JP2002156844A - 画像形成装置の回転カム機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】偏芯カム部の回転角度（回転位置）に対する高
精度かつ安定した制御を実現するとともに、スプリング
クラッチを用いた場合の異音発生や摩耗の加速による初
期設定の狂いを解消する。 【解決手段】回転軸２に偏芯カム部（主偏芯カム部）３
ａ，３ｂを設け、この回転軸２の回転により偏芯カム部
３ａ，３ｂに圧接させた従動部（主従動部）４ａ，４ｂ
を変位させる画像形成装置Ｍの回転カム機構１を構成す
るに際して、回転軸２により回転し、かつ主偏芯カム部
３ａ，３ｂに対して回転トルクが逆位相となる副偏芯カ
ム部５と、この副偏芯カム部５に圧接する副従動部６に
より、主偏芯カム部３ａ，３ｂに基づく回転トルクの変
動を相殺するバランサ機構部７を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転軸により回転
する偏芯カム部に圧接させた従動部を変位させる画像形
成装置の回転カム機構に関する。

【０００２】

【従来の技術】一般に、代表的な画像形成装置として
は、図６に示す多色電子写真装置Ｍｏが知られている。

【０００３】同図に示す多色電子写真装置Ｍｏにおい
て、６１は露光ユニット、６２は感光体、６３ａ，６３
ｂ，６３ｃ，６３ｄは四色（イエロー，マゼンタ，シア
ン，ブラック）の現像器、６４は中間転写ユニット、６
５は定着器をそれぞれ示す。また、中間転写ユニット６
４において、７１は駆動ローラ、７２はアイドラロー
ラ、７３はバックアップローラ、７４はベルトテンショ
ンローラ、７５は一次転写ローラ、７６はローラ７１〜
７５に架け渡した無端の転写ベルトをそれぞれ示す。さ
らに、バックアップローラ７３の下方には、転写ベルト
７６に対する圧接位置又は離間位置に変位する二次転写
ローラ１０を備えるとともに、アイドラローラ７２の近
傍には、転写ベルト７６に対する圧接位置又は離間位置
に変位するクリーナ７７を備える。なお、Ｓａ，Ｓｂは
給紙トレイ、Ｒは用紙搬送路、Ｓｅは排紙トレイ、Ｗは
画像読取部をそれぞれ示す。

【０００４】これにより、カラー写真等の原画は、画像
読取部Ｗにより読取られてカラー画像信号に変換される
とともに、このカラー画像信号は露光ユニット６１に付
与されてレーザ光に変換される。そして、レーザ光Ｌは
感光体６２に投光され、均一に帯電した感光体６２の表
面には露光による静電潜像が形成される。さらに、感光
体６２を介して、中間転写ユニット６４における転写ベ
ルト７６の表面には、一次転写ローラ７５に印加するバ
イアスにより一番目の現像器６３ａのトナーが一次転写
されるとともに、順次、二番目〜四番目の現像器６３ａ
〜６３ｄのトナーが一次転写される。この結果、転写ベ
ルト７６の表面には四色のトナー像が形成される。一
方、離間（リリース）した二次転写ローラ１０は、記録
用紙Ｐ（図２）が進入する直前に上昇させて転写ベルト
７６に圧接させる。これにより、転写ベルト７６上のト
ナー像は、記録用紙Ｐに一括転写される。なお、クリー
ナ７７は二次転写後の残留トナーが進入する直前に、転
写ベルト７６に当接させる。これにより、転写ベルト７
６上の残留トナーが除去される。また、ベルトテンショ
ンローラ７４，一次転写ローラ７５，二次転写ローラ１
０及びクリーナ７７は、転写の開始／終了等に対応し
て、転写ベルト７６に対する圧接又は離間を繰り返す。

