JP2019040111A - 画像形成装置 - Google Patents

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小林 淳
Atsushi Kobayashi
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Abstract

【課題】画質を高めることができる画像形成装置を得る。
【解決手段】本発明の画像形成装置は、静電潜像を担持し、回転軸を中心に回転可能な像担持体と、像担持体における回転軸の軸方向の一方の端部に設けられた第1の結合部材および第2の結合部材とを有し、着脱可能な画像形成部と、回転軸を中心に回転可能であり、第1の結合部材と結合し、第1の回転方向に回転することにより像担持体に駆動力を伝達する第3の結合部材と、回転軸を中心に回転可能であり、第2の結合部材と結合することにより、第1の回転方向とは反対の第2の回転方向の力を像担持体に生じさせる第4の結合部材とを備える。
【選択図】図16

Description

本発明は、画像を形成する画像形成装置に関する。
画像形成装置では、しばしば、現像ユニットが着脱可能に構成される。現像ユニットには、駆動力が、画像形成装置の本体に配置されたモータから、結合部を介して伝達される。例えば、特許文献1には、駆動シャフトを撓ませることにより結合部における結合力の向上を図る画像形成装置が開示されている。
特開2011−237590号公報
ところで、画像形成装置では、画質が高いことが望まれており、さらなる画質の向上が期待されている。
画質を高めることができる画像形成装置を提供することが望ましい。
本発明の一実施の形態における画像形成装置は、画像形成部と、第3の結合部材と、第4の結合部材とを備えている。画像形成部は、静電潜像を担持し、回転軸を中心に回転可能な像担持体と、像担持体における回転軸の軸方向の一方の端部に設けられた第1の結合部材および第2の結合部材とを有し、着脱可能なものである。第3の結合部材は、回転軸を中心に回転可能であり、第1の結合部材と結合し、第1の回転方向に回転することにより像担持体に駆動力を伝達するものである。第4の結合部材は、回転軸を中心に回転可能であり、第2の結合部材と結合することにより、第1の回転方向とは反対の第2の回転方向の力を像担持体に生じさせるものである。
本発明の一実施の形態における画像形成装置によれば、第2の結合部材および第4の結合部材を結合させることにより、第1の回転方向とは反対の第2の回転方向の力を像担持体に生じさせるようにしたので、画質を高めることができる。
一実施の形態に係る画像形成装置の一構成例を表す構成図である。 図1に示した画像形成ユニットの一構成例を表す構成図である。 図1に示した画像形成装置の一構成例を表す斜視図である。 図1に示した画像形成装置の一構成例を表す他の斜視図である。 図1に示した画像形成ユニットの一構成例を表す斜視図である。 図1に示した画像形成ユニットの一構成例を表す他の斜視図である。 画像形成ユニットおよび駆動ユニットの一構成例を表す斜視図である。 画像形成ユニットおよび駆動ユニットの一構成例を表す他の斜視図である。 駆動シャフトおよび感光ドラムの一構成例を表す斜視図である。 駆動シャフトおよび感光ドラムの一構成例を表す他の斜視図である。 結合部に係る部分の一構成例を表す斜視図である。 図7に示した結合部の要部の一構成例を表す分解斜視図である。 結合部材の一構成例を表す斜視図である。 他の結合部材の一構成例を表す斜視図である。 感光ドラムの一構成例を表す斜視図である。 他の結合部材の一構成例を表す斜視図である。 他の結合部材の一構成例を表す斜視図である。 結合部の一動作例を表す説明図である。 結合部の一動作例を表す他の説明図である。 結合部の一動作例を表す他の説明図である。 結合部の一動作例を表す他の説明図である。 結合部の一動作例を表す他の説明図である。
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。
<実施の形態>
[構成例]
(全体構成例)
図1は、本発明の一実施の形態に係る画像形成装置(画像形成装置1)の一構成例を表すものである。画像形成装置1は、例えば普通用紙等からなる記録媒体に対して、電子写真方式を用いて画像を形成するプリンタとして機能するものである。
画像形成装置1は、ホッピングローラ11と、レジストローラ12と、搬送ローラ13と、4つの画像形成ユニット20(画像形成ユニット20K,20Y,20M,20C)と、4つのトナー収容部28(トナー収容部28K,28Y,28M,28C)と、4つの露光ヘッド29(露光ヘッド29K,29Y,29M,29C)と、転写部30と、定着部15と、搬送ローラ18と、排出ローラ19とを備えている。これらの部材は、記録媒体9を搬送する搬送路10に沿って配置されている。
ホッピングローラ11は、媒体収納部8に収納されている記録媒体9をその最上部から1枚ずつ取り出し、取り出した記録媒体9を搬送路10に送り出す部材である。
レジストローラ12は、搬送路10を挟む1対のローラにより構成される部材であり、ホッピングローラ11から供給された記録媒体9の斜行を矯正するとともに、搬送路10に沿って記録媒体9を搬送するものである。
搬送ローラ13は、搬送路10を挟む1対のローラにより構成される部材であり、搬送路10に沿って記録媒体9を搬送するものである。
4つの画像形成ユニット20は、トナー像を形成するものである。具体的には、画像形成ユニット20Kは黒色(K)のトナー像を形成し、画像形成ユニット20Yは黄色(Y)のトナー像を形成し、画像形成ユニット20Mはマゼンタ色(M)のトナー像を形成し、画像形成ユニット20Cはシアン色(C)のトナー像を形成するようになっている。この例では、4つの画像形成ユニット20は、記録媒体9の搬送方向Fにおいて、画像形成ユニット20K,20Y,20M,20Cの順に配置されている。各画像形成ユニット20は、着脱可能に構成されている。
