JP2005227309A

JP2005227309A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005227309A
Application number: JP2004032930A
Authority: JP
Inventors: Shinkichi Yamamoto; 真吉山本
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2004-02-10
Filing date: 2004-02-10
Publication date: 2005-08-25

Abstract

【課題】一組の対になった部材が当接する力が大きい場合においても、また、カムの回転スピードが大きい場合においても、当接時の衝撃を緩和することが可能であり、また、本体寿命の間、効果を持続することを可能とする。
【解決手段】カムの回転を抑制するためのオイルダンパーを取り外し可能なプロセスカートリッジ内に配置し、当接離間可能な一対の部材が当接する時のみオイルダンパーの回転抑制力がかかるように構成することである。
【選択図】図１

Description

本発明は複写機、プリンタの駆動列にに関するものである。

従来の画像形成装置においては、回転抑制装置をカムの表面上に施した物がある（例えば、特許文献１参照）。この文献によれば、感光体とローラの当接離間をカムによって行い、カムの表面に回転抑制装置を設け、その摩擦抵抗によって回転を抑制している。この方法によって、コイルスプリングなどによりカムが回転方向に付勢力を受けた場合においても、早回しされずローラが感光体に当接する際の当接速度を緩和させることが可能になった。
特願平１１−２９６５１９

しかし、上記従来の方法において、突起の接触力が強い、すなわち感光体とローラの当接力が大きい場合、ブレーキ体の性能劣化やはがれの原因となって、本体寿命を満足させることが不可能となり、本来の機能を満足することができなくなる。

また、より急激な回転力が発生する場合においての回転を抑制することは、速度に回転抑制力が比例しないブレーキ体の摩擦力では十分ではなく衝撃に対する効果が薄くなってしまうなどの欠点があった。

更に、カムの回転を一定に保ち衝撃音を和らげる構成を採用しても、その衝撃を吸収するための部材には、メカ的なストレスが多くかかり、画像形成装置の寿命よりも短期にその機能が失われていた。

本出願に係る発明の目的を実現する第一の構成は、カム駆動列に回転抑制体を取り付けることによって、弾性的に当接離間可能な一対の部材が当接に向かう時、すなわち、カムが早回しされる時に回転抑制力を持たすことである。

本出願に係る発明の目的を実現する第二の構成は、回転抑制体の抑制力を容易に管理するために、取り外し可能なユニットの中に構成することである。

本出願に係る発明の目的を実現する第三の構成は、印刷枚数と回転体劣化は比例関係にあるので、作像系ユニットの中に回転抑制体をいれることで印字枚数と回転抑制体の交換サイクルとの相関をとることである。

本出願に係る発明の目的を実現する第四の構成は、カムの回転速度が大きくなっても効果が得られるように、回転抑制体をオイルダンパーとすることである。

本出願に係る発明の目的を実現する第五の構成は、カムを駆動するモータの最大トルクを低くすることができるように、一組の対になった部材が当接する場合のみ、作動するように構成することである。

以上、説明したように本発明によれば、一組の対になった部材が当接する力が大きい場合においても、当接時の衝撃を緩和することが可能であり、また、カムの回転速度が大きくても同様な効果を得られ、本体寿命の間効果を持続することが可能となる。

