JP5935023B2 - 感光ドラム駆動ヘッド及び画像形成装置の駆動機構 - Google Patents

Description

本発明は、感光ドラム駆動ヘッド及び画像形成装置の駆動機構に関する。

従来、画像形成装置には、モーター、画像形成装置の駆動ヘッド、及び、処理ボックスが設置される。処理ボックスは、取り外し可能に画像形成装置に設置される。処理ボックスには、感光ドラム及び感光ドラムの端部に固定接続される感光ドラム駆動ヘッドが設置される。画像形成装置の動作過程中に、処理ボックス上の感光ドラムを回転させるように、モーターによって動力を発生させながら、画像形成装置の駆動ヘッドと感光ドラム駆動ヘッドとの整合によって動力を処理ボックスに伝達する。

図１、図２に示されるように、感光ドラム７の一端には、感光ドラム駆動ヘッドが固定状態で設けられる。当該感光ドラム駆動ヘッドは、凸形状の接続軸１７を含む。当該凸形状の接続軸１７にねじれ形状のボス１７ａが設けられる。ボス１７ａは末端部１７ａ１を備える。凸形状の接続軸１７の回転中心は、感光ドラム７の回転中心に合っている。凹形状の接続軸１８は、ねじれ形状の凹溝１８ａを有する。凹溝１８ａに底面１８ａ２が設けられている。

画像形成装置の動作過程中に、画像形成装置の駆動ヘッド１８は、モーターからの動力を受けて回転する。凸形状の接続軸１７は、画像形成装置の駆動ヘッド１８と噛み合う。画像形成装置の駆動ヘッド１８を介して回転動力を凸形状の接続軸１７に伝達することで、感光ドラム７を回転させる。凸形状の接続軸１７が画像形成装置の駆動ヘッド１８と噛み合うとき、凸形状の接続軸１７上のねじれ形状のボス１７ａは画像形成装置の駆動ヘッド１８上のねじれ形状の凹溝１８ａ内に挿入される。末端面１７ａ１は底面１８ａ２と対向する。画像形成装置の駆動ヘッド１８上の回転動力は、ねじれボス１７ａと凹溝１８ａ
との噛み合いによって凸形状の接続軸１７に伝達される。

図３、図４は、ねじれ形状のボス１７ａとねじれ形状の凹溝１８ａとが回転しないときと回転するときの断面状態の概略図である。図面から分かるように、ねじれ形状のボス１７ａとねじれ形状の凹溝１８ａとは、断面が共に三角形（例えば等辺三角形）であり、且つ三角形のボス１７ａのサイズは、三角形の凹溝１８ａのサイズより小さい。図３に示されるように、ボス１７ａが凹溝１８ａ内に挿入されたものの、凹溝１８ａと共に回転しないとき、感光ドラム上の凸形状の接続軸の回転軸Ｘ１は、画像形成装置の駆動ヘッドの回転軸Ｘ２に合っていない。図４に示されるように、ボス１７ａが凹溝１８ａに噛み合って凹溝１８ａと共に回転するとき、三角形のボス１７ａの三つの頂角１７ａ２は、凹溝１８ａ上の三角形をなす三本のエッジに噛み合い、凹溝１８ａから動力を凸形状の接続軸１７ａに伝達する。その時、感光ドラム上の凸形状の接続軸の回転軸Ｘ１が、画像形成装置の駆動ヘッドの回転軸Ｘ２と重なり合うので、動作過程中に、ねじれ形状のボス１７ａとねじれ形状の凹溝１８ａとの間で動力をスムースに伝動させることが保証できる。図面において、Ｒ０は、ボス１７ａの三つの頂角１７ａ２の回転円の直径であり、Ｒ１は、三角形の凹溝１８ａの内接円の直径であり、Ｒ２は、凹溝１８ａの三つの頂角の回転円の直径である。凸形状の接続軸１７ａと画像形成装置の駆動ヘッド１８ａとの動力伝達を実現するために、Ｒ０、Ｒ１、Ｒ２は、以下の条件を満たすべきである。Ｒ１＜Ｒ０＜Ｒ２。

図５は従来技術の別の実施例である。当該実施例においてねじれ形状のボス１７ａとねじれ形状の凹溝１８ａとは、いずれも四辺形（例えば正四辺形）であり、四辺形のボス１７ａは四辺形の凹溝１８ａと噛み合って動力を伝達する。

従来技術の画像形成装置の駆動ヘッドとして、図６に示されるような方式を採用しても良い。図６に示されるように、画像形成装置の駆動ヘッド２８の一端にねじれ形状の凹溝２８ａが設けられており、凹溝２８ａ上に底面２８ａ１及びボス２８ａ２が設けられている。ボス２８ａ２は、ねじれ三角形の凹溝２８ａの中心に位置しており（ボスの回転中心が画像形成装置の駆動ヘッドの回転軸Ｘ２に合っており）、その高さは凹溝２８ａの深さと大体同じである。前記ボスはテーパー状であってもよい。

