JP6023672B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

従来より、電子写真方式の画像形成装置として、感光体ローラー（駆動ローラー）と転写ローラーとで用紙を挟持することにより、該感光体ローラーの周面に担持されたトナー像を当該用紙に転写させるものが知られている。この転写ローラーの一端部には、転写ローラーギアが回転一体に連結され、感光体ローラーの一端部には、転写ローラーギアに噛合するギア（駆動ローラーギア）が回転一体に連結されている。転写ローラーは、弾性部材により感光体ローラー側に付勢されている。

この他にも、感光体ローラーの周面に担持されたトナー像を一旦、転写ベルトに一次転写させた後、用紙に二次転写させるものが知られている（例えば、特許文献１参照）。

このものでは、感光体ローラー（駆動ローラー）と一次転写ローラーとで転写ベルトを挟持することにより、感光体ローラーの周面に担持されたトナー像を転写ベルトに一次転写させるようになっている。

上記転写ベルトはその内周側に設けられたベルト支持ローラーにより駆動される。そして、このベルト支持ローラー（駆動ローラー）と二次転写ローラーとで用紙を転写ベルトと共に挟持することにより、転写ベルト上のトナー像を用紙に転写させるようになっている。上記二次転写ローラーの一端部には、転写ローラーギアが回転一体に連結され、上記ベルト支持ローラーの一端部には、上記転写ローラーギアに噛合するギア（駆動ローラーギア）が回転一体に連結されている。二次転写ローラーは、弾性部材によりベルト駆動ローラー側に付勢されている。

特開２００７−１９３０００号公報

しかしながら、従来の画像形成装置では、転写ローラーは弾性部材により駆動ローラー側に付勢されていて、この付勢方向において移動可能になっている。このため、転写ローラーギアが駆動ローラーギアから離間する向きのギア反力を受けることにより、転写ローラーが駆動ローラーから離間する向きに変位する場合がある。この結果、転写ローラーより被転写体に作用するトナー転写圧が逃げて転写不良を起こしたり、両ギア間の噛み合い不良により転写ローラーの回転が阻害されたりするという問題がある。

本発明は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、駆動ローラーギアが回転駆動される際に転写ローラーギアが受けるギア反力に起因して、転写ローラーが駆動ローラーから離間するのを防止することにある。

本発明に係る画像形成装置は、駆動源と、該駆動源により回転駆動される駆動ローラーである感光体ローラーと、該感光体ローラーの外周面に担持されたトナー像を中間転写ベルトに転写させる転写ローラーと、該転写ローラーを上記感光体ローラー側に付勢する弾性部材と、上記感光体ローラーに回転一体に連結された駆動ローラーギアと、上記転写ローラーに回転一体に連結された転写ローラーギアと、を備えている。

そして、上記弾性部材より上記転写ローラーに作用する力の向きは、上記転写ローラーの軸心方向から見て上記転写ローラーギアの軸心と上記駆動ローラーギアの軸心とを通る直線に沿って上記転写ローラー側から上記感光体ローラー側に向かう向きであり、上記駆動ローラーギアの駆動力を上記転写ローラーギアに伝達し、該駆動ローラーギアと該転写ローラーギアとが互いに逆向きに回転するように偶数個設けられた複数のアイドルギアを備え、
上記複数のアイドルギアは、上記転写ローラーギアに噛合する第１アイドルギアと、上記駆動ローラーギアに噛合する第２アイドルギアとを含んでいて、上記転写ローラーの軸心方向から見て、上記転写ローラーギアの歯面と上記第１アイドルギアの歯面との接触点における共通法線が、上記直線に対して平行な関係にあることで、該第１アイドルギアより該転写ローラーギアに作用する力の向きを、上記転写ローラーが上記弾性部材より受ける力の向きに一致させるように構成されている。

この構成によれば、第１アイドルギアより転写ローラーギアに作用する力の向きを、転写ローラーが弾性部材より受ける力の向き、つまり転写ローラーを駆動ローラー側に付勢する向きに一致させるようにしたので、転写ローラーギアがギア反力により駆動ローラーギアから離間する向きに変位するのを防止することができる。したがって、転写ローラーより中間転写ベルトに作用するトナー転写圧が逃げて転写不良を起こしたり、ギアの噛み合い不良により転写ローラーの回転が阻害されたりするのを防止することができる。

本発明によれば、駆動ローラーギアが回転駆動される際に転写ローラーギアが受けるギア反力に起因して、転写ローラーが駆動ローラーから離間するのを防止することができる。

図１は、実施形態における画像形成装置を示す概略の断面図である。 図２は、転写ローラーの駆動機構を示す、当該ローラーの軸心方向に直交する方向から見た側面図である。 図３は、転写ローラーの駆動機構を示す、当該ローラーの軸心方向から見た側面図である。 図４は、従来例を示す図２相当図である。 図５は、参考実施形態を示す図１相当図である。

