JP2006227202A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】高品質の画像を形成することができる画像形成装置を提供することである。
【解決手段】露光手段4によって感光ドラム1上に静電潜像を形成し、現像器5から静電潜像にトナーを供給してトナー像を設け、そのトナー像を転写帯電器6により転写材Aに転写して画像を形成する画像形成装置において、感光ドラム1のドラム軸1aと駆動モータ2の回転軸2aとをトリポード型等速ジョイントJで連結して、ドラム軸1aと回転軸2aの相互に芯ずれや傾きがある場合でも感光ドラム1が等速回転するようにして静電潜像や転写材に転写される画像に伸縮が生じないようにする。また、トリポード型等速ジョイントJの外輪11およびその外輪11の内側に組込まれたトリポード部材21を合成樹脂の成形品として外輪11とトリポード部材21の摺動部でのグリース潤滑を不要とし、トリポード型等速ジョイントJの軽量化と小型化を図る。
【選択図】図2
【解決手段】露光手段4によって感光ドラム1上に静電潜像を形成し、現像器5から静電潜像にトナーを供給してトナー像を設け、そのトナー像を転写帯電器6により転写材Aに転写して画像を形成する画像形成装置において、感光ドラム1のドラム軸1aと駆動モータ2の回転軸2aとをトリポード型等速ジョイントJで連結して、ドラム軸1aと回転軸2aの相互に芯ずれや傾きがある場合でも感光ドラム1が等速回転するようにして静電潜像や転写材に転写される画像に伸縮が生じないようにする。また、トリポード型等速ジョイントJの外輪11およびその外輪11の内側に組込まれたトリポード部材21を合成樹脂の成形品として外輪11とトリポード部材21の摺動部でのグリース潤滑を不要とし、トリポード型等速ジョイントJの軽量化と小型化を図る。
【選択図】図2
Description
この発明は、複写機やレーザビームプリンタ(LBP)の如き画像形成装置に関する。
一方向に回転される感光ドラムの外周囲に帯電器、露光手段、現像器および転写帯電器を設け、上記帯電器によって感光ドラムの外周全体を一様に帯電したのち、露光手段により画像情報に基づく画像光を露光して静電潜像を形成し、現像器からその静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成し、そのトナー像を転写帯電器によって感光ドラムの周速と同速度で搬送される転写材上に転写するようにした画像形成装置は従来から知られている。
単色の画像形成装置においては、感光ドラム、帯電器、露光手段、現像器および転写帯電器から成る1組の画像形成ユニットによって画像を形成し、一方、フルカラーの画像形成装置においては、4組の画像形成ユニットを転写材の搬送方向にタンデムに配置し、それぞれの画像形成ユニットによってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像を形成し、これらのトナー像を転写材上に転写してカラー画像を形成するようにしている。
単色およびフルカラーの画像形成装置においては、感光ドラムの回転によって画像を形成するため、感光ドラムの1回転中における回転速度にムラがあると、露光手段による露光時に感光ドラム上の静電潜像に伸縮が生じると共に、転写材に対するトナー像の転写時に画像に伸縮が生じ、これ等が一体となって画像ムラを生じさせ、高品質の画像を形成することができない。したがって、感光ドラムは常に等速度で回転させる必要がある。
感光ドラムの駆動に際し、その感光ドラムのドラム軸にモータの回転軸を直結し、上記モータの駆動によって感光ドラムを回転させるようにしたものが知られているが、感光ドラムの支持およびモータの取付けに際して誤差が生じるため、感光ドラムのドラム軸とモータの回転軸とを同一軸上に配置することはきわめて困難であり、上記ドラム軸と回転軸の相互間に芯ずれや傾きが生じた場合に感光ドラムを一定の速度で回転させることができず、品質の高い画像を形成することができない。
そのような問題点を解決するため、特許文献1に記載された画像形成装置においては、感光ドラムのドラム軸とモータの回転軸とを自在継手で連結し、かつ、感光ドラムの露光位置と転写位置を180°の位置に配置して、感光ドラムの回転速度ムラによる画像の伸縮を感光ドラム上の露光位置と転写位置における画像の伸縮により相殺し、転写材上での画像の伸縮を防止するようにしている。
特開平5−341589号公報
