JPH10186777A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 駆動伝達時に起きる感光体ドラムの振動によ
り生じるバンディングを目立たないようにする構成の簡
単な駆動伝達機構を有する画像形成装置を提供する。 【解決手段】 感光体１１ＢＫ，Ｍ，Ｙ，Ｃを保持する
感光体軸１２ＢＫ，Ｍ，Ｙ，Ｃは、側板１６に軸受１７
で回転自由に保持され、各感光体軸に固定された被動側
の感光体軸歯車１３ＢＫ，Ｍ，Ｙ，Ｃを搬送方向の奇数
番（第１色１３ＢＫと第３色１３Ｙ），偶数番（第２色
１３Ｍと第４色１３Ｃ）の組みでアイドルギヤ１４ａ，
１４ｂを介して回転伝達可能に互いに感光体軸方向に段
違いに配置し、また、アイドルギヤ１４ａは、感光体軸
１２Ｍ上に、アイドルギヤ１４ｂは、感光体軸１２Ｙ上
にそれぞれ各軸に対し回転自由に配置する。モータ２１
の駆動力は駆動歯車２２→感光体軸歯車１３ＢＫ，１３
Ｍ→アイドルギヤ１４ａ，１４ｂ→感光体軸歯車１３
Ｙ，１３Ｃと伝達される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機，ファクシ
ミリ，プリンタ等の画像形成装置に関し、より詳細に
は、タンデム方式を用いた電子写真装置に適用し得る感
光体ドラム駆動機構に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー画像形成装置において、主
として画像出力の高速化を目的としブラック（ＢＫ），
マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ）の各色
の画像形成ユニットを一列に並べて配置し、用紙搬送路
に沿って用紙を一度通すだけで、用紙上にカラー画像を
形成するタンデム方式が採用されている。このタンデム
方式において、感光体ドラムの駆動伝達機構による振動
（回転ムラ）によりバンディングと呼ばれる縞状の濃淡
ムラが特に中間調画像において顕著となるため、各色の
重ね精度向上とあわせて様々な提案がなされている。特
に、駆動伝達機構の振動の要因としてギヤ等の歯の噛み
合いによるものが主なものであると考えられている。こ
うした問題を考慮して提案されたいわゆるタンデム方式
のカラー画像形成装置における感光体ドラムの駆動伝達
機構を下記に例示する。

【０００３】従来例１（特開平６−１６７８５８号公
報） 「回転体駆動装置」として、各回転体の駆動ギヤに対し
て高減速比で回転駆動力を伝達する中間ギヤを介して互
いに連結し、各回転体に中間ギヤを介して回転駆動力を
与えることにより、低コストで高精度の回転体駆動を行
うことができ、プリント画像の画質の向上を図るものが
開示されている。

【０００４】従来例２（特開平７−２０９９４７号公
報） 「カラー画像形成装置」として、図７にその感光体駆動
機構の概略が示されるもので、複数の感光体１１Ｃ，１
１Ｙ，１１Ｍ及び１１ＢＫを記録紙の搬送方向に沿って
配置したカラー画像形成装置の感光体駆動機構を単一の
駆動源（モータ２１）と駆動源の回転軸に取り付けられ
た歯車２２とその歯車に噛合し直接駆動される感光体軸
歯車３１Ｃとアイドルギヤ３２ａ及び３２ｂを介し駆動
される感光体軸歯車３１Ｙ，３１Ｍ及び３１ＢＫからな
る感光体駆動伝達機構が開示されている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来例
１においては、高減速比の中間ギヤを有するギヤ列によ
る伝達により、回転変動の累積を打ち消すことができる
としているが、ギヤ列が長くなることにより伝達効率の
低下，騒音の発生が考えられる。また、従来例２におい
ては、４本の感光体中内側の２本を駆動源により直接駆
動し、外側の２本をアイドルギヤを介して駆動すること
でウォーム等に比べ安価な平，ハスバ歯車を用いて効率
の良い駆動伝達系を構成した上、誤差の積上げを少なく
することができ、回転ムラの低減ができるとしている
が、この構成においては、感光体軸歯車の直径は感光体
軸間距離より大きくすることはできない。すなわち、感
光体直径φ３０mmとし、感光体軸歯車の偏心を打ち消す
ために軸間距離を感光体周長と等しくした場合（３０×
π＝９４.２mm）、この歯車の直径はφ９０mm程度が限
度であり（図７，参照）、モジュール０.５の平歯車を
用いたとき歯車の歯の噛み合いによる回転ムラがある場
合（３０×π）／（９０÷０.５）＝０.５２mmピッチで
画像上にあらわれる。

