JP2004093987A - 連結機構、及びこれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】装置本体に対するプロセスカートリッジの着脱を容易にする。
【解決手段】着脱自在なプロセスカートリッジPa,Pb,Pc,Pdを画像形成装置本体1に装着すると、各感光ドラム11a,11b,11c,11dは、本体1側のステッピングモータとカップリングを介して連結される。これらプロセスカートリッジは、感光ドラムが寿命に達したときに交換される。ステッピングモータの正転による感光ドラムの通常の回転方向の回転が停止されたとき、カップリングは、回転停止後の所定時間、ロックを維持した後、連結状態が解除される。したがって、プロセスカートリッジを、中間転写ベルト等を傷付けることなく簡単に交換できる。
【選択図】 図1
【解決手段】着脱自在なプロセスカートリッジPa,Pb,Pc,Pdを画像形成装置本体1に装着すると、各感光ドラム11a,11b,11c,11dは、本体1側のステッピングモータとカップリングを介して連結される。これらプロセスカートリッジは、感光ドラムが寿命に達したときに交換される。ステッピングモータの正転による感光ドラムの通常の回転方向の回転が停止されたとき、カップリングは、回転停止後の所定時間、ロックを維持した後、連結状態が解除される。したがって、プロセスカートリッジを、中間転写ベルト等を傷付けることなく簡単に交換できる。
【選択図】 図1
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置本体に対して着脱自在な負荷装置に動力を伝達する連結機構及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、一般的な複写機やプリンタ等の画像形成装置において、画像形成部の一部を構成する負荷装置、例えば感光ドラムや中間転写ベルトは、これらと画像形成装置本体側の駆動源との間に配設された連結機構を介して動力が伝達されて回転駆動される。そして、これらの負荷装置は、使用が進むと摩耗や劣化によって寿命に達する。この負荷装置は、その寿命が画像形成装置本体の寿命よりも短いため、画像形成装置本体が寿命に達するまでの間に何度か新品に交換される。このため、負荷装置は、着脱の容易さを考慮して作製されている。一方、これらの負荷装置は、画像形成装置の構成部材のうちでも高い位置精度が要求されるものが多い。例えば、カラー複写機のように、わずかな色ずれでも原稿と比較することによって画像不良が視覚的に認識されやすい画像形成装置では、感光ドラムや中間転写ベルト等の負荷装置は、数μm単位の位置精度が求められる。このような画像形成装置においては、負荷装置をビスなどで固定したり、画像形成装置本体側の連結機構との嵌合部分の遊びを少なくして位置精度を高めるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように負荷装置を固定したり、連結機構との嵌合部分の遊びを少なくしたりすると、負荷装置を画像形成装置本体に対して着脱する際に、周囲の部品と接触して抵抗や摩擦により、周囲の部品を傷付けやすい。このような傷を回避するために、着脱時の作業負荷が大きくなり、ユーザによる負荷装置の交換が困難となる。
【0004】
このために、このような位置精度の必要な負荷装置は、サービスマンによる交換を必要とするが、サービスマン対応となると製品のランニングコストを高くさせてしまうと同時に負荷装置が寿命に達したときにはサービスマンが到着するまでの間、画像形成装置の使用が不能となる時間いわゆるダウンタイムが発生するという問題があった。
【0005】
ところで、画像形成時に負荷装置を固定することが必要な構成であっても、非画像形成時において交換対象となるその負荷装置が固定されていなければ、負荷装置の着脱に係る作業負荷を減らすことができる。これにより、サービスマンではなくユーザ自身による負荷装置の交換が可能となり、上述のランニングコストの上昇や交換作業に伴うダウンタイムの発生を防ぐことができる。
【0006】
なお、上述では、画像形成装置を例に説明したが、このような問題は画像形成装置に限定されるものではなく、装置一般についても同様の問題が発生する。
【0007】
そこで、本発明では、負荷装置を装置本体に装着したときには、高い位置精度を確保することができ、しかも負荷装置の着脱が簡単に行える連結機構、及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、回転体を有する着脱可能な負荷装置と前記負荷装置が装着される装置本体との間に介装されて前記装置本体側の駆動源の回転を前記回転体に伝達する連結機構において、前記駆動源の正転による前記回転体の通常の回転方向の回転が停止されたとき、回転停止後の所定時間、連結状態を維持した後、連結状態が解除される、ことを特徴とする。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の連結機構において、前記回転体の通常方向の回転停止後、所定時間が経過する前に、前記駆動源が正転されたときには、連結状態が解除されることなく前記回転体を通常の回転方向に回転させる、ことを特徴とする。
【0010】
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の連結機構において、前記駆動源の逆転によって連結状態が解除される、ことを特徴とする。
【0011】
請求項4に係る発明は、表面にトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体が着脱自在に装着される画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体側の駆動源の回転を前記像担持体に伝達する連結機構とを備えた画像形成装置において、前記連結機構は、前記駆動源の正転による前記像担持体の通常の回転方向の回転が停止されたとき、回転停止後の所定時間、連結状態を維持した後、連結状態が解除される、ことを特徴とする。
【0012】
請求項5に係る発明は、請求項4に記載の画像形成装置において、前記連結機構は、前記像担持体の通常方向の回転停止後、所定時間が経過する前に、前記駆動源が正転されたときには、連結状態が解除されることなく前記像担持体を通常の回転方向に回転させる、ことを特徴とする。
【0013】
請求項6に係る発明は、請求項4又は5に記載の画像形成装置において、前記連結機構は、前記駆動源の逆転によって連結状態が解除される、ことを特徴とする。
【0014】
請求項7に係る発明は、像担持体から転写されたトナー像を記録材に転写する中間転写体と、前記中間転写体が着脱自在に装着される画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体側の駆動源の回転を前記中間転写体に伝達する連結機構とを備えた画像形成装置において、前記連結機構は、前記駆動源の正転による前記中間転写体の通常の回転方向の回転が停止されたとき、回転停止後の所定時間、連結状態を維持した後、連結状態が解除される、ことを特徴とする。
【0015】
請求項8に係る発明は、請求項7に記載の画像形成装置において、前記連結機構は、前記中間転写体の通常方向の回転停止後、所定時間が経過する前に、前記駆動源が正転されたときには、連結状態が解除されることなく前記像担持体を通常の回転方向に回転させる、ことを特徴とする。
【0016】
請求項9に係る発明は、請求項7又は8に記載の画像形成装置において、前記連結機構は、前記駆動源の逆転によって連結状態が解除される、ことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【0018】
