JP2007232968A - Drive device for image carrier or the like - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機等の画像形成装置において、像担持体である感光体ドラム等を駆動するために使用するに適した駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a driving device suitable for use in an image forming apparatus such as a copying machine to drive a photosensitive drum or the like as an image carrier.
電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置では、像担持体である感光体ドラム上に形成されたトナー画像を転写材(被記録体)である記録紙に転写し、これに熱と圧力を加えて記録紙に定着している。 In an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, or a facsimile, a toner image formed on a photosensitive drum as an image carrier is transferred to a recording paper as a transfer material (recording medium), and It is fixed on the recording paper by applying heat and pressure.
この種の画像形成装置や印刷装置等では、潜像画像を形成する感光体ドラムや、当該感光体ドラム上の画像を転写する中間転写ベルト、感光体ドラムに用紙を接触させながら搬送して画像を転写する転写搬送ベルト等の像担持体が設けられている。これら像担持体は、高画像品質を得るため、速度にムラが生じないように駆動する必要がある。このため、従来の装置では、回転ムラの原因となる駆動変動を低減させる手段として、駆動系を分離したり、ギヤの噛み合いで発生するムラをなくすために摩擦力で伝動するトラクション機構を用いた駆動系が採用されている。この種の駆動装置の例をあげれば、下記特許文献1、2に開示されているものがある。
一方、トラクション機構は、摩擦力を利用するものであるから、伝動トルクに限界があり、像担持体の回転ムラをなくすためにトラクション機構による減速装置を備えたモータを採用すると、トルクが不足するという問題点がある。また、遊星ギヤ式の減速装置で、コストダウンのために遊星コロにゴム等の弾性部材を使用して高トルクを得ようとすると、停止した際にコロに癖がつき、回転ムラの原因となるという問題点がある。 On the other hand, since the traction mechanism uses frictional force, there is a limit to the transmission torque, and if a motor equipped with a reduction device based on the traction mechanism is employed to eliminate uneven rotation of the image carrier, the torque is insufficient. There is a problem. In addition, if a planetary gear type reduction gear is used to obtain high torque by using an elastic member such as rubber on the planetary roller for cost reduction, the roller will wrinkle when it stops, causing uneven rotation. There is a problem of becoming.
このような問題点は、像担持体の駆動系のトルクを低減させるとともに、トラクション機構を伝動経路に介装することにより、一挙に解消されるが、従来、この種の駆動装置において、トラクション機構の駆動トルクを低減することを考慮したものはなかった。 Such a problem can be solved at once by reducing the torque of the drive system of the image carrier and interposing the traction mechanism in the transmission path. However, in the conventional traction mechanism, None of them considered reducing the driving torque.
そこで、本発明は、画像形成装置の像担持体の駆動に適した駆動装置であって、トラクション機構を採用しながら、当該トラクション機構の駆動トルクを低減させることにより、駆動ムラをなくし、コストダウンも図れる装置を提供することを目的としている。 Accordingly, the present invention is a driving device suitable for driving an image carrier of an image forming apparatus, and reduces driving torque by reducing the driving torque of the traction mechanism while adopting the traction mechanism, thereby reducing costs. It aims at providing the device which can also plan.
本発明は、上記課題を解決するため、次のような構成を採用した。すなわち、第1の本発明の駆動装置は、画像形成装置の像担持体を駆動する駆動装置であって、トラクション減速機構を備え、像担持体の回転速度と実質上等しい速度の駆動力を当該像担持体に伝達する第一の駆動系と、前記第一の駆動系の駆動速度よりも高速の駆動力を前記像担持体に伝達する第二の駆動系とを設け、これら第一と第二の駆動系の協働により前記像担持体を駆動するように構成したことを特徴としている。 In order to solve the above problems, the present invention employs the following configuration. That is, the drive device of the first aspect of the present invention is a drive device that drives the image carrier of the image forming apparatus, and includes a traction reduction mechanism, and applies a drive force at a speed substantially equal to the rotational speed of the image carrier. A first drive system for transmitting to the image carrier and a second drive system for transmitting a driving force higher than the drive speed of the first drive system to the image carrier; It is characterized in that the image carrier is driven by the cooperation of two drive systems.
