JP3885854B2 - 画像形成装置の駆動システム - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式などを採用した画像形成装置の駆動システムに係り、特に、複数の像担持体が並列配置されるタイプの画像形成装置を前提とし、各像担持体を同期駆動させる駆動システムの改良に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来におけるタンデム型画像形成装置としては、例えばイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの複数の画像形成ユニット(例えば電子写真方式を採用)を並列配設し、各画像形成ユニットに対向する部位には複数の張架ロールに掛け渡されて搬送ベルトが循環搬送されるベルト搬送装置を配設し、搬送ベルト上に直接若しくは記録材(用紙やOHPシート)を介して各画像形成ユニットにて形成された複数色のトナー像を順次多重転写させるようにしたもの(例えば特開平6−110290号公報参照)、あるいは、各画像形成ユニット毎に像担持体用の感光体ドラムに当接する転写ロールを設け、この感光体ドラムと転写ロールとで記録材の搬送作用を行うようにしたもの(例えば特開平7−319254号公報参照)が既に知られている。
【0003】
この種のタンデム型画像形成装置にあっては、高速化という点では確かに有利であるが、反面、各画像形成ユニットで形成された各色成分画像を搬送ベルトの同一の画像担持位置若しくは同一の記録材上に順次重ねて転写しなければならないため、各色成分画像のレジストレーションを合わせ難いという技術的課題がある。
このような技術的課題を解決するために、この種の画像形成装置で用いられていた駆動システムとしては、例えば図15に示すように、単一の駆動源(駆動モータなど)300を用い、この駆動源300の駆動軸300aに回転伝達軸301をカップリングなどの連結部材305を介して駆動連結すると共に、この回転伝達軸301の各感光体ドラム302(302a〜302d)に対応した部位には夫々ウォームギア303(303a〜303d)を設ける一方、各感光体ドラム302の回転軸にウォームホイール304(304a〜304d)を取付け、このウォームホイール304と前記ウォームギア303とを噛合させ、複数の感光体ドラム302を単一の駆動源300で駆動するという提案がなされている(例えば特開昭63−11967号公報参照)。
【0004】
このタイプによれば、単一の駆動源300で、各感光体ドラム302が回転駆動されることから、個々的に駆動源を具備する態様に比べて、各色成分画像のレジストレーションは合わせ易くなる。
この場合において、前記先行技術には、各々ウォームホイール304の取付け角度を調整することにより、感光体ドラム302間の回転ムラの位相を合わせてレジストレーションのズレを低減するという手法が開示されている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、上述した駆動システムにあっては、ウォームギア303に起因して感光体ドラム302が速度変動するという技術的課題が見られる。
このウォームギアに起因する感光体ドラムの速度変動に対しては、▲1▼ウォームギアとウォームホイールとの間のバックラッシュによる噛み合いに起因するものと、▲2▼ウォームギア軸自体の回転変動に起因するものとの2つの大きな要因があり、どちらか一方が欠けてもウォームギアを使用する上で高画質は望めない。
【0006】
この種の技術的課題を解決する手段としては、例えばウォームギアとウォームホイールとのバックラッシュに起因する速度変動を低減する提案(ウォームギアの少なくとも一つに、リード及び進み角が互いに異なる一対の歯面を具備させ、当該ウォームギアを回転伝達軸の軸方向に沿って位置調整可能に設けることにより、ウォームギアとウォームホイールとの間に軸間誤差がある場合、ウォームギアを回転伝達軸の軸方向に沿って移動させることで、ウォームホイールと噛合するウォームギアの歯厚を変化させ、もって、軸間誤差であるバックラッシュを吸収する提案)が既になされている(例えば特開平6−110290号公報参照)。
【0007】
しかしながら、この技術は、ウォームギアとウォームホイールとの噛み合い周期の速度変動の低減だけであり(技術的課題▲1▼のみを解決したに過ぎず)、感光体ドラムの速度変動に対するもう1つの大きな要因であるウォームギア軸自体の回転に起因する速度変動に対する技術的課題(技術的課題▲2▼)が解決されていない。
ここで、技術的課題▲2▼について検討してみるに、図15に示すように、ウォームギア303が設けられている回転伝達軸301は通常ボールベアリング等の軸受部材306で回転支承されており、軸受部材306からの離脱を防止するために、例えばEリングなどの止めリングを用いた抜け止め構造が施されているが、この種の抜け止め構造を施したとしても、回転伝達軸301の軸方向のガタ成分を完全に除去することはできない。
