JP2004109671A - 像担持体駆動装置、および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体駆動装置において、部品点数を増加することなく、像担持体の速度むらをより一層低減する。
【解決手段】駆動モータの回転を、像担持体駆動軸７４上に固定する第２タイミングプーリ（回転伝達部材）７１を介して像担持体駆動軸に伝達し、その像担持体駆動軸で像担持体を駆動する。第２タイミングプーリ７１として、像担持体駆動軸７４をインサートして一体成形したものを用いる。像担持体駆動軸には、硫黄快削鋼を用いてつくるとよい。また、成形時に成形型の一部が入り込んでその軸方向の動きを規制する位置決め用係合部を形成するとよい。
【選択図】　　　　図５

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンタやファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。特にそのうち、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング等を繰り返して逐次トナー画像を形成し、そのトナー画像を順次転写して、最終的に用紙・ＯＨＰフィルム等の記録媒体に画像を形成する電子写真式の画像形成装置に関する。および、そのような画像形成装置において、画像を担持する像担持体の駆動を行う像担持体駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、電子写真式画像形成装置の像担持体駆動装置では、例えば図７（Ａ）に示すように、像担持体駆動軸１を中心孔２に挿入して図中鎖線で示すように像担持体駆動軸１上にタイミングプーリ（回転伝達部材）３を取り付け、Ｅリング４で抜け止めしていた。そして、不図示の駆動モータの回転を、タイミングプーリ・ギヤ等の他のいくつかの回転伝達部材を介してタイミングプーリ３に伝達し、像担持体駆動軸１を回転して不図示の像担持体を駆動していた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、一般にタイミングプーリ３は、樹脂成形品であるから、精度良く製作することができず、歯形誤差があり、またピッチ円に偏心があったり、ピッチ円の変形があったりしてピッチ円誤差を有しているのが普通である。
【０００４】
このため、このような歯形誤差やピッチ円誤差のあるタイミングプーリ３を回転すると、像担持体表面の回転速度が周期的に変動する問題があった。例えば図７（Ｂ）に示すように、タイミングプーリ３のピッチ円誤差は振幅Ｔ１の大きなサインカーブを描き、ピッチ円誤差が大きいと、ピッチ円が大きいところでタイミングプーリ３の角速度が大きくなり、ピッチ円が小さいところで反対に角速度が小さくなる。
【０００５】
これにより、像担持体駆動軸１の回転速度にもサインカーブの大きな速度むらを発生し、像担持体駆動軸１で駆動する像担持体にも大きな速度むらを生じていた。
【０００６】
また、例えば図７（Ａ）に示す従来例では、像担持体駆動軸１の端部５をフライス加工してＤ断面とする一方、タイミングプーリ３の中心孔２をＤ孔とし、その中心孔２に端部５を挿入する。しかし、樹脂成形品であるタイミングプーリ３の製作精度を上げることができないから、中心孔２と端部５とのはめ合いにガタを生ずることがあり、像担持体駆動軸１に対してタイミングプーリ３を傾きなく取り付けることも難しかった。
【０００７】
したがって、像担持体駆動軸１を基準にしたタイミングプーリ３の振れが拡大し、タイミングプーリ３に速度変動を発生して像担持体に一層大きな速度むらを生じていた。
【０００８】
そして、像担持体にそのような速度むらを生ずると、記録媒体上の画像に濃度むらを発生したり、カラー画像であるときには色ずれを発生したりして、画像品質が低下する問題があった。
【０００９】
従来の画像形成装置の中には、例えば図８に示すように、フランジ６をアルミニウム・亜鉛ダイキャスト・鉄系焼結などでつくってそのフランジ６をタイミングプーリ３に取付ねじ７で固定し、図中鎖線で示すようにともに像担持体駆動軸１上に取り付けてタイミングプーリ３の同軸性や垂直性を修正し、像担持体駆動軸１を基準にしたピッチ円誤差の拡大を防止するようにしたものがある。
【００１０】
このようにすると、タイミングプーリ３のピッチ円誤差の振幅は、図８（Ｂ）に示すように、Ｔ２に改善することができる（Ｔ１＞Ｔ２）。しかし、フランジ６を設ける分だけ、部品点数が増加してコストアップとなり、また公差の積み上げが増加して組付け精度が悪くなり、ピッチ円誤差をなお十分に改善できない問題があった。
【００１１】
そこで、この発明の第１の目的は、上述のような像担持体駆動装置において、部品点数を増加することなく、像担持体の速度むらをより一層低減することにある。