<実施の形態1>
図1に、本発明に係る画像形成装置の一例として実施の形態1に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の4色フルカラーのプリンタであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【0019】
同図に示すプリンタ(以下「画像形成装置」という。)は、画像形成装置本体1を備えており、大別して、並列された4箇所の画像形成部(4個の画像形成ステーション)a,b,c,d、給紙部、中間転写部、搬送部、定着ユニット、操作部、及び制御手段(不図示)から構成される。なお、4個の画像形成部は、a,b,c,dは、いずれも同様な構成となっている。
【0020】
上述の画像形成部a,b,c,dは、それぞれ像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という。)11a,11b,11c,11dを備えている。各感光ドラム11a〜11dは、中心で軸支され、画像形成装置本体1の本体側に配設された駆動源としてのステッピングモータ(不図示)によって矢印方向に回転駆動される。ここで、ステッピングモータと感光ドラム11a〜11dとの間の伝達部としての連結機構には、回転力を伝達するためのカップリング90が使用されている。
【0021】
このカップリング90の構成について図2〜図5を参照して説明する。感光ドラム側には図2,図3に示すような、三角柱をひねったような凸部91が形成されている。なお、図2は凸部91を図5中の矢印X方向から見た図であり、また図3は凸部91の斜視図である。一方、ステッピングモータ側には、この凸部91に、係脱可能な凹部92が設けてある。この凹部92は、凸部91と同様の形状、つまりひねった三角柱状の凹部である。この凹部92は、圧縮ばね93によって凸部91に向けて付勢されている。
【0022】
上述の凸部91と凹部92とは、図5に示すように対面するように配置されていて、凸部91が凹部92に嵌合されることにより、ステッピングモータの駆動力を感光ドラムに伝えることができるようになっている。感光ドラムが画像形成装置本体の所定の位置にセットされたときに、凹部92と凸部91との位置が合っていない場合には、圧縮ばね93が縮むことによって、凹部92が画像形成装置本体1の中に収まる。
【0023】
ステッピングモータ側の凹部92の大きさは、感光ドラム側の凸部91よりも若干大きく形成されており、感光ドラムがセットされてステッピングモータが回転したとき、凹部92と凸部91との位置があったタイミングで凸部91が凹部92に嵌合され、ステッピングモータの駆動力がが感光ドラムに伝達されるようになる。このとき圧縮ばね93は延びた状態となる。また、凸部91及び凹部92には、上述のようにひねりが加えられているため、図2の凸部91に対して凹部92が矢印R92方向(時計回り)に回転したときには、凹部92に嵌まり込んだ凸部91が抜けないようにロックされる。一方、図2の凸部91に対して凹部92が矢印R92方向と反対方向(反時計回り)に回転したときには、ロックされずに逆に凹部92と凸部91との隙間の分だけ抜けやすくなる。
【0024】
このようなカップリング90の構成により、ステッピングモータが正転して画像形成時に感光ドラム11a〜11dが矢印方向(通常の回転方向)に回転されたときにロックされて連結状態を維持し、逆にロックされた状態で矢印方向とは逆方向にステッピングモータを回転(逆転)させるとロックが解除されて連結状態が解除されるような特性をもっている。
【0025】
感光ドラム11a〜11dの周囲には、回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ(帯電手段)12a,12b,12c,12d、スキャナ(露光手段)13a,13b,13c,13d、現像装置(現像手段)14a,14b,14c,14dが配置されている。
【0026】
帯電ローラ12a〜12dは、感光ドラム11a〜11dの表面に均一な帯電量の電荷を与えて、所定の極性・電位に均一に帯電する。
【0027】
帯電後の感光ドラム11a〜11dは、スキャナ13a〜13dにより、画像情報に応じて変調された、例えばレーザビームなどの光線が照射される。感光ドラム11a〜11dは、照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【0028】
さらに、これら静電潜像は、イエロー,シアン,マゼンタ,ブラックの4色の現像剤(トナー)をそれぞれ収納した現像装置14a,14b,14c,14dによって顕像化(現像)される。現像されたトナー像は、順次に中間転写ベルト30に一次転写される。以上に示したプロセスにより、各色のトナーによる画像形成が順次行われる。
【0029】
次に、給紙部は、記録材P(例えば紙,透明フィルム)を収納する部分と、記録材Pを搬送するためのローラ、記録材Pの通過を検知するためのセンサ、記録材Pの有無を検知するためのセンサ、記録材Pを搬送路に沿って搬送させるためのガイド(不図示)から構成される。
【0030】
図1中の符号21a,21b,21c,21dは給紙カセットを示し、符号27は手差しトレイを示し、符合28は給紙デッキを示しており、いずれも記録材Pを収納する。符合22a、22b、22c、22dは、給紙カセット21a〜21dから記録材Pを1枚ずつ送り出すためのピックアップローラを示している。ピックアップローラ22a〜22dでは、複数枚の記録材Pが送り出されることがあるが、BCローラ23a,23b,23c,23dによって確実に1枚だけ分離される。
【0031】
こうして1枚だけ分離された記録材Pは、さらに引き抜きローラ24a,24b,24c,24d、レジスト前ローラ26によって、レジストローラ25まで搬送される。また、手差しトレイ27に収納された記録材Pは、BCローラ29によって1枚分離され、レジスト前ローラ26によってレジストローラ25まで搬送される。また、給紙デッキ28に収納された記録材Pは、ピックアップローラ60によって給紙ローラ61まで複数枚搬送され、給紙ローラ61によって1枚だけ確実に分離され、引き抜きローラ62まで搬送される。さらに記録材Pはレジスト前ローラ26によってレジストローラ25まで搬送される。
【0032】
中間転写ユニット(負荷装置)Uについて詳細に説明する。中間転写ユニットUは、中間転写体として中間転写ベルト30を備えている。中間転写ベルト30の材料としては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPVdF(ポリフッ化ビニリデン)などが用いられる。中間転写ベルト30は、駆動ローラ32、テンションローラ33、二次転写対向ローラ34に掛け渡されている。
【0033】
駆動ローラ32は、中間転写ベルト30に駆動を伝達するローラであり、中間転写ベルト30を時計回りに回転駆動する。テンションローラ33は、ばね(不図示)の付勢力によって中間転写ベルト30に適度な張力を与えるローラである。二次転写対向ローラ34は、二次転写ローラ36との間に中間転写ベルト30を挟み込んでいる。これにより中間転写ベルト30と二次転写ローラ36との間には、二次転写ニップ部(二次転写部)が構成されている。
【0034】
駆動ローラ32は金属ローラの表面に数mm厚のゴム(ウレタン又はクロロプレン)をコーティングして中間転写ベルト30とのスリップを防いでいる。駆動ローラ32は、感光ドラム11a〜11dを回転させるステッピングモータからの回転力の伝達によって回転するが、駆動ローラ32に対しても伝達部にカップリング(不図示)を用いている。このカップリングも、上述の感光ドラム11a〜11dに対して使用しているカップリングと同様、感光ドラムが矢印方向に回転するときにロックされ、矢印方向とは逆方向に回転されることでロックが解除されるようになっている。
