JP2012032530A - 押圧装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像形成装置1の押圧装置100は、第2部材Kを接近状態から離間状態に変位させる接近部材変位機構120と、を備える。接近部材変位機構120は、変位用出力部160の回転力の伝達を受ける第1回転伝達体134と、第1回転伝達体134の回転力の伝達を受ける第2回転伝達体138と、第2回転伝達体138の回転運動を直線運動に変換し、第2部材Kを離間状態にする回転直動変換部140と、を有する。第2回転伝達体138は、第1楕円歯車134が回転するに伴って、第1回転伝達体134から第2回転伝達体138への減速比が小さくなるように、第1回転伝達体134の回転力の伝達を受ける。
【選択図】図4
Description
特許文献1に記載の画像形成装置の押圧解除装置は、変位用出力部としてのモータの出力軸の回転運動を直動運動に変換する変換機構を備える。変換機構は、ウオームホイール及び平歯車や、ウオームホイール及びはすば歯車を有する。押圧解除装置は、モータが作動すると、変換機構によって、1次転写ローラを中間転写ベルトにおいて感光体ドラムと反対側に移動させる。
一方、中間転写ベルトと感光体ドラムとを大きく離間させることに伴って、押圧装置のバネのたわみが大きくなる。このため、押圧装置のバネのたわみが大きくなることに伴って、モータが過負荷になる。例えば、モータが過負荷になることに伴って、モータの負荷トルクが上昇し、モータが多くの電流を消費したり、変換機構の歯車等が破損したりすることが懸念される。
また、画像形成装置では、1次転写ローラ以外の多くの種類の押圧解除装置が存在する。これらの押圧解除装置もモータの出力軸の回転出力によって作動するので、1次転写ローラの押圧解除装置と同様のモータの過負荷が懸念される。
図1から図6に示すように、本実施形態における画像形成装置としてのコピー機1における全体構造を説明する。図1は、本発明の第1実施形態としてのコピー機1における各構成要素の配置を説明するための正面図である。図2は、図1に示す画像形成部GKに設けられた第2部材としての中間転写ベルト保持フレームKを説明するための斜視図である。図3は、図2に示す画像形成部GKに設けられた第2部材としての中間転写ベルト保持フレームKを説明するための別の斜視図である。
図4は、図3に示す押圧装置100の拡大斜視図である。図5は、図1に示すコピー機1におけるカラー印刷時における感光体ドラム2a、2b、2cと中間転写ベルト7とが接近状態になっている状態を説明するための模式図である。図6は、図1に示すコピー機1における白黒印刷時における感光体ドラム2a、2b、2cと中間転写ベルト7とが離間状態になっている状態を説明するための模式図である。
図1に示すように、画像形成装置としてのコピー機1は、コピー機1における上方側に配置される画像読取装置200と、コピー機1における下方側に配置され画像読取装置200からの画像情報に基づいてシート状の被転写材としての用紙Tにトナー画像を形成する装置本体Mと、を備える。
画像読取装置200について説明する。
図1に示すように、画像読取装置200は、蓋部材70と、原稿Gの画像を読み込む読取部201と、を備える。
蓋部材70は、読取部201に対して不図示の連結部により開閉可能に連結される。蓋部材70は、後述する読取面202Aを保護する機能を有する。
読取部201は、内部空間204に配置され読取面202Aと平行な方向に移動する第1枠体211及び第2枠体212と、を備える。上述のランプ240及びミラー221は、第1枠体211に収容される。また、ミラー222及び223は、第2枠体212に収容される。
装置本体Mは、所定の画像情報に基づいて用紙Tに所定の画像を形成する画像形成部と、用紙Tを画像形成部に給紙すると共に画像が形成された用紙Tを排紙する給排紙部とを有する。
<画像形成部GK>
まず、画像形成部GKについて説明する。
画像形成部GKにおいては、感光体ドラム2a、2b、2c、2dそれぞれの表面に対して、上流側から下流側に順に、帯電部10a、10b、10c、10dによる帯電、レーザスキャナユニット4a、4b、4c、4dによる露光、現像器16a、16b、16c、16dによる現像、中間転写ベルト7及び1次転写ローラ37a、37b、37c、37dによる1次転写、除電器12a、12b、12c、12dによる除電、及びドラムクリーニング部11a、11b、11c、11dによるクリーニングが行われる。
