JPH02156280A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （１）発明の目的 （産業上の利用分野） この発明は、静電複写機、プリンタなど静電転写プロセ
スを利用する画像形成装置、とくに像担持体たる回転円
筒状の感光体と、これに圧接する転写部材たる転写ロー
ラとをそなえた画像形成装置に関するものである。

（従来技術と解決すべき課題） 像担持体たる回転円筒状の感光体と１これに圧接して同
期走行する転写部材たる転写ローラとをそなえ、両者の
圧接ニンブ部に、紙などの転写材を通過ごせて感光体表
面に予め形成されたトナー像を転写材に転写するように
構成した画像形成装置がすでに提案されている。

このような装置の、感光体と転写ローラとを駆動する仕
方としては、感光体の一方の端部に配設したギヤによっ
て外部から入力を受けて該感光体を回転させるとともに
、他方の端部に配設したギヤによって、これに噛合する
、転写ローラの端部に配設したギヤを介して該転写ロー
ラを駆動するように構成したもの、感光体の一方の端部
に配設したギヤによって感光体を駆動するとともに、転
写ローラは、その端部配置のギヤによって外部からの駆
動力を受けるように構成したものとがある。

第６図は上記前者に相当するような公知の装置の、感光
体と転写ローラ部分のみを示す図であって、感光体ｌと
これに圧接する転写ローラ８とをそなえ、該感光体の端
部に平歯車３を配設してこれを回転駆動し、他方の端部
に設けた平歯車２２が、転写ローラ８の端部の歯車２９
に噛合して該ローラ８を駆動している。

第７図に示すものは、前記後者に属する形式のものの例
であって、感光体１はプロセスカートリクン内に収納さ
れているものとし、これが歯車３によって駆動され１本
体側にある転写ローラ８ははすば歯車２９側からトルク
を得ている。

ところで、この種の装置においては、感光体。

転写ローラいずれにおいても、その回転を円滑に行なう
べく、スラスト方向に若干の間隙を設けておくのが普通
であるが、前記第６図に示したような構成では、直ちに
判るように、感光体、転写ローラともに軸線方向には位
置が固定しないので、その方向に転写ブレを生じ、画質
の劣化を招来するおそれがある。

また、第７図に示すように、プロセスカートリッジに感
光体ｌを、本体側に転写ローラ８をそれぞれ配設して各
々別に駆動するように構成し、転写ローラ８にははすば
歯車２９を配設したような構成の場合は、■つめのプロ
セスカートリッジを装置したときには、作動開始によっ
て、転写ロラ８は自動的に基準面に移動し、このとき、
これに圧接する感光体１に摩擦によって軸線方向の力を
与え、この力によって感光体がその位置を維持するか、
移動するかはともかく、ある位置に一応安定するから、
この位置が正規の位置であるように予め１没定しておけ
ばよい。

しかし、プロセスカートリクンを交換するとこのときま
でに、転写ローラ８はスラスト方向にはこれ以上移動不
能の位置にあるので、感光体は正規の位置に移動できず
、また、感光体に何らかの力が加わった場合、軸線方向
位置が安定してないので、前記の場合と同様に転写ブレ
を生ずるおそれがある。

このことは転写ローラ８の駆動歯車のねしれ角を反対に
しても同様であり、平歯車とすれば前記第６図の場合と
同様の問題が生ずる。

本発明は以上のような１ｍに対処すべくなされたもので
あって、回転円筒状の感光体とこれに圧接する転写ロー
ラとをそなえた画像形成装置において、前述のような転
写ブレ、これに起因する画質の劣化を来たすことのない
ような画像形成装置を提供することを目的とするもので
ある。

（２〕発明の構成 （課題を解決する技術手段、その作用）上記の目的を達
成するため１本発明は、回転駆動される像担持体と、こ
れに圧接する転写ローラとをそなえた画像形成装置にお
いて、前記像担持体の端部に配設した歯車の少なくとも
一方および１Ｈｔｌ持体に圧接して同期駆動される転写
ローラ端部近傍に配設した歯車をはすば歯車としてなる
ことを特徴とするものである。

このように構成することによって、像担持体および転写
ローラを駆動するさいに、自動的に該像担持体および転
写ローラを基準位置に移動させるとともに、以後、その
位置を安定的に維持でき、良好な画像形成作業を遂行す
ることができる。

（実施例の説明） 第１図は本発明の実施例の要部概略図を示すもので、プ
ロセスカートリッジ４内に配設された円筒状の感光体ｌ
の一端にはフランジ２が、他端にはフランジと一体のは
すば歯車３がそれぞれ取付けられており、前記カートリ
ッジ両側面に固定された位置決めビン５ａ、５ｂが前記
フランジ２、はすば歯車３の中心に係合して、カートリ
ッジ４に対して感光体ｌを回転自在に支持している。