このような状況下において、ウォームギア303をラック、ウォームホイール304をピニオンと置き換えた関係で考えると、ウォームギア303が回転中に軸方向に微少な位置変動が生ずると、ラックがピニオンを回転させるのと同じ原理で、ウォームギア303の位置変動に応じた速度変動がウォームホイール304に生じてしまうことから、軸受部材306のガタ等によるウォームギア303の軸方向の微少な位置変動によって感光体ドラムが速度変動を生じてしまうのである。
【0008】
また、上述した技術的課題▲2▼については、以下のような要因も挙げられる。
すなわち、単一の駆動源とウォームギアが設けられる回転伝達軸(以下必要に応じてウォーム軸)とを駆動連結する際には、通常ギア、タイミングベルト等の駆動伝達手段を介在させる構造が採用される(例えば特開昭62−178988号公報参照)が、駆動伝達手段の加工精度等による回転変動によりウォームギアの回転変動が生じてしまう。
この結果、図19に示すように、ウォームギアの歯が径方向に振れてしまい、それに伴って、ウォームホイールの移動量に誤差が生ずることになる。
このため、図16に示すように、感光体ドラムの速度変動は駆動伝達手段の振れ量の割合で増加してしまう。
【0009】
このような技術的課題を解決するために、図15に示すように、回転伝達軸(ウォーム軸)301と駆動源300とを同軸上でカップリングなどの連結部材305を用いて配置し、駆動伝達手段を介在することなくウォーム軸301を駆動する手法が挙げられる(例えば特開昭63−11967号公報参照)。
確かに、ギア、タイミングベルトのような駆動伝達手段を用いる態様に比べれば、ウォームギアの回転変動は少なく抑えられるかも知れないが、ウォーム軸301と駆動源300とを連結することにより両者の位置精度誤差が生ずる懸念があり、この場合、図16に示すように、ウォーム軸301と駆動源300との位置精度誤差に起因する偏心振れ(駆動手段の振れ)が生じてしまい、感光体ドラム302の速度変動への影響は回避できない。
このような事態を回避するために、ウォーム軸301と駆動源300との間の連結部材305に例えばフレキシブルカップリングを用いたり、あるいは、軸受部材306に弾性部を介在させ、ウォーム軸301と駆動源300との間の取付位置誤差を吸収することが考えられるが、このような手法を採用すると、図17(a)(b)に示すように、フレキシブルカップリングや軸受部材の弾性部の弾性に起因して感光体ドラム302の速度変動に微少な振動を伴うものになってしまい、感光体ドラム302の速度変動への影響を回避する手段にはならない。
【0010】
また、ウォーム軸の取り付け誤差とバックラッシュ量との関係を調べたところ、図18に示すように、ウォーム軸の取り付け誤差が大きくなるに従ってバックラッシュ量が増加し、これに伴って、感光体ドラムの速度変動も大きくなっていることが理解される。
従って、感光体ドラムの速度変動を小さく抑えるには、画像むらが目視で検出されない程度のレベルまで、ウォーム軸の取り付け誤差を十分に小さくしてバックラッシュ量を抑えることが必要と言える。
【0011】
本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、複数の像担持体を並列配置した画像形成装置を前提とし、単一の駆動源からの駆動力をウォームギアを介して各像担持体へ伝達する際に、ウォーム軸自体の回転に起因する像担持体の速度変動を有効に抑え、もって、画像むらのない良好な画像を得ることができる画像形成装置の駆動システムを提供するものである。
【0012】
【課題を解決するための手段】
すなわち、本発明は、図1(a)に示すように、複数の像担持体1(例えば1a〜1d)が並列配置される画像形成装置において、単一の駆動源2と、この単一の駆動源2に駆動連結され且つ軸受部材3にて回転支承される回転伝達軸4と、前記複数の像担持体1(1a〜1d)に対応して前記回転伝達軸4に同軸に設けられる複数のウォームギア5(例えば5a〜5d)と、複数の像担持体1(1a〜1d)の回転軸に固定され且つ各ウォームギア5(5a〜5d)に噛合するウォームホイール6(例えば6a〜6d)と、前記軸受部材3とは別に前記回転伝達軸4の軸方向両端に設けられ、前記回転伝達軸4の両端若しくは一端が芯出しされながら回転自在に保持され且つ回転伝達軸4の両端位置が軸方向に対して拘束される芯出し位置拘束手段7とを備え、前記芯出し位置拘束手段7は、少なくとも前記回転伝達軸4の一端に固定位置拘束部材7aを固定設置すると共に、この固定位置拘束部材7aと回転伝達軸4との間に芯出し機構7bを設け、この芯出し機構7bを介して回転伝達軸4一端と固定位置拘束部材7aとが常時接触配置されるように回転伝達軸4を押圧付勢することを特徴とする画像形成装置の駆動システムである。
【0014】