【０００５】この場合、二次転写ローラ１０は、図１及
び図２に示すリリース機構部９により支持される。この
リリース機構部９は、左右に配したシャーシ２１と２２
間に架設した支軸２３により、中間部が回動自在に支持
されるレバー部材２４を備える。レバー部材２４の両側
には折曲したブラケット部２４ａ，２４ｂを一体形成
し、このブラケット部２４ａと２４ｂ間に架設した軸部
２５により、二次転写ローラ１０が回動自在に支持され
る。また、ブラケット部２４ａ，２４ｂとシャーシ２
１，２２間には、左右一対のスプリング２６ａ…をそれ
ぞれ架け渡す。これにより、二次転写ローラ１０は転写
ベルト７６に対して圧接する方向に付勢される。

【０００６】一方、レバー部材２４の他側には、軸部２
７により回動自在に支持される左右一対の従動ローラ２
８ａ，２８ｂ（従動部４ａ，４ｂ）を備える。また、シ
ャーシ２１，２２により回動自在に支持される回転軸２
を備え、この回転軸２の一端には、図１に示すように、
スプリングクラッチ２９を介して被動ギア３０を結合す
る。この被動ギア３０には図示しない駆動モータの回転
が回転伝達機構を介して回転伝達される。さらに、回転
軸２の中間部には左右一対の偏芯カム部３ａ，３ｂを取
付け、この偏芯カム部３ａ，３ｂの周面に上述した従動
ローラ２８ａ，２８ｂをそれぞれ圧接させる。これによ
り、回転軸２を間欠的に回転させれば、偏芯カム部３
ａ，３ｂの回転角度に応じて従動ローラ２８ａ，２８ｂ
が昇降し、二次転写ローラ１０は、転写ベルト７６に対
する圧接位置（セット位置）又は離間位置（リリース位
置）に選択的に変位する。以上により、従来の回転カム
機構が構成される。

【０００７】そして、回転軸２を回転させる場合には、
スプリングクラッチ２９のソレノイドに通電し、内蔵す
るスプリングを締まる方向に回転させて入力軸と出力軸
を接続するとともに、回転軸２（偏芯カム部３ａ，３
ｂ）を停止させる場合には、ソレノイドの通電を遮断
し、内蔵するスプリングを解放させることにより入力軸
と出力軸を切離する。

【０００８】ところで、このような回転カム機構の場
合、偏芯カム部３ａ，３ｂを回転させる際の回転トルク
の特性は、図５に示す特性Ｔｒのようになり、偏芯カム
部３ａ，３ｂの回転角度に応じて大きく変動する。特
に、回転トルクが大きい回転角度から急激に小さくなる
変動過程では、スプリングクラッチ２９の入力軸に付与
される回転速度よりも偏芯カム部３ａ，３ｂの回転速度
が速くなるいわゆる自転現象が発生しやすい。このた
め、従来の回転カム機構では、回転軸２にトルクリミッ
タを取り付け、これにより、回転軸２（偏芯カム部３
ａ，３ｂ）の自転現象を防止していた。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上述した多色
電子写真装置Ｍｏにおける従来の回転カム機構は、次の
ような問題点があった。

【００１０】第一に、偏芯カム部３ａ，３ｂの自転現象
を防止するトルクリミッタでは、負荷トルク（回転トル
ク）の全体が単にかさ上げされるに過ぎないため、負荷
トルクの変動自体は解消されず、偏芯カム部３ａ，３ｂ
の回転角度（回転位置）に対する高精度かつ安定した制
御を実現しにくい。

【００１１】第二に、トルクリミッタに基づく無用な負
荷トルクが発生するため、スプリングクラッチに内蔵す
るスプリングの動きがスムースに行われず、異音の発生
やスプリングによる締付部位のテーパ状摩耗が加速して
初期設定の狂いを発生しやすい。