（実施例１）
図１から図４は本発明第一の実施形態を示したものである。

まず、図１及び図２により本発明の実施例が具現化される画像形成装置の概略について説明する。プロセスカートリッジ１００には、無担ベルト体である中間転写ベルト１０１が装着されており、該中間転写ベルト１０１には等間隔に４ヶ所、センサ１０２によって中間転写ベルト１０１の回転位置を読み取る為の印１０３が付けられている。プロセスカートリッジ１００には中間転写ベルト１０１を回転可能に支持する２つのローラ１０４、１０５及び電子写真感光体である感光体１０６及び感光体１０６を帯電させるＣローラ１０７を含んでいて、感光体１０６と中間転写ベルト１０１は感光体１０６と接するように取り付けられている。感光体１０６に電荷をかける為のローラ、Ｃローラ１０７は感光体１０６と接している。カラー画像形成装置本体側には回転可能で９０度回転毎に位置決め可能なロータリー１０８があり、該ロータリー１０８には４色分けの現像カートリッジＹＥＬＬＯＷ、ＭＡＧＥＮＴＡ、ＣＹＡＮ、ＢＬＡＣＫである１０ｙ、１０ｍ、１０ｃ、１０ｋが各々着脱可能に取り付けられている。それぞれの現像カートリッジ１０にはトナーを感光体１０６に塗布する為のローラであるＤローラ１０９が備えられている。更に、中間転写ベルト１０１上に一次転写されたトナー像を更に転写材ｐに転写する二次転写ローラ１１０、感光体１０７に潜像を形成する為のレーザー光を照射可能な光学ユニット１１１、給紙カセット１１２から転写材ｐを二次転写領域に搬送するピックアップローラ１１３と搬送ローラ１１４を備えている。定着ユニット１１５は、定着ローラ１１６および加圧ローラ１１７を備え、転写材ｐ上のトナー像に熱と圧を加えることで定着を行う、定着後の紙を本体上部にある排紙トレイ１１８に紙を搬送する搬送ローラ１１９、及び１２０、紙を排紙トレイ１１８に蹴り出すローラ、排紙ローラ１２１以上が画像形成装置の概略である。

次に図２でプロセスカートリッジ内に配置された転写ローラ接離機構の概略について説明する。二次転写ローラを当接離間する機構は画像形成装置本体に取り付けられた感光体と中間転写ベルトを駆動する図示しない駆動源と同一の駆動源から駆動を受け、電磁クラッチによって選択的にカムの駆動の切り替えが可能であるように構成されている。カラー画像形成装置から駆動源を受けるカップリングである接離カップリング２０１、接離カムに駆動力を伝えるアイドラギア２０２、２０３が早回しされないように負荷をかけるオイルダンパー２０４、左接離カム２０５及び右接離カム２０６、バネ圧によって転写ローラを中間転写ベルトに押し付け、かつ、カムによって、中間転写ベルトから離間させることが可能な左軸受け２０７及び右軸受け２０８によって構成されている。

なお、図３に示すように、板バネ３０１とゴム３０２をギアに押さえつけることによって、負荷を与えるように構成するとカムの回転速度が増大しても、カムに与える負荷は一定であり、速度が大きい場合においては十分な効果を得ることができない。よって回転速度に負荷トルクが比例するオイルダンパーを用いる。ここで、オイルダンパーの構成について図３−１を用いて説明する。オイルダンパーを背面から見て、カバーを取り外した図が図３−１である。オイルダンパーの中３０１はオイルによって満たされており、オイルとオイルダンパーギアと連結されている羽車３０４との流体摩擦によってオイルダンパーギアに負荷がかかる構成となっている。もちろん流体摩擦抵抗であるので、回転数が早くなるに従い負荷トルクは上昇する。以上がオイルダンパーの構成である。

次に、図１と図２及び図４を用いて、カラー画像形成方法中の回転抑制力の作用について説明する。

まず、印刷信号を受け取ると、中間転写ベルト１０１及び感光体１０６は駆動ローラ１０５に取り付けられたカップリングと感光体１０７そのものに取り付けられたカップリングを介して、図示しないモータによる駆動によって回転させられる。この回転動作時に、中間転写ベルト上のマーク１０３をセンサ１０２で読み取る。そして、センサ１０２が中間転写ベルト１０１上のマーク１０３を読んだ位置をＹＥＬＬＯＷ書き出し位置とし、その書き出しタイミングより光学ユニット１１１からレーザー光を照射する。レーザー光によって電子情報に基づいた潜像が形成され、この潜像が現像装置１０Ｙのトナーの乗ったＤローラ１０９に摺動することによってトナーが感光体１０７上に乗り、電子情報に基づいたＹＥＬＬＯＷのトナー像が形成される。そして、現像されたＹＥＬＬＯＷの画像は感光体１０７より中間転写ベルト１０１上に一次転写させられる。一次転写が終了した感光体１０７は感光体クリーニング装置１２２によってクリーニングされ、次の画像形成に供される。

