JP4894230B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動源から現像器の駆動軸へ動力を伝達するための動力伝達手段を備えた画像形成装置に関する。

感光体ドラムなどの像担持体に形成された各色のトナー像を中間転写ベルトに順次一次転写（多重転写）し、中間転写ベルトに各色のトナー像を重ね合わせてカラートナー像を形成した後、そのカラートナー像を中間転写ベルトから記録用紙へ二次転写して、カラー画像の形成を行う画像形成装置は、従来から知られている。

このような画像形成装置にあっては、像担持体の回転むらによって発生するバンディング（濃淡によるすじ）を低減するために、像担持体の駆動軸にフライホイールを設けることが一般的に行われている。しかしながら、昨今では、現像器の現像性の向上などによって、現像器の回転むらによってもバンディングが発生することが多くなって来ている。

現像器の回転むらの原因となるのは、現像剤の寿命を延ばすために、現像器の回転を止めるクラッチのガタつき等に起因するものや、動力伝達系の減速ギア列の噛合誤差等である。その対策としては、現像器と像担持体の駆動系から極力ギアを廃止して、タイミングベルトで駆動する構成（例えば、特許文献１参照）や、現像器の周辺に摺動部材を配設して、ブレーキ効果を付与する構成（例えば、特許文献２参照）、或いは現像器の駆動ギア列の連結関係を工夫する構成（例えば、特許文献３参照）などが提案されている。

しかしながら、よりバンディングの少ない画像を得るためには、上記のような構成では、得られる効果が充分とは言えない。充分な効果を得るためには、現像器の駆動軸自体に大きなイナーシャ効果を持ったフライホイールを取り付けることが望ましいが、一般的な画像形成装置では、現像器のすぐ隣に像担持体があり、像担持体の駆動軸にフライホイールを取り付けることが優先されるため、現像器の駆動軸自体にフライホイールを取り付けるスペースを確保することができない。
特開２０００−３４７４７２号公報 特開２００１−３５６６０３号公報 特開２００３−２８０３２２号公報

そこで、本発明は、上記事情に鑑み、現像器の駆動軸自体にフライホイールを取り付けるスペースを確保することなく、現像器の駆動軸における回転むらを低減でき、バンディングの発生を軽減できる画像形成装置を得ることを目的とする。

上記の目的を達成するために、本発明に係る請求項１に記載の画像形成装置は、駆動源の動力伝達方向下流側に配置され、前記駆動源から動力が伝達される減速ギア列と、前記減速ギア列の動力伝達方向下流側に配置され、前記減速ギア列から動力が伝達されるとともに、フライホイールが取り付けられた第１伝達軸と、前記第１伝達軸よりも動力伝達方向上流側に配設され、前記駆動源から前記第１伝達軸への動力伝達をＯＮ／ＯＦＦするクラッチと、前記第１伝達軸に固定された駆動プーリーと、前記駆動プーリーからギア列を用いることなくタイミングベルトを介して動力が伝達される従動プーリーと、前記従動プーリーが固定された第２伝達軸と、前記第２伝達軸に設けられ、現像器の駆動軸に動力を伝達するカップリングと、を備えたことを特徴としている。

請求項１に記載の発明によれば、現像器の駆動軸自体にフライホイールを取り付けるスペースを確保することなく、現像器の駆動軸に対してイナーシャ効果を付与することができる。

また、第１伝達軸よりも動力伝達方向上流側に動力伝達をＯＮ／ＯＦＦするクラッチが配設されているので、そのクラッチのガタつきによる影響を受けることなく、現像器の駆動軸に対してイナーシャ効果を付与することができる。

したがって、現像器の駆動軸における回転むらを低減することができ、バンディングの発生を軽減することができる。

以上のように、本発明によれば、現像器の駆動軸自体にフライホイールを取り付けるスペースを確保することなく、現像器の駆動軸における回転むらを低減でき、バンディングの発生を軽減できる画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の最良な実施の形態について、図面に示す実施例を基に詳細に説明する。図１は本発明に係る画像形成装置１０の概略構成図である。画像形成装置１０は、図示しないコンピューター等の画像データ入力装置から送られて来るカラー画像情報に基づいて画像処理を行い、電子写真方式によって記録用紙Ｐにカラー画像を形成するものである。

