JPH07103314A - ギア及び回転部材及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 フランジギアの変形を低減し、前記ギアのピ
ッチムラ及びギアの噛み合いのズレから生ずる騒音を防
止すること。 【構成】 円筒状部材に設けられたギアにおいて、前記
ギアは厚肉部の内部に中空部を有し、前記中空部は金型
に注入された溶解樹脂内に加圧用気体を注入することに
よって形成する。 【効果】 上記構成により、ギアのラジアル方向の強度
が向上し、依ってギアの変形等によるピッチムラが解消
され、更にギアの噛み合いのズレ等によって生ずる騒音
が防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は感光体ドラム及び現像ス
リーブ及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関
する。ここで画像形成装置としては、例えば電子写真複
写機、レーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ、或い
はファクシミリ装置等が含まれる。

【０００２】

【従来の技術】従来より画像形成装置として、例えば転
写方式の電子写真複写機や電子写真プリンタ等において
は、像担持体としての感光体ドラムに対する帯電，露
光，現像等の公知のプロセスを順次経て感光体ドラム上
にトナー像を形成し、その像を転写紙等の記録媒体に転
写した後、感光体ドラム上に残留したトナーをクリーナ
で清掃除去するといった工程が行われて、画像形成が成
されている。

【０００３】このような画像形成装置において、近年で
は小型化，メンテナンスの容易化を図るために感光体ド
ラムとこれに作用する帯電器，現像器，クリーナ等のプ
ロセス手段の少なくとも１つとを一体のユニットと成
し、画像形成装置に対して着脱自在としたプロセスカー
トリッジ方式を採用した画像形成装置が普及してきてい
る。

【０００４】このプロセスカートリッジ内に納められた
感光体ドラムは、フランジギアが接着やカシメ等で固定
されており、該フランジギアに画像形成装置本体側の駆
動モータからの駆動力を伝達することにより、前記感光
体ドラムを一定方向に回転する。また前記フランジギア
は、樹脂材を用いて射出成形されたものであるため、ギ
ア部の歯底の内側が所謂肉抜きされている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例では、フランジギアが射出成形による樹脂材である
ため、ギア部歯底の内側が肉抜きされていて、ギアのラ
ジアル方向の強度が弱く、駆動力伝達時の負荷によって
変形し、ギアのピッチムラの原因となり、更にはギアの
噛み合いのズレから生ずる騒音の原因となっていた。

【０００６】また画像形成装置本体及びカートリッジの
軽薄短小化が進む中で、駆動力の伝達を受けるフランジ
ギアも同じ割合で小型化した場合、ギア強度が弱くなる
という問題があった。

【０００７】そこで本発明の目的は、フランジギアの変
形を低減し、前記ギアのピッチムラ及びギアの噛み合い
のズレから生ずる騒音を防止することである。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明の代表的な構成は、円筒状部材に設けられたギ
アにおいて、前記ギアは厚肉部の内部に中空部を有する
ことを特徴とし、更に前記ギアは金型に注入された溶解
樹脂内に加圧用気体を注入することによって中空部を形
成したことを特徴としている。

【０００９】

【作用】本発明によれば、円筒状部材に設けられたギア
が、その厚肉部内部に中空部を有しているため、従来の
射出成形では必要とした所謂肉抜きを必要とせず、ギア
のラジアル方向の強度アップが可能となり、ギアの変形
等によるピッチムラ及びギアの噛み合いのズレ等によっ
て生ずる騒音を防止することが可能となる。

【００１０】

【実施例】

〔第１実施例〕次に本発明に係る第１実施例について図
面を参照して具体的に説明する。図１はプロセスカート
リッジを装着した画像形成装置の構成模式説明図、図２
はプロセスカートリッジの構成模式説明図、図３及び図
４は本発明に係るフランジギア部の断面説明図である。

【００１１】説明の順序として、まずプロセスカートリ
ッジを装着した画像形成装置の全体構成を説明し、次に
本発明に係るギアを有する感光体ドラム及び現像スリー
ブについて説明する。

