JP4333402B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置における像担持体の回転ムラを防止する技術や、カラー画像形成装置において、複数の像担持体に形成された各色のトナー画像を、中間転写体などの被転写媒体へ転写する際の色ズレを防止する技術に関する。 The present invention relates to a technique for preventing rotation unevenness of an image carrier in an image forming apparatus or a color toner image formed on a plurality of image carriers in a color image forming apparatus to a transfer medium such as an intermediate transfer body. The present invention relates to a technique for preventing color misregistration during transfer.
カラー画像形成装置は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各原色ごとの像担持体を有し、各像担持体で各色のトナー画像を形成し、これを中間転写体に重ね、4色の重なったトナー画像を転写紙に転写してカラー画像を形成している。 The color image forming apparatus has an image carrier for each primary color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), and forms a toner image of each color with each image carrier. This is superimposed on an intermediate transfer member, and a toner image with four colors superimposed is transferred onto transfer paper to form a color image.
各像担持体は、それぞれが、帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置等を備えた画像形成部を構成しており、各色の画像形成部と、中間転写体とが一体になってプロセスカートリッジを構成している。このプロセスカートリッジは、画像形成装置本体から引き出し可能であり、各像担持体ユニットや現像装置などはプロセスカートリッジを引き出した状態でプロセスカートリッジに対して着脱できる構成となっている。 Each image carrier constitutes an image forming unit having a charging device, a developing device, a transfer device, a cleaning device, etc., and the image forming unit for each color and the intermediate transfer member are integrated into a process. The cartridge is configured. This process cartridge can be pulled out from the main body of the image forming apparatus, and each image carrier unit and developing device can be attached to and detached from the process cartridge while the process cartridge is pulled out.
各色の画像形成部で形成された各色のトナー画像は、回動する中間転写体上に転写装置により順次転写され、合成されたカラー画像が形成される。色ズレのないカラー画像を作るには、前のトナー画像に一致させて次のトナー画像を重ねる必要がある。 The toner images of the respective colors formed by the image forming portions of the respective colors are sequentially transferred onto a rotating intermediate transfer body by a transfer device, and a combined color image is formed. In order to create a color image without color misregistration, it is necessary to superimpose the next toner image on the previous toner image.
このような目的からトナー画像を転写しているときの像担持体と中間転写体等の被転写媒体の線速度は、高精度に一致している必要がある。両者の線速度に差ができると、色ズレや画像ズレの原因となるからである。 For this purpose, the linear velocities of the transfer medium such as the image carrier and the intermediate transfer member when transferring the toner image need to match with high accuracy. This is because a difference in linear velocity between the two causes a color shift or an image shift.
各像担持体の駆動は、像担持体ごとに設けられた駆動装置による。駆動装置は、メインモータから複数の歯車を介して減速された回転を回転軸に伝達する。回転軸は円筒形の像担持体を挿抜自在に貫通して、反対側の軸受で支持され、像担持体を回転する。 Each image carrier is driven by a driving device provided for each image carrier. The driving device transmits the rotation reduced from the main motor through the plurality of gears to the rotating shaft. The rotating shaft penetrates through the cylindrical image carrier so as to be freely inserted and removed, and is supported by a bearing on the opposite side to rotate the image carrier.
像担持体は、前述したようにメインモータからの回転を複数の歯車からなる歯車列を介して受けることから、各歯車の全ての精度が要求され、各歯車の累積された公差の影響から、わずかではあるが、回転ムラを起こしている。一方、中間転写体も、同様の駆動手段から駆動されるので、回転ムラがある。そのため、像担持体と中間転写体の線速を一致させても、回転ムラが起こると、そのときの画像にブレが生じる。 Since the image carrier receives the rotation from the main motor through the gear train composed of a plurality of gears as described above, all the accuracy of each gear is required, and from the influence of the accumulated tolerance of each gear, Although it is slight, uneven rotation occurs. On the other hand, since the intermediate transfer member is also driven by the same driving means, there is rotation unevenness. Therefore, even if the linear speeds of the image carrier and the intermediate transfer body are matched, if uneven rotation occurs, the image at that time is blurred.
これに対し、特許文献1(特開2000−112194号)では、回転軸から像担持体への回転の伝達を、嵌合部材を介して連設された1個の大歯車を直接連結させるとともに、大歯車の軸受を嵌合部材の嵌合部がはまりこむカップリング形状としている。このような構成によって、メインモータから像担持体までは1個の大歯車で減速するようになり、歯車の数を減らして累積公差の影響を減少させ、回転ムラを改善できるとしている。 On the other hand, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-112194), transmission of rotation from the rotation shaft to the image carrier is directly connected to one large gear connected via a fitting member. The large gear bearing has a coupling shape in which the fitting portion of the fitting member is fitted. With such a configuration, the main motor to the image carrier are decelerated by one large gear, and the influence of cumulative tolerance can be reduced by reducing the number of gears, thereby improving rotation unevenness.
しかしながら、回転ムラは改善できるが、0になる訳ではない。また、カラー画像形成装置では、中間転写体も回転ムラがあるので、前記の構成では、中間転写体に転写中に生じる回転ムラを防止することはできない。
本発明は、前記の事実から考えられたもので、像担持体を有する画像形成装置において、像担持体の回転ムラを減少したり、中間転写体等の被転写媒体とほぼ同一の線速を保持できる画像形成装置を提供することを目的としている。 The present invention has been conceived from the above facts. In an image forming apparatus having an image carrier, the rotational unevenness of the image carrier is reduced, or the linear velocity is almost the same as that of a transfer medium such as an intermediate transfer member. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that can hold the image forming apparatus.
