JP2004258353A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラー複写機やカラープリンタとされる電子写真方式等の画像形成装置に係わり、記録媒体上に多色画像を形成する際の印字位置ズレやピッチムラの防止等に関するものである。
【0002】
【従来の技術】
近年、カラー画像の形成を行うことができるカラー電子写真画像形成装置の需要が増大しており、(1)低ランニングコスト、(2)小スペース、(3)低電力、(4)高画質、(5)ハイスピード、(6)操作性の向上、の6項目が達成できるカラー画像形成装置の投入が期待されている。
【0003】
その中で、(6)操作性を簡易にしながら、(5)ハイスピード化を図り、かつ、(4)高画質のカラー画像を提供する技術を提供する方式として、カラー画像形成装置にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの4色のプロセスカートリッジを用いて、感光体ドラムを4つ並列に並べ画像形成を行い、操作性の向上、ハイスピード化を図る方式がある。
この方式をタンデム式、又は、4ドラム方式カラー画像形成装置と呼ぶ。
【0004】
この方式においても(4)高画質化を妨げる要因として、感光体ドラムを駆動する駆動ギア列が噛み合う事により発生する微小振動によって、感光体ドラムの回転ムラが生じ、画像上にピッチムラとなって現れるという問題がある。
【0005】
これに対しては、感光体ドラムを駆動する駆動ギアを大径にして画像上に発生するピッチムラのピッチを小さくしたり、感光体ドラムを駆動する駆動ギア列の減速段数を1段にする事で発生する噛み合い周波数を1つに限定してピッチムラを目立ち難くする等の改善方法があった。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【0007】
すなわち、上記従来の構成は、根本的なピッチムラの発生要因を軽減するものではなく、発生するピッチムラを目立ち難くする効果を狙っているので、感光体ドラムの負荷変動による回転ムラや本体寿命末期の耐久劣化による噛み合い振動の増大によって画像上にレベルの悪いピッチムラが発生することがあった。
【0008】
また、大径ギア構成は、初期のピッチムラを目立ち難くする効果を発揮するが、単に画像上に発生するピッチムラのピッチを小さく(ギアの噛み合い周波数を大きく)して、従来の画像観察距離における可視感度以下にする事を目的としているので、より高画質になりカラー写真画像等を出力可能となった画像形成装置においては、ユーザーは出力されたカラー写真画像を手にとって従来の画像観察距離よりも近い観察距離で出力画像を判断する為、従来の構成で可視感度以下とされていたピッチ(周波数)であってもユーザーの印象を悪くし、クレームとなる場合があった。
【0009】
さらに、1段減速構成は、減速比を稼ぐ為にモーター等の駆動源の回転金属シャフトに直接歯切りをおこなって歯数をなるべく小さくする構成をとる必要があるが、この場合、金属ギアとモールド大径ギアとが直接噛み合う事になる為、画像形成装置の本体寿命末期においては、モールド大径ギアの歯面が耐久により摩耗し、ギアの噛み合いによる振動が増大して、ピッチムラのレベルが悪化するという問題があった。
【0010】
本発明は、上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現し、噛み合いの際に発生する微小振動の発生を抑えて画像上に発生するピッチムラレベルを低減する画像形成装置を提供することにある。
【0011】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような手段とした。
【0012】
すなわち、本発明の画像形成装置は、一つ又は複数の像担持体を駆動する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニット、もしくはプロセスカートリッジ内の駆動手段において、前記像担持体を駆動する像担持体駆動ギア列のギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする。
【0013】
また、本発明の画像形成装置は、一つ又は複数の像担持体に作用する帯電手段及び現像手段を有するプロセスカートリッジの、前記帯電手段及び前記現像手段の各回転駆動部に駆動を伝達する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニット、もしくは前記プロセスカートリッジ内の駆動手段において、前記帯電手段もしくは前記現像手段を駆動する、前記帯電手段駆動ギア列もしくは前記現像手段駆動ギア列のギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする。
【0014】
更に、本発明の画像形成装置は、像担持体上の各色トナー像を順次重ねて転写する中間転写体を駆動する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニットもしくは中間転写体ユニット内の駆動手段において、前記中間転写体を駆動する中間転写体駆動ギア列のギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする。
【0015】
更にまた、本発明の画像形成装置において、前記像担持体駆動ギア列、前記帯電手段駆動ギア列、前記現像手段駆動ギア列、前記中間転写体駆動ギア列の各ギアがハスバギアである構成も例示できる。
【0016】
更にまた、本発明の画像形成装置において、前記像担持体駆動ギア列、前記帯電手段駆動ギア列、前記現像手段駆動ギア列、前記中間転写体駆動ギア列において、全てのギアのギア歯面をクラウニング形状とした構成も例示できる。
【0017】
更にまた、本発明の画像形成装置において、前記像担持体駆動ギア列、前記帯電手段駆動ギア列、前記現像手段駆動ギア列、前記中間転写体駆動ギア列において、少なくとも互いに噛み合うギア対における片方のギアのギア歯面をクラウニング形状とした構成も例示できる。
【0018】
例えば、感光体ドラム、及びそれに作用する帯電手段、現像手段、さらに、前記感光体ドラム上の各色トナー像を順次重ねて転写する中間転写体等の各画像形成部をそれぞれ駆動する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニット、もしくはプロセスカートリッジ内及び中間転写体ユニット内の駆動手段における駆動ギア列の各ギア歯面を、クラウニング形状とした事を特徴とする。このギア歯面のクラウニング化は、前記各画像形成部を駆動する駆動ギア列が各々ハスバギアで構成されている時に顕著にその効果を発揮する。
【0019】
ハスバギアが噛み合う際には、ギアの歯幅方向の一端が相手ギアと接触して噛み合い始め、他端が相手ギアから離れる事で噛み合いを終える為、ギアの歯幅における両端部の歯筋が狂っていると(図6(c)参照)、衝撃振動が発生し、感光体ドラムに直接伝達されて画像上に顕著なピッチムラが発生してしまう。
【0020】
そこで、ギアの歯面をクラウニング形状にしておけば(図6(d)参照)、歯幅の両端部が中央部より小さくなるので、噛み合い始めにおいては、微小時間だけ通常ギアが接触を開始するタイミングよりも遅れ、また噛み合い終わりにおいては微小時間だけ離れが早くなるので、ギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現する事ができ、噛み合いの際に発生する微小振動の発生を抑えて画像上に発生するピッチムラレベルを低減する事が可能となる。
【0021】
この時、前述した様にギア歯面をクラウニング形状にすることによって噛み合い率が若干減少するが、その減少分はわずかであり、また、あらかじめ噛み合い率を十分確保しておけば、それが画像上のピッチムラレベルに悪影響を及ぼす事は全くない。
【0022】
また、ギア歯面のクラウニング化は、ギアのカシメ軸の倒れや板金の平面度悪化によって、軸間の平行度が多少狂った場合においても、前述した様にギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現できるので、噛み合いを滑らかに保って微小振動の発生を抑制する効果を期待できる。
【0023】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照し、この発明の実施の形態について詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【0024】