【００１２】｛全体構成｝画像形成装置Ａは、図１に示
すように、光学系１から画像情報に基づいた光像を照射
して像担持体である感光体ドラムに現像剤（以下「トナ
ー」という）の像を形成する。そして前記トナー像の形
成と同期して、記録媒体２をカセット３ａからピックア
ップローラ３ｂ、反転ローラ３ｃ及びこれに圧接して従
動回転するピンチローラ３c1，３c2，３c3等からなる搬
送手段３で搬送し、且つプロセスカートリッジＢとして
カートリッジ化された画像形成部において、前記感光体
ドラムに形成したトナー像を転写手段としての転写ロー
ラ４に電圧印加することによって記録媒体２に転写し、
その記録媒体２をヒータ５ａを内蔵する定着回転体５
ｂ、及び前記回転体５ｂに記録媒体２を押圧して搬送す
る駆動ローラ５ｃからなる定着手段５に搬送し、転写ト
ナー像を記録媒体２に定着する。そしてこの記録媒体２
を排出ローラ対３d1，３d2及び排出ローラ対３e1，３e2
で搬送し、反転搬送経路６を通して排出部７へと排出す
る如く構成している。

【００１３】一方、前記画像形成部を形成するプロセス
カートリッジＢは、図２に示すように、感光層を有する
感光体ドラム８を回転し、その表面を帯電手段である帯
電ローラ９への電圧印加によって一様に帯電し、前記光
学系１からの光像を露光部を介して感光体ドラム８に露
光して潜像を形成し、現像手段10によって現像するよう
に構成している。この現像手段10は、トナー溜め10ａ内
のトナーをトナー送り部材10ｂで送り出し、固定磁石10
ｃを内蔵した現像スリーブ10ｄを回転させると共に、現
像ブレード10ｅによって摩擦帯電電荷を付与したトナー
層を現像スリーブ10ｄの表面に形成し、そのトナーを前
記潜像に応じて感光体ドラム８へ転移させることによっ
てトナー像を形成して可視像化する。そして転写ローラ
４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を
記録媒体２に転写した後は、クリーニングブレード11ａ
によって感光体ドラム８に残留したトナーを掻き落とす
と共に、スクイシート11ｂによって掬い取り、廃トナー
溜め11ｃへ集めるクリーニング手段11によって感光体ド
ラム８上の残留トナーを除去するように構成している。
尚、前記感光体ドラム８等の各部品は、上枠体12と下枠
体13とを結合したハウジング内に収納してカートリッジ
化され、装置本体14に設けられたカートリッジ装着手段
に対して着脱可能に装着される。

【００１４】前記カートリッジ装着手段は、図１の一点
鎖線に示すように、開閉部材14ａを開くと、装置本体14
の左右内側面に図示しないカートリッジ装着ガイド部材
が取り付けてあり、この左右ガイド部材にはプロセスカ
ートリッジＢを挿入するためのガイド部が対向して設け
てある。このガイド部に沿ってプロセスカートリッジＢ
を挿入し、開閉部材14ａを閉じることによってプロセス
カートリッジＢを画像形成装置Ａに装着するものであ
る。

【００１５】（感光体ドラム）前記像担持体としての感
光体ドラム８は、図３示すように、円筒状のアルミニウ
ムからなるドラム基体８ａの外周面に、感光層をなす有
機感光体８ｂを塗布し、感光体ドラム８を構成してい
る。そして前記ドラム８の一方端には厚肉部８c1の内部
に中空部８c2を有するフランジギア８ｃが固着されてお
り、該フランジギア８ｃに画像形成装置本体側からの駆
動力を伝達することにより、感光体ドラム８を画像形成
動作に応じて回転させるように構成している。尚、前記
ドラム８の他方端は開放されており、不図示の軸受部材
によって支持している。