このような技術的手段において、本願の対象である画像形成装置は、複数の像担持体1が並列配置される態様であれば、記録材を搬送する方式や、中間転写体の有無、あるいは、像担持体1の配列方向(縦配列、横配列)など適宜選定して差し支えない。
また、像担持体1としても、トナー像などの像を担持し得るものであればよく、潜像形成手段の種類に応じて感光体、誘電体など適宜材料を選定して差し支えない。
【0015】
また、本発明において、芯出し位置拘束手段7としては、回転伝達軸4の少なくとも一端を芯出ししながら回転自在に保持し且つ回転伝達軸4の両端位置を軸方向に対して拘束するものであればよく、回転伝達軸4の回転動作を許容しながらその軸方向への移動を阻止するものであれば適宜選定して差し支えない。
この場合において、芯出し位置拘束手段7の代表的な態様としては、前記回転伝達軸4の一端に固定位置拘束部材7aを固定設置すると共に、この固定位置拘束部材7aと回転伝達軸4との間に芯出し機構7bを設ける一方、回転伝達軸4を押圧部材7cにて押圧することで、回転伝達軸4一端と固定位置拘束部材7aとを芯出し機構7bを介して常時接触配置する態様や、前記回転伝達軸4の両端に固定位置拘束部材7aを固定設置し、この固定位置拘束部材7a及び回転伝達軸4の端部間に芯出し機構7bを設けた態様(図示せず)などが挙げられる。
【0016】
ここで、特に、前者の態様は、芯出し機構7bが磨耗したとしても、押圧部材7cによる付勢によって回転伝達軸4一端と固定位置拘束部材7aとを芯出し機構7bと介して常時接触配置することが可能になる点で、後者の態様よりも好ましい。
また、前者の態様において、回転伝達軸4の回転動作をよりスムースにするという観点からすれば、押圧部材7cと回転伝達軸4との間にも芯出し機構を設け、押圧部材7cと回転伝達軸4との間の摩擦抵抗をより少なくすることが好ましい。
【0017】
更に、芯出し機構7bとしては、固定位置拘束部材7aに対し回転伝達軸4一端の中心部を点接触させるもの(実施の形態の図4及び図5(a)参照)であってもよいし、あるいは、固定位置拘束部材7aに対し回転伝達軸4一端の中心部回りの同心円部を均等支持させるもの(実施の形態の図5(b)(c)参照)であってもよい。
【0018】
また、本発明に関連する参考発明としては、図1(b)に示すように、複数の像担持体1(例えば1a〜1d)が並列配置される画像形成装置において、単一の駆動源2と、この単一の駆動源2に駆動連結され且つ軸受部材3にて回転支承される回転伝達軸4と、前記複数の像担持体1(1a〜1d)に対応して前記回転伝達軸4に同軸に設けられる複数のウォームギア5(例えば5a〜5d)と、複数の像担持体1(1a〜1d)の回転軸に固定され且つ各ウォームギア5(5a〜5d)に噛合するウォームホイール6(例えば6a〜6d)とを備え、前記回転伝達軸4と単一の駆動源2の駆動軸とを一体的に形成したものが挙げられる。
この参考発明にあっては、前記回転伝達軸4と単一の駆動源2の駆動軸とが一体的に形成されているから、両者間を連結部材を介して駆動連結する際の取り付け誤差成分が削減されることになり、その分、ウォームギア5の回転に起因する像担持体1の速度変動成分は抑えられる。
そして、この参考発明にあっては、回転伝達軸(ウォーム軸)4自体の回転に起因する誤差成分を可能な限り除去する態様が好ましい。
例えば回転伝達軸4と複数のウォームギア5とを一体的に形成する態様が挙げられる。
更に、軸受部材3の数についても多ければ多いほど前記誤差につながる懸念があるため、単一の駆動源2の駆動軸と一体化された回転伝達軸4の両端のみを一対の軸受部材3で回転支承する態様が好ましい。
この場合において、一方の軸受部材3は駆動源2中に設けられていても差し支えない。
更にまた、本発明において、参考発明を適宜組み合わせて使用してもよいことは勿論である。
【0019】
次に、上述した技術的手段の作用について説明する。
本発明において、芯出し位置拘束手段7は、図1(a)に示すように、回転伝達軸(ウォーム軸)4の一端を芯出ししながら回転自在に保持し、かつ、回転伝達軸4の両端位置を拘束する。
このため、回転伝達軸4の幅方向に対するガタがなくなり、仮に、駆動源2からの駆動力が回転伝達軸4の軸方向に作用したとしても、回転伝達軸4が軸方向に対して移動することは阻止される。
よって、回転伝達軸4の軸方向の位置変動により生ずるウォームギア5の回転に起因する像担持体1の速度変動成分は抑えられる。
【0021】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳細に説明する。
◎実施の形態1
図2はこの発明が適用されたカラー画像形成装置の実施の形態1を示す。
同図において、カラー画像形成装置は、本体ハウジング21内に4つの色(本実施の形態ではブラック、イエロ、マゼンタ、シアン)の画像形成ユニット22(具体的には22a〜22d)を縦方向に配列し、その下方には供給用の用紙等の記録材(図示せず)が収容される記録材供給カセット23を配設すると共に、各画像形成ユニット22に対応した箇所には記録材供給カセット23からの記録材の搬送路となる記録材搬送路24を垂直方向に配置したものである。
