JP2005070596A - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、黒用像担持体に黒トナー像を形成すると共に、複数のカラー用像担持体に互いに異なった色の有彩色トナー像をそれぞれ形成し、これらのトナー像を転写材に重ねて転写して記録画像を得る画像形成装置に関する。 The present invention forms a black toner image on a black image carrier, and forms chromatic toner images of different colors on a plurality of color image carriers, and superimposes these toner images on a transfer material. The present invention relates to an image forming apparatus for transferring and obtaining a recorded image.
電子複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれらの少なくとも2つの機能を備えた複合機などとして構成される上記形式の画像形成装置は従来より周知である(例えば、特許文献1参照)。この形式の画像形成装置は、複数の像担持体が並んで配置されていることからタンデム方式のカラー画像形成装置とも称せられている。かかる画像形成装置は、各像担持体に形成された各トナー像を、記録媒体より成る転写材に直に重ねて転写する直接転写方式の画像形成装置と、各像担持体に形成された各トナー像を中間転写体より成る転写材に重ねて転写し、その重ねトナー像を記録媒体に転写する中間転写方式の画像形成装置とに分けられる。 An image forming apparatus of the above type configured as an electronic copying machine, a printer, a facsimile machine, or a multifunction machine having at least two of these functions has been conventionally known (for example, see Patent Document 1). This type of image forming apparatus is also called a tandem color image forming apparatus because a plurality of image carriers are arranged side by side. Such an image forming apparatus includes a direct transfer type image forming apparatus that directly superimposes and transfers each toner image formed on each image carrier to a transfer material made of a recording medium, and each image formed on each image carrier. The image forming apparatus can be divided into an intermediate transfer type image forming apparatus that transfers a toner image on a transfer material composed of an intermediate transfer member, and transfers the superimposed toner image onto a recording medium.
いずれの方式の画像形成装置も、全ての像担持体に互いに色の異なるトナー像を形成し、これらのトナー像を転写材に重ねて転写するカラーモードのほかに、黒用像担持体にだけ黒トナー像を形成し、そのトナー像を転写材に転写するモノクロモードを選択できるように構成されている。モノクロモードが選択されたときは、カラー用像担持体と黒用像担持体のうちの黒用像担持体だけが回転駆動される。 Each type of image forming apparatus forms toner images of different colors on all image carriers, and in addition to a color mode in which these toner images are transferred onto a transfer material, the image forming apparatus is applied only to the black image carrier. A monochrome mode in which a black toner image is formed and the toner image is transferred to a transfer material can be selected. When the monochrome mode is selected, only the black image carrier among the color image carrier and the black image carrier is rotationally driven.
また、カラー用像担持体と黒用像担持体には、これらと同心状に配置されたカラー用ギアと黒用ギアが連結され、これらのギアを回転駆動することによって各像担持体を回転させている。その際、カラー用ギアと黒用ギアの偏心によって、カラー用像担持体と黒用像担持体に回転むらが発生し、これにより転写材に転写された重ねトナー像に色ずれが発生するおそれがある。このため、従来より、転写材に転写された重ねトナー像に色ずれが発生しないように、各カラー用ギアと黒用ギアが所定の位相関係を保って回転するように構成している。 The color image carrier and the black image carrier are connected to the color gear and the black gear arranged concentrically with each other, and each image carrier is rotated by rotationally driving these gears. I am letting. At this time, due to the eccentricity of the color gear and the black gear, uneven rotation may occur in the color image carrier and the black image carrier, which may cause color misregistration in the superimposed toner image transferred to the transfer material. There is. For this reason, conventionally, the color gear and the black gear are configured to rotate while maintaining a predetermined phase relationship so as not to cause color misregistration in the superimposed toner image transferred to the transfer material.
ところが、黒用ギアと共に黒用像担持体を回転駆動して黒用像担持体に黒トナー像を形成するモノクロモード時には、カラー用ギアとカラー用像担持体は停止しているので、上述した所定の位相関係が狂ってしまい、それ以降のカラーモードでの画像形成動作時に色ずれが発生してしまうおそれがある。 However, in the monochrome mode in which the black image carrier is rotated together with the black gear to form a black toner image on the black image carrier, the color gear and the color image carrier are stopped. There is a risk that the predetermined phase relationship will be out of order and color misregistration will occur during the subsequent image forming operation in the color mode.
そこで、従来は、黒用ギアを回転駆動する駆動モータと、カラー用ギアを回転駆動する駆動モータの2つのモータを設け、モノクロモードの終了時に、黒用ギアを上述の所定の位相関係が得られる位置に停止させるように構成していた。ところが、この構成によると、2つの駆動モータが必要となるため、画像形成装置のコストが上昇する。 Therefore, conventionally, there are provided two motors, a driving motor for rotating the black gear and a driving motor for rotating the color gear, and the black gear has the above-mentioned predetermined phase relationship at the end of the monochrome mode. It was comprised so that it might stop at the position where it is possible. However, according to this configuration, since two drive motors are required, the cost of the image forming apparatus increases.
或いは、1つの駆動モータによってカラー用ギアと黒用ギアを共に回転駆動すると共に、モノクロモードからカラーモードに切り換わる際に、クラッチを制御して、全ての像担持体が所定の位相関係となるように、その各像担持体の周方向位置を調整するように構成することもできるが、この構成によると、各像担持体の駆動系が複雑となり、そのコストが上昇する。 Alternatively, both the color gear and the black gear are rotated and driven by a single drive motor, and the clutch is controlled when switching from the monochrome mode to the color mode so that all the image carriers have a predetermined phase relationship. As described above, it is possible to adjust the circumferential position of each image carrier, but this configuration complicates the drive system of each image carrier and increases its cost.
本発明の目的は、上述した従来の欠点を除去した画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which the above-described conventional defects are eliminated.