従来の画像形成装置に使われる処理ボックスでは、一般的に上記感光ドラム駆動ヘッド付きの感光ドラムが良く使われる。前記処理ボックスは、静電潜像を形成するための、上記感光ドラム駆動ヘッド付きの感光ドラムと、前記静電潜象を現像するための現像剤と、前記現像剤を感光ドラムに伝送するための現像ローラーとを少なくとも含む。前記処理ボックスを画像形成装置に取り付けて利用するとき、上記画像形成装置の駆動ヘッドによって画像形成装置上のモーターからの回転動力を受け取り、前記感光ドラムと現像ローラーとを回転させる。

従来技術のそのような動力伝達構成には、以下の欠点がある。

１．ねじれ形状のボスとねじれ形状の凹溝とが噛み合うとき、ボス及び凹溝上のねじれ面のねじれ角度には比較的に高精度が求められている。製造精度の問題によってボス上のねじれ面と凹溝上のねじれ面とでねじれ角度が一致しないことが発生するとき、ボス上のねじれ面と凹溝上のねじれ面とで、点面間のコンタクトが起こり、その中の一つのねじれ面においては、ボスと凹溝とが噛み合う過程中に変形が発生する。また、感光ドラム上の凸形状の接続軸の回転軸Ｘ１が画像形成装置の駆動ヘッドの回転軸Ｘ２に合っていないと、動力伝達の安定性に影響が生じる。上記の問題を回避するために、ボスと凹溝のねじれ面の製造には高精度が求められる。そのため、生産製造のコストが向上してしまい、また、生産製造も難しくなる等の問題がある。

２．多辺形のボス及び凹溝は加工しにくく、ボスと凹溝の製造には比較的に高精度が求められている。例えば、等辺三角形のボスと凹溝であれば、高精度が求められたとしても、三角形の中心位置の精度を保証できる。しかし、そうでなければ、ボスと凹溝とが噛み合うとき、感光ドラム上の凸形状の接続軸の回転軸Ｘ１が画像形成装置の駆動ヘッドの回転軸Ｘ２に合っていない現象が発生して、安定ではない伝動となってしまう。また、ボスと凹溝とが噛み合う過程中に、ボス上の三角形の頂角は、動力を伝達するため、容易に受力されて変形してしまい、長期に動作すると摩耗または破壊されやすくなる。そして、三角形の三つの頂角には、動作過程中に、受力されて回転する作用と、支持・位置決めの作用とが同時に機能するため、摩耗または破壊された後の三角形が凹溝と噛み合う過程中に、中心Ｘ１とＸ２とが合っていない現象が起こりしやすく、伝動に影響が生じる。従って、伝動の精度及び安定性を保証するために、三角形のボスの材料として、比較的に高硬度と高摩擦耐性とが求められている。同様に、三角形の凹溝のエッジ上の、ボスの三つの頂角と接触する箇所も、動作過程中に破壊または摩耗されやすいため、三角形の凹溝に対しても比較的に高硬度と高摩擦耐性とが求められている。

本発明は、感光ドラム駆動ヘッド及び画像成装置の駆動機構を提供する。ねじれ形状のボスとねじれ形状の凹溝との整合によるねじれ角度に高精度が求められるという従来の感光ドラム駆動ヘッドの技術的問題を解決した。

以上の技術的問題を解決しようとするために、本発明は、以下の技術的手段を採用した。
画像形成装置の処理ボックスにおける感光ドラムを駆動するための感光ドラム駆動ヘッドであって、前記画像形成装置の駆動ヘッドと合わせて駆動力を伝達し、前記画像形成装置の駆動ヘッドは、ねじれ形状の凹溝及び動力伝送部を備え、前記動力伝送部はねじれ斜面を含み、前記ねじれ斜面は前記感光ドラム駆動ヘッドと噛み合うエッジを含み、前記感光ドラム駆動ヘッドは、前記感光ドラムの端部に設置され、前記感光ドラムと接続されたドラムフランジと、前記ドラムフランジの端部から軸方向に延出したドラム軸と、前記ドラム軸の端面から軸方向に延出した、前記ねじれ形状の凹溝と合わせるためのボスとを備え、前記ボスの側壁上には、少なくとも前記ボスの径方向に沿って延出した、前記動力伝送部と整合する少なくとも一つのストレート凸歯が設けられ、前記ストレート凸歯は、第１の側面及び第２の側面を備え、前記第２の側面は、前記ストレート凸歯の端部の幅が前記ストレート凸歯の根元部の幅より小さくなるように前記ストレート凸歯の端部から前記ストレート凸歯の根元部の方向に沿って漸進的な斜面として形成されていることを特徴とする。
また、別の観点において、感光ドラムを駆動するための感光ドラム駆動ヘッドは、前記画像形成装置の駆動ヘッドと合わせて駆動力を伝達し、前記画像形成装置の駆動ヘッドは、三角形の横断面を有するねじれ形状の凹溝と、前記ねじれ形状の凹溝の三つの頂角内に設けられた動力伝送部とを備え、動力伝送部はねじれ斜面を含み、前記ねじれ斜面の頂部に前記感光ドラム駆動ヘッドと噛み合うエッジが設けられており、前記感光ドラム駆動ヘッドは、感光ドラムの端部に設置され、感光ドラムと接続されたドラムフランジと、ドラムフランジの端部から軸方向に延出したドラム軸と、前記ドラム軸の端面から軸方向に延出した、画像形成装置の駆動ヘッド上の凹溝と合わせるためのボスと、前記ボスの側壁上に設けられ、ボスの径方向に沿って延出した、前記動力伝送部と整合する三つのストレート凸歯とを含む。前記ストレート凸歯は、前記ドラム軸に直交していると共に、前記感光ドラムの軸線の方向に沿って延伸している。前記ストレート凸歯には噛み合い面が設けられており、前記噛み合い面は、前記ストレート凸歯の端面を縦方向にコーナーカットすることによって形成され、少なくとも一つの前記噛み合い面は、前記凹溝のねじれ斜面上の
エッジと噛み合って動力を伝達する。

