JP2016151675A - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、感光体ドラムに形成された潜像をトナーにより現像し、記録媒体にトナー画像を転写及び定着して記録を行う電子写真方式の画像形成装置に関し、特に感光体ドラムに駆動力を伝達するギアの噛み合い構造に関する。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus in which a latent image formed on a photosensitive drum is developed with toner, and a toner image is transferred and fixed on a recording medium for recording, and in particular, driving force is applied to the photosensitive drum. The present invention relates to a meshing structure of a transmission gear.
電子写真プロセスを適用する画像形成装置において、感光体ドラムと一体となって回動するドラムカップリングの下流に現像スリーブや帯電ローラを駆動させるギアがかみ合っている場合は、各々のギアの負荷やバックラッシ等によって回転にムラが生じる。感光体ドラムにレーザビームを走査しながら走査方向に対して直角に画像を形成していく画像形成装置では、感光体ドラムの回転むらによって形成された画像に、いわゆるバンディングが生じる。カラー画像を形成する画像形成装置においては、バンディングによる色むらの原因となる。 In an image forming apparatus to which an electrophotographic process is applied, if a gear for driving a developing sleeve or a charging roller is engaged downstream of a drum coupling that rotates integrally with the photosensitive drum, the load of each gear or Unevenness in rotation occurs due to backlash or the like. In an image forming apparatus that forms an image at right angles to the scanning direction while scanning a laser beam on a photosensitive drum, so-called banding occurs in an image formed by uneven rotation of the photosensitive drum. In an image forming apparatus that forms a color image, color unevenness due to banding is caused.
バンディングの対策として、従来から図6に示すブロック図のように、駆動源からドラム駆動ギアへと駆動力を伝達する経路に対して、駆動力を分割する分岐手段を設けたものが知られている(たとえば、特許文献1参照)。すなわち、分岐手段で分割した駆動力によって独立して現像スリーブや帯電ローラなどを駆動させ、感光体ドラムに下流側のギアの負荷やバックラッシの影響を無くしている。 As a countermeasure against banding, conventionally, as shown in the block diagram of FIG. 6, a branching means for dividing the driving force is provided on the path for transmitting the driving force from the driving source to the drum driving gear. (For example, see Patent Document 1). That is, the developing sleeve and the charging roller are independently driven by the driving force divided by the branching unit, thereby eliminating the influence of the downstream gear load and backlash on the photosensitive drum.
しかしながら、このように感光体ドラムの回転に下流側のギアの影響が出ないようにしても、記録媒体である用紙挙動などの外乱によって感光体ドラムへの負荷変動が生じ、感光体ドラムの回転むらが悪化しやすいという問題があった。すなわち、画像形成時に感光体ドラム表面と当接しながら搬送されている記録媒体のローラニップ侵入や退出、搬送ガイドへの当接などの際に突発的な搬送速度の変化が生じる。この変化が感光体ドラムへ波及し、感光体ドラムへの負荷が変化することで回転むらを生じ、形成された画像のバンディングレベルが悪化する。 However, even if the rotation of the photosensitive drum is not affected by the downstream gear in this way, the load on the photosensitive drum is fluctuated due to disturbance such as the behavior of the recording medium, and the rotation of the photosensitive drum is caused. There was a problem that unevenness was likely to worsen. That is, a sudden change in the conveyance speed occurs when the recording medium conveyed while contacting the surface of the photosensitive drum during image formation enters or exits the roller nip, contacts the conveyance guide, or the like. This change spreads to the photoconductive drum, and the load on the photoconductive drum changes to cause uneven rotation, and the banding level of the formed image deteriorates.
本発明は上記した従来技術の問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、記録媒体の挙動に起因する感光体ドラムの回転変動を抑制し得る画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made to solve the above-described problems of the prior art, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of suppressing the rotational fluctuation of the photosensitive drum caused by the behavior of the recording medium. It is in.