ところで、上記特許文献1に記載された画像形成装置においては、自在継手が不等速形の自在継手であるため、感光ドラムを等速度で回転させることができず、感光ドラムの露光位置と転写位置を180°の位置としたとしても、組立て誤差や感光ドラムの傾き、撓み等で180°の位置にずれが生じて画像の伸縮を完全に相殺することができず、品質の高い画像を形成することができない。
この発明の課題は、感光ドラムを常に等速度で回転させるようにして高品質の画像を形成することができるようにしたメンテナンスの容易な画像形成装置を提供することである。
上記の課題を解決するために、この発明においては、感光ドラムと、その感光ドラムを回転駆動する駆動手段と、前記感光ドラム上に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光ドラム上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、感光ドラムの周速と同速度で搬送される転写材上に前記トナー像を転写する転写手段とから成り、前記感光ドラムのドラム軸と駆動手段の駆動軸とを軸継手で連結した画像形成装置において、前記軸継手が、外輪の内周に軸方向に延びる3本のトラック溝を周方向に120°の間隔をおいて形成し、外輪の内側に組込まれたトリポード部材には前記各トラック溝内でスライド自在とされ、外輪とトリポード部材の相互間でトルク伝達を行なう3本の突出部を設けたトリポード型等速ジョイントから成る構成を採用したのである。
また、この発明では上記の構成から成る画像形成装置において、トリポード型等速ジョイントを形成するトリポード部材の全体のうち少なくとも突出部と外輪の少なくとも一方を合成樹脂の成形品としている。
ここで、合成樹脂として射出成形可能な合成樹脂とすることにより、突出部、外輪を容易に成形することができる。また、潤滑性樹脂を採用することによって、摺動部の潤滑性をより高めることができるため、動作音のより小さいトリポード型等速ジョイントを得ることができる。
また、トラック溝と突出部の接触部間に予圧を付与することによって、周方向ガタのない等速性に優れたトリポード型等速ジョイントを得ることができ、駆動手段の作動によって、感光ドラムをより効果的に等速回転させることができる。
上記のように、感光ドラムのドラム軸と駆動手段の駆動軸とをトリポード型等速ジョイントで連結したことにより、上記駆動手段の駆動軸と感光ドラムのドラム軸の相互に芯ずれや傾きがあっても感光ドラムを速度ムラを発生させずに等速回転させることができる。
このため、露光手段によって形成される静電潜像に伸縮が生じたり、感光ドラム上のトナー像が転写材に転写される際に画像に伸縮が生じるの防止することができ、きわめて高品質の画像を形成することができる。
また、トリポード型等速ジョイントの摺動部が金属から成る場合はグリース潤滑を必要とし、画像形成装置のメンテナンスが困難であって、グリースの漏洩により転写材が汚される懸念があるが、突出部と外輪の少なくとも一方を合成樹脂の成形品とすることにより、グリース潤滑を不要とすることができる。その結果、画像形成装置のメンテナンスの容易化を図ることができると共に、転写材が汚されるという不都合の発生を皆無とすることができる。
また、トルク伝達時の動作音の小さな画像形成装置を得ることができる。
また、トルク伝達時の動作音の小さな画像形成装置を得ることができる。
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて説明する。図1は単色の画像形成装置を示す。この画像形成装置は、感光ドラム1を有している。感光ドラム1は、図2に示す駆動手段としての駆動モータ2によって図1の矢印で示す方向に回転され、その感光ドラム1の周囲に、帯電器3、露光手段4、現像手段としての現像器5、転写手段としての転写帯電器6およびクリーニング器7が感光ドラム1の回転方向に順に設けられている。
上記の構成から成る画像形成装置は、感光ドラム1の回転時に帯電器3によって感光ドラム1の外周全体を一様に帯電したのち、露光手段4により画像情報に基づく画像光を露光して静電潜像を形成し、現像器5からその静電潜像上にトナーを供給してトナー像を形成し、そのトナー像を転写帯電器6により感光ドラム1の周速と同速度で搬送される転写材A上に転写して、転写材Aに画像を形成するようにしている。また、転写後、感光ドラム1の周面に残る残留トナーをクリーニング器7によって取り除くようにしている。