4つのトナー収容部28は、トナーを収容するものである。具体的には、トナー収容部28Kは黒色のトナーを収容し、トナー収容部28Yは黄色のトナーを収容し、トナー収容部28Mはマゼンタ色のトナーを収容し、トナー収容部28Cはシアン色のトナーを収容するようになっている。4つのトナー収容部28は、対応する4つの画像形成ユニット20に対してそれぞれ着脱可能に構成されている。
図2は、画像形成ユニット20の一構成例を表すものである。なお、この図2は、トナー収容部28および露光ヘッド29をも描いている。画像形成ユニット20は、トナー貯蔵部21と、感光ドラム22と、クリーニングブレード23と、帯電ローラ24と、現像ローラ25と、規制ブレード26と、供給ローラ27とを有している。
トナー貯蔵部21は、トナー収容部28から供給されたトナーを一旦貯蔵するものである。具体的には、画像形成ユニット20Kのトナー貯蔵部21はトナー収容部28Kから供給された黒色のトナーを一旦貯蔵し、画像形成ユニット20Yのトナー貯蔵部21はトナー収容部28Yから供給された黄色のトナーを一旦貯蔵し、画像形成ユニット20Mのトナー貯蔵部21はトナー収容部28Mから供給されたマゼンタ色のトナーを一旦貯蔵し、画像形成ユニット20Cのトナー貯蔵部21はトナー収容部28Cから供給されたシアン色のトナーを一旦貯蔵するようになっている。
感光ドラム22は、表面(表層部分)に静電潜像を担持する部材である。感光ドラム22は、駆動ユニット43(後述)から伝達された駆動力により、この例では反時計回りで回転する。感光ドラム22は、帯電ローラ24により帯電し、露光ヘッド29により露光される。具体的には、画像形成ユニット20Kの感光ドラム22は露光ヘッド29Kにより露光され、画像形成ユニット20Yの感光ドラム22は露光ヘッド29Yにより露光され、画像形成ユニット20Mの感光ドラム22は露光ヘッド29Mにより露光され、画像形成ユニット20Cの感光ドラム22は露光ヘッド29Cにより露光される。これにより、各感光ドラム22の表面には、静電潜像が形成される。そして、感光ドラム22に、現像ローラ25によりトナーが供給されることにより、感光ドラム22には、静電潜像に応じたトナー像が形成(現像)されるようになっている。この感光ドラム22には、貫通穴22Aが設けられている。この貫通穴22Aは、後述するように、駆動シャフト41(後述)が貫通する画像形成ユニット20の貫通穴51に対応するものである。
クリーニングブレード23は、感光ドラム22の表面(表層部分)に残留するトナーを掻き取ってクリーニングする部材である。クリーニングブレード23は、先端が感光ドラム22に当接するように配置されている。クリーニングブレード23は、例えば、感光ドラム22の表面において、転写されずに残留したトナーを掻き取るようになっている。
帯電ローラ24は、感光ドラム22の表面(表層部分)を略均一に帯電させる部材である。帯電ローラ24は、この例では2つのローラにより構成される。帯電ローラ24の2つのローラは、感光ドラム22の回転に応じてそれぞれ回転する。帯電ローラ24には、図示しない電圧制御部により帯電電圧が印加されるようになっている。
現像ローラ25は、トナーを表面に担持する部材である。現像ローラ25は、感光ドラム22の表面(周面)に接するように配置されており、所定の押し付け量で感光ドラム22に押し付けられるように配置されている。現像ローラ25は、駆動ユニット43(後述)から伝達された駆動力により、この例では時計回りで回転する。現像ローラ25には、図示しない電圧制御部により現像電圧が印加されるようになっている。
規制ブレード26は、現像ローラ25の表面に当接することにより、この現像ローラ25の表面にトナーからなる層(トナー層)を形成させるとともに、そのトナー層の厚さを規制(制御,調整)する部材である。規制ブレード26は、例えば、ステンレスなどからなる板状弾性部材をL字形状に折り曲げたものを用いることができる。規制ブレード26は、その折れ曲がった部分が現像ローラ25の表面に当接するように配置されるとともに、所定の押し付け量で現像ローラ25に押し付けられるように配置されている。規制ブレード26には、図示しない電圧制御部により規制電圧が印加されるようになっている。
供給ローラ27は、トナー貯蔵部21内に貯蔵されたトナーを、現像ローラ25に対して供給する部材である。供給ローラ27は、現像ローラ25の表面(周面)に接するように配置されており、所定の押し付け量で現像ローラ25に押し付けられるように配置されている。供給ローラ27は、駆動ユニット43(後述)から伝達された動力により、この例では時計回りで回転する。これにより、各画像形成ユニット20では、供給ローラ27の表面と現像ローラ25の表面との間に摩擦が生じる。その結果、各画像形成ユニット20では、トナーが、いわゆる摩擦帯電により帯電するようになっている。供給ローラ27には、図示しない電圧制御部により供給電圧が印加されるようになっている。
4つの露光ヘッド29(図1)は、対応する画像形成ユニット20の感光ドラム22に対して光を照射する部材である。具体的には、露光ヘッド29Kは画像形成ユニット20Kの感光ドラム22に対して光を照射し、露光ヘッド29Yは画像形成ユニット20Yの感光ドラム22に対して光を照射し、露光ヘッド29Mは画像形成ユニット20Mの感光ドラム22に対して光を照射し、露光ヘッド29Cは画像形成ユニット20Cの感光ドラム22に対して光を照射する。これにより、これらの感光ドラム22は、対応する露光ヘッド29により露光され、感光ドラム22の表面に、静電潜像が形成されるようになっている。
転写部30は、4つの画像形成ユニット20により形成されたトナー像を、記録媒体9の被転写面上に転写するものである。転写部30は、転写ベルト31と、4つの転写ローラ32(転写ローラ32K,32Y,32M,32C)と、駆動ローラ33と、従動ローラ34とを有している。