【0022】
本実施の形態において、画像形成ユニット22(22a〜22d)は、記録材搬送路24の上流側から順に、ブラック用、イエロ用、マゼンタ用、シアン用(配列は必ずしもこの順番とは限らない)のトナー像を形成するものであり、感光体カートリッジ30と、露光ユニット40とを備えている。
ここで、感光体カートリッジ30は、例えば感光体ドラム31と、この感光体ドラム31を予め帯電する帯電ロール32と、帯電された感光体ドラム31上に前記露光ユニット40にて露光形成された静電潜像を対応する色トナー(本実施の形態では例えば負極性)で現像する現像器33と、感光体ドラム31上の残留トナーを除去するクリーナ34とを一体的にカートリッジ化したものである。
一方、露光ユニット40は、ケース41内に図示外の半導体レーザ、ポリゴンミラー42、結像レンズ43及びミラー44を格納し、図示外の半導体レーザからの光をポリゴンミラー42で偏向走査し、結像レンズ43、ミラー44を介して感光体ドラム31上の露光ポイントに光像を導くようにしたものである。
【0023】
更に、本実施の形態では、図2及び図3に示すように、各画像形成ユニット22の各感光体ドラム31に対応した箇所には記録材搬送路24に沿って循環移動する搬送ベルト80が配設されている。
この搬送ベルト80は記録材を静電吸着し得るベルト素材(PET、PVdF等のプラスチックフィルムやウレタン、ウレア等の弾性材など)にて構成されており、場合によってはその表面に106〜1012Ω・cm程度の高抵抗コート層(図示せず)を形成したものである。
【0024】
そして、この搬送ベルト80は一対の張架ロール81,82(例えば金属ロール,弾性体ロールなど)に掛け渡されており、本実施の形態では、上方側の張架ロール82が駆動ロール、下方側の張架ロール81が従動ロールになっている。
尚、搬送ベルト80の吸着ロール90位置の上流側にはベルトクリーナ110が配設されている。
【0025】
更にまた、各画像形成ユニット22の感光体ドラム31に対応した搬送ベルト80の裏面側には転写ロール50(本例では例えば103〜1010Ω・cm)が配設されており、この転写ロール50により感光体ドラム31と搬送ベルト80上の記録材とを密着させるようになっている。そして、転写ロール50には図示外の転写バイアス電源が接続されており、所定の転写バイアスが適宜タイミングで印加されるようになっている。
【0026】
また、本実施の形態では、記録材供給カセット23には記録材をピックアップするテイクアウェイロール61が設けられ、このテイクアウェイロール61と最上流画像形成ユニット22aの転写部位との間に位置する記録材搬送路24には記録材を所定のタイミングで送出するフィードロール62が設けられている。そして搬送ベルト80の入口部位に吸着ロール90が配設されている。
更に、最下流画像形成ユニット22dの下流側に位置する記録材搬送路24には定着装置64が設けられ、この定着装置64の下流側には記録材排出用の排出ロール66が設けられており、本体ハウジング21の上部に形成された収容トレイ67に排出記録材が収容されるようになっている。尚、図2中、符号65は搬送ベルト80から送出された記録材を定着装置64に案内する記録材ガイドである。
【0027】
また、本実施の形態に係るカラー画像形成装置で用いられる感光体ドラムの駆動システムについて説明する。
本駆動システムは、図3に示すように、単一の駆動モータ120を有し、この駆動モータ120の駆動軸120aにはカップリング121を介して回転伝達軸122を同軸に駆動連結すると共に、この回転伝達軸122の両端付近を軸受部材123(本例ではボールベアリングを使用),124(本例ではニードルベアリングを使用)で回転支承し、更に、回転伝達軸122のうち各画像形成ユニット22(22a〜22d)の各感光体ドラム31に対応した部位にはウォームギア125(具体的には125a〜125d)を取り付ける一方、前記各感光体ドラム31の回転軸には夫々ウォームホイール126(具体的には126a〜126d)を同軸に取り付け、各ウォームホイール126と前記各ウォームギア125とを噛合させるようにしたものである。
【0028】
特に、本駆動システムは、回転伝達軸(ウォーム軸)122の軸方向両端を芯出し位置拘束機構130にて位置拘束している。
この芯出し位置拘束機構130は、図3及び図4(a)に示すように、回転伝達軸122の一端に対応した箇所に固定位置拘束部材(機械フレーム等の固定部材)131を設け、回転伝達軸122の一端には半球状の芯出し突起132を突設し、この芯出し突起132の先端を固定位置拘束部材131に当接させる一方、回転伝達軸122の他端近傍の軸受部材123とウォームギア125aとの間には押圧スプリング140を介装し、回転伝達軸122を矢印B方向に付勢するようにしたものである。
【0029】