本発明は、上記目的を達成するため、有彩色トナー像が形成される複数のカラー用像担持体と、黒トナー像が形成される1つの黒用像担持体と、各カラー用像担持体に対して同心状に配置され、かつ各カラー用像担持体と共に回転するように各カラー用像担持体に連結されたカラー用ギアと、前記黒用像担持体に対して同心状に配置され、かつ該黒用像担持体と共に回転するように黒用像担持体に連結された黒用ギアを有し、各カラー用ギアと共に回転駆動される各カラー用像担持体に互いに異なった色の有彩色トナー像をそれぞれ形成し、黒用ギアと共に回転駆動される黒用像担持体に黒トナー像を形成し、該有彩色トナー像と黒トナー像を転写材に重ねて転写してカラー画像を得るカラーモードと、前記カラー用ギアとカラー用像担持体を停止させ、前記黒用ギアと共に回転駆動される黒用像担持体に黒トナー像を形成し、該黒トナー像だけを転写材に転写して黒画像を得るモノクロモードとを選択可能であると共に、前記カラーモード時に、転写材に転写された重ねトナー像に色ずれが発生しないように、各カラー用ギアと黒用ギアが所定の位相関係を保って回転するように構成された画像形成装置において、互いに隣り合うカラー用像担持体のそれぞれに連結されたカラー用ギアに噛み合って両カラー用ギアを駆動連結する中間ギアと、黒用像担持体に連結された黒用ギアに噛み合う入力側アイドラギアと、その黒用像担持体の隣りに位置するカラー用像担持体に連結されたカラー用ギアに噛み合う出力側アイドラギアと、前記カラーモード時に入力側アイドラギアの回転が出力側アイドラギアに伝達されるように、入力側アイドラギアと出力側アイドラギアを連結し、前記モノクロモード時には、入力側アイドラギアの回転が出力側アイドラギアに伝達されないように、入力側アイドラギアと出力側アイドラギアの連結を解除する切換手段と、前記黒用ギア又は入力側アイドラギアを回転駆動する駆動モータとを具備し、前記モノクロモードからカラーモードへの切り換えに先立って、前記入力側アイドラギアを、前記出力側アイドラギアに対して、前記各カラー用ギアと黒用ギアの所定の位相関係が得られる所定の位置に回転させ、次いで入力側アイドラギアの回転が出力側アイドラギアに伝達されるように、前記切換手段によって、入力側アイドラギアと出力側アイドラギアを連結することを特徴とする画像形成装置を提案する(請求項1)。 In order to achieve the above object, the present invention provides a plurality of color image carriers on which chromatic toner images are formed, one black image carrier on which black toner images are formed, and each color image carrier. And a color gear connected to each color image carrier so as to rotate together with each color image carrier, and concentrically arranged with respect to the black image carrier. Each color image carrier having a black gear connected to the black image carrier so as to rotate together with the black image carrier, and each color image carrier being rotated together with each color gear. A chromatic color toner image is formed, a black toner image is formed on a black image carrier that is rotationally driven together with the black gear, and the chromatic color toner image and the black toner image are superimposed on a transfer material and transferred to form a color image. Color mode, color gear and color image carrier It is possible to select a monochrome mode in which a black toner image is formed on a black image carrier that is stopped and rotated together with the black gear, and only the black toner image is transferred to a transfer material to obtain a black image. In the color mode, the color gears and the black gears are rotated while maintaining a predetermined phase relationship so that color misregistration does not occur in the superimposed toner image transferred onto the transfer material. An intermediate gear that meshes with a color gear coupled to each of the color image carriers adjacent to each other and drives and couples both color gears, and an input side that meshes with a black gear coupled to the black image carrier An idler gear, an output idler gear that meshes with a color gear connected to a color image carrier adjacent to the black image carrier, and rotation of the input idler gear in the color mode Connect the input-side idler gear and the output-side idler gear so that they are transmitted to the output-side idler gear. And a drive motor that rotationally drives the black gear or the input-side idler gear, and prior to switching from the monochrome mode to the color mode, the input-side idler gear is changed to the output-side idler gear. On the other hand, the color changing gear and the black gear are rotated to a predetermined position where a predetermined phase relationship is obtained, and then the rotation of the input side idler gear is transmitted to the output side idler gear by the switching means. An image characterized by connecting a side idler gear and an output side idler gear A forming apparatus is proposed (claim 1).
また、上記請求項1に記載の画像形成装置において、前記切換手段として電磁クラッチを用いると有利である(請求項2)。 In the image forming apparatus according to claim 1, it is advantageous to use an electromagnetic clutch as the switching means (claim 2).
さらに、上記請求項1又は2に記載の画像形成装置において、前記入力側アイドラギア又は該入力側アイドラギアと一体に回転する部材に付された目印を検知するセンサを設け、モノクロモードからカラーモードへの切り換えに先立って、前記センサが前記目印を検知したときの検知信号に基づき前記切換手段を作動させて入力側アイドラギアと出力側アイドラギアを連結させるように構成すると有利である(請求項3)。
The image forming apparatus according to
また、上記請求項1乃至3のいずれかに記載の画像形成装置において、前記駆動モータの出力ギアが前記入力側アイドラギア又は黒用ギアに直に噛み合っていると有利である(請求項4)。 In the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, it is advantageous that the output gear of the drive motor is directly meshed with the input side idler gear or the black gear (claim 4).
さらに、上記請求項1乃至4のいずれかに記載の画像形成装置において、前記入力側アイドラギアと出力側アイドラギアと中間ギアの歯数が同一であると有利である(請求項5)。 Furthermore, in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4, it is advantageous that the input side idler gear, the output side idler gear, and the intermediate gear have the same number of teeth (claim 5).
また、上記請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置において、前記入力側アイドラギアと前記出力側アイドラギアと前記中間ギアの歯数が、前記駆動モータの出力ギアの歯数の整数倍となっていると有利である(請求項6)。 6. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the number of teeth of the input idler gear, the output idler gear, and the intermediate gear is an integral multiple of the number of teeth of the output gear of the drive motor. This is advantageous (claim 6).