また、第2の本発明は、上記第1の本発明の駆動装置において、前記第一の駆動系と第二の駆動系は、別々の駆動源によって駆動するように構成されていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the drive device according to the first aspect of the present invention, the first drive system and the second drive system are configured to be driven by separate drive sources. It is said.
さらに、第3の本発明は、上記第1の本発明の駆動装置において、前記第一の駆動系と前記第二の駆動系は、共通の駆動源によって駆動するように構成されていることを特徴としている。 Furthermore, a third aspect of the present invention is the drive apparatus according to the first aspect of the present invention, wherein the first drive system and the second drive system are configured to be driven by a common drive source. It is a feature.
さらに、第4の本発明は、上記第3の本発明の駆動装置において、前記像担持体は、前記第一の駆動系を介して前記駆動源から駆動力を得るとともに、前記第二の駆動系を介して前記駆動源から駆動力を得るように構成されていることを特徴としている。 Furthermore, a fourth aspect of the present invention is the driving apparatus according to the third aspect of the present invention, wherein the image carrier obtains a driving force from the driving source via the first driving system and the second driving. A driving force is obtained from the driving source via a system.
第5の本発明は、上記第1乃至4のいずれかの本発明の駆動装置において、前記第二の駆動系が、ギヤ列を介して前記像担持体へと駆動力を伝達するように構成されたものである。 According to a fifth aspect of the present invention, in the driving device according to any one of the first to fourth aspects, the second driving system transmits a driving force to the image carrier via a gear train. It has been done.
第6の本発明は、上記第1乃至4のいずれかの本発明の駆動装置において、前記第二の駆動系が、前記像担持体の外周面に接触して回転する摺擦ローラを介して前記像担持体を駆動するように構成されているものである。 According to a sixth aspect of the present invention, in the drive device according to any one of the first to fourth aspects of the present invention, the second drive system is interposed via a rubbing roller that rotates in contact with the outer peripheral surface of the image carrier. The image carrier is configured to be driven.
また、第7の本発明は、上記第1乃至4のいずれかの本発明の駆動装置において、前記第二の駆動系が、ギヤ列とトルクリミッタを介して第一の駆動系の出力軸に伝動するように構成されているものである。 According to a seventh aspect of the present invention, in the drive device according to any one of the first to fourth aspects, the second drive system is connected to an output shaft of the first drive system via a gear train and a torque limiter. It is configured to transmit.
本願発明によれば、トラクション機構を採用しながら、当該トラクション機構の駆動トルクを低減させることにより、駆動ムラをなくし、コストダウンも図れる画像形成装置の像担持体の駆動に適した駆動装置を実現することができる。 According to the present invention, while adopting a traction mechanism, by reducing the driving torque of the traction mechanism, a drive device suitable for driving an image carrier of an image forming apparatus that eliminates drive unevenness and reduces costs can be realized. can do.