(第1の実施例)
[画像形成装置の全体の説明]
まず、画像形成装置の全体構成について、図1を参照して概略説明する。
【0025】
図1はカラー画像形成装置の一形態であるレーザープリンターの全体構成説明図である。
【0026】
カラーレーザープリンターは図1の全体構成図に示すように、Y,M,C,Bk各色毎に一定速度で回転する像担持体1Y,1M,1C,1Kとカラー現像器をもつ画像形成部と画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し給送部から給送された転写材2に更に転写する中間転写体とからなる。カラー画像を転写された転写材2を次いで定着部へ搬送してカラー画像を転写材に定着し、排出ローラーによって装置上面の排出部へ排出するものである。尚上記4色のカラー現像器はプリンタ本体に対して個別に着脱可能に構成されている。
【0027】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【0028】
[像担持体]
像担持体(感光ドラム)1Y,1M,1C,1Kは現像器のホルダーの容器3Y,3M,3C,3Kと一体的に構成され、この現像ユニット4Y,4M,4C,4Kはプリンタ本体に対して着脱自在に支持され、像担持体1Y,…の寿命に合わせて容易にユニット交換可能であるよう構成されている。本実施の形態に係わる像担持体(感光ドラム)1Y,…はアルミシリンダーの外側に有機光導電体層を塗布して構成し、像担持体1Y,…のホルダーの容器3Y,…に回転自在に支持されている。また図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、像担持体1Y,…を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転させるようにしている。
【0029】
[帯電手段]
帯電手段5Y,5M,5C,5Kは注入帯電方法を用いたものであり、帯電スリーブの印加電圧を帯電剤を介し像担持体1Y,…の表面を一様に帯電させるものである。
【0030】
[露光手段]
上記像担持体1Y,…への露光はスキャナー部6Y,6M,6C,6Kから行われる。即ち画像信号がレーザーダイオードに与えられると、このレーザーダイオードは画像信号に対応する画像光をポリゴンミラー6Ya,…へ照射する。このポリゴンミラー6aはスキャナーモーターによって高速回転し、ポリゴンミラー6Ya,…で反射した画像光が結像レンズ6Yb,…を介して一定速度で回転する像担持体1Y,…の表面を選択的に露光しその結果像担持体上に静電潜像を形成する。
【0031】
[現像手段]
現像手段は、上記静電潜像を可視像化するために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像を可能とする4個の現像器4Y、4M、4C、4Kから構成される。4色の各現像器4Y、4M、4C、4Kは像担持体1Y,…に対向した位置にスリ−ブ3YS、3MS、3CS、3KSが像担持体1に対し微小間隔をもって配置され、像担持体1Y,…に各色トナーによる可視像を形成する。
【0032】
各色の現像器4Y,…は容器内のトナーを送り機構によって送り込み、スリーブ3Sの外周にトナー(非磁性)と現像剤(磁性)を混合させた粉末を図示時計方向に回転するスリーブ3Sの外周にコートする。その後、粉末の中のトナーを像担持体1Y,…の静電潜像に対応してトナー現像を行うものである。
【0033】
[中間転写体]
中間転写体9はカラー画像形成動作時には各現像器により可視化された像担持体1上のトナー画像を多重転写するため像担持体1Y,…の外周速度と同期して図示時計回りに回転し、また多重転写を受けた中間転写体9は電圧を印加された2次転写ローラー10とによって転写材2を挟み込み搬送することにより転写材2に中間転写体上の各色トナー像を同時多重転写する。
【0034】
本実施の形態に係わる中間転写体9は周長約1000mmの樹脂ベルトで形成されていて、駆動ローラー9a、2次転写対向ローラー9b、テンションローラ9cの3軸で張架され、テンションローラー9cの両端にばね9eで荷重し、中間転写ベルト9の周長が本体内の温湿度や径時変化により変化しても、変化量を吸収できる構成になっている。この中間転写体9は本体に駆動ローラーを支点とし支持され駆動ローラーに図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、中間転写体9を画像形成動作に応じて図示時計回りに回転させるようにしている。更に、この中間転写体9は図示前方に簡単に着脱することが出来る。
【0035】
[給紙部]
給紙部は画像形成部へ転写材を給送するものであり、複数枚の転写材2を収納したカセット7と給紙ローラー8a、給送ローラー8b、重送防止のリタードローラー8c、給紙ガイド8d、レジストローラー8eから主に構成される。画像形成時には給紙ローラー8aが画像形成動作に応じて駆動回転し、カセット7内の転写材2を一枚ずつ分離給送すると共に、ガイド板8dによってガイドし、搬送ローラーを経由してレジストトローラー8eに至る。画像形成動作中にレジストローラー8eは、転写材2を静止待機させる非回転の動作と転写材2を中間転写体に向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時の画像と転写材2との位置合わせを行う。
【0036】
[転写部]
転写部は揺動可能な転写ローラー10からなる。転写ロラー10は金属軸を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図示上下に移動可能で且つ駆動を有す。上記中間転写体9上に4色のトナー像を形成している間、即ち中間転写体9上のトナー像が2次転写部に至るまではその画像を乱さぬよう、図示点線に示すよう転写ローラー10は下方に位置し中間転写体9とは離れている。
【0037】
その後転写材2にカラー画像を転写するタイミングに合わせて転写ローラー10は位置に図示しないカム部材により図示実線で示す上方の位置、即ち転写材2を介して中間転写体9に所定の圧で押しつけられる。この時同時に転写ローラー10にはバイアスが印加され中間転写体9上のトナー画像は転写材2に転写される。ここで中間転写体9と転写ローラー10とは夫々駆動されているため、両者に挟まれた状態の転写材2は転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着器にむけて送られる。
【0038】
[中間転写体クリーニング部]
中間転写体クリーニングユニット14はクリーニングブレード12aとクリーニングブレード12aを中間転写体9に押し当てるための加圧ばね12eとファーブラシ13とこれらを保持するクリーナ容器14aからなる。
【0039】
ファーブラシ13はレーヨンの糸で形成されていて、2次転写後中間転写体上の転写されなかったトナー画像を除電する。このファーブラシ13は図示前方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、中間転写体9に対し逆方向(時計周り)に等速の周速度で回転している。尚、ファーブラシ13の対向部にはバックアップローラとしてテンションローラ9cが配置されている。
【0040】
クリーニングブレード12aの材質はウレタンゴムで金属板12bに貼り付けてクリーナ容器14aに保持された軸12dを回転中心とし加圧ばね12eにより中間転写体9に所定の角度をもって押し当てられているため、中間転写体9に対し均一に当接する事が出来る。尚、クリーニングブレード12aの対向部にはバックアップローラとしてテンションローラ9cが配置されていてクリーニングブレード12aが所定の当接圧で中間転写体9に当接できる構成になっている。このクリーニングブレード12aが当接した点でファーブラシ13により除電されたトナー画像を中間転写体9から掻き落とし中間転写体9をクリーニングする。
【0041】
クリーニングブレード12aにより掻き落とされた排トナーはクリーナ容器14aに回収され、クリーナ容器12a最下部に配置されているスクリュー14bにより本体内に別途配置されている中継ホース24を経由して排トナーボックス25に送られ回収される。このスクリュー14bは図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することによりスクリューの搬送方向に回転させるようにしている。
【0042】
[定着部]