【００１２】
この発明の第２の目的は、像担持体駆動軸を、低コストで、通電性に優れたものとし、しかも成形時に摩擦による金型の摩耗を最小限に抑えたものとすることにある。
【００１３】
この発明の第３の目的は、回転伝達部材の成形時に、回転伝達部材に対してインサートする像担持体駆動軸を正確に位置出しすることにある。
【００１４】
この発明の第４の目的は、回転伝達部材と像担持体駆動軸とを確実に一体化してそれらの間の滑りをなくすことにある。
【００１５】
この発明の第５の目的は、上記各目的を達成した像担持体駆動装置を備える画像形成装置を提供することにある。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、
駆動モータの回転を、像担持体駆動軸上に固定する回転伝達部材を介して像担持体駆動軸に伝達し、その像担持体駆動軸で、ドラム状やベルト状の像担持体を駆動する、モノクロ・二色・フルカラーなどの画像形成装置の像担持体駆動装置において、
前記回転伝達部材として、像担持体駆動軸をインサートして一体成形したものを用いる、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、請求項１に記載の像担持体駆動装置において、像担持体駆動軸を、硫黄快削鋼を用いてつくる、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、請求項１または２に記載の像担持体駆動装置において、像担持体駆動軸に、成形時に成形型の一部と係合して像担持体駆動軸の軸方向の動きを規制する位置決め用係合部を形成する、ことを特徴とする。
【００１９】
請求項４に記載の発明は、上述した第４の目的を達成すべく、請求項１ないし３のいずれか１に記載の像担持体駆動装置において、像担持体駆動軸の、回転伝達部材に埋め込む部分に、ローレット切りなどの回転止め加工を施す、ことを特徴とする。
【００２０】
請求項５に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、請求項１に記載の像担持体駆動装置において、回転伝達部材としてタイミングプーリを用いる、ことを特徴とする。
【００２１】
請求項６に記載の発明は、上述した第１の目的を達成すべく、請求項１に記載の像担持体駆動装置において、回転伝達部材としてギヤを用いる、ことを特徴とする。
【００２２】
請求項７に記載の発明は、上述した第５の目的を達成すべく、請求項１ないし６のいずれか１に記載の像担持体駆動装置を備えることを特徴とする、画像形成装置である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明による像担持体駆動装置を備えるカラー画像形成装置の全体概略構成を示す。
【００２４】
画像形成装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を、図示例では３つのローラ１２・１３・１４に掛け回してやや斜めに傾斜して張り渡し、３つのローラ１２・１３・１４のうちの駆動ローラを回転駆動して他の２つを従動回転することにより図中反時計まわりに回転搬送可能に設ける。
【００２５】
この図示例では、１つのローラ１３の左に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去するベルトクリーニング装置１６を設ける。
【００２６】
また、２つのローラ１３・１４間に張り渡した中間転写体１０下には、その搬送方向に沿って、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの４つの単色作像手段１８を横に並べて配置してタンデム作像装置２０を設ける。タンデム作像装置２０の下には、さらに４つの単色作像手段１８で共通の露光装置２１を設ける。
【００２７】
一方、中間転写体１０の右側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、ローラ状で、ローラ１２に押し当ててそれにバイアス電圧を印加することにより中間転写体１０上の画像を記録媒体に転写する。
【００２８】
２次転写装置２２の上方には、記録媒体上の転写画像を定着する定着装置２４を設ける。定着装置２４は、定着ローラ２５に加圧ローラ２６を押し当てて構成する。
【００２９】
このような２次転写装置２２および定着装置２４の右には、記録媒体の両面に画像を形成すべく記録媒体を反転して、中間転写体１０と２次転写装置２２間に再給紙する記録媒体反転装置２８を備える。
【００３０】