また、本実施例では、プロセスカートリッジ４は、その
他に、不図示の帯電器、現像器、クリーナなどによって
構成されているものとするが、それぞれ公知である、感
光体、不図示の帯電器、クリーナなどによって構成され
ているドラムカートリッジ、不図示の現像器、トナーホ
ッパーなどによって構成されているトナーカートリンジ
などをも包含するものとする。

上記カートリッジ両側面にわたって取着した支持部材１
０に設けた軸受７ａ、７ｂには導電性の軸６が枢着して
あり、その、前記感光体ｌに対向する位置には、導電性
のウレタンスポンジが巻回されて転写ローラ８を形成し
ている。

前記感光体ｌを支持するピン５ａ、５ｂは、支持部材ｌ
Ｏに形成した凹部１０ａ、ｆｏｂに嵌挿されて垂直方向
の位置が決定されるので、カートリッジの重量、転写ロ
ーラ８の表面硬度などを適当に設定することによって、
感光体１と転写ローラ８とを適宜のニップ部が形成され
るように圧接させることができる。

前記軸６にははすば歯車９が取着してあって、これが前
記歯車３と噛合し、不図示の駆動源による軸６からの入
力により、転写ローラ８および、歯車９，３を介して感
光体ｌが回転する。

このように、はすば歯車を使用しているので、前記両歯
車の間には軸方向のスラストが作用するので、感光体１
と転写ローラ８との間の最大静止摩擦力よりもこのスラ
スト力を大きくなるように転写ローラ８の摩擦係数、感
光体への圧接力などを設定しておくことによって、感光
体１をカートリッジ４ごと移動させて、以後、軸方向所
定位置に維持でき、また転写ローラ８も軸方向所定位置
に、維持できるので、露光時、転写時にもスラスト方向
のブレを生ずることがなく、また、はすば歯・ｔｚを用
いているので、平歯車を用いる場合に比してピッチむら
を減少することができる。

また、装置本体には不図示の給紙手段、搬送手段、定、
ｎ手段、露光手段などが配設してあって、公知の画像形
成装置と同様に画像形成を行なうものとする。

第２図は、第１図々示の装置を図示左方からみたところ
を示し、符号１１は、カートリッジハウジング４を支持
する部材であり、プロセスカートリッジは不図示のば、
ねなどによって符号Ｆ方向に加圧されて支持部材に当接
固定されている。前記歯車９は鉛直方向に対して、はぼ
歯車の圧力角αだけ傾けて配置されていて、歯車９が歯
車３に加えられる圧力角方向の力が重力に対して垂直方
向になるように構成しである。

ところで、感光体はその表面にクリーニングブレード、
現像器に内装されたスリーブのスペーサなどと接触しな
がら回転するのでこれらの部材から負荷をうけているが
、これらの負荷が変動する可能性は常時存在し、その変
動によって感光体が振動してピッチむらを発生するおそ
れがある。

このため上記の装置においては、転写ローラ８を感光体
ｌに対してスリップしながら回転するようにしである。

これについて説明すると、 感光体ｌに圧接しないときの、転写ローラ８の半径をＲ
ｏ、圧接したときの該押圧部分の半径をＲ１，感光体ｌ
の半径をＲ４、転写ローラ８の角速度をω（、感光体ｌ
の角速度をω４としたときの、感光体１の周速に対する
転写ローラ８の周速の比をＸとすると、 Ｒｄａωｄ＊Ｘ＝Ｒ１１１（１１１（１）感光体１を駆
動する歯車９の歯数を２９．感光体歯車３の歯数を２３
とすると、 Ｒｄ／Ｚｓ　・Ｘ　＝　Ｒｔ　／　Ｚ　ｓ　　　　（２
）また、歯車９の基準ピッチ円半径をＲ９，歯車３のそ
れをＲ３、軸間距離をＬ、バックラッシュをδとすると
、 Ｌ＝Ｒ，＋Ｒｔ　　　　　　　　　　（３）Ｌ＝Ｒ９＋
Ｒ，＋δ　　　　　　　（４）以上の各式を満足するよ
うに歯車９．３を選定する。

たとえば転写ローラの周速を、感光体のそれよりも３％
大きくするとすると、（２）式からＲａ　／　Ｚ　ｘ　
・１．０３＝Ｒ９／Ｚｓ感光体の外径を３０膳層重歯数
を３０．歯車９の歯数を１５とすれば、 （２）式から　　Ｒ１＝７．７２５＋ｕ＋、（３）式か
ら軸間距離りは、 Ｌ−２２，７２５ｍ鵬。