上記目的を達成するために、本発明は、
潜像が形成される感光体ドラムと、該感光体ドラムに当接する現像スリーブにより供給されるトナーにより前記潜像をトナー画像とする現像装置と、を備え、
駆動源からの駆動力を、前記感光体ドラムへと伝達するドラム駆動ギアと、現像スリーブへと伝達するスリーブ駆動ギアと、を有する画像形成装置において、
前記スリーブ駆動ギアは、前記駆動源に対して前記ドラム駆動ギアよりも下流に配置され、前記ドラム駆動ギアを介して駆動力が伝達される構成とし、
前記感光体ドラムと前記現像スリーブとは、少なくとも画像形成時には互いに当接してお
り、前記現像スリーブは、前記感光体ドラムに対して逆方向へ回転するように前記スリーブ駆動ギアから駆動力を伝達され、前記感光体ドラムよりも周速が速く設定されていることを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
A photosensitive drum on which a latent image is formed, and a developing device that uses the latent image as a toner image by toner supplied by a developing sleeve that contacts the photosensitive drum,
In an image forming apparatus having a drum driving gear for transmitting a driving force from a driving source to the photosensitive drum, and a sleeve driving gear for transmitting to a developing sleeve.
The sleeve drive gear is disposed downstream of the drum drive gear with respect to the drive source, and the driving force is transmitted through the drum drive gear.
The photosensitive drum and the developing sleeve are in contact with each other at least during image formation, and the developing sleeve receives a driving force from the sleeve driving gear so as to rotate in the opposite direction with respect to the photosensitive drum. The peripheral speed is set faster than that of the photosensitive drum.
本発明によれば、記録媒体の挙動に起因する感光体ドラムの回転変動を抑制することが可能になる。 According to the present invention, it is possible to suppress the rotational fluctuation of the photosensitive drum caused by the behavior of the recording medium.
以下に本発明を図示の実施の形態に基づいて説明する。
まず、図2を参照して、本発明が適用される画像形成装置28の全体構成について説明
する。
図示の画像形成装置28は、いわゆるレーザビームプリンタであり、潜像が形成される感光体ドラム1と、感光体ドラム1に当接する現像スリーブ5により供給されるトナーにより潜像をトナー画像とする現像装置50と、を備えている。
装置下側には、記録用紙等の記録媒体Pがセットされる給紙トレイ9が設けられている
。記録媒体Pは、給紙トレイ9内の中板21上に配置されており、中板21は中板ばね22によって矢印z方向へ付勢されている。また、中板21は給紙カム当接部23を備えており、給紙カム当接部23は、給紙カム11と当接した位置で静止している。
The present invention will be described below based on the illustrated embodiments.
First, the overall configuration of the image forming apparatus 28 to which the present invention is applied will be described with reference to FIG.
The illustrated image forming apparatus 28 is a so-called laser beam printer, and the latent image is converted into a toner image by the
A paper feed tray 9 on which a recording medium P such as recording paper is set is provided on the lower side of the apparatus. The recording medium P is disposed on the
駆動源であるモータ33から駆動が伝達されて給紙ローラ10が回動すると、給紙ローラ10と同軸上の給紙カム11も回動をはじめる。給紙カム11の回動につれて、給紙カム当接部23と当接する面の半径が変化するため中板21は矢印z方向に対して上下に昇
