JP6095464B2

JP6095464B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP6095464B2
Application number: JP2013091478A
Authority: JP
Inventors: 秀行酒巻
Original assignee: 株式会社Ｏｋｉデータ・インフォテック
Priority date: 2013-04-24
Filing date: 2013-04-24
Publication date: 2017-03-15
Anticipated expiration: 2033-04-24
Also published as: JP2014215397A

Description

本発明は、記録媒体に画像を記録する画像形成装置に関する。

従来から、ホストコンピュータから受信した画像データを記録媒体に記録する画像形成装置が広く知られている。画像形成装置は、感光ドラムに静電潜像を形成し、そこにトナーを付着させ、記録媒体にトナーを転写し、定着させることで記録媒体に画像を記録する。画像を高品質に記録するためには、感光ドラム上の静電潜像を正確に作成する必要があり、そのため、感光ドラムを回転ムラなく回転させることが望まれている。例えば、特開２０１０−９６９２４号公報の従来の画像形成装置では、感光ドラムの回転異常が発生する原因を容易に特定するために、感光ドラムの回転状態に関するデータを検出する回転状態検出部を備えている。この回転状態検出部により検出された回転状態に関するデータを解析してトラッキング解析データから感光ドラムにおける回転異常の原因を判定している。回転状態検出部は感光ドラムの回転軸の回転を検出するロータリーエンコーダーと、この信号を解析するＦＦＴアナライザーを備え、回転速度変動や振動などの解析をしている。

特開２０１０−９６９２４号公報

従来技術では、感光ドラムの回転の状況を把握し、部品劣化による回転異常の判断が可能であり、回転ムラの原因を特定し、それを修正することで事態の改善を図っている。すなわち、回転異常の原因となる部品の交換などして、修理をすることで検出した回転ムラを改善している。このように、感光ドラムの回転異常の原因の判定には役立つが、生じている問題を抑制したり、緩和したりすることはできない。また、交換しても直らない場合も考えられる。回転異常の原因は多岐にわたり、例えば、問題の根本的な改善ができれば、画像形成装置の運用上の無駄なトラブルを避けることができる。

本発明の画像形成装置は、像を表面に担持し、回転する感光ドラムと、前記感光ドラムが固定される軸と、前記感光ドラムを回転させるモーターと、前記モーターの駆動力を前記軸に伝達する伝達手段と、記録媒体を搬送する搬送手段と、を有し、搬送される前記記録媒体に前記像を転写する画像形成装置において、前記伝達手段は、前記モーター側に備わる第１プーリーと、前記軸側に備わる第２プーリーと、前記第１プーリーと前記第２プーリーに掛け回される駆動ベルトと、前記第２プーリーと前記軸を固定する固定手段と、を有し、前記固定手段は前記固定手段の本体に対して着脱可能な緩衝部を有し、前記固定手段の本体が前記軸に固定されると共に、前記緩衝部が前記第２プーリーとの間に配置されており、前記感光ドラムと前記伝達手段を有するプロセスカートリッジは、前記モーターを有する前記画像形成装置本体に対して前記モーターの駆動力が前記第１プーリーに歯車を介して伝達されるように着脱可能に搭載され、前記第２プーリーは前記軸を中心に回転し、前記軸を中心にして対称の位置に夫々凹部を有し、夫々の該凹部は、回転方向に沿って設けられた溝であり、該溝の前記回転方向の夫々の端部には、着脱可能な前記緩衝部が夫々備わり、前記固定手段の本体は、剛体部を有し、前記剛体部が前記軸に固定され、前記剛体部は夫々の前記凹部に配置された前記緩衝部の間に対応する位置に凸部を有し、夫々の該凹部に前記緩衝部を介在させて前記凸部を挿入することで前記緩衝部が変形し、前記凸部が前記緩衝部に挟まり前記凹部に嵌り、前記第２プーリーと前記剛体部が固定され、前記凸部と前記凹部は前記軸に対して並行に配置されており、前記凸部の前記回転方向の面が平面であり、前記溝の内部の前記回転方向の面が平面であり、前記緩衝部の前記回転方向の面が平面であり、前記凸部の前記回転方向の面と前記溝の内部の前記回転方向の面と前記緩衝部の前記回転方向の面は前記回転方向に対して垂直であり、前記緩衝部の前記回転方向の他方側の面と前記溝の内部の前記回転方向の面が接しており、前記凸部の前記回転方向の面と前記緩衝部の前記回転方向の一方側の面が接しており、前記軸の回転方向に沿う方向に前記第２プーリーから前記剛体部に駆動力を伝達し、前記モーターから前記軸までの駆動力の伝達経路の振動と衝撃が前記緩衝部により緩衝されることを特徴とする。

