(57)【要約】【課題】本発明は、写真やグラッフックなどのハーフトーン画像やテキスト画像出力時に、ピッチムラが存在せず、安定性の良い画像を出力することが出来る画像形成装置を提供することを目的とする。【解決手段】本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー像を担持する像担持体と、該像担持体に圧接する転写ローラとを備え、前記像担持体と前記転写ローラとを駆動する駆動源が同一である画像形成装置において、前記像担持体への駆動伝達経路と前記転写ローラへの駆動伝達経路を別経路とすることを特徴とする。【選択図】    図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トナー像を担持する像担持体と、該像担持体に圧接する転写ローラとを備え、前記像担持体と前記転写ローラとを駆動する駆動源が同一である画像形成装置において、
前記像担持体への駆動伝達経路と前記転写ローラへの駆動伝達経路を別経路とすることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記転写ローラの軸上に設けられ、前記転写ローラへ駆動力を伝達する転写ローラギアと、
該転写ローラギアに駆動力を伝達するアイドラギアと、を有し、
該アイドラギアを、前記像担持体と前記転写ローラの軸に直交する断面上において、前記像担持体の中心点と前記転写ローラの中心点を通る直線に対して垂直な直線であって、かつ前記転写ローラの略中心を通る直線上に位置するように配置することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記転写ローラの軸上に設けられ、前記転写ローラへ駆動力を伝達する転写ローラギアと、
該転写ローラギアに駆動力を伝達するアイドラギアと、を有し、
前記アイドラギアから前記転写ローラギアにかかる駆動ギア反力が前記像担持体中心と前記転写ローラ中心を結んだ直線に対して略垂直方向に作用するように前記アイドラギアを配置することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【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、レーザービームプリンター、ファクシミリ等の電子写真方式、静電記録方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【発明の属する技術分野】
従来の電子写真方式によって画像を形成する画像形成装置（レーザビームプリンタ）として、シート材Ｓを給送搬送手段によって画像形成手段へ搬送してトナー像を転写し、定着手段へ搬送してトナー定着し、排出部へと排出するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
以下、かかる画像形成装置の概略について図８〜図１１を参照して説明する。図８は画像形成装置の構成図、図９は画像形成部の駆動伝達経路を示す断面図、図１０は画像形成部の駆動伝達経路を示す斜視図、図１１は転写ローラへの駆動伝達部の詳細図である。
【０００４】
まず、画像形成装置の概略的な構成をシート材Ｓの流れに沿って説明する。図８に示すように、装置下部のシート材給送部２０１内のカセット３１１内に積載収納されているシート材Ｓが、反時計回り方向に回転する給送ローラ３１２によって最上位のシートから順に繰り出され、搬送ローラ対３１３、３１４により画像形成部２０１に送られる。画像形成部２０１ではレーザースキャナー３２１が、画像情報に応じたレーザー光を時計回り方向に回転している感光体３２２上に照射し、感光体３２２上に静電潜像が形成される。この静電潜像はプロセスカートリッジ３２３内の現像部（不図示）にてトナー現像され、トナー像が形成される。シート材Ｓは画像形成部２０１にてトナー像を転写され、定着部２０３にてトナー像を定着され、排出搬送ローラ対３３３により装置外へ排出される。なお、装置の電源部および、装置を制御する制御基板を有する電装部２０４が、カセット３１１と画像形成部２０１との間に形成されている。
【０００５】
次に、シート材Ｓの表裏両面記録について説明する。シート材Ｓの両面に記録を行う場合には、定着部２０３を通過して表面側に画像記録されたシート材Ｓを、排出搬送ローラ対３３３の逆転駆動および搬送ローラ３３１によりスイッチバックし、搬送ローラ対３４１、３４２により画像形成部２０１に搬送してシート材Ｓの裏面側に画像記録を行い、上述のごとく装置外へ排出する。
【０００６】