【0035】
各感光ドラム11a〜11dと中間転写ベルト30が対向する位置の、中間転写ベルト30の裏には、トナー像を中間転写ベルト30に転写するための高圧が印加される一次転写ローラ35a,35b,35c,35dが配設されている。
【0036】
二次転写ローラ36は、中間転写ベルト30に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト30の回転方向に沿っての二次転写ローラ36の下流側には、中間転写ベルト30の表面(トナー像が転写される面)をクリーニングするためのクリーニング装置50が配設されている。このクリーニング装置50は、クリーナブレード51(材質としては、ポリウレタンゴムなどが用いられる)及び廃トナーを収納する廃トナーボックス52を有している。
【0037】
定着ユニット40は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を有する定着ローラ41aとこの定着ローラ41aに加圧される加圧ローラ41b(この加圧ローラ41bにも熱源を設ける場合もある)、これら定着ローラ41a及び加圧ローラ41bから排出されてきた記録材Pを搬送する内排紙ローラ44を有している。
【0038】
一方、レジストローラ25まで搬送された記録材Pは、レジストローラ25よりも上流のローラの回転駆動を止めて一旦停止させ、画像形成部の画像形成タイミングに合わせてレジストローラ25を含む上流のローラの回転駆動が再開される。記録材Pは二次転写ニップ部へ送り出される。二次転写ニップ部において、中間転写ベルト30上のトナー像が記録材P上に一括で二次転写される。
【0039】
トナー像の二次転写後の記録材Pは、定着ユニット40においてトナー像が定着され、内排紙ローラ44を通過した後、切り替えフラッパ73によって、搬送先が切り替えられる。切り替えフラッパ73がフェイスアップ排紙側にある場合は、記録材Pは外排紙ローラ45によってフェイスアップ排紙トレイ2に排出される。一方、切り替えフラッパ73がフェイスダウン排紙側にある場合は、記録材Pは反転ローラ72a,72b,72cの方向へ搬送され、フェイスダウン排紙トレイ3へ排出される。
【0040】
なお、記録材Pの搬送路には、記録材Pの通過を検知するために複数のセンサが配置されており、給紙リトライセンサ64a,64b,64c,64d、デッキ給紙センサ65、デッキ引き抜きセンサ66、レジストセンサ67、内排紙センサ68、フェイスダウン排紙センサ69、両面プレレジストセンサ70、両面再給紙センサ71等がある。また、記録材Pを収納する給紙カセット21a〜21dには、記録材Pの有無を検知するカセット紙ありなしセンサ63a,63b,63c,63dが配設され、手差しトレイ27には手差しトレイ27上の記録材Pの有無を検知する手差しトレイ紙ありなしセンサ74が配設され、給紙デッキ28には給紙デッキ28内の記録材Pの有無を検知するデッキ紙ありなしセンサ75が配設されている。
【0041】
制御手段は、上述の各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板(不図示)や、モータドライブ基板(不図示)などから構成されている。本実施の形態で使用するステッピングモータもこの制御手段によって回転方向(正転・逆転)や回転角度(回転数)が制御される。さらに制御手段にはタイマが内蔵されている。
【0042】
操作部4は、画像形成装置本体1の上面に配置されており、記録材Pの収納された給紙部(給紙カセット21a〜21d、手差しトレイ27、給紙デッキ28)の選択、排紙トレイ(フェイスアップトレイ2、フェイスダウントレイ3)の選択、タブ紙束の指定等が可能である。
【0043】
次に上述構成の画像形成装置の動作を説明する。一例として、給紙カセット21aから記録材Pを供給する場合を説明する。
【0044】
画像形成動作開始信号が発せられてからタイマによって計時される所定時間経過後、まずピックアップローラ22aにより、給紙カセット21aから記録材Pが1枚ずつ送り出される。そして記録材Pは、給紙ローラ23aによリ、引き抜きローラ24a、レジスト前ローラ26を経由して、レジストローラ25まで搬送される。このときレジストローラ25は停止されており、記録材Pの先端は、レジストローラ25のニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ25は回転を始める。この回転時期は、記録材Pと、画像形成部より中間転写ベルト30上に一次転写されたトナー像とが二次転写ニップ部においてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
【0045】
一方、画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト30の回転方向において一番上流にある感光ドラム11d上に形成されたトナー像が、高電圧が印加された転写ローラ35dによって一次転写部において中間転写ベルト30上に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写部まで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前のトナー像の上に画像先端を合わせて次のトナー像が転写されることになる。以下も同様の工程が繰り返され、最終的に4色のトナー像が中間転写ベルト30上において一次転写されて重ね合わされる。
【0046】
その後、記録材Pが二次転写ニップ部に供給されて中間転写ベルト30に接触すると、記録材Pの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ36に、高電圧が印加される。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト30上に形成された4色のトナー像が記録材Pの表面に一括で二次転写される。その後、記録材Pは定着ローラ41aと加圧ローラ41bとの間のニップ部まで案内される。そしてこれら定着ローラ41aと加圧ローラ41bとによって加熱・加圧されて、表面にトナー像が定着される。その後、切り替えフラッパの切り替え方向に応じて、フェイスアップ排紙トレイ2又はフェイスダウン排紙トレイ3に排出される。
【0047】
次に本特許の実施の形態の特徴である、画像形成時に感光ドラム11a〜11d及び駆動ローラ32が回転し、そして停止してから所定時間の待機後に、感光ドラム11a〜11d及び駆動ローラ32を回転駆動させるステッピングモータを逆回転する処理について説明を行う。
【0048】
実施の形態1の画像形成装置において画像形成を行う上で重要な部品である感光ドラム11a,11b,11c,11d、帯電ローラ12a,12b,12c,12d、現像装置14a,14b,14c,14dは、画像形成装置本体1の寿命に比べて十分短いため、これらの部品の交換作業を容易にするために、画像形成部a,b,c,dごとにプロセスカートリッジ(負荷装置)Pa,Pb,Pc,Pdにして一まとめにすることで、部品を一括交換するようにしている。そして、プロセスカートリッジPa〜Pdごとに使用した回数を数え、使用回数が所定の値に達したときにそのプロセスカートリッジについて、プロセスカートリッジ寿命警告として操作部4にプロセスカートリッジの交換を促す表示が行われる。一方、駆動ローラ32が回転駆動する中間転写ベルト30もプロセスカートリッジPa〜Pdと同様に画像形成装置本体1に比較して寿命が短いため、画像形成装置本体1が使われているうちに何度か交換の必要が生じる。このとき、操作部4には中間転写ベルト30の交換を促す表示が行われることになる。