降する。中板21が矢印z方向へ移動すると、給紙トレイ9に積載した記録媒体Pのうち、最上面に積載されているものから順に、一枚ずつ給紙を行う。
給紙ローラ10によって送り出された記録媒体Pは、搬送駆動ローラ12と、搬送従動
ローラ13が圧接することで形成されるニップへ侵入していき、搬送駆動ローラ12、搬送従動ローラ13によって、さらに下流へと搬送される。
When the drive is transmitted from the
The recording medium P sent out by the
感光体ドラム1及び現像装置50はプロセスカートリッジ4に組み込まれており、このプロセスカートリッジ4が、画像形成装置本体28Aに対して着脱自在に装着される構成となっている。プロセスカートリッジ4には、感光体ドラム1及び現像スリーブ5が回転自在に支持され、現像スリーブ5が、少なくとも画像形成時に感光体ドラム1に当接して感光体ドラム1にトナーを供給するようになっている。また、プロセスカートリッジ4には、帯電ローラ2(帯電手段)が回転自在に支持されると共に、トナーを収容する現像剤収容部6が設けられている。
画像形成は、帯電ローラ2によって感光体ドラム1表面が均一に帯電され、レーザスキャナユニット8から放出されたレーザ光3により、感光体ドラム1の表面に潜像が描かれ
、この潜像に現像スリーブ5によりトナーが供給されてトナー像が形成される。そこに記録媒体Pが搬送されてくると、感光体ドラム1と、転写ローラ14と、からなる転写ニップにて、トナー像は未定着画像として記録媒体P上へ転写される。
The
In the image formation, the surface of the
転写されたトナー像を加熱定着するために、さらに記録媒体Pは定着加圧ローラ15、定着ヒータ16からなるニップを通過し、未定着画像が加熱定着される。画像定着を終えた記録媒体Pは、搬送ガイド24に沿って、排紙駆動ローラ17と、排紙従動ローラ18と、によって形成される排紙ニップへと向かう。排紙駆動ローラ17及び排紙従動ローラ18は、記録媒体Pを画像形成装置28外部へと排出し、記録媒体Pは排紙トレイ19及び排紙延長トレイ25の上方に積載される。
In order to heat and fix the transferred toner image, the recording medium P further passes through a nip composed of a
(駆動力伝達経路の説明)
次に、図1を参照して、本実施の形態に係る画像形成装置28の駆動力伝達経路の構成について説明する。
駆動力伝達経路はギア列によって構成されるもので、駆動源であるモータ33の駆動力を、モータ駆動軸と一体となって回動するモータピニオン27によって下流のギア列へと伝達する。モータピニオン27から伝達された駆動力は、減速機構である減速ギア34と、複数のアイドラギア、図示例では4つのアイドラギア35c、35d、35e、35aを介してドラム駆動ギア29へと伝達される。ドラム駆動ギア29からさらに下流に、下流側アイドラギア35bを介してスリーブ駆動ギア30へと駆動力が伝達される。スリーブ駆動ギア30は、現像スリーブ5と同軸にあるギアではなく、スリーブ駆動ギア30と、現像スリーブ5と同軸に設けられた不図示ギアとの間に3つのアイドラギアを連結して駆動を伝達しています。要するに、図5に示すように、現像スリーブ5の回転方向と感光ドラム1の回転方向が反対となるようにギア列が決定される。
ドラム駆動ギア29に対して上流、下流各々で噛み合う上流側アイドラギア35aと下流側アイドラギア35bは、合力が小さくなる位置にある。
すなわち、ドラム駆動ギア29にかかる下記2つの力の合力(ベクトル)が小さくなる
ような位置にギアを配置する。
1)ドラム駆動ギア29の上流側の上流側アイドラギア35aから受ける駆動力Fa
2)ドラム駆動ギア29の下流側の下流側アイドラギア35bから受ける反力Fb
例えば、図7(A)は、図1のギア構成であり、図7(B)は下流アイドラギア35bの配置を変更したギア構成である。
図7(A)は、ドラム駆動ギア29とスリーブ駆動ギア30の中心を結ぶ直線に対して、上流側アイドラギア35aとスリーブ駆動ギア30が反対側に位置している。図7(B)は、ドラム駆動ギア29とスリーブ駆動ギア30の中心を結ぶ直線に対して、上流側アイドラギア35aとスリーブ駆動ギア30が同じ側に配置されている。
図7(B)の配置関係では、上流側アイドラギア35a、ドラム駆動ギア29及び下流側アイドラギア35bが直線に近い配置となっており、ドラム駆動ギア29に作用する駆動力Faと反力Fbは、ほぼ平行となり、合力Fは大きい。
これに対して、図7(A)は、ドラム駆動ギア29に作用する駆動力Faと反力Fbのなす角度は、90°以上あり、合力Fは小さい。
ドラム駆動ギア29とスリーブ駆動ギア30の回動軸29a、30aは、画像形成装置本体28Aに対して、その両端が支持され、支持強度が高められている。特に図示しないが、画像形成装置の板金によって支持することが好適である。
(Description of driving force transmission path)
Next, the configuration of the driving force transmission path of the image forming apparatus 28 according to the present embodiment will be described with reference to FIG.