本願発明によれば、感光ドラムの回転ムラを抑制し、高品質の画像を記録できる画像形成装置を提供できる。

図１は、プロセスカートリッジの一部分の斜視図である。図２は、プロセスカートリッジの駆動機構の部分の拡大図である。図３は、画像形成装置の構成を示す概略図である。

図面を用いて、本発明の実施形態を説明する。
図１は、プロセスカートリッジの一部分の斜視図である。図２は、プロセスカートリッジの駆動機構の部分の拡大図である。図３は、画像形成装置の構成を示す概略図である。

まず、画像形成装置の全体の構成について図３を用いて説明する。画像形成装置３０は、ロール紙３１、３２、短票紙３３を選択して搬送する。これらの用紙は、搬送ローラ３４等の搬送手段によって搬送される。搬送された記録媒体３５は、感光ドラム２からトナーが転写される。転写器３６による静電気で記録媒体３５上に感光ドラム２に着ているトナーが付着する。記録媒体３５に付着したトナーは、高温の加熱ローラ３７と加圧ローラ３８に挟まれ、熱と圧力で記録媒体３５に定着する。その後排紙ローラ３９によって装置外部に排出される。加熱ローラ３７にはヒータが備えられている。記録媒体３５は紙、プラスチックフィルムなどである。

光ヘッド４０は、感光ドラム２に対して外部のホストコンピュータから受信した画像データに基づいて光を照射し、表面の帯電状態を変える装置である。現像器４１は感光ドラム２の表面の帯電状態に応じてトナーを付着させる装置である。感光ドラム２から記録媒体３５にトナーが転写されるが、感光ドラム２には転写されずに残る微量のトナーがある。クリーナー４２はそのトナーを清掃する装置である。除電器４３は感光ドラム２の表面を除電する除電手段である。除電器４３によって感光ドラム２の表面は一様に除電される。帯電器４４は除電された感光ドラム２の表面を一様に帯電させる帯電手段である。このように、画像形成装置３０は、画像データに基づいた画像を各種の記録媒体３５に記録する。記録媒体３５は、紙、扁平なプラスチックフィルムなどである。

画像形成装置３０は感光ドラム２を備えるプロセスカートリッジ１が着脱できるように構成されている。次に、このプロセスカートリッジ１について説明する。
プロセスカートリッジ１は感光ドラム２を備える。感光ドラム２は、均一に帯電した表面に画像データに応じて光があてられ、表面の帯電状態が変わる。表面の帯電状態に応じてトナーを付着させ、そのトナーの像を記録媒体に転写する。感光ドラム２は感光ドラム軸３に固定されている。感光ドラム軸３の回転に伴い、感光ドラム軸３を回転中心として感光ドラム２は回転する。

モーター駆動軸１０に回転自在に第１歯車８が備えられている。第１歯車８は、プロセスカートリッジ１を本体に設置した場合に本体に設けられている感光ドラム２を回転させるモーターに接続されている歯車と噛み合い、駆動力を伝達する。第１歯車８は、軸９に回転可能に取り付けられた第２歯車７に噛み合っていて、第１歯車８の回転に伴い第２歯車７が回転する。第２歯車７には紙面奥側に隠れて図示はしていないが駆動ベルト６が掛け回されている第１プーリーが備わる。第２歯車７と連動して第１プーリーが回転し、駆動ベルト６も連動して回転する。また、駆動ベルト６は第２プーリー４にも掛け回されている。駆動ベルト６に連動して第２プーリー４が回転する。第２プーリー４は感光ドラム軸３との接触部にベアリングが配置され、感光ドラム軸３の周囲を回転することができるように接触している。しかし、実際には固定手段によって第２プーリー４と感光ドラム軸３が固定されている。よって、実際には感光ドラム軸３の周囲を第２プーリー４が回転することは無いが、ベアリングによって第２プーリー４の中心と感光ドラム軸３の中心とを一致させている。第２プーリー４の挿抜も容易であり、ガタつきもなくなる。また、これにより正確に位置決めすることができる。