転写ベルト31は、搬送路10に沿って記録媒体9を搬送方向Fに向かって搬送するものである。転写ベルト31は、駆動ローラ33および従動ローラ34によって張設(張架)されている。そして、転写ベルト31は、駆動ローラ33の回転に応じて、搬送方向Fの方向に循環搬送されるようになっている。
4つの転写ローラ32は、対応する画像形成ユニット20の感光ドラム22の表面に形成されたトナー像を、記録媒体9に転写する部材である。転写ローラ32Kは、搬送路10および転写ベルト31を挟んで画像形成ユニット20Kの感光ドラム22に対向配置され、転写ローラ32Yは、搬送路10および転写ベルト31を挟んで画像形成ユニット20Yの感光ドラム22に対向配置され、転写ローラ32Mは、搬送路10および転写ベルト31を挟んで画像形成ユニット20Mの感光ドラム22に対向配置され、転写ローラ32Cは、搬送路10および転写ベルト31を挟んで画像形成ユニット20Cの感光ドラム22に対向配置されている。転写ローラ32K,32Y,32M,32Cのそれぞれには、図示しない電圧制御部により転写電圧が印加される。これにより、画像形成装置1では、各画像形成ユニット20により形成されたトナー像が、記録媒体9の被転写面上に転写されるようになっている。
駆動ローラ33は、転写ベルト31を循環搬送するものである。この例では、駆動ローラ33は、搬送方向Fにおいて、4つの画像形成ユニット20の下流に配置されている。駆動ローラ33は、ベルトモータ(図示せず)から伝達された駆動力により、この例では時計回りで回転する。
従動ローラ34は、転写ベルト31の循環搬送に応じて、従動回転するものである。この例では、従動ローラ34は、搬送方向Fにおいて、4つの画像形成ユニット20の上流に配置されている。
定着部15は、記録媒体9に対し熱および圧力を付与することにより、記録媒体9上に転写されたトナー像を記録媒体9に定着させる部材である。定着部15は、ヒートローラ16と、加圧ローラ17とを有している。ヒートローラ16は、記録媒体9上のトナーに対して熱を付与する部材であり、内部にヒータを含んで構成されている。ヒータは、例えば、ハロゲンヒータを用いることができる。加圧ローラ17は、記録媒体9上のトナーに対して圧力を付与する部材であり、ヒートローラ16との間に圧接部が形成されるように配置されている。この構成により、定着部15では、記録媒体9上のトナーが、加熱され、融解し、加圧される。その結果、トナー像が記録媒体9上に定着するようになっている。
搬送ローラ18は、搬送路10を挟んで配置された一対のローラであり、トナー像が定着された記録媒体9を搬送路10に沿って搬送する部材である。
排出ローラ19は、搬送路10を挟んで配置された一対のローラであり、トナー像が定着された記録媒体9を排出する部材である。排出された記録媒体9は、排出トレイ7に堆積されるようになっている。
図3Aは、画像形成装置1の外観を表すものであり、図3Bは、画像形成装置1のカバー(カバー6)を開けた状態を表すものである。図3Bに示したように、画像形成装置1は、4つのスロット40(スロット40K,40Y,40M,40C)と、4つの駆動シャフト41(駆動シャフト41K,41Y,41M,41C)と、4つの軸受け42(軸受け42K,42Y,42M,42C)とを有している。
4つのスロット40は、対応する画像形成ユニット20をセットするためのスロットである。具体的には、スロット40Kには画像形成ユニット20Kがセットされ、スロット40Yには画像形成ユニット20Yがセットされ、スロット40Mには画像形成ユニット20Mがセットされ、スロット40Cには画像形成ユニット20Cがセットされるようになっている。
4つの駆動シャフト41は、対応する画像形成ユニット20を支持するものである。駆動シャフト41Kはスロット40Kに設けられ、駆動シャフト41Yはスロット40Yに設けられ、駆動シャフト41Mはスロット40Mに設けられ、駆動シャフト41Cはスロット40Cに設けられている。画像形成ユニット20が、対応するスロット40にセットされると、駆動シャフト41は、画像形成ユニット20の貫通穴51(後述)に挿入される。これにより、画像形成ユニット20は、この駆動シャフト41により支持されるようになっている。駆動シャフト41の一端(図3BにおけるY方向の端部)は、駆動ユニット43(後述)により回動自在に支持されるとともに、この駆動ユニット43から駆動力が伝達される。駆動シャフト41の他端(図3BにおけるY方向と反対方向の端部)は、いわゆる自由端であり、カバー6が閉められたときに、カバー6の裏面に設けられた軸受け42により回動自在に支持されるようになっている。
4つの軸受け42は、カバー6が閉められたときに、対応する駆動シャフト41の他端を回動自在に支持するものである。具体的には、軸受け42Kは駆動シャフト41Kの他端を回動自在に支持し、軸受け42Yは駆動シャフト41Yの他端を回動自在に支持し、軸受け42Mは駆動シャフト41Mの他端を回動自在に支持し、軸受け42Cは駆動シャフト41Cの他端を回動自在に支持するようになっている。
図4A,4Bは、画像形成ユニット20の外観を表すものである。画像形成ユニット20は、ドラムユニット50と、現像ユニット60とを有している。現像ユニット60は、図4Bに示したように、ドラムユニット50に対して着脱可能に構成されている。
ドラムユニット50は、画像形成ユニット20(図2)における感光ドラム22、クリーニングブレード23、および帯電ローラ24を含むユニットである。ドラムユニット50は、貫通穴51と、フレーム52A,52Bとを有している。貫通穴51は、感光ドラム22の貫通穴22A(図2)に対応するものであり、画像形成ユニット20をスロット40にセットしたときに駆動シャフト41が貫通するようになっている。フレーム52A,52Bは、ドラムユニット50の両端に設けられており、現像ユニット60をドラムユニット50に装着して固定する機能を有している。
