JP4559199B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
転写ベルトは感光体ドラムにバネ部材で常時押圧されており、転写ベルトを離間させる場合にはカムを回転させ、一つの支点回りに回動自在に設けられたアームを上記バネ部材の付勢力を減じる方向に変位させるようになっている。
離間位置からカムが逆方向に回転すると、アームはバネ部材の付勢力で戻され、転写ベルトは感光体ドラムに当接する。この転写ベルトの当接過程において、アームを介してカムは回転方向への付勢力を受け、正規の回転よりも加速される。
カムの加速が生じると、カムの駆動源であるモータの回転時間から接離クラッチの制御タイミングが図れなくなり、狙いのポジションでの停止が難しくなる。
これを防止すべくカムストッパ等を設けると、それに当たる際の衝撃が大きくなりすぎて騒音や耐久性等の問題が生じる。
ブレーキ手段は所定位置に固定されているとともに、可動部材としてのアームとは別個独立に設けられている。
このため、従来においては、ブレーキ部の設定にデリケート性が存在し、設定技量(調整技量)の優劣によって減速作用が大きく変化し、一定の減速機能が得られないという懸念があった。
まず、図8に基づいて、本実施形態における画像形成装置としてのカラープリンタの構成の概要を説明する。装置本体の中央部には、中間転写体としての中間転写ベルト(無端ベルト)11を有する転写ベルトユニット10と4つの画像ステーションが配置されている。転写ベルトユニット10は支持部材としてのフレーム14をベースとしている。
各画像ステーションは像担持体としての感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkをそれぞれ有し、その回りには専用の帯電装置30Y、30C、30M、30Bk、現像装置50Y、50C、50M、50Bk、クリーニング装置40Y、40C、40M、40Bkが配置されている。
装置本体上部には、トナーを補給するトナーボトル群9が設けられている。各トナーボトルには、図中左からイエロー(Y)、シアン(C)、マゼンタ(M)、黒(Bk)のトナーが充填されており、ここから図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置50Y、50C、50M、50Bkに補給される。
予め、帯電装置30Y、30C、30M、30Bkによって一様に帯電された感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bkは、光書込み装置8によりレーザー光にて露光走査され、感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bk上に静電潜像が作られる。
次に、1次転写ローラ12Y、12C、12M、12Bkに1次転写電圧が印加され、感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bk上のトナーが、中間転写ベルト11上に順次転写されていく。この時各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。
なお、感光体ドラム20Y、20C、20M、20Bk上の残留トナーは、それぞれのクリーニング装置40Y、40C、40M、40Bkでクリーニングされ、その後、直流に交流成分のバイアスが重畳印加された帯電装置30Y、30C、30M、30Bkによって除電と同時に帯電され、次の作像に備える。
また、中間転写ベルト11上の残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置13によってクリーニングされ、次の作像工程に備える。
図1では感光体ドラム20Y、20C、20M、20BKのみを表示しているが、上述のように実際には帯電装置や現像装置等を備えたプロセスユニットとして構成される。従って、以下、「プロセスユニット20Y、20C、20M、20BK」ともいう。
モノクロ作像時には、図2に示すように、後述するカム駆動機構60の動作により中間転写ベルト11がプロセスユニット20Y、20C、20Mから離間される。すなわち、中間転写ベルト11はブラック色対応のプロセスユニット20BKにのみ接触した状態となる。
可動部材62は全体としてプロセスユニット20Y、20C、20Mの配置方向に沿って延びるアーム状に形成されており、1次転写ローラ12Y、12C、12Mを一体に備えている。可動部材62はYCMステーションと称することもできる。