定着部17は上記現像手段により形成されたトナー画像を中間転写体9を介して転写材2上に形成したトナー画像を定着させるものであり、図1に示すように、転写材2に熱を加えるための定着ローラー18と転写材2を定着ローラー18に圧接させるための加圧ローラー19とから成り、各ローラーは中空ローラーであり内部に夫々ヒータ(不図示)を有し回転駆動され同時に転写材2を搬送するよう構成されている。即ちトナー像を保持した転写材2は定着ローラー18と加圧ローラー19とにより搬送されると共に熱及び圧力を加えられることによりトナーが転写材2に定着される。
【0043】
[画像形成動作]
次に上記のように構成された装置によって画像形成を行う場合の動作について説明する。
【0044】
先ず図1に示す給紙ローラー8aを回転して給紙カセット1内の転写材2を一枚分離し、レジストローラー8eへと搬送する。
【0045】
一方像担持体1Y,…と中間転写体9とが各々所定の外周速度V(以下プロセス速度と呼ぶ)で図示矢印方向へ回転する。
【0046】
図示中間転写体の外周の任意の点が図示Sの位置に来たときに、帯電手段によって表面を均一に帯電された像担持体1は図示Eの位置でレーザー露光を受け画像形成を行う。像担持体1の露光位置Eから反時計回りに中間転写体9との接触部T1迄の距離aと中間転写体9の図示S点からT1迄の距離bは等しく、従って時間経過後には画像の書き初めの点Eと中間転写体9上の点SはT1の位置で一致する。即ち中間転写体9に対して画像はS点を先端に反時計回りに形成される。
【0047】
1:イエロー画像の形成
スキャナー部6Yによりイエロー画像のレーザー照射を行い、像担持体1Y上にイエロー潜像を形成する。この潜像形成と同時にイエロー現像器4Yを駆動し像担持体1上の潜像にイエロートナーが付着するように像担持体1Yの帯電極性と同極性で略同電位の電圧を印加してイエロー現像を行う。同時に現像部の少し下流の第一転写位置T1Yで像担持体1Y上のイエロートナー像を中間転写体9の外周に一次転写する。この時中間転写体9には上記イエロートナーと逆特性の電圧を印加して一次転写を行う。
【0048】
形成する画像がA3サイズの場合長さ420mmであり中間転写体9の外周S点からL1点まで画像が形成される。
【0049】
2:マゼンタ画像の形成
次いで中間転写体9の外周の一点S(イエロー画像の先端)が図示S’の位置に来たとき、同様にスキャナー部6Mによりマゼンタ画像のレーザー射がスタートされイエローと同様にして像担持体1M上の潜像にマゼンタトナー像が現像され、像担持体1M上のマゼンタトナー像を第一転写位置T1Mで中間転写体9上に転写する。
【0050】
3:シアン画像の形成
次いで中間転写体9の外周の一点S(イエロー及びマゼンタ画像の先端)が図示S”の位置に来たとき、同様にスキャナー部6Cによりシアン画像のレーザー照射がスタートされマゼンタ同様にして像担持体1C上の潜像にシアントナー像が現像され、像担持体1C上のシアントナー像を第一転写位置T1Cで中間転写体9上にイエロー、マゼンタの各トナー像に重ねて転写する。
【0051】
4:ブラック画像の形成
次いで中間転写体9の外周の一点S(イエロー/マゼンタ/シアン画像の先端)が図示S’’’の位置に来たとき、同様にスキャナー部6Kによりブラック画像のレーザー照射がスタートされシアン同様にして像担持体1上の潜像にブラックトナー像が現像され、像担持体1K上のブラックトナー像を第一転写位置T1Kで中間転写体9上に更に重ねて転写する。
【0052】
以上イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で潜像形成及び現像及び中間転写体9へのトナー転写をそれぞれの1次転写位置T1Y,T1M,T1C,T1Kで行い、中間転写体9の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4種のトナーから成るフルカラーの画像を形成することになる。
【0053】
ブラックトナーの中間転写体9への転写が終了する前に、即ち4色目のブラックトナーの第1転写を終えてフルカラー画像を形成した中間転写体9の画像先端Sが第二次転写部T2へ到達する前に、先述のレジストローラーで待機させておいた転写材2をタイミングを合わせて搬送スタートさせる。
【0054】
上記4色の中間転写体9上への各色の画像形成時には下方に待機し中間転写体9とは非接触状態であった転写ローラー10を同時に上方へカム(図示せず)で移動させ転写材2を中間転写体9の第二転写部T2で圧接すると同時に転写ローラー10にトナーと逆特性のバイアスを印加することで、中間転写体9上のフルカラー画像を転写材2に一気に4色同時に転写する。
【0055】
第二転写部T2を経た転写材2は中間転写体9から剥離され定着部17へ搬送されトナー定着を行った後に排出ローラー対20、21、22を介して本体上部の排出トレイ23上へ画像面を下向きにして排出され、画像形成動作を終了する。
【0056】
次に、本発明の中心となる部分の構成について、図2〜9を用いて説明する。
【0057】
図2はプロセスカートリッジ100を画像形成装置本体に装着する様子を示した図である。
【0058】
プロセスカートリッジ100は、像担持体(以下、感光体ドラムという)1及び感光体ドラムに作用するプロセス手段(帯電器及び現像器)を一体的にカートリッジ化したもので、ユーザー自身が画像形成装置本体に着脱可能となっている。
【0059】
画像形成装置本体内部には、プロセスカートリッジ100の着脱方向に沿ってガイドレール部(不図示)が設けてあり、ユーザーはこれに沿ってプロセスカートリッジ100を挿入する。
【0060】
プロセスカートリッジ100の挿入方向奥側には複数の感光体ドラム1を駆動する駆動ユニット103が画像形成装置本体の奥側のフレーム(本体後側板)101の外側に位置決め、固定されている。
【0061】
図3、4は前記駆動ユニット103を説明する図である。
駆動ユニット103は駆動フレーム104上にY,M,C,Bk各色の感光体ドラム1を駆動する駆動部103Y,103M,103C,103Bkがそれぞれ精度良く位置決め、固定されている。また、色ごとのそれぞれの駆動部には固定されたドラムモータ45と、モータ45のモータ軸に固定されたピニオン46と、ピニオン46及び大歯車48と噛み合い回転自在に支持された中間ギア47と、大歯車48と、大歯車48に固定されると共に先端部に略球体形状の位置決め部57を形成したドラム駆動軸49と、ドラム駆動軸49を支持する軸受け51と、三角カップリング52とを有する。
【0062】
軸受け51はドラム駆動軸49を軸方向に移動しないように支持している。さらにドラム駆動軸49の反対側の端部にはその中心軸と同軸上にロータリーエンコーダ53が、また、このロータリーエンコーダ53により前記ドラム駆動軸49の回転変動を検知する回転検出手段54(2箇所)が前記ドラム駆動軸49の中心軸を中心にして180°対向位置に精度良く設置されている。
【0063】
これらの回転検出手段により感光体ドラム1のある1回転の回転変動を検知し、それを打ち消すような駆動信号でドラムモータ45の次の回転を制御する事によって各色ドラム駆動軸の回転変動を最小限に抑える事ができる。
【0064】
またここで、位置決めピン105は駆動フレーム104上のギア部と反対側に2ヶ所固定されており、その位置は各色の感光体ドラム1の中心軸と同軸上(y=0)である。またBk側の位置決めピン(第1基準軸)105aは駆動フレーム104におけるx方向の基準でもあり(x=0)、駆動ユニット103はこの位置決めピン(第1基準軸)105aを基準に本体後側板101にビス止め等により固定される。
【0065】
また、各色の感光体ドラム1を駆動するドラム駆動軸49はこの位置決めピン(第1基準軸)105aを基準にx方向、y方向共に精度良く取り付けられていて、この駆動ユニット103が位置決めピン(第1基準軸)105aを基準に本体後側板101に固定されることにより、ユーザーがプロセスカートリッジを本体に挿入した際、各色の感光体ドラム1の中心軸がこのドラム駆動軸49と嵌合して、位置決めピン(第1基準軸)105aを基準に精度良く位置決めされる。
【0066】
また、図2に示す様に、本体後側板101には駆動ユニット103の位置決めピン105と精度良く嵌合する基準穴106が設けてある。駆動ユニット103の第1基準軸105aと嵌合する第1基準穴106aの中心は後側板101の原点(x=0,y=0)で、後側板101上の全ての部位はこの第1基準穴106aを基準に構成されている。第1基準穴106aはx方向、y方向ともに第1基準軸105aと精度良く嵌合して駆動ユニット103の位置決めをするが、第2基準軸105bが挿入される第2基準穴106bはx方向に延びる長丸穴形状になっており、y方向のみ第2基準軸105bと嵌合されて位置決めされる。
