JP4810186B2 - 画像形成装置、カラー画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置、カラー画像形成装置に関する。

今日、電子写真装置では、市場からの要求にともない、カラー複写機やカラープリンタなど、カラー画像出力のものが多くなってきている。

カラー電子写真装置には、１つの感光体のまわりに複数色の現像装置を備え、それらの現像装置でトナーを付着させて感光体上に合成トナー画像を形成し、そのトナー画像を転写してシートにカラー画像を記録する、いわゆる１ドラム型のものと、並設した複数の感光体にそれぞれ個別に現像装置を備え、各感光体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像を順次転写してシートに合成カラー画像を記録する、いわゆるタンデム型のものとがある。

１ドラム型とタンデム型とを比較すると、前者には、感光体が１つであるから、比較的小型化でき、コストも低減できる利点はあるものの、１つの感光体を用いて複数回（通常４回）の画像形成を繰り返してフルカラー画像を形成するから、画像形成の高速化には困難である。また後者は、並設した複数の感光体を備えるがために装置が大型化し、コスト高となる欠点はあるものの、画像形成の高速化が容易である利点がある。

最近では、フルカラーでのコピーやプリント等もモノクロ並みのスピード要求が望まれることから、タンデム型が注目されてきている。

タンデム型の電子写真装置には、各感光体上の画像を転写装置によりシート搬送ベルトで搬送するシートに順次転写する直接転写方式のものと、各感光体上の画像を１次転写装置によりいったん中間転写体に順次転写して後、その中間転写体上の画像を２次転写装置によりシートに一括転写する間接転写方式のものとがある。転写装置は転写搬送ベルトであるが、ローラ形状の方式もある。

いずれの方式でも、各色の画像を色ズレなく重ねて作像する機能を高めることが大きな課題であり、感光体や中間転写体等の作像デバイスを一定の速度で駆動するために様様な工夫がなされている。

一般的には駆動モータからギヤやプーリ等の減速機構を設けて作像デバイスを駆動する。この場合、減速機構の機械的変動により、作像デバイスを一定に一様に駆動するのが困難である。さらには振動が発生しやすく、画像劣化の原因となりやすい。

この課題への対応の一つとして、作像デバイスの駆動軸をモータの出力軸とダイレクトに繋ぐという方法が考えられる。

ここでさらに課題となるのが、ダイレクトに繋ぐ場合の繋ぎ方である。回転変動を増加させないために偏芯等が発生しない構成が必要である。一般的にエンコーダ等の連結には精密なカップリングが用いられるが、そのような部品はＯＡ機器等に用いるは高価で、採用が難しいからである。

また、前述のようなカップリングを用いた構成は、組み付ける際にネジ等が奥まった部分になるため着脱が困難になることがある。

特許文献１には、インクジェット装置の記録部キャリッジを主走査方向に往復移動させるための駆動力を与えるリードスクリュは、モータの駆動力により回転され、モータの出力軸はリードスクリュ軸に直結され、モータの出力軸を中空の軸で形成して、この中空部にリードスクリュ軸の一端部が嵌め込まれて固定されている例が開示されている。

特許文献２には、カラーＰＰＣの感光体を駆動するモータと感光体軸を同心を確保して締結する軸結合装置であり、片側は周方向に分割されたグリップ部を外側からテーパ部材で押さえつけて径方向に小さくして軸を把持する方式であり、もう片側はスリットが入って２分割された孔部に軸をいれて、両者をネジで閉めつける方式が開示されている。

特許文献３には、感光体をダイレクトドライブするドラム駆動連結装置であり、何れか一方は嵌合穴であり、もう一方は軸で形成し、何れか一方をスライドさせると、両者に設置されたフランジ部が磁力によって結合させる構成で、モータ側は軸で、感光体側は孔形状になっているものが開示されている。

特許文献４には、軸と、軸を回転駆動する駆動デバイス（駆動源）からなる回転駆動装置であり、該軸の駆動デバイス側端部には、スラスト方向に任意の径のネジ穴（雌ねじ）を有する回転駆動装置が開示されている。

特許文献５には、回転軸の駆動デバイス側端部には、スラスト方向に端部から複数のスリットを有する例が開示されている。

特許文献６には、駆動デバイス（駆動軸）とフランジ部材の中心孔の嵌合部分は、駆動デバイス側がテーパ面に多数の歯を有したジョイントと、フランジ部材側がジョイントのテ−パ面に補完形状のテ−パ面が係合する技術が開示されている。
特開平07-068880号公報 特開2005-076777号公報 特開平04-127166号公報 特開2002-162866号公報 特開2001-083752号公報 特開2000-056658号公報