画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２と給紙装置１４と排紙装置１６とを有している。画像形成装置本体１２には、画像形成装置１０全体を制御する制御部１８と、画像形成装置１０の各種情報を表示するとともに、各種操作を行う操作パネル（図示省略）が備えられている。

また、画像形成装置本体１２には、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像を形成する画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが備えられている。なお、以下において、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する必要がある場合には、符号の後にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの英字を付し、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを区別する必要が無い場合には、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの英字を省略して説明する。

画像形成装置本体１２は、バックアップロール３４と複数の張架ロール３２によって張架された無端状の中間転写ベルト３０を有しており、その中間転写ベルト３０の進行方向（矢印Ｂで示す）に対して、画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが、この順番で配設されている。

そして、中間転写ベルト３０は、各画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの像担持体（以下「感光体ドラム」という場合もある）２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋと、それぞれ対向して配設される一次転写ロール３６Ｙ、３６Ｍ、３６Ｃ、３６Ｋとの間に挿通されている。なお、中間転写ベルト３０はポリイミド製であり、その厚さは約８０μｍとされている。

次に、各画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの構成と、中間転写ベルト３０への画像形成の動作を、イエロートナー画像を形成する画像形成ユニット２０Ｙを例に採って説明する。まず、像担持体としての感光体ドラム２２Ｙが、帯電器２４Ｙにより表面が一様に帯電される。次に、露光装置２５Ｙによりイエロー画像に対応する像露光がなされ、感光体ドラム２２Ｙの表面にイエロー画像に対応する静電潜像が形成される。

イエロー画像に対応する静電潜像は、現像装置２６Ｙによって現像され、イエロートナー画像となる。イエロートナー画像は、一次転写ロール３６Ｙの圧接力と、一次転写ロール３６Ｙに印加された転写バイアスによる静電吸引によって、中間転写ベルト３０上に転写される。

一次転写後、感光体ドラム２２Ｙに残留した未転写残留イエロートナーは、感光体ドラムクリーニング装置２８Ｙのクリーニングブレード２９Ｙによって掻き取られ、除去される。そして、感光体ドラム２２Ｙの表面は、除電装置（図示省略）によって除電された後、次の画像形成サイクルのため、帯電器２４Ｙにより再び帯電される。

このような画像形成工程が、各画像形成ユニット２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの相対的な位置の違いを考慮したタイミングで、他の画像形成ユニット２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋにおいても同様に行われ、中間転写ベルト３０上に、順次、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色トナー像が重ねられ、フルカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト３０に形成されたフルカラートナー像は、所定のタイミングで二次転写位置Ａへと搬送される記録用紙Ｐに、中間転写ベルト３０を支持するバックアップロール３４と、バックアップロール３４に圧接する二次転写ロール３８との圧接力、及び二次転写ロール３８に印加された転写バイアスによる静電吸引力によって転写される。

記録用紙Ｐは、画像形成装置本体１２の側方に配置された給紙装置１４の給紙カセット４０に収容されている。そして、記録用紙Ｐは、給紙カセット４０から、給紙機構４２によって給紙される。給紙機構４２によって給紙された記録用紙Ｐは、搬送機構４４の複数の搬送ロール４６及びレジストロール４８によって、所定のタイミングで二次転写位置Ａへ送られる。

そして、上記したように、バックアップロール３４と二次転写ロール３８とによって、中間転写ベルト３０からフルカラートナー像が一括して記録用紙Ｐに転写される。なお、中間転写ベルト３０からフルカラートナー像が転写された記録用紙Ｐは、中間転写ベルト３０から離隔し、二次転写位置Ａの下流側に配設された搬送ベルト３１によって定着装置５０へと搬送される。

定着装置５０は、熱伝導性の高い金属性コアの内部にハロゲンランプなどの加熱源を備える加熱定着ロール５２を備えている。また、定着ベルト用ロール５４に張架された定着ベルト５６が、加熱定着ロール５２にラップしている。そして、フルカラートナー像を担持した面が加熱定着ロール５２側とされた記録用紙Ｐが、加熱定着ロール５２と定着ベルト５６とで把持搬送されるが、この際、そのフルカラートナー像が、熱と圧力によって記録用紙Ｐに定着される。