いま、このカラー複写機を用いて画像を形成するときは、不図示の駆動モータでローラ１４・１５・１６のうちの駆動ローラを回転駆動して中間転写体１０を回転搬送する。同時に、後述する像担持体駆動装置を駆動して個々の単色作像手段１８の像担持体３０を時計まわりに回転し、各像担持体３０上にそれぞれ、ブラック・イエロ・マゼンタ・シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次重ねて１次転写し、中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。
【００３１】
一方、ローラ１４・１５・１６のうちの駆動ローラを回転駆動するなどと同時に、給紙装置２００の給紙ローラ３２を回転し、給紙カセット３４から記録媒体を繰り出し、分離パッド３５で１枚ずつ分離して給紙路３６に入れ、画像形成装置本体１００内のレジストローラ３８に突き当てて止める。
【００３２】
手差し給紙のときは、手差しトレイ４０を支軸４１を中心として開いてその上に記録媒体をセットし、その記録媒体を給紙ローラ４２を回転して繰り出し、搬送ローラ４３で搬送して、同じくレジストローラ３８に突き当てて止める。
【００３３】
そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ３８を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間に記録媒体を送り込み、２次転写装置２２で中間転写体１０上の合成カラー画像を一括して２次転写して記録媒体上にカラー画像を形成する。
【００３４】
画像転写後の記録媒体は、２次転写装置２２で搬送して定着装置２４へと送り込み、定着装置２４で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪４４で切り換えて排出ローラ４５で排出し、画像形成装置本体１００上の排紙トレイ４６上にスタックする。または、切換爪４４で切り換えて記録媒体反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を形成して後、排出ローラ４５で排紙トレイ４６上に排出する。
【００３５】
一方、画像転写後の中間転写体１０は、ベルトクリーニング装置１６で、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム作像装置２０による再度の画像形成に備える。
【００３６】
さて、上述したタンデム作像装置２０において、各単色作像手段１８は、詳しくは、例えば図２に示すように、画像形成装置本体１００のフレームでそれぞれ回転自在に支持するドラム状の像担持体３０のまわりに、帯電装置５０、現像装置５１、１次転写装置５２、クリーニング装置５３、除電装置５４などを備えてなる。
【００３７】
単色作像手段１８を構成する部分のうち、帯電装置５０は、図示例では反時計まわりに回転する帯電ローラを用い、像担持体３０に接触して電圧を印加することによりその像担持体３０の表面を所定の極性に一様に帯電する。そして、共通の露光装置２１からそれぞれレーザ光Ｌを照射して色別に光書込みを行い、像担持体３０上に静電潜像を形成する。
【００３８】
現像装置５１は、図示例では、磁性キャリアと非磁性トナーとよりなる二成分現像剤を使用する。そして、その二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ５５に付着し、その現像スリーブ５５に付着した二成分現像剤のうちの色別のカラートナーをそれぞれ像担持体３０に転移して色ごとに像担持体３０上の静電潜像を現像する。
【００３９】
１次転写装置５２は、ローラ状とし、中間転写体１０を挟んで像担持体３０に押し当てて設ける。別に、ローラ状に限らず、非接触のチャージャであってもよい。
【００４０】
クリーニング装置５３は、先端を像担持体３０に押し当てて、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード５６を備える。除電装置５４は、除電ランプからの除電光を照射して像担持体３０の表面を電位的に初期化する。
【００４１】
ところで、このような各単色作像手段１８において、像担持体３０を駆動する像担持体駆動装置は、例えば図３および図４に示すように構成する。
【００４２】
図中符号６０は、画像形成装置本体１００内に備える板金製のフレームである。フレーム６０には、ブラケット６１をねじ止め固定する。ブラケット６１には、駆動モータ６２を取り付ける。駆動モータ６２の出力ギヤ６３は、第１減速ギヤ６４に噛み合う。第１減速ギヤ６４は、樹脂製で、ブラケット６１で保持する軸６５で回転自在に支持する。
【００４３】
第１減速ギヤ６４は、第２減速ギヤ６６に噛み合う。第２減速ギヤ６６は、樹脂製で、その中心軸６７をベアリング６８を介してフレーム６０と、ベアリング６９を介してブラケット６１とで回転自在に支持する。ブラケット６１を貫通する中心軸６７の外端には、第１タイミングプーリ７０を固定する。
【００４４】