【０００６】本発明は、こうした従来技術における問題
点に鑑みてなされたもので、構成を簡単にして、かつ、
バンディングの目立たない高画質が得られるようにした
駆動伝達機構を有する画像形成装置を提供することをそ
の目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】請求項１の発明は、感光
体を回転させるために駆動源からの回転を感光体軸に伝
達する駆動力伝達機構を有し、該駆動力伝達機構により
伝達された駆動力により記録紙の搬送方向に沿って平行
に配列した複数の感光体を該搬送方向に回転させるよう
にしたカラー画像形成装置において、前記駆動力伝達機
構は、前記感光体軸上にそれぞれ固定され、平行に配列
した前記複数の感光体の奇数番目と偶数番目の相互間で
該感光体軸方向にずらして配置された感光体軸歯車と、
奇数番目の前記感光体軸歯車同士、偶数番目の前記感光
体歯車同士を連結させるための遊び歯車を有するととも
に、該遊び歯車それぞれを前記感光体軸上に、該軸に対
し回転自由に保持されるようにしたものである。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１のカラー画像
形成装置において、奇数番目の前記感光体軸歯車同士、
偶数番目の前記感光体歯車同士を連結させるための前記
遊び歯車それぞれに同時に噛み合うよう配置された駆動
歯車を有するようにしたものである。

【０００９】請求項３の発明は、請求項２のカラー画像
形成装置において、前記遊び歯車、前記駆動歯車、前記
感光体歯車及び前記駆動歯車の駆動軸の間の関係につい
て、「遊び歯車の噛み合いピッチ円半径＋駆動歯車の噛
み合いピッチ円半径」を「感光体軸歯車の歯先円半径＋
駆動軸半径」よりも大きく設定するようにしたものであ
る。

【００１０】請求項４の発明は、請求項２のカラー画像
形成装置において、奇数番目の前記感光体軸歯車同士、
偶数番目の前記感光体歯車同士を連結させるための前記
遊び歯車それぞれを、前記感光体軸歯車に噛み合う歯車
と、該歯車に一体でかつピッチ円径が該歯車より大きい
歯車からなる２段歯車とし、該２段歯車の後者の歯車が
前記駆動歯車と噛み合うようにその駆動軸を配置するよ
うにしたものである。

【００１１】

【発明の実施の形態】図１は、タンデム方式のカラー画
像形成装置の概略図を示すものである。図１に示される
ように、用紙搬送経路に沿って複数個の画像形成部が配
列されており、用紙が各画像形成部を通過する度に、異
なった色が順次転写され、最終的に４色の重ね合わせに
よるカラー画像が得られる。各画像形成部は、画像形成
媒体として機能するドラム状の感光体１０６ＢＫ，１０
６Ｍ，１０６Ｙ及び１０６Ｃと、こ感光体の周囲に配置
された帯電装置１０７ＢＫ，１０７Ｍ，１０７Ｙ及び１
０７Ｃ、露光装置、現像装置１０８ＢＫ，１０８Ｍ，１
０８Ｙ及び１０８Ｃ等から構成されている。感光体の表
面は帯電装置で一様に帯電された後、露光装置により出
力すべき画像に対応したパターンで露光され、感光体の
表面上に静電潜像が形成される。この静電潜像は現像装
置で現像されてトナー像が形成され、このトナー像が用
紙上に転写される。転写後に感光体の表面に残ったトナ
ーはクリーニング装置１０９ＢＫ，１０９Ｍ，１０９Ｙ
及び１０９Ｃにより除去される。

【００１２】露光装置としては、レーザー光源からのレ
ーザービームをポリゴンスキャナー１１１で反射させ、
更に、偏向ミラーで光路を折り曲げて感光体の表面を露
光するレーザースキャナー１０５と呼ばれる装置が使用
される。このレーザースキャナーにおいては、ポリゴン
スキャナー１１１が回転することにより感光体１０６Ｂ
Ｋ，１０６Ｍ，１０６Ｙ及び１０６Ｃの軸方向に主走査
が行われ、感光体の回転により、感光体の軸方向とは直
交方向に副走査が行われる。給紙部１０２から給紙され
た記録紙は、レジスト部１０４から搬送され転写ベルト
１１０に静電吸着させられる。各感光体１０６ＢＫ，１
０６Ｍ，１０６Ｙ及び１０６Ｃ上に形成された画像は、
転写位置にてそれぞれ記録紙上に転写される。分離爪１
１２により転写ベルト１１０から分離させられた記録紙
は、定着ユニット１０３を通過後図示しない排紙部に搬
送される。