さらに、上記請求項1乃至6のいずれかに記載の画像形成装置において、前記黒用ギアと前記入力側アイドラギアのうちの歯数の多い方のギアの歯数が、歯数の少ない方のギアの歯数の整数倍となっていると有利である(請求項7)。 Furthermore, in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6, a gear having a larger number of teeth of the black gear and the input idler gear has a smaller number of teeth. It is advantageous that it is an integral multiple of the number of teeth.
また、上記請求項1乃至7のいずれかに記載の画像形成装置において、前記出力側アイドラギアと、該出力側アイドラギアに噛み合うカラー用ギアのうちの歯数の多い方のギアの歯数が、歯数の少ない方のギアの歯数の整数倍となっていると有利である(請求項8)。 In the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 7, the number of teeth of the gear having the larger number of teeth of the output idler gear and the color gear meshing with the output idler gear It is advantageous if it is an integral multiple of the number of teeth of the smaller gear (claim 8).
さらに、上記請求項1乃至8のうちいずれかに記載の画像形成装置において、前記カラー用ギアと、該カラー用ギアに噛み合う中間ギアのうちの歯数の多い方のギアの歯数が、歯数の少ない方のギアの歯数の整数倍となっていると有利である(請求項9)。 Furthermore, in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 8, the number of teeth of the gear having the larger number of teeth of the color gear and the intermediate gear meshing with the color gear is a tooth number. It is advantageous if it is an integral multiple of the number of teeth of the smaller gear (claim 9).
また、上記請求項1乃至9のいずれかに記載の画像形成装置において、互いに噛み合う2つのギアより成るギア対のうち、少なくとも1つのギア対の一方のギアの厚みが他方のギアの厚みよりも薄く形成され、かつ一方のギアが他方のギアの厚みの範囲内に収まった状態で他方のギアに噛み合っていると有利である(請求項10)。 Further, in the image forming apparatus according to any one of claims 1 to 9, the thickness of one gear of at least one gear pair out of the gear pairs composed of two gears meshing with each other is larger than the thickness of the other gear. It is advantageous if it is formed thin and meshes with the other gear while one gear is within the thickness range of the other gear.
さらに、上記請求項1乃至10のいずれかに記載の画像形成装置において、前記カラー用ギアと黒用ギアは、同一の成形型により成形された樹脂製のギアより成ると有利である(請求項11)。 Furthermore, in the image forming apparatus according to any one of the first to tenth aspects, it is advantageous that the color gear and the black gear are made of a resin gear formed by the same mold. 11).
本発明によれば、簡単な構成で、モノクロモードからカラーモードに切り換わったときにも、各カラー用ギアと黒用ギアを、所定の位相関係を保って回転させることができ、転写材に転写された重ねトナー像の色ずれ発生を抑えることができる。 According to the present invention, even when the monochrome mode is switched to the color mode with a simple configuration, the color gear and the black gear can be rotated while maintaining a predetermined phase relationship. The occurrence of color misregistration in the transferred toner image can be suppressed.
図1及び図3は、タンデム方式のカラー画像形成装置の具体例をそれぞれ示す概略図であり、図1は直接転写方式の画像形成装置を示し、図3は中間転写方式の画像形成装置を示している。先ず図1に示した直接転写方式のカラー画像形成装置の構成から説明する。 FIG. 1 and FIG. 3 are schematic diagrams respectively showing specific examples of a tandem color image forming apparatus, FIG. 1 shows a direct transfer type image forming apparatus, and FIG. 3 shows an intermediate transfer type image forming apparatus. ing. First, the configuration of the direct transfer type color image forming apparatus shown in FIG. 1 will be described.
図1に示した画像形成装置は、ドラム状の感光体により構成された複数の像担持体3Y,3C,3M,3BKを有し、その各像担持体には、互いに異なった色のトナー像がそれぞれ形成される。図示した例では、3つの像担持体3Y,3C,3Mの表面に、イエロートナー像、シアントナー像、及びマゼンタトナー像の各有彩色トナー像がそれぞれ形成され、像担持体3BKには黒トナー像が形成される。各像担持体3Y乃至3BKは、所定の間隔をあけて互いに平行に配置されている。かかる像担持体3Y乃至3BKに対向して無端ベルトより成る記録媒体搬送ベルト4が配置され、この記録媒体搬送ベルト4は、複数の支持ローラ5,6,7に巻き掛けられて矢印A方向に走行駆動される。
The image forming apparatus shown in FIG. 1 has a plurality of
各像担持体3Y乃至3BKにトナー像を形成するための構成は実質的に全て同一であるので、像担持体3Yにトナー像を形成する構成だけを説明する。この像担持体3Yは図1における反時計方向に回転駆動され、このとき帯電装置9によって像担持体3Yの表面が所定の極性に帯電される。次いで、その帯電面に、露光装置10から出射する書き込み光(図の例ではレーザ光L)が照射され、これによって像担持体3Yに静電潜像が形成され、その静電潜像が現像装置11によってイエロートナー像として可視像化される。図示した現像装置11は、現像バイアスの印加される現像ローラ8を有し、この現像ローラ8に担持された乾式現像剤によって、静電潜像が可視像化される。