なお、加熱定着ロール５２には、シリコンオイルなどの離型剤が離型剤塗布装置５８によって塗布されている。このため、記録用紙Ｐ上のフルカラートナー像が加熱定着ロール５２に転移する、いわゆるオフセットが防止されている。定着装置５０でフルカラートナー像が定着された記録用紙Ｐは、排紙装置１６に送られる。排紙装置１６に送られた記録用紙Ｐは、排紙処理装置６０を経由して排紙トレイ６２に排出される。

一方、バックアップロール３４と二次転写ロール３８とによって、記録用紙Ｐに転写されなかった中間転写ベルト３０上の未転写残留トナーは、中間転写ベルトクリーニング装置６４のクリーニングブレード６５で掻き取られ、除去される。

なお、この画像形成装置１０は、一方の面にフルカラートナー像が定着された記録用紙Ｐを反転し、再びその記録用紙Ｐを二次転写位置Ａへと搬送して、他方の面にも中間転写ベルト３０から新たなフルカラートナー像を転写する（記録用紙Ｐの両面に画像を形成する）、いわゆる両面印刷機能を備えている。

具体的には、記録用紙Ｐは、その他方の面が中間転写ベルト３０側となるように排紙処理装置６０で反転された後、反転搬送路６６を介して搬送機構４４に搬送され、再度その搬送機構４４によって、所定のタイミングで二次転写位置Ａへ送られる。そして、その他方の面にフルカラートナー像が転写された記録用紙Ｐは、上記と同様に、定着装置５０によって、その他方の面のフルカラートナー像が定着され、排紙処理装置６０によって排紙トレイ６２に排出される。

以上のような構成の画像形成装置１０において、次に、像担持体（感光体ドラム）２２と現像装置２６の駆動系（動力伝達手段）について説明する。図２で示すように、駆動源としての駆動モーター７０からの回転駆動力は、減速ギア列７２を介して伝達軸８６へ伝達される。すなわち、駆動モーター７０の回転軸７０Ａの先端にギア７４が設けられ、そのギア７４が、クラッチ部８０における回転軸８０Ａの一端に設けられたギア７６に噛合している。

また、その回転軸８０Ａの他端にはギア７８が設けられ、そのギア７８に、ギア８２が噛合している。このギア８２は、フライホイール部８４に設けられた伝達軸８６（図示しないフライホイールが取り付けられた伝達軸８６）の下部に設けられている。また、この伝達軸８６の下端には、駆動プーリー８８が固着され、この駆動プーリー８８にはタイミングベルト９０が巻回されている。

タイミングベルト９０は、所定の位置に配設された従動プーリー９２にも巻回されており、タイミングベルト９０に対して、内方側から摺接するプーリー９６と、外方側から摺接するプーリー９８によって、平面視で略９０度に曲折された状態で、駆動プーリー８８と従動プーリー９２との間に架け渡されている。そして、このタイミングベルト９０には、従動プーリー９２の近傍において、外方側からテンションプーリー９４が圧接する構成とされている。

また、図３でも示すように、従動プーリー９２は、伝達軸１０２の一端に固着されており、伝達軸１０２の他端にはカップリング１００が取り付けられている。このカップリング１００に、現像装置２６の駆動軸２６Ａが取り付けられて（保持されて）、現像装置２６が駆動する構成になっている。

なお、感光体ドラム２２の駆動軸２２Ａは、図２で示す筐体６８内に設けられた図示しない駆動モーターによって回転駆動する構成である。すなわち、その駆動モーターによる回転駆動力が、図示しない減速ギア列及びフライホイール部を介して伝達軸１０４に伝達され、その伝達軸１０４の他端に、カップリング１０６が取り付けられている。このカップリング１０６に、感光体ドラム２２の駆動軸２２Ａが取り付けられて（保持されて）、感光体ドラム２２が駆動する構成になっている。

次に、このような構成とされた動力伝達手段の作用について説明する。駆動モーター７０からの回転駆動力は、減速ギア列７２を構成する各ギア７４、７６、７８、８２を介してフライホイール部８４の伝達軸８６に伝達される。フライホイール部８４の伝達軸８６には駆動プーリー８８が固着され、その駆動プーリー８８と従動プーリー９２との間にタイミングベルト９０が巻回されている。