【0067】
次に図4〜6を用いて感光体ドラム1と駆動ユニット103との接続構成について説明する。
【0068】
三角カップリング凹部52はねじれた正三角柱となる穴を有し、感光体ドラム1端部のフランジ60に形成された三角カップリング凸部37と軸方向に係脱される。
【0069】
三角カップリング凸部37と三角カップリン凹部52は嵌合時に、三角カップリング凸部37のねじれた正三角柱の稜線が三角カップリング凹部52のねじれた三角柱の面に接触することにより、三角カップリング凸部37と三角カップリング凹部52は調芯されて回転中心が一致する。
【0070】
この時、ドラム駆動軸49及び三角カップリング凹部52は微少移動可能な周方向のガタが設けられている。また、上記において三角カップリング52はプロセスカートリッジ側へ最も移動した位置で位置を定められると共に、リターンバネ62の付勢力に抗して後退可能に支持されている。
【0071】
さらに、感光体ドラム1端部のフランジ60にはその軸中心部に嵌合穴61が形成され、その中心は三角カップリング凸部37及び三角カップリング凹部52の回転中心と一致する。
【0072】
ユーザーがプロセスカートリッジ100を画像形成装置本体に装着する際、感光体ドラム1は三角カップリング凸部37が画像形成装置本体側の三角カップリング凹部52と接続すると同時にフランジ60上の嵌合穴61に画像形成装置本体側のドラム駆動軸49の先端に設けられた略球体形状の位置決め部57が挿入、嵌合する事により画像形成装置本体に対して位置決め、固定されると共に、ドラム駆動軸49と感光体ドラムの軸線が同一直線上に配置される。本実施例では、嵌合穴61と位置決め部57のはめあい関係は隙間が20μm以下になっている。
【0073】
また、三角カップリング凸部37と三角カップリング凹部52の三角形状の位相が合わず、三角カップリングが接続しない場合には、三角カップリング凸部37の端面が三角カップリング凹部52の口部の縁を押し、リターンバネ62の付勢力に抗して三角カップリング52を駆動ユニット103側へ後退させる。そして、プロセスカートリッジ100の装着後、画像形成装置本体の前回転時に三角カップリング凸部37と三角カップリング凹部52の三角形状の位相が合った時点で瞬時に接続する。
【0074】
さらに、ドラム駆動軸49には段差部63が設けられており、この段差部63端面に挿入されてきた感光体ドラム1端部の三角カップリング凸部37の駆動側端面が突き当てられる事で、感光体ドラム1の軸方向(スラスト方向)の位置決め、固定が同時になされる構成となっている。
【0075】
以上示した様に、駆動ユニット103と感光体ドラム1は、互いの三角カップリング凹部52と三角カップリング凸部37とが係合し、さらにドラム駆動軸49の先端球状位置決め部57がフランジ60上の嵌合穴61に嵌合することによって精度良く位置決め固定がなされると共に、駆動源であるドラムモータ45による回転駆動力が精度良く感光体ドラム1に伝達される構成となっている。
【0076】
ここで、駆動源であるドラムモータ45からドラム駆動軸49へと回転力を伝達するピニオン46、中間ギア47及び大歯車48はそれぞれモジュール0.5、ネジレ角20°のハスバギアを用いており、それぞれのギア歯面は図6(a)及び図8(a)に示すような理想の歯筋形状ではなく、図6(d)及び図8(b)に示すようなクラウニング形状を、射出成型時に意図して形成している。
【0077】
現在、通常の射出成型の現状としては、ギア歯面の歯筋形状を図6(a)に示すような理想形状を狙って成型しても、必ずある量の歯筋形状誤差(図6(b)〜(d)中のa)が生じてしまう。例えば、歯筋形状誤差がある範囲以内に収まっているギアにおいても、図6(c)に示す様にギアの歯幅中央部が引けてしまって両端部の歯筋が凸側に狂ってしまった場合には、そのギアの噛み合い始めと噛み合いが終わる際に微小な衝撃振動が発生し、感光体ドラムに直接伝達されて画像上に顕著なピッチムラが発生してしまう。
【0078】
つまり、図7(a)中のc−1点で両者のギアが噛み合い始めるが、この時点では図6(c)に示す歯筋形状の両端部(図7(a)の実線部)が接触しており、図7(a)中のb−1点(図6(c)の中央部が噛み合っているポイント)ではギアの歯面が瞬間的に非接触となってしまい(図7(a)の点線部)、このc−1点からb−1点への移行において、ギア歯筋形状の段差部を通過する際の衝撃振動が発生する。これはb−1点から両者の歯面が離れる図7(a)中のd−1点への移行においても同様の衝撃振動が発生する。
【0079】
これに対し、図7(b)は図6(d)に示す様な歯面にクラウニング形状を形成したギアの噛み合いを示したものである。図中のc−2点が両者のギアが噛み合い始めるポイントであるが、この瞬間は歯筋の端部がクラウニングによって丸められているので両者のギアはまだ接触していないが、この直後から滑らかにギアが噛み合い始めることになる。
【0080】
その後、b−2点を通って噛み合いが離れるd−2点の直前まで、安定してギア歯筋における中央部で噛み合う事ができるので、ギア歯筋形状の段差部を通過する際の衝撃振動が発生せず、ピッチムラが悪化するような事はない。この時、前述した様にギア歯面をクラウニング形状にすることによって噛み合い率が若干減少するが、その減少分はわずかであり、またあらかじめ噛み合い率を十分確保しておけば、それが画像上のピッチムラレベルに悪影響を及ぼす事は全くない。
【0081】
また、歯幅両端部の歯筋が狂っていない場合(図6(a)参照)においても、カシメ軸の倒れや軸がカシメてある板金の平面度が悪い場合にはギア軸間平行度が狂ってしまい、前述したと同様に噛み合い始めもしくは噛み合いの終わる際に微小な衝撃振動が発生して画像上にピッチムラが発生する。
【0082】
これは、ギアが傾くことによってギア歯面端部が片当りして衝撃が大きくなったり、偏摩耗を来たして微小振動が増大する恐れがあるからである。
【0083】
これに対しても、ギア歯面のクラウニング化は、前述した様にギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現できるので、噛み合いを滑らかに保って微小振動の発生を抑制する効果を期待できる。軸間平行度の悪化はハスバギアだけでなく平歯ギアでもピッチムラ悪化要因となるので、平歯ギアを用いた画像形成駆動列においてもギア歯面のクラウニング化は有効である。
【0084】
以上説明した画像形成ギア列におけるギア歯面のクラウニング化の有効性は、図9のような評価によって確認できる。図9は実画像に横線画像(例えば2dot横線、3dotスペース)を出力し、出力された横線のピッチ間隔のムラをFFT解析したものである。
【0085】
図9(a)は図6(a)に示すような理想形状を狙って成型したギアを用いて測定したものであり、図9(b)は図4中の中間ギア47及び大歯車48においてクラウニングギアを用いて測定した結果である。本実施の形態の場合、中間ギア47と大歯車48との噛み合いにて発生する噛み合い周波数はおよそ114.4Hzであるが、この両者のギア歯面をクラウニング形状とする事で、ギアの噛み合いによる微小振動が軽減されて画像上にピッチムラが発生していないことが確認できる。
【0086】
(第2の実施の形態)
図10、11には、第2の実施の形態が示されている。第2の実施の形態において、画像形成装置構成、現像装置構成は、第1の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は簡略し、本発明の特徴的な構成について説明を行う。
【0087】
第1の実施の形態では、感光体ドラム1を駆動する駆動ギア列において、そのギア歯面をクラウニング形状とした場合を述べたが、同様に感光体ドラムに作用する帯電手段、現像手段及び中間転写体等の他の画像形成部を駆動する駆動ギア列においても同様の効果が期待できる。
【0088】
図10、11は中間転写体駆動列にクランニングギアを用いた場合の実施の形態を示した図である。
【0089】
図10は中間転写ユニット9と駆動ユニット103、及びプロセスカートリッジ100との関係を表した図で、中間転写ユニット9は中間転写ベルトを駆動する駆動ローラー軸上に設けられたカップリング127が、駆動ユニット103に設けられた駆動カップリング124と係合することによって駆動が伝達する構成になっている。