Since the configuration for forming the toner image on each of the
一方、画像形成装置本体内の下部に配置された給紙部15から、転写紙又は樹脂フィルムなどから成る記録媒体Pが矢印Bで示すように送り出され、その記録媒体Pは、レジストローラ対12の回転によって所定のタイミングで像担持体3Yとその像担持体3Yに当接しながら矢印A方向に走行する記録媒体搬送ベルト4との間に送り込まれ、該記録媒体搬送ベルト4に担持されて搬送される。このとき記録媒体搬送ベルト4を挟んで、像担持体3Yにほぼ対向する位置に配置された転写装置13に対して、像担持体3Y上のトナー像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加され、これによって像担持体3Y上のイエロートナー像が記録媒体P上に転写される。記録媒体Pは、像担持体からトナー像を転写される転写材の一例を構成するものである。記録媒体Pに転写されずに像担持体3Y上に残された転写残トナーはクリーニング装置14によって除去される。
On the other hand, a recording medium P made of transfer paper, a resin film, or the like is sent out as indicated by an arrow B from a
全く同様にして、図1に示した他の像担持体3C,3M,3BK上にシアントナー像、マゼンタトナー像及び黒トナー像がそれぞれ形成され、これらのトナー像が、イエロートナー像の転写された記録媒体P上に順次重ねて転写される。このようにして4色の重ねトナー像を担持した記録媒体Pは、記録媒体搬送ベルト4から離れた後、定着装置2を通過し、このときそのトナー像が熱と圧力の作用によって記録媒体P上に定着される。定着装置2を通過した記録媒体は、排紙部17に排出される。図1に符号16で示すものは、記録媒体搬送ベルト4上に付着したトナーを除去するベルト用のクリーニング装置である。
In exactly the same manner, a cyan toner image, a magenta toner image, and a black toner image are respectively formed on the
上述のように、直接転写方式の画像形成装置は、各像担持体3Y乃至3BKに形成されたトナー像を、搬送される記録媒体Pより成る転写材に直に重ねて転写して記録画像を得るように構成されている。
As described above, the direct transfer type image forming apparatus transfers the recorded images by directly superimposing the toner images formed on the
一方、図3に示した中間転写方式の画像形成装置においては、複数の像担持体3Y乃至3BKに対向して中間転写体104より成る転写材が対向配置されている。この中間転写体としてドラムを用いることもできるが、図示した例では、図1の記録媒体搬送ベルト4と同様に複数の支持ローラ5,6,7に巻き掛けられて矢印A方向に駆動される無端ベルトより成る中間転写体が用いられている。
On the other hand, in the intermediate transfer type image forming apparatus shown in FIG. 3, a transfer material made up of the
図3に示した画像形成装置の場合には、像担持体3Y上に形成されたイエロートナー像は、矢印A方向に走行駆動される中間転写体104の表面に、転写装置13の作用によって転写される。トナー像転写後に像担持体3Y上に付着する転写残トナーはクリーニング装置14によって除去される。全く同様にして他の像担持体3C,3M,3BK上にそれぞれ形成されたシアントナー像、マゼンタトナー像及び黒トナー像が、イエロートナー像の転写された中間転写体104の表面に順次重ねて転写される。このようにして、中間転写体104上に4色の重ねトナー像が形成される。
In the case of the image forming apparatus shown in FIG. 3, the yellow toner image formed on the image carrier 3 </ b> Y is transferred to the surface of the
また、図3に示した画像形成装置においては、中間転写体104を挟んで、支持ローラ7に対向して二次転写装置20が配置され、給紙部15から送り出された転写紙又は樹脂フィルムなどから成る記録媒体Pが、レジストローラ対12の回転によって、所定のタイミングで、矢印Cで示すように、二次転写装置20と中間転写体104との間に送り込まれる。このようにして、記録媒体Pが二次転写装置20を通過するとき、この転写装置20の作用によって中間転写体104上の重ねトナー像が記録媒体P上に一括して転写される。トナー像転写後の中間転写体104の表面に付着する転写残トナーはベルト用のクリーニング装置16によって除去される。
In the image forming apparatus shown in FIG. 3, the
トナー像を転写された記録媒体Pは、記録媒体搬送装置40によって搬送されて定着装置2を通過し、このとき熱と圧力の作用によって、転写されたトナー像が記録媒体P上に定着される。定着装置2を通った記録媒体Pは排紙部17に排出される。図3においては転写ローラより成る二次転写装置20が用いられているが、記録媒体を搬送する搬送ベルトを有する二次転写装置を用いることもできる。図3に示した画像形成装置の他の構成は、図1に示した画像形成装置と変りはなく、同一ないしは対応する部分には、図1と同じ符号を付してある。
The recording medium P to which the toner image has been transferred is conveyed by the recording
上述のように、中間転写方式の画像形成装置は、各像担持体3Y乃至3BKに形成されたトナー像を、中間転写体104より成る転写材に重ねて転写して記録画像を得るように構成されている。
As described above, the intermediate transfer type image forming apparatus is configured to obtain a recorded image by transferring the toner image formed on each of the
以上、図1及び図3に示した画像形成装置によって、記録媒体Pにカラー画像を形成するカラーモードを説明したが、図1及び図3に示した画像形成装置においては、このカラーモードのほかに記録媒体上に黒の単色画像を形成するモノクロモードを選択することもできる。モノクロモード時には、図1に示した記録媒体搬送ベルト4と図3に示した中間転写体104が、有彩色トナー像の形成される像担持体3Y,3C,3Mから離され、黒トナー像の形成される像担持体3BKにのみに当接する。しかも、この像担持体3BK以外の像担持体3Y,3C,3Mは回転せず、像担持体3BKだけが回転駆動され、その像担持体3BK上に、前述したところと全く同様にして黒トナー像が形成される。