駆動ベルト６は歯付の無端ベルトであり、第１プーリーも第２プーリー４も外周が歯形をしている。この歯の噛み合わせ、第１歯車８と第２歯車７の噛み合わせ、他の歯車の噛み合わせなどによって振動や衝撃が生じる。この振動や衝撃が感光ドラム３の回転にも影響する。この振動や衝撃が生じると、感光ドラム３が回転ムラを生じ、回転ムラを生じた部分の像が歪んでしまう。また振動や衝撃の周波数が高い場合に急激に感光ドラム３の回転速度が変わるので、特にその部分の像の歪みが大きくなる。そのため、振動や衝撃を抑制することが望まれる。

第２プーリー４と感光ドラム軸３は固定手段によって固定される。この固定手段は、固定手段の本体である剛体部５とこの本体に着脱可能な緩衝部２０、２１、２２、２３を有する。剛体部５はアルミ合金などの金属製である。第２プーリー４は回転方向に沿って凹部２８を備える。この凹部２８は溝でも孔でもよい。凹部２８は感光ドラム軸３を中心に対称となる位置に設けられている。この両方の凹部２８の両回転方向の端部に緩衝部２０、２１及び緩衝部２２、２３を配置している。また、剛体部５には凸部２４が備わっている。一方の凸部は図では見えないが、凹部に２８に対応して２つの凸部が設けられている。緩衝部２０、２１の間と、緩衝部２２、２３の間に夫々凸部２４が挿入され固定される。緩衝部２０、２１、２２、２３は、弾性のある樹脂製である。緩衝部２０、２１、２２、２３が変形することで凸部２４が嵌り、固定される。剛体部５には取り扱いを容易にするためのプラスチック製のつまみ部を有しても良い。つまみ部は剛体部５の剛性に影響のない部分に設ける。

また、凹部２８の回転方向の面は平面になっている。またこの形状に合わせて緩衝部２０、２１、２２、２３の回転方向の面も平面になっている。また剛体部５の凸部２４の回転方向の面も平面になっている。またこれらの面は回転方向に対して垂直になっている。このように、夫々の部材の回転方向の面を平面にし、面で当たるように広い部分で当接して力を伝達する構成となっている。そのため、この接する部分での衝撃などの急激な力の変化を緩和または防止できている。また、凸部２４は軸に対して対称の位置に２カ所設けられているので、回転方向に対して力の伝達を偏らなくできる。また、垂直になっているので回転軸３に対して垂直方向に余分な力が加わらずに、回転ムラの原因とならないように構成されている。

凸部２４の両側に緩衝部２０、２１があるので、回転により、一方の緩衝部２０が圧縮されてつぶれても、他方の緩衝部２１が変形、すなわち圧縮されていたものが元に戻る方向に変形して凸部２４がガタつかないように固定を維持する。

凸部２４の突出している部分は感光体ドラム軸３に対して平行であり、凹部２８の窪みも部分も感光体ドラム軸３に対して平行である。このような構成にすることで、感光体ドラム軸３に対して、軸に垂直の方向に余分な力が加わらない構成にし、感光体ドラム軸３の回転ムラの原因にならないようにしている。

剛体部５は感光ドラム軸３を挿通する開口壁２７を備え、凹部２８に凸部２４を挿入すると共に、開口壁２７で構成する開口部に感光ドラム軸３を挿入する。剛体部５にはネジ孔２５、２６が備わり、ネジを締めることで感光ドラム軸３と剛体部５を強固に一体として回転するように固定する。例えば、感光ドラム軸３のネジの当接部を切削して平面にし、ネジの先端を平面にすることで、当接部の接触面積が大きくなり、より強固に固定できる。