The drive force transmission path is constituted by a gear train, and the drive force of the
The
That is, the gear is arranged at a position where the resultant force (vector) of the following two forces applied to the
1) Driving force Fa received from the
2) Reaction force Fb received from the
For example, FIG. 7A shows the gear configuration of FIG. 1, and FIG. 7B shows the gear configuration in which the arrangement of the
In FIG. 7A, the
In the arrangement relationship of FIG. 7B, the
On the other hand, in FIG. 7A, the angle between the driving force Fa and the reaction force Fb acting on the
The rotating shafts 29a and 30a of the
また、画像形成装置28はモータピニオン27からドラム駆動ギア29に至るまでの駆動力伝達経路におけるアイドラギア35を介して駆動力を分割する分岐手段を有し、分岐手段によって、給紙手段や定着手段といった、その他システムへの駆動力の伝達を行う。分岐手段は、特に図示しないが、アイドラギア35に、不図示のギアを噛み合わせる構成や、回転軸に別のギアを固定して伝達経路を分岐させる構成等、種々の構成を採用可能で
ある。
Further, the image forming apparatus 28 has a branching unit that divides the driving force through an idler gear 35 in a driving force transmission path from the
本実施の形態では、駆動力の伝達手段として、減速ギア34と、複数のアイドラギア35を用いたが、これらを使用せずにモータピニオン27とドラム駆動ギア29、ドラム駆動ギア29とスリーブ駆動ギア30を直接かみ合わせて駆動力を伝達してもよい。なお、ドラム駆動ギア29に噛みあう上流側アイドラギア35a及び下流側アイドラギア35b以外の、駆動源からの駆動力伝達手段としては、ギアに限定されるものではなく、例えばベルトによって駆動力を伝達してもよい。
In this embodiment, the
図3は、本実施例の駆動力伝達の様子をブロック図で示している。
画像形成装置本体28A内に支持されたドラム駆動ギア29は、ドラムカップリング61を介してプロセスカートリッジ4内に支持された感光体ドラム1への駆動力の伝達を行う。同様に、画像形成装置28内に支持されたスリーブ駆動ギア30は、スリーブカップリング62を介してプロセスカートリッジ4内に支持された現像スリーブ5への動力伝達を行う。また、スリーブカップリング62から帯電ローラ2などのその他システムへの動力伝達も行う。
なお、図中、駆動力が伝達される画像形成装置本体28Aの各構成部を、減速手段、給紙手段、紙搬送手段、定着手段、排紙手段と抽象的な機能表現としている。図2に示した具体的な構成に対応させると、駆動源はモータ33、減速手段は減速ギア34、給紙手段は給紙ローラ10、紙搬送手段は搬送駆動ローラ12、定着手段は定着加圧ローラ15、排紙手段は排紙駆動ローラ17である。図3には、それぞれの機能表現されたブロックに、対応する部材の符号を付している。
FIG. 3 is a block diagram showing how the driving force is transmitted in this embodiment.