現像ユニット60は、トナー貯蔵部21、現像ローラ25、規制ブレード26、および供給ローラ27を含むユニットである。現像ユニット60は、ドラムユニット50のフレーム52A,52Bによりドラムユニット50に固定されるようになっている。
図5A,5Bは、スロット40にセットされた状態における画像形成ユニット20を表すものである。画像形成装置1は、4つの駆動ユニット43(駆動ユニット43K,43Y,43M,43C)を有している。4つの駆動ユニット43は、対応する画像形成ユニット20に対して駆動力を伝達するものである。駆動ユニット43Kはスロット40K(図3B)の奥(図3BにおけるY方向の奥)に設けられ、駆動ユニット43Yはスロット40Yの奥に設けられ、駆動ユニット43Mはスロット40Mの奥に設けられ、駆動ユニット43Cはスロット40Cの奥に設けられている。駆動ユニット43は、図5A,5Bに示したように、ドラムモータ44と、ギア45とを有している。ドラムモータ44は、駆動力を生成するものであり、ギア45は、ドラムモータ44により生成された駆動力を駆動シャフト41に伝達するものである。図5A,5Bでは、駆動シャフト41が、画像形成ユニット20の貫通穴51に挿入されている。
図6Aは、駆動シャフト41が、画像形成ユニット20の貫通穴51に対応する感光ドラム22の貫通穴22Aに挿入される様子を表すものであり、図6Bは、駆動シャフト41が感光ドラム22の貫通穴22Aに挿入された状態を表すものである。この図6A,6Bでは、説明の便宜上、画像形成ユニット20のうち、感光ドラム22のみを描いている。このように、駆動シャフト41が画像形成ユニット20の貫通穴51に挿入されることにより、駆動シャフト41は、感光ドラム22の貫通穴22Aに挿入される。
図5B,6Bに示したように、画像形成装置1は、結合部Cを有している。この結合部Cは、駆動ユニット43により生成された駆動力を感光ドラム22に伝達するものである。駆動ユニット43は、画像形成動作を行う際、図6Bに示したように、駆動シャフト41を、回転軸A1を中心に、駆動ユニット43から見て時計回り(回転方向R1)に回転させる。感光ドラム22は、結合部Cを介してこの駆動力を受け取り、この駆動力に応じて回転方向R1に回転するようになっている。
(結合部C)
次に、結合部Cについて詳細に説明する。まず、駆動シャフト41における、結合部Cに係る部分について説明し、次に、感光ドラム22における、結合部Cに係る部分について説明する。
図7は、駆動シャフト41における、結合部Cに係る部分の一例を表すものである。図8は、駆動シャフト41における、結合部Cに係る部分を、分解斜視図を用いて表すものである。画像形成装置1は、スプリング71と、結合部材72と、ピン73と、スプリング74と、結合部材75と、ピン76とを有している。スプリング71、結合部材72、スプリング74、結合部材75は、駆動シャフト41の軸方向において、この順に配置されている。
スプリング71は、結合部材72と駆動ユニット43との間に挿入されたものであり、結合部材72を、駆動ユニット43から遠ざかる方向(図7におけるY方向の反対方向)に付勢するものである。このスプリング71の付勢力は、スプリング74の付勢力よりも強い力になるように設定されている。
結合部材72は、感光ドラム22に設けられた結合部材82(後述)と結合するものである。図7に示したように、結合部材72の、回転軸A1と交差する面内における直径は、結合部材75の直径よりも大きくなるように設定されている。結合部材72は、駆動シャフト41の回転方向において駆動シャフト41に固定されるとともに、軸方向において移動可能に構成されている。具体的には、図7に示したように、結合部材72には、小さい穴が開けられており、この穴にピン73が挿入されるとともに固定されている。一方、駆動シャフト41には、図8に示したように、この駆動シャフト41の径方向に貫通する貫通穴77が設けられている。この貫通穴77は、駆動シャフト41の軸方向に長くなるように形成されている。結合部材72は、結合部材72に固定されたピン73がこの貫通穴77を貫通する位置に配置される。これにより、結合部材72は、駆動シャフト41の軸方向における貫通穴77の長さの分だけ、駆動シャフト41の軸方向に移動することができる。そして、例えば駆動シャフト41が回転方向R1に回転すると、結合部材72もまた、回転方向R1に回転するようになっている。
図9は、結合部材72の一構成例を表すものである。結合部材72は、回転軸A1の軸方向に突出する3つの突起72A,72B,72Cを有している。3つの突起72A,72B,72Cは、回転軸A1と交差する面における回転軸A1を中心とする円周上に、等間隔で配置されている。3つの突起72A,72B,72Cの、回転方向R1における下流側には、回転軸A1と交差する面と垂直な面172A,172B,172Cがそれぞれ形成されている。
スプリング74(図7)は、結合部材75および結合部材72の間に挿入されたものであり、結合部材75を、駆動ユニット43から遠ざかる方向(図7におけるY方向の反対方向)に付勢するものである。スプリング74の付勢力は、結合部材75および結合部材72の相対的な位置関係により変化する。このスプリング74の付勢力は、スプリング71の付勢力よりも弱い力になるように設定されている。
結合部材75は、感光ドラム22に設けられた結合部材85(後述)と結合するものである。図7に示したように、結合部材75の、回転軸A1と交差する面内における直径は、結合部材72の直径よりも小さくなるように設定されている。より具体的には、結合部材75の外径は、結合部材72の3つの突起72A,72B,72Cが形成されたリング状領域の内径よりも小さくなるように設定されている。結合部材75は、結合部材72と同様に、駆動シャフト41の回転方向において駆動シャフト41に固定されるとともに、駆動シャフト41の軸方向において移動可能に構成されている。具体的には、図7に示したように、結合部材75には、小さい穴が開けられており、この穴にピン76が挿入されるとともに固定されている。一方、駆動シャフト41には、図8に示したように、この駆動シャフト41の径方向に貫通する貫通穴78が設けられている。この貫通穴78は、駆動シャフト41の軸方向に長くなるように形成されている。結合部材75は、結合部材75に固定されたピン76がこの貫通穴78を貫通する位置に配置される。これにより、結合部材75は、駆動シャフト41の軸方向における貫通穴78の長さの分だけ、駆動シャフト41の軸方向に移動することができる。そして、例えば駆動シャフト41が回転方向R1に回転すると、結合部材75もまた、回転方向R1に回転するようになっている。