【0049】
プロセスカートリッジ寿命警告が表示された時点で寿命に達したプロセスカートリッジの交換を行うことになるが、プロセスカートリッジの取り出し方向は、感光ドラムの軸方向になっており、従来の一般的なカラーの画像形成装置では、プロセスカートリッジの取り出し時にカップリングの連結がロックされたままなので、連結を解除するように感光ドラムが回転して中間転写ベルト30と摩擦してしまう。さらに、図6に示すイメージのように、中間転写ベルト30には感光ドラム11a〜11d上に形成されたトナー像を中間転写ベルト表面に転写するために適度な張力が与えられており、中間転写ベルト30の表面が感光ドラム11a〜11dの表面に密着していて摩擦抵抗が高いため、プロセスカートリッジを抜き差し(着脱)する際にかかる負荷が重く、かつ感光ドラム表面に傷がついてしまうおそれがある。
【0050】
そこで、本実施の形態ではプロセスカートリッジの抜き差しが行われる可能性があるときには、あらかじめステッピングモータに対して画像形成時の回転方向とは逆の方向に回転させることでカップリングの連結部のロックを解除するようにした。この結果、連結部のロックを解除するために感光ドラムを強制的に回転させる必要が無くなり、そのまま引き出すことができるため、中間転写ベルト30との接触が最小限に抑えられてプロセスカートリッジの抜き差し時の負荷抵抗を低下させることができる。
【0051】
さらに本実施の形態の画像形成装置では、ステッピングモータが感光ドラム11a〜11dだけでなく駆動ローラ32も合わせて回転駆動しており、ステッピングモータと感光ドラム11a〜11dとの間のカップリングの連結のロックを解除するときには同時にステッピングモータと駆動ローラ32との間のカップリングの連結のロックも解除される機構になっているため、図7に示すイメージのようにカップリングの連結部の隙間の分だけ中間転写ベルト30の両端にかかる張力を低下させることができる。また、連結部のロックが解除されているため、中間転写ベルト30は微小な範囲で左右に動くことができるようになり、これらにより感光ドラム表面と中間転写ベルト30との摩擦をより少なくすることができる。
【0052】
しかし、プロセスカートリッジの抜き差しが行われるタイミングは不定であり、場合によっては画像形成装置本体1の電源が入っていない状態でプロセスカートリッジの抜き差しが行われる可能性もある。そのため、適切なタイミングでカップリングの連結部のロックを解除しておかなければ、本実施の形態を実施することによるメリットが得られない。
【0053】
そこで、図8のステッピングモータの回転速度を表すグラフに示すように、画像形成時の方向で回転している感光ドラム11a〜11dが停止した直後から所定の時間だけ待機した後にステッピングモータを逆回転させてすぐ停止するというシーケンスを入れることによって、感光ドラム11a〜11dが回転している時以外はカップリングの連結部のロックが解除されるようになる。ここで、逆方向にステッピングモータを動かしてすぐ停止させるのは、連結部のロックが解除された状態で逆方向に回転し続けることによるカップリングの連結部へのダメージを防ぐだけではなく、感光ドラム11a〜11dを逆方向に回転させることによる、感光ドラムに接している周囲の部品へのダメージを防ぐ必要性があるためであり、ステッピングモータの逆回転での移動量はカップリングの連結部のロックを解除するために必要な最小限の距離に制限するものとする。
【0054】
また、画像形成時の方向で回転している感光ドラム11a〜11dを停止させてからステッピングモータを逆回転させるまでの所定の待機時間のうちに感光ドラム11a〜11dの回転要求が発生した場合は、図9のステッピングモータの回転速度を示すグラフに表されるように、逆回転動作は行わず、待機時間が終わるのを待たずにすぐに感光ドラム11a〜11dを画像形成時の方向で回転させる。これにより、画像形成動作が連続するような状態でもカップリングの連結部がロックされたまますばやく画像形成動作に移ることが可能になる。
【0055】
以上説明したように、回転している感光ベルト11a〜11dが停止した後、所定時間待機した後に、感光ベルト11a〜11dを回転させるステッピングモータを逆方向に回転させることによって、プロセスカートリッジの抜き差しにおける負荷抵抗を小さくして、感光ドラムに傷がつきにくくすることを可能にする。
【0056】
なお、上述では本発明を、4色フルカラーのプリンタに適用した場合を例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、モノクロのプリンタ、カラー及びモノクロの複写機やファクシミリ等の画像形成装置に対しても適用することができる。さらには、画像形成装置に限らず、装置本体に対して着脱自在な負荷装置に動力を伝達する連結機構を有する一般的な装置に対しても適用することが可能である。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る連結機構によると、駆動源の正転による回転体の通常の回転方向の回転が停止されたとき、回転停止後の所定時間、連結状態を維持した後、連結状態が解除されるので、負荷装置を装置本体に装着したときには、高い位置精度を確保することができるものでありながら、しかも負荷装置の着脱時には、その着脱が簡単に行える。したがって、着脱時に負荷装置の周囲の部品を傷付けにくいので、ユーザによる負荷装置の交換が可能となり、サービスマンが交換する場合に比較して、ランニングコストを低減してダウンタイムの発生を防止することができる。
【0058】
また、本発明に係る画像形成装置によると、像担持体や中間転写体のユーザによる交換が可能となり、上述と同様、サービスマンが交換する場合に比較して、ランニングコストを低減してダウンタイムの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図2】カップリングの凸部の図5中のX線矢視図である。
【図3】カップリングの凸部の斜視図である。
【図4】カップリングの凹部の斜視図である。
【図5】カップリングの構成を説明する図である。
【図6】中間転写ベルトと感光ドラムとが接触している状態を説明する図である。
【図7】カップリングの連結部のロックを解除した状態、すなわち中間転写ベルトと感光ドラムとの摩擦が低下している状態を説明する図である。
【図8】ロックを解除する前後のステッピングモータの回転速度を示す図である。
【図9】ロックを解除せずに再度加速を行う前後のステッピングモータの回転速度を示す図である。
【符号の説明】
1 画像形成装置本体
11a,11b,11c,11d
回転体(像担持体、感光ドラム)
30 回転体(中間転写体、中間転写ベルト)
Pa,Pb,Pc,Pd
負荷装置(プロセスカートリッジ)
U 負荷装置(中間転写ユニット)
【発明の属する技術分野】
本発明は、装置本体に対して着脱自在な負荷装置に動力を伝達する連結機構及びこれを備えた画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