ここで、芯出し機構については、上述した芯出し突起132に限られるものではなく、適宜選定することができる。
例えば図4(b)に示すように、固定位置拘束部材131側に半球状の芯出し突起133を突設し、この芯出し突起133の先端を回転伝達軸122の一端中央部に当接させるようにしてもよいし、あるいは、図4(c)(d)に示すように、回転伝達軸122の一端あるいは固定位置拘束部材131に円錐状の芯出し突起134あるいは135を突設し、対向する部材に当接させるようにしてもよい。
【0030】
また、図5(a)に示すように、例えば固定位置拘束部材131に円錐状の芯出し突起135を突設する一方、回転伝達軸122の一端に前記芯出し突起135の高さよりも浅い円錐状の芯出し凹部136を形成し、前記芯出し突起135の先端を芯出し凹部136の中心底部に点接触させるようにしてもよい。
更に、図5(b)に示すように、例えば固定位置拘束部材131に半球状の芯出し突起133を突設する一方、回転伝達軸122の一端に前記芯出し突起135の高さよりも浅い円錐状の芯出し凹部136を形成し、芯出し突起133の中心部回りの同心円部を芯出し凹部136に均等支持させるようにしてもよい。
更にまた、図5(c)に示すように、回転伝達軸122の一端に当該回転伝達軸の径寸法よりも小さい径の円錐状の芯出し凹部137を形成し、この芯出し凹部137と固定位置拘束部材131の平面部との間に微小な球体138を介装し、回転伝達軸122の軸方向に沿う球体138の中心軸部回りの同心円部を芯出し凹部137に均等支持させるようにしてもよい。
特に、図5(b)(c)の態様は線接触になるため、磨耗の程度が点接触の態様に比べて少なく抑えられる点で好ましい。但し、点接触の方が精度が良い。
【0031】
次に、本実施の形態に係る感光体ドラムの駆動システム及びカラー画像形成装置の作動について説明する。
本実施の形態において、感光体ドラムの駆動システムは以下のように作動する。
図3において、図示外のスタートスイッチをオン操作すると、駆動モータ120が回転し、カップリング121を介して回転伝達軸122に駆動力が伝達され、回転伝達軸122に同軸に設けられているウォームギア125が回転すると共に、これに噛合するウォームホイール126が回転し、各画像形成ユニット22(22a〜22d)の各感光体ドラム31が駆動せしめられる。
このように駆動された感光体ドラム31上には各色成分トナー像が形成される一方、搬送ベルト80上には記録材(図示せず)が静電吸着された状態で搬送され、各画像形成ユニット22(22a〜22d)の感光体ドラム31上の各色成分トナー像が記録材に順次重ね転写され、定着装置64を経た後に収容トレイ67へと排出される。
【0032】
このような動作過程において、回転伝達軸(ウォーム軸)122の軸方向位置変動量を調べたところ、図6に示すように、2〜3μm程度に抑えられ、画像むらが目視確認(検出)されない程度までウォーム軸122の回転に起因する感光体ドラム31の速度変動が抑えられることが理解される。
この点、本実施の形態で用いた芯出し位置拘束機構130を用いずに、軸受部材123,124としていずれにもラジアルベアリング(JIS5級の精度のもの)を用いた比較の形態1及び軸受部材123,124としていずれにもスラストベアリング(JIS5級の精度のもの)を用いた比較の形態2に対し、図6に示すように、夫々ウォーム軸122の軸方向位置変動量を調べたところ、比較の形態1(ラジアルベアリング使用)にあっては、12μm程度、比較の形態2(スラストベアリング使用)にあっては、8μm程度のウォーム軸122の位置変動が発生し、これに伴って、ウォーム軸122の回転に起因する感光体ドラム31の速度変動が大きくなり、画像むらが生ずることが把握される。
よって、比較の形態1,2に比べて本実施の形態が優れていることが確認された。
【0033】
また、本実施の形態にあっては、軸受部材123,124の一方124にニードルベアリングを用いるようにしたので、両方の軸受部材123,124にラジアルベアリングを用いる態様に比べて、ウォーム軸122の軸方向の移動に対してレスポンスが良くなり、仮に、固定位置拘束部材131とウォーム軸122の一端との間の芯出し機構が磨耗したとしても、押圧スプリング140の付勢力によってウォーム軸122が固定位置拘束部材131側へ押圧付勢され、軸方向に沿ってスムースに移動することになり、固定位置拘束部材131とウォーム軸122の一端との間は芯出し機構を介して確実に接触配置された状態を保つ。
【0034】
◎実施の形態2
図7は本発明が適用された画像形成装置(感光体ドラム)の駆動システムの実施の形態2を示す。尚、実施の形態1と同様な構成要素については実施の形態1と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