以下、本発明の実施形態を図面に基づいて詳細に説明する。尚、本発明は、以下の実施形態に限定されるものではない。

《実施形態１》
−全体構成−
図１は、本実施形態における画像形成装置としてのレーザープリンター１（以下、単にプリンターという）を示している。このプリンター１は、筐体２と、給紙部１０と、画像形成部２０と、一次転写部３０と、二次転写部４０と、定着部５０とを備えている。

上記給紙部１０は、筐体２内の下部に配置されている。給紙部１０は、シート状の用紙Ｐが収容される給紙カセット１１と、該給紙カセット１１内の用紙Ｐを取り出して該カセット外に送り出すためのピックアップローラー１２とを有している。給紙カセット１１よりカセット外に送り出された用紙Ｐは、二次転写部４０に供給される。二次転写部４０では、後述するように中間転写ベルト３１上のトナー像が用紙Ｐに転写される。

画像形成部２０は、４つの画像形成ユニット２１と、各ユニット２１毎に設けられた４つの光走査装置２６とを有している。各画像形成ユニット２１は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、又はブラック（Ｋ）のトナー像をそれぞれ形成する。具体的には、各画像形成ユニット２１は、感光体ローラー２２、帯電装置２３、現像装置２４、クリーニング装置２５などを備えている。各光走査装置２６は、所定の画像データに基づくレーザー光を感光体ローラー２２の周面に照射する。各画像形成ユニット２１では、光走査装置２６によるレーザー光の照射によって形成された各感光体ローラー２２の周面の静電潜像を現像装置２４によって現像することで、各感光体ローラー２２の周面に各色のトナー像を形成する。そうして形成されたトナー像は、一次転写部３０にて中間転写ベルト３１に一次転写される。

一次転写部３０は、図１の左右方向に並ぶベルト支持ローラー３２Ｌ，３２Ｒ及びアイドルローラー３３に掛け回された中間転写ベルト３１と、中間転写ベルト３１に沿って並ぶ４つの一次転写ローラー３４とを有している。ベルト支持ローラー３２Ｌは、モーター（図示省略）により中間転写ベルト３１を介して回転駆動される。各一次転写ローラー３４はそれぞれ、各感光体ローラー２２に対して中間転写ベルト３１を挟んで上側に配置されている。各一次転写ローラー３４は、弾性部材としての圧縮バネ１０７により感光体ローラー２２側に付勢されている。各一次転写ローラー３４には、不図示のバイアス電源より転写バイアスが印加されており、各一次転写ローラー３４と各感光体ローラー２２とによって中間転写ベルト３１が挟持搬送されることで、感光体ローラー２２の周面のトナー像が中間転写ベルト３１の外周面に転写される。

二次転写部４０は、上記ベルト支持ローラー３２Ｌに隣接して中間転写ベルト３１の左側に配置された二次転写ローラー４１を有している。二次転写ローラー４１は、圧縮バネ４２によりベルト支持ローラー３２Ｌ側に付勢されている。二次転写ローラー４１には、不図示のバイアス電源より転写バイアスが印加されており、二次転写ローラー４１とベルト支持ローラー３２Ｌとによって用紙Ｐが中間転写ベルト３１と共に挟持搬送されることで、中間ベルト７の外周面のトナー像が用紙Ｐに転写される。

定着部５０は、各々回転する加熱ローラー５１と、加圧ローラー５２とを有している。そして、定着部５０は、加熱ローラー５１と加圧ローラー５２とにより用紙Ｐを挟持搬送することで、用紙Ｐに転写されたトナー像を加熱及び加圧して用紙Ｐに定着させる。定着部５０にてトナー像が定着された用紙Ｐは、該両ローラー５１，５２により下流側へと送り出される。

上記排紙部６０は、筐体２の上面を下側に凹ませて形成されており、定着部５０より送り出された用紙Ｐは、排出ローラー６１を介して排紙部６０に排出される。

−一次転写ローラーの駆動機構−
次に、図２及び図３を参照しながら、一次転写ローラー３４の駆動機構１００について説明する。尚、図２中、白抜き矢印は力の作用方向を示し、黒矢印は各ギア１０１〜１０４の回転方向を示している。この点、従来例を示す図４においても同様である。

上記駆動機構１００は、感光体ローラー２２に回転一体に連結された感光体ローラーギア１０１と、一次転写ローラー３４に回転一体に連結された転写ローラーギア１０２と、両ローラーギア１０１，１０２間に介在する第１アイドルギア１０３及び第２アイドルギア１０４と、を有している。