例えば、一般的な複写機やプリンタ等の画像形成装置において、画像形成部の一部を構成する負荷装置、例えば感光ドラムや中間転写ベルトは、これらと画像形成装置本体側の駆動源との間に配設された連結機構を介して動力が伝達されて回転駆動される。そして、これらの負荷装置は、使用が進むと摩耗や劣化によって寿命に達する。この負荷装置は、その寿命が画像形成装置本体の寿命よりも短いため、画像形成装置本体が寿命に達するまでの間に何度か新品に交換される。このため、負荷装置は、着脱の容易さを考慮して作製されている。一方、これらの負荷装置は、画像形成装置の構成部材のうちでも高い位置精度が要求されるものが多い。例えば、カラー複写機のように、わずかな色ずれでも原稿と比較することによって画像不良が視覚的に認識されやすい画像形成装置では、感光ドラムや中間転写ベルト等の負荷装置は、数μm単位の位置精度が求められる。このような画像形成装置においては、負荷装置をビスなどで固定したり、画像形成装置本体側の連結機構との嵌合部分の遊びを少なくして位置精度を高めるようにしている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述のように負荷装置を固定したり、連結機構との嵌合部分の遊びを少なくしたりすると、負荷装置を画像形成装置本体に対して着脱する際に、周囲の部品と接触して抵抗や摩擦により、周囲の部品を傷付けやすい。このような傷を回避するために、着脱時の作業負荷が大きくなり、ユーザによる負荷装置の交換が困難となる。
【0004】
このために、このような位置精度の必要な負荷装置は、サービスマンによる交換を必要とするが、サービスマン対応となると製品のランニングコストを高くさせてしまうと同時に負荷装置が寿命に達したときにはサービスマンが到着するまでの間、画像形成装置の使用が不能となる時間いわゆるダウンタイムが発生するという問題があった。
【0005】
ところで、画像形成時に負荷装置を固定することが必要な構成であっても、非画像形成時において交換対象となるその負荷装置が固定されていなければ、負荷装置の着脱に係る作業負荷を減らすことができる。これにより、サービスマンではなくユーザ自身による負荷装置の交換が可能となり、上述のランニングコストの上昇や交換作業に伴うダウンタイムの発生を防ぐことができる。
【0006】
なお、上述では、画像形成装置を例に説明したが、このような問題は画像形成装置に限定されるものではなく、装置一般についても同様の問題が発生する。
【0007】
そこで、本発明では、負荷装置を装置本体に装着したときには、高い位置精度を確保することができ、しかも負荷装置の着脱が簡単に行える連結機構、及びこれを備えた画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【0008】
【課題を解決するための手段】
請求項1に係る発明は、回転体を有する着脱可能な負荷装置と前記負荷装置が装着される装置本体との間に介装されて前記装置本体側の駆動源の回転を前記回転体に伝達する連結機構において、前記駆動源の正転による前記回転体の通常の回転方向の回転が停止されたとき、回転停止後の所定時間、連結状態を維持した後、連結状態が解除される、ことを特徴とする。
【0009】
請求項2に係る発明は、請求項1に記載の連結機構において、前記回転体の通常方向の回転停止後、所定時間が経過する前に、前記駆動源が正転されたときには、連結状態が解除されることなく前記回転体を通常の回転方向に回転させる、ことを特徴とする。
【0010】
請求項3に係る発明は、請求項1又は2に記載の連結機構において、前記駆動源の逆転によって連結状態が解除される、ことを特徴とする。
【0011】
請求項4に係る発明は、表面にトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体が着脱自在に装着される画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体側の駆動源の回転を前記像担持体に伝達する連結機構とを備えた画像形成装置において、前記連結機構は、前記駆動源の正転による前記像担持体の通常の回転方向の回転が停止されたとき、回転停止後の所定時間、連結状態を維持した後、連結状態が解除される、ことを特徴とする。
【0012】
請求項5に係る発明は、請求項4に記載の画像形成装置において、前記連結機構は、前記像担持体の通常方向の回転停止後、所定時間が経過する前に、前記駆動源が正転されたときには、連結状態が解除されることなく前記像担持体を通常の回転方向に回転させる、ことを特徴とする。
【0013】
請求項6に係る発明は、請求項4又は5に記載の画像形成装置において、前記連結機構は、前記駆動源の逆転によって連結状態が解除される、ことを特徴とする。
【0014】
請求項7に係る発明は、像担持体から転写されたトナー像を記録材に転写する中間転写体と、前記中間転写体が着脱自在に装着される画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体側の駆動源の回転を前記中間転写体に伝達する連結機構とを備えた画像形成装置において、前記連結機構は、前記駆動源の正転による前記中間転写体の通常の回転方向の回転が停止されたとき、回転停止後の所定時間、連結状態を維持した後、連結状態が解除される、ことを特徴とする。
【0015】
請求項8に係る発明は、請求項7に記載の画像形成装置において、前記連結機構は、前記中間転写体の通常方向の回転停止後、所定時間が経過する前に、前記駆動源が正転されたときには、連結状態が解除されることなく前記像担持体を通常の回転方向に回転させる、ことを特徴とする。
【0016】
請求項9に係る発明は、請求項7又は8に記載の画像形成装置において、前記連結機構は、前記駆動源の逆転によって連結状態が解除される、ことを特徴とする。
【0017】
【発明の実施の形態】
以下、図面に沿って、本発明の実施の形態について説明する。なお、各図面において同一の符号を付したものは、同一の構成又は作用をなすものであり、これらについての重複説明は適宜省略した。
【0018】
<実施の形態1>
図1に、本発明に係る画像形成装置の一例として実施の形態1に係る画像形成装置を示す。同図に示す画像形成装置は、電子写真方式の4色フルカラーのプリンタであり、同図はその概略構成を示す縦断面図である。
【0019】
同図に示すプリンタ(以下「画像形成装置」という。)は、画像形成装置本体1を備えており、大別して、並列された4箇所の画像形成部(4個の画像形成ステーション)a,b,c,d、給紙部、中間転写部、搬送部、定着ユニット、操作部、及び制御手段(不図示)から構成される。なお、4個の画像形成部は、a,b,c,dは、いずれも同様な構成となっている。
【0020】
上述の画像形成部a,b,c,dは、それぞれ像担持体としてドラム型の電子写真感光体(以下「感光ドラム」という。)11a,11b,11c,11dを備えている。各感光ドラム11a〜11dは、中心で軸支され、画像形成装置本体1の本体側に配設された駆動源としてのステッピングモータ(不図示)によって矢印方向に回転駆動される。ここで、ステッピングモータと感光ドラム11a〜11dとの間の伝達部としての連結機構には、回転力を伝達するためのカップリング90が使用されている。
【0021】
このカップリング90の構成について図2〜図5を参照して説明する。感光ドラム側には図2,図3に示すような、三角柱をひねったような凸部91が形成されている。なお、図2は凸部91を図5中の矢印X方向から見た図であり、また図3は凸部91の斜視図である。一方、ステッピングモータ側には、この凸部91に、係脱可能な凹部92が設けてある。この凹部92は、凸部91と同様の形状、つまりひねった三角柱状の凹部である。この凹部92は、圧縮ばね93によって凸部91に向けて付勢されている。
【0022】
上述の凸部91と凹部92とは、図5に示すように対面するように配置されていて、凸部91が凹部92に嵌合されることにより、ステッピングモータの駆動力を感光ドラムに伝えることができるようになっている。感光ドラムが画像形成装置本体の所定の位置にセットされたときに、凹部92と凸部91との位置が合っていない場合には、圧縮ばね93が縮むことによって、凹部92が画像形成装置本体1の中に収まる。
【0023】