前記ストレート凸歯は、第１の側面及び第２の側面をさらに備え、前記第１の側面及び前記第２の側面は相互に平行し、且つ前記ドラム軸の端面に直交している。

前記ストレート凸歯は、第１の側面及び第２の側面をさらに備え、前記第１の側面は前記ドラム軸の端面に直交し、前記第２の側面は斜めに設けられ、前記ストレート凸歯の幅は、前記ストレート凸歯の端部から前記ストレート凸歯の根元部の方向に沿って徐々に広がる。

上記の技術的手段を採用した上で、感光ドラム駆動ヘッドを動力伝送部の凸歯としてストレートに設けるため、ねじれ形状のボスとねじれ形状の凹溝との整合によるねじれ角度に高精度が求められるという従来の感光ドラム駆動ヘッドの技術的問題を解決できた。

従来技術における感光ドラム駆動ヘッド付きの感光ドラムの斜視概略図である。 従来技術における凸形状の接続軸及び凹形状の接続軸の斜視概略図である。 従来技術のねじれ形状の突起とねじれ形状の凹溝とが回転しないときの断面状態の概略図である。 従来技術のねじれ形状の突起とねじれ形状の凹溝とが回転しているときの断面状態の概略図である。 従来技術の別の形態の突起と凹溝の形状が四方形である。 従来技術において凹溝の中心位置にボスが設けられている状態の概略図である。 画像形成装置の駆動ヘッドの斜視概略図である。 画像形成装置の駆動ヘッドの上面図である。 実施例１に適用された感光ドラム駆動ヘッドの斜視概略図である。 実施例１に適用された感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとが組み立てられたときの受力分析の概略図である。 実施例２に適用された感光ドラム駆動ヘッドの斜視図である。 実施例２に適用された感光ドラム駆動ヘッドの正面図である。 実施例２に適用された感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとが組み立てられたときの上面図である。 実施例２に適用された感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとが組み立てられたときの概略図である。 実施例２に適用された画像形成装置の駆動ヘッドと感光ドラム駆動ヘッドとを噛み合わせた後の断面受力分析の概略図である。 実施例３に適用された感光ドラム駆動ヘッドの斜視概略図である。 実施例４に適用された感光ドラム駆動ヘッドの斜視概略図である。 本発明に適用されたボスの一部拡大図である。 図１８におけるＢ方向から見た正面図である。 本発明に適用されたボスの上面図である。 実施例５に適用された感光ドラム駆動ヘッドの斜視概略図である。 実施例５に適用された感光ドラム駆動ヘッドの上面図である。 実施例５に適用された感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとが組み立てられたときの上面図である。 （ａ）は実施例５に適用された感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとが組み立てられたときの右側面図であり、（ｂ）は図２４（ａ）におけるＣ方向に沿う断面図である。 図２３におけるＡ方向に沿う断面図である。 図２３におけるＢ方向に沿う断面図である。 実施例５において凸歯の端面によって位置決められた感光ドラム駆動ヘッドの一部の構成の斜視概略図である。 実施例６に適用された感光ドラム駆動ヘッドの斜視概略図である。 図２８の右側面図である。 実施例６において凸歯の端面によって位置決められた感光ドラム駆動ヘッドの一部の構成の斜視概略図である。 実施例６においてストレート凸歯の間に弧状面によって接続されている状態の概略図である。 実施例６において脱出防止部が設置されている感光ドラム駆動ヘッドの一部の構成の斜視概略図である。 実施例６において脱出防止部が設置されている感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとを噛み合わせた後の内部構成図である。

図７及び図８は画像形成装置の駆動ヘッドの斜視概略図及び上面図である。図面からわかるように、画像形成装置の駆動ヘッド２０は、等辺三角形の横断面を有する凹溝１１と、三角形の三つの頂角に設けられ、ねじれ構成を有する動力伝送部１１ａと、三角形の三つの辺に位置した位置限定部１１ｂとを含む。動力伝送部１１ａは、ねじれ斜面１１ａ１と、導入斜面１１ａ２とを有している。図７に示されている上面図から分かるように、ねじれ斜面１１ａ１が見えず、ねじれ斜面１１ａ１と凹溝の底面との間の角度が９０°より小さい。ねじれ斜面１１ａ１の頂部にはエッジ１１ａ３が含まれる。導入斜面１１ａ２が見え、導入斜面１１ａ２と凹溝の底面との間の角度が９０°より大きい。画像形成装置の駆動ヘッドは画像形成装置のモーターに接続されて動力を伝達する。