第１タイミングプーリ７０は、第２タイミングプーリ７１との間に無端状のタイミングベルト７２を掛け回す。第２タイミングプーリ７１は、像担持体駆動軸７４の外端に後述するごとく固定する。像担持体駆動軸７４は、内外のベアリング７５・７６を介して筒状ホルダ７７で回転自在に支持する。筒状ホルダ７７は、フレーム６０にねじ止め固定する。
【００４５】
像担持体駆動軸７４の内端には、ジョイント部材７８の突部７９を嵌合して回転伝達可能に像担持体３０を連結する。そして、像担持体３０と像担持体駆動軸７４とを一直線上に配置する。
【００４６】
なお、ベアリング７５・７６の１つは、通電ベアリングとし、像担持体駆動軸７４からその通電ベアリングを介して像担持体３０のアースを取るようにしている。
【００４７】
そして、駆動モータ６２の回転を、出力ギヤ６３と第１減速ギヤ６４と第２減速ギヤ６６の噛み合いよりなる歯車列を介して減速して第１タイミングプーリ７０に伝達し、タイミングベルト７２を介して第２タイミングプーリ７１に伝達して像担持体駆動軸７４を回転し、像担持体３０を図１および図２で時計まわりに回転駆動する。
【００４８】
さて、以上のように、駆動モータ６２の回転を、像担持体駆動軸７４上に固定する第２タイミングプーリ（回転伝達部材）７１を介して像担持体駆動軸７４に伝達し、その像担持体駆動軸７４で像担持体３０を駆動する、画像形成装置の像担持体駆動装置においては、第２タイミングプーリ７１として、図５（Ａ）に示すように、像担持体駆動軸７４をインサートして一体成形したものを用いる。
【００４９】
このようにすると、図５（Ｂ）に示すように第２タイミングプーリ７１のピッチ円誤差の振幅を、図７（Ｂ）に示す従来の振幅Ｔ１や図８（Ｂ）に示す従来の振幅Ｔ２よりも小さなＴ３とし、図８（Ａ）に示すようにフランジ６を用いたりすることなく、すなわち部品点数を増加する必要をなくしてコストアップを防ぎながら、回転伝達部材自体の持つ誤差のみとしてピッチ円誤差を最小化し、像担持体の速度むらをより一層低減することができる。
【００５０】
このとき、像担持体駆動軸７４は、硫黄快削鋼を用いてつくるとよい。像担持体駆動軸７４を硫黄快削鋼を用いてつくると、例えばステンレス鋼を用いてつくった場合に比し、低コストで、通電性に優れものとし、しかも成形時に摩擦による金型の摩耗を最小限に抑えたものとすることができる。
【００５１】
なお、この像担持体駆動軸７４には、図５（Ａ）に示すように、第２タイミングプーリ７１に埋め込む部分に回転止め加工として、例えばローレット切りを施してローレット８０を設けると、第２タイミングプーリ７１とより一体化し、像担持体駆動軸７４に負荷トルクがかかった場合の回転止めの機能を持たせることができる。
【００５２】
また、像担持体駆動軸７４には、図６（Ａ）に示すように、位置決め用係合部として円周溝８１を形成するとよい。そして、その円周溝８１に、第２タイミングプーリ７１の成形時に、成形型の一部を構成する例えばスライド駒８２の凸部８３が（Ｂ）に示すように矢示方向に入り込んで係合し、像担持体駆動軸７４の軸方向の動きを規制するようにする。
【００５３】
このようにすると、第２タイミングプーリ７１の成形時に位置決め用係合部である円周溝８１に成形型の一部を入れて像担持体駆動軸７４の軸方向の動きを規制し、第２タイミングプーリ７１に対してインサートする像担持体駆動軸７４を正確に位置出しすることができる。
【００５４】
ところで、上述した例では、フルカラー画像形成装置に適用した場合について説明したが、この発明は、フルカラー画像形成装置に限らず、モノクロの画像形成装置にも、二色画像形成装置にも、同様に適用することができる。
【００５５】
また、上述した例では、像担持体が、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング等を繰り返して逐次トナー画像を形成する感光体である場合について説明した。しかし、像担持体は、そのような感光体に限らず、感光体等の別の像担持体上から転写した画像をいったん担持してその担持する画像を記録媒体等の別の部材に転写する中間転写体であってもよい。
【００５６】
さらに、この発明でいう像担持体は、感光体や中間転写体のように直接画像を担持するものに限らず、感光体等からトナー画像が転写される記録媒体を保持して搬送するもので、その記録媒体を介してトナー画像を間接的に担持する記録媒体保持体なども含めるものである。ドラム状のものであっても、無端ベルト状のものであってもよい。この発明は、そのような像担持体を駆動する像担持体駆動装置、およびそのような像担持体駆動装置を備える画像形成装置に関する。
【００５７】