As described above, the color mode for forming a color image on the recording medium P by the image forming apparatus shown in FIGS. 1 and 3 has been described. In the image forming apparatus shown in FIGS. It is also possible to select a monochrome mode for forming a black monochrome image on a recording medium. In the monochrome mode, the recording
その際、図1に示した画像形成装置の場合には、この黒トナー像は、給紙部15から送り出され、レジストローラ対12によって所定のタイミングで給送された記録媒体Pに直に転写される。この記録媒体は、矢印A方向に回転する記録媒体搬送ベルト4上に担持されて搬送される。一方、図3に示した画像形成装置の場合には、像担持体3BKに形成された黒トナー像は矢印A方向に走行する中間転写体104に転写され、次いでそのトナー像が給紙部15から給送された記録媒体Pに転写される。図1及び図3のいずれの画像形成装置の場合も、黒トナー像を転写された記録媒体Pが定着装置2を通るとき、その記録媒体P上に黒トナー像が定着され、該記録媒体Pが排紙部17に排出される。
In this case, in the case of the image forming apparatus shown in FIG. 1, the black toner image is directly transferred to the recording medium P fed from the
図2及び図4は、図1及び図3に示した画像形成装置の各像担持体3Y乃至3BKにトナー像を形成するためのプロセス機器の図示を省略し、各像担持体3Y乃至3BKを駆動する駆動系の構成を明らかにした斜視図である。これらの図に示すように、各像担持体3Y乃至3BKは、これらと同心状の回転軸18Y,18C,18M,18BKにそれぞれ固定支持されていて、各回転軸18Y,18C,18M,18BKには、ギア19Y,19C,19M,19BKがそれぞれ固定されている。これらのギア19Y乃至19BKは、各像担持体3Y乃至3BKに対してそれぞれ同心状に配置され、かつ各像担持体3Y乃至3BKと共に回転するように、該各像担持体3Y乃至3BKに、回転軸18Y乃至18BKを介してそれぞれ連結されている。各像担持体3Y乃至3BKは、各回転軸18Y乃至18BKに対して相対回転不能ではあるが、各回転軸18Y乃至18BKの軸線方向に脱着可能に当該回転軸18Y乃至18BKに組み付けられている。各ギア19Y乃至19BKを、回転軸18Y乃至18BKを介することなく、各像担持体3Y乃至3BKに直に固定連結することもできる。
2 and 4 omit illustration of process equipment for forming toner images on the
上述した各ギア19Y乃至19BKが後述するように回転駆動されることによって各像担持体3Y乃至3BKが、図1及び図3における反時計方向に回転し、前述の如くその各像担持体3Y乃至3BKの周面上にトナー像が形成される。カラーモード時には、有彩色トナー像の形成される像担持体3Y,3C,3Mと、これらに連結されたギア19Y,19C,19Mは停止し、像担持体3BKとこれに連結されたギア19BKだけが回転する。
Each of the
ここで、図1乃至図4に示した画像形成装置において、有彩色トナー像が形成される像担持体3Y,3C,3Mを、必要に応じてカラー用像担持体と称し、黒トナー像が形成される像担持体3BKを、必要に応じて黒用像担持体と称することにする。また、カラー用像担持体3Y,3C,3Mに連結されたギア19Y,19C,19Mを、必要に応じてカラー用ギア、黒用像担持体3BKに連結されたギア19BKを必要に応じて黒用ギアと称することにする。図示した例では、3本のカラー用像担持体3Y,3C,3Mが設けられているが、カラー用像担持体は少なくとも2つ設けられるものであって、カラーモード時に、少なくとも3色から成る画像が形成される。
Here, in the image forming apparatus shown in FIGS. 1 to 4, the
以上のように、本例の画像形成装置は、有彩色トナー像が形成される複数のカラー用像担持体3Y,3C,3Mと、黒トナー像が形成される1つの黒用像担持体3BKと、各カラー用像担持体3Y,3C,3Mに対して同心状に配置され、かつ各カラー用像担持体3Y,3C,3Mと共に回転するように各カラー用像担持体3Y,3C,3Mに連結されたカラー用ギア19Y,19C,19Mと、黒用像担持体3BKに対して同心状に配置され、かつ該黒用像担持体3BKと共に回転するように黒用像担持体に連結された黒用ギア19BKを有している。そして、各カラー用ギア19Y,19C,19Mと共に回転駆動される各カラー用像担持体3Y,3C,3Mに互いに異なった色の有彩色トナー像をそれぞれ形成し、黒用ギア19BKと共に回転駆動される黒用像担持体3BKに黒トナー像を形成し、その有彩色トナー像と黒トナー像を転写材(図1の場合は、記録媒体P、図3の場合は中間転写体104)に重ねて転写してカラー画像を得るカラーモードと、カラー用ギア19Y,19C,19Mとカラー用像担持体3Y,3C,3Mを停止させ、黒用ギア19BKと共に回転駆動される黒用像担持体3BKに黒トナー像を形成し、該黒トナー像だけを転写材に転写して黒画像を得るモノクロモードとを選択可能である。
As described above, the image forming apparatus of the present example includes a plurality of
図2及び図4に示した黒用ギア19BKとカラー用ギア19Y,19C,19Mは、同一の半径と同一の歯数を有していて、例えば樹脂又は金属などによって構成される。その際、特にこれらのギアが樹脂製であると、当該ギアがわずかに偏心することは避けられず、これによって図1に示した記録媒体P又は図3に示した中間転写体104に転写された重ねトナー像に色ずれが発生するおそれがある。
The black gear 19BK and the color gears 19Y, 19C, 19M shown in FIGS. 2 and 4 have the same radius and the same number of teeth, and are made of, for example, resin or metal. At this time, in particular, when these gears are made of resin, it is inevitable that the gears are slightly decentered. As a result, the gears are transferred to the recording medium P shown in FIG. 1 or the
そこで、図1乃至図4に示した画像形成装置においては、従来と同様に、カラーモード時に、転写材に転写された重ねトナー像に色ずれが発生しないように、各カラー用ギア19Y,19C,19Mと黒用ギア19BKが所定の位相関係を保って回転するように構成されている。 Therefore, in the image forming apparatus shown in FIGS. 1 to 4, the color gears 19Y and 19C are prevented so that color misregistration does not occur in the superimposed toner image transferred to the transfer material in the color mode, as in the prior art. , 19M and the black gear 19BK are configured to rotate while maintaining a predetermined phase relationship.