前記画像形成装置の駆動ヘッド２０は、従来技術の画像形成装置の駆動ヘッドと同じである。

図９は、実施例１に適用された感光ドラム駆動ヘッドの斜視概略図である。図面からわかるように、感光ドラム駆動ヘッドは、感光ドラム１の端部に設けられ、感光ドラム１と接続された、受けた駆動力を感光ドラム１に伝達するためのドラムフランジ２と、ドラムフランジ２の端部から軸方向に延出した、処理ボックスの動作過程中に感光ドラム１を回転可能に支持するためのドラム軸３と、ドラム軸３の端面から軸方向に延出した、画像形成装置の駆動ヘッド２０から駆動力を受け取るためのボス４と、ボス４の側壁４ｂ上に設けられ、ボス４の径方向に沿って延伸した第１の凸歯５ａとを含む。第１の凸歯５ａは、ボスの側壁４ｂ上に斜めに設けられている。

駆動力の伝達過程中において、感光ドラム駆動ヘッドのボス４上に位置している第１の凸歯５ａは、いずれかの動力伝送部１１ａと噛み合い、動力を伝達する。感光ドラム駆動ヘッドのボスの側壁４ｂと画像形成装置の駆動ヘッドにおける凹溝の位置限定部１１ｂとを三つの接点Ｐ１、Ｐ２及びＰ３で相接して噛み合わせることによって、駆動力の伝達過程中に感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッド２０との間での中心重なり合い（センタリング）を実現できる。

図１０は、感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとが組み立てられたときの受力分析の概略図である。「Ａ」は画像形成装置の駆動ヘッドの回転方向である。第１の凸歯５ａに対して画像形成装置の駆動ヘッドによる力はＦ１１である。Ｆ１１を法線力Ｆ１２と径方向力Ｆ１４とに分解する。Ｆ１５は画像形成装置の駆動ヘッドが接点Ｐ１で発生した力であり、Ｆ１３は画像形成装置の駆動ヘッドが接点Ｐ２で発生した力である。
Ｐ３で力を受けないため、以下の受力分析式が得られる。

よって、Ｆ１３=２・Ｆ１４、Ｆ１５＝（２・３1/2／３）・Ｆ１２が求まる。つまり、画像形成装置の駆動ヘッドまたは感光ドラム駆動ヘッドは、Ｐ１で（２・３1/2／３）・Ｆ１２の大きさの力を受け、Ｐ２で２・Ｆ１４の大きさの力を受けている。

感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとを噛み合わせて力を伝達する過程中において、お互いに摩耗が生じるため、本実施形態では、摩耗によって力伝達機能と位置決め機能とが相互に影響しないように、感光ドラム駆動ヘッドの動力伝送部である凸歯を、位置決め部であるボスの円柱面と異なる場所に設置している。

図１１及び図１２は本実施例に適用された感光ドラム駆動ヘッドの斜視図及び正面図である。図１３は、本実施例に適用された感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとが組み立てられたときの上面図である。本実施例に記載の画像形成装置の駆動ヘッドは、実施例１に記載の画像形成装置の駆動ヘッドを利用するため、重複な説明を省略する。図面からわかるように、感光ドラム駆動ヘッドは、感光ドラム１の端部に固定接続されたドラムフランジ２と、ドラムフランジ２の端部から軸方向に延出した、処理ボックスの動作過程中に感光ドラム１を回転可能に支持するためのドラム軸３と、ドラム軸３の端面から軸方向に延出した、画像形成装置の駆動ヘッド２０から駆動力を受け取るための円柱形ボス４と、円柱形ボス４の側壁４ｂ上に設けられ、円柱形ボス４の径方向にそって延伸していると共に、画像形成装置の駆動ヘッドのいずれか二つの動力伝送部と組み合わされる１組の凸歯４ａとを含む。凸歯４ａは、円柱形ボス４の側壁４ｂ上に斜めに設けられている。凸歯４ａ上には噛み合い面４ａ１が設けられている。噛み合い面４ａ１の面積は５〜２０ｍｍ2程度であり、好ましくは７〜１６ｍｍ2である。力を伝達するとき、噛み合い面４ａ１と画像形成装置の駆動ヘッドにおける動力伝送部の内壁とが噛み合うことで動力を伝達することになる。凸歯４ａに噛み合い面４ａ１が設けられているのは、前記感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとの間の摩耗を減少させるためである。凸歯４ａと感光ドラム駆動ヘッドの回転軸線との間の角度βを３〜４０°の範囲にすればよく、好ましくは、２５〜３０°である。感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとを順調に噛み合わせることが保証でき、動力伝達の過程中に感光ドラム駆動ヘッドが画像形成装置の駆動ヘッドから脱け出るのを防止できると共に、画像形成装置の駆動ヘッドと感光ドラム駆動ヘッドとの間で安定して動力を伝達することができるためである。凸歯４ａの側壁４ｂからの径方向上の長さはＬ１である。Ｌ１の範囲は、２〜５ｍｍであり、好ましくは、２．３〜３．３ｍｍである。感光ドラム駆動ヘッドが十分なモーメント伝達動力を有することが保証できるためである。二つの凸歯４ａの間の最小の角度αは、標準角度が１２０°であり、角度の上限公差は一般的に２°以内である。本実施形態において、凸歯４ａについて、約θの大きさの製造精度誤差を有しても良い。θの範囲は２°〜１０°であり、好ましくは、２〜４°である。θが角度の誤差であれば、二つの凸歯４ａの間の最小の角度αは、α＋θとなる。その時、二つの凸歯４ａが、同時に凹溝１１の動力
伝送部１１ａと噛み合うことはないので、回転方向の最上流に位置している凸歯は先に画像形成装置の駆動ヘッドにおける動力伝送部と噛み合い、バッファー機能として作用する。凸歯４ａに回転方向に沿って下流に向かって角度θの大きさの製造誤差サイズがあれば、θによって凸歯には漸進的に変化する噛み合い面ができて、凸歯４ａと凹溝の動力伝送部１１ａとの噛み合い過程中に凸歯４ａのためのバッファー機能として作用するので、画像形成装置の駆動ヘッドと感光ドラム駆動ヘッドとの間の損害を減少できる。二つの凸歯４ａの間に位置しているボスの円柱面と画像形成装置の駆動ヘッドの位置限定部１１ｂとの接触によって感光ドラム駆動ヘッドの位置決めが実現できる。凸歯４ａとボスの円柱面との接続箇所で応力集中を低減するように丸コーナが設けられている。なお、上記感光ドラム駆動ヘッドにおけるドラムフランジ３、ドラム軸３、円柱形ボス４及び凸歯４ａは、同じ材料で一体に製作されても良く、バッファー構成を有しても良く、駆動力をその他の素子（例えば現像素子等）に伝達するためのドラム歯車２ａがさらにドラムフランジ２上に設けられていても良い。