図２に示すように、感光体ローラー２２は、軸心方向の両端部が閉塞された金属製の筒体２２ａと、該筒体２２ａの外周面の全面に亘って形成された感光層２２ｂと、筒体２２ａの軸心部を貫通するシャフト２２ｃとを有している。シャフト２２ｃは筒体２２ａに回転一体に連結されている。シャフト２２ｃは、例えばベルトやギア等からなる動力伝達機構を介して駆動源としてのモーター（図示省略）に連結されている。そうして、感光体ローラー２２はモーターにより回転駆動されるようになっている。

上記シャフト２２ｃの両端部は、一対の軸受１０５ａ，１０５ｂにより回転可能に支持されている（図３参照）。上記感光体ローラーギア１０１は、シャフト２２ｃの軸心方向において軸受１０５ａよりも外側に配置されていて、該シャフト２２ｃの一端部に回転一体に連結されている。

一次転写ローラー３４は、金属製のシャフト３４ａと、このシャフト３４ａの周面に形成された半導電性の弾性層３４ｂとを有している。シャフト３４ａの両端部は、一対の軸受１０６ａ，１０６ｂにより回転可能に支持されている。各軸受１０６ａ，１０６ｂはそれぞれ、筐体２に対して上下方向にスライド可能に支持されているとともに、圧縮バネ１０７によって感光体ローラー２２側に付勢されている。そうして、一次転写ローラー３４は、圧縮バネ１０７により軸受１０６ａ，１０６ｂを介して感光体ローラー２２側に付勢されている。上記転写ローラーギア１０２は、シャフト３４ａの軸心方向において軸受１０６ａよりも外側に配置されていて、該シャフト３４ａに回転一体に連結されている。

上記第１アイドルギア１０３は、筐体２に固定された固定シャフト１０８に回転自在に支持されている。第１アイドルギア１０３は、転写ローラーギア１０２及び第２アイドルギア１０４に噛合している。第２アイドルギア１０４は、筐体２に固定された固定シャフト１０９に回転自在に支持されている。第２アイドルギア１０４は、感光体ローラーギア１０１及び第１アイドルギア１０３に噛合している。本実施形態では、感光体ローラーギア１０１、転写ローラーギア１０２、第１アイドルギア１０３，及び第２アイドルギア１０４の歯数はそれぞれ、２０歯、１５歯、３０歯、及び３０歯である。本実施形態では、 感光体ローラーギア１０１の歯数に対する転写ローラーギア１０２の歯数の比は、感光体ローラー２２の直径に対する一次転写ローラー３４の直径の比とは異なっている。

上記転写ローラーギア１０２の歯面と第１アイドルギア１０３の歯面との接触点における共通法線Ｎ（図２参照）は、一次転写ローラー３４の軸心方向から見て、転写ローラーギア１０２の軸心と感光体ローラーギア１０１の軸心とを通る直線Ｌに対して平行な関係にある。第１アイドルギア１０３より転写ローラーギア１０２に作用する力の向きは、共通法線Ｎに沿って一次転写ローラー３４側から感光体ローラー２２側に向かう向きである。上記圧縮バネ１０７より一次転写ローラー３４に作用する力の向きは、直線Ｌに沿って該転写ローラー３４側から感光体ローラー２２側に向かう向きである。すなわち、第１アイドルギア１０３より該転写ローラーギア１０２に作用する力の向きは、一次転写ローラー３４が上記圧縮バネ１０７より受ける力の向きに一致している。

以上のように構成されたプリンター１の作用効果について従来例と比較しながら説明する。すなわち、従来例に係るプリンター１では、図４に示すように、感光体ローラーギア１０１と転写ローラーギア１０２との間にアイドルギア１０３，１０４が介在しておらず、感光体ローラーギア１０１が転写ローラーギア１０２に直接噛合していた。このため、感光体ローラーギア１０１から転写ローラーギア１０２に作用するギア反力には、感光体ローラーギア１０１を転写ローラーギア１０２から離間させる向きの成分が必ず含まれていた。したがって、感光体ローラーギア１０１が回転駆動される際に、転写ローラーギア１０２が感光体ローラーギア１０１から離間する向きに変位して、一次転写ローラー３４より中間転写ベルト３１に作用するトナーの転写圧が逃げてしまうという問題があった。

これに対して本実施形態１におけるプリンター１では、上述の如く、感光体ローラーギア１０１及び転写ローラーギア１０２間に第１及び第２アイドルギア１０３，１０４を介在させるとともに、第１アイドルギア１０３より該転写ローラーギア１０２に作用する力の向きを、一次転写ローラー３４が上記圧縮バネ１０７より受ける力の向きに一致させるようにした。