図2から図4に示すように、中間転写ベルト7、1次転写ローラ37a、37b、37c、37d、駆動ローラ35、テンションローラ36は、矢印Xの方向及び矢印Yの方向に広がる枠状の中間転写ベルト保持フレームK(図2及び図3参照)に保持されている。矢印Xの方向における中間転写ベルト保持フレームKの駆動ローラ35側は、駆動ローラ35の回転軸を中心に矢印Zの方向に揺動可能に装置本体Mに支持されている。矢印Xの方向における中間転写ベルト保持フレームKの対向ローラ18側は、矢印Zの方向に揺動可能に、装置本体Mに取り付けられた押圧装置100(図2及び図3参照)に支持されている。
1次転写ローラ37a、37b、37cは中間転写ベルト保持フレームKに支持されている。一方、1次転写ローラ37dは装置本体Mに支持されている。
そして、用紙Tは中間転写ベルト7の外面(画像が1次転写された面)に押し当てられる。2次転写ローラ8と対向ローラ18との間で2次転写ニップN2が形成される。2次転写ニップN2において、中間転写ベルト7に1次転写されたトナー画像が用紙Tに2次転写される。
次に、給排紙部KHについて説明する。
装置本体Mの下部には、用紙Tを収容する給紙カセット52が2個上下に配置される。給紙カセット52は、装置本体Mの筐体から水平方向に引き出し可能に構成される。給紙カセット52には、用紙Tが載置される載置板60が配置される。給紙カセット52には、用紙Tが載置板60の上に積層された状態で収容される。載置板60に載置された用紙Tは、給紙カセット52における用紙送り出し方向F1側の端部に配置されるカセット給紙部51により搬送路Lに送り出される。カセット給紙部51は、載置板60上の用紙Tを取り出すための前送りコロ61と、用紙Tを1枚ずつ搬送路Lに送り出すための給紙ローラ対63からなる重送防止機構を備える。
第1排紙部50a及び第2排紙部50bの詳細については後述する。
第1合流部P1は、手差し搬送路Laが第1搬送路L1に合流する合流部である。第2合流部P2は、戻り搬送路Lbが第1搬送路L1に合流する合流部である。
第1分岐部Q1は、後処理搬送路Lcが第3搬送路L3から分岐する分岐部である。第1分岐部Q1には、整流部材58が設けられている。整流部材58は、定着部9から搬出された用紙Tの搬送方向を、第1排紙部50aに向かう第3搬送路L3又は第2排紙部50bに向かう後処理搬送路Lcに整流させる(切り換える)。
第2排紙部50bにおける開口側には、不図示の後処理装置が連結される。後処理装置は、画像形成装置(コピー機1)から排出される用紙の後処理(ステープル、パンチ等)を行うものである。
なお、各搬送路の所定位置には用紙検出用のセンサが配置される。
装置本体Mの左側面側(用紙送り出し方向F1側)には、主搬送路L1〜L3及び戻り搬送路Lbが主に上下方向に延びるように並列している。装置本体Mの左側面側(用紙送り出し方向F1側)には、装置本体Mの側面の一部を形成するように、カバー体40が設けられている。カバー体40は、その下端部において、支点軸43を介して装置本体Mに連結されている。支点軸43は、その軸方向が主搬送路L1〜L3及び戻り搬送路Lbを横断する方向に沿って配設されている。カバー体40は、支点軸43を中心として閉位置(図1に示す位置)と開位置(図示せず)との間を回動自在に構成されている。
また、カバー体40が閉位置に位置する状態において、第2のカバー部42は、その内面側(装置本体M側)が主搬送路L1〜L3の一部を形成している。
さらに、カバー体40が閉位置に位置する状態において、第1のカバー部41の内面側と第2のカバー部42の外面側とが、戻り搬送路Lbの少なくとも一部を形成している。つまり、戻り搬送路Lbは、第1のカバー部41と第2のカバー部42との間に形成されている。
次に押圧装置100について説明する。図7は、図4の押圧装置100の第1回転伝達体である第1楕円歯車134と第2回転伝達体である第2楕円歯車138とカム板141との形状及び位置関係を説明するための図である。図8は、図7に示した第1回転伝達体の第1楕円歯車134と第2回転伝達体の第2楕円歯車138との回転速度比の変化の様子を示すグラフである。図9は、図4に示した押圧装置100の動作を説明するための拡大斜視図である。図10は、図9に続く押圧装置100の動作を説明するための拡大斜視図である。
第1歯車部132は、ウオームギア172に噛合うウオームホイール174と、ウオームホイール174に相対的に回転不能に連結されている第1楕円歯車(第1回転伝達体)134とを備える。
第2歯車部136は、第1楕円歯車134に噛合う第2楕円歯車(第2回転伝達体)138と、第2楕円歯車138に相対的に回転不能に連結されている出力軸176とを備える。
第2回転伝達体である第2楕円歯車138も、ピッチ円が非円形である楕円の歯車である。したがって、第2楕円歯車138は、ピッチ円が非円形の第2非円形歯部の構成を有している。