本発明の目的は、上述した従来の課題を解決し、安価で高画質な画像形成装置、カラー画像形成装置を提供することにある。

本発明の請求項１に係る画像形成装置は、感光体と、該感光体に潜像を作る光書込み装置と、前記感光体の潜像を可視化するための現像手段を有する画像形成装置において、
トナー画像を作像する前記感光体の駆動手段が、
前記感光体の軸と、該軸を回転駆動する駆動デバイスからなり、
前記駆動デバイスに雌穴部を設け、
前記軸を前記雌穴部に貫通させ、
前記軸の前記雌穴部を貫通する側の端部を前記駆動デバイスに固定してなり、
前記軸の前記雌穴部を貫通する側の端部に、該軸のスラスト方向に設けられかつネジ部を有しないテーパ状の円錐穴を有し、
該円錐穴の周りに複数のスリットを前記軸のスラスト方向に沿って複数設けてなる、
ことを特徴とする。

同請求項２に係るものは、請求項１記載の画像形成装置において、前記ネジ部を有しないテーパ状の円錐穴が、前記軸の前記雌穴部を貫通する側の端部に設けられたネジ穴の端部に開口させて設けてあることを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項１または２記載の画像形成装置において、前記複数のスリットを、前記ネジ穴よりも前記軸のスラスト方向で長く設けてある、ことを特徴とする。

同請求項４に係るカラー画像作像装置は、感光体と、該感光体に潜像を作る光書込み装置と、前記感光体の潜像を可視化するための現像手段を有するカラー画像形成装置において、
トナー画像を作像する前記感光体の駆動手段が、
前記感光体の軸と、該軸を回転駆動する駆動デバイスからなり、
前記駆動デバイスに雌穴部を設け、
前記軸を前記雌穴部に貫通させ、
前記軸の前記雌穴部を貫通する側の端部を前記駆動デバイスに固定してなり、
前記軸の前記雌穴部を貫通する側の端部に、該軸のスラスト方向に設けられかつネジ部を有しないテーパ状の円錐穴を有し、
該円錐穴の周りには複数のスリットを前記軸のスラスト方向に沿って複数設けてある、
ことを特徴とする。

同請求項５に係るものは、請求項４記載のカラー画像形成装置において、
前記ネジ部を有しないテーパ状の円錐穴が、前記軸の前記雌穴部を貫通する側の端部に設けられたネジ穴の端部に開口させて設けてあることを特徴とする。

同請求項６に係る画像形成装置は請求項４または５記載のカラー画像形成装置において、前記複数のスリットを、前記ネジ穴よりも前記軸のスラスト方向で長く設けてあることを特徴とする。

同請求項７に係るカラー画像形成装置は、請求項４から６のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、前記スリットを、前記テーパ状の円錐穴の周りに４箇所設けてあることを特徴とする。

本発明においては、感光体の軸に対し、偏芯や振動が少なく正確に駆動伝達することが可能となる。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に係るタンデム型間接転写方式の電子写真装置の概略断面図である。本例は中間転写方式の例であるが、本発明はこの例のものには限定されない。

図中符号１００は複写装置本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は複写装置本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。複写装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体１０を備える。

中間転写体１０は、例えば、ベース層として伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層をつくり、その上に弾性層を設ける。弾性層は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどで形成する。この弾性層の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層で被うとよい。

そしてこの中間転写体１０は、図１に示すように、例えば３つの支持ローラ１４、１５、１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。図示の例では、３つのローラのうちで第２の支持ローラ１５の図中左に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設けてある。

また、３つのローラのうちで第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡されている中間転写体１０の部位上には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成手段１８を横に並べて配置してタンデム画像形成装置２０を構成してある。

このタンデム画像形成装置２０の上には、図１に示すように、さらに露光装置２１を設ける。その一方、中間転写体１０を挟んでタンデム画像形成装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示の例では、２つのローラ２３間に無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成してあり、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像をシートに転写するようになっている。

２次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設けてある。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成してある。

上述した２次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、２次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよい。ただし、そのような場合は、シート搬送機能を併せて備えることが難しくなり得る。

なお、図示の例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成装置２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備えている。

このカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットするか、または原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。

そして図示していないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿が搬送されてコンタクトガラス３２上へと移動した後に、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００が駆動され、第１走行体３３および第２走行体３４が走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射させて第２走行体３４へ向け、第２走行体３４のミラーで反射させて結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入射させ、原稿内容を読取る。

また図示していないスタートスイッチを押すと、これも図示していない駆動モータと駆動ローラで回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転させ、中間転写体１０の回転搬送を駆動する。同時に、個々の画像形成手段１８でその感光体４０を回転させて各感光体４０上にそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体１０上に合成カラー画像を形成する。

一方、図示していないスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つが選択されて回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転させて手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。

そして、中間転写体１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間にシートを送り込み、２次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。