前記の目的を達成するために本願の第1の発明による画像形成装置は、駆動手段の回転を像担持体に伝達してトナー像を被転写媒体へ転写する画像形成装置において、前記駆動手段と像担持体とがカップリングにより接続され、該カップリングの接続部に遊びを有し、前記カップリングが像担持体側カップリングと、駆動手段側カップリングとから構成され、少なくとも一方のカップリングが中空円筒部を有し、該中空円筒部に回転軸が遊嵌し、前記回転軸が遊嵌するカップリングが、回転軸と回転方向には遊びがない状態で係合し、一方のカップリングに回転軸の軸方向に延びる複数の凸部が形成され、他方のカップリングに複数の凹部が形成され、前記遊びを有するように前記凸部が前記凹部に遊嵌し、一方のカップリングから他方のカップリングへ回転を伝達するとき、前記複数の凸部と凹部とが前記回転軸の回転方向の2個所以上で同時に当接するようにしたことを特徴としている。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to a first invention of the present application is an image forming apparatus for transferring rotation of a driving unit to an image carrier to transfer a toner image onto a transfer medium. image and carrier are connected by couplings, have a play in the connection portion of the coupling, said coupling image carrier-side coupling is constituted by a drive means side coupling, at least one of the coupling A hollow cylindrical portion having a rotary shaft loosely fitted in the hollow cylindrical portion, and a coupling in which the rotary shaft loosely engages with the rotary shaft in a state where there is no play in the rotational direction; A plurality of convex portions extending in the axial direction of the rotation shaft are formed, a plurality of concave portions are formed in the other coupling, and the convex portions are loosely fitted into the concave portions so as to have the play, and from the one coupling The other When transmitting the rotation to the pulling, is characterized in that said a plurality of projections and recesses is into contact simultaneously with two or more positions in the rotational direction of the rotary shaft.
本願の第2の発明による画像形成装置は、駆動手段の回転を像担持体に伝達してトナー像を被転写媒体へ転写する画像形成装置において、前記駆動手段と像担持体とがカップリングにより接続され、該カップリングの接続部に遊びを有し、前記カップリングが像担持体側カップリングと、駆動手段側カップリングとから構成され、少なくとも一方のカップリングが中空円筒部を有し、該中空円筒部に回転軸が遊嵌し、前記回転軸が遊嵌するカップリングに回転軸の軸方向に延びる複数の凸部が形成され、他方のカップリングに複数の凹部が形成され、前記遊びを有するように前記凸部が前記凹部に遊嵌し、一方のカップリングから他方のカップリングへ回転を伝達するとき、前記複数の凸部と凹部とが前記回転軸の回転方向の2個所以上で同時に当接し、当接した個所の当接面の延長面内にカップリングの中心軸が含まれることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus in which rotation of a driving unit is transmitted to an image carrier to transfer a toner image onto a transfer medium. The driving unit and the image carrier are coupled by a coupling. The coupling has a play, and the coupling comprises an image carrier side coupling and a driving means side coupling, and at least one coupling has a hollow cylindrical portion, A rotary shaft is loosely fitted in the hollow cylindrical portion, and a plurality of convex portions extending in the axial direction of the rotary shaft are formed in the coupling in which the rotary shaft is loosely fitted, and a plurality of concave portions are formed in the other coupling, and the play When the convex part loosely fits in the concave part and transmits rotation from one coupling to the other coupling, the plurality of convex parts and the concave part are two or more places in the rotational direction of the rotating shaft. Same Contact, is characterized to include the central axis of the coupling to the extension plane of the abutment surface of the abutting points on.
本願の第3の発明による画像形成装置は、前記像担持体が複数あり、それぞれのトナー像を被転写媒体へ転写して重ね合わせることを特徴としている。 An image forming apparatus according to a third invention of the present application is characterized in that there are a plurality of the image carriers, and the respective toner images are transferred to a transfer medium and superimposed .
本願の第4の発明による画像形成装置は、前記一方のカップリングの中空円筒部の孔径をφD、前記回転軸の外径をφdとしたときに、複数の前記凸部と前記凹部の接触部の部品公差を積み上げた量よりも(φD−φd)が大きくなるように設定したことを特徴としている。 The image forming apparatus according to a fourth invention of this application, [phi] D the diameter of the hollow cylindrical portion of the coupling of the one, the outer diameter of the rotary shaft when the .phi.d, contact portions of the plurality of the protrusions recess It is characterized in that (φD−φd) is set to be larger than the accumulated amount of component tolerances.
本願の第5の発明による画像形成装置は、前記凸部が爪で、前記凹部が爪と爪との間の空間であることを特徴としている。 An image forming apparatus according to a fifth invention of the present application is characterized in that the convex portion is a nail and the concave portion is a space between the nail and the nail .
本願の第6の発明による画像形成装置は、前記双方のカップリングが中空円筒部を有し、両方の中空円筒部に共通する回転軸が貫通することを特徴としている。 An image forming apparatus according to a sixth invention of the present application is characterized in that both the couplings have hollow cylindrical portions, and a rotation shaft common to both hollow cylindrical portions penetrates .