また、一次転写が終了して中間転写ベルト１０１上に乗ったトナーが二次転写ローラに付いて画像が乱れないよう、トナーが二次転写ローラに到達する前に、駆動モータと電動クラッチによって駆動力がカムに伝達され、カムの回転によって図４−２に示す矢印方向に回転させ図４−１に示すカム位置まで回転させて二次転写ローラ１１０を中間転写ベルトから離間させる。そして、現像カートリッジを１０Ｍに変え、現像カートリッジ１０Ｍ内部にあるＤローラ１０９を感光体１０７に当接させることで、ＭＡＧＥＮＴＡのトナーを感光体１０７上にのせることが可能になる。ＭＡＧＥＮＴＡの書き出しタイミングについては、ＹＥＬＬＯＷの書き出し位置とした同じ中間転写ベルト上のマーク１０３を第一のセンサが読んだ時を書き出しタイミングとする。中間転写ベルト１０１上の同じマーク１０３を読むことで、ＹＥＬＬＯＷ及びＭＡＧＥＮＴＡの画像書き出し位置を正確に合わせることができる。

以下の画像形成方法はＹＥＬＬＯＷと同じであり、光学ユニット１１１よりレーザー光を発光し感光体１０７上に電子情報に基づいたＭＡＧＥＮＴＡの潜像を行い、１０ＭのＤローラ１０９が摺動することによって現像し、一次転写によって、ＹＥＬＬＯＷの載った中間転写ベルト１０１上に一次転写させる。同じくＣＹＡＮとＢＬＡＣＫにおいても同様な画像形成過程を経て、中間転写ベルト１０１上にカラー画像が形成される。次に、転写材ｐを給紙カセット１１２よりピックアップローラ１１３によって二次転写ローラまで搬送する。再び電磁クラッチのＯＮによって、再び接離カムを回転させて図４−２の位置に接離カムを回転させて二次転写ローラを当接させる。ここで、当接させる時のメカニズムについて説明する。メインモータ駆動の駆動力はクラッチによって接離カップリングに伝えられ、アイドラギア２０２、アイドラギア２０３次に接離カムに伝達される。また、アイドラギア２０３とオイルダンパーは噛合っており、回転速度に応じた負荷トルクを与えている。この駆動力によって接離カムは回転し転写ローラは当接の方向に向かいはじめる。このとき、図４−３に示すように、接離カムは軸受けにかかっているバネ力によって４０３方向に力を受け、その力は中心方向の力４０１と回転方向の力４０２に分力する。結果、回転が増長される方向に力を受ける。このとき、アイドラギア２０３に噛合っているオイルダンパーによる回転抑制力により、接離カムの回転は減速させられ、中間転写ベルトと転写ローラとの衝撃音を緩和させることが可能である。

転写ローラと中間転写ベルトが当接し、そのニップ部に転写材が突入することで画像は転写材上に形成させられる。そして、転写材ｐは搬送ローラ１１４によって定着器１１５まで送られ、加圧ローラ１１７及び定着ローラ１１６によって、熱と圧力を加え、転写材ｐ上に載ったトナーを定着させる。最後に転写材ｐは搬送ローラ１１９、１２０によって本体上方まで搬送させられ排紙ローラ１２１によって排紙トレイ１１８に排紙される。以上がカラー画像形成方法中の本発明のカム回転抑制作用である。

また、オイルダンパーは印字枚数すなわち回転回数によってトルクが増大していき、性能が劣化していくという特性があるが、プロセスカートリッジ内にオイルダンパーを取り付けることによって、印字枚数と相関をとって交換することでトルク制御を容易にすることが可能となる。