図5は、図1及び図2に示した画像形成装置における当該構成の一例を説明する図である。ここでは各像担持体3Y,3C,3M,3BKから記録媒体Pにトナー像が転写される転写位置間の距離がLAであるとする。各像担持体3Y乃至3BKの周方向における外周面の或る位置と、これに対応する各カラー用ギア19Y,19C,19Mと黒用ギア19BKの周方向の位置をXで表わす。各カラー用ギア19Y,19C,19Mと黒用ギア19BKの或る位置Xは、例えば、その各ギアが回転中心に対して最大に偏心した周方向位置である。この位置Xを便宜上、基準位置ということにする。
FIG. 5 is a diagram illustrating an example of the configuration of the image forming apparatus illustrated in FIGS. 1 and 2. Here, it is assumed that the distance between the transfer positions at which the toner images are transferred from the
図5に示した状態では、イエロートナー像が形成される像担持体3Yの基準位置Xが転写位置にあり、その像担持体3Y上のイエロートナー像が記録媒体Pに転写されている。このとき、その像担持体3Yの隣りの像担持体3Cの基準位置Xは、その転写位置よりも、像担持体3Cの回転方向上流側にLAだけ離れた位置にあり、同じく像担持体3Mの基準位置Xは、その転写位置よりも2×LAだけ上流側に離れ、同様に像担持体3BKは転写位置よりも3×LAだけ離れている。このような位置関係となるように、カラー用ギア19Y,19C,19Mと黒用ギア19BKの各基準位置の回転方向における相対位置が定められているのである。これにより、各ギア19Y乃至19BKがわずかに偏心していても、カラーモード時に、記録媒体上に転写された重ねトナー像に色ずれが発生することを防止できる。カラー用ギア19Y,19C,19Mと黒用ギア19BKの取り付け角度位置ないしはその周方向位置が、その各ギアの偏心によって完成したカラー画像に色ずれが発生することを防止できるように設定されているのである。図3及び図4に示した画像形成装置においても同様に構成されており、カラー用ギア19Y,19C,19Mと黒用ギア19BKの偏心によって、各像担持体から中間転写体104に転写された重ねトナー像に色ずれが発生することが防止される。
In the state shown in FIG. 5, the reference position X of the
ところが、モノクロモード時には、カラー用ギア19Y,19C,19Mとカラー用像担持体3Y,3C,3Mは停止し、黒用ギア19BKと黒用像担持体3BKだけが回転するので、上述した位相関係が狂ってしまい、そのままカラーモードの画像形成動作を行ったとすれば、転写材に転写された重ねトナー像に色ずれが発生するおそれがある。そこで、本例の画像形成装置においては、次に説明するように、簡単な構成によって、モノクロモードからカラーモードへの切り換え時に、上述した位相関係が容易に得られるように構成されている。
However, in the monochrome mode, the color gears 19Y, 19C, 19M and the
先ず、図2、図4及び図6に示すように、互いに隣り合う2つのカラー用像担持体3Y,3Cにそれぞれ連結されたカラー用ギア19Y,19Cに中間ギア21が噛み合っていて、両カラー用ギア19Y,19Cがこの中間ギア21によって駆動連結されている。同様に互いに隣り合うカラー用ギア19C,19Mが別の中間ギア22によって駆動連結されている。また、黒用ギア19BKには入力側アイドラギア23が噛み合い、この黒用ギア19BKの隣りのカラー用ギア19Mには出力側アイドラギア24が噛み合っている。
First, as shown in FIGS. 2, 4 and 6, the
上述のように、本例の画像形成装置は、互いに隣り合うカラー用像担持体3Y,3C,3Mのそれぞれに連結されたカラー用ギア19Y,19C,19Mに噛み合って両カラー用ギアを駆動連結する中間ギア21,22と、黒用像担持体3BKに連結された黒用ギア19BKに噛み合う入力側アイドラギア23と、その黒用像担持体3BKの隣りに位置するカラー用像担持体3Mに連結されたカラー用ギア19Mに噛み合う出力側アイドラギア24とを有している。
As described above, the image forming apparatus of this example is engaged with the color gears 19Y, 19C, and 19M connected to the
図7及び図8に示すように、入力側アイドラギア23は連結軸25に同心状に固定され、出力側アイドラギア24は連結軸25に切換手段の一例である電磁クラッチ26を介して連結軸25に同心状に嵌合している。
As shown in FIGS. 7 and 8, the input-side
また、図6に示すように、黒用ギア19BKには、駆動モータMの出力ギア27が噛み合っていて、この駆動モータMによって黒用ギア19BKが回転駆動されるように構成されている。全ての像担持体3Y乃至3BKが、この単一の駆動モータMによって回転駆動される。駆動モータMの出力ギア27を入力側アイドラギア23に噛み合わせ、そのモータMによって入力側アイドラギア23を回転駆動するように構成してもよい。このように、本例の画像形成装置は、黒用ギア19BK又は入力側アイドラギア23を回転駆動する駆動モータMを具備しているのである。
Further, as shown in FIG. 6, the black gear 19BK is engaged with the
カラーモードが選択されたときは、切換手段の一例である電磁クラッチ26がオンされ、これによって出力側アイドラギア24と連結軸25が一体的に連結される。この状態で駆動モータMが作動を開始すると、その出力ギア27の回転が黒用ギア19BKに伝えられ、黒用像担持体3BKが図1及び図3における反時計方向に回転する。しかも黒用ギア19BKの回転が、入力側アイドラギア23、連結軸25及び出力側アイドラギア24を介してカラー用ギア19Mに伝えられ、これによって像担持体3Mが図1及び図3における反時計方向に回転する。同様に、カラー用ギア19Mの回転が中間ギア22を介してカラー用ギア19Cに伝えられ、その回転が他の中間ギア21を介してカラー用ギア19Yに伝えられるので、各像担持体3C,3Yが図1及び図3における反時計方向に回転する。これにより、前述のように各像担持体3Y乃至3BKに各色のトナー像を形成することができる。
When the color mode is selected, the electromagnetic clutch 26, which is an example of the switching means, is turned on, whereby the output-side
これに対し、モノクロモードが選択されると、切換手段の一例である電磁クラッチ26がオフされ、これによって出力側アイドラギア24と連結軸25の連結が解除され、これらが自由に相対回転できる状態となる。従って、駆動モータMの回転により、黒用ギア19BKと、黒用像担持体3BKと、入力側アイドラギア23と、連結軸25は、カラーモード時と同じく回転するが、その連結軸25の回転は出力側アイドラギア24に伝達されない。このため、カラー用ギア19Y,19C,19Mと、カラー用像担持体3Y,3C,3Mは回転せず、黒用像担持体3BKにだけ黒トナー像が形成される。
On the other hand, when the monochrome mode is selected, the electromagnetic clutch 26, which is an example of the switching means, is turned off, thereby releasing the connection between the output
上述のように、切換手段は、カラーモード時に入力側アイドラギアの回転が出力側アイドラギアに伝達されるように、入力側アイドラギアと出力側アイドラギアを連結し、モノクロモード時には、入力側アイドラギアの回転が出力側アイドラギアに伝達されないように、入力側アイドラギアと出力側アイドラギアの連結を解除する用をなす。 As described above, the switching means connects the input side idler gear and the output side idler gear so that the rotation of the input side idler gear is transmitted to the output side idler gear in the color mode, and the rotation of the input side idler gear is output in the monochrome mode. The input idler gear and the output idler gear are disconnected so that they are not transmitted to the side idler gear.
