JP2004037692A

JP2004037692A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004037692A
Application number: JP2002192924A
Authority: JP
Inventors: Masanori Nakada; 中田　将範
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2002-07-02
Filing date: 2002-07-02
Publication date: 2004-02-05

Abstract

【課題】感光体に介して余分な負荷をかけることがなく、かつ組み立て性にも優れ、安定的に感光体の速度変動を抑えることが可能であり、また発生する制動力に方向性を持たせることにより、振動や落下といった外的な力が作用しても簡単には感光体が回転しないようにする。
【解決手段】像担持体の軸方向端部に制動部材を配置し、像担持体に当接して作用する当接部材を有する画像形成装置において、前記制動部材は回転方向により制動力が異なるようにしたものである。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、像担持体に当接して作用する当接部材を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真による画像形成は、円筒状またはベルト状の感光体を回転させ、その回転移動する表面に半導体レーザや発光ダイオード等で露光書き込みすることにより静電潜像を形成し、現像によりトナーを付着させてトナー像とし、このトナー像を転写材に転写、定着して画像を形成するという方法が取られる。
【０００３】
そのため、感光体に速度変動が生ずると、書き込み系の副走査方向のずれとなり、書き込みラインの間隔に微妙なずれが発生し、画像品質を低下させる原因となっていた。特に、複数の現像器によりカラー画像を得るカラー画像形成装置においては、各色の位置と適切な付着量によって色調が決まるため、感光体の速度変動によって露光される位置がずれた場合、副走査方向の色むらとなって現れ、カラー画像品質を著しく低下させていた。
【０００４】
そこで、感光体ドラムの被駆動側の側端を支持するフランジに摺動面を形成し、一方、カートリッジの内側面に板バネで支持される摺動部材を設け、摺動部材を常に一定の押圧力で摺動面に圧接して安定した摩擦力によって感光体ドラムの速度変動を低減するものが提案されている（特開平８−３００５９号公報）。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、この提案においては次のような様々な問題が発生する恐れがあった。摺動部材を感光体外面に圧接させた場合には、そのラジアル方向に力が発生するため、感光体駆動軸と軸受け、または軸が固定されている場合においては、感光体フランジ軸受けと固定軸との間で摩擦力が発生し、軸受け内径に偏磨耗が生じ、感光体自身の回転が偏心してしまういう問題があった。
【０００６】
摺動部材とフランジに圧接して摩擦力を発生させる場合、摺動する部材が平面形状であるため、大きな摩擦力が得にくく、また摩擦力自体の制御が難しいと言う問題もあった。この場合の摩擦力の大きさは摺動部材の面積（外径）、摩擦係数、荷重で決定され、接触面積が大きいほど摩擦力は大きくなるが、フランジに圧接するという構造上、その外径をフランジ外径より大きくできず、有効に摩擦力を発生することができなかった。
【０００７】
また、摺動部材を全面均一に接触させるのも困難なために接触状態にバラツキが大きく、この点も安定的に摩擦力が得られない要因の１つとなっていた。