次に、画像形成部での駆動伝達および画像形成プロセスについて詳細に説明する。図９、図１０に示すように、モータＭにより発生した駆動力は、モータピニオン３０１、アイドラギア３０２を介してカップリングギア３０３へと伝達される。カップリングギア３０３は感光体ギア３０５のカップリング部３０５ａにてカップリングし、感光体ギア３０５はギア部３０５ｂで感光体３２２にかしめられている。ギア部３０５ｂは転写ローラギア３０７と噛合っており、転写ローラギア３０７は転写ローラ３２４の回転軸上に固定されている。
【０００７】
カップリングギア３０３へ伝達された駆動力は、感光体ギア３０５を介して感光体３２２へ伝達され、感光体ギア３０５（ギア部３０５ｂ）、転写ローラギア３０７を介して転写ローラ３２４へ伝達される。転写ローラ３２４の両端は軸受け３０９により支持され、転写バネ（圧縮バネ）３０８により感光体３２２の中心方向に向けて押圧されており、転写ローラ３２４は感光体３２２に付勢されている。
【０００８】
図１１（ａ）に示すように、プロセスカートリッジ３２３が装着されていない時、転写ローラ３２４は、図１１（ｂ）に示す所定位置よりも少し感光体３２２側に位置している。
【０００９】
図１１（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジ３２３が装着された時、感光体３２２が転写ローラ３２４を押し下げることで転写ローラ３２４は所定位置となる。この時、感光体ギア３０５のギア部３０５ｂと転写ローラギア３０７が係合し、ギア部３０５ｂ、転写ローラギア３０７同士が逃げないために歯先同士の当たり、歯の乗り上げが起こる場合がある。
【００１０】
図１１（ｃ）に示すように、シート材Ｓの搬送時には、感光体３２２と転写ローラ３２４間にシート材Ｓが挟持されるため、転写ローラ３２４は図１１（ｂ）に示す所定位置よりもシート材Ｓの厚さ分だけ下がる。転写ローラギア３０７は、感光体ギア３０５から駆動ギア反力Ｆを噛合い圧力角α方向に受ける。感光体ギア３０５のギア部３０５ｂと転写ローラギア３０７のバックラッシュは、シート材Ｓの搬送時に、シート材Ｓの厚さ、駆動ギア反力Ｆ等で変化する。従って、シート材Ｓの搬送時にも感光体ギア３０５から転写ローラギア３０７へ駆動伝達可能なように、シート材Ｓを搬送していない所定位置でのバックラッシュの値が設定されている。
【００１１】
また、このような画像形成装置において、近年の画像形成装置の高精度化、ユーザーの多様化に伴い、写真やグラッフックなどのハーフトーン画像やテキスト画像出力時におけるピッチムラの解消や画像の高画質化への要求は高い。
【００１２】
【特許文献１】
特開平０９−２９７４７３号公報
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のような画像形成装置は、転写する画像によって転写ローラ３２４のトルクが変化し、駆動ギア反力Ｆの大きさが変化する。また、シート材Ｓの厚みの変化等によりバックラッシュが変化し、噛合い圧力角α（駆動ギア反力Ｆの方向）が変化する。
【００１４】
上述のように、感光体３２２は感光体ギア３０５を介してカップリングギア３０３によって駆動され、転写ローラギア３０７へと駆動伝達している。この結果、感光体３２２の回転時には感光体ギア３０５のギア部３０５ｂと転写ローラギア３０７の噛合いによる振動が生じ、感光体３２２もこの周波数で振動する。また、プロセスカートリッジ３２３の装着時におけるギア部３０５ｂ、転写ローラギア３０７同士の歯先当たりや、歯の乗り上げにより、ギア歯面が損傷することでギアの噛合い時の振動を助長する。
【００１５】
そして、振動している感光体３２２上にレーザースキャナー３２１によってレーザー光が照射され、静電潜像が形成される。このため、静電潜像にはある周波数のピッチムラが生じ、画像形成されたシート材上の画像にはピッチムラが存在する。また、バックラッシュの変化や駆動ギア反力Ｆの大きさの変化により、転写ローラ３２４の感光体３２２への当接圧の軸方向のバランスが変化し、画像の安定性に悪影響をおよぼす。
【００１６】
この結果、写真やグラッフックなどのハーフトーン画像やテキスト画像出力を行うとピッチムラが画像上に存在したり、画像の安定性が悪い結果となるという問題点があった。
【００１７】