図2に示すように、感光ドラム1は、両端にドラム軸1aを有し、そのドラム軸1aが一対のサイドフレーム8に軸受9を介して回転自在に支持され、一方、感光ドラム1を回転駆動する駆動モータ2はケーシング10に取付けられて感光ドラム1と軸方向で対向する配置とされている。
駆動モータ2の駆動軸としての回転軸2aと感光ドラム1のドラム軸1aとはトリポード型等速ジョイントJを介して連結されている。
図3乃至図5に示すように、トリポード型等速ジョイントJは、外輪11と、その内側に組込まれたトリポード部材21とから成る。
外輪11は、一端が開口するカップ部12の閉塞端に感光ドラム1のドラム軸1aと連結される第1軸13を設けた構成とされ、上記カップ部12の内周には、その開口端から軸方向に延びる3本のトラック溝14が周方向に120°の間隔をおいて形成されている。各トラック溝14の周方向で対向する一対の側面15は互に平行する平坦面とされている。
トリポード部材21は駆動モータ2の回転軸2aと連結される第2軸22を有している。このトリポード部材21には外輪11の各トラック溝14内に挿入される3本の突出部23が一体に設けられている。
各突出部23はトラック溝14内においてスライド自在とされ、上記トラック溝14の側面15と対向する両側は球面24とされて周方向および軸方向の2方向にわん曲している。
上記突出部23は、第1軸13と第2軸22の一方に対する回転トルクの入力時、両側の一方の球面24がトラック溝14の一側面15と係合し、その係合部において外輪11とトリポード部材21の相互間で回転トルクの伝達を行なうようになっている。
また、第1軸13と第2軸22が相対的に角度をとってトルク伝達するとき、突出部23はトラック溝14に沿って外輪11の軸方向にスライドする。このとき、突出部23とトラック溝14の側面15との接触が点接触であるため、スライド抵抗は小さく、上記突出部23はトラック溝14に沿って円滑にスライドする。
なお、実施の形態では、突出部23の両側を球面24としたが、突出部23の外周全体もしくは両側部を円筒面として周方向にのみわん曲する曲面としてもよい。
図3および図4に示すように、外輪11のカップ部12における開口端部の内周には係合溝16が形成され、その係合溝16に一部が切り離された止め輪17が取付けられている。止め輪17はカップ部12の開口端からトリポード部材21が抜け出るのを防止している。
ここで、カートリッジ式の感光ドラム1を採用する場合は、前記抜け止め防止のための止め輪17を設ける必要はない。
外輪11および突出部23を含むトリポード部材21の全体は合成樹脂の成形品とされている。合成樹脂はトリポード型等速ジョイントJの使用条件によって適切なものを選択し、射出成形可能な合成樹脂が望ましい。射出成形可能な樹脂であれば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂のいずれでもよい。
射出成形可能な樹脂には結晶性樹脂、非結晶性樹脂があり、いずれの樹脂を使用してもよいが、非結晶性樹脂は靱性が低く、許容量以上のトルクがかかった場合急激な破壊が生じるため、結晶性樹脂を用いるのが好ましい。
好ましい合成樹脂として、潤滑特性の高い合成樹脂、例えば、ポリアセタール樹脂(POM)、ナイロン樹脂、PFAやFEP、ETFE等の射出成形可能なフッ素樹脂、射出成形可能なポリイミド樹脂、ポリフェニレンスルフィド樹脂(PPS)、全芳香族ポリエステル樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂(PEEK)、ポリアミドイミド樹脂等を挙げることができる。
これらの各樹脂は単独で使用してもよく、2種類以上混合したポリマーアロイであってもよい。あるいは、上記以外の潤滑特性の低い合成樹脂に上記の合成樹脂を配合したポリマーアロイであってもよい。
また、潤滑特性の低い合成樹脂であっても、固体潤滑剤や潤滑油を添加することで潤滑特性を高めることにより使用可能である。固体潤滑剤として、ポリテトラフルオロエチレン、黒鉛、二硫化モリブデン等を挙げることができる。
また、合成樹脂にガラス繊維、炭素繊維、各種鉱物性繊維(ウィスカー)を配合して強度を高めてもよく、固体潤滑剤等と併用してもよい。
この発明で最も使用に適した材料は、POM、ナイロン樹脂、PPS、PEEKである。ナイロン樹脂はナイロン6、ナイロン66、ナイロン610、ナイロン612、ナイロン11、ナイロン12、ナイロン46、分子鎖中に芳香族環を有する半芳香族ナイロン等のいずれでもよい。POM、ナイロン樹脂、PPSは、耐熱性、潤滑性に優れ、比較的安価であるため、コストパフォーマンスの優れた等速ジョイントを得ることができる。