ステッピングモータ側の凹部92の大きさは、感光ドラム側の凸部91よりも若干大きく形成されており、感光ドラムがセットされてステッピングモータが回転したとき、凹部92と凸部91との位置があったタイミングで凸部91が凹部92に嵌合され、ステッピングモータの駆動力がが感光ドラムに伝達されるようになる。このとき圧縮ばね93は延びた状態となる。また、凸部91及び凹部92には、上述のようにひねりが加えられているため、図2の凸部91に対して凹部92が矢印R92方向(時計回り)に回転したときには、凹部92に嵌まり込んだ凸部91が抜けないようにロックされる。一方、図2の凸部91に対して凹部92が矢印R92方向と反対方向(反時計回り)に回転したときには、ロックされずに逆に凹部92と凸部91との隙間の分だけ抜けやすくなる。
【0024】
このようなカップリング90の構成により、ステッピングモータが正転して画像形成時に感光ドラム11a〜11dが矢印方向(通常の回転方向)に回転されたときにロックされて連結状態を維持し、逆にロックされた状態で矢印方向とは逆方向にステッピングモータを回転(逆転)させるとロックが解除されて連結状態が解除されるような特性をもっている。
【0025】
感光ドラム11a〜11dの周囲には、回転方向に沿ってほぼ順に、帯電ローラ(帯電手段)12a,12b,12c,12d、スキャナ(露光手段)13a,13b,13c,13d、現像装置(現像手段)14a,14b,14c,14dが配置されている。
【0026】
帯電ローラ12a〜12dは、感光ドラム11a〜11dの表面に均一な帯電量の電荷を与えて、所定の極性・電位に均一に帯電する。
【0027】
帯電後の感光ドラム11a〜11dは、スキャナ13a〜13dにより、画像情報に応じて変調された、例えばレーザビームなどの光線が照射される。感光ドラム11a〜11dは、照射部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。
【0028】
さらに、これら静電潜像は、イエロー,シアン,マゼンタ,ブラックの4色の現像剤(トナー)をそれぞれ収納した現像装置14a,14b,14c,14dによって顕像化(現像)される。現像されたトナー像は、順次に中間転写ベルト30に一次転写される。以上に示したプロセスにより、各色のトナーによる画像形成が順次行われる。
【0029】
次に、給紙部は、記録材P(例えば紙,透明フィルム)を収納する部分と、記録材Pを搬送するためのローラ、記録材Pの通過を検知するためのセンサ、記録材Pの有無を検知するためのセンサ、記録材Pを搬送路に沿って搬送させるためのガイド(不図示)から構成される。
【0030】
図1中の符号21a,21b,21c,21dは給紙カセットを示し、符号27は手差しトレイを示し、符合28は給紙デッキを示しており、いずれも記録材Pを収納する。符合22a、22b、22c、22dは、給紙カセット21a〜21dから記録材Pを1枚ずつ送り出すためのピックアップローラを示している。ピックアップローラ22a〜22dでは、複数枚の記録材Pが送り出されることがあるが、BCローラ23a,23b,23c,23dによって確実に1枚だけ分離される。
【0031】
こうして1枚だけ分離された記録材Pは、さらに引き抜きローラ24a,24b,24c,24d、レジスト前ローラ26によって、レジストローラ25まで搬送される。また、手差しトレイ27に収納された記録材Pは、BCローラ29によって1枚分離され、レジスト前ローラ26によってレジストローラ25まで搬送される。また、給紙デッキ28に収納された記録材Pは、ピックアップローラ60によって給紙ローラ61まで複数枚搬送され、給紙ローラ61によって1枚だけ確実に分離され、引き抜きローラ62まで搬送される。さらに記録材Pはレジスト前ローラ26によってレジストローラ25まで搬送される。
【0032】
中間転写ユニット(負荷装置)Uについて詳細に説明する。中間転写ユニットUは、中間転写体として中間転写ベルト30を備えている。中間転写ベルト30の材料としては、例えば、PET(ポリエチレンテレフタレート)やPVdF(ポリフッ化ビニリデン)などが用いられる。中間転写ベルト30は、駆動ローラ32、テンションローラ33、二次転写対向ローラ34に掛け渡されている。
【0033】
駆動ローラ32は、中間転写ベルト30に駆動を伝達するローラであり、中間転写ベルト30を時計回りに回転駆動する。テンションローラ33は、ばね(不図示)の付勢力によって中間転写ベルト30に適度な張力を与えるローラである。二次転写対向ローラ34は、二次転写ローラ36との間に中間転写ベルト30を挟み込んでいる。これにより中間転写ベルト30と二次転写ローラ36との間には、二次転写ニップ部(二次転写部)が構成されている。
【0034】
駆動ローラ32は金属ローラの表面に数mm厚のゴム(ウレタン又はクロロプレン)をコーティングして中間転写ベルト30とのスリップを防いでいる。駆動ローラ32は、感光ドラム11a〜11dを回転させるステッピングモータからの回転力の伝達によって回転するが、駆動ローラ32に対しても伝達部にカップリング(不図示)を用いている。このカップリングも、上述の感光ドラム11a〜11dに対して使用しているカップリングと同様、感光ドラムが矢印方向に回転するときにロックされ、矢印方向とは逆方向に回転されることでロックが解除されるようになっている。
【0035】
各感光ドラム11a〜11dと中間転写ベルト30が対向する位置の、中間転写ベルト30の裏には、トナー像を中間転写ベルト30に転写するための高圧が印加される一次転写ローラ35a,35b,35c,35dが配設されている。
【0036】
二次転写ローラ36は、中間転写ベルト30に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト30の回転方向に沿っての二次転写ローラ36の下流側には、中間転写ベルト30の表面(トナー像が転写される面)をクリーニングするためのクリーニング装置50が配設されている。このクリーニング装置50は、クリーナブレード51(材質としては、ポリウレタンゴムなどが用いられる)及び廃トナーを収納する廃トナーボックス52を有している。
【0037】
定着ユニット40は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を有する定着ローラ41aとこの定着ローラ41aに加圧される加圧ローラ41b(この加圧ローラ41bにも熱源を設ける場合もある)、これら定着ローラ41a及び加圧ローラ41bから排出されてきた記録材Pを搬送する内排紙ローラ44を有している。
【0038】
一方、レジストローラ25まで搬送された記録材Pは、レジストローラ25よりも上流のローラの回転駆動を止めて一旦停止させ、画像形成部の画像形成タイミングに合わせてレジストローラ25を含む上流のローラの回転駆動が再開される。記録材Pは二次転写ニップ部へ送り出される。二次転写ニップ部において、中間転写ベルト30上のトナー像が記録材P上に一括で二次転写される。
【0039】
トナー像の二次転写後の記録材Pは、定着ユニット40においてトナー像が定着され、内排紙ローラ44を通過した後、切り替えフラッパ73によって、搬送先が切り替えられる。切り替えフラッパ73がフェイスアップ排紙側にある場合は、記録材Pは外排紙ローラ45によってフェイスアップ排紙トレイ2に排出される。一方、切り替えフラッパ73がフェイスダウン排紙側にある場合は、記録材Pは反転ローラ72a,72b,72cの方向へ搬送され、フェイスダウン排紙トレイ3へ排出される。
【0040】
