け、ドラムギヤ３２には内面に雌ネジ部が形成されたセンター穴を設けておき、ボス部３０ａの回転によりドラムギヤ３２が締結される方向に配置すればよい。即ち、一方向にのみ回転する回転軸であれば、画像形成装置内の任意の回転軸に固定される駆動伝達部材として用いることができる。
【００３５】
また、ギヤの周面に設けられる回転駆動伝達手段もハスバ歯車に限られるものではなく、平歯車、傘歯車、ネジ歯車、或いはウォームホイール等の種々の回転駆動伝達手段を用途及び目的に応じて設けることができる。さらに、ギヤに代えて、タイミングベルト等を回転駆動伝達手段として用いて回転力を伝達するプーリや、回転軸の回転力を上下方向の駆動力に変換して伝達する偏心カムを駆動伝達部材として用いても良い。
【００３６】
上記実施形態では回転軸２０ｃは金属製、回転軸２２ｃは樹脂製であり、ギヤＡ３３、ギヤＢ３４は樹脂材料で成形されているが、本発明は金属製の回転軸及び樹脂製の駆動伝達部材、或いは樹脂製の回転軸及び駆動伝達部材の組み合わせに限られるものではなく、回転軸が樹脂製であり駆動伝達部材が金属製である場合や、回転軸及び駆動伝達部材が共に金属製である場合にも適用できるのはもちろんである。回転軸及び駆動伝達部材が共に金属製或いは樹脂製であっても、例えばそれぞれに用いられる金属或いは樹脂の種類が異なる場合には、金属或いは樹脂を種類毎に容易に分別することができ、廃棄する際の環境負荷を低減するとともにリサイクルも容易となる。
【産業上の利用可能性】
【００３７】
本発明は、駆動手段若しくは被回転部材の回転軸を挿入するための係合孔が形成されて成る駆動伝達部材において、係合孔の内面には、回転軸に設けられた雄ネジ部と螺合する雌ネジ部が形成されていることとする。
【００３８】
これにより、コストの増大や組立て工数の増加をさせることなく軸ずれやガタつきをなくして被回転部材の回転ムラを防止する。さらに、駆動伝達部材と回転軸との分離が容易となるため廃棄時の環境対応にも適した駆動伝達部材を実現する。
【００３９】
また、駆動伝達部材が回転軸方向から見て円形に形成され、円周上に駆動手段若しくは被回転部材に連結して回転力を伝達する回転駆動伝達手段が設けられている場合、係合孔を回転駆動伝達手段の中心軸に沿って形成することにより、特に駆動伝達部材がギヤである場合に回転ムラの発生を簡易且つ確実に防止する。
【００４０】
また、駆動伝達部材を画像形成装置に用いる際、駆動手段から伝達される回転力により雄ネジ部及び雌ネジ部が締結される方向となるように配置することにより、回転軸と駆動入力部材とが締結される方向に常に力が加わるため、駆動伝達部材の抜け止め機構が不要であるとともに軸ずれや回転ムラが発生せず、且つ分別廃棄が容易で部品の回収やリサイクルにも適した画像形成装置を提供可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】は、本発明を用いた画像形成装置の画像形成部に設けられたクリーニング装置の駆動伝達部材の配置を示す正面図及び上面図である。
【図２】は、回転軸とそこに装着されるギヤの断面形状及び回転軸にギヤを装着した状態を示す断面図である。
【図３】は、回転軸とギヤの他の形状及び取り付け例を示す断面図である。
【図４】は、従来の画像形成装置の画像形成部の主要な構成を示す断面図である。
【図５】は、従来の駆動伝達部材の取り付けによる回転ムラの発生を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４２】
１      画像形成部
１０    感光体ドラム
１５    クリーニング装置
２０    クリーニングローラ
２０ｃ  回転軸
２２    回転スパイラル
２２ｃ  回転軸
３２    ドラムギヤ（駆動伝達部材）
３３    ギヤＡ（駆動伝達部材）
３４    ギヤＢ（駆動伝達部材）
３３ａ  センター穴（係合孔）
３３ｂ  雌ネジ部
５０    雄ネジ部
５１    係止部
【図１】
2005345659.tif 000003
【図２】
2005345659.tif 000004
【図３】
2005345659.tif 000005
【図４】
2005345659.tif 000006
【図５】
2005345659.tif 000007