図１４は、感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとが組み立てられたときの概略図であり、図１５は、画像形成装置の駆動ヘッドと感光ドラム駆動ヘッドとを噛み合わせた後の断面受力分析の概略図である。図面からわかるように、感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドにおける凹溝の位置限定部１１ｂとを三つの接点Ｐ４、Ｐ５及びＰ６で相接して噛み合わせる。「Ａ」は画像形成装置の駆動ヘッドの回転方向である。画像形成装置の駆動ヘッドから感光ドラム駆動ヘッドに対して大きさが同様な力Ｆ２４及びＦ５６が作用する。感光ドラム駆動ヘッドが受けたトルクが、実施例１におけるトルクの二倍である場合、Ｆ２４及びＦ５６は、実施例１中のＦ１１と同じ大きさの力である。Ｆ２４を法線力Ｆ２と径方向力Ｆ４とに分解し、Ｆ５６を法線力Ｆ５と径方向力Ｆ６とに分解すると、Ｆ２及びＦ５の大きさは、実施例１中のＦ１２と同じであり、Ｆ４及びＦ６の大きさは従来技術におけるＦ１４と同じである。Ｆ１を画像形成装置の駆動ヘッドによる接点Ｐ５で発生した力と想定し、Ｆ３を画像形成装置の駆動ヘッドによる接点Ｐ６で発生した力と想定すれば、Ｐ４で力を受けないため、以下の受力分析式が得られる。

よって、Ｆ１=２・Ｆ４、Ｆ３＝０が求まる。つまり、画像形成装置の駆動ヘッド及び
感光ドラム駆動ヘッドは、Ｐ５で２・Ｆ４の大きさの力を受け、Ｐ６で受けた力が０である。実施例１よりも本実施形態において受力ポイントが減少し、画像形成装置の駆動ヘッドと感光ドラム駆動ヘッドの接点Ｐ５及びＰ６での摩耗が低減し、感光ドラム駆動ヘッドの位置決めの安定性が向上するため、駆動力の伝達はより安定する。

画像形成装置の駆動機構であって、上記実施例に記載の感光ドラム駆動ヘッド及び背景技術に記載の画像形成装置の駆動ヘッド２０を含む。即ち、画像形成装置の駆動ヘッド２０は、等辺三角形の横断面を有する凹溝１１と、三角形の三つの頂角に設けられ、ねじれ構成を有する動力伝送部１１ａと、三角形の三つの辺に位置する位置限定部１１ｂとを備える。画像形成装置の駆動ヘッドは画像形成装置のモーターに接続されて動力を伝達する。

二つの凸歯のうち、一つが斜歯であり、もう一つがストレート歯であるならば、本領域の技術者であれば、同じような技術的効果が得られることを容易に想到できる。図１６は、本実施例に適用された感光ドラム駆動ヘッドの斜視概略図である。図面からわかるように、斜歯４ａはボスの側壁４ｂ上に斜めに設けられており、ストレート歯４ｃは側壁４ｂ上に側壁４ｂの面に対して直交に設けられている。