なお、記録材Pの搬送路には、記録材Pの通過を検知するために複数のセンサが配置されており、給紙リトライセンサ64a,64b,64c,64d、デッキ給紙センサ65、デッキ引き抜きセンサ66、レジストセンサ67、内排紙センサ68、フェイスダウン排紙センサ69、両面プレレジストセンサ70、両面再給紙センサ71等がある。また、記録材Pを収納する給紙カセット21a〜21dには、記録材Pの有無を検知するカセット紙ありなしセンサ63a,63b,63c,63dが配設され、手差しトレイ27には手差しトレイ27上の記録材Pの有無を検知する手差しトレイ紙ありなしセンサ74が配設され、給紙デッキ28には給紙デッキ28内の記録材Pの有無を検知するデッキ紙ありなしセンサ75が配設されている。
【0041】
制御手段は、上述の各ユニット内の機構の動作を制御するための制御基板(不図示)や、モータドライブ基板(不図示)などから構成されている。本実施の形態で使用するステッピングモータもこの制御手段によって回転方向(正転・逆転)や回転角度(回転数)が制御される。さらに制御手段にはタイマが内蔵されている。
【0042】
操作部4は、画像形成装置本体1の上面に配置されており、記録材Pの収納された給紙部(給紙カセット21a〜21d、手差しトレイ27、給紙デッキ28)の選択、排紙トレイ(フェイスアップトレイ2、フェイスダウントレイ3)の選択、タブ紙束の指定等が可能である。
【0043】
次に上述構成の画像形成装置の動作を説明する。一例として、給紙カセット21aから記録材Pを供給する場合を説明する。
【0044】
画像形成動作開始信号が発せられてからタイマによって計時される所定時間経過後、まずピックアップローラ22aにより、給紙カセット21aから記録材Pが1枚ずつ送り出される。そして記録材Pは、給紙ローラ23aによリ、引き抜きローラ24a、レジスト前ローラ26を経由して、レジストローラ25まで搬送される。このときレジストローラ25は停止されており、記録材Pの先端は、レジストローラ25のニップ部に突き当たる。その後、画像形成部が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ25は回転を始める。この回転時期は、記録材Pと、画像形成部より中間転写ベルト30上に一次転写されたトナー像とが二次転写ニップ部においてちょうど一致するようにそのタイミングが設定されている。
【0045】
一方、画像形成部では、画像形成動作開始信号が発せられると、前述したプロセスにより中間転写ベルト30の回転方向において一番上流にある感光ドラム11d上に形成されたトナー像が、高電圧が印加された転写ローラ35dによって一次転写部において中間転写ベルト30上に一次転写される。一次転写されたトナー像は次の一次転写部まで搬送される。そこでは各画像形成部間をトナー像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行われており、前のトナー像の上に画像先端を合わせて次のトナー像が転写されることになる。以下も同様の工程が繰り返され、最終的に4色のトナー像が中間転写ベルト30上において一次転写されて重ね合わされる。
【0046】
その後、記録材Pが二次転写ニップ部に供給されて中間転写ベルト30に接触すると、記録材Pの通過タイミングに合わせて二次転写ローラ36に、高電圧が印加される。そして前述したプロセスにより中間転写ベルト30上に形成された4色のトナー像が記録材Pの表面に一括で二次転写される。その後、記録材Pは定着ローラ41aと加圧ローラ41bとの間のニップ部まで案内される。そしてこれら定着ローラ41aと加圧ローラ41bとによって加熱・加圧されて、表面にトナー像が定着される。その後、切り替えフラッパの切り替え方向に応じて、フェイスアップ排紙トレイ2又はフェイスダウン排紙トレイ3に排出される。
【0047】
次に本特許の実施の形態の特徴である、画像形成時に感光ドラム11a〜11d及び駆動ローラ32が回転し、そして停止してから所定時間の待機後に、感光ドラム11a〜11d及び駆動ローラ32を回転駆動させるステッピングモータを逆回転する処理について説明を行う。
【0048】
実施の形態1の画像形成装置において画像形成を行う上で重要な部品である感光ドラム11a,11b,11c,11d、帯電ローラ12a,12b,12c,12d、現像装置14a,14b,14c,14dは、画像形成装置本体1の寿命に比べて十分短いため、これらの部品の交換作業を容易にするために、画像形成部a,b,c,dごとにプロセスカートリッジ(負荷装置)Pa,Pb,Pc,Pdにして一まとめにすることで、部品を一括交換するようにしている。そして、プロセスカートリッジPa〜Pdごとに使用した回数を数え、使用回数が所定の値に達したときにそのプロセスカートリッジについて、プロセスカートリッジ寿命警告として操作部4にプロセスカートリッジの交換を促す表示が行われる。一方、駆動ローラ32が回転駆動する中間転写ベルト30もプロセスカートリッジPa〜Pdと同様に画像形成装置本体1に比較して寿命が短いため、画像形成装置本体1が使われているうちに何度か交換の必要が生じる。このとき、操作部4には中間転写ベルト30の交換を促す表示が行われることになる。
【0049】
プロセスカートリッジ寿命警告が表示された時点で寿命に達したプロセスカートリッジの交換を行うことになるが、プロセスカートリッジの取り出し方向は、感光ドラムの軸方向になっており、従来の一般的なカラーの画像形成装置では、プロセスカートリッジの取り出し時にカップリングの連結がロックされたままなので、連結を解除するように感光ドラムが回転して中間転写ベルト30と摩擦してしまう。さらに、図6に示すイメージのように、中間転写ベルト30には感光ドラム11a〜11d上に形成されたトナー像を中間転写ベルト表面に転写するために適度な張力が与えられており、中間転写ベルト30の表面が感光ドラム11a〜11dの表面に密着していて摩擦抵抗が高いため、プロセスカートリッジを抜き差し(着脱)する際にかかる負荷が重く、かつ感光ドラム表面に傷がついてしまうおそれがある。
【0050】
そこで、本実施の形態ではプロセスカートリッジの抜き差しが行われる可能性があるときには、あらかじめステッピングモータに対して画像形成時の回転方向とは逆の方向に回転させることでカップリングの連結部のロックを解除するようにした。この結果、連結部のロックを解除するために感光ドラムを強制的に回転させる必要が無くなり、そのまま引き出すことができるため、中間転写ベルト30との接触が最小限に抑えられてプロセスカートリッジの抜き差し時の負荷抵抗を低下させることができる。
【0051】
さらに本実施の形態の画像形成装置では、ステッピングモータが感光ドラム11a〜11dだけでなく駆動ローラ32も合わせて回転駆動しており、ステッピングモータと感光ドラム11a〜11dとの間のカップリングの連結のロックを解除するときには同時にステッピングモータと駆動ローラ32との間のカップリングの連結のロックも解除される機構になっているため、図7に示すイメージのようにカップリングの連結部の隙間の分だけ中間転写ベルト30の両端にかかる張力を低下させることができる。また、連結部のロックが解除されているため、中間転写ベルト30は微小な範囲で左右に動くことができるようになり、これらにより感光ドラム表面と中間転写ベルト30との摩擦をより少なくすることができる。
【0052】
しかし、プロセスカートリッジの抜き差しが行われるタイミングは不定であり、場合によっては画像形成装置本体1の電源が入っていない状態でプロセスカートリッジの抜き差しが行われる可能性もある。そのため、適切なタイミングでカップリングの連結部のロックを解除しておかなければ、本実施の形態を実施することによるメリットが得られない。
【0053】