【００１６】前記フランジギア８ｃの中空部８c2は、金
型に溶解樹脂を注入した後、前記樹脂内に加圧用気体
（加圧ガス）を注入する、所謂加圧ガスインジェクショ
ン方式を用いて形成している。図３（ｃ）はフランジギ
ア８ｃの１歯を拡大した輪切り断面図であって、金型15
に注入した溶融樹脂16内に加圧ガスを注入している状態
を示しており、加圧ガスによる内圧（矢印方向）によっ
て溶融樹脂16が金型面に倣い、且つ前記樹脂16内に中空
部８c2が形成される。この加圧ガスによる保圧状態のま
ま硬化することによって前記フランジギア８ｃはその厚
肉部８c1内部に中空部８c2が形成され、且つ金型に忠実
な形状に精度良く成形される。

【００１７】上述の如く構成することにより、フランジ
ギア８ｃのラジアル方向の強度が向上し、依ってギアの
変形等によるピッチムラが解消され、更にギアの噛み合
いのズレ等によって生ずる騒音が防止される。

【００１８】尚、前記フランジギア８ｃの材料として
は、硬化後に適度な摺動性と剛性を有し、耐薬品性に優
れた熱可塑性樹脂であれば特に限定はなく、例えばアセ
タール樹脂，ナイロン樹脂，ポリアリレート樹脂，ポリ
フェニレンサルファイド樹脂，ポリカーボ樹脂等が用い
られる。

【００１９】（現像スリーブ）また、本発明は前記感光
体ドラム８のフランジギア８ｃに限らず、例えば図４に
示すように現像スリーブ10ｄのスリーブギア10ｅ（厚肉
部10e1，中空部10e2）にも同様に適用することが可能で
あり、同様の効果を得ることができる。

【００２０】〔第２実施例〕次に本発明に係る第２実施
例について図面を参照して具体的に説明する。図５は本
実施例に係るフランジギア部の斜視説明図である。尚、
前述した実施例と略同等の機能及び構成を有するものに
ついては同一符合を付し、その説明は省略している。

【００２１】図５は感光体ドラム８の一端に固着された
フランジギア８ｃのギア部歯底内側に厚肉リブ８c3を補
強した場合を示している。従来の射出成形によって前記
厚肉リブを形成すると、金型内に注入された溶解樹脂の
冷却硬化時に前記樹脂の収縮及び残留応力によりギアの
ラジアル方向にソリ，歪が生じてギア精度が低下してし
まうおそれがある。そこで本実施例では前記問題を防止
するために、前記厚肉リブ８c3を含むフランジギア８ｃ
の厚肉部８c1の内部に前述した加圧ガスインジェクショ
ン方式を用いて中空部８c2を形成している。

【００２２】前述したように、金型内に注入された溶解
樹脂は加圧ガスによる内圧によって金型面に倣って中空
部が形成され、前記加圧ガスによる保圧状態のまま硬化
されるため、前記厚肉リブ８c3を含むフランジギア８ｃ
はその厚肉部８c1の内部に中空部８c2が形成され、且つ
金型に忠実な形状に精度良く成形される。

【００２３】尚、本実施例においても感光体ドラム８の
フランジギア８ｃに限らず、例えば現像スリーブのスリ
ーブギアにも同様に適用することが可能であり、同様の
効果を得ることができる。

【００２４】〔第３実施例〕次に本発明に係る第３実施
例について図面を参照して具体的に説明する。図６は本
実施例に係るフランジギア部の断面説明図である。尚、
前述した実施例と略同等の機能及び構成を有するものに
ついては同一符合を付し、その説明は省略している。

【００２５】本実施例に係る回転部材としての感光体ド
ラム８は、図６に示すように、表面に感光層を有するド
ラム基体８ａの端部に接着，圧入，カシメ等の方法でフ
ランジギア８ｃを固定しており、特に前記フランジギア
８ｃのギア部８c4の歯底が前記ドラム基体８ａの外周面
上に位置するように構成している。尚、本実施例では前
記ギア部８c4の歯底の肉厚ｔを約 0.5〜3.0 ｍｍ（フラ
ンジギアの基本肉厚）程度に設定している。