画像形成装置の回転速度が遅い場合、画像形成装置の駆動ヘッドのトルクが比較的小さいので、感光ドラム駆動ヘッドの二つの凸歯を共にストレート歯にしてもよい。図１７は本実施例に適用された感光ドラム駆動ヘッドの斜視概略図である。４ｃは感光ドラム駆動ヘッドの凸歯であり、感光ドラム駆動ヘッドの製造精度はさらに低下する。

本発明において、上記実施例中の凸歯４ａ上にさらに噛み合い面４ａ１が設けられている。噛み合い面４ａ１の面積は５〜２０ｍｍ2の範囲であり、好ましくは７〜１６ｍｍ2である。力を伝達するとき、噛み合い面４ａ１と画像形成装置の駆動ヘッドにおける動力伝送部の内壁とが噛み合って動力を伝達する。凸歯４ａ上に設けられている噛み合い面４ａ１によって前記感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとの間の摩耗を減少できる。前記凸歯は、頂角４ａ４、前記凸歯の側壁に連接する二つの相互に平行する平面４ａ２及び４ａ３をさらに含む。そして、平面４ａ２及び４ａ３と感光ドラムの軸線との間の角度はβである。前記噛み合い面は、直辺ｓ１、ｓ２及び斜辺ｓ３をさらに含む。前記直辺ｓ１と直辺ｓ２とは平行する。斜辺ｓ３と感光ドラムの軸線との間の角度は、５〜５０°の範囲であり、好ましくは、１０〜４０°の範囲である。直辺ｓ１と、感光ドラム駆動ヘッドの中心から凸歯の頂角４ａ４までの接続線との間の角度γは、０〜９０°の範囲であり、２５〜４５°の範囲が好ましい。図１８〜２０に示されるように、図１８に示されている「Ｂ」方向とボスの径方向に沿って延伸する方向とは平行している。

本領域の技術者であれば、本発明によって、対称な三つの凸歯を設けてもよいことを容易に想到できる。その三つの凸歯を、いずれも斜めの凸歯として設けるか、いずれも垂直の凸歯として設けるか、その一つを斜めの凸歯として設けると共にもう二つを垂直の凸歯として設けるか、または、その一つを垂直の凸歯として設けると共にもう二つを斜めの凸歯として設けるかしても、いずれも同様な技術的効果が得られる。前記斜めの凸歯とは、前記凸歯がボスの側壁上に斜めに設けられていることを意味する。前記垂直の凸歯とは、前記凸歯がボスの側壁上に垂直に設けられていることを意味する。

本領域の技術者であれば、本発明によって、前記ボスの側壁及び前記ボスの円柱面を同一にすることに容易に想到できる。

本実施例に採用された画像形成装置の駆動ヘッドは、上記実施例に記載されたものと同一である。

図２１及び図２２は、本実施例に適用された感光ドラム駆動ヘッドの斜視概略図及び上面図である。感光ドラム駆動ヘッドは、感光ドラム１の端部に固定接続されたドラムフランジ２００と、ドラムフランジ２００の端部から軸方向に延出した、処理ボックスの動作過程中に感光ドラム１を回転可能に支持するためのドラム軸３００と、ドラム軸３００の端面から軸方向に延出した、画像形成装置の駆動ヘッド２０から駆動力を受け取るための円柱形ボス４００と、円柱形ボス４００の側壁４００ａ上に設けられ、円柱形ボス４００の径方向にそって延伸していると共に画像形成装置の駆動ヘッドにおける動力伝送部１１ａと組み合わされる三つのストレート凸歯５００とを含む。前記ストレート凸歯５００と感光ドラムの軸線との間の角度は０度であり、円柱形ボス４００が感光ドラムの軸方向に
そって延伸している長さは、ストレート凸歯５００が感光ドラムの軸方向に沿って延伸している長さより長い。

図２３は、感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとが組み立てられたときの上面図である。図２４（ａ）は、感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとが組み立てられたときの右側面図であり、図２４（ｂ）は図２４（ａ）におけるＣ方向に沿う断面図である。図２５及び図２６は、それぞれ図２３におけるＡ及びＢ方向に沿う断面図である。図面からわかるように、前記ストレート凸歯５００は、噛み合い面５００ａと、第１の側面５００ｂ１と、第２の側面５００ｂ２とを含む。第１の側面５００ｂ１及び第２の側面５００ｂ２は、相互に平行し、且つドラム軸３００の端面に直交していると共に感光ドラムの軸線に平行している。噛み合い面５００ａは、ドラム軸３００の端面に直交していると共に感光ドラムの軸線に平行している。噛み合い面５００ａと第１の側面５００ｂ１との間の角度γは、凹溝１１内のねじれ斜面１１ａ１（図７〜８）の角度と整合する。噛み合い面５００ａとねじれ斜面１１ａ１との噛み合いによって、動力を伝達するときのコンタクト面積を増加できる。図２１〜２２に示されるように、角度γは０〜９０°の範囲であり、２０〜４５°の範囲が好ましい。図２３〜２６に示されるように、ストレート凸歯５００と画像形成装置の駆動ヘッド２０とが噛み合って動力を伝達するとき、ストレート凸歯５００の根元部とねじれ斜面１１ａ１のエッジ１１ａ３（図７〜８）とが噛み合う。即ち、噛み合い面５００ａ上の一本のラインとエッジ１１ａ３（図７〜８）とが噛み合って動力を伝達することとなる。前記噛み合い面５００ａの面積は、２〜２０ｍｍ2であり、好ましくは、３〜１０ｍｍ2である。図２５に示されるように、より容易にボス４００を凹溝１１の中に挿入するために、ボス４００がテーパー状に形成されている。即ち、ボスの端部の断面である円形外径ｄ１は、ボスの根元部の断面である円形外径ｄ２より小さい。図２６に示されるように、画像形成装置の駆動ヘッド２０の内部構成として、所定の方向に沿って捩じれ、凹溝１１内のねじれ斜面１１ａ１及び導入斜面１１ａ２（図７〜８）は傾斜しているので、凹溝内に挿入された凸歯５００の幅Ｗのサイズは、高さＬのサイズと反比例になる。即ち、幅が長ければ長いほど高さが低くなる。凸歯５００の幅Ｗは、その強度と正比例になる。即ち、幅が長ければ長いほど強度が強く、高さが低く、凸歯が凹溝から脱け出やすくなる。高さＬの範囲は１．０〜８．０ｍｍであり、好ましくは、２．０〜４．０ｍｍである。幅Ｗの範囲は１．０〜５．０ｍｍであり、動力を伝達するときの強度要求を満たすことと、凸歯５００が凹溝から脱け出にくいことの保証とを両立できるように、１．５〜４．０ｍｍの範囲が好ましい。