【００１３】各色の位置合わせは、記録紙がレジスト部
１０４から転写ベルト１１０によって各色の転写位置に
搬送されるタイミングと、各感光体１０６ＢＫ，１０６
Ｍ，１０６Ｙ及び１０６Ｃ上の画像が転写位置に移動さ
れるタイミングが各色全て一致するように露光開始時間
を設定することによって行う。このための駆動伝達装置
を有する本発明の画像形成装置による実施例を以下に記
載する。

【００１４】本発明による画像形成装置の駆動伝達装置
の実施例を図２（Ａ），（Ｂ）に示す。感光体１１Ｂ
Ｋ，１１Ｍ，１１Ｙ及び１１Ｃを保持する感光体軸１２
ＢＫ，１２Ｍ，１２Ｙ及び１２Ｃは、側板１６に軸受１
７で回転自由に保持され、各感光体軸に固定された被動
側の感光体軸歯車１３ＢＫ，１３Ｍ，１３Ｙ及び１３Ｃ
を記録紙の搬送方向から数えて奇数番目すなわち第１色
目１３ＢＫと第３色目１３Ｙおよび偶数番目すなわち第
２色目１３Ｍと第４色目１３Ｃとの組み合わせで遊び歯
車（以下、「アイドルギヤ」という）１４ａ，１４ｂを
介して回転が伝達できるように互いに感光体軸方向に段
違いに配置させる。アイドルギヤ１４ａ，１４ｂは、各
々噛み合っている感光体軸歯車１３の中間の感光体軸１
２に該軸に対して回転自由に保持される。すなわち、感
光体軸歯車１３ＢＫ，１３Ｙと噛み合うアイドルギヤ１
４ａは、感光体軸１２Ｍ上に、感光体軸歯車１３Ｍ，１
３Ｃと噛み合うアイドルギヤ１４ｂは、感光体軸１２Ｙ
上にそれぞれ各軸に対し回転自由に配置する。図２
（Ａ）中、１５ａ，１５ｂは軸受を示すが、アイドルギ
ヤ１４を樹脂製にし、軸受けをなくすことも可能であ
る。感光体軸間距離は精度よく保たれているので、アイ
ドルギヤも感光体軸歯車に対し中心距離を精度よく保持
できる。また、アイドルギヤの保持軸を別に設ける方法
をとる場合に比べ、部品点数の減少、より簡単な構成を
得ることができる。

【００１５】本発明による画像形成装置の駆動伝達装置
の第２の実施例を図３（Ａ），（Ｂ）に示す。上記した
図２に示す実施例では、駆動歯車２２を感光体軸歯車１
３ＢＫ，１３Ｍに噛み合わせているのに対して、この実
施例では、駆動歯車２２を２つのアイドルギヤ１４ａ，
１４ｂに噛合させている。こうすることにより、駆動源
側の駆動軸から感光体までの伝達系路が等しくなり、各
感光体軸１２Ｃ，１２Ｙ，１２Ｍ及び１２ＢＫにより均
一な回転を与えることができる。しかし、感光体軸歯車
１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｍ及び１３ＢＫが大径のため該歯
車が駆動軸に干渉しないように配置する必要がある。例
として、駆動歯車，アイドルギヤ及び感光体軸歯車をモ
ジュール０.５で諸元の設計値を、以下のように、 歯数(枚) 噛み合いヒ゜ッチ半径(mm) 歯先円半径(mm) 転位係数 駆動歯車 １５０ ３７.５ ３８ ０.０ アイドルギヤ １２５ ３１.４７ ３２.１７ ０.４６６ 感光体軸歯車 ２５０ ６２.９５ ６３.４４ ０.４５ とすると、 アイドルギヤの噛み合いピッチ円半径＋駆動歯車の噛み
合いピッチ円半径＝３１.４７＋３７.５＝６８.９７mm 感光体軸歯車の歯先円半径＋駆動軸半径＝６３.４４＋
４＝６７.４４mm となる。図３に図示するように、駆動源側の駆動軸は感
光体軸歯車１３とぶつからずに配置できる。これによ
り、余分な側板，伝達機構を介さずに駆動軸の回転をア
イドルギヤ１４ａ及び１４ｂに伝達することが可能とな
る。