本実施の形態で用いられる芯出し位置拘束機構130は、実施の形態1と同様に、回転伝達軸122の一端に対応した箇所に固定位置拘束部材(機械フレーム等の固定部材)131を設け、回転伝達軸122の一端には例えば半球状の芯出し突起132を突設し、この芯出し突起132の先端を固定位置拘束部材131に当接させるが、実施の形態1と異なり、駆動モータ120の駆動軸120aの一端を押圧スプリング141で押圧し、カップリング121を介して回転伝達軸122を矢印B方向に付勢するようにしたものである。
尚、芯出し機構については実施の形態1と同様に適宜選定できることは勿論であり、以下の実施の形態においても同様である。
【0035】
従って、本実施の形態においても、芯出し位置拘束機構130は、回転伝達軸122の回転動作を許容しながら、回転伝達軸122の両端位置を拘束することになるため、実施の形態1と同様に、回転伝達軸122の軸方向のガタは小さく抑えられ、感光体ドラム31の速度変動に伴う画像むらは有効に回避される。
特に、本実施の形態では、駆動モータ120の駆動軸120aの一端に芯出し機構としての例えば円錐状の芯出し突起139を突設し、これと押圧スプリング141とを当接させる構造が採用されているため、駆動モータ120の駆動軸120aの一端も芯出しされながら回転保持されることになり、実施の形態1に比べて、接触抵抗が少なくなる分、回転伝達軸122の回転動作がより安定する。
また、本実施の形態では、軸受部材123,124のいずれにもニードルベアリングを使用するようにしたので、回転伝達軸122の軸方向の移動に対するレスポンスが更に良くなり、仮に、固定位置拘束部材131と回転伝達軸122の一端との間の芯出し機構が磨耗したとしても、押圧スプリング141の付勢力により回転伝達軸122の一端は芯出し機構を介して固定位置拘束部材131に常時良好に接触配置される状態を保つ。
尚、本実施の形態においては、回転伝達軸122を押圧するのに押圧スプリング141の付勢力を利用するようにしているが、これに代えて、例えば駆動モータ120の磁力(駆動モータ120オンで付勢方向に電磁石による力を発生させる態様)を利用して回転伝達軸122を押圧付勢するようにしても差し支えない。
【0036】
◎実施の形態3
図8は本発明が適用された画像形成装置(感光体ドラム)の駆動システムの実施の形態3を示す。尚、実施の形態1と同様な構成要素については実施の形態1と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
同図において、本実施の形態に係る芯出し位置拘束機構130は、実施の形態1と同様に、回転伝達軸122の一端に対応した箇所に固定位置拘束部材(機械フレーム等の固定部材)131を設け、回転伝達軸122の一端には例えば半球状の芯出し突起132を突設し、この芯出し突起132の先端を固定位置拘束部材131に当接させるが、実施の形態1と異なり、カップリング121としては、半径方向にはガタがなく、軸方向に移動可能で回転伝達するものを用い、このカップリング121内に押圧スプリング142を組み込み、この押圧スプリング142にて回転伝達軸122を矢印B方向に付勢するようにしたものである。尚、本実施の形態では、軸受部材123,124のいずれにもニードルベアリングを使用する構成が採用されている。
【0037】
本実施の形態に係る芯出し位置拘束機構130によれば、実施の形態1,2と同様に、回転伝達軸122の軸方向のガタを小さく抑え、感光体ドラム31の速度変動に伴う画像むらを有効に回避することができるほか、押圧スプリング142をカップリング121内に組み込むようにしているため、押圧スプリング142の設置スペースを確保する必要がない。
【0038】
◎実施の形態4
図9は本発明が適用された画像形成装置(感光体ドラム)の駆動システムの実施の形態4を示す。尚、実施の形態3と同様な構成要素については実施の形態3と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
同図において、本実施の形態に係る芯出し位置拘束機構130は、実施の形態3と略同様であるが、実施の形態3と異なり、カップリング121の代わりに、フレキシブルカップリング143を用い、このフレキシブルカップリング143の弾性力を利用し、回転伝達軸122を矢印B方向に付勢するようにしたものである。
【0039】
本実施の形態に係る芯出し位置拘束機構130によれば、実施の形態1,2と同様に、回転伝達軸122の軸方向のガタを小さく抑え、感光体ドラム31の速度変動に伴う画像むらを有効に回避することができるほか、フレキシブルカップリング143で連結部材と押圧部材とを兼用することが可能になる分、部品点数の低減を図ることができる。
【0040】
◎実施の形態5
図10は本発明が適用された画像形成装置(感光体ドラム)の駆動システムの実施の形態5を示す。尚、実施の形態2と同様な構成要素については実施の形態3と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