【0090】
図11は、中間転写ユニット9を駆動する駆動ユニット103を説明する図である。
【0091】
中間転写体ユニット駆動部103ITBは固定されたモーター119とモーター軸に固定されたピニオン120と、ピニオン120及び大歯車122と噛み合い回転自在に支持された中間ギア121と、大歯車122と、大歯車122に固定された駆動軸125と、駆動軸125を支持する軸受け51と、駆動カップリング124とを有する。軸受け51は駆動軸125を軸方向に移動しないように支持している。
【0092】
駆動カップリング124は、カップリングホルダー123内で駆動軸125に沿ってスラスト方向に移動可能に支持されており不図示のリターンバネによって中間転写体方向に付勢されている。
【0093】
ここで、駆動源であるモーター119から駆動軸125へと回転力を伝達するピニオン120、中間ギア121及び大歯車122はそれぞれモジュール0.5、ネジレ角20°のハスバギアを用いており、それぞれのギア歯面は図6(a)及び図8(a)に示すような理想の歯筋形状ではなく、図6(d)及び図8(b)に示すようなクラウニング形状を、射出成型時に意図して形成している。
【0094】
これによって、第1の実施の形態にて前述したとおり、ギア歯筋における歯幅中央部で安定して噛み合う事ができるので、ギア歯筋形状の段差部を通過する際の衝撃振動が発生せず、中間転写ユニット9の速度変動が最小限に抑えられるので出力画像においてピッチムラが悪化するような事はない。
【0095】
なお、本実施形態においては、画像形成装置の構成例としてフルカラー複写機が挙げられているが、これに限定する趣旨ではなく、プリンタ、ファクシミリ、モノクロ複写機等の画像形成装置を備えたものにも適用できる。
【0096】
また、画像形成手段としては、電子写真方式の画像形成手段や、インクジェット式の画像形成手段や、バブルジェット(登録商標)式の画像形成手段等が適用できるが、これらに限定されるものではなく、熱転写記録方式や感熱記録方式、さらにはワイヤードットを適用することができる。
【0097】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明では、感光体ドラム、及びそれに作用する帯電手段、現像手段、さらに、前記感光体ドラム上の各色トナー像を順次重ねて転写する中間転写体等の各画像形成部をそれぞれ駆動する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニット、もしくはプロセスカートリッジ内及び中間転写体ユニット内の駆動手段における駆動ギア列の各ギア歯面を、クラウニング形状とした事を特徴とする。ギアの歯面をクラウニング形状にしておけば(図6(d)、図8(b)参照)、歯幅の両端部が中央部より小さくなるので、噛み合い始めにおいては、微小時間だけ通常ギアが接触を開始するタイミングよりも遅れ、また噛み合い終わりにおいては微小時間だけ離れが早くなる。また、ギア両端部の歯筋の狂いによって生じる衝撃を抑えて、ギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現する事ができるので、噛み合いの際に発生する微小振動の発生を抑えて画像上に発生するピッチムラレベルを低減する事が可能となる。
【0098】
この時、前述した様にギア歯面をクラウニング形状にすることによって噛み合い率が若干減少するが、その減少分はわずかであり、また、あらかじめ噛み合い率を十分確保しておけば、それが画像上のピッチムラレベルに悪影響を及ぼす事は全くない。
【0099】
また、ギア歯面のクラウニング化は、ギアのカシメ軸の倒れや板金の平面度悪化によって、軸間の平行度が多少狂った場合においても、前述した様にギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現できるので、噛み合いを滑らかに保って微小振動の発生を抑制する効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明が適用されたカラーレーザープリンタ(画像形成装置)において、第1、第2の実施の形態に係わる全体構成を示す縦断面図である。
【図2】本発明が適用されたカラーレーザープリンタ(画像形成装置)において、第1の実施の形態に係わる構成を説明する斜視図である。
【図3】本発明が適用されたカラーレーザープリンタ(画像形成装置)において、第1の実施の形態に係わる駆動ユニットの構成を示すユニット構成図である。
【図4】本発明が適用されたカラーレーザープリンタ(画像形成装置)において、第1の実施の形態に係わる駆動ユニットの構成を示す詳細図である。
【図5】本発明が適用されたカラーレーザープリンタ(画像形成装置)において、第1の実施の形態に係わる駆動ユニットと感光体ドラムの接続形態を説明する構成図である。
【図6】本発明が適用されたカラーレーザープリンタ(画像形成装置)において、第1、第2の実施の形態に係わる駆動ユニットのギア歯面の形状を説明した詳細図である。
【図7】本発明が適用されたカラーレーザープリンタ(画像形成装置)において、第1、第2の実施の形態に係わる駆動ユニットのギアの噛み合い状態を説明した詳細図である。
【図8】本発明が適用されたカラーレーザープリンタ(画像形成装置)において、第1、第2の実施の形態に係わる駆動ユニットのギア歯面の形状を説明した詳細図である。
【図9】本発明が適用されたカラーレーザープリンタ(画像形成装置)において、第1、第2の実施の形態に係わる駆動ユニットのギアの噛み合いによる微小振動の低減効果を説明したグラフである。
【図10】本発明が適用されたカラーレーザープリンタ(画像形成装置)において、第2の実施の形態に係わる構成を説明する斜視図である。
【図11】本発明が適用されたカラーレーザープリンタ(画像形成装置)において、第2の実施の形態に係わる駆動ユニットの構成を示すユニット構成図である。
【符号の説明】
1 感光体ドラム
9 中間転写体
10 2次転写ローラー
17 定着装置
20、21、22 排出ローラー対
37 三角カップリング凸部
45、119 モーター
46、120 モータピニオン
47、121 中間ギア
48、122 大歯車
49、125 駆動軸
51 軸受け
52 三角カップリング
53 ロータリーエンコーダ
54 回転検出手段
57 位置決め部
60 フランジ
61 嵌合穴
62 リターンバネ
63 段差部
64 ドラム貫通軸
100 プロセスカートリッジ
101 本体後側板
102 本体前側板
103 駆動ユニット
104 駆動フレーム
104a 曲げ部
105 位置決めピン(基準軸)
106 基準穴
107 CRG開閉蓋
108 側板ヒンジ軸受け
109、110 前側基準
111 開閉蓋ヒンジ軸
112 前側基準穴受け
113 CRG受け
114 嵌合穴
115 スキャナープレート
116 スキャナーユニット(像露光手段)
123 カップリングホルダー
124 駆動カップリング
127 カップリング[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus such as a color copying machine or a color printer, and relates to prevention of print position deviation and pitch unevenness when forming a multicolor image on a recording medium.
[0002]
[Prior art]
In recent years, the demand for a color electrophotographic image forming apparatus capable of forming a color image has been increasing, and (1) low running cost, (2) small space, (3) low power, (4) high image quality, It is expected that a color image forming apparatus capable of achieving the six items of (5) high speed and (6) improvement of operability will be introduced.