第1楕円歯車134に対する第2楕円歯車138の回転速度比が1よりも大きい場合(例えば、図8において点S1)、第2楕円歯車138の回転速度は第1楕円歯車134の回転速度よりも速くなり、第2楕円歯車138の回転力(トルク)は第1楕円歯車134の回転力(トルク)よりも小さくなる。
第1楕円歯車134に対する第2楕円歯車138の回転速度比が1よりも小さい場合(例えば、図8において点S3)、第2楕円歯車138の回転速度は第1楕円歯車134の回転速度よりも遅くなり、第2楕円歯車138の回転力(トルク)は第1楕円歯車134の回転力(トルク)よりも大きくなる。
出力軸176が装置本体Mに回転可能に支持されているので、カム板141は、装置本体Mに回転可能に支持されている。
図7に示すように、カム板141の側面142は、出力軸176を中心に円周方向に向かうことに伴って、出力軸176と側面142との間の側面距離が大きくなる曲面を有する。換言すると、側面142上に位置する点C1と出力軸176の中心Cとの間の側面距離R1と、側面142上において点C1より反時計方向に位置する点C2と出力軸176の中心Cとの間の側面距離R2とを対比すると、側面距離R1より側面距離R2が長い。
具体的には、カム板141を出力軸176の延びる方向から見た場合、カム板141は円弧形状を有し、出力軸176はカム板141の円弧形状の中心に対して偏心した位置にある。
また、カム板141において、側面距離が大きくなる位置にある点C2の近傍が、中間転写ベルト保持フレームKの下面に接触するとき、カム板141は、第1楕円歯車134の短径と第2楕円歯車138の長径とが接するように(図8参照)、出力軸176に組み付けられている。
また、中心Cから点C0に向かって延びる仮想線と、中心Cから点C2に向かって延びる仮想線との間の角度は、第1楕円歯車134の長径と短径とのなす角度(具体的は、90度)と同じである。
次に、押圧装置100の動作について、コピー機1が白黒印刷をした後、カラー印刷を行う場合を例にして、説明する。
(カラー印刷)
まず、コピー機1がカラー印刷をする場合について、説明する。押圧装置100は、中間転写ベルト保持フレームKを介して1次転写ローラ37a、37b、37cを感光体ドラム2a、2b、2cに接近した接近状態にさせる。
具体的には、図4及び図6に示すように、第1楕円歯車134と第2楕円歯車138とは、第1楕円歯車134の長径と第2楕円歯車138の短径とが接するように、噛合っている。このとき、カム板141の側面142において、カム板141の側面142が中間転写ベルト保持フレームKに最も接近している位置における側面距離は短いので、中間転写ベルト保持フレームKは、中間転写ベルト保持フレームKの自重と共に、押圧力付与機構150の付勢力によって、矢印Zの方向において下側に下がっている。
次に、コピー機1が白黒印刷をする場合について、説明する。押圧装置100は、変位用出力部160を作動させて、中間転写ベルト保持フレームKを介して1次転写ローラ37a、37b、37cを感光体ドラム2a、2b、2cから離間した離間状態にさせる。
変位用出力部160の作動は、押圧装置100が図4に示す状態で、開始される。
変位用出力部160が作動すると、モータ162の出力軸164が回転し、ウオームギア172、ウオームホイール174を介して第1楕円歯車134が回転する。
このとき、第1楕円歯車134の長径と第2楕円歯車138の短径とが接触している状態になっている。
第1楕円歯車134が回転することに伴って、第1楕円歯車134に対する第2楕円歯車138の回転比は、1より大きい状態(図4、図6の点S1参照)から、1と同じ状態(図7、図6の点S2参照)を介して、1より小さい状態(図8、図6の点S3参照)になる。つまり、第1楕円歯車134に対する第2楕円歯車138の回転力(トルク)の伝達比は、1より小さい状態から、1と同じ状態を介して、1より大きい状態になる。
本実施形態のコピー機1の押圧装置100によれば、感光体ドラム(第1部材)2a、2b、2cに接近した接近状態又は離間した離間状態に変位可能に配置された中間転写ベルト保持フレーム(第2部材)Kを離間状態になるように押圧するものである。押圧装置100は、中間転写ベルト保持フレーム(第2部材)Kを接近状態になるよう押圧する押圧力付与機構150と、中間転写ベルト保持フレーム(第2部材)Kを接近状態から離間状態に変位させる接近部材変位機構120と、接近部材変位機構120を作動させる変位用出力部160と、を備える。接近部材変位機構120は、変位用出力部160の回転力(トルク)の伝達を受ける第1楕円歯車(第1回転伝達体)134と、第1楕円歯車(第1回転伝達体)134の回転力(トルク)の伝達を受ける第2楕円歯車(第2回転伝達体)138と、第2楕円歯車(第2回転伝達体)138の回転運動を直線運動に変換し、中間転写ベルト保持フレーム(第2部材)Kを離間状態にする回転直動変換部140と、を有する。第2楕円歯車(第2回転伝達体)138は、第1楕円歯車134が回転することに伴って、第1楕円歯車134から第2楕円歯車(第2回転伝達体)138への減速比が小さくなるように、かつ、感光体ドラム(第1部材)2a、2b、2cと中間転写ベルト保持フレーム(第2部材)Kとが離間状態から接近状態に変位するように、第1楕円歯車134の回転力(トルク)の伝達を受ける。