【００１２】本発明は、このような従来の技術に存在す
る課題を解決したものであり、偏芯カム部の回転角度
（回転位置）に対する高精度かつ安定した制御を実現で
きるとともに、スプリングクラッチを用いた場合の異音
の発生や摩耗の加速による初期設定の狂いを解消できる
画像形成装置の回転カム機構の提供を目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段及び実施の形態】本発明
は、回転軸２に偏芯カム部（主偏芯カム部）３ａ，３ｂ
を設け、この回転軸２の回転により偏芯カム部３ａ，３
ｂに圧接させた従動部（主従動部）４ａ，４ｂを変位さ
せる画像形成装置Ｍの回転カム機構１を構成するに際し
て、回転軸２により回転し、かつ主偏芯カム部３ａ，３
ｂに対して回転トルクが逆位相となる副偏芯カム部５
と、この副偏芯カム部５に圧接する副従動部６により、
主偏芯カム部３ａ，３ｂに基づく回転トルクの変動を相
殺するバランサ機構部７を設けたことを特徴とする。こ
の場合、好適な実施の形態により、主従動部４ａ，４ｂ
は、多色電子写真装置Ｍｏにおける二次転写ローラ１０
をリリースさせるリリース機構部９の従動部に適用する
ことができる。また、回転軸２はスプリングクラッチ２
９を介して回転伝達される。

【００１４】これにより、バランサ機構部７に備える副
偏芯カム部５は、主偏芯カム部３ａ，３ｂに対して回転
トルクが逆位相となるため、主偏芯カム部３ａ，３ｂに
基づく回転トルクの変動が相殺され、この結果、主偏芯
カム部３ａ，３ｂの回転角度に関係なく回転トルクの大
きさ（絶対値）及び変動量は大幅に低減される。

【００１５】

【実施例】次に、本発明に係る好適な実施例を挙げ、図
面に基づき詳細に説明する。

【００１６】まず、本実施例に係る画像形成装置Ｍの回
転カム機構１の構成について、図１〜図４を参照して説
明する。なお、画像形成装置Ｍとして、前述した多色電
子写真装置Ｍｏ（図６）を例にとって説明する。

【００１７】最初に、回転カム機構１の基本構成につい
て説明する。前述したように、二次転写ローラ１０は、
リリース機構部９により支持される。リリース機構部９
は、左右に配したシャーシ２１と２２間に架設した支軸
２３により、中間部が回動自在に支持されるレバー部材
２４を備える。レバー部材２４の両側には折曲したブラ
ケット部２４ａ，２４ｂを一体形成し、このブラケット
部２４ａと２４ｂ間に架設した軸部２５により、二次転
写ローラ１０が回動自在に支持される。また、ブラケッ
ト部２４ａ，２４ｂとシャーシ２１，２２間には、左右
一対のスプリング２６ａ…をそれぞれ架け渡す。これに
より、二次転写ローラ１０は転写ベルト７６に対して圧
接する方向に付勢される。

【００１８】一方、レバー部材２４の他側には、軸部２
７により回動自在に支持される左右一対の主従動ローラ
２８ａ，２８ｂ（主従動部４ａ，４ｂ）を備える。ま
た、シャーシ２１，２２により回動自在に支持される回
転軸２を備え、この回転軸２の一端には、図１に示すよ
うに、スプリングクラッチ２９を介して被動ギア３０を
結合する。この被動ギア３０には図示しない駆動モータ
の回転が回転伝達機構を介して回転伝達される。さら
に、回転軸２の中間部には左右一対の主偏芯カム部３
ａ，３ｂを取付け、この主偏芯カム部３ａ，３ｂの周面
に上述した主従動ローラ２８ａ，２８ｂをそれぞれ圧接
させる。これにより、回転軸２を間欠的に回転させれ
ば、主偏芯カム部３ａ，３ｂの回転角度に応じて主従動
ローラ２８ａ，２８ｂが昇降し、二次転写ローラ１０
は、転写ベルト７６に対する圧接位置（セット位置）又
は離間位置（リリース位置）へ選択的に変位する。