上記のように、外輪11およびトリポード部材21を合成樹脂の成形品とすることによって、軽量であって、トルク伝達時の動作音の小さなトリポード型等速ジョイントJを得ることができると共に、グリース潤滑を不要とすることができる。また、グリース潤滑する必要がないため、ブーツの取付けを不要とすることができ、部品点数の少ない簡単な構造の小型のトリポード型等速ジョイントJを得ることができる。また、PEEKは補強材や潤滑剤を配合しなくても機械的強度や潤滑性に優れるため、高機能なトリポード型等速ジョイントJを得ることができる。
実施形態では、突出部23、トリポード部材21、第2軸22を合成樹脂で一体に成形したが、突出部23だけを合成樹脂で成形し、トリポード部材21、第2軸22をセラミックスや鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等の金属で形成してもよい。あるいは、突出部23とトリポード部材21を合成樹脂で一体に成形し、セラミックスや鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等の金属からなる第2軸22とボルト等の結合手段で結合しても良い。
また、外輪11においては、カップ部12と第1軸13を合成樹脂で一体に成形したが、第1軸13をセラミックスや鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等で形成して、カップ部12に結合するようにしてもよい。
実施の形態で示すように、感光ドラム1のドラム軸1aと駆動モータ2の回転軸2aとをトリポード型等速ジョイントJで連結することにより、感光ドラム1のドラム軸1aと駆動モータ2の回転軸2aの相互に芯ずれや傾きがあっても感光ドラム1を速度ムラを発生させることなく等速回転させることができる。このため、露光手段4によって感光ドラム1上に形成される静電潜像に伸縮が生じたり、感光ドラム1上のトナー像が転写帯電器6により転写される際に画像に伸縮が生じるのを防止することができる。
したがって、高品質の画像を形成することができると共に、露光手段4と転写帯電器6を180°の位置に設ける必要がないため、設計の自由度を高めることができる。
また、トリポード型等速ジョイントJの突出部23および外輪11を合成樹脂の成形品としたことにより、グリース潤滑を不要とすることができる。
このため、画像形成装置のメンテナンスの容易化を図ることができると共に、グリースの飛散もないため、転写材Aが汚されるという不都合の発生を皆無とすることができる。また、突出部23および外輪11を合成樹脂の成形品とすることでトルク伝達時の動作音の小さなトリポード型等速ジョイントJを得ることができる。
実施の形態で示すように、外輪11を合成樹脂の成形品とすることにより、その外輪11の弾性を利用して突出部23とトラック溝14の側面15の接触部に予圧を付与することができる。具体的には、トラック溝14の両側面15間の寸法を突出部23の両側の球面24間の寸法より小さくすることで突出部23とトラック溝14の両側面15の接触部に予圧を付与することができる。
また、外輪11が合成樹脂ではなくセラミックス、鉄鋼、ステンレススチール、アルミニウム合金等であっても突出部23を合成樹脂の成形品とすることにより、その突出部23の弾性を利用して突出部23とトラック溝14の側面15の接触部に予圧を付与することができる。具体的には、突出部23の両側の球面24間の寸法をトラック溝14の両側面15間の寸法より大きくすることで突出部23とトラック溝14の両側面15の接触部に予圧を付与することができる。
上記のように、突出部23に予圧を付与することによって、周方向にガタのない等速性に優れたトリポード型等速ジョイントJを得ることができ、駆動モータ2の駆動によって、感光ドラム1をより効果的に等速回転させることができる。
ここで、図6に示すように、カップ部12に形成されたトラック溝14の外周壁部にカップ部12の開口端から軸方向に延びる軸方向の切り離し部18を形成すると、カップ部12を径方向に弾性変形可能とすることができるため、突出部23に対する予圧の付与が容易であり、トラック溝14の幅寸法を厳しく管理する必要がないため、外輪11の製作の容易化を図ることができる。