図1に示すように、偏心カム63の近傍(図中右側)には、可動部材62を偏心カム63に当接する方向に付勢する付勢手段としてのバネ65が設置されている。バネ65の上端部はフレーム14に形成された係止片14aに掛けられており、下端部は可動部材62の下端に形成された係止片62aに掛けられている。
バネ65の付勢力により、可動部材62は当接部62bにより偏心カム63のカム面に当接する。
ブレーキ手段66は、図3に示すように、可動部材62の底面62cと、垂直壁62dに面合わせ状態に設置されている。
ブレーキ手段66は、弾性部材としての発泡ウレタン(発泡PUR)66aと、カム面に接触する摩擦係数の低い摺動部材としてのPET(ポリエチレンテレフタレート)フィルム66bの2層構造を有してプレート状に形成されており、垂直壁62dに両面テープ67で貼り付けられている。
固定方法としては接着材を用いてもよい。また、表層の摺動部材としては他に発泡ウレタンフィルム(PURフィルム)等を採用することができる。
表面にPETフィルム66bを設けることにより、適度な滑りやすさを確保することができ、ブレーキ機能は発泡ウレタン66aの偏心カム63に対する食い込み量及び発泡密度により容易にコントロールすることができる。
摩擦係数の観点から、軽めのブレーキ機能を得るには表面層としてPETフィルム66bを、重めのブレーキ機能を得るには表面層としてPURフィルムを用いるのが望ましい。
偏心カム63は、駆動ユニット64により駆動を受けて動作するが、中間に位置するカップリング(クラッチ)68のワンウェイクラッチのような構造上、角加速モーメントが加わった際には、駆動ユニット64の回転により定まる角度位置よりも先行して回ってしまうことがある。
このような不具合は、カップリング68の構造を変更することにより改善を図ることもできるが、特許文献1に開示されるような半回転クラッチを用いる構造では、必然的にカムの先行回転を許容してしまうため、ブレーキの搭載が望ましい。本実施形態においても同様の観点からブレーキ手段66が設けられている。
可動部材62は、バネ65の付勢力及び中間転写ベルト11の張力により付勢されて偏心カム63に当接している。
この位置を偏心カム63のホームポジションとすると、モノクロ作像時には、図示しない制御部(例えば画像形成装置のメインコントローラ)から駆動ユニット64へ指令信号が出され、偏心カム63が時計回り方向(矢印A方向)に回転し始める。
この中間転写ベルト11の離間過程において、偏心カム63にはその回転方向と同一方向にバネ65の付勢力及び中間転写ベルト11の張力が作用し、角加速度を生じさせる加速モーメントが生じる。
しかしながら、この角加速度はブレーキ手段66によって打ち消される。その原理を以下に説明する。
角加速分力P1は、偏心カム63のカム面がブレーキ手段66に当接することにより、その摺動抵抗により打ち消され、その結果、偏心カム63の先行回転は抑制される。
偏心カム63のように、カムの最高部(最大径領域)と最低部(最短径領域)が略180°で対向する場合、前述のような加速モーメントは略直角部付近で最高となることが判る。
従って、その範囲内にてブレーキ手段66によるブレーキ機能(減速機能)を作用させることが効果的である。略直角範囲でなく鋭角あるいは鈍角位置でブレーキ機能を作用させると、駆動ユニット64への負荷が増大する。
特許文献1で示した従来技術のように、可動部材62との関係においてブレーキ手段66が別個独立に固定されていると仮定した場合、ブレーキ手段66の減速作用が大きすぎると偏心カム63がロックする(駆動ユニット64の負荷が異常に大きくなる)可能性がある。
すなわち、ブレーキ手段66が偏心カム63から受ける力にロックを引き起こそうとする力が幾分存在していたとしても、その余分の力はそのまま可動部材62の変位(移動)に消費される。
このことは、ブレーキ手段66の設定の自由度、すなわち弾性部材の密度や食い込み量、摺動部材の材料選定等の自由度の大きさ(ブレーキ手段の設定の容易さ)を意味する。
本実施形態におけるブレーキ手段70は、板バネをV字状に折り曲げて構成されており、基端部70aを可動部材62の垂直壁62dに固定することにより可動部材62に片持ち梁方式で一体に取り付けられている。
自由端部70bに偏心カム63のカム面が当接すると、自由端部70bは弾性変位し、摺動抵抗と自由端部70bの弾性復元力により、第1の実施形態と同様のブレーキ機能(減速機能)が得られる。
図10に示すように、両端部がそれぞれ可動部材62の底面62cと垂直壁62dに固定された板バネからなる両持ち梁方式のブレーキ手段71としてもよい(第3の実施形態)。