【００１９】他方、このような基本構成に対して、バラ
ンサ機構部７を付設する。バランサ機構部７は副偏芯カ
ム部５を備え、この副偏芯カム部５は、一方のシャーシ
２１の外側面から突出した回転軸２の先端に取付ける。
副偏芯カム部５は、主偏芯カム部３ａ，３ｂに対して回
転トルク（負荷トルク）が逆位相となる。即ち、主偏芯
カム部３ａ，３ｂの偏芯方向に対して１８０゜反対方向
に偏芯させて設ける。また、前述した支軸２３は、一方
のシャーシ２１の外側面から外方へ延設させ、この延設
させた支軸２３の先端に、図３に示すレバー部材３１の
中間部を回動自在に取り付ける。そして、レバー部材３
１の一側とシャーシ２１間にはスプリング３２を架け渡
す。これにより、レバー部材３１は、前述したレバー部
材２４と同じ方向に付勢される。

【００２０】さらに、レバー部材３１の他側には、軸部
３３により回動自在に支持される副従動ローラ３４（副
従動部６）を設ける。この副従動ローラ３４は副偏芯カ
ム部５の周面に圧接する。なお、主偏芯カム部３ａ，３
ｂの径やレバー部材２４側におけるスプリング２５ａ…
の数量及び位置等に対して、副偏芯カム部５の径やレバ
ー部材３１側におけるスプリング３２の数量及び位置等
が異なる場合には、基本的に、主偏芯カム部３ａ，３ｂ
に基づく回転トルクの変動を相殺できるように、スプリ
ング３２の大きさや特性等を選定する。

【００２１】次に、本実施例に係る回転カム機構１の機
能について、図１〜図５を参照して説明する。

【００２２】回転カム機構１はバランサ機構部７を備え
るため、主偏芯カム部３ａ，３ｂに基づく回転トルクの
変動は相殺される。図５に示す特性Ｔｒは、バランサ機
構部７を設けない場合の主偏芯カム部３ａ，３ｂを回転
させた際の回転トルクを示す。一方、バランサ機構部７
を構成する副偏芯カム部５は、主偏芯カム部３ａ，３ｂ
に対して回転トルクが逆位相になるため、副偏芯カム部
５を回転させた際の回転トルクは、図５に示す特性Ｔｓ
となる。即ち、特性Ｔｓは、特性Ｔｒに対して逆位相特
性となる。この結果、特性Ｔｓと特性Ｔｒの合成特性は
図５に示すＴｏとなり、バランサ機構部７により主偏芯
カム部３ａ，３ｂに基づく回転トルクの変動が相殺され
る。

【００２３】これにより、主偏芯カム部３ａ，３ｂの回
転角度に関係なく回転トルクの大きさ（絶対値）や変動
量は大幅に低減され、従来の回転カム機構において発生
する自転現象は解消されるとともに、主偏芯カム部３
ａ，３ｂの回転角度（回転位置）に対する高精度かつ安
定した制御が可能となる。また、回転軸２にスプリング
クラッチ２９を接続した場合であっても、スプリングク
ラッチ２９による異音の発生や摩耗の加速による初期設
定の狂いは解消されるとともに、本実施例に係る回転カ
ム機構１は、多色電子写真装置Ｍｏにおける二次転写ロ
ーラ１０をリリースさせるリリース機構部９に適用した
ため、回転角度制御の正確性が確保され、高品質の画像
が形成される。

【００２４】以上、実施例について詳細に説明したが、
本発明はこのような実施例に限定されるものではなく、
細部の構成，形状，素材，数量等において、本発明の要
旨を逸脱しない範囲で任意に変更，追加，削除すること
ができる。例えば、副偏芯カム部５は、回転軸２に直接
設けた場合を示したが、この回転軸２により回転する他
の回転軸に設けてもよい。また、回転カム機構１として
ローラをリリースさせるリリース機構部９に適用した場
合を例示したが、リリース機構部以外の任意の回転カム
機構に利用できる。さらに、偏芯カム部３ａ，３ｂは円
形の場合を示したが非円形であっても同様に適用でき
る。なお、画像形成装置Ｍとして、レーザ複写機，レー
ザプリンタ，レーザファクシミリ等に用いる多色電子写
真装置Ｍｏを例示したが、多色電子写真装置Ｍｏ以外の
任意の画像形成装置にも同様に適用できる。