また、感光体は消耗品であり、感光体に作用するプロセスと共に一体化されたカートリッジであるのが一般的である。このようなカートリッジにおいて、振動や落下といった外的な作用があった場合には、感光体が回転してしまう場合がある。特に、感光体の回転方向に対して対向接触するように配置されるクリーニングブレードの場合には、通常の回転方向に対してはクリーニングブレードがブレーキとなって負荷が重くなるため、外的な力が作用しても回転してしまうことが殆ど発生しないが、通常の回転方向とは反対方向には容易に回転してしまう。
【０００８】
このような外的な力、例えば落下させたような場合に、通常と反対方向に容易に回転してしまうため、接触しているクリーニングブレードエッジの状態が変化し、繰り返し発生することにより、ブレードエッジを傷め、ブレードの捲れや欠けを起こす原因ともなっていた。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記課題を解決しようとするもので、外的な力が作用したときに感光体の回転に対して制動力を発生する独立した制動装置により、感光体に介して余分な負荷をかけることがなく、かつ組み立て性にも優れ、安定的に感光体の速度変動を抑えることが可能であり、また発生する制動力に方向性を持たせることにより、振動や落下といった外的な力が作用しても簡単には感光体が回転しないようにすることを目的とする。
そのために請求項１の発明は、像担持体の軸方向端部に制動部材を配置し、像担持体に当接して作用する当接部材を有する画像形成装置において、前記制動部材は回転方向により制動力が異なることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、前記制動部材は像担持体が当接部材に対して順回転する方向の制動力を大きくしたことを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。
図１は感光体ドラム内に装着される制動装置を説明する図で、図１（ａ）、図１（ｂ）はそれぞれ反対方向の面が見えるようにした分解斜視図である。
回転ハブ１は一方の面が開口して中心部に円筒状の筒１１が設けられ、この筒１１と回転ハブ内周面１２との間に作動ブレーキ片２を収納する円筒形状をしており、感光体ドラムに固定されて感光体とともに回転する。この回転ハブ１内に作動ブレーキ片２が収納され、固定ハブ３によって固定される。
【００１１】
作動ブレーキ片２は一対のブレーキ部材２１，２２を有し、それぞれ半円弧状をしていて、その外周の摩擦部材（ブレーキシュー）２１ｂ，２２ｂが回転ハブ内周面に接触するもので、それぞれ反対位置に回転支点２１ａ，２２ａを有していて、ここを中心に外側に開くように回転して回転ハブ内周面に圧接するようになっている。
【００１２】
固定ハブ３は感光体カートリッジ（図示せず）に固定され、作動ブレーキ片２を支持するとともに、その中心部に回転ハブの筒１１を貫通する筒状突起３４が設けられて先端にリング４が取り付けられ、回転ハブ１が筒状突起３４の回りに回転できるようになっている。また、作動ブレーキ片２の回転支点２１ａ，２２ａに嵌合するピン３１，３２を有すると共に、各回転支点２１ａ，２２ａとこれに対向する作動ブレーキ片の端部との間に介在し、回転支点から作動ブレーキ片の端部に対して一定のバネ力を与えるバネ部材３３，３４が設けられている。
【００１３】
図２は制動装置の制動原理を説明する図である。
作動ブレーキ片の１対のブレーキ部材２１，２２は回転支点２１ａ，２２ａを中心に固定ハブに設けられたバネ３３，３４（図１）により、図示するように、Ｆ１，Ｆ２により押し開くような力が与えられて、それぞれの摩擦部材２１ｂ，２２ｂが回転ハブ１の内周面に圧接するようになっている。
【００１４】
回転ハブ回転方向が図示するように、反時計方向（左回転）の場合を考えると、摩擦部材２１ｂ、２２ｂと回転ハブ内周面との間に作用する荷重をＰ１，Ｐ２、摩擦部材と回転ハブ内周面との間の摩擦係数をμとすると、摩擦力μＰ２は図の下向き、摩擦力μＰ１は図の上向きに働く。
【００１５】
回転支点に対してＦ１，Ｆ２が作用する距離をＬ１、回転支点に対して荷重Ｐ１，Ｐ２が作用する距離をＬ２、回転支点に対して摩擦力μＰ１、μＰ２が作用する距離をＬ３とすると、回転支点２１ａに作用する回転モーメントの釣合いから、