同図において、本実施の形態に係る駆動システムは、実施の形態2と略同様であるが、実施の形態2と異なり、駆動モータ120の駆動軸120aと回転伝達軸(ウォーム軸)122とを一体的に形成したものである。
従って、回転伝達軸122と駆動モータ120の駆動軸120aとの間をカップリング121で駆動連結した態様にあっては、回転伝達軸122と駆動軸120aとの間に取り付け誤差が必然的に存在するが、本実施の形態にあっては、両者間の取り付け誤差成分がなくなる分、回転伝達軸122の振れや振動による感光体ドラム31の速度変動は有効に抑制される。
【0041】
◎実施の形態6
図11は本発明が適用された画像形成装置(感光体ドラム)の駆動システムの実施の形態6を示す。尚、実施の形態5と同様な構成要素については実施の形態5と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
同図において、本実施の形態に係る駆動システムは、実施の形態5と略同様であるが、実施の形態5と異なり、駆動モータ120の駆動軸120aが一体形成された回転伝達軸(ウォーム軸)122の両端を一対の軸受部材151,152(本例ではいずれもニードルベアリングを使用)で回転自在に支承したものである。
従って、実施の形態5にあっては、軸受部材123,124の他に、駆動モータ120内に一対の軸受部材120b,120cを具備しているため、4つの軸受部材と回転伝達軸122との間で回転変動や振動が発生することになるが、本実施の形態では、軸受部材151,152が二つだけになるため、その分、軸受部材と軸との間で発生する回転変動や振動が少なく抑えられる。
【0042】
◎実施の形態7
図12は本発明が適用された画像形成装置(感光体ドラム)の駆動システムの実施の形態7を示す。尚、実施の形態6と同様な構成要素については実施の形態6と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
同図において、本実施の形態に係る駆動システムは、実施の形態6と略同様であるが、実施の形態6と異なり、回転伝達軸(ウォーム軸)122とウォームギア125(125a〜125d)とを一体に形成したものである。
従って、回転伝達軸122とウォームギア125とが別体である態様にあっては、回転伝達軸122にウォームギア125を取り付ける際の穴の公差や傾きによりウォームギア125の回転に振れが生じ、この振れ量に応じて、ウォームギア125とウォームホイール126との噛み合い位置が動き、バックラッシュが変動するため、噛み合い周期による感光体ドラム31の速度変動が発生する懸念がある。
ところが、本実施の形態にあっては、ウォームギア125取り付け誤差成分が存在しないため、ウォームギア125の取り付け誤差に伴う感光体ドラム31の速度変動は有効に抑えられる。
【0043】
◎実施の形態8
図13は本発明が適用された画像形成装置(感光体ドラム)の駆動システムの実施の形態8を示す。尚、実施の形態6と同様な構成要素については実施の形態6と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
同図において、本実施の形態に係る駆動システムは、実施の形態6と略同様であるが、実施の形態6と異なり、回転伝達軸(ウォーム軸)122の一対の軸受部材151,152の一方を駆動モータ120内に設け、軸受部材151の独自の設置スペースを省略するようにしたものである。
【0044】
◎実施の形態9
図14は適用された画像形成装置(感光体ドラム)の駆動システムの実施の形態9を示す。尚、実施の形態6と同様な構成要素については実施の形態6と同様な符号を付してここではその詳細な説明を省略する。
同図において、本実施の形態に係る駆動システムは、実施の形態6と略同様であるが、芯出し位置拘束機構130の構成が実施の形態6と異なる。
すなわち、本実施の形態において、芯出し位置拘束機構130は、駆動モータ120の駆動軸120aが一体化された回転伝達軸122の両端に対応した箇所に夫々固定位置拘束部材131,161を設け、回転伝達軸122の両端に例えば半球状の芯出し突起132や円錐状の芯出し突起162を突設し、各芯出し突起132,162を夫々固定位置拘束部材131,161に当接させるようにしたものである。
従って、本実施の形態によれば、芯出し位置拘束機構130は、回転伝達軸122の両端を芯出ししながら回転自在に保持し、かつ、回転伝達軸122の両端位置を軸方向で拘束するため、回転伝達軸122の軸方向への移動を阻止する。
それゆえ、本実施の形態にあっても、回転伝達軸122の軸方向のガタを小さく抑え、感光体ドラム31の速度変動に伴う画像むらを有効に回避することができる。