【００２５】

【発明の効果】このように、本発明に係る画像形成装置
の回転カム機構は、回転軸により回転し、かつ主偏芯カ
ム部に対して回転トルクが逆位相となる副偏芯カム部
と、この副偏芯カム部に圧接する副従動部により、主偏
芯カム部に基づく回転トルクの変動を相殺するバランサ
機構部を設けたため、次のような顕著な効果を奏する。

【００２６】（１） 主偏芯カム部の回転角度に関係な
く回転トルクの大きさ（絶対値）や変動量を大幅に低減
できる。したがって、従来の回転カム機構において発生
する自転現象を解消できるとともに、主偏芯カム部の回
転角度（回転位置）に対する高精度かつ安定した制御を
実現できる。

【００２７】（２） 回転軸にスプリングクラッチを接
続した場合であっても、スプリングクラッチによる異音
の発生や摩耗の加速による初期設定の狂いを解消でき
る。

【００２８】（３） 好適な実施の形態により、主従動
部を、多色電子写真装置における二次転写ローラをリリ
ースさせるリリース機構部の従動部に適用すれば、回転
角度制御の正確性を確保して高品質の画像を形成でき
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の好適な実施例に係る回転カム機構を備
える中間転写ユニットの一部破断背面図（図２中Ｘ方向
矢視図）、

【図２】同中間転写ユニットの図１中Ｙ−Ｙ線断面図、

【図３】同中間転写ユニットの図１中Ｚ方向矢視図、

【図４】図３の一部抽出拡大図、

【図５】回転角度対回転トルク特性図、

【図６】同回転カム機構を備える多色電子写真装置の原
理的構成図、

【符号の説明】

１ 回転カム機構 ２ 回転軸 ３ａ 偏芯カム部（主偏芯カム部） ３ｂ 偏芯カム部（主偏芯カム部） ４ａ 従動部（主従動部） ４ｂ 従動部（主従動部） ５ 副偏芯カム部 ６ 副従動部 ７ バランサ機構部 ９ リリース機構部 １０ 二次転写ローラ Ｍ 画像形成装置 Ｍｏ 多色電子写真装置

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 柳澤 和弘 長野県長野市稲里町下氷鉋1163番地 長野 日本無線株式会社内 Ｆターム(参考） 2H030 BB42 BB46 BB53 2H032 AA05 BA23 2H071 BA03 BA14 BA16 BA27 BA29 CA01 CA05 DA09 DA26

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸に偏芯カム部（主偏芯カム部）を
   設け、この回転軸の回転により前記偏芯カム部に圧接さ
   せた従動部（主従動部）を変位させる画像形成装置の回
   転カム機構において、前記回転軸により回転し、かつ前
   記主偏芯カム部に対して回転トルクが逆位相となる副偏
   芯カム部と、この副偏芯カム部に圧接する副従動部によ
   り、前記主偏芯カム部に基づく回転トルクの変動を相殺
   するバランサ機構部を設けたことを特徴とする画像形成
   装置の回転カム機構。
2. 【請求項２】 前記主従動部は、ローラをリリースさせ
   るリリース機構部に備えることを特徴とする請求項１記
   載の画像形成装置の回転カム機構。
3. 【請求項３】 前記ローラは、多色電子写真装置におけ
   る二次転写ローラであることを特徴とする請求項２記載
   の画像形成装置の回転カム機構。
4. 【請求項４】 前記回転軸は、スプリングクラッチを介
   して回転伝達されることを特徴とする請求項１記載の画
   像形成装置の回転カム機構。