駆動ベルト６から第２プーリー４、緩衝部２０、２１、２２、２３、剛体部５を介して感光ドラム軸３に力が伝わる。途中に緩衝部２０、２１、２２、２３を設けることで、急激な力の変化、すなわち、振動や衝撃などを抑制でき、滑らかに感光ドラム軸３を回転させることができる。

プロセスカートリッジ１は着脱可能であり、本体側から、まず第１歯車８に力が伝達される。着脱式なので、第１歯車８と本体側の歯車のガタつきが大きくなる。緩衝部は感光ドラム軸３にネジで固定される剛体部５と第２プーリー４との間にあり、感光ドラム軸３までの力の伝達の経路に他の弾性体は無い。力の伝達経路のギヤの噛み合いなどで生じる振動や衝撃などは、感光ドラム軸３の直前で緩衝されることになり、感光ドラム軸３は滑らかに回転する。また感光ドラム２は感光ドラム軸３に弾性体などを介さずに固定されているので、感光ドラム軸３の回転に応じて滑らかに回転する。

本発明は、電子写真式の記録装置に利用できる。

１プロセスカートリッジ
２感光ドラム
３感光ドラム軸
４第２プーリー
５剛体部
６駆動ベルト
２０緩衝部
２１緩衝部
２２緩衝部
２３緩衝部
２４凸部
２８凹部
３０画像形成装置
３４搬送ローラ
３５記録媒体
４０光ヘッド

Claims

像を表面に担持し、回転する感光ドラムと、前記感光ドラムが固定される軸と、前記感光ドラムを回転させるモーターと、前記モーターの駆動力を前記軸に伝達する伝達手段と、記録媒体を搬送する搬送手段と、を有し、搬送される前記記録媒体に前記像を転写する画像形成装置において、
前記伝達手段は、前記モーター側に備わる第１プーリーと、前記軸側に備わる第２プーリーと、前記第１プーリーと前記第２プーリーに掛け回される駆動ベルトと、前記第２プーリーと前記軸を固定する固定手段と、を有し、
前記固定手段は前記固定手段の本体に対して着脱可能な緩衝部を有し、
前記固定手段の本体が前記軸に固定されると共に、前記緩衝部が前記第２プーリーとの間に配置されており、
前記感光ドラムと前記伝達手段を有するプロセスカートリッジは、前記モーターを有する前記画像形成装置本体に対して前記モーターの駆動力が前記第１プーリーに歯車を介して伝達されるように着脱可能に搭載され、
前記第２プーリーは前記軸を中心に回転し、前記軸を中心にして対称の位置に夫々凹部を有し、夫々の該凹部は、回転方向に沿って設けられた溝であり、該溝の前記回転方向の夫々の端部には、着脱可能な前記緩衝部が夫々備わり、
前記固定手段の本体は、剛体部を有し、前記剛体部が前記軸に固定され、
前記剛体部は夫々の前記凹部に配置された前記緩衝部の間に対応する位置に凸部を有し、
夫々の該凹部に前記緩衝部を介在させて前記凸部を挿入することで前記緩衝部が変形し、前記凸部が前記緩衝部に挟まり前記凹部に嵌り、前記第２プーリーと前記剛体部が固定され、
前記凸部と前記凹部は前記軸に対して並行に配置されており、前記凸部の前記回転方向の面が平面であり、前記溝の内部の前記回転方向の面が平面であり、前記緩衝部の前記回転方向の面が平面であり、前記凸部の前記回転方向の面と前記溝の内部の前記回転方向の面と前記緩衝部の前記回転方向の面は前記回転方向に対して垂直であり、前記緩衝部の前記回転方向の他方側の面と前記溝の内部の前記回転方向の面が接しており、前記凸部の前記回転方向の面と前記緩衝部の前記回転方向の一方側の面が接しており、前記軸の回転方向に沿う方向に前記第２プーリーから前記剛体部に駆動力を伝達し、前記モーターから前記軸までの駆動力の伝達経路の振動と衝撃が前記緩衝部により緩衝されることを特徴とする画像形成装置。
前記第２プーリーはベアリングを有し、前記ベアリングが前記軸に接し、前記第２プーリーの回転中心と前記感光ドラムの回転中心が同一であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記駆動ベルトは歯付の無端ベルトであることを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。