〔作用〕
モータなどの回転を歯車列などを介して像担持体に伝達するとき、モータ等の駆動手段と像担持体とをカップリングで接続する。本願の第1の発明によれば、このカップリングに遊びがあるので、駆動軸と被駆動部材との間に偏心などの誤差が生じていても回転ムラを悪化させずにすむ。
[Action]
When the rotation of the motor or the like is transmitted to the image carrier through a gear train or the like, a driving unit such as a motor and the image carrier are connected by a coupling. According to the first invention of the present application, since there is play in this coupling, even if an error such as eccentricity occurs between the drive shaft and the driven member, it is not necessary to deteriorate the rotation unevenness.
カラー画像形成装置の場合、複数の像担持体を有し、各像担持体のトナー像を中間転写体等の被転写媒体に転写する。転写する際には、両者は密着して回転しているが、像担持体の駆動手段に回転ムラが発生したり、中間転写体側に回転ムラが発生することがある。このような場合でも、本願の第2の発明では、カップリングの遊びによって像担持体の回転ムラを小さく抑えられるので、像担持体は被転写媒体に追従することができ、像担持体と被転写媒体とはズレることなく同一の線速で回転し、画像のズレが生じない。 In the case of a color image forming apparatus, a plurality of image carriers are provided, and a toner image of each image carrier is transferred to a transfer medium such as an intermediate transfer member. At the time of transfer, both of them are rotating in close contact with each other. However, uneven rotation may occur in the driving means of the image carrier, or uneven rotation may occur on the intermediate transfer member side. Even in such a case, in the second invention of the present application, since the rotation unevenness of the image carrier can be suppressed to be small by the play of the coupling, the image carrier can follow the transfer medium. The image is rotated at the same linear speed without shifting from the transfer medium, and no image shift occurs.
係止部と被係止部とが遊嵌していると、一方のカップリングから他方のカップリングへ回転を伝達するとき、前記複数の係止部と被係止部は、少なくとも1個所では接触できるが、2個所で接触するのは部品の製造精度や位置精度等から困難である。一方、像担持体はクリーニングブレードや自重などによって、回転中心は回転軸やカップリングの中心とは異なっている。そのため、1個所でしか接触しないと、回転の中心位置が変化して回転ムラを大きくしてしまう。これに対し本願の第3の発明では、係止部と被係止部との遊嵌に加えて回転軸とカップリングとが遊嵌しているので、係止部と被係止部とは2個所以上で同時に当接することができ、回転の中心位置が変化せず、回転ムラを吸収することができる。 When the locking portion and the locked portion are loosely fitted, when the rotation is transmitted from one coupling to the other coupling, the plurality of locking portions and the locked portion are at least at one place. Although it is possible to make contact, it is difficult to make contact at two locations because of the manufacturing accuracy and position accuracy of the parts. On the other hand, the rotation center of the image carrier is different from the rotation axis and the center of the coupling due to the cleaning blade and its own weight. Therefore, if the contact is made only at one place, the center position of the rotation changes and the rotation unevenness is increased. On the other hand, in the third invention of the present application, in addition to the loose fitting of the locking portion and the locked portion, the rotating shaft and the coupling are loosely fitted. It is possible to make contact at two or more locations at the same time, the rotation center position does not change, and rotation unevenness can be absorbed.
本願の第4の発明では、複数の係止部と被係止部の部品公差を積み上げた量よりも、中空円筒部内径φDと回転軸外径φdの差(φD−φd)を大きくすることによって、係止部と被係止部とは2個所以上で同時に当接することができ、回転の中心位置が変化せず、回転ムラを吸収することができる。 In the fourth invention of the present application, the difference (φD−φd) between the hollow cylindrical portion inner diameter φD and the rotation shaft outer diameter φd is made larger than the amount of accumulated component tolerances of the plurality of locking portions and the locked portions. Thus, the locking portion and the locked portion can be simultaneously brought into contact with each other at two or more locations, the rotation center position does not change, and rotation unevenness can be absorbed.
本願の第5の発明では、回転軸にピンをその両端が突出するように貫通して取り付け、ピンの両端をカップリングの長孔に挿通している。ピンの径は長孔の幅より小さくて、ピンと長孔との間には隙間ができるようになっている。カップリングと回転軸との間に相対的な回転を加えたとき、ピンの両端は長孔内をそれぞれ反対方向に移動する。このとき、ピンと長孔との間の隙間に加えて回転軸と中空円筒部との隙間があるので、ピンの両端部は同時に長孔の側面に当接することができ、回転中心が移動しない。したがって、回転ムラを減少させることができる。 In the fifth invention of the present application, the pin is attached to the rotating shaft so that both ends thereof protrude, and both ends of the pin are inserted through the elongated holes of the coupling. The diameter of the pin is smaller than the width of the long hole, so that a gap is formed between the pin and the long hole. When relative rotation is applied between the coupling and the rotating shaft, both ends of the pin move in opposite directions in the slot. At this time, since there is a gap between the rotation shaft and the hollow cylindrical portion in addition to the gap between the pin and the long hole, both end portions of the pin can simultaneously contact the side surface of the long hole, and the rotation center does not move. Therefore, rotation unevenness can be reduced.
本願の第6の発明では、前記一方のカップリングの中空円筒部の内径をφD、前記回転軸の外径をφdとしたときに、2カ所の前記ピンと前記回転軸の接触部の部品公差を積み上げた量よりも(φD−φd)が大きくなるように設定したことによって、ピンと回転軸の接触部とは2個所以上で同時に当接することができ、回転の中心位置が変化せず、回転ムラを吸収することができる。 In the sixth invention of the present application, when the inner diameter of the hollow cylindrical portion of the one coupling is φD and the outer diameter of the rotating shaft is φd, the component tolerance of the contact portion between the two pins and the rotating shaft is determined. By setting (φD−φd) to be larger than the accumulated amount, the pin and the contact portion of the rotating shaft can be in contact with each other at two or more locations at the same time. Can be absorbed.