[0003]
Among them, (6) a method for providing a technique for providing a high-quality color image while (5) increasing the speed while simplifying the operability, and providing a color image forming apparatus with yellow, There is a system in which four photosensitive drums are arranged in parallel using four process cartridges of magenta, cyan, and black to form an image, thereby improving operability and increasing speed.
This method is called a tandem type or a four-drum type color image forming apparatus.
[0004]
Also in this method, (4) as a factor that hinders improvement in image quality, a minute vibration generated by engagement of a driving gear train for driving the photosensitive drum causes uneven rotation of the photosensitive drum, resulting in pitch unevenness on an image. There is a problem of appearing.
[0005]
To cope with this, the drive gear for driving the photosensitive drum should have a large diameter to reduce the pitch of the pitch unevenness generated on the image, or the number of reduction steps of the drive gear train for driving the photosensitive drum should be one. There has been an improvement method such as limiting the meshing frequency generated in the above to one to make pitch unevenness less noticeable.
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, in the case of the above-mentioned conventional technology, the following problems have occurred.
[0007]
That is, the above-described conventional configuration does not reduce the cause of the fundamental pitch unevenness, but aims at making the generated pitch unevenness less noticeable. A poor level of pitch unevenness may occur on an image due to an increase in meshing vibration due to deterioration of durability.
[0008]
The large-diameter gear configuration has an effect of making initial pitch unevenness less noticeable, but simply reduces the pitch of the pitch unevenness generated on the image (increases the gear meshing frequency) to obtain a visible image at the conventional image observation distance. In an image forming apparatus capable of outputting color photographic images and the like with higher image quality because the purpose is to make the sensitivity or less, the user holds the output color photographic image in his hand, which is longer than the conventional image observation distance. Since the output image is determined at a short observation distance, the pitch (frequency), which is lower than the visible sensitivity in the conventional configuration, may deteriorate the user's impression and cause a complaint.
[0009]
Further, in the single-stage reduction configuration, it is necessary to reduce the number of teeth as much as possible by directly cutting the rotating metal shaft of a driving source such as a motor in order to increase the reduction ratio. Since the large-diameter gear of the mold directly meshes with the gear, at the end of the life of the image forming apparatus, the tooth surface of the large-diameter gear of the mold wears due to durability, and the vibration due to the meshing of the gear increases. There was a problem of getting worse.
[0010]
The present invention has been made in order to solve the above-mentioned problems of the prior art, and an object thereof is to realize a stable meshing by a central portion of a tooth width of a gear, and to reduce a minute vibration generated at the time of meshing. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that suppresses the occurrence of a pitch unevenness level on an image while suppressing the occurrence.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to solve the above problems, the present invention has the following means.
[0012]
That is, the image forming apparatus of the present invention is an image forming apparatus that drives one or a plurality of image carriers, an image that drives the image carriers in a driving unit provided in the image forming apparatus main body, or a driving unit in a process cartridge. The gear tooth surface of the carrier drive gear train is formed in a crowning shape.
[0013]
Further, the image forming apparatus of the present invention transmits a drive to each rotation drive unit of the charging unit and the developing unit of a process cartridge having a charging unit and a developing unit acting on one or a plurality of image carriers. In a driving unit provided in the image forming apparatus main body or a driving unit in the process cartridge, a gear tooth surface of the charging unit driving gear train or the developing unit driving gear train for driving the charging unit or the developing unit. It features a crowning shape.
[0014]
Further, the image forming apparatus according to the present invention includes a driving unit provided in the main body of the image forming apparatus or a driving unit in the intermediate transfer body unit for driving an intermediate transfer body for sequentially transferring the respective color toner images on the image carrier in a superimposed manner. , Wherein a gear tooth surface of an intermediate transfer member driving gear train for driving the intermediate transfer member has a crowning shape.
[0015]
Still further, in the image forming apparatus of the present invention, a configuration is also exemplified in which each gear of the image carrier driving gear train, the charging unit driving gear train, the developing unit driving gear train, and the intermediate transfer body driving gear train is a helical gear. it can.
[0016]
Furthermore, in the image forming apparatus of the present invention, in the image carrier driving gear train, the charging unit driving gear train, the developing unit driving gear train, and the intermediate transfer body driving gear train, gear tooth surfaces of all gears are changed. A configuration having a crowning shape can also be exemplified.
[0017]
Still further, in the image forming apparatus of the present invention, in the image carrier driving gear train, the charging unit driving gear train, the developing unit driving gear train, and the intermediate transfer body driving gear train, at least one of the gear pairs meshing with each other. A configuration in which the gear tooth surface of the gear is crowned can also be exemplified.
[0018]
For example, an image forming apparatus that drives each of image forming units such as a photoconductor drum, a charging unit acting on the photoconductor drum, a developing unit, and an intermediate transfer body that sequentially transfers the respective color toner images on the photoconductor drum in an overlapping manner. The gear tooth surfaces of the drive gear train in the drive unit provided in the main body or the drive means in the process cartridge and in the intermediate transfer body unit are formed in a crowning shape. The crowning of the gear tooth surfaces has a remarkable effect when the drive gear train for driving each of the image forming units is constituted by a helical gear.
[0019]
When the helical gear meshes, one end in the tooth width direction of the gear contacts the mating gear and starts meshing, and the other end separates from the mating gear and ends the meshing. (See FIG. 6 (c)), an impact vibration occurs, which is transmitted directly to the photoreceptor drum, and noticeable pitch unevenness occurs on the image.
[0020]
Therefore, if the tooth surface of the gear is formed into a crowning shape (see FIG. 6D), both ends of the tooth width become smaller than the center part, so that the normal gear starts contacting for a short time at the beginning of meshing. The timing is later than the timing, and at the end of the meshing, the separation becomes earlier by a very short time, so that stable meshing by the central part of the gear tooth width can be realized, and the occurrence of minute vibration generated at the time of meshing is suppressed and the image is reduced. It becomes possible to reduce the pitch unevenness level generated above.
[0021]
At this time, the meshing ratio is slightly reduced by forming the gear tooth surface into a crowning shape as described above. However, the reduction is slight, and if the meshing ratio is sufficiently secured in advance, it can be reduced on the image. There is no adverse effect on the pitch unevenness level.
[0022]
In addition, the crowning of the gear tooth surface is stabilized by the central portion of the gear tooth width as described above, even when the parallelism between the shafts is slightly deviated due to the inclination of the crimping shaft of the gear or the deterioration of the flatness of the sheet metal, as described above. Since the meshing can be realized, the effect of suppressing the generation of the minute vibration by keeping the meshing smooth can be expected.
[0023]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the technical scope of the present invention to them unless otherwise specified. Not something.
[0024]
(First embodiment)
[Overall Description of Image Forming Apparatus]
First, the overall configuration of the image forming apparatus will be schematically described with reference to FIG.
[0025]
FIG. 1 is an explanatory diagram of the overall configuration of a laser printer, which is an embodiment of a color image forming apparatus.
[0026]
As shown in the overall configuration diagram of FIG. 1, the color laser printer includes an image forming unit having image carriers 1Y, 1M, 1C, and 1K that rotate at a constant speed for each color of Y, M, C, and Bk, and a color developing unit. And an intermediate transfer member that holds the color image that has been developed and transferred by the image forming unit and is transferred to the
[0027]
Next, the configuration of each section of the image forming apparatus will be sequentially described in detail.
[0028]
[Image carrier]
The image carriers (photosensitive drums) 1Y, 1M, 1C, and 1K are integrally formed with containers 3Y, 3M, 3C, and 3K of developing device holders, and the developing
[0029]
[Charging means]
The charging means 5Y, 5M, 5C, and 5K use an injection charging method, and uniformly charge the surface of the image carriers 1Y,.