以下、本発明に係る駆動装置を備えた画像形成装置の実施形態について具体的に説明する。図1は画像形成装置の一例としての複写機の構成を例示するものである。この画像形成装置1は、像担持体である感光体ドラム2を備え、その下側に記録紙(転写材)Sを搬送する転写ベルト3が設けられている。感光体ドラム2は、金属ドラムの表面に感光体の層を被覆したもので、例えばa−Si感光体を使用した直径80mmのドラムであり、図の矢印A方向に回転する。
Hereinafter, an embodiment of an image forming apparatus provided with a driving device according to the present invention will be specifically described. FIG. 1 illustrates a configuration of a copying machine as an example of an image forming apparatus. The image forming apparatus 1 includes a
感光体ドラム2の外周部には、当該感光体ドラム2の表面を一様に帯電させる主帯電器4と、感光用のレーザ光を照射するレーザ照射装置5と、現像装置7とが回転方向に沿って順に配置されている。なお、感光体ドラム2と転写ベルト3で搬送される記録紙Sとが接する位置(転写部)Tよりも感光体ドラム2の回転方向下流側には、感光体ドラム2用の除電器10が設けられている。
A main charger 4 for uniformly charging the surface of the
レーザ照射装置5は、図示を省略したレーザ発光部と、ミラー、レンズ等の光学装置を備え、図1では図示を省略したCCDカメラからの画像信号に応じて感光体ドラム2の表面にレーザ光を照射し、当該感光体ドラム表面上に静電潜像を形成するものである。
The laser irradiation device 5 includes a laser emission unit (not shown) and an optical device such as a mirror and a lens. Laser light is applied to the surface of the
現像装置7は、感光体ドラム2表面に形成されている潜像にトナーを付着させてトナー像とするためのもので、トナー容器内のトナーを適量づつ感光体ドラム表面に供給し、このトナーを感光体ドラム2表面の帯電している部分にのみ付着させる。
The developing
転写ベルト3は、駆動ローラ12と従動ローラ13との間に張架された無端ベルトであり、抵抗制御されたNBRの基材を備え、表面の記録紙吸着性を向上させるとともに、表面のトナー離型性を確保するために、高抵抗のウレタンバインダに分散されたPTFEのコーティングが施されている。
The transfer belt 3 is an endless belt stretched between the
上記駆動ローラ12と従動ローラ13とは、回転軸が互いに平行に支持されるとともに、感光体ドラム2の軸とも平行に設けられている。駆動ローラ12を回転駆動すると、転写ベルト3が所定速度で所定方向(図の矢印B方向)に循環走行する。感光体ドラム2の回転速度(周速V2)と駆動ローラ12の回転速度(周速V12)、及び転写ベルト3の移動速度(V3)と当該転写ベルト3上に吸着保持されている転写材Sの移動速度(Vs)は、全て等しくなるように設計されている(V2=V12=V3=Vs)。なお、これら駆動ローラ12と従動ローラ13の他にも、転写ベルト3に付着する余計なトナーを除去するためのベルトクリーナが駆動ローラ12よりもベルト移動方向下流側に設けられている。また、転写ベルト3の転写部Tよりも移動方向上流側には、当該ベルトに帯電させて記録紙Sを静電吸着させるためのベルト帯電器が設けられ、転写位置よりも下流側の、駆動ローラ12の直前部には、転写ベルトの帯電を除去するための除電器が設けられている。
The
前記転写ベルト3を挟んで感光体ドラム2と対向する位置には、バイアス印加用転写ローラ15が設けられている。この転写ローラは、感光体ドラム2表面のトナーと逆極性の電荷を転写ベルト3に与え、この電荷によって感光体ドラム2上のトナー像を転写ベルト3表面の記録紙Sに転写させるためのもので、高圧電源16から高電圧が印加されるとともに、バネ17で転写ベルト3裏面に押し付けられるようになっている。
A bias applying transfer roller 15 is provided at a position facing the
この画像形成装置1には、感光体ドラム2を駆動するために第一の駆動系Xと、第二の駆動系Yの二つの駆動系が設けられている。図2は、これら駆動系を表すもので、図2に示すように、それぞれの駆動系を駆動するための動力源として、第一の駆動モータ18と第二の駆動モータ19が設けられている。第一の駆動系Xを駆動するための上記第一の駆動モータ18は、トラクションモータとして構成されており、摩擦力を利用して伝動するトラクション機構の減速装置20を経由して出力軸22から出力され、カップリング23を介して感光体ドラム2を回転駆動するようになっている。トラクション機構の減速装置20は、遊星ギヤ式の減速装置であり、駆動モータ18の回転軸が太陽ギヤとなっている。遊星ギヤは、その外周部に設けられたコロの摩擦力により回転動力を減速して出力軸22に伝達する。尚、本実施の形態では、第一の駆動モータ18は第一の駆動系Xに含まれていないものとする。