本実施例において、図２５に示されるように、感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとの軸方向の位置決めは、ボス４００の端面と凹溝１１の底面との接触によって行っても良く、凸歯５００の端面と凹溝１１内の導入斜面１１ａ２（図７〜８）との接触によって行っても良い。図２７は、凸歯の端面による位置決めを採用した感光ドラム駆動ヘッドの一部の構成の斜視概略図である。図面からわかるように、円柱形ボス４００が感光ドラムの軸方向に沿って延伸している長さは、ストレート凸歯５００が感光ドラムの軸方向に沿って延伸している長さより小さい。

前記噛み合い面は、前記ストレート凸歯の端面を縦方向にコーナーカットすることによって形成されている。前記ストレート凸歯の縦方向と前記感光ドラムの軸線方向とは平行する。

前記ストレート凸歯の根元部は、前記ストレート凸歯と前記ドラム軸の端部とが接続される部分である。

図２８は、本実施例に適用された感光ドラム駆動ヘッドの斜視概略図であり、図２９は
、図２８の右側面図である。図面からわかるように、本実施例に適用された感光ドラム駆動ヘッドと実施例５における感光ドラム駆動ヘッドとの区別として、ストレート凸歯の第２の側面５００ｂ２は、前記ストレート凸歯の端部５００ｂ３から前記ストレート凸歯の根元部の方向に沿って漸進的な斜面として形成されていることであり、その他の構成は同様である。第２の側面５００ｂ２と第１の側面５００ｂ１との間の角度はωである。ωの範囲は、３〜４５°であり、好ましくは２０〜３０°である。実施例５において、凹溝１１中に挿入される凸歯５００の幅Ｗは、高さＬと反比例になる。即ち、以下の技術的問題がある。幅Ｗが長ければ長いほど、凸歯の強度が強く、高さＬが小さく、凸歯が凹溝中から脱け出やすくなる。その反面、幅Ｗが狭ければ狭いほど、凸歯の強度が小さく、高さＬが大きく、凸歯が凹溝から脱け出難くなる。また、ストレート凸歯５００の根元部と凹溝１１内のねじれ斜面１１ａ１のエッジ１１ａ３とが噛み合って動力を伝達するため（図２６に示されるように）、ストレート凸歯５００の根元部箇所の強度が高いことが求められている。本実施例中の第２の側面５００ｂ２の構成によって上記問題をうまく解決でき、その理由は以下である。第２の側面５００ｂ２は、前記ストレート凸歯の端部から前記ストレート凸歯の根元部方向にそって漸進的な斜面として形成されている。即ち、ストレート凸歯５００の端部の幅は根元部の幅より小さいため、ストレート凸歯５００の端部の幅を減少することによって凹溝１１に挿入された前記ストレート凸歯の高さを増加でき、凸歯が凹溝から脱け出難くなる。根元部の幅を増加することによって根元部の強度を向上できるため、前記凹溝に挿入された前記ストレート凸歯の高さが満たされている条件の下で、さらに前記ストレート凸歯の根元部の強度が向上する。

本実施例において、感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドの軸方向の位置決めを、ボス４００の端面と凹溝１１の底面との接触によって行っても良く、凸歯５００の端面５００ｂ３と凹溝１１の底面（図７〜８）との接触によって行っても良い。図３０は、凸歯の端面による位置決めを採用した感光ドラム駆動ヘッドの一部の構成の斜視概略図である。図面からわかるように、円柱形ボス４００が感光ドラムの軸方向に沿って延伸している長さは、ストレート凸歯５００が感光ドラムの軸方向に沿って延伸している長さより小さい。図３１は、ストレート凸歯の間で弧状面によって接続されている概略図である。図面からわかるように、ストレート凸歯５００の間でのボス４００の端面は、ドラムの軸方向に凹んだ弧状面である。即ち、三つのストレート凸歯５００の間が弧状面で接続されることで、前記ボスと前記ストレート凸歯との結合箇所での応力集中を低下でき、前記ストレート凸歯が受力した時に前記ボスと前記ストレート凸歯との結合箇所で破裂が発生する現象を防止できるようになる。