図10は、結合部材75の一構成例を表すものである。結合部材75は、回転軸A1の軸方向に突出する3つの突起75A,75B,75Cを有している。3つの突起75A,75B,75Cは、回転軸A1と交差する面における回転軸A1を中心とする円周上に、等間隔で配置されている。3つの突起75A,75B,75Cの、回転方向R1における上流側には、回転軸A1と交差する面から傾斜した傾斜面175A,175B,175Cがそれぞれ形成されている。傾斜面175A,175B,175Cの傾斜角は、例えば45度に設定される。
次に、感光ドラム22における、結合部Cに係る部分について説明する。
図11は、感光ドラム22の一構成例を表すものであり、図12,13は、感光ドラム22における、結合部Cに係る部分の一例を表すものである。画像形成装置1は、結合部材82と、結合部材85とを有している。駆動ユニット43は、画像形成動作を行う際、駆動シャフト41を、回転軸A1を中心に、駆動ユニット43からみて時計回り(回転方向R1)に回転させる。これにより、感光ドラム22は、駆動シャフト41の回転軸A1に対応する感光ドラム22の回転軸A2を中心に回転方向R1に回転するようになっている。
結合部材82(図12)は、駆動シャフト41に設けられた結合部材72(例えば図9)と結合するものである。結合部材82は、接続部材83を介して感光ドラム22に固定されている。結合部材82は、円筒形状を有しており、結合部材82の直径は、結合部材72(例えば図7)の直径と同程度になっている。結合部材82は、図12に示したように、回転軸A2の軸方向に突出する3つの突起82A,82B,82Cを有している。3つの突起82A,82B,82Cは、回転軸A2と交差する面における回転軸A2を中心とする円周上に、等間隔で配置されている。3つの突起82A,82B,82Cの、回転方向R1における上流側には、回転軸A2と交差する面と垂直な面182A,182B,182Cがそれぞれ形成されている。
結合部材85(図13)は、駆動シャフト41に設けられた結合部材75(例えば図10)と結合するものである。結合部材85は、円筒形状を有する結合部材82の内部に設けられ、感光ドラム22に固定されている。結合部材85の直径は、結合部材75の直径と同程度になっている。結合部材85は、回転軸A2の軸方向に突出する3つの突起85A,85B,85Cを有している。3つの突起85A,85B,85Cは、回転軸A2と交差する面における回転軸A2を中心とする円周上に、等間隔で配置されている。3つの突起85A,85B,85Cの、回転方向R1における下流側には、回転軸A2と交差する面から傾斜した傾斜面185A,185B,185Cがそれぞれ形成されている。傾斜面185A,185B,185Cの傾斜角は、例えば45度に設定される。
この構成により、画像形成ユニット20がスロット40にセットされると、結合部Cでは、結合部材72(例えば図7)および結合部材82(図12)が結合するとともに、結合部材75(例えば図7)および結合部材85(図13)が結合する。結合部材72および結合部材82が結合することにより、結合部材72および結合部材82は、互いにかみ合う。また、結合部材75および結合部材85が結合すると、結合部材75の傾斜面175A,175B,175Cが、結合部材85の傾斜面185A,185B,185Cと接触する。そして、スプリング74が、結合部材75を、結合部材85が設けられた方向(図7におけるY方向の反対方向)に付勢する。これにより、感光ドラム22には、回転方向R1とは反対方向(回転方向R2)の力が生じる。その結果、結合部材82の面182A,182B,182Cが、結合部材72の面172A,172B,172Cと接触する。すなわち、結合部材82の突起82A,82B,82Cおよび結合部材72の突起72A,72B,72Cの間にクリアランスがある場合でも、結合部材82の面182A,182B,182Cが、結合部材72の面172A,172B,172Cと接触するように力が働く。これにより、画像形成装置1では、例えば感光ドラム22の回転速度のゆれを防ぐことができるようになっている。
ここで、画像形成ユニット20は、本発明における「画像形成部」の一具体例に対応する。感光ドラム22は、本発明における「像担持体」の一具体例に対応する。貫通穴22Aは、本発明における「貫通穴」の一具体例に対応する。画像形成ユニット20は、本発明における「画像形成部」の一具体例に対応する。結合部材82は、本発明における「第1の結合部材」の一具体例に対応する。結合部材85は、本発明における「第2の結合部材」の一具体例に対応する。結合部材72は、本発明における「第3の結合部材」の一具体例に対応する。結合部材75は、本発明における「第4の結合部材」の一具体例に対応する。例えば、突起85Aは、本発明における「第1の突起」の一具体例に対応する。例えば、傾斜面185Aは、本発明における「第1の傾斜面」の一具体例に対応する。例えば、突起75Aは、本発明における「第2の突起」の一具体例に対応する。例えば、傾斜面175Aは、本発明における「第2の傾斜面」の一具体例に対応する。スプリング74は、本発明における「第1の付勢部材」の一具体例に対応する。スプリング71は、本発明における「第2の付勢部材」の一具体例に対応する。
[動作および作用]
続いて、本実施の形態の画像形成装置1の動作および作用について説明する。