バネ74の一端側は可動部材62の垂直壁62dに固定されており、他端側はベルト73の上端部に連結されている。ベルト73の下端側は可動部材62の底面62cに固定されている。
本実施形態ではバネ74のバネ定数を変えることにより容易にブレーキ機能を調整することができる。
図12に示すように、両端部がそれぞれ可動部材62の底面62cと垂直壁62dに固定された弾性ベルトからなるブレーキ手段75としてもよい(第5の実施形態)。
20 像担持体としての感光体ドラム
62 可動部材
62b 当接部
63 カムとしての偏心カム
63a 回転中心
66、70、71、72、75 ブレーキ手段
66a 弾性部材としての発泡ウレタン
66b 摺動部材としてのポリエチレンテレフタレートフィルム
67 両面テープ
73 ベルト
74 付勢部材としてのバネ
Claims (11)
- 像担持体と、
上記像担持体と対向する無端状の転写ベルトと、
上記転写ベルトの内側に設けられる転写部材と、
カムと、該カムに当接する方向に付勢されると共に上記転写部材を備えた可動部材とを有し、上記カムの回転により上記可動部材を上記像担持体に近づいたり離れたりする方向に変位させるカム駆動機構と、
を備え、上記カム駆動機構により上記可動部材及び上記転写部材を変位させて、上記像担持体に対して、上記転写ベルトを接離させる画像形成装置において、
上記カム駆動機構は、上記可動部材の当接部が上記カムの回転中心に近づく変位過程で上記カムに当接して上記カムを減速させるブレーキ手段を有し、該ブレーキ手段は上記可動部材に一体に設けられていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1記載の画像形成装置において、
上記ブレーキ手段は上記可動部材の垂直壁に設けられ、該垂直壁は上記可動部材の変位方向に対して略平行であり、上記ブレーキ手段の上記カムに当接する面が、上記可動部材の変位方向に対して略平行であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2記載の画像形成装置において、
上記ブレーキ手段が、弾性部材と、上記カムに当接する摺動部材の2層構造であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項3記載の画像形成装置において、
上記摺動部材がフィルム状をなし、上記弾性部材に接着又は両面テープにより貼り付けられていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項4記載の画像形成装置において、
上記弾性部材が発泡ウレタンであり、上記摺動部材がポリエチレンテレフタレートフィルム又は発泡ウレタンフィルムであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2記載の画像形成装置において、
上記ブレーキ手段が、板バネの弾性復元力を利用した片持ち梁であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2記載の画像形成装置において、
上記ブレーキ手段が、板バネの弾性復元力を利用した両持ち梁であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2記載の画像形成装置において、
上記ブレーキ手段が、上記カムに接触するベルトと、該ベルトにテンションを与える付勢部材とを有していることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1又は2記載の画像形成装置において、
上記ブレーキ手段が弾性ベルトであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項1乃至9のうちの何れか1つに記載の画像形成装置において、
前記転写ベルトは中間転写ベルトであり、該中間転写ベルト上のトナーをクリーニングするクリーニング装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項10記載の画像形成装置において、
上記中間転写ベルトは支持部材に回転可能に支持されているとともに、上記可動部材は上記中間転写ベルトの内側において上記支持部材に支持され、上記可動部材の変位により上記中間転写ベルトを上記像担持体に対して接離させることを特徴とする画像形成装置。
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