これにより、感光体ローラーギア１０１が回転駆動される際に転写ローラーギア１０２がギア反力により感光体ローラーギア１０１から離間する向きに変位するのを防止することができる。したがって、転写ローラー３４より被転写体である中間転写ベルト３１に作用するトナー転写圧が逃げて転写不良を起こしたり、ギアの噛み合い不良により転写ローラー３４の回転が阻害されたりするのを防止することができる。

また、感光体ローラーギア１０１と転写ローラーギア１０２との間にアイドルギア１０３，１０４を介在させることによって、両ローラーギア１０１，１０２の設計自由度を高めることができる。すなわち、従来例に係るプリンター１では、両ギア１０１，１０２の歯数の比が、両ローラー２２，３４の直径比に一致していないと、両ローラー２２，３４の表面同士が周速差によりスリップするという問題があった。これに対して、上記実施形態では、アイドルギア１０３，１０４を設けることによって、感光体ローラーギア１０１の歯数に対する転写ローラーギア１０２の歯数の比を、感光体ローラー２２の直径に対する転写ローラー３４の直径の比に一致させることなく自由に設定することができる。

《他の実施形態》
上記実施形態では、感光体ローラーギア１０１と転写ローラーギア１０２との間に、２つのアイドルギア１０３，１０４を介在させるようにしているが、アイドルギアの数は２つに限ったものではなく、例えば４つ以上であってもよい。但し、感光体ローラーギア１０１と転写ローラーギア１０２とは互いに逆向きに回転する必要があるため、アイドルギアの数は偶数個であることが好ましい。

《参考形態》
次に参考形態について説明する。この参考形態では、図５に示すように、駆動機構１００と同様の構成を有する駆動機構２００を二次転写ローラー４１の駆動用に使用するようにしている。この駆動機構２００の構成は、駆動機構１００における感光体ローラー２２をベルト支持ローラー３２Ｌに置換し、一次転写ローラー３４を二次転写ローラー４１に置換した構成と同様である。この場合、ベルト支持ローラーギア２０１が駆動ローラーギアを構成し、用紙Ｐが被転写体を構成し、圧縮バネ４２が弾性部材を構成することとなる。

以上説明したように、本発明は、画像形成装置に有用であり、特に、弾性部材により付勢される転写ローラーを有する画像形成装置に有用である。

Ｌ 直線
Ｎ 共通法線
１ レーザープリンター（画像形成装置）
２２ 感光体ローラー（駆動ローラー）
３１ 中間転写ベルト
３４ １次転写ローラー
４１ ２次転写ローラー
４２ 圧縮バネ（弾性部材）
１０１ 感光体ローラーギア（駆動ローラーギア）
１０２ 転写ローラーギア
１０３ 第１アイドルギア
１０４ 第２アイドルギア
１０７ 圧縮バネ（弾性部材）

Claims (2)

1. 駆動源と、該駆動源により回転駆動される駆動ローラーである感光体ローラーと、該感光体ローラーの外周面に担持されたトナー像を中間転写ベルトに転写させる転写ローラーと、該転写ローラーを上記感光体ローラー側に付勢する弾性部材と、上記感光体ローラーに回転一体に連結された駆動ローラーギアと、上記転写ローラーに回転一体に連結された転写ローラーギアと、を備えた画像形成装置であって、
   上記弾性部材より上記転写ローラーに作用する力の向きは、上記転写ローラーの軸心方向から見て上記転写ローラーギアの軸心と上記駆動ローラーギアの軸心とを通る直線に沿って上記転写ローラー側から上記感光体ローラー側に向かう向きであり、
   上記駆動ローラーギアの駆動力を上記転写ローラーギアに伝達し、該駆動ローラーギアと該転写ローラーギアとが互いに逆向きに回転するように偶数個設けられた複数のアイドルギアを備え、
   上記複数のアイドルギアは、上記転写ローラーギアに噛合する第１アイドルギアと、上記駆動ローラーギアに噛合する第２アイドルギアとを含んでいて、上記転写ローラーの軸心方向から見て、上記転写ローラーギアの歯面と上記第１アイドルギアの歯面との接触点における共通法線が、上記直線に対して平行な関係にあることで、該第１アイドルギアより該転写ローラーギアに作用する力の向きを、上記転写ローラーが上記弾性部材より受ける力の向きに一致させるように構成されている、画像形成装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置において、
   上記駆動ローラーギアの歯数に対する上記転写ローラーギアの歯数の比が、上記感光体ローラーの直径に対する上記転写ローラーの直径の比とは異なっている、画像形成装置。

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