The
In the drawing, each component of the image forming apparatus main body 28A to which the driving force is transmitted is expressed as an abstract functional expression as a speed reduction unit, a paper feeding unit, a paper conveying unit, a fixing unit, and a paper discharging unit. 2, the drive source is the
(ドラムの回転むらを抑制するための技術的な説明)
図4の上部は、ドラム駆動ギア29と、ドラム駆動ギア29に隣接し、矢印K’方向へ
回動してドラム駆動ギア29へ駆動力を伝達する上流アイドラギア35aとの噛み合い部を示したものである。感光体ドラム1が回転変動を起こさず理想的な回動をしている場合は、ドラム駆動ギア29は、上流側アイドラギア35aから矢印K方向へ回動する駆動力
を受け、常に同じ方向へバックラッシは片寄せされる。
しかし図6に示したような従来技術では、感光体ドラム1に対して突発的な負荷がかかると、ドラム駆動ギア29と、上流アイドラギア35aとの間のバックラッシの寄り方向が定まらず、感光体ドラム1に回転むらを生じてしまう。突発的な負荷とは、例えば画像形成時に記録媒体Pが定着加圧ローラ15と、定着ヒータ16とのニップに侵入する際や、搬送ガイド24へ当接する際に生じる搬送速度の変化である。
(Technical explanation for suppressing uneven rotation of the drum)
The upper part of FIG. 4 shows a meshing portion between the
However, in the prior art as shown in FIG. 6, when a sudden load is applied to the
本実施の形態では、上述した図4の上部のギアのかみ合いに加えて、図4の下部で示すように、ドラム駆動ギア29と、下流アイドラギア35bとがかみ合っている。下流アイドラギア35bは、ドラム駆動ギア29から矢印K’方向へ回動する駆動力を伝達される
。さらに、プロセスカートリッジ4の断面図である図6に示すように、現像スリーブ5は
、感光体ドラム1と当接しながら、感光体ドラム1に対して逆方向、矢印K’方向へ回動
する。この現像スリーブ5の周速は、感光体ドラム1の周速に対して速く回動するように設定されており、感光体ドラム1を矢印K方向へ早回しする。
上記構成をとることで、感光体ドラム1に対して突発的な負荷変動が起こったとしても、常に図4の下部で示したようにバックラッシを片寄せし、感光体ドラム1の回転むらを抑えることが可能になる。
このように、本発明は、感光体ドラム1へ駆動力を伝達するドラム駆動ギア29の下流側に、現像スリーブ5へ駆動力を伝達するスリーブ駆動ギア30を配置し、感光体ドラム1に当接する現像スリーブ5を感光体ドラム1より早回しする。このように回動することによって、ドラム駆動ギア29のバックラッシを常に一方向に片寄せすることができ、感光体ドラム1への負荷変動を抑制することができる。
特に、本発明は、感光体ドラム1に対して摺動摩擦や回転負荷が小さい構成において有効である。たとえば、本実施の形態のプロセスカートリッジのように、感光体ドラム1に対して表面に当接しながら感光体ドラム1表面の現像剤を除去するためのクリーニング手段を持たない、いわゆるクリーナレスの構成に有効である。もっとも、クリーナレスに限定されるものではなく、クリーニング手段を有するプロセスカートリッジ4においても効
果を発揮する。
In the present embodiment, in addition to the meshing of the upper gear in FIG. 4 described above, the
By adopting the above configuration, even if a sudden load fluctuation occurs on the
As described above, according to the present invention, the
In particular, the present invention is effective in a configuration in which sliding friction and rotational load are small with respect to the
<その他の実施の形態>
なお、上記実施の形態では、1個の感光体ドラム1を有するロータリー方式のモノクロ
画像形成装置に関して説明した。しかし本発明はこれに限定されるものではなく、複数の感光体ドラム1を有するタンデム方式のカラー画像形成装置においても適用することができる。また、転写材を坦持搬送する転写材坦持ベルトを用いる画像形成装置28にも応用可能である。
さらに、上記実施の形態では、画像形成装置本体に対して着脱自在のプロセスカートリッジを備えた画像形成装置について説明したが、プロセスカートリッジを有さない画像形成装置についても適用可能である。
<Other embodiments>
In the above-described embodiment, the rotary monochrome image forming apparatus having one
Furthermore, in the above-described embodiment, the image forming apparatus including the process cartridge that is detachable from the image forming apparatus main body has been described. However, the present invention can also be applied to an image forming apparatus that does not have a process cartridge.