そこで、図8のステッピングモータの回転速度を表すグラフに示すように、画像形成時の方向で回転している感光ドラム11a〜11dが停止した直後から所定の時間だけ待機した後にステッピングモータを逆回転させてすぐ停止するというシーケンスを入れることによって、感光ドラム11a〜11dが回転している時以外はカップリングの連結部のロックが解除されるようになる。ここで、逆方向にステッピングモータを動かしてすぐ停止させるのは、連結部のロックが解除された状態で逆方向に回転し続けることによるカップリングの連結部へのダメージを防ぐだけではなく、感光ドラム11a〜11dを逆方向に回転させることによる、感光ドラムに接している周囲の部品へのダメージを防ぐ必要性があるためであり、ステッピングモータの逆回転での移動量はカップリングの連結部のロックを解除するために必要な最小限の距離に制限するものとする。
【0054】
また、画像形成時の方向で回転している感光ドラム11a〜11dを停止させてからステッピングモータを逆回転させるまでの所定の待機時間のうちに感光ドラム11a〜11dの回転要求が発生した場合は、図9のステッピングモータの回転速度を示すグラフに表されるように、逆回転動作は行わず、待機時間が終わるのを待たずにすぐに感光ドラム11a〜11dを画像形成時の方向で回転させる。これにより、画像形成動作が連続するような状態でもカップリングの連結部がロックされたまますばやく画像形成動作に移ることが可能になる。
【0055】
以上説明したように、回転している感光ベルト11a〜11dが停止した後、所定時間待機した後に、感光ベルト11a〜11dを回転させるステッピングモータを逆方向に回転させることによって、プロセスカートリッジの抜き差しにおける負荷抵抗を小さくして、感光ドラムに傷がつきにくくすることを可能にする。
【0056】
なお、上述では本発明を、4色フルカラーのプリンタに適用した場合を例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、モノクロのプリンタ、カラー及びモノクロの複写機やファクシミリ等の画像形成装置に対しても適用することができる。さらには、画像形成装置に限らず、装置本体に対して着脱自在な負荷装置に動力を伝達する連結機構を有する一般的な装置に対しても適用することが可能である。
【0057】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る連結機構によると、駆動源の正転による回転体の通常の回転方向の回転が停止されたとき、回転停止後の所定時間、連結状態を維持した後、連結状態が解除されるので、負荷装置を装置本体に装着したときには、高い位置精度を確保することができるものでありながら、しかも負荷装置の着脱時には、その着脱が簡単に行える。したがって、着脱時に負荷装置の周囲の部品を傷付けにくいので、ユーザによる負荷装置の交換が可能となり、サービスマンが交換する場合に比較して、ランニングコストを低減してダウンタイムの発生を防止することができる。
【0058】
また、本発明に係る画像形成装置によると、像担持体や中間転写体のユーザによる交換が可能となり、上述と同様、サービスマンが交換する場合に比較して、ランニングコストを低減してダウンタイムの発生を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る画像形成装置の概略構成を示す縦断面図である。
【図2】カップリングの凸部の図5中のX線矢視図である。
【図3】カップリングの凸部の斜視図である。
【図4】カップリングの凹部の斜視図である。
【図5】カップリングの構成を説明する図である。
【図6】中間転写ベルトと感光ドラムとが接触している状態を説明する図である。
【図7】カップリングの連結部のロックを解除した状態、すなわち中間転写ベルトと感光ドラムとの摩擦が低下している状態を説明する図である。
【図8】ロックを解除する前後のステッピングモータの回転速度を示す図である。
【図9】ロックを解除せずに再度加速を行う前後のステッピングモータの回転速度を示す図である。
【符号の説明】
1 画像形成装置本体
11a,11b,11c,11d
回転体(像担持体、感光ドラム)
30 回転体(中間転写体、中間転写ベルト)
Pa,Pb,Pc,Pd
負荷装置(プロセスカートリッジ)
U 負荷装置(中間転写ユニット)
Claims (9)
- 回転体を有する着脱可能な負荷装置と前記負荷装置が装着される装置本体との間に介装されて前記装置本体側の駆動源の回転を前記回転体に伝達する連結機構において、
前記駆動源の正転による前記回転体の通常の回転方向の回転が停止されたとき、回転停止後の所定時間、連結状態を維持した後、連結状態が解除される、
ことを特徴とする連結機構。 - 前記回転体の通常方向の回転停止後、所定時間が経過する前に、前記駆動源が正転されたときには、連結状態が解除されることなく前記回転体を通常の回転方向に回転させる、
ことを特徴とする請求項1に記載の連結機構。 - 前記駆動源の逆転によって連結状態が解除される、
ことを特徴とする請求項1又は2に記載の連結機構。 - 表面にトナー像が形成される像担持体と、前記像担持体が着脱自在に装着される画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体側の駆動源の回転を前記像担持体に伝達する連結機構とを備えた画像形成装置において、
前記連結機構は、前記駆動源の正転による前記像担持体の通常の回転方向の回転が停止されたとき、回転停止後の所定時間、連結状態を維持した後、連結状態が解除される、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記連結機構は、前記像担持体の通常方向の回転停止後、所定時間が経過する前に、前記駆動源が正転されたときには、連結状態が解除されることなく前記像担持体を通常の回転方向に回転させる、
ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記連結機構は、前記駆動源の逆転によって連結状態が解除される、
ことを特徴とする請求項4又は5に記載の画像形成装置。 - 像担持体から転写されたトナー像を記録材に転写する中間転写体と、前記中間転写体が着脱自在に装着される画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体側の駆動源の回転を前記中間転写体に伝達する連結機構とを備えた画像形成装置において、
前記連結機構は、前記駆動源の正転による前記中間転写体の通常の回転方向の回転が停止されたとき、回転停止後の所定時間、連結状態を維持した後、連結状態が解除される、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記連結機構は、前記中間転写体の通常方向の回転停止後、所定時間が経過する前に、前記駆動源が正転されたときには、連結状態が解除されることなく前記像担持体を通常の回転方向に回転させる、
ことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記連結機構は、前記駆動源の逆転によって連結状態が解除される、
ことを特徴とする請求項7又は8に記載の画像形成装置。
Priority Applications (1)
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Family Applications (1)
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- 2002-08-30 JP JP2002256091A patent/JP2004093987A/ja active Pending
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