画像を転写された後のシートは、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着させ、その後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で装置外へ排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録した後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上へ排出する。

一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後も中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置２０による再度の画像形成に備える。

レジストローラ４９は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。

次に、本発明の実施例１の詳細な構成、動作を図２、図３を参照して説明する。

図２は上述したような画像形成装置で用いる感光体に本発明を実施した一例であり、図３はその部分詳細図である。図中１は感光体ドラムであり、フランジ１ａ、１ｂを介して駆動軸２に位置決め固定される。

駆動軸２は２枚の側板３、４に軸受５を介して保持してある。片方の側板４にはブラケット６を介して駆動モータ７を設置する。駆動モータ７はボス部７ａで駆動軸２に対し位置決め連結してある。

図３に前述の位置決め連結方法の一例を詳細に示してある。すなわち駆動モータ７のボス部７ａには一方にソリッドな穴７ｂを開け、他方にはネジ穴７ｃを開ける。また駆動軸２には貫通穴２ａを開ける。ここに穴７ｂ側から貫通穴２ａを通してネジ穴７ｃにネジ８を捩じ込む。またボス部７ａにはスリット７ｄが切ってあり、ネジ８に締結トルクを掛けると、ボス部７ａはネジ８の頭とネジ穴７ｃによって圧縮され、するとスリット７ｄによって変形しやすいボス部７ａは内径が狭まり、駆動軸２とボス部７ａは圧着、一体化する。この状態で、駆動軸２と駆動モータ７との間には別部品が介在しないため、余計な偏芯やガタが生じない。

すなわち、回転する軸と、駆動デバイスの出力部との嵌合部分は、駆動デバイス側が雌穴形状で、被駆動軸を駆動デバイスの雌穴部に嵌合するため、軸に対し、偏芯や振動が少なく正確に駆動伝達する回転駆動装置が可能となる。そして、軸と駆動デバイスの嵌合部が回転駆動装置の非軸側に突出し、容易に嵌合の着脱が可能となる。すなわち、着脱が容易でありながら正確に駆動伝達する回転駆動装置が可能となる。

また、トナー画像等を作像する感光体において、本発明に係る回転駆動装置を用いると、偏芯や振動が少なく正確に感光体を回転駆動することができ、画像作像装置が可能となる。また着脱が容易でありながら正確に感光体を回転駆動することができる。

そして、画像形成装置、特に高画質なカラー画像形成装置に用いれば、偏芯や振動が少なく正確に感光体を回転駆動することができる画像作像装置の作用により、色ムラや位置ずれの少ない、高画質なカラー画像形成装置が実現できる。もちろん、回転駆動装置あるいは画像作像装置の着脱が容易でありながら正確に感光体を回転駆動することができるので、メンテナンス性や組み立て性がよく、色ムラや位置ずれの少ない、高画質なカラー画像形成装置となり得る。

図４から図６は本発明の実施例の要部を示し、図４は位置決め連結方法の具体的な概要図、図５は同斜視図、図６は連結部の詳細な断面図である。

駆動軸２の駆動モータ側端面にはネジ穴２ｂが開けてある。またネジ穴２ｂの周りにはスリット２ｃが複数箇所切ってある（図示の例では図５で良くわかるように４箇所）。この構成において、皿ネジ９をネジ穴２ｂに捩じ込んでいくと、ネジ穴２ｂの入り口に形成されたテーパ部２ｄに皿ネジ９の頭が圧接され、皿ネジ９のスラスト方向に加えて径方向にも応力が発生する。これに加え、駆動軸２は複数箇所開けられたスリット２ｃにより変形しやすくなっているため、前述の径方向の応力により外側に変形させられる。これにより、ボス部７ａの内側に圧着し、一体化する（図６Ｂ）。すなわち先の実施例１と同様に、駆動軸２と駆動モータ７との間には別部品が介在しないため、余計な偏芯やガタが生じない。また、図４に符号１０ａ、１０ｂで示すような範囲に別の部品等が存在していても、スラスト方向のみの操作で駆動モータ７の着脱が行える。

すなわち、回転する軸は、駆動デバイスの貫通する雌穴部に嵌合され、軸の駆動デバイス側端部にスラスト方向に設けられた任意の径のネジ穴と、ネジ穴入り口部分にテーパ状の円錐穴と、端部からネジ穴深さよりも任意の長さだけ長い深さを持つ複数のスリットを持ち、頭が皿形状のネジを捩じ込むことにより、テーパの作用で軸が直径方向に均等に膨らみ、駆動デバイスの雌穴に圧着し、位置決め締結されるので、駆動デバイス周囲に障害物があっても着脱が容易でありながら正確に駆動伝達する回転駆動装置が可能となる。