また、プロセスカートリッジ内に回転抑制体を入れることで、接離カムにより近いところで、作用させることができ、ギアのバックラッシ等の影響を最小限に押えることができ、より高い衝撃音に対する効果を得ることができる。

（実施例２）
次に図５で本発明第二の実施形態を示す。なお、画像形成方法は上記実施例１に説明した方法と同じであるので省略し、ここでは当接離間時のオイルダンパーと欠歯ギアの作用について説明する。

図５−１と図５−２はいずれも段ギア欠歯ギアを有する構成図である。５０１は段ギアであり、紙面奥側に相当する段のギアが欠け歯になっている。図５−１では、段ギア５０１の紙面手前側に位置する段のギアが表現されている。また、図５−２では、紙面手前側に位置する段のギア面を省略して紙面奥側に位置している欠け歯のギア段が表現されている。欠け歯ギアは、オイルダンパー５０２に噛合う。オイルダンパー５０２は実施例１で示した同じ構成のオイルダンパーである。図５−１に示す段ギア全歯５０１は接離カップリングとアイドラギア２０３の動力伝達を行っている。この欠歯ギアの位相について説明する。歯の無い部分は接離カムが二次転写ローラを離間に向かわせる領域に対応し、逆に歯の在る領域は二次転写ローラを当接させる領域に対応する。このように構成することで、離間から当接に向かう時には、先に説明したように軸受けのバネ圧によってカムが回される方向であるのでオイルダンパーと欠歯ギアが噛合い回転抑止力が接離カムに伝わり、早回しされない様に負荷をかけている。また、当接から離間に向かう時には軸受けにかかるバネを押し下げなければならないのでモータに負荷がかかる、その時は欠歯ギアに歯がない領域であるので、オイルダンパーと欠歯ギアは噛合わず回転抑止力は伝わらずモータの負荷を軽減することで、モータの最大トルクを減少させることができる。この構成であっても当接時には回転抑止力が接離カムに伝えられるので二次転写ローラと駆動ローラの衝撃音を緩和させることが可能である。

また、実施例１及び実施例２のオイルダンパーは印字枚数すなわち回転回数によって性能が劣化し、回転抑止力が増大していくという特性があるが、プロセスカートリッジ内にオイルダンパーを取り付けることによって、プロセスカートリッジの交換と同時にオイルダンパーを交換することができるのでトルクはカートリッジの効果によって、初期状態にもどる。結局、本体寿命中、トルク制御は常に安定して行われることとなる。

また、プロセスカートリッジ内にオイルダンパーを入れることで、オイルダンパーから接離カムまでのギア段数が少なく、接離カムに対してギアのバックラッシの影響を最小限に押えることができ、より高い衝撃音に対する効果を得ることができる。

画像形成装置概略図二次転写当接離間機構斜視図摩擦部材図４−１は二次転写ローラ離間時、図４−２は二次転写ローラ当接時、図４−３は接離カムにかかる力の向き図５−１は段ギア図、図５−２は段ギア断面図

符号の説明

１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ現像カートリッジ
１００プロセスカートリッジ
１０６感光体
１０７Ｃローラ
１２２クリーニングブレード
１０１中間転写ベルト
１０５駆動ローラ
１０４従動ローラ
１１０二次転写ローラ
２０４オイルダンパー
３０２ゴム
５０３欠歯ギア
ｐ転写材

Claims

弾性的に当接している少なくとも一組の対になった部材を接離させるカムを有し、また、本体から着脱可能なユニットを構成し、該ユニット内に前記カムと「回転駆動する駆動列の一部にカムの回転を抑制する抑制手段」を設け、本体の駆動をカムに伝える駆動手段を備えた画像形成装置。
請求項１に記載のユニットは少なくとも作像の一部を担うプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置。
請求項１に記載の抑制手段はオイルダンパーであることを特徴とする画像形成装置。
請求項２に記載の抑制手段であるオイルダンパーに少なくとも前記一組の対になった部材が当接する時に駆動に連結されるように構成された画像形成装置。