【００１６】第２の実施例のように、アイドルギヤによ
り１８０°対象な位置にある２つの感光体軸歯車を駆動
することにより生じる作用とその効果について、図４及
び図５にもとづき説明する。伝達系路を駆動歯車→感光
体軸歯車（左ねじれ駆動側）→アイドルギヤ（右ねじ
れ）→感光体軸歯車（左ねじれ被動側）とした場合、ア
イドルギヤに働く力は図４のようになる（ハスバ歯車の
例）、つまり、接戦方向に一方向の力Ｆｕ１，Ｆｕ２が
働き、アイドルギヤの軸受等に負荷がかかる。また、特
に、ハスバ歯車の場合、噛み合い点で軸方向力も働き、
図４のように両噛み合い点で反対向きの力Ｆａ１，Ｆａ
２を受け、やはり軸受等に負担がかかる。一方、アイド
ルギヤ（右ねじれ駆動側）に駆動軸の回転を入力し、１
８０°対象な位置にある２つの感光体軸歯車（左ねじれ
駆動側）を駆動すると、図５に示すように、接戦方向に
働く力Ｆｕ１，Ｆｕ２は相殺させるよう反対方向に働
き、軸方向に働く力Ｆａ１，Ｆａ２は同方向に働くた
め、軸受等への負担を少なくすることができ、軸受の小
型化あるいは長寿命化が図れる。

【００１７】本発明による画像形成装置の駆動伝達装置
の第３の実施例を図６（Ａ），（Ｂ）に示す。図６に示
すように、図３に示す第２の実施例のアイドルギヤ１４
の部分を、駆動歯車２２と噛み合う歯車２６と、感光体
軸歯車１３と噛合う歯車２５の２段にする。これによ
り、駆動歯車２２の小型化が図れ、駆動伝達装置の小型
化が可能となり、また、駆動歯車２２から感光体軸歯車
１３までの減速比をより大きくとることができる。図６
において、例として、駆動歯車，２段歯車大，２段歯車
小及び感光体軸歯車をモジュール０.５で、各歯車の歯
数等の諸元の設計値を、以下のように、 歯数(枚) 噛み合いヒ゜ッチ半径(mm) 歯先円半径(mm) 転位係数 駆動歯車 １００ ２５ ２５.５ ０.０ ２段歯車大 １８０ ４５ ４５.５ ０.０ ２段歯車小 １２５ ３１.４７ ３２.１７ ０.４６６ 感光体軸歯車 ２５０ ６２.９５ ６３.４４ ０.４５ とすると、駆動歯車２２から感光体軸歯車１３までの減
速比は、 （１００／１８０）×（１２５／２５０）＝０.２７８ となり、図３の第２の実施例における １５０／２５０＝０.６ より大きくとれることが理解される。

【００１８】

【発明の効果】請求項１の装置においては、感光体軸上
で奇数番目と偶数番目の感光体で互いに感光体軸の軸方
向にずれた位置に配置された被動歯車と、奇数番目の感
光体軸の歯車同士、偶数番目の感光体軸の歯車同士を連
結させるための遊び歯車（アイドルギヤ）からなる駆動
力伝達機構で該アイドルギヤを感光体軸上に軸に対して
回転自由に設けているので、感光体軸の歯車の直径が大
きくとれるため歯数を多くでき、歯の噛み合いにより発
生するバンディングの周期を細かくすることにより目に
付きにくくすることができ、さらに、アイドルギヤ保持
軸を別途設けることが不要となり、部品点数の削減，組
み付け性の向上が図れる。さらに、感光体軸は軸距離が
精度よく設けられているので、感光体軸歯車とアイドル
ギヤの軸間距離も精度よく保持することができる。従っ
て、アイドルギヤの保持軸をユニット側板側と本体側板
側の２つの部品に設けたり、１つの部品上に軸を設ける
ためにアイドルギヤの径を大きくする等の必要があった
他の方法において生じる組み付け精度（軸間距離，バッ
クラッシ）の管理の難かしさや、駆動伝達ユニットの大
型化を克服することができる。

【００１９】請求項２，３の発明においては、請求項１
の画像形成装置において、感光体軸上に該軸に対し回転
自由に取り付けられ、感光体軸に固定された２つの被動
歯車に噛み合う遊び歯車と、該遊び歯車２つに噛み合う
よう配置された駆動歯車を有し、「遊び歯車の噛み合い
ピッチ円半径＋駆動歯車の噛み合いピッチ円半径」を
「光体軸上の被動歯車の歯先円半径＋駆動軸半径」より
も大きくしているので、請求項１の効果に加え、駆動歯
車から感光体軸歯車までの伝達系路を等しく取ることが
でき、感光体の回転を各軸均一にすることによる高画質
化が図れる。さらに、遊び歯車に対し１８０°離れた位
置にある２つの感光体歯車を駆動することにより遊び歯
車が受ける力は接戦方向に打ち消しあう方向に、軸方向
には一定方向に働くため、軸受けにかかる負荷の低減が
得られる。