また、トナー画像等を作像する感光体において、請上述の回転駆動装置を用いれば、駆動デバイス周囲に障害物があっても着脱が容易でありながら、正確に感光体を回転駆動することができる、画像作像装置が可能となる。
またそのような画像作像装置を用いれば、システム設計がしやすく、メンテ性や組み立て性もよく、色ムラや位置ずれの少ない、高画質なカラー画像形成装置の構成が可能となる。

本発明の一実施形態に係るタンデム型間接転写方式の電子写真装置の概略断面図 図１のような画像形成装置で用いる感光体の一例の断面図 位置決め連結方法の一例を示す断面図（Ａ）と正面部分図（Ｂ） 本発明の実施例における位置決め連結方法の具体的な概要図 同斜視図 同連結部の詳細な断面図

１ 感光体ドラム
１ａ、１ｂ フランジ
２ 駆動軸
２ａ 貫通穴
２ｂ ネジ穴
２ｃ スリット
２ｄ テーパ部
３、４ 側板
５ 軸受
６ ブラケット
７ 駆動モータ
７ａ ボス部
７ｂ ソリッドな穴
７ｃ ネジ穴
８ ネジ
９ 皿ネジ
１０ 中間転写体
１４、１５、１６ 支持ローラ
１７ 中間転写体クリーニング装置
１８ 画像形成手段
２０ タンデム画像形成装置
２１ 露光装置
２２ ２次転写装置
２３ ローラ
２４ ２次転写ベルト
２５ 定着装置
２６ 定着ベルト
２７ 加圧ローラ
２８ シート反転装置
３０ 原稿台
３２ コンタクトガラス
３３ 第１走行体
３４ 第２走行体
３５ 結像レンズ
３６ 読取りセンサ
４０ 感光体
４２ 給紙ローラ
４３ ペーパーバンク
４４ 給紙カセット
４５ 分離ローラ
４６ 給紙路
４７ 搬送ローラ
４８ 給紙路
４９ レジストローラ
５０ 給紙ローラ
５１ 手差しトレイ
５２ 分離ローラ
５３ 手差し給紙路
５５ 切換爪
５６ 排出ローラ
５７ 排紙トレイ
１００ 複写装置本体
２００ 給紙テーブル
３００ スキャナ
４００ 原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）

Claims (7)

1. 感光体と、該感光体に潜像を作る光書込み装置と、前記感光体の潜像を可視化するための現像手段を有する画像形成装置において、
   トナー画像を作像する前記感光体の駆動手段が、
   前記感光体の軸と、該軸を回転駆動する駆動デバイスからなり、
   前記駆動デバイスに雌穴部を設け、
   前記軸を前記雌穴部に貫通させ、
   前記軸の前記雌穴部を貫通する側の端部を前記駆動デバイスに固定してなり、
   前記軸の前記雌穴部を貫通する側の端部に、該軸のスラスト方向に設けられかつネジ部を有しないテーパ状の円錐穴を有し、
   該円錐穴の周りに複数のスリットを前記軸のスラスト方向に沿って複数設けてなる、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   前記ネジ部を有しないテーパ状の円錐穴が、前記軸の前記雌穴部を貫通する側の端部に設けられたネジ穴の端部に開口させて設けてあることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２記載の画像形成装置において、
   前記複数のスリットを、前記ネジ穴よりも前記軸のスラスト方向で長く設けてある、
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 感光体と、該感光体に潜像を作る光書込み装置と、前記感光体の潜像を可視化するための現像手段を有するカラー画像形成装置において、
   トナー画像を作像する前記感光体の駆動手段が、
   前記感光体の軸と、該軸を回転駆動する駆動デバイスからなり、
   前記駆動デバイスに雌穴部を設け、
   前記軸を前記雌穴部に貫通させ、
   前記軸の前記雌穴部を貫通する側の端部を前記駆動デバイスに固定してなり、
   前記軸の前記雌穴部を貫通する側の端部に、該軸のスラスト方向に設けられかつネジ部を有しないテーパ状の円錐穴を有し、
   該円錐穴の周りには複数のスリットを前記軸のスラスト方向に沿って複数設けてある、
   ことを特徴とするカラー画像形成装置。
5. 請求項４記載のカラー画像形成装置において、
   前記ネジ部を有しないテーパ状の円錐穴が、前記軸の前記雌穴部を貫通する側の端部に設けられたネジ穴の端部に開口させて設けてあることを特徴とするカラー画像形成装置。
6. 請求項４または５記載のカラー画像形成装置において、
   前記複数のスリットを、前記ネジ穴よりも前記軸のスラスト方向で長く設けてある、
   ことを特徴とするカラー画像形成装置。
7. 請求項４から６のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、
   前記スリットを、前記テーパ状の円錐穴の周りに４箇所設けてある、
   ことを特徴とするカラー画像形成装置。