(全体動作概要)
まず、図1,2を参照して、画像形成装置1の全体動作概要を説明する。画像形成装置1は、ホストコンピュータから印刷データDPを受け取ると、ウオームアップ動作を行う。これにより、定着部15の温度が定着動作に適した温度に到達する。次に、画像形成装置1は、ホッピングローラ11、レジストローラ12、および搬送ローラ13を動作させることにより、記録媒体9を搬送路10に沿って搬送する。そして、画像形成装置1は、ドラムモータ44を動作させることにより、4つの画像形成ユニット20に駆動力をそれぞれ供給する。また、画像形成装置1は、転写部30の駆動ローラ33を動作させることにより、転写ベルト31を循環搬送する。そして、画像形成装置1は、帯電電圧、現像電圧、規制電圧、供給電圧、転写電圧など、画像形成装置1で使用される様々な高圧電圧を生成する。そして、画像形成装置1は、4つの露光ヘッド29を動作させる。これにより、各画像形成ユニット20において、まず、感光ドラム22の表面に静電潜像が形成され、その後に、その静電潜像に応じてトナー像が形成(現像)される。そして、各画像形成ユニット20の感光ドラム22のトナー像は、記録媒体9の被転写面に転写される。そして、画像形成装置1は、ヒートローラ16および加圧ローラ17を回転させる。これにより、定着部15では、記録媒体9上のトナーが、加熱され、融解し、加圧される。その結果、トナー像が記録媒体9上に定着する。そして、画像形成装置1は、搬送ローラ18および排出ローラ19を動作させる。これにより、トナーが定着した記録媒体9が排出される。
(詳細動作)
次に、結合部Cの動作について詳細に説明する。
図14は、画像形成ユニット20がスロット40にセットされた直後における結合部Cの状態を表すものである。この図14では、結合部材82の内部に配置された結合部材85の状態をわかりやすくするため、結合部材82の円筒部分の一部(部分W)の図示を省いている。
この例では、結合部材72および結合部材82は、結合し、互いにかみ合っている。結合部材72の突起72A,72B,72Cおよび結合部材82の突起82A,82B,82Cの間には、クリアランスが設けられている。この例では、画像形成ユニット20がスロット40にセットされた直後であるので、図14に示したように、結合部材72の突起72Aの面172Aと、結合部材82の突起82Aの面182Aとの間に隙間がある。
また、結合部材75および結合部材85は、結合している。この図では、結合部材75の傾斜面175Aが、結合部材85の傾斜面185Aと接触している。この例では、画像形成ユニット20がスロット40にセットされた直後であるので、傾斜面175Aと傾斜面185Aが接触している面積が小さい。すなわち、スプリング74は、結合部材75を、図14における左方向に付勢するが、この時点では、まだ、スプリング74は十分に伸びていない。
図15は、スプリング74による付勢力の作用を表すものである。スプリング74は、結合部材75に対して、図15における左向きの付勢力を与える。これにより、結合部材75は、結合部材85に対して、図15における左向きの力F1を与える。結合部材75および結合部材85は、傾斜面(例えば傾斜面175A,185A)で接しているので、この力F1により、傾斜面175Aと傾斜面185Aとの間で滑りが生じ、突起85Aは、この図15における下向きの力F2を受ける。突起85Bおよび突起85Cについても同様である。これにより、結合部材85には、回転方向R1とは反対の方向(回転方向R2)に回転する力が生じる。その結果、結合部材82,85は、感光ドラム22とともに、回転方向R2に回転する。すなわち、結合部材85は、例えば、結合部材72の突起72Aの面172Aと、結合部材82の突起82Aの面182Aとの間の隙間が小さくなる方向に回転する。
図16は、結合部材82,85が回転方向R2に回転した後における結合部Cの状態を表すものである。結合部材82,85が回転方向R2に回転することにより、例えば、結合部材72の突起72Aの面172Aが、結合部材82の突起82Aの面182Aと接触する。言い換えれば、結合部Cでは、面172Aおよび面182Aが互いに接触するまで、結合部材82,85が回転方向R2に回転する。これにより、画像形成装置1では、結合部材82と結合部材85との間の結合力を高めることができる。
図14,16に示したように、結合部材72,82のクリアランスの分だけ、結合部材75,85は傾斜面に沿って相対的に移動し得る。よって、この傾斜面方向における結合部材75,85の移動可能量を、結合部材72,82のクリアランスの分以上確保することにより、例えば、面172Aおよび面182Aを接触させることができる。
次に、画像形成ユニット20をスロット40にセットしたときの動作について説明する。
図17A,17Bは、画像形成ユニット20をスロット40にセットしたときの結合部Cの状態を表すものであり、図17Aは、結合部Cの状態がある状態である場合(ケースC1)を示し、図17Bは、結合部Cの状態が他の状態である場合(ケースC2)を示す。図3Bに示したように、ユーザが、カバー6を開け、画像形成ユニット20をスロット40にセットし、カバー6を閉じると、結合部Cは、結合部材72および結合部材82の相対的な位置関係に応じて、ケースC1(図17A)またはケースC2(図17B)のいずれかの状態になる。
例えば、結合部材72および結合部材82が、互いにかみ合うことが可能な位置関係であった場合(ケースC1)には、図17Aに示したように、画像形成ユニット20をスロット40にセットしたときに、結合部材72および結合部材82が互いにかみ合う。このとき、スプリング71はある程度伸びた状態である。そして、その後に、上述したように、スプリング74の付勢力により結合部材82,85が回転方向R2に回転し、例えば結合部材72の面172Aおよび結合部材82の面182Aが互いに接触する。