[0030]
[Exposure means]
Exposure to the image carriers 1Y,... Is performed from the scanner units 6Y, 6M, 6C, 6K. That is, when an image signal is given to a laser diode, the laser diode irradiates image light corresponding to the image signal to the polygon mirrors 6Ya,. The polygon mirror 6a is rotated at a high speed by a scanner motor, and the image light reflected by the polygon mirrors 6Ya,... Selectively exposes the surfaces of the image carriers 1Y,. As a result, an electrostatic latent image is formed on the image carrier.
[0031]
[Developing means]
The developing means is composed of four developing
[0032]
The developing devices 4Y,... Of each color feed the toner in the container by a feeding mechanism, and the outer periphery of the sleeve 3S is rotated in a clockwise direction in the drawing by mixing the powder obtained by mixing the toner (non-magnetic) and the developer (magnetic) with the outer periphery of the sleeve 3S. Coat. After that, the toner in the powder is developed with the toner corresponding to the electrostatic latent images of the image carriers 1Y,.
[0033]
[Intermediate transfer member]
During the color image forming operation, the
[0034]
The
[0035]
[Paper feed unit]
The paper feeding unit feeds the transfer material to the image forming unit, and includes a cassette 7 containing a plurality of
[0036]
[Transfer section]
The transfer section includes a
[0037]
Thereafter, the
[0038]
[Intermediate transfer body cleaning unit]
The intermediate transfer member cleaning unit 14 includes a cleaning blade 12a, a pressure spring 12e for pressing the cleaning blade 12a against the
[0039]
The
[0040]
The material of the cleaning blade 12a is urethane rubber, which is affixed to the metal plate 12b, and is pressed against the
[0041]
The discharged toner scraped off by the cleaning blade 12a is collected in a cleaner container 14a, and is discharged via a
[0042]
[Fixing section]
The fixing section 17 fixes the toner image formed on the
[0043]
[Image forming operation]
Next, an operation when image formation is performed by the apparatus configured as described above will be described.
[0044]
First, the paper feed roller 8a shown in FIG. 1 is rotated to separate one
[0045]
On the other hand, the image carriers 1Y,... And the
[0046]
When an arbitrary point on the outer periphery of the illustrated intermediate transfer body reaches the position shown in FIG. S, the
[0047]
1: Formation of yellow image
The scanner unit 6Y irradiates a yellow image with a laser to form a yellow latent image on the image carrier 1Y. Simultaneously with the formation of the latent image, the yellow developing device 4Y is driven to apply a voltage having the same polarity and substantially the same potential as the charging polarity of the image carrier 1Y so that the yellow toner adheres to the latent image on the
[0048]
When the image to be formed is A3 size, the length is 420 mm, and the image is formed from the outer periphery S point of the
[0049]
2: Magenta image formation
Next, when one point S (the tip of the yellow image) on the outer periphery of the
[0050]
3: formation of cyan image
Next, when one point S (the leading end of the yellow and magenta images) on the outer periphery of the
[0051]
4: Black image formation
Next, when one point S (the leading end of the yellow / magenta / cyan image) on the outer periphery of the
[0052]
As described above, the latent image formation, development, and toner transfer to the
[0053]
Before the transfer of the black toner to the
[0054]
At the time of image formation of each color on the above-described four-color
[0055]
The
[0056]
Next, the configuration of the main part of the present invention will be described with reference to FIGS.
[0057]
FIG. 2 is a diagram illustrating a state in which the
[0058]
The
[0059]
A guide rail (not shown) is provided in the image forming apparatus main body along the mounting / removing direction of the
[0060]
A
[0061]
3 and 4 are views for explaining the
In the
[0062]
The
[0063]
By detecting the rotation fluctuation of one rotation of the
[0064]
Here, two positioning
[0065]
A
[0066]
Further, as shown in FIG. 2, a reference hole 106 is provided in the
[0067]
Next, a connection configuration between the
[0068]
The triangular coupling
[0069]
When the triangular coupling
[0070]
At this time, the
[0071]
Further, a
[0072]
When the user attaches the
[0073]
When the triangular phase of the triangular coupling
[0074]
Further, a
[0075]
As described above, the
[0076]
Here, the
[0077]
At present, in the current state of normal injection molding, even if the tooth trace shape of the gear tooth surface is molded aiming at an ideal shape as shown in FIG. 6A, a certain amount of the tooth trace shape error (FIG. a) in b) to (d) occurs. For example, even in a gear in which a tooth trace shape error falls within a certain range, as shown in FIG. 6C, the central portion of the tooth width of the gear is closed, and the tooth traces at both ends are shifted to the convex side. In this case, a small impact vibration is generated at the start and end of the meshing of the gear, and is transmitted directly to the photosensitive drum, so that remarkable pitch unevenness occurs on the image.
[0078]
That is, both gears start to mesh with each other at a point c-1 in FIG. 7A, but at this time, both ends (solid line in FIG. 7A) of the tooth trace shape shown in FIG. At point b-1 in FIG. 7 (a) (the point where the central portion of FIG. 6 (c) is engaged), the gear tooth surfaces are momentarily out of contact (see FIG. 7 (a)). In the transition from the point c-1 to the point b-1), impact vibration occurs when passing through the step portion of the gear tooth trace. The same impact vibration occurs at the transition from point b-1 to point d-1 in FIG. 7A where both tooth surfaces are separated.
[0079]
On the other hand, FIG. 7B shows the meshing of a gear having a crowning shape formed on the tooth surface as shown in FIG. 6D. The point c-2 in the figure is the point at which the two gears start to mesh with each other. At this moment, the ends of the tooth traces are rounded by crowning, so the two gears are not yet in contact, but immediately after this, Gears begin to engage.
[0080]
Thereafter, the gear can stably engage at the center portion of the gear tooth trace until immediately before the point d-2 where the meshing is separated through the point b-2, so that the impact vibration when passing through the step portion of the gear tooth trace is achieved. Does not occur and pitch unevenness does not deteriorate. At this time, the meshing ratio is slightly reduced by forming the gear tooth surface into a crowning shape as described above. However, the reduction is slight, and if the meshing ratio is sufficiently ensured in advance, it can be reduced on the image. There is no adverse effect on the pitch unevenness level.
[0081]
Also, even when the tooth traces at both ends of the tooth width are not deviated (see FIG. 6 (a)), when the crimping shaft is tilted or the flatness of the sheet metal whose shaft is crimped is poor, the parallelism between the gear shafts may be reduced. As described above, at the start of meshing or at the end of meshing, a small impact vibration occurs and pitch unevenness occurs on the image as described above.
[0082]
This is because, when the gear is tilted, the end of the gear tooth surface may come into contact with one side to increase the impact, or the uneven wear may occur to increase the minute vibration.
[0083]
On the other hand, the crowning of the gear tooth surface can realize a stable meshing by the central portion of the tooth width of the gear as described above, so that the effect of keeping the meshing smooth and suppressing the generation of minute vibration can be expected. . Deterioration of the parallelism between the shafts causes pitch unevenness not only in the helical gear but also in the spur gear, so that the crowning of the gear tooth surface is effective even in an image forming drive train using the spur gear.
[0084]
The effectiveness of the crowning of the gear tooth surface in the image forming gear train described above can be confirmed by the evaluation as shown in FIG. FIG. 9 shows a horizontal line image (for example, a two-dot horizontal line or a three-dot space) output as an actual image, and FFT analysis of unevenness in pitch intervals between the output horizontal lines.