本願の第7の発明では、回転軸と回転軸が遊嵌しているカップリングとは回転方向には遊びが無い。一方のカップリングに形成された複数の凸部を、他方のカップリングに形成された複数の凹部に遊嵌させカップリングを結合させる。凸部と凹部との隙間と、中空円筒部と回転軸との間の隙間とによって、凸部と凹部とは2個所以上で同時に接触でき、回転中心を移動させることがなくなる。したがって、回転ムラを減少させることができる。 In the seventh invention of the present application, there is no play in the rotating direction between the rotating shaft and the coupling in which the rotating shaft is loosely fitted. The plurality of convex portions formed on one coupling are loosely fitted into the plurality of concave portions formed on the other coupling to couple the coupling. Due to the gap between the convex portion and the concave portion and the gap between the hollow cylindrical portion and the rotation shaft, the convex portion and the concave portion can be simultaneously contacted at two or more places, and the rotation center is not moved. Therefore, rotation unevenness can be reduced.
本願の第8の発明では、凸部が凹部に遊嵌し、一方のカップリングから他方のカップリングへ回転を伝達するとき、前記複数の凸部と凹部とが2個所以上で同時に当接し、当接した個所の当接面の延長面内にカップリングの中心軸が含まれるようにしたので、カップリング間で回転方向の力を安定して効率よく伝達することができ、さらに回転ムラを減少させることができる。 In the eighth invention of the present application, when the convex portion loosely fits in the concave portion and transmits rotation from one coupling to the other coupling, the plurality of convex portions and the concave portion are simultaneously in contact at two or more locations, Since the center axis of the coupling is included in the extended surface of the contact surface at the contact point, the force in the rotational direction can be stably and efficiently transmitted between the couplings, and rotation unevenness is further reduced. Can be reduced.
本願の第9の発明では、前記一方のカップリングの中空円筒部の内径をφD、前記回転軸の外径をφdとしたときに、複数の前記凸部と前記凹部の接触部の部品公差の積み上げた量よりも(φD−φd)が大きくなるように設定したことによって、凸部と凹部とは2個所以上で同時に当接することができ、回転の中心位置が変化せず、回転ムラを吸収することができる。 In the ninth invention of the present application, when the inner diameter of the hollow cylindrical portion of the one coupling is φD and the outer diameter of the rotating shaft is φd, the component tolerance of the contact portions of the plurality of convex portions and the concave portions is reduced. By setting (φD-φd) to be larger than the accumulated amount, the convex part and the concave part can be in contact with each other at two or more locations at the same time, the rotation center position does not change, and rotational irregularities are absorbed. can do.
本願の第10の発明によれば、両方のカップリングに同じ形状の爪を形成することで、凸部と凹部を形成できるので、構成が簡単になる。 According to the tenth invention of the present application, since the convex portion and the concave portion can be formed by forming the claw having the same shape in both couplings, the configuration is simplified.
本願の第11の発明では、像担持体側カップリングと駆動手段側カップリングとが一本の回転軸で連結されるので、カップリングの連結が安定する。 In the eleventh aspect of the present invention, since the image carrier side coupling and the driving means side coupling are coupled by a single rotating shaft, coupling coupling is stable.
本発明は、像担持体に駆動手段の回転を伝達する画像形成装置において、駆動手段と像担持体をカップリングにより接続し、該カップリングの接続部に遊びを有する構成としたので、像担持体の回転ムラが減少するので、カラー画像形成装置では、色ズレのない画像を得ることができる。また、モノクロの画像形成装置の場合、像担持体の回転ムラが減少するので、歪みの少ない画像を得ることができる。 According to the present invention, in the image forming apparatus that transmits the rotation of the driving unit to the image carrier, the driving unit and the image carrier are connected by a coupling, and play is provided at a connection portion of the coupling. Since the rotation irregularity of the body is reduced, the color image forming apparatus can obtain an image having no color misregistration. Further, in the case of a monochrome image forming apparatus, the rotation unevenness of the image carrier is reduced, so that an image with little distortion can be obtained.