The image forming apparatus 1 is provided with two drive systems, a first drive system X and a second drive system Y, for driving the
一方、第二の駆動系Yは、動力源とする第二の駆動モータ19の出力軸である駆動軸25から駆動ギヤ26、中間ギヤ27、28のギヤ列を経由し、カップリング29を介して摺擦ローラ30を回転駆動するようになっている。摺擦ローラ30は、感光体ドラム2と同じ長さを有し、感光体ドラム2の外周部に加圧接触して回転するようになっている。この摺擦ローラ30は、感光体ドラム2の表面に残留するトナー等を除去するクリーナを兼ねている。図1に示すように、摺擦ローラ30に隣接して、当該摺擦ローラ30で除去されたトナーを外部に排出するスクリュー32が設けられている。図中の34は、感光体ドラム2の表面からトナー等の異物を掻き落とすブレードである。尚、本実施の形態では、第二の駆動モータ19は第二の駆動系Yに含まれていないものとする。
On the other hand, the second drive system Y passes from the
第一の駆動系Xは、感光体ドラム2を設定速度(プロセス速度)で駆動するが、第二の駆動系Yの上記摺擦ローラ30は、感光体ドラム2の回転速度(周速)よりも若干早い速度(周速)で回転するように設計されている。摺擦ローラ30の感光体ドラム2に対する周速比は、1.15〜1.25程度とするのが好ましく、実験結果では1.2とするのが最も効果的であった。この周速比を大きくし過ぎると、スリップが大きくなって駆動系に無理な力が作用するとともに、早期摩耗等の問題が生じるので好ましくない。また、周速比を小さくすると、十分な摺擦効果が得られなくなる。
The first drive system X drives the
この駆動装置では、像担持体である感光体ドラム2が、第一の駆動系Xと第二の駆動系Yの協働によって回転駆動される。第一の駆動系Xでは、第一の駆動モータ18の回転力が、トラクション式の減速装置20で減速されて感光体ドラム2を駆動する。また、第二の駆動系Yでは、第二の駆動モータ19の回転力がギヤ列を経由して摺擦ローラ30に伝達され、感光体ドラム2の外周面に押圧接触している当該摺擦ローラ30の摩擦力によって感光体ドラム2に回転力が伝達される。
In this driving apparatus, the
この場合、摺擦ローラ30の回転速度が感光体ドラム2の回転速度よりも若干速いので、両者の間に僅かのスリップが生じながら感光体ドラム2を回転駆動するとともに、感光体ドラム2の外周面に付着するトナー等を除去する。このように、本来の駆動系である第一の駆動系Xの他に、別途第二の駆動系Yを設け、感光体ドラム2を補助的に回転駆動するので、第一の駆動系Xにおけるトラクション減速装置20のトルクを小さくすることができるのである。
In this case, since the rotational speed of the rubbing
又、第二の駆動系Yは、トラクション減速機構を使用せず、ギヤ列を用いて第二の駆動モータ19による回転速度を減速しているため、第二の駆動モータ19として大型のトラクションモータを使用する必要がなく、コスト的に有利である。
In addition, the second drive system Y uses a gear train to reduce the rotational speed of the
つぎに、図3は、図2と若干異なる実施形態を表すもので、この実施形態では、第二の駆動系Yに動力源としての駆動モータ19を設けず、第一の駆動系Xの駆動モータ18の回転動力を分岐して第二の駆動系Yへ伝達するようになっている。すなわち、第一の駆動モータ18の回転軸にプーリ40が設けられ、このプーリ40から第二の駆動系Yの駆動軸25に取り付けたプーリ41にベルト42を介して伝動伝達される。他の部分は上記実施形態と同じであり、同じ部分には同じ記号を付している。この実施形態では、別個の駆動モータを必要としないので、経済的である。
Next, FIG. 3 shows an embodiment slightly different from FIG. 2. In this embodiment, the second drive system Y is not provided with a
図4は、さらに異なる実施形態を表すもので、第二の駆動モータ19の回転動力が、ギヤ26、27、45、46、47の噛合を経由して、第一の駆動系Xの出力軸22に伝達される。この実施形態では、ギヤ列の最後のギヤ47がトルクリミッタ50の駆動側に取り付けられている。トルクリミッタ50の従動側は前記第一の駆動系Xの出力軸22に取り付けられていて、第二の駆動系Yの駆動力がこのトルクリミッタ50を介して摩擦により伝達されるようになっている。第二の駆動系Yはギヤ列で伝動するが、摩擦式のトルクリミッタ50が介装されているので、感光体ドラム2には円滑で安定した駆動力が伝達される。
FIG. 4 shows still another embodiment, in which the rotational power of the