実施の形態では、外輪11およびトリポード部材21の全体を合成樹脂の成形品としたが、トリポード部材21の突出部23のみ、あるいは外輪11のみを合成樹脂の成形品としてもよい。
図1では、単色の画像形成装置を例にとって説明したが、フルカラーの画像形成装置を形成する場合は、図1に示す画像形成装置を4組用意し、その4組の画像形成装置を転写材Aの搬送方向にタンデムに配置し、これらの画像形成装置によりイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色のトナーによってトナー像を形成し、これらのトナー像を転写材A上に重ね合わせてカラー画像を形成する。
1 感光ドラム
1a ドラム軸
2 駆動モータ(駆動手段)
2a 回転軸(駆動軸)
3 帯電器
4 露光手段
5 現像器(現像手段)
6 転写帯電器(転写手段)
J 等速ジョイント
11 外輪
14 トラック溝
21 トリポード部材
23 突出部
1a ドラム軸
2 駆動モータ(駆動手段)
2a 回転軸(駆動軸)
3 帯電器
4 露光手段
5 現像器(現像手段)
6 転写帯電器(転写手段)
J 等速ジョイント
11 外輪
14 トラック溝
21 トリポード部材
23 突出部
Claims (6)
- 感光ドラムと、その感光ドラムを回転駆動する駆動手段と、前記感光ドラム上に静電潜像を形成する露光手段と、前記感光ドラム上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像手段と、感光ドラムの周速と同速度で搬送される転写材上に前記トナー像を転写する転写手段とから成り、前記感光ドラムのドラム軸と駆動手段の駆動軸とを軸継手で連結した画像形成装置において、前記軸継手が、外輪の内周に軸方向に延びる3本のトラック溝を周方向に120°の間隔をおいて形成し、外輪の内側に組込まれたトリポード部材には前記各トラック溝内でスライド自在とされ、外輪とトリポード部材の相互間でトルク伝達を行なう3本の突出部を設けたトリポード型等速ジョイントから成ることを特徴とする画像形成装置。
- 前記トリポード部材の全体のうち少なくとも突出部を合成樹脂の成形品とした請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記外輪を合成樹脂の成形品とした請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記合成樹脂が、射出成形可能な合成樹脂からなる請求項2又は3に記載の画像形成装置。
- 前記合成樹脂が、潤滑性樹脂である請求項2乃至4のいずれかに記載の画像形成装置。
- 前記トラック溝と突出部の接触部間に予圧を付与した請求項1乃至5のいずれかに記載の画像形成装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005039529A JP2006227202A (ja) | 2005-02-16 | 2005-02-16 | 画像形成装置 |
US11/231,813 US7289752B2 (en) | 2004-09-24 | 2005-09-22 | Tripod type constant-velocity joint and image-forming device |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005039529A JP2006227202A (ja) | 2005-02-16 | 2005-02-16 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006227202A true JP2006227202A (ja) | 2006-08-31 |
Family
ID=36988639
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005039529A Pending JP2006227202A (ja) | 2004-09-24 | 2005-02-16 | 画像形成装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP2006227202A (ja) |
-
2005
- 2005-02-16 JP JP2005039529A patent/JP2006227202A/ja active Pending
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