以下に本発明の実施例を図面によって説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置を示す図である。図1に示すカラー画像形成装置は、タンデム型カラー画像形成装置と称せられるもので、原稿自動搬送手段30、画像読取装置60、画像書込装置3Y,3M,3C,3K、像担持体1Y,1M,1C,1K、帯電装置2Y,2M,2C,2K、現像装置4Y,4M,4C,4K、定着装置24、ベルト状の中間転写体6、給紙手段21A,21B,21C、搬送系22等を有する。
FIG. 1 is a diagram showing a color image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The color image forming apparatus shown in FIG. 1 is called a tandem type color image forming apparatus, and includes an
原稿自動搬送手段30は両面又は片面の原稿dを自動搬送する手段である。画像読取装置60は、移動式光学系により画像情報が読み取られる装置で、原稿載置台上から給送される多数枚の原稿dの内容を、3枚の可動ミラー60Cで反射し、集光レンズ60Bにより、CCDからなる撮像素子60Aに結像して読み取る。
The automatic
イエロー色の画像を形成する画像形成部10Yは、像形成体としての像担持体1Yの周囲に配置された帯電装置2Y、画像書込装置3Y、現像装置4Y及びクリーニング装置8Yを有する。マゼンタ色の画像を形成する画像形成部10Mは、像形成体としての像担持体1M、帯電装置2M、画像書込装置3M、現像装置4M及びクリーニング装置8Mを有する。シアン色の画像を形成する画像形成部10Cは、像形成体としての像担持体1C、帯電装置2C、画像書込装置3C、現像装置4C及びクリーニング装置8Cを有する。黒色画像を形成する画像形成部10Kは、像形成体としての像担持体1K、帯電装置2K、画像書込装置3K、現像装置4K及びクリーニング装置8Kを有する。帯電装置2Yと画像書込装置3Y、帯電装置2Mと画像書込装置3M、帯電装置2Cと画像書込装置3C及び帯電装置2Kと画像書込装置3Kとは、潜像形成手段を構成する。
The image forming unit 10Y that forms a yellow image includes a
中間転写体6は、無端状のベルトであり、複数のローラにより張架され、回動可能に支持されている。
The
撮像素子60A上に結像した画像情報の信号は、図示しない画像処理部に送られる。画像処理部は、アナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等を行った後、画像書込装置3Y,3M,3C,3Kに各色ごとの信号を送る。
A signal of image information formed on the
画像書込装置3Y,3M,3C,3Kでは、レーザ光源としての半導体レーザを用い、半導体レーザが出射した光ビームはポリゴンミラーなどの光学要素により走査光ビームに形成されて被走査体としての像担持体1Y,1M,1C,1Kに入射し、各色の静電潜像を形成する。
In the
画像形成部10Y,10M,10C,10Kより形成された各色の画像は、回動する中間転写体6上に1次転写装置としての転写装置7Y,7M,7C,7Kにより逐次転写されて(1次転写)、合成されたカラー画像が形成される。給紙カセット20A,20B,20C内に収容された記録紙Pは、給紙手段21A,21B,21Cにより給紙され、搬送系22を経て、レジストローラ23でタイミングを合わせて2次転写装置としての転写装置7Aに搬送され、記録紙P上にカラー画像が転写される(2次転写)。カラー画像が転写された記録紙Pは、定着装置24により定着処理され、排紙ローラ25に挟持されて機外の排紙トレイ26上に載置される。
The respective color images formed by the
一方、転写装置7Aにより記録紙Pにカラー画像を転写した後、記録紙Pを分離した中間転写体6は、クリーニング装置8Aによりクリーニングされる。
On the other hand, after the color image is transferred to the recording paper P by the transfer device 7A, the
5Y,5M,5C,5Kは、現像装置4Y,4M,4C,4Kにそれぞれ新規トナーを補給するトナー補給手段である。
5Y, 5M, 5C, and 5K are toner replenishing units that replenish new toner to the developing
図2は、像担持体1(1Y,1M,1C,1Kの任意の1つを示すものとする)の駆動手段から、駆動手段側カップリングまでを示す斜視図である。図3は、図2の駆動手段側カップリング周辺部をやや角度を変えて見た分解斜視図である。駆動手段100は、内部に歯車列等が収容され、図示しないメインモータにより回転軸110に減速された回転を伝達する。
FIG. 2 is a perspective view showing from the driving means of the image carrier 1 (showing any one of 1Y, 1M, 1C, 1K) to the driving means side coupling. FIG. 3 is an exploded perspective view of the periphery of the driving means side coupling in FIG. 2 as seen from a slightly different angle. The
回転軸110には駆動手段側カップリング120が取り付けられている。駆動手段側カップリング120は、中空円筒部121の一端側に、凸部として2つの爪122,122が向き合うように形成され、これらの爪122と爪122との間に2つの凹部123,123が形成されている。また、本体部121には、軸方向に延びる長孔124が貫通形成されている。回転軸110には、長孔124と重なり合うように貫通孔111が穿設されている。回転軸110の先端から駆動手段側カップリング120を挿入し、長孔124と貫通孔111とを重ねる。次に貫通孔111にピン125を挿通するとピン125の両端は駆動手段側カップリング120の両側に突出する。ピン125の両端の溝125a,125aが本体部121の外周面とほぼ同じ高さになるようにして、溝125a,125aにEリング126,126を嵌めると、駆動手段側カップリング120が図2に示すように回転軸110に係止されることになる。
A driving means
回転軸110には、駆動手段側カップリング120を挿入する前に、コイルスプリング112を入れておき、駆動手段側カップリング120が像担持体側カップリング130と嵌合したとき、両カップリングの結合を保持するように付勢させる。
Before the drive means
図4は、駆動手段側カップリング120と像担持体側カップリング130とからなるカップリング150の嵌合前の状態を示す斜視図である。像担持体側カップリング130の構成が分かり易くなるように、回転軸110は仮想線で表している。
FIG. 4 is a perspective view illustrating a state before the
像担持体側カップリング130は、金属製で、円筒形状をした像担持体1の両端に嵌め込まれて一体になっており、駆動手段側カップリング120と相補する形状となっている。すなわち、像担持体側カップリング130には、凸部としての2つの爪132,132と、これらの間にできる2つの凹部133,133とがある。爪132,132は、駆動手段側カップリング120の凹部123,123に嵌合し、凹部133,133には、駆動手段側カップリング120の爪122,122が嵌合する。