そこで本発明は、写真やグラッフックなどのハーフトーン画像やテキスト画像出力時に、ピッチムラが存在せず、安定性の良い画像を出力することが出来る画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、トナー像を担持する像担持体と、該像担持体に圧接する転写ローラとを備え、前記像担持体と前記転写ローラとを駆動する駆動源が同一である画像形成装置において、前記像担持体への駆動伝達経路と前記転写ローラへの駆動伝達経路を別経路とすることを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
［第一実施形態］
本発明に係る画像形成装置の第一実施形態について、図を用いて説明する。図１は第一実施形態に係る画像形成装置の構成図である。
【００２０】
まず、画像形成装置の概略的な構成をシート材Ｓの流れに沿って説明する。図１に示すように、装置下部のシート材給送部１内のカセット１１１内に積載収納されているシート材Ｓが、反時計回り方向に回転する給送ローラ１１２によって最上位のシートから順に繰り出され、搬送ローラ対１１３、１１４により画像形成部２に送られる。画像形成部２ではレーザースキャナー１２１が、画像情報に応じたレーザー光を時計回り方向に回転している感光体１２２上に照射し、感光体１２２上に静電潜像が形成される。この静電潜像はプロセスカートリッジ１２３内の現像部（不図示）にてトナー現像され、トナー像が形成される。シート材Ｓは画像形成部２にてトナー像を転写され、定着部３にてトナー像を定着され、排出搬送ローラ対１３３により装置外へ排出される。なお、装置の電源部および、装置を制御する制御基板を有する電装部４が、カセット１１１と画像形成部２との間に形成されている。
【００２１】
次に、シート材Ｓの表裏両面記録について説明する。シート材Ｓの両面に記録を行う場合には、定着部３を通過して表面側に画像記録されたシート材Ｓを、排出搬送ローラ対１３３の逆転駆動および搬送ローラ１３１によりスイッチバックし、搬送ローラ対１４１、１４２により画像形成部２に搬送してシート材Ｓの裏面側に画像記録を行い、上述のごとく装置外へ排出する。
【００２２】
次に、画像形成部での駆動伝達および画像形成プロセスについて詳細に説明する。図２は画像形成部の駆動伝達経路を示す略断面図、図３は画像形成部の駆動伝達経路を示す斜視図、図４は転写ローラへの駆動伝達部の詳細図である。
【００２３】
図２、図３に示すように、本実施形態における構成は、装置の給送部、搬送部、画像形成部、定着部、排出部の駆動力を１個のモータＭで駆動する構成となっている。モータＭから発生する駆動力はモータピニオン１０１から定着・排出系の伝達経路（不図示）と給送部、搬送部、画像形成部の伝達経路に分かれて、各経路に駆動を伝達する。
【００２４】
給送部、搬送部、画像形成部の伝達経路では、駆動伝達のためにモータピニオン１０１と噛合う位置にアイドラギア１１が配置されている。
【００２５】
感光体１２２への駆動伝達経路において、モータＭにより発生した駆動力は、モータピニオン１０１、アイドラギア１１、カップリングギア１０３を介して感光体１２２へと伝達される。アイドラギア１１はカップリングギア１０３と噛合い、カップリングギア１０３は感光体ギア１０５のカップリング部１０５ａとカップリングしている。
【００２６】
転写ローラ１２４への駆動伝達経路において、モータＭにより発生した駆動力は、アイドラギア１１、減速ギア１２、アイドラギア１３、１４、クラッチ１５、アイドラギア１６、減速ギア１７、アイドラギア１８、転写ローラギア１０７を介して１２４へと駆動伝達している。また、かかる駆動伝達に加えて、アイドラギア１４から給送系へと駆動伝達しており、クラッチ１５から搬送系へと駆動伝達している。
【００２７】
転写ローラギア１０７は転写ローラ１２４の回転軸上に固定されている。転写ローラ１２４の両端は軸受け１０９により支持され、転写バネ（圧縮バネ）１０８により感光体１２２の中心方向に向けて押圧されており、転写ローラ１２４は感光体１２２に付勢されている。
【００２８】
アイドラギア１８は、図２のように感光体１２２と転写ローラ１２４の中心軸に直交する断面上において、感光体１２２と転写ローラ１２４のそれぞれの中心点を結んだ直線Ｌ１に垂直で転写ローラ１２４の略中心を通る直線Ｌ２上に配置する。アイドラギア１８と転写ローラギア１０７のバックラッシュは、転写ローラ１２４が図４（ｂ）に示す所定位置にある時または、所定位置より少し下がった時に最適となるように設定する。
【００２９】
次に、上記駆動伝達構成における機能について説明する。感光体１２２への駆動伝達時は、モータＭより発生した駆動力は、カップリングギア１０３と感光体ギア１０５のカップリング部１０３ａ、１０５ａによりカップリングギア１０３から感光体ギア１０５へ伝達される。一方、転写ローラ１２４への駆動伝達は、アイドラ１１より分岐した感光体１２２への経路とは別の経路（減速ギア１２の経路）を通り転写ローラ１２４に伝達される。