[0085]
FIG. 9 (a) is a measurement using a gear molded aiming at an ideal shape as shown in FIG. 6 (a), and FIG. 9 (b) is a graph of the
[0086]
(Second embodiment)
10 and 11 show a second embodiment. In the second embodiment, since the configuration of the image forming apparatus and the configuration of the developing apparatus are the same as those of the first embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals, and the description thereof will be simplified. The characteristic configuration of will be described.
[0087]
In the first embodiment, in the drive gear train for driving the
[0088]
FIGS. 10 and 11 are diagrams showing an embodiment in the case where a running gear is used for the intermediate transfer body drive train.
[0089]
FIG. 10 is a diagram showing the relationship between the
[0090]
FIG. 11 is a diagram illustrating a
[0091]
The intermediate transfer body unit driving unit 103ITB includes a fixed
[0092]
The
[0093]
Here, the
[0094]
As a result, as described above in the first embodiment, the gear teeth can be stably meshed at the central portion of the tooth width in the gear tooth trace, so that an impact vibration is generated when the gear tooth trace passes through the stepped portion. In addition, since the speed fluctuation of the
[0095]
In the present embodiment, a full-color copying machine is cited as an example of the configuration of the image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this, and may include a printer, a facsimile, and a monochrome copying machine. Is also applicable.
[0096]
Further, as the image forming unit, an electrophotographic image forming unit, an ink jet type image forming unit, a bubble jet (registered trademark) type image forming unit, and the like can be applied, but the image forming unit is not limited thereto. Alternatively, a thermal transfer recording method, a thermal recording method, or a wire dot can be applied.
[0097]
【The invention's effect】
As described above, in the present invention, the image forming unit such as the photosensitive drum, the charging unit and the developing unit acting on the photosensitive drum, and the intermediate transfer body for sequentially transferring the respective color toner images on the photosensitive drum in a superimposed manner Each of the driving units provided in the main body of the image forming apparatus, or the driving gear train of the driving means in the process cartridge and the intermediate transfer unit has a toothed surface of a crown. If the tooth surface of the gear is formed in a crowning shape (see FIGS. 6D and 8B), both ends of the tooth width become smaller than the center portion. The timing is later than the timing of starting the contact, and at the end of the engagement, the separation is advanced by a very short time. In addition, it is possible to suppress the impact caused by the irregularity of the tooth traces at both ends of the gear and to realize stable meshing at the center of the gear tooth width. Can be reduced.
[0098]
At this time, the meshing ratio is slightly reduced by forming the gear tooth surface into a crowning shape as described above. However, the reduction is slight, and if the meshing ratio is sufficiently secured in advance, it can be reduced on the image. There is no adverse effect on the pitch unevenness level.
[0099]
In addition, the crowning of the gear tooth surface is stabilized by the central portion of the gear tooth width as described above, even when the parallelism between the shafts is slightly deviated due to the inclination of the crimping shaft of the gear or the deterioration of the flatness of the sheet metal, as described above. Since the meshing can be realized, the effect of suppressing the generation of the minute vibration by keeping the meshing smooth can be expected.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a longitudinal sectional view showing an overall configuration of a color laser printer (image forming apparatus) to which the present invention is applied, according to first and second embodiments.
FIG. 2 is a perspective view illustrating a configuration according to a first embodiment in a color laser printer (image forming apparatus) to which the present invention is applied.
FIG. 3 is a unit configuration diagram showing a configuration of a drive unit according to a first embodiment in a color laser printer (image forming apparatus) to which the present invention is applied.
FIG. 4 is a detailed view showing a configuration of a drive unit according to the first embodiment in a color laser printer (image forming apparatus) to which the present invention is applied.
FIG. 5 is a configuration diagram illustrating a connection mode between a drive unit and a photosensitive drum according to the first embodiment in a color laser printer (image forming apparatus) to which the present invention is applied.
FIG. 6 is a detailed view illustrating a shape of a gear tooth surface of a drive unit according to the first and second embodiments in a color laser printer (image forming apparatus) to which the present invention is applied.
FIG. 7 is a detailed diagram illustrating a meshing state of gears of a drive unit according to the first and second embodiments in a color laser printer (image forming apparatus) to which the present invention is applied.
FIG. 8 is a detailed diagram illustrating the shape of the gear tooth surface of the drive unit according to the first and second embodiments in the color laser printer (image forming apparatus) to which the present invention is applied.
FIG. 9 is a graph illustrating the effect of reducing minute vibrations due to meshing of gears of a drive unit according to the first and second embodiments in a color laser printer (image forming apparatus) to which the present invention is applied.
FIG. 10 is a perspective view illustrating a configuration according to a second embodiment in a color laser printer (image forming apparatus) to which the present invention has been applied.
FIG. 11 is a unit configuration diagram showing a configuration of a drive unit according to a second embodiment in a color laser printer (image forming apparatus) to which the present invention is applied.
[Explanation of symbols]
1 Photoconductor drum
9 Intermediate transfer member
10 Secondary transfer roller
17 Fixing device
20, 21, 22 discharge roller pair
37 Triangular coupling protrusion
45, 119 motor
46, 120 Motor pinion
47, 121 Intermediate gear
48, 122 Large gear
49, 125 drive shaft
51 bearing
52 Triangular coupling
53 Rotary encoder
54 rotation detection means
57 Positioning unit
60 flange
61 Mating hole
62 return spring
63 Step
64 Drum through shaft
100 process cartridge
101 Rear panel
102 Front panel
103 drive unit
104 drive frame
104a bending part
105 Positioning pin (reference axis)
106 Reference hole
107 CRG opening / closing lid
108 Side plate hinge bearing
109, 110 Front reference
111 Open / close lid hinge axis
112 Front reference hole receiver
113 CRG Receiving
114 Mating hole
115 Scanner plate
116 Scanner unit (image exposure means)
123 coupling holder
124 drive coupling
127 coupling
Claims (6)
前記像担持体を駆動する像担持体駆動ギア列のギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする画像形成装置。Driving one or a plurality of image carriers, a driving unit provided in the image forming apparatus main body, or a driving unit in a process cartridge,
An image forming apparatus, wherein a gear tooth surface of an image carrier driving gear train for driving the image carrier has a crowning shape.
前記帯電手段もしくは前記現像手段を駆動する、前記帯電手段駆動ギア列もしくは前記現像手段駆動ギア列のギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする画像形成装置。A drive unit provided in an image forming apparatus main body, which transmits a drive to each rotation drive unit of the charging unit and the developing unit of a process cartridge having a charging unit and a developing unit acting on one or a plurality of image carriers. Or in the driving means in the process cartridge,
An image forming apparatus, wherein a gear tooth surface of the charging unit driving gear train or the developing unit driving gear train for driving the charging unit or the developing unit has a crowning shape.
前記中間転写体を駆動する中間転写体駆動ギア列のギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする画像形成装置。A driving unit provided in the image forming apparatus main body or a driving unit in the intermediate transfer body unit for driving an intermediate transfer body for sequentially transferring the respective color toner images on the image carrier in a superimposed manner,
An image forming apparatus, wherein a gear tooth surface of an intermediate transfer member driving gear train for driving the intermediate transfer member has a crowning shape.
全てのギアのギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の画像形成装置。In the image carrier drive gear train, the charging unit drive gear train, the developing unit drive gear train, and the intermediate transfer body drive gear train,
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, wherein the gear tooth surfaces of all the gears have a crowning shape.
少なくとも互いに噛み合うギア対における片方のギアのギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする請求項1〜4の何れかに記載の画像形成装置。In the image carrier drive gear train, the charging unit drive gear train, the developing unit drive gear train, and the intermediate transfer body drive gear train,
5. The image forming apparatus according to claim 1, wherein at least one of the gear teeth of the pair of gears meshing with each other has a crowned shape.
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