一方、結合部材72および結合部材82が、互いにかみ合うことができない位置関係であった場合(ケースC2)には、図17Bに示したように、結合部材72の突起72A,72B,72Cと、結合部材82の突起82A,82B,82Cが互いにぶつかる。これにより、スプリング71は縮む。この場合には、画像形成装置1が画像形成動作を開始するまで、結合部Cは、この状態を維持する。そして、画像形成装置1が画像形成動作を開始すると、駆動ユニット43が駆動シャフト41を回転方向R1の方向に回転させる。これにより、結合部材72が回転するため、結合部材72は結合部材82とかみ合うようになる。このとき、結合部材72は回転方向R1に回転しているので、例えば結合部材72の面172Aおよび結合部材82の面182Aが互いに接触する。結合部材72,82が互いにかみ合った後は、スプリング74の付勢力により結合部材75か結合部材85に接触する。
このように、画像形成装置1では、結合部材75,85を設け、結合部材85に、駆動力による回転方向R1と反対方向(回転方向R2)に回転する力が生じるようにした。これにより、結合部材72の突起72A,72B,72Cおよび結合部材82の突起82A,82B,82Cの間に、クリアランスがある場合でも、結合部材82の面182A,182B,182Cを、結合部材72の面172A,172B,172Cに接触させることができる。その結果、画像形成装置1では、例えば感光ドラム22の回転速度のゆれを防ぐことができるので、画質を高めることができる。
すなわち、例えば、結合部材75,85を設けない場合には、結合部材72の突起72A,72B,72Cおよび結合部材82の突起82A,82B,82Cの間のクリアランスにより、結合部材82および結合部材85の間の結合力が弱くなるおそれがある。この場合には、例えば駆動ユニット43が一定の回転速度で駆動シャフト41を回転させた場合でも、例えば感光ドラム22の回転速度にゆれが生じるおそれがある。この場合には、例えば、感光ドラム22に静電潜像を形成する際に画像の歪みが生じるおそれや、転写部30における転写性が悪化するおそれがある。
一方、画像形成装置1では、結合部材75,85を設けるようにしたので、結合部材85に、駆動力による回転方向R1と反対方向(回転方向R2)に回転する力が生じさせることができる。その結果、面172A,182Aが互いに接触するまで、結合部材82,85を回転方向R2に回転させることにより、結合部材82と結合部材85との間の結合力を高めることができる。これにより、画像形成装置1では、例えば感光ドラム22の回転速度のゆれを防ぐことができるので、画質を高めることができる。
この例では、結合部材72,82の間のクリアランスについて説明したが、結合力を弱め得るその他の要素がある場合でも、結合部材75,85を設けることにより、結合力を高めることができる。具体的には、例えば、図8に示した、駆動シャフト41の貫通穴77とピン73との間にクリアランスがある場合や、駆動シャフト41の貫通穴78とピン76との間にクリアランスがある場合でも、結合部材75,85を設け、面172A,182Aが互いに接触するまで、結合部材82,85を回転方向R2に回転させることにより、結合部材82と結合部材85との間の結合力を高めることができる。
スプリング74の付勢力は、感光ドラム22の回転速度に影響を与えうる様々な要因を考慮して決定することができる。具体的には、例えば、クリーニングブレード23の摩擦力や、帯電ローラ24の回転負荷は、感光ドラム22の回転速度を減少させる要因である。また、現像ローラ25の周速度と感光ドラム22の周速度との間の差は、感光ドラム22の回転速度を増加させる要因である。また、転写ベルト31の搬送速度と感光ドラム22の周速度との間に差がある場合には、感光ドラム22の回転速度に影響を与える要因になる。スプリング74の付勢力は、これらの様々な要因を考慮し、感光ドラム22の回転速度を増加させる荷重を打ち消すように調整される。
このように、画像形成装置1では、スプリング74の付勢力を調整することにより、結合部Cにおける結合力を調整することができるので、比較的容易に結合力を調整することができる。すなわち、例えば、特許文献1に記載された技術のように、駆動シャフトを撓ませることにより結合部における結合力を調整する場合には、様々な力が複雑に絡み合うため、調整が難しくなるおそれがある。一方、画像形成装置1では、スプリング74の付勢力を調整することにより、結合力を調整することができるので、比較的容易に結合力を調整することができる。
[効果]
以上のように本実施の形態では、結合部材75,85を設け、結合部材85に、駆動力による回転方向R1と反対方向(回転方向R2)に回転する力が生じるようにしたので、画質を高めることができる。
本実施の形態では、スプリング74の付勢力を調整することにより、結合部における結合力を調整することができるので、比較的容易に結合力を調整することができる。
[変形例1]
上記実施の形態では、傾斜面175A,175B,175C、および傾斜面185A,185B,185Cの傾斜角を45度に設定したが、これに限定されるものではない。これに代えて、傾斜角を45度よりも大きくしてもよいし、傾斜角を45度よりも小さくしてもよい。傾斜角が大きい場合には、例えば、スプリング74の付勢力を強くすることが望ましい。また、傾斜角が小さい場合には、例えば、傾斜面の長さを長くするとともに、スプリング74の付勢力を弱くすることが望ましい。
[変形例2]
上記実施の形態では、結合部材72に3つの突起72A,72B,72Cを設けるとともに、結合部材82に3つの突起82A,82B,82Cを設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、結合部材72,82にそれぞれ2つまたは4つ以上の突起を設けてもよい。同様に、上記実施の形態では、結合部材75に3つの突起75A,75B,75Cを設けるとともに、結合部材85に3つの突起85A,85B,85Cを設けたが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、結合部材75,85にそれぞれ2つまたは4つ以上の突起を設けてもよい。