このため、第1楕円歯車(第1回転伝達体)と第2楕円歯車(第2回転伝達体)との間の回転力(トルク)の伝達が確実に行われる。
したがって、出力軸176に作用する負荷トルクを一定にすることが可能であるため、ギアの破損や出力軸176に圧入したギアの抜け等を防ぐことができる。
また、出力軸176に作用する負荷トルクが一定であるため、モータ軸受けの磨耗やブラシ付きモータ162のブラシの磨耗を軽減させることができ、モータ162の寿命が延びる。
さらに、モータ162がDCモータを使用する場合、電流値も一定に保つことができるので、急激なモータ温度の変化や消費電力の削減等が期待できる。
次に、図11及び図12に示すように、コピー機1aについて説明する。
図11は、本発明の第2実施形態としてのコピー機1aの定着部9の接近状態における加熱ローラ9aと、加圧ローラ9bとの位置関係を説明するための斜視図である。図12は、図11に示したコピー機1aの定着部9の離間状態における加熱ローラ9aと、加圧ローラ9bとの位置関係を説明するための斜視図である。
図12に示すように、加圧ローラ9bが加熱ローラ9aと離間している離間状態の場合、押圧装置100は、図4に示すように、第1楕円歯車134の長径と第2楕円歯車138の短径とが接している状態になっている。
以上、好適な実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく種々の形態で実施することができる。例えば、本実施形態において、画像形成装置としてコピー機1につい説明しているが、これに限定されず、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの複合機等であってもよい。
また、本実施形態では、第1回転伝達体及び第2回転伝達体は、全周に歯が形成されている楕円歯車として説明したが、これに限定されない。第1楕円歯車134及び第2楕円歯車138は、円周上の一部のみに歯が形成されている部分楕円歯車であってもよい。
押圧装置100は中間転写ベルト保持フレームKを押圧するとしたが、これに限定されない。例えば、押圧装置100は、レジストローラ対80、2次転写ローラ8及び対向ローラ18、前送りコロ61、給紙ローラ対63における、一対のローラの一方に対して他方を接近状態の位置及び離間状態の位置に変位させるために用いてもよい。
押圧力付与機構150は、コイルバネとして説明したが、これに限定されず引張バネ、板バネ、皿バネであってもよい。
シートは、用紙に制限されず、例えば、フィルムシートであってもよい。
Claims (4)
- 第1部材に接近した接近状態又は離間した離間状態に変位可能に配置された第2部材を前記離間状態になるように押圧する押圧装置であって、
前記第2部材を前記接近状態になるよう押圧する押圧力付与機構と、
前記第2部材を前記接近状態から前記離間状態に変位させる接近部材変位機構と、
前記接近部材変位機構を作動させる変位用出力部と、を備え、
前記接近部材変位機構は、
前記変位用出力部の回転力の伝達を受ける第1回転伝達体と、
前記第1回転伝達体の回転力の伝達を受ける第2回転伝達体と、
前記第2回転伝達体の回転運動を往復運動に変換し、前記第2部材を前記離間状態にする回転直動変換部と、を有し、
前記第2回転伝達体は、前記第1回転伝達体が回転することに伴って、前記第1回転伝達体から前記第2回転伝達体への減速比が小さくなるように、かつ、前記第1部材と前記第2部材とが前記離間状態から前記接近状態に変位するように、前記第1回転伝達体の回転力の伝達を受ける、画像形成装置の押圧装置。 - 前記第1回転伝達体は、ピッチ円が非円形の第1非円形歯部を有し、
前記第2回転伝達体は、前記第1非円形歯部と噛み合う、かつ、ピッチ円が非円形の第2非円形歯部を有する、請求項1に記載の画像形成装置用の押圧装置。 - 前記押圧力付与機構は、前記第1部材と前記第2部材とが前記接近状態の位置から前記離間状態の位置に変位することに伴って、前記第2部材を前記第1部材に押圧する押圧力が増加するバネを有する、請求項1又は2に記載の画像形成装置用の押圧装置。
- シートに画像を形成する画像形成部と、請求項1から3のいずれかに記載の押圧装置とを備える画像形成装置。
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