Ｆ２・Ｌ１＝Ｐ２・Ｌ２＋μＰ２・Ｌ３
同様に、回転支点２２ａに作用する回転モーメントの釣合いから、
Ｆ１・Ｌ１＝Ｐ１・Ｌ２＋μＰ１・Ｌ３
が成立する。従って、
Ｐ１＝Ｆ１・Ｌ１／（Ｌ２＋μＬ３）
Ｐ２＝Ｆ２・Ｌ１／（Ｌ２＋μＬ３）
となる。一方、回転ハブが時計方向（右回転）の場合を考えると、摩擦力μＰ２は図の上向き、摩擦力μＰ１は図の下向きに働く。回転支点２１ａに作用する回転モーメントの釣合いから、
Ｆ２・Ｌ１＝Ｐ２・Ｌ２−μＰ２・Ｌ３
同様に、回転支点２２ａに作用する回転モーメントの釣合いから、
Ｆ１・Ｌ１＝Ｐ１・Ｌ２−μＰ１・Ｌ３
が成立する。従って、
Ｐ１＝Ｆ１・Ｌ１／（Ｌ２−μＬ３）
Ｐ２＝Ｆ２・Ｌ１／（Ｌ２−μＬ３）
となる。上記各Ｐ１，Ｐ２の式を見ると、回転ハブが右回転の場合、分母が小さくなり、左回転に対して摩擦部材が発生するブレーキ力（回転ハブ内周面との間に作用する荷重Ｐ１，Ｐ２）が大きいことが分かる。
【００１６】
このような制動装置を感光体側面とカートリッジの間に配置し、固定ハブを感光体カートリッジに、回転ハブを感光体側面にそれぞれ係合させると、感光体の回転とともに回転ハブが回転し、感光体カートリッジに係合されて固定されている固定ハブ内にあるブレーキ片が回転ハブ円筒の内面と摺擦し、回転ハブに対して制動力を発生し、感光体自身の回転に制動力を伝え、この制動力が回転方向により異なることになる。
【００１７】
従って、感光体に当接するクリーニングブレード等の当接部材により感光体に制動力が作用する回転方向とは反対方向に対して制動装置の制動力が大きく作用するように配置することにより、振動や落下といった外的な力が作用しても簡単には感光体が回転しないようにすることができる。
【００１８】
【発明の効果】
以上のように本発明によれば、感光体に直接摩擦力を発生させることなく、感光体に制動力を与えることが可能になるため、軸受けの偏摩耗といった不具合の発生を防止することができる。また、円弧状の制動片を用いた内側ブレーキ構造としたことにより、平面形状部材の圧接による摩擦力より安定した摩擦力を発生することが可能となる。また、感光体フランジの外径にとららわれることなく、回転ハブの外径を決定すればより大きな摩擦力を得ることも可能になる。
【００１９】
また発生する摩擦力は、摺擦する部分の半径、ブレーキ片の回転中心位置、ブレーキ片の押圧力、ブレーキ片の摩擦係数等によって決定されるが、それぞれの設定を変更することで比較的容易に摩擦力を設定することができる。
【００２０】
また感光体と感光体カートリッジとは独立したブレーキユニットとすることにより、組み立て性が向上し、また摺擦するブレーキシューが回転ハブ内側にあることにより、異物の混入も防止され、良好な摩擦状態が得られる。
【００２１】
そして、ブレーキ片を感光体の回転する方向と対向するように押圧することにより、感光体を逆方向に回転する際には、大きなブレーキ力が発生するため、容易に逆回転することを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】制動装置の分解斜視図である。
【図２】制動装置の制動原理を説明する図である。
【符号の説明】
１…回転ハブ、２…作動ブレーキ片、３…固定ハブ、４…固定リング、１１…筒、１２…回転ハブ内周面、２１，２２…ブレーキ部材，２１，２２ａ…回転支点、２１ｂ，２２ｂ…摩擦部材（ブレーキシュー）、３３，３４…バネ部材、３４…筒状突起。

Claims

像担持体の軸方向端部に制動部材を配置し、像担持体に当接して作用する当接部材を有する画像形成装置において、前記制動部材は回転方向により制動力が異なることを特徴とする画像形成装置。
前記制動部材は像担持体が当接部材に対して順回転する方向の制動力を大きくしたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。