[その他の変形例]
また、これらの変形例のうちの2以上を組み合わせてもよい。
以上、実施の形態および変形例を挙げて本技術を説明したが、本技術はこれらの実施の形態等には限定されず、種々の変形が可能である。
例えば、上記の実施の形態等では、記録媒体9にカラー画像を形成したが、これに限定されるものではなく、モノクロ画像を形成してもよい。
例えば、上記の実施の形態等では、本技術を単機能のプリンタに適用したが、これに限定されるものではなく、これに代えて、例えば、コピー機能、ファックス機能、スキャン機能、プリント機能などを有する、いわゆる多機能周辺装置(MFP;Multi Function Peripheral)に適用してもよい。
1…画像形成装置、6…カバー、7…排出トレイ、8…媒体収納部、10…搬送路、11…ホッピングローラ、12…レジストローラ、13…搬送ローラ、15…定着部、16…ヒートローラ、17…加圧ローラ、18…搬送ローラ、19…排出ローラ、20,20K,20Y,20M,20C…画像形成ユニット、21…トナー貯蔵部、22…感光ドラム、22A…貫通穴、23…クリーニングブレード、24…帯電ローラ、25…現像ローラ、26…規制ブレード、27…供給ローラ、28,28K,28Y,28M,28C…トナー収容部、29,29K,29Y,29M,29C…露光ヘッド、30…転写部、31…転写ベルト、32,32K,32Y,32M,32C…転写ローラ、33…駆動ローラ、34…従動ローラ、40,40K,40Y,40M,40C…スロット、41,41K,41Y,41M,41C…駆動シャフト、43,43K,43Y,43M,43C…駆動ユニット、44…ドラムモータ、45…ギア、50…ドラムユニット、51…貫通穴、52A,52B…フレーム、60…現像ユニット、71…スプリング、72…結合部材、72A,72B,72C…突起、73…ピン、74…スプリング、75…結合部材、75A,75B,75C…突起、76…ピン、77…貫通穴、78…貫通穴、82…結合部材、82A,82B,82C…突起、83…接続部材、85…結合部材、85A,85B,85C…突起、172A,172B,172C…面、175A,175B,175C…傾斜面、182A,182B,182C…面、185A,185B,185C…傾斜面、A1,A2…回転軸、C…結合部、R1,R2…回転方向。

Claims (9)

  1. 静電潜像を担持し、回転軸を中心に回転可能な像担持体と、前記像担持体における前記回転軸の軸方向の一方の端部に設けられた第1の結合部材および第2の結合部材とを有し、着脱可能な画像形成部と、
    前記回転軸を中心に回転可能であり、前記第1の結合部材と結合し、第1の回転方向に回転することにより前記像担持体に駆動力を伝達する第3の結合部材と、
    前記回転軸を中心に回転可能であり、前記第2の結合部材と結合することにより、前記第1の回転方向とは反対の第2の回転方向の力を前記像担持体に生じさせる第4の結合部材と
    を備えた画像形成装置。
  2. 前記回転軸を中心に回転可能な駆動シャフトをさらに備え、
    前記第3の結合部材および前記第4の結合部材は、前記駆動シャフトに設けられ、
    前記像担持体は、前記回転軸に対応する位置に設けられた貫通穴を有し、
    前記駆動シャフトは、前記像担持体の前記貫通穴を貫通する
    請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記第2の結合部材は、前記回転軸と交差する面に対して傾斜した第1の傾斜面を含む第1の突起を有し、
    前記第4の結合部材は、前記回転軸と交差する面に対して傾斜し、前記第1の傾斜面と接触する第2の傾斜面を含む第2の突起を有する
    請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。
  4. 前記第1の突起は、前記第2の結合部材の、前記回転軸と交差する面における前記回転軸を中心とする円周上に配置され、
    前記第1の傾斜面は、前記回転軸を中心とする円周方向に傾斜し、
    前記第2の突起は、前記第4の結合部材の、前記回転軸と交差する面における前記回転軸を中心とする円周上に配置され、
    前記第2の傾斜面は、前記回転軸を中心とする円周方向に傾斜する
    請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記第1の傾斜面は、前記第1の突起における前記第1の回転方向の下流に設けられ、
    前記第2の傾斜面は、前記第2の突起における前記第1の回転方向の上流に設けられた
    請求項4に記載の画像形成装置。
  6. 前記第4の結合部材を、前記回転軸の軸方向における、前記第4の結合部材から前記第2の結合部材に向かう第1の方向に付勢可能な第1の付勢部材をさらに備えた
    請求項2から請求項5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  7. 前記第3の結合部材を、前記第1の方向に付勢可能な第2の付勢部材をさらに備え、
    前記第4の結合部材および前記第3の結合部材は、前記第1の方向においてこの順に配置され、
    前記第1の付勢部材は、前記第3の結合部材と前記第4の結合部材との間に挿入された
    請求項6に記載の画像形成装置。
  8. 前記第2の付勢部材の付勢力は、前記第1の付勢部材の付勢力よりも強い
    請求項7に記載の画像形成装置。
  9. 前記第1の結合部材および前記第3の結合部材は、結合することにより互いにかみ合う
    請求項1から請求項8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
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