したがって、伝達軸８６を介して駆動プーリー８８へ伝達された回転駆動力は、タイミングベルト９０によって従動プーリー９２へ伝達され、その従動プーリー９２が固着されている伝達軸１０２に伝達される。伝達軸１０２には、現像装置２６の駆動軸２６Ａに動力を伝達するカップリング１００が設けられているので、伝達軸１０２に伝達された回転駆動力により、駆動軸２６Ａは、回転むらが低減された状態で回転することができる。

つまり、駆動モーター７０からの回転駆動力を、フライホイール部８４を介して、現像装置２６の駆動軸２６Ａに伝達することができるので、現像装置２６の駆動軸２６Ａに対してイナーシャ効果を付与することが可能となる。したがって、現像装置２６の駆動軸２６Ａにおける回転むらを低減することができ、その回転むらによって発生するバンディングを充分に低減することができる。

なお、フライホイール部８４よりも、回転駆動力の伝達方向上流側に、減速ギア列７２が配置されているので、その減速ギア列７２によって発生する噛合誤差に起因する悪影響は解消される。また、フライホイール部８４よりも、回転駆動力の伝達方向下流側は、タイミングベルト９０及びカップリング１００によって回転駆動力を伝達する構成とし、ギアを使用して回転駆動力を伝達する構成にしていないので、従来のようにギアを使用して伝達していたときの噛合誤差による回転むらも解消することができる。

更に、駆動モーター７０から現像装置２６の駆動軸２６Ａへの動力伝達をＯＮ／ＯＦＦするクラッチ部８０は、フライホイール部８４（伝達軸８６）よりも、回転駆動力の伝達方向上流側に配設されているので、クラッチ部８０のガタつき等による回転むらの悪影響を、そのフライホイール部８４によって減衰することができる。したがって、クラッチ部８０が配設されている駆動系でも、現像装置２６の駆動軸２６Ａの回転むらによって発生するバンディングを充分に低減することができる。

以上、説明したように、従来の画像形成装置では、現像装置２６の駆動軸２６Ａに対してフライホイールを配設すること（イナーシャ効果を付与すること）が困難であったが、本発明に係る画像形成装置１０によれば、現像装置２６の駆動軸２６Ａに対してイナーシャ効果を付与することができる。したがって、その駆動軸２６Ａにおける回転むらを低減することができる。なお、フライホイールは、ＳＵＳ等の金属で構成されることが好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置１０は、上記した実施の形態に限定されるものではない。上記実施形態では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色のトナーを用いる画像形成装置１０を例に採って説明したが、４色に限定されるものではなく、ライトマゼンタ等、他の色を追加した５色以上の画像形成装置にも適用可能である。また、３色以下の画像形成装置にも適用可能である。

本発明に係る画像形成装置を模式的に示す概略構成図 現像装置と感光体ドラムの駆動系を示す概略斜視図 現像装置と感光体ドラムの駆動系を示す概略斜視図

符号の説明

１０ 画像形成装置
２０ 画像形成ユニット
２２ 感光体ドラム（像担持体）
２２Ａ 駆動軸
２６ 現像装置（現像器）
２６Ａ 駆動軸
７０ 駆動モーター（駆動源）
７２ 減速ギア列
８０ クラッチ部
８４ フライホイール部
８６ 伝達軸（第１伝達軸）
８８ 駆動プーリー
９０ タイミングベルト
９２ 従動プーリー
９４ テンションプーリー
１００ カップリング
１０２ 伝達軸（第２伝達軸）

Claims (1)

1. 駆動源の動力伝達方向下流側に配置され、前記駆動源から動力が伝達される減速ギア列と、
   前記減速ギア列の動力伝達方向下流側に配置され、前記減速ギア列から動力が伝達されるとともに、フライホイールが取り付けられた第１伝達軸と、
   前記第１伝達軸よりも動力伝達方向上流側に配設され、前記駆動源から前記第１伝達軸への動力伝達をＯＮ／ＯＦＦするクラッチと、
   前記第１伝達軸に固定された駆動プーリーと、
   前記駆動プーリーからギア列を用いることなくタイミングベルトを介して動力が伝達される従動プーリーと、
   前記従動プーリーが固定された第２伝達軸と、
   前記第２伝達軸に設けられ、現像器の駆動軸に動力を伝達するカップリングと、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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