【００２６】上述の如く構成することにより、フランジ
ギア８ｃのギア部８c4が高剛性を有するドラム基体８ａ
の外周面上に位置するため、ギアのラジアル方向の強度
アップが図れ、ギアの変形等によるピッチムラ及びギア
の噛み合いのズレ等によって生ずる騒音が防止される。

【００２７】尚、本実施例では回転部材として感光体ド
ラム８を例にとって説明したが、本発明はこれに限定さ
れるものではなく、例えば現像スリーブについても同様
に適用することが可能であり、同様の効果を得ることが
できる。

【００２８】〔他の実施例〕前述した本発明に係るプロ
セスカートリッジＢは前述のように単色の画像を形成す
る場合のみならず、現像手段を複数設け、複数色の画像
（例えば２色画像、３色画像或いはフルカラー等）を形
成するカートリッジにも好適に適用することが出来る。

【００２９】また現像方法としても、公知の２成分磁気
ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像
法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可
能である。

【００３０】また帯電手段の構成も、前述した第一実施
例では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従
来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲
にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワ
イヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負
のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの
表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然で
ある。

【００３１】尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以
外にも、ブレード型（帯電ブレード）、パッド型、ブロ
ック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。

【００３２】また感光体ドラムに残存するトナーのクリ
ーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気
ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。

【００３３】また前述したプロセスカートリッジとは、
像担持体としての例えば電子写真感光体等と、少なくと
もプロセス手段の１つを備えたものである。従って、そ
のプロセスカートリッジの態様としては、前述した実施
例のもの以外にも、例えば像担持体と帯電手段とを一体
的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするも
の。像担持体と現像手段とを一体化的にカートリッジ化
し、装置本体に着脱可能にするもの。像担持体とクリー
ニング手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に
着脱可能にするもの。更には像担持体と、前記プロセス
手段の２つ以上のものを組み合わせて一体的にカートリ
ッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの等がある。

【００３４】即ち、前述したプロセスカートリッジと
は、帯電手段、現像手段又はクリーニング手段と電子写
真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリ
ッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするもので
ある。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少
なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッ
ジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものであ
る。更に少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体
的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするもの
をいう。

【００３５】また前述した実施例では感光体ドラム７や
現像スリーブ10ｄをカートリッジ化し、このプロセスカ
ートリッジを装着して画像を形成する装置を例示した
が、これら感光体ドラム７や現像スリーブ10ｄをカート
リッジ化することなく、装置本体に直接取り付けた画像
形成装置にも、本発明に同様に適用し得るものである。

【００３６】更に前述した実施例では画像形成装置とし
てレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれ
に限定する必要はなく、例えば電子写真複写機、ファク
シミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成
装置に使用することも当然可能である。

【００３７】

【発明の効果】以上説明したように、円筒状部材に設け
られたギアの厚肉部内部に中空部を設けることにより、
従来の肉抜き部を有するギアに比べて、ギアのラジアル
方向の強度が向上し、依ってギアの変形等によるピッチ
ムラが解消され、更にギアの噛み合いのズレ等によって
生ずる騒音が防止される。

【００３８】また円筒状部材の外周面上にフランジギア
のギア部歯底が位置するように構成することにより、ギ
アの噛み合い位置が前記円筒状部材の外周面上となるた
め、ギアのラジアル方向の強度が向上し、依ってギアの
変形等によるピッチムラが解消され、更にギアの噛み合
いのズレ等によって生ずる騒音が防止される。