図３２及び図３３は、それぞれ脱出防止部が設置されている感光ドラム駆動ヘッドの一部の構成の斜視概略図と、脱出防止部が設置されている感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとを噛み合わせ後の内部構成図である。さらに前記ストレート凸歯が前記凹溝から脱け出しやすいという問題を解決するために、噛み合い面５００ａにおける前記凸歯の端面に近づいている位置に脱出防止部５００ａ２を設ける。図面からわかるように、脱出防止部５００ａ２は、噛み合い面５００ａに直交して外へ延伸している。脱出防止部５００ａ２は、噛み合い面５００ａの頂端から外へ延伸している弧状体または半球状体を成している。前記感光ドラム駆動ヘッドと前記画像形成装置の駆動ヘッドとが噛み合って動力を伝達するとき、脱出防止部５００ａ２は凹溝１１内のねじれ斜面１１ａ１と噛み合うことができる。そのため、前記感光ドラム駆動ヘッドが軸方向に沿って脱け出る傾向があるとしても、脱出防止部５００ａ２が凹溝１１内のねじれ斜面１１ａ１に当接されると、感光ドラム駆動ヘッドと画像形成装置の駆動ヘッドとで軸方向の引張力が発生することによって、感光ドラム駆動ヘッドが前記画像形成装置の駆動ヘッドから脱け出ることを防止できる。

Claims (10)

1. 画像形成装置の処理ボックスにおける感光ドラムを駆動するための感光ドラム駆動ヘッドであって、前記画像形成装置の駆動ヘッドと合わせて駆動力を伝達し、前記画像形成装置の駆動ヘッドは、ねじれ形状の凹溝及び動力伝送部を備え、前記動力伝送部はねじれ斜面を含み、前記ねじれ斜面は前記感光ドラム駆動ヘッドと噛み合うエッジを含み、
   前記感光ドラム駆動ヘッドは、前記感光ドラムの端部に設置され、前記感光ドラムと接続されたドラムフランジと、前記ドラムフランジの端部から軸方向に延出したドラム軸と、前記ドラム軸の端面から軸方向に延出した、前記ねじれ形状の凹溝と合わせるためのボスとを備え、
   前記ボスの側壁上には、少なくとも前記ボスの径方向に沿って延出した、前記動力伝送部と整合する少なくとも一つのストレート凸歯が設けられ、前記ストレート凸歯は、第１の側面及び第２の側面を備え、前記第２の側面は、前記ストレート凸歯の端部の幅が前記ストレート凸歯の根元部の幅より小さくなるように前記ストレート凸歯の端部から前記ストレート凸歯の根元部の方向に沿って漸進的な斜面として形成されていることを特徴とする感光ドラム駆動ヘッド。
2. 前記動力伝送部は、一つの導入斜面をさらに備え、前記感光ドラム駆動ヘッドと前記動力伝送部とが動力を伝達する際に、前記第１の側面は、前記ねじれ斜面の前記エッジに対応し、前記第２の側面は、前記ねじれ斜面の導入斜面に対応することを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム駆動ヘッド。
3. 前記ストレート凸歯の数は二つ以上であることを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム駆動ヘッド。
4. 前記ストレート凸歯は、前記第１の側面が前記ドラム軸の端面に直交し、
   円柱形の前記ボスの側壁上に斜めに設けられた斜歯をさらに含むことを特徴とする請求項１又は２に記載の感光ドラム駆動ヘッド。
5. 前記ストレート凸歯の根元部と前記画像形成装置の前記凹溝内の前記ねじれ斜面の前記エッジとが、噛み合って動力を伝達することを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム駆動ヘッド。
6. 前記ストレート凸歯には、前記感光ドラムの軸線に平行する噛み合い面が設けられ、前記噛み合い面と前記画像形成装置の前記凹溝内の前記ねじれ斜面の前記エッジとが、噛み合って動力を伝達することを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム駆動ヘッド。
7. 前記噛み合い面における前記ストレート凸歯の端面に近づく位置には、脱出防止部が設けられ、前記脱出防止部は、前記噛み合い面に直交して外側へ延伸し、且つ弧状体又は半球状体を成していることを特徴とする請求項６に記載の感光ドラム駆動ヘッド。
8. 前記第１の側面と前記第２の側面との間の角度が２０〜３０°であることを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム駆動ヘッド。
9. 前記感光ドラム駆動ヘッドの前記ボスの端面と前記画像形成装置の前記凹溝の底面とは接触することを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム駆動ヘッド。
10. 前記感光ドラム駆動ヘッドの前記ストレート凸歯の端面と前記画像形成装置の前記凹溝の底面とは接触することを特徴とする請求項１に記載の感光ドラム駆動ヘッド。

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