The image
図5は、カップリング150が嵌合した状態の図で、(a)は両カップリングの爪122,132の位置での断面図、(b)はピン125の位置での断面図である。カップリング150を嵌合させるには、回転軸110を像担持体側カップリング130の中央の孔に挿通する。回転軸110は円筒形の像担持体1を貫通させる。次に、回転軸110又は像担持体1のいずれかを回転して駆動手段側カップリング120の爪122と像担持体側カップリング130の爪132とを位置合わせして押し込む。カップリング150が嵌合したら、像担持体1の反対側から突出した回転軸110の先端を、フレームに設けられた軸受(図示せず)に嵌合して軸支させる。コイルスプリング112の付勢力により駆動手段側カップリング120は長孔124に沿って軸方向に進退し、カップリング150は嵌合状態を保持することができる。
5A and 5B show a state in which the
従来のカップリングでは、双方のカップリングが嵌合した場合、爪122,132と凹部123,133の嵌合部、長孔124とピン125の嵌合部、回転軸110と両カップリング120,130の嵌合部の全てにおいて、隙間なく嵌合している。
In the conventional coupling, when both couplings are fitted, the fitting portions of the
これに対し、本発明では、カップリング150の嵌合に遊びがあることに特徴がある。すなわち、長孔124とピン125との嵌合と、駆動手段側カップリング120と回転軸110との嵌合とが遊嵌となっている。この遊嵌について、以下に詳細に説明する。
On the other hand, the present invention is characterized in that there is play in the fitting of the
図5(a)に示すように、駆動手段側カップリング120の爪122と像担持体側カップリング130の爪132とは隙間の無い状態で嵌合している。これは、通常のカップリングの嵌合状態と同じである。
As shown in FIG. 5A, the
これに対し、図5(a)及び(b)に示すように、駆動手段側カップリング120の孔径Dと回転軸の径dとの間には、D=d+2γの関係があり、半径(片側)γの隙間が設けられている。また、図5(b)に示すようにピン125と長孔124との間には、片側δの隙間が設けられている。本発明は、このようにカップリング150に隙間γとδを持たせ、遊嵌した状態にしたことに特徴がある。
In contrast, as shown in FIGS. 5A and 5B, there is a relationship of D = d + 2γ between the hole diameter D of the drive means
これらの隙間γ、δがあることで、駆動手段100から回転軸110に伝達される回転に歯車のピッチ誤差等種々の原因よって回転ムラが生じた場合でも、回転ムラを吸収することができる。以下にさらに詳細に説明する。
Due to the gaps γ and δ, even when rotation unevenness occurs due to various causes such as a gear pitch error in the rotation transmitted from the driving
図6(a)は、γ≒0の場合である。回転軸110と駆動手段側カップリング120との間の隙間はほぼ0ではあるが、相互に回転はできるものとする。図6(a)において、回転軸110が駆動手段側カップリング120に対して反時計方向に若干の角度回転したとき、ピン125と長孔124の位置や加工精度にばらつきがあって、一方の係止部であるピン125の上端は図の左側Aでは被係止部としての長孔124の側面と当接するが、他方の係止部であるピン125の下端は、左右両側が長孔124の両方の側面から離れた状態となっている。ここで位置や加工精度のばらつきなどの部品公差の積み上げで生じてしまった係止部の誤差をδ1とする。このように係止部と被係止部とが1個所しか当接しないと、回転中心がずれて回転ムラが大きくなる。カップリングのガタが小さいと、このような1点当たりが起き易くなる。
FIG. 6A shows the case where γ≈0. Although the clearance between the
像担持体1はクリーニングブレードや自重などによって、回転中心は回転軸110やカップリング150とは異なっている。ガタが小さいと、2個所ある伝達点のうち、片方しか使われないため、像担持体1の回転中心から回転中心が移動することが起こり、回転ムラが悪化する。
The center of rotation of the
これに対し、図6(b)では回転軸110と駆動手段側カップリング120との間に2δ<2γの条件を満たす径の差2γがあるので、回転軸110が駆動手段側カップリング120内で移動し、係止部としてのピン125の上端は被係止部としての長孔124の左側面Bに当接し、もう1つの係止部であるピン125の下端は長孔124の右側面B’に当接することができる。このように2つの係止部は同時に被係止部に当接することで、回転中心の移動を防止して回転ムラを小さく抑えることができる。ここに示すδは、図6(a)のδ1に対応して設定されるもので、δ1≦δとなっている。
On the other hand, in FIG. 6B, since there is a difference in diameter 2γ satisfying the condition of 2δ <2γ between the
図7は、別の実施例で、カップリングが嵌合した状態の爪の位置における断面図である。駆動手段側カップリング120の爪122と、像担持体側カップリング130の爪132とが、隙間2γを保って遊嵌している。図示は省略するが、ここでは、図5(b)に示すピン125と長孔124との隙間は0となっている。したがって、回転軸110の回転は全て駆動手段側カップリング120に伝達される。
FIG. 7 is a cross-sectional view at the position of the claw in a state where the coupling is fitted in another embodiment. The
図7(a)はγ=0の場合である。図7(a)において、駆動手段側カップリング120が像担持体側カップリング130に対して反時計方向に若干の角度回転したとき、爪122と爪132の位置や加工精度にばらつきがあって、一方の係止部である爪122の上側は図のBでは被係止部としての爪132と当接するが、他方の係止部である爪122の下側は爪132からは離れた状態になっている。ここで、位置や加工精度のばらつきで生じてしまった係止部の誤差をδ2とする。
FIG. 7A shows the case where γ = 0. In FIG. 7A, when the drive means
このように係止部と被係止部とが1カ所しか当接しないと、回転中心がずれて回転ムラが大きくなる。 In this way, if the locking portion and the locked portion are in contact with only one place, the rotation center is shifted and rotation unevenness is increased.