他方、上述した例では、像担持体駆動軸７４に固定する回転伝達部材が第２タイミングプーリ７１である場合について説明したが、タイミングプーリに限らず、ギヤであってもよい。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に記載の発明によれば、像担持体駆動軸上に固定する回転伝達部材として、像担持体駆動軸をインサートして一体成形したものを用いるので、フランジ等の他の部材を用いることなく、すなわち部品点数を増加する必要をなくしてコストアップを防ぎながら、回転伝達部材自体の持つ誤差のみとしてピッチ円誤差を最小化し、像担持体の速度むらをより一層低減することができる。
【００５９】
請求項２に記載の発明によれば、像担持体駆動軸を硫黄快削鋼を用いてつくるので、回転伝達部材を一体成形するときインサートする像担持体駆動軸を、例えばステンレス鋼を用いてつくった場合に比し、低コストで、通電性に優れものとし、しかも成形時に摩擦による金型の摩耗を最小限に抑えたものとすることができる。
【００６０】
請求項３に係る発明によれば、像担持体駆動軸に、成形時に成形型の一部と係合して像担持体駆動軸の軸方向の動きを規制する位置決め用係合部を形成するので、回転伝達部材の成形時に位置決め用係合部に成形型の一部を入れて像担持体駆動軸の軸方向の動きを規制し、回転伝達部材に対してインサートする像担持体駆動軸を正確に位置出しすることができる。
【００６１】
請求項４に係る発明によれば、像担持体駆動軸の、回転伝達部材に埋め込む部分に回転止め加工を施すので、回転伝達部材と像担持体駆動軸とを確実に一体化してそれらの間の滑りをなくし、例えば像担持体駆動軸に負荷トルクがかかった場合の回転止めの機能を持たせることができる。
【００６２】
請求項５に係る発明によれば、回転伝達部材としてタイミングプーリを用いるので、フランジ等の他の部材を用いることなく、すなわち部品点数を増加する必要をなくしてコストアップを防ぎながら、タイミングプーリ自体の持つ誤差のみとしてピッチ円誤差を最小化し、像担持体の速度むらをより一層低減することができる。
【００６３】
請求項６に係る発明によれば、回転伝達部材としてギヤを用いるので、フランジ等の他の部材を用いることなく、すなわち部品点数を増加する必要をなくしてコストアップを防ぎながら、ギヤ自体の持つ誤差のみとしてピッチ円誤差を最小化し、像担持体の速度むらをより一層低減することができる。
【００６４】
請求項７に係る発明によれば、請求項１ないし６のいずれか１に記載の像担持体駆動装置を備えるから、上記各効果を有する像担持体駆動装置を備えた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による像担持体駆動装置を備えるカラー画像形成装置の全体概略構成図である。
【図２】そのカラー画像形成装置に備える１つの単色作像手段の概略構成図である。
【図３】その像担持体駆動装置の構成図である。
【図４】その像担持体駆動装置の駆動伝達系の説明図である。
【図５】（Ａ）はその像担持体駆動装置において像担持体駆動軸に固定する回転伝達部材の断面図、（Ｂ）はそのピッチ円誤差を示す曲線図である。
【図６】（Ａ）は回転伝達部材の成形時にインサートする像担持体駆動軸の位置決め説明図、（Ｂ）はその部分拡大図である。
【図７】（Ａ）は従来の像担持体駆動軸への回転伝達部材取付説明図、（Ｂ）はその従来例のピッチ円誤差を示す曲線図である。
【図８】（Ａ）は別の従来の回転伝達部材取付説明図、（Ｂ）はその従来例のピッチ円誤差を示す曲線図である。
【符号の説明】
３０　　像担持体
６２　　駆動モータ
７１　　第２タイミングプーリ（回転伝達部材）
７４　　像担持体駆動軸
８１　　位置決め用円周溝
８２　　スライド駒
８３　　スライド駒の凸部（成形型の一部）

Claims (7)

1. 駆動モータの回転を、像担持体駆動軸上に固定する回転伝達部材を介して前記像担持体駆動軸に伝達し、その像担持体駆動軸で像担持体を駆動する、画像形成装置の像担持体駆動装置において、
   前記回転伝達部材として、前記像担持体駆動軸をインサートして一体成形したものを用いることを特徴とする、像担持体駆動装置。
2. 前記像担持体駆動軸を、硫黄快削鋼を用いてつくることを特徴とする、請求項１に記載の像担持体駆動装置。
3. 前記像担持体駆動軸に、成形時に成形型の一部と係合して前記像担持体駆動軸の軸方向の動きを規制する位置決め用係合部を形成することを特徴とする、請求項１または２に記載の像担持体駆動装置。
4. 前記像担持体駆動軸の、前記回転伝達部材に埋め込む部分に回転止め加工を施すことを特徴とする、請求項１ないし３のいずれか１に記載の像担持体駆動装置。
5. 前記回転伝達部材としてタイミングプーリを用いることを特徴とする、請求項１に記載の像担持体駆動装置。
6. 前記回転伝達部材としてギヤを用いることを特徴とする、請求項１に記載の像担持体駆動装置。
7. 請求項１ないし６のいずれか１に記載の像担持体駆動装置を備えることを特徴とする、画像形成装置。

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