バックラッシュを　δ＝Ｏ，１５ｍｍとすると、（４）
式から　Ｒｇ　＋Ｒ３＝２２．５７５ｍｍとなる。

はすば歯車の場合、周知のように、ねじれ角βを変える
ことによって基準ピッチ円半径を変化させることができ
、歯数をＺ、モジュールをｍとすると、基準ピッチ円半
径ｄｏｓは、 ｄ、ｓ＝　Ｚ　＊　ｍ／　ｃｏｓβ よって、（４）式より Ｌ−δ＝ＲＳ＋Ｒ，，＝ （Ｚ、＋Ｚ３　）　＊　ｍ／２　ｃｏｓβとなり、モジ
ュールを１とすると、 β＝４．６７°となり、これによっ て、転写ローラの周速を感光体のそれよりも３％大きく
するような、各歯車９．３の諸元が決定されたことにな
る。

なお付言すると、平歯車においても、転位によって外径
を変えることができるが、これにもモジュールによる限
度がある。また、転位がプラス方向の場合は、歯先が薄
くなり歯と歯が噛み合うときの衝撃が伝わりやすくなっ
て、ピッチむらの原因になる。上記の装置の場合、平歯
車を使用したとすると、歯車３の基準ピッチ円直径は３
０ｍ＋ｍ、歯車９のそれは１５■となる。

いま、Ｒ，＝７．７２５ｍｍ、バックラッシュを０．１
５１１１ａ＋とすると、歯車９は転位量が−０，０３７
５となり、マイナス転位である。

いっばんに、歯数が１５枚程度以下の場合にはマイナス
転位をほどこすと歯底の強度が小さくなるので、プラス
転位を施して歯底を強くすることが知られている。

感光体の歯車３は、、不図示の現像スリーブと一体回転
するスリーブギヤと噛合する構成をとる場合、スリーブ
の周速、感光体表面とスリーブ表面の距離などから歯車
３とスリーブギヤとの軸間距離が定められるので転位を
施す必要がある場合が生ずる。スリーブギヤは歯数が１
５枚前後の場合が多いので、上述のようにマイナス転位
をほどこすのは好ましくなく、またプラス転位も歯先が
薄くなるので好ましくない。モジュールを小さくすれば
、基準ピッチ円半径を大きくせずに歯数を増すことはで
きるが、モジュールが小さいと歯の強度が低下し、また
振動を発生しやすいという問題が生ずる。これを要する
に、前記の装置において平歯車を利用することは実用的
ではないということである。

第３図は本発明の他の実施例の要部概略図で、惑光体と
転写ローラならびにそれらの駆動関係を示す端面図であ
って、前記第１図々示のものと対応する部分には同一の
符号を付して示しである。

感光体ｌの一端には、軸１６からの入力をはすば歯車９
を介して受容するはすば歯車３が、他端には、該はすば
歯車３とはねじれ角の方向が反対になっているはすば歯
車２２がそれぞれ配設してあり、このはすば歯車２２が
、転写ローラ８の一端に取着されたはすば歯車２９に噛
合して、ばねなど、不図示の適宜の手段によって感光体
ｌに圧接した転写ローラ８を従動回転させる。

前記軸１６からの入力によって、感光体ｌが図示左方か
らみて反時計方向に回転するものとし、これによって、
感光体ｌは図示左方へのスラストＤ１をうけ、歯車２９
の回転によって転写ローラ８には図示スラストＴをうけ
、感光体ｌはその反力として図示左方に力Ｄ２をうける
ので、結局感光体ｌはこれらの力Ｄ＋　、Ｄ２の合力Ｄ
３をうけることになる。

このとき、感光体１と転写ローラ８との間のスラスト方
向の最大静止摩擦力よりも、前記合力Ｄ３が大きくなる
ように設定しておくことによって、前述の実施例の場合
と同様に、感光体ｌを基準位置に移動でき、これが駆動
されるさいにその位置が変動することを阻止でき、同時
に転写ローラ８の位置も安定するので、転写ブレやこれ
に起因する画質の劣化を防止することが可能である。

なお、これは前記第１図々示の装置においても、また後
述の実施例においても同様であるが、はすば歯車のねじ
れ角の方向を、図示の場合と反対にしても、感光体等の
付勢方向が反対になるだけで、同様の作用を奏し得るこ
とは論をまたないところである。

なお付言すると、前記歯車３と同２２どのねじれ角の方
向を同方向にすると、前記スラストＤ１と反力Ｄ２とが
反対方向になって合力Ｄ３が小さくなり、これが前記最
大静止摩擦力よりも小さくなる可脂性が大きくなり感光
体ｌのスラスト方向位置を定位に維持できなくなるおそ
れが生ずる。