また、図7及び図8に示すように、入力側アイドラギア23には円板28が固定され、この円板28に目印Sが形成されている。しかも、この円板28に対向してセンサ29が配置されている。このセンサ29としては、例えば、発光素子と受光素子を有するフォトセンサを用いることができる。
Further, as shown in FIGS. 7 and 8, a
モノクロモードからカラーモードへ切り換えるときは、この切り換えに先立って、駆動モータMを作動させ、その出力ギア27の回転を黒用ギア19BKを介して入力側アイドラギア23に伝達する。このとき、電磁クラッチ26はオフしているので、入力側アイドラギア23の回転が出力側アイドラギア24に伝えられることはなく、出力側アイドラギア24は停止したままである。そして、センサ29が円板28上の目印Sを検知したとき、その検知信号に基づいて、電磁クラッチ26をオンさせ出力側アイドラギア24と連結軸25を一体的に連結し、入力側アイドラギア23と入力側アイドラギア23を互いに駆動連結する。このとき、黒用ギア19BKとカラー用ギア19Y,19C,19Mの前述の所定の位相関係が得られる。このような位相関係が得られるように、センサ29と目印Sの位置が予め定められているのである。
When switching from the monochrome mode to the color mode, the drive motor M is operated prior to this switching, and the rotation of the
上述のように、本例の画像形成装置は、モノクロモードからカラーモードへの切り換えに先立って、入力側アイドラギア23を、出力側アイドラギア24に対して、各カラー用ギア19Y,19C,19Mと黒用ギア19BKの所定の位相関係が得られる所定の位置に回転させ、次いで入力側アイドラギア23の回転が出力側アイドラギア24に伝達されるように、切換手段の一例である電磁クラッチ26によって、入力側アイドラギア23と出力側アイドラギア24を連結するように構成されている。このように、簡単な構成によって、各ギア19Y乃至19BKの所定の位相関係を得ることができる。
As described above, in the image forming apparatus of this example, prior to switching from the monochrome mode to the color mode, the input-side
また、本例の画像形成装置においては、切換手段として電磁クラッチ26を用いたので、入力側アイドラギア23と出力側アイドラギア24の連結と、その連結の解除を正確かつ迅速に行なうことができる。
In the image forming apparatus of this example, since the
さらに、図示した例では、入力側アイドラギア23と一体に回転する部材の一例である円板28に目印Sを付し、これをセンサ29によって検知したが、入力側アイドラギア23に直に目印を付してもよい。入力側アイドラギア23又は該入力側アイドラギア23と一体に回転する部材に付された目印Sを検知するセンサ29を設け、モノクロモードからカラーモードへの切り換えに先立って、上記センサ29が前記目印Sを検知したときの検知信号に基づき切換手段を作動させて入力側アイドラギア23と出力側アイドラギア24を連結させるのである。
Further, in the illustrated example, a mark S is given to a
また、図示した例では、駆動モータMの出力ギア27が入力側アイドラギア23又は黒用ギア19BKに直に噛み合っていて、ギア23,19BKと出力ギア27の間に他のギアが介在していない。このため、用いるギアの数を最小限にすることができ、画像形成装置のコストを低減でき、しかもギア数を増大することにより発生する各像担持体3Y乃至3BKの回転むらを防止することができる。
In the illustrated example, the
さらに、カラー用ギア19Y,19C,19Mと黒用ギア19BKの歯数は等しく、しかも各像担持体3Y乃至3BKの直径も等しく設定されていて、全ての像担持体3Y乃至3BKが同じ速度で回転するように構成されているが、その際、入力側アイドラギア23と出力側アイドラギア24と中間ギア21,22の歯数が全て同一であると、これらのギア23,24,21,22として同一形態のギアを用いることができ、画像形成装置のコストを低減できる。
Further, the number of teeth of the color gears 19Y, 19C, 19M and the black gear 19BK is equal, and the diameters of the
また、入力側アイドラギア23と出力側アイドラギア24と中間ギア21,22の歯数が、駆動モータMの出力ギア27の歯数の整数倍となっていると、入力側アイドラギア23と出力側アイドラギア24と中間ギア21,22の1回転周期を出力ギア27の1回転周期の整数倍とすることができる。これにより、これらのギア27,23,24,21,22の偏心によって転写材上の重ねトナー像に色ずれが発生しても、同一の色ずれが周期的に現われ、色ずれの発生状態が変動することを防止できる。
When the number of teeth of the input side
黒用ギア19BKと入力側アイドラギア23のうちの歯数の多い方のギアの歯数が、歯数の少ない方のギアの歯数の整数倍となっており、また、出力側アイドラギア24と、該出力側アイドラギア24に噛み合うカラー用ギア19Mのうちの歯数の多い方のギアの歯数が、歯数の少ない方のギアの歯数の整数倍となっていて、さらにカラー用ギア19Y,19C,19Mと、該カラー用ギアに噛み合う中間ギア20,21のうちの歯数の多い方のギアの歯数が、歯数の少ない方のギアの歯数の整数倍となっていても、上述したところと同様に色ずれの変動の発生を防止することができる。
Of the black gear 19BK and the input side
また、図6に示すように、黒用ギア19BKと入力側アイドラギア23は、互いに噛み合ったギア対を構成しているが、その際、黒用ギア19BKの厚みT1を入力側アイドラギア23の厚みT2よりも薄くし、その薄い方の黒用ギア19BKが、厚い方の入力側アイドラギア23の厚みの範囲内に収まった状態で、その入力側アイドラギア23に噛み合っていると、入力側アイドラギア23の製造コストを下げるべく、その製造精度を低下させることにより、当該入力側アイドラギア23の端部にバリや欠けなどが生じても、黒用ギア19BKから入力側アイドラギア23に正しく回転を伝えることができる。逆に、黒用ギア19BKの厚みを、入力側アイドラギア23の厚みよりも大きく設定し、入力側アイドラギア23を黒用ギア19BKの厚みの範囲内に収まるようにすれば、黒用ギア19BKの製造精度を下げ、そのコストを低減することが可能となる。これは、カラー用ギア19Mと出力側アイドラギア24より成るギア対や、カラー用ギアと中間ギアより成るギア対などにおいても同様である。要は、互いに噛み合う2つのギアより成るギア対のうち、少なくとも1つのギア対の一方のギアの厚みが他方のギアの厚みよりも薄く形成され、かつ一方のギアが他方のギアの厚みの範囲内に収まった状態で他方のギアに噛み合っているように構成することにより、画像形成装置の製造コストを低減できるのである。
As shown in FIG. 6, the black gear 19BK and the input-side
また、前述のようにカラー用ギア19Y,19C,19Mと黒用ギア19BKは樹脂により製造できるが、その際、ポリアミド樹脂、ポリアセタール樹脂、含油タイプの樹脂材などの摺動性に優れた樹脂により、これらのギアを製造することが好ましい。また、カラー用ギアと黒用ギアが、同一の成形型により成形された樹脂製のギアより成ると、これらのギアの形状のばらつきなどを抑えることができ、これによって転写材上に転写された合せトナー像の色ずれの発生をより確実に抑えることができる。 Further, as described above, the color gears 19Y, 19C, 19M and the black gear 19BK can be made of resin, but at that time, the resin is excellent in slidability such as polyamide resin, polyacetal resin, and oil-containing resin material. Preferably, these gears are manufactured. In addition, if the color gear and the black gear are made of resin gears molded by the same mold, it is possible to suppress variations in the shapes of these gears, which are transferred onto the transfer material. Occurrence of color misregistration in the combined toner image can be more reliably suppressed.