【図面の簡単な説明】

【図１】プロセスカートリッジを装着した画像形成装置
の構成模式説明図である。

【図２】プロセスカートリッジの構成模式説明図であ
る。

【図３】本発明の第１実施例に係るフランジギア部の断
面説明図である。

【図４】本発明の第１実施例に係るフランジギア部の断
面説明図である。

【図５】本発明の第２実施例に係るフランジギア部の斜
視説明図である。

【図６】本発明の第３実施例に係るフランジギア部の断
面説明図である。

【符号の説明】

Ａ…画像形成装置、Ｂ…プロセスカートリッジ、１…光
学系、２…記録媒体、３…搬送手段、３ａ…カセット、
３ｂ…ピックアップローラ、３ｃ…反転ローラ、３c1，
３c2，３c3…ピンチローラ、３d1，３d2、３e1，３e2…
排出ローラ、４…転写ローラ、５…定着手段、５ａ…ヒ
ータ、５ｂ…定着回転体、５ｃ…駆動ローラ、６…反転
搬送経路、７…排出部、８…感光体ドラム、８ａ…ドラ
ム基体、８ｂ…有機感光体、８ｃ…フランジギア、８c1
…厚肉部、８c2…中空部、８c3…厚肉リブ、８c4…ギア
部、９…帯電ローラ、10…現像手段、10ａ…トナー溜
め、10ｂ…トナー送り部材、10ｃ…磁石、10ｄ…現像ス
リーブ、10ｅ…現像ブレード、10ｆ…スリーブギア、10
f1…厚肉部、10f2…中空部、11…クリーニング手段、11
ａ…クリーニングブレード、11ｂ…スクイシート、11ｃ
…廃トナー溜め、12…上枠体、13…下枠体、14…装置本
体、14ａ…開閉部材、15…金型、16…溶解樹脂

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号 庁内整理番号 ＦＩ 技術表示箇所 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３５０ 9122−2Ｈ

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 円筒状部材に設けられたギアにおいて、 前記ギアは厚肉部の内部に中空部を有することを特徴と
   するギア。
2. 【請求項２】 前記ギアは金型に注入された溶解樹脂内
   に加圧用気体を注入することによって中空部を形成した
   ことを特徴とする請求項１に記載のギア。
3. 【請求項３】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセス
   カートリッジにおいて、 表面に感光層を有する円筒状部材と、厚肉部内部に中空
   部を有し前記円筒状部材に設けられたフランジギアとを
   有する感光体ドラムと、 前記感光体ドラムに作用するプロセス手段と、 を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
4. 【請求項４】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセス
   カートリッジにおいて、 感光体ドラムと、 前記感光体ドラムに作用するプロセス手段と、 前記プロセス手段の一構成部品として、円筒状部材と、
   厚肉部内部に中空部を有し前記円筒状部材に設けられた
   フランジギアとを有する現像スリーブと、 を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 【請求項５】 プロセスカートリッジを着脱可能に装着
   する画像形成装置において、 請求項３又は請求項４に記載のプロセスカートリッジを
   着脱可能に装着するカートリッジ装着手段と、 記録媒体を搬送するための記録媒体搬送手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
6. 【請求項６】 記録媒体に記録を行う画像形成装置にお
   いて、 表面に感光層を有する円筒状部材と、厚肉部内部に中空
   部を有し前記円筒状部材に設けられたフランジギアとを
   有する感光体ドラムと、 前記感光体ドラムに作用するプロセス手段と、 記録媒体を搬送するための記録媒体搬送手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
7. 【請求項７】 記録媒体に記録を行う画像形成装置にお
   いて、 感光体ドラムと、 前記感光体ドラムに作用するプロセス手段と、 前記プロセス手段の一構成部品として、円筒状部材と、
   厚肉部内部に中空部を有し前記円筒状部材に設けられた
   フランジギアとを有する現像スリーブと、 記録媒体を搬送するための記録媒体搬送手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
8. 【請求項８】 円筒状部材と、 前記円筒状部材に設けられたフランジギアと、 を有し、 前記円筒状部材の外周面上に前記フランジギアのギア部
   歯底が位置するように構成したことを特徴とする回転部
   材。