【0045】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、複数の像担持体を並列配置した画像形成装置を前提とし、単一の駆動源からの駆動力をウォームギアを介して各像担持体へ伝達する際に、回転伝達軸の芯出し及び位置拘束のための芯出し位置拘束手段を工夫することにより回転伝達軸(ウォーム軸)自体の回転に起因する像担持体の速度変動を有効に抑えるようにしたので、像担持体の速度変動に伴う画像むらのない良好な画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】 (a)は本発明に係る画像形成装置の駆動システムの概要を示す説明図、(b)は本発明に関連する参考発明に係る画像形成装置の駆動システムの概要を示す説明図である。
【図2】 実施の形態1に係るカラー画像形成装置の概要を示す説明図である。
【図3】 実施の形態1に係る画像形成装置の駆動システムを示す説明図である。
【図4】 (a)〜(d)は図3中のA部構造の具体例を夫々示す説明図である。
【図5】 (a)〜(c)は図3中のA部構造の他の具体例を夫々示す説明図である。
【図6】 実施の形態1に係る画像形成装置の駆動システム及び他の比較の形態におけるウォーム軸位置変動と感光体ドラム速度変動率との関係を示すグラフ図である。
【図7】 実施の形態2に係る画像形成装置の駆動システムを示す説明図である。
【図8】 実施の形態3に係る画像形成装置の駆動システムを示す説明図である。
【図9】 実施の形態4に係る画像形成装置の駆動システムを示す説明図である。
【図10】 実施の形態5に係る画像形成装置の駆動システムを示す説明図である。
【図11】 実施の形態6に係る画像形成装置の駆動システムを示す説明図である。
【図12】 実施の形態7に係る画像形成装置の駆動システムを示す説明図である。
【図13】 実施の形態8に係る画像形成装置の駆動システムを示す説明図である。
【図14】 実施の形態9に係る画像形成装置の駆動システムを示す説明図である。
【図15】 従来における画像形成装置の駆動システム(従来モデル)の一例を示す説明図である。
【図16】 従来モデルの感光体ドラムの速度変動率を示す説明図である。
【図17】 (a)は従来モデルにおいて、カップリングや軸受による振動がないときの感光体ドラムの速度変動率を示すグラフ図、(b)は従来モデルにおいて、カップリングや軸受による振動があるときの感光体ドラムの速度変動率を示すグラフ図である。
【図18】 従来モデルにおいて、ウォーム軸取り付け誤差によるバックラッシュ量と感光体ドラムの速度変動率との関係を示すグラフ図である。
【図19】 従来モデルにおいて、ウォームギアの振れとウォームホイールの移動量誤差との関係を示す説明図である。
【符号の説明】
1(1a〜1d)…像担持体,2…駆動源,3…軸受部材,4…回転伝達軸(ウォーム軸),5(5a〜5d)…ウォームギア,6(6a〜6d)…ウォームホイール,7…芯出し位置拘束手段,7a…固定位置拘束部材,7b…芯出し機構,7c…押圧部材
Claims (5)
- 複数の像担持体が並列配置される画像形成装置において、
単一の駆動源と、
この単一の駆動源に駆動連結され且つ軸受部材にて回転支承される回転伝達軸と、
前記複数の像担持体に対応して前記回転伝達軸に同軸に設けられる複数のウォームギアと、
複数の像担持体の回転軸に固定され且つ各ウォームギアに噛合するウォームホイールと、
前記軸受部材とは別に前記回転伝達軸の軸方向両端に設けられ、前記回転伝達軸の両端若しくは一端が芯出しされながら回転自在に保持され且つ回転伝達軸の両端位置が軸方向に対して拘束される芯出し位置拘束手段とを備え、
前記芯出し位置拘束手段は、少なくとも前記回転伝達軸の一端に固定位置拘束部材を固定設置すると共に、この固定位置拘束部材と回転伝達軸との間に芯出し機構を設け、この芯出し機構を介して回転伝達軸一端と固定位置拘束部材とが常時接触配置されるように回転伝達軸を押圧付勢することを特徴とする画像形成装置の駆動システム。 - 請求項1記載の画像形成装置の駆動システムにおいて、
芯出し位置拘束手段は、前記回転伝達軸の一端に固定位置拘束部材を固定設置すると共に、この固定位置拘束部材と回転伝達軸との間に芯出し機構を設ける一方、回転伝達軸を押圧部材にて押圧することで、回転伝達軸一端と固定位置拘束部材とを芯出し機構を介して常時接触配置することを特徴とする画像形成装置の駆動システム。 - 請求項1記載の画像形成装置の駆動システムにおいて、
芯出し位置拘束手段は、前記回転伝達軸の両端に固定位置拘束部材を固定設置し、この固定位置拘束部材及び回転伝達軸の端部間に芯出し機構を設けたことを特徴とする画像形成装置の駆動システム。 - 請求項2又は3記載の画像形成装置の駆動システムにおいて、
芯出し機構は、固定位置拘束部材に対し回転伝達軸一端の中心部を点接触させるものであることを特徴とする画像形成装置の駆動システム。 - 請求項2又は3記載の画像形成装置の駆動システムにおいて、
芯出し機構は、固定位置拘束部材に対し回転伝達軸一端の中心部回りの同心円部を均等支持させるものであることを特徴とする画像形成装置の駆動システム。
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