第４図は本発明のさらに他の実施例の要部概略図を示す
ものである。

この装置は上記第３図々示のものに比べると、感光体ｌ
の入力側の歯車９および同３が平歯車となっているのみ
が異っている。

感光体ｌの回転によって、これと一体のはすば歯ｌ１ｆ
２２がはすば歯車２９を介して転写ローラ８を回転させ
る。

このとき、転写ローラ８は図示矢印Ｔ方向のスラストを
受け、その反力として感光体１は図示左方に力Ｄ２をう
けることになる。

この場合、感光体ｌと転写ローラ８との間のスラスト方
向の最大静止摩擦力よりも、力Ｄ２が大きくなるように
定めておくことによって、前述の各実施例と同様に、感
光体１のスラスト方向の位置が変動することがなくなｌ
、また、転写ローラのスラスト方向の位置も変動しない
。

歯車３．９をはすば歯車に、歯車２２．２９を平歯車に
構成しても感光体のスラスト方向の位置が変動しなくな
ることは直ちに理解できるところであろう。

第５図は本発明のさらに他の実施例の要部概略図を示し
、このものにおいては、感光体ｌの図示左端にはすば歯
車３が取着してあり、これに駆動側のはすば歯車９が噛
合してあって、該歯車９が軸１６から駆動力をうけて、
感光体ｌは１図示左方からみて、反時計方向に回転して
符号Ｄ１方向のスラストを受けるものとする。

また、この感光体ｌには、不図示のばねなどによって転
写ローラ８が圧接しており、該ローラ８は、駆動軸３６
に取着したはすば歯車３２、これに噛合する転写ローラ
端のはすば歯車２９を介して回転し、このとき図示矢印
方向にスラストＴ１を受ける。

このとき感光体ｌと転写ローラ８との間に作用するスラ
スト方向の最大静止厚擦力よりもスラスト力Ｄ、、Ｔ、
が大きくなるように設定することによって前述の各実施
例の場合と同様、感光体１、転写ローラ８を基準位置ま
で移動でき、以後回転駆動をうけるときに感光体ｌがそ
の位置を不整に変動することがない。

感光体ｌに配設したはすば歯車３と転写ローラ８に設け
たはすば歯車２９のねじれ角の方向を互に逆方向になる
ようにすれば、感光体ｌと転写ローラ８とが同方向に変
位傾向となるので、両者間の摩擦力が大きくてもより移
動しやすくなる。

また、転写ローラ側の歯車２９、同３２は平歯車であっ
ても感光体ｌにはスラストＤＩが作用するから上記と同
様の作用を奏し得る。

この装置の場合、感光体ｌと転写ローラ８とが接触しな
がら移動するさいに動摩擦力が発生するが、両者が基準
位置まで達した後ではこの摩擦はなくなるので、感光体
ｌ、転写ローラ８のスラスト方向の位置が変化すること
はない。

（３）発明の詳細 な説明したように、本発明によるときは、回転円筒状の
像担持体と、これに圧接する転写ローラとをそなえた画
像形成装置において、該像担持体の端部に配設した歯車
の少なくとも一方および像担持体に圧接して同期駆動さ
れる転写ローラ端部近傍に配設した歯車をはずば歯車と
することによって、転位をほどこす要なく、ねじれ角を
変えることによって像担持体の歯車と転写ローラの歯。

車とを良好な状態で噛合させることが可能であり、像担
持体および転写ローラを自動的に基準位置に持ち来たし
、以後、その位置を確保することができるので、転写ブ
レやこれに起因する画質の劣化を防止して、良質の画像
を得るのに資するところが大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例を示す端面図、第２図は同上側
面図、 第３図ないし第５図は、それぞれ本発明の他の実施例を
示す端面図。 第６図、第７図はいずれも公知装置の端面図である。 ｌ・・・感光体、３，９，２９，３２・・番はすば調車
、８・Φ・転写ローラ。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）回転駆動される像担持体と、これに圧接する転写
   ローラとをそなえた画像形成装置において、 前記像担持体の端部に配設した歯車の少なくとも一方お
   よび、像担持体に圧接して同期駆動される転写ローラ端
   部近傍に配設した歯車をはすば歯車としてなる画像形成
   装置。
2. （２）回転駆動される像担持体と、これに圧接する転写
   ローラとをそなえた画像形成装置において、 像担持体の一方の端部にはこれを駆動する歯車を、他端
   には転写ローラ駆動歯車を設け、これら歯車のうちのい
   ずれか一方をはすば歯車としてなる画像形成装置。
3. （３）回転駆動される像担持体と、これに圧接する転写
   ローラとをそなえた画像形成装置において、 像担持体駆動歯車ははすば歯車であり、転写ローラ駆動
   歯車が平歯車またははすば歯車である画像形成装置。