なお、図面においては、図8を除いて、各ギアの歯についての図示を省略してあるが、これらのギアとしては、例えば平歯車やはすば歯車などの適宜な歯車を採用することができる。 In the drawings, the gear teeth are not shown except for FIG. 8. However, as these gears, for example, an appropriate gear such as a spur gear or a helical gear can be adopted. it can.
3Y,3C,3M,3BK 像担持体
19Y,19C,19M カラー用ギア
19BK 黒用ギア
21,22 中間ギア
23 入力側アイドラギア
24 出力側アイドラギア
26 電磁クラッチ
27 出力ギア
29 センサ
M 駆動モータ
T1,T2 厚み
3Y, 3C, 3M,
Claims (11)
互いに隣り合うカラー用像担持体のそれぞれに連結されたカラー用ギアに噛み合って両カラー用ギアを駆動連結する中間ギアと、黒用像担持体に連結された黒用ギアに噛み合う入力側アイドラギアと、その黒用像担持体の隣りに位置するカラー用像担持体に連結されたカラー用ギアに噛み合う出力側アイドラギアと、前記カラーモード時に入力側アイドラギアの回転が出力側アイドラギアに伝達されるように、入力側アイドラギアと出力側アイドラギアを連結し、前記モノクロモード時には、入力側アイドラギアの回転が出力側アイドラギアに伝達されないように、入力側アイドラギアと出力側アイドラギアの連結を解除する切換手段と、前記黒用ギア又は入力側アイドラギアを回転駆動する駆動モータとを具備し、前記モノクロモードからカラーモードへの切り換えに先立って、前記入力側アイドラギアを、前記出力側アイドラギアに対して、前記各カラー用ギアと黒用ギアの所定の位相関係が得られる所定の位置に回転させ、次いで入力側アイドラギアの回転が出力側アイドラギアに伝達されるように、前記切換手段によって、入力側アイドラギアと出力側アイドラギアを連結することを特徴とする画像形成装置。 A plurality of color image carriers on which chromatic color toner images are formed, one black image carrier on which black toner images are formed, concentrically arranged with respect to each color image carrier, and A color gear connected to each color image carrier so as to rotate together with the color image carrier, and a concentric arrangement with respect to the black image carrier, and rotate together with the black image carrier. In this way, a black gear connected to the black image carrier is formed, and chromatic toner images of different colors are respectively formed on the color image carriers that are rotationally driven together with the color gears. A color mode for forming a black toner image on a black image carrier that is rotationally driven together with a gear, and transferring the chromatic color toner image and the black toner image on a transfer material to obtain a color image; and the color gear; Stop the color image carrier and rotate with the black gear It is possible to select a monochrome mode in which a black toner image is formed on a moved black image carrier and only the black toner image is transferred to a transfer material to obtain a black image. In the image forming apparatus configured such that each color gear and the black gear rotate while maintaining a predetermined phase relationship so that color transfer does not occur in the transferred superimposed toner image.
An intermediate gear that meshes with the color gears connected to each of the color image carriers adjacent to each other and drives and couples both color gears, and an input-side idler gear that meshes with the black gears connected to the black image carrier. The output idler gear meshing with the color gear connected to the color image carrier positioned adjacent to the black image carrier, and the rotation of the input idler gear is transmitted to the output idler gear in the color mode. A switching means for connecting the input side idler gear and the output side idler gear so that the rotation of the input side idler gear is not transmitted to the output side idler gear in the monochrome mode. A drive motor that rotationally drives the input gear or the input side idler gear, and from the monochrome mode Prior to switching to the error mode, the input idler gear is rotated to a predetermined position where a predetermined phase relationship between the color gear and the black gear is obtained with respect to the output idler gear, and then the input idler gear. An image forming apparatus characterized in that the input side idler gear and the output side idler gear are connected by the switching means so that the rotation of the motor is transmitted to the output side idler gear.
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