なお、図4の実施形態でも摺擦ローラ30が設けられているが、この摺擦ローラは、本来のクリーナとしての機能を発揮できればよいので、感光体ドラム2の周速よりも速い周速度で回転させる必要はなく、例えば感光体ドラム2の周速の0.8倍程度の速度で回転させてもよい。場合によっては、この摺擦ローラ30を省略することも可能である。また、モータ19を備えず、図3に示したプーリ41及びベルト42を備え、第一の駆動系Xの駆動モータ18の回転動力を分岐して第二の駆動系Yへ伝達するような構成であってもよい。
Although the rubbing
つぎに、上記画像形成装置1の動作について説明する。この画像形成装置1は、感光体ドラム2の周速と転写ベルト3の移動速度が同じになるように同期させて駆動しつつ、主帯電器4で感光体ドラム2の表面に均一に帯電させる。そして、レーザ照射装置5により、所定の画像に対応するようにON−OFFするレーザ光で感光体ドラム表面を走査し、画像信号に対応した帯電状態の潜像を感光体ドラム表面に形成する。
Next, the operation of the image forming apparatus 1 will be described. The image forming apparatus 1 is uniformly charged on the surface of the
潜像を形成した部分は、感光体ドラム2の回転とともに現像装置7の位置に達し、そこでトナーが全面に供給されるが、このトナーは、帯電している部分では感光体ドラム表面に静電付着し、帯電していない部分では付着しない。
The portion where the latent image is formed reaches the position of the developing
一方、転写材である記録紙Sは、上記動作と同期するように転写ベルト3上に供給される。この記録紙Sは、トナー像がその上にうまく転写されるように、ベルト帯電器によって帯電された転写ベルト3に静電吸着された状態で、感光体ドラム2の回転と同期させて送り込まれる。感光体ドラム2と転写ベルト3に挟まれる転写部Tでは、当該記録紙Sの所定場所にトナー像が転写される。この転写部Tでは、上記バイアス印加用転写ローラ15によって逆極性の電荷が付与されるので、感光体ドラム2上のトナー像は、当該感光体ドラム2の表面から記録紙S表面に転写されるのである。
On the other hand, the recording sheet S as a transfer material is supplied onto the transfer belt 3 so as to be synchronized with the above operation. This recording paper S is fed in synchronization with the rotation of the
画像が転写された記録紙Sは、そのまま転写ベルト3により矢印B方向に送られるが、駆動ローラ12の手前で除電器によって転写ベルト3が除電されので、記録紙Sは転写ベルト3に吸着されなくなり、該転写ベルト3が下向きに移動方向を変える分離位置で該転写ベルト3から分離するのである。転写ベルト3から分離した記録紙Sは、図示を省略した定着装置に送られ、加熱と加圧によって画像が記録紙に定着される。
The recording sheet S to which the image has been transferred is sent as it is in the direction of arrow B by the transfer belt 3, but the transfer belt 3 is discharged by the charge eliminator before the
この画像形成装置の像担持体である感光体ドラム2を駆動する駆動装置は、本来の駆動系である第一の駆動系Xの他に、補助的に感光体ドラム2を駆動する第二の駆動系Yが設けられているので、第一の駆動系Xのトラクション減速装置20のトルクを小さくすることができる。このため、当該減速機構の遊星コロとして金属ではなく、安価なゴム等の材料を使用することができるので、コストを抑えることができる。また、摩擦力によって動力を伝達するので、均一な伝動を行うことができ、感光体ドラム2の回転ムラを極力抑えることができる結果、高品質の画像が得られる。
The driving device that drives the
図2に示す装置を用いて、感光ドラムのトルクを測定した。摺擦ローラ30の周速比は1.2で、トルクは0.196N・m(2kgf・cm)であった。また、トラクションモータの使用トルク(Max)は、0.421N・m(4.3kgf・cm)であった。ただし、トラクション減速装置20内部のコロは金属製のコロを使用した。なお、摺擦ローラ30の周速比が0.8の場合には、トルクは0.294N・m(3kgf・cm)であった。
The torque of the photosensitive drum was measured using the apparatus shown in FIG. The peripheral speed ratio of the rubbing