図7(b)は、回転軸110が駆動手段側カップリング120に対して反時計方向に若干回転した状態である。ピン125と長孔124との隙間は0なので、回転軸110の回転は駆動手段側カップリング120に直接伝達される。そして、爪122,122が爪132,132に当接する。この実施例では、回転軸110と駆動手段側カップリング120の中空円筒部121との間にδ2<2γの条件を満たす隙間2γがあるので、係止部としての爪122と被係止部としての爪132とは、CとC’の2個所で圧接することができる。また、爪122と爪132との間にはδ3の隙間を設けているが、このδ3は、図7(a)のδ2に対応して設定されるもので、δ2≦δ3となっている。
FIG. 7B shows a state in which the
本実施の形態では、爪122から爪132へ回転を伝達する時、図7(b)に示すように、爪122と爪132とが当接してできる当接面C及びC’の延長した面内に回転軸110のカップリング150の中心軸Oが含まれるように設計することが望ましい。図7(b)のように爪が180゜の間隔で2つで、当接面C及びC’が2個所であれば、当接面C及びC’とカップリングの中心軸Oとは同一平面m内に含まれることになる。爪が3個以上になった場合には、少なくともそのうちの2個所で当接し、各当接面の延長面内にカップリングの中心軸Oが含まれるように設計することになる。一般に、2個所の当接面が1平面内に含まれない場合には、各当接面の延長面内にカップリングの中心軸Oが含まれるように設計すればよい。このようにすることで、回転軸110の回転方向の力が、爪122から爪132へ安定した状態で効率よく伝達することができ、さらに回転ムラを減少させることができる。
In this embodiment, when the rotation is transmitted from the
像担持体1が中間転写体6等の被転写媒体と密着してトナー画像の転写を行っている際に、従来のカップリングでは遊びがないので、像担持体に回転ムラが発生し易くなり、転写中の像担持体1と中間転写体6との間にズレが生じ、画像不良の原因となっていた。
When the
モノクロの画像形成装置の場合は、カップリングに遊びがない場合、像担持体1に回転ムラを生じ、画像不良の原因となっていた。
In the case of a monochrome image forming apparatus, when there is no play in the coupling, the
これに対し、本発明では、前記隙間γの作用で像担持体1の回転ムラを抑えることができるので、像担持体1は中間転写体6と密着した状態を保持して同一の線速で回転することができるようになった。モノクロの場合には、像担持体1は一定の線速を保って回転することができるようになった。したがって、モノクロにおける画像不良や、カラー画像における色ズレを減少させることができた。
In contrast, in the present invention, since the rotation of the
また、前記のような遊びのある接続にすると、カップリング150の組立がやり易くなる。また、前記の実施例に示す駆動手段側カップリング120や像担持体側カップリング130の構成も簡単であり、製造コストも安価で、組み付けも容易である。
Further, when the connection with play as described above is used, the
前記の構成において、被転写媒体として中間転写体6を例示したが、転写紙でもよい。また、ピン125を回転軸110の貫通孔111に挿通し、ピン125と長孔124に嵌合させている構成と、爪122と爪132の噛み合わせを例示したが、これらの形態に限定されない。
In the above configuration, the
たとえば、前記貫通孔111とピン125に代わる係止部を回転軸110に設け、長孔124に代わる被係止部を駆動手段側カップリング120に設けて両者を遊嵌させる構成とすればよい。
For example, a locking portion that replaces the through-
係止部と被係止部とを、回転軸110と駆動手段側カップリング120の一方に形成した突起と、他方に形成した凹部とすることもできる。また、回転軸110は駆動手段側カップリング120と像担持体側カップリング130のいずれか一方にあればよく、双方を貫通する必要はない。
The locking portion and the locked portion may be a protrusion formed on one of the
本発明においては、カップリング150の接続部に遊びができ、2個所で接触できることが重要である。そのために前記実施例では、長孔124とピン125との嵌合と、駆動手段側カップリング120と回転軸110との嵌合の双方を遊嵌する構成としている。しかし、両方のうち、いずれか一方でもよい。また、図6(b)に示すピン125と長孔124との遊嵌構造と、図7に示す爪122と爪132の遊嵌構造とを合わせて用いてもよい。
In the present invention, it is important that the connecting portion of the
また、2γの値であるが、0.03〜0.5mmの範囲内が望ましく、さらに好ましくは、0.05〜0.4mmの範囲である。0.03mm未満であると、回転ムラの吸収が不足することがあり、0.5mmを越えると回転軸110の駆動に追従できなくなるからである。
Moreover, although it is a value of 2γ, it is preferably within a range of 0.03 to 0.5 mm, and more preferably within a range of 0.05 to 0.4 mm. This is because if it is less than 0.03 mm, absorption of rotation unevenness may be insufficient, and if it exceeds 0.5 mm, it becomes impossible to follow the driving of the
図8は、Y,M,C,Kの4色のうち、Y,M,Cの3色の像担持体に図5(a)と図7に示す2種類のカップリングを使用し、Kのみに従来のガタの無いカップリングを使用したときの位置ズレを示す線図である。隙間δ及びδ3は、共に50μmとした。ガタのあるカップリングを使用したY,M,Cの3色は、ほぼ一致して変化しており、各色間のズレは殆ど無い。すなわち、各像担持体1Y,1M,1Cは中間転写体6の回転に僅かな誤差内で追従できた。これに対し、1Kは中間転写体6の回転に追従できず、大きくズレた。
8 uses two types of couplings shown in FIGS. 5A and 7 for the image carrier of three colors Y, M, and C among four colors Y, M, C, and K. It is a diagram which shows a position shift when using the conventional coupling without backlash only. The gaps δ and δ3 were both 50 μm. The three colors of Y, M, and C using a loose coupling change almost coincident and there is almost no deviation between the colors. That is, the
図9は、Kの像担持体1Kのカップリングにも他の色と同じくガタの大きいカップリングを取り付けた場合である。Y,M,C,Kの4色が一致して中間転写体6の回転に追従できたことが分かる。
FIG. 9 shows a case where a coupling having a large backlash is attached to the coupling of the
図10(a)は、δ=50μmとした場合、2γの値の変化と最大色ズレ量との関係を示す線図で、(b)はδ3=50μmとした場合の線図である。いずれの場合も、2γが50μm未満では急激に色ズレが増加したが、50μm以上であれば320μmまで色ズレはほぼ0で一定であった。 FIG. 10A is a diagram showing the relationship between the change in the value of 2γ and the maximum color misregistration amount when δ = 50 μm, and FIG. 10B is a diagram when δ3 = 50 μm. In any case, when 2γ is less than 50 μm, the color shift increases abruptly, but when it is 50 μm or more, the color shift is almost zero up to 320 μm.