【００２０】請求項４の装置においては、請求項２の装
置において、感光体軸上に該軸に対し回転自由に取り付
けられた歯車を、感光体軸に固定された２つの歯車に噛
み合う歯車と、該歯車に一体でかつピッチ円径が該歯車
より大きい歯車からなる２段歯車とし、後者の歯車が駆
動歯車と噛み合うように駆動歯車を配置したので、請求
項１〜３の効果に加え、駆動歯車の小径化が図れ駆動伝
達装置の小型化が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 タンデム方式のカラー画像形成装置の概略図
を示す。

【図２】 本発明による画像形成装置の駆動伝達機構の
実施例の概略図を示す。

【図３】 本発明による画像形成装置の駆動伝達機構の
第２の実施例の概略図を示す。

【図４】 感光体軸歯車を駆動側としてこれに噛み合う
アイドルギヤにおいて、駆動力の負荷の状態を説明する
ための図を示す。

【図５】 アイドルギヤを駆動側としてこれに噛み合う
感光体軸歯車において、駆動力の負荷の状態を説明する
ための図を示す。

【図６】 本発明による画像形成装置駆動伝達機構の第
３の実施例の概略図を示す。

【図７】 カラー画像形成装置における従来の感光体駆
動機構の概略図を示す。

【符号の説明】

１１ＢＫ，１１Ｃ，１１Ｍ，１１Ｙ，１０６ＢＫ，１０
６Ｃ，１０６Ｍ，１０６Ｙ…感光体、１２，１２ＢＫ，
１２Ｃ，１２Ｍ，１２Ｙ…感光体軸、１３，１３ＢＫ，
１３Ｃ，１３Ｍ，１３Ｙ，３１ＢＫ，３１Ｃ，３１Ｍ，
３１Ｙ…感光体軸歯車、１４，１４ａ，１４ｂ，３２
ａ，３２ｂ…アイドルギヤ、１５ａ，１５ｂ，１７…軸
受、１６…側板、２１…モータ、２２…駆動歯車、２
５，２６…歯車、１０２…給紙部、１０３…定着ユニッ
ト、１０４…レジスト部、１０５レーザースキャナー、
１０７ＢＫ，１０７Ｃ，１０７Ｍ，１０７Ｙ…帯電装
置、１０８ＢＫ，１０８Ｃ，１０８Ｍ，１０８Ｙ…現像
装置、１０９ＢＫ，１０９Ｃ，１０９Ｍ，１０９Ｙ…ク
リーニング装置、１１０…転写ベルト、１１１…ポリゴ
ンスキャナー、１１２…分離爪。

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体を回転させるために駆動源からの
   回転を感光体軸に伝達する駆動力伝達機構を有し、該駆
   動力伝達機構により伝達された駆動力により記録紙の搬
   送方向に沿って平行に配列した複数の感光体を該搬送方
   向に回転させるようにしたカラー画像形成装置におい
   て、前記駆動力伝達機構は、前記感光体軸上にそれぞれ
   固定され、平行に配列した前記複数の感光体の奇数番目
   と偶数番目の相互間で該感光体軸方向にずらして配置さ
   れた感光体軸歯車と、奇数番目の前記感光体軸歯車同
   士、偶数番目の前記感光体歯車同士を連結させるための
   遊び歯車を有するとともに、該遊び歯車それぞれを前記
   感光体軸上に、該軸に対し回転自由に保持されるように
   したことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１のカラー画像形成装置におい
   て、奇数番目の前記感光体軸歯車同士、偶数番目の前記
   感光体歯車同士を連結させるための前記遊び歯車それぞ
   れに同時に噛み合うよう配置された駆動歯車を有するこ
   とを特徴とするカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 請求項２のカラー画像形成装置におい
   て、前記遊び歯車、前記駆動歯車、前記感光体歯車及び
   前記駆動歯車の駆動軸の間の関係について、「遊び歯車
   の噛み合いピッチ円半径＋駆動歯車の噛み合いピッチ円
   半径」を「感光体軸歯車の歯先円半径＋駆動軸半径」よ
   りも大きく設定するようにしたことを特徴とするカラー
   画像形成装置。
4. 【請求項４】 請求項２のカラー画像形成装置におい
   て、奇数番目の前記感光体軸歯車同士、偶数番目の前記
   感光体歯車同士を連結させるための前記遊び歯車それぞ
   れを、前記感光体軸歯車に噛み合う歯車と、該歯車に一
   体でかつピッチ円径が該歯車より大きい歯車からなる２
   段歯車とし、該２段歯車の後者の歯車が前記駆動歯車と
   噛み合うようにその駆動軸を配置するようにしたことを
   特徴とするカラー画像形成装置。