第二の駆動系Yを設けてトラクションモータのトルクを低減させた様子は、図5に示すとおりであった。図5における破線で示すグラフが従来のトルクを表し、実線のグラフが本発明によるトルクを表す。すなわち、本発明によれば、従来のトルクから図のAで示す分だけトルクを低減させることができ、全体のトルクがBの範囲内に納まった。 A state in which the second drive system Y is provided to reduce the torque of the traction motor is as shown in FIG. A graph indicated by a broken line in FIG. 5 represents the conventional torque, and a solid line graph represents the torque according to the present invention. That is, according to the present invention, the torque can be reduced by the amount indicated by A in the figure from the conventional torque, and the entire torque is within the range of B.
更に、図4に示すトルクリミッタ50を介して駆動力を伝達することにより図のDで示す分だけトルクを低減させることができ、全体のトルクがCの範囲内に納まった。
Further, by transmitting the driving force via the
また、図6は、図2の構成において、摺擦ローラ30の速度比と、当該摺擦ローラ30の摩耗量及び感光体ドラム2の駆動トルクの関係を表す。同図からわかるように、感光体ドラム2のトルクを低減させるためには、速度比を1.1以上とする必要があるが、摺擦ローラ30の摩耗量を考慮すると、速度比を1.3以下にするのが好ましいと考えられる。
FIG. 6 shows the relationship between the speed ratio of the rubbing
尚、本発明の実質上等しい速度とは、社会通念上等しいと考えられる速度のことである。 In addition, the substantially equal speed of the present invention is a speed that is considered to be equal for social reasons.
本発明に係る駆動装置は、電子写真方式による複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置用の像担持体の駆動装置として効果的に利用することができる。 The drive device according to the present invention can be effectively used as a drive device for an image carrier for an image forming apparatus such as an electrophotographic copying machine, a printer, or a facsimile.
1 画像形成装置
2 感光体ドラム(像担持体)
3 転写ベルト
4 主帯電器
5 レーザ照射装置
7 現像装置
12 駆動ローラ
13 従動ローラ
15 バイアス印加用転写ローラ
18 第一の駆動モータ
19 第二の駆動モータ
20 トラクション減速装置
22 出力軸
25 駆動軸
30 摺擦ローラ
40 プーリ
41 ベルト
42 プーリ
50 トルクリミッタ
X 第一の駆動系
Y 第二の駆動系
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 Transfer belt 4 Main charger 5
Claims (7)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2006053454A JP2007232968A (en) | 2006-02-28 | 2006-02-28 | Drive device for image carrier or the like |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006053454A JP2007232968A (en) | 2006-02-28 | 2006-02-28 | Drive device for image carrier or the like |
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ID=38553638
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JP (1) | JP2007232968A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009139433A (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
-
2006
- 2006-02-28 JP JP2006053454A patent/JP2007232968A/en active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2009139433A (en) * | 2007-12-03 | 2009-06-25 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus |
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