また、上記実施の形態では、画像形成装置としてレーザビームプリンタを例にとって説明したが、像担持体として感光体ドラムを用い、これに電子写真画像形成プロセスを適用して静電潜像を形成し、記録媒体に画像を形成する各種装置に適用可能である。たとえば、レーザビームプリンタ以外の電子写真プリンタ(たとえば、LEDプリンタ等)、電子写
真複写機、電子写真ファクシミリ装置、電子写真ワードプロセッサーが含まれる。さらに、それらの機能を兼ね備える複合機、ワークステーション等の出力機器として用いられる、モノカラー若しくはフルカラーの画像形成装置などが含まれる。記録媒体とは、電子写真画像形成装置によって画像が形成されるものであって、例えば、紙、OHPシート等が含まれる。
In the above embodiment, the laser beam printer is described as an example of the image forming apparatus. However, the photosensitive drum is used as the image carrier, and an electrophotographic image forming process is applied thereto to form an electrostatic latent image. The present invention can be applied to various apparatuses that form an image on a recording medium. For example, electrophotographic printers other than laser beam printers (for example, LED printers), electrophotographic copying machines, electrophotographic facsimile machines, and electrophotographic word processors are included. Furthermore, a mono-color or full-color image forming apparatus that is used as an output device such as a multifunction peripheral or a workstation having these functions is included. The recording medium is an image on which an electrophotographic image forming apparatus forms an image, and includes, for example, paper, an OHP sheet, and the like.
P・・・記録媒体
1 感光体ドラム
4 プロセスカートリッジ
5 現像スリーブ
27 モータピニオン
28 画像形成装置
28A 画像形成装置本体
29 ドラム駆動ギア
30 スリーブ駆動ギア
33 モータ(駆動源)
35a 上流アイドラギア
35b 下流アイドラギア
P: Recording medium 1
35a Upstream
Claims (5)
駆動源からの駆動力を、前記感光体ドラムへと伝達するドラム駆動ギアと、現像スリーブへと伝達するスリーブ駆動ギアと、を有する画像形成装置において、
前記スリーブ駆動ギアは、前記駆動源に対して前記ドラム駆動ギアよりも下流に配置され、前記ドラム駆動ギアを介して駆動力が伝達される構成とし、
前記感光体ドラムと前記現像スリーブとは、少なくとも画像形成時には互いに当接しており、前記現像スリーブは、前記感光体ドラムに対して逆方向へ回転するように前記スリーブ駆動ギアから駆動力を伝達され、前記感光体ドラムよりも周速が速く設定されていることを特徴とする画像形成装置。 A photosensitive drum on which a latent image is formed, and a developing device that develops the latent image as a toner image with toner supplied by a developing sleeve that contacts the photosensitive drum,
In an image forming apparatus having a drum driving gear for transmitting a driving force from a driving source to the photosensitive drum, and a sleeve driving gear for transmitting to a developing sleeve.
The sleeve drive gear is disposed downstream of the drum drive gear with respect to the drive source, and the driving force is transmitted through the drum drive gear.
The photosensitive drum and the developing sleeve are in contact with each other at least during image formation, and the developing sleeve receives a driving force from the sleeve driving gear so as to rotate in the opposite direction with respect to the photosensitive drum. An image forming apparatus having a peripheral speed set higher than that of the photosensitive drum.
成装置。 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the gear that meshes with the drum drive gear upstream and downstream is disposed at a position where a resultant force of the force applied to the drum drive gear is reduced.
形成装置。 2. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the photosensitive drum does not have a cleaning unit that removes the developer on the surface of the photosensitive drum while being in contact with the surface of the photosensitive drum.
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