なお、前記実施例では、カップリング150の遊び機能を、駆動手段側カップリング120に持たせたが、像担持体側カップリング130に長孔124に対応する凹部を形成してもよい。しかし、加工が難しくなるので、実施例のように駆動手段側カップリングに120に形成する方が望ましいと言える。
In the above-described embodiment, the play function of the
1 像担持体
6 中間転写体(被転写媒体)
100 駆動手段
110 回転軸
111 貫通孔
120 駆動手段側カップリング
121 中空円筒部
122 爪(凸部)
123 凹部
124 長孔(被係止部)
125 ピン(係止部)
130 像担持体側カップリング
132 爪(凸部)
133 凹部
150 カップリング
1
DESCRIPTION OF
123
125 pin (locking part)
130 Image
133
Claims (6)
前記駆動手段と像担持体とがカップリングにより接続され、該カップリングの接続部に遊びを有し、
前記カップリングが像担持体側カップリングと、駆動手段側カップリングとから構成され、
少なくとも一方のカップリングが中空円筒部を有し、該中空円筒部に回転軸が遊嵌し、
前記回転軸が遊嵌するカップリングが、回転軸と回転方向には遊びがない状態で係合し、
一方のカップリングに回転軸の軸方向に延びる複数の凸部が形成され、
他方のカップリングに複数の凹部が形成され、
前記遊びを有するように前記凸部が前記凹部に遊嵌し、一方のカップリングから他方のカップリングへ回転を伝達するとき、前記複数の凸部と凹部とが前記回転軸の回転方向の2個所以上で同時に当接するようにしたことを特徴とする画像形成装置。 In the image forming apparatus for transferring the rotation of the driving means to the image carrier and transferring the toner image to the transfer medium,
The drive means and the image bearing member is connected by a coupling, we have a play in the connection portion of the coupling,
The coupling comprises an image carrier side coupling and a drive means side coupling;
At least one of the couplings has a hollow cylindrical portion, and the rotary shaft is loosely fitted in the hollow cylindrical portion,
The coupling in which the rotary shaft is loosely engaged is engaged with the rotary shaft in a state where there is no play in the rotational direction,
A plurality of convex portions extending in the axial direction of the rotation shaft are formed on one coupling,
A plurality of recesses are formed in the other coupling,
When the convex part loosely fits in the concave part so as to have the play and the rotation is transmitted from one coupling to the other coupling, the plurality of convex parts and the concave part are 2 in the rotational direction of the rotating shaft. An image forming apparatus characterized by being in contact at the same time at more than one location .
前記駆動手段と像担持体とがカップリングにより接続され、該カップリングの接続部に遊びを有し、
前記カップリングが像担持体側カップリングと、駆動手段側カップリングとから構成され、
少なくとも一方のカップリングが中空円筒部を有し、該中空円筒部に回転軸が遊嵌し、
前記回転軸が遊嵌するカップリングに回転軸の軸方向に延びる複数の凸部が形成され、
他方のカップリングに複数の凹部が形成され、
前記遊びを有するように前記凸部が前記凹部に遊嵌し、一方のカップリングから他方のカップリングへ回転を伝達するとき、前記複数の凸部と凹部とが前記回転軸の回転方向の2個所以上で同時に当接し、当接した個所の当接面の延長面内にカップリングの中心軸が含まれることを特徴とする画像形成装置。 In the image forming apparatus for transferring the rotation of the driving means to the image carrier and transferring the toner image to the transfer medium,
The driving means and the image carrier are connected by a coupling, and there is play in a connection portion of the coupling;
The coupling comprises an image carrier side coupling and a drive means side coupling;
At least one of the couplings has a hollow cylindrical portion, and the rotary shaft is loosely fitted in the hollow cylindrical portion,
A plurality of protrusions extending in the axial direction of the rotating shaft are formed in the coupling in which the rotating shaft is loosely fitted,
A plurality of recesses are formed in the other coupling,
When the convex part loosely fits in the concave part so as to have the play and the rotation is transmitted from one coupling to the other coupling, the plurality of convex parts and the concave part are 2 in the rotational direction of the rotating shaft. An image forming apparatus, wherein a central axis of a coupling is included in an extended surface of an abutting surface of the abutted portion at the same time at a portion or more .
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