【００３０】
従って、感光体１２２への駆動伝達時は、従来の画像形成装置のように、感光体ギア３０５のギア部３０５ｂ（図１０参照）から転写ローラ１２４へは駆動が伝達されないために、ギア部３０５ｂと転写ローラギア１０７の噛合いによる振動が生じない。また、ギア部３０５ｂと転写ローラギア１０７が噛合しないために、プロセスカートリッジ１２３の装着時に、ギア部３０５ｂと転写ローラギア１０７同士の歯先当たり、歯の乗り上げは発生しない。この結果、レーザスキャナー１２１によって、画像情報に応じたレーザ光が感光体１２２に照射され静電潜像が形成される時に、ピッチムラが存在せず、安定性の良い画像を出力することが出来る。
【００３１】
また、図４（ａ）に示すように、プロセスカートリッジ１２３が挿入される前には、転写ローラ１２４は、図４（ｂ）に示す所定位置よりも少し上に位置している。図４（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジ１２３が装着されると、感光体１２２が転写ローラ１２４を押し下げることで転写ローラ１２４は所定位置に位置する。図４（ｃ）に示すように、シート材Ｓの搬送時には、感光体１２２と転写ローラ１２４の間にシート材Ｓが狭持され、転写ローラ１２４はシート材Ｓの厚さ分だけ下がる。
【００３２】
ここで、上述のごとく、アイドラギア１８は、感光体１２２と転写ローラ１２４のそれぞれの中心点を結んだ直線Ｌ１に垂直で転写ローラ１２４の略中心を通る直線Ｌ２上に配置してある。このため、シート材Ｓの搬送時に、転写ローラ１２４及び転写ローラギア１０７の位置は、シート材Ｓの厚みにより感光体１２２と転写ローラ１２４のそれぞれの中心点を結んだ直線Ｌ１上を変化する。
【００３３】
そして、アイドラギア１８は、転写ローラギア１０７の移動する方向（Ｌ１の方向）に垂直な直線Ｌ２上にあるため、アイドラ１８と転写ローラギア１０７の間のバックラッシュはほとんど変化しない。また、シート材Ｓの種類によらず、アイドラギア１８と転写ローラギア１０７の間の噛合い圧力角αはほぼ同一となり、転写ローラ１２４への駆動ギア反力Ｆはほぼ一定に保たれる。この結果、転写ローラ１２４から感光体１２２にかかる当接圧の軸方向のバランスはほぼ一定に保たれ、安定したシート材への転写および搬送を行うことが出来、画像の安定性が向上する。
【００３４】
［第二実施形態］
次に本発明に係る画像形成装置の第二実施形態について図を用いて説明する。図５は画像形成部の駆動伝達経路を示す断面図、図６は画像形成部の駆動伝達経路を示す斜視図、図７は転写ローラへの駆動伝達部の詳細図である。上記第一実施形態と説明の重複する部分については、同一の符号を付して説明を省略する。
【００３５】
画像形成部での駆動伝達および画像形成プロセスについて詳細に説明する。図５、図６に示すように、本実施形態における構成は、装置の給送部、搬送部、画像形成部の駆動力を１個のモータＭで駆動する構成となっている。
【００３６】
モータＭから発生する駆動力は、モータピニオン１０１から感光体１２２への伝達経路と、給送部、搬送部、転写部への伝達経路との２つの伝達経路に分かれている。感光体１２２への伝達経路において、モータピニオン１０１はカップリングギア１０３と噛合い、カップリングギア１０３は感光体ギア１０５のカップリング部１０５ａとカップリングしている。
【００３７】
給送部、搬送部、転写部への伝達経路において、モータピニオン１０１と噛合う位置に減速ギア２１が配置されている。減速ギア２１からは、減速ギア２２、アイドラギア２３〜２８を介して給送系、搬送系へと伝達している。アイドラギア２８は搬送ローラギア２９と噛合い、搬送ローラ対１１４へ駆動伝達している。搬送ローラ対１１４の他端には転写ローラギア１０７への伝達のためにアイドラギア３０が配置され、アイドラギア３０〜３３、転写ローラギア１０７を介して転写ローラ１２４へと駆動伝達している。
【００３８】
アイドラギア３３は、転写ローラギア１０７にかかる駆動ギア反力Ｆが、感光体１２２と転写ローラ１２４の中心を結んだ直線Ｌ１に略垂直方向（矢印方向：図７参照）に働く位置に配置する。バックラッシュは、図７（ｃ）に示すシート材Ｓ搬送時にバックラッシュがなくならないように設定する。
【００３９】
次に、上記駆動伝達構成における機能について説明する。感光体１２２への駆動伝達時は、モータＭより発生した駆動力は、カップリングギア１０３と感光体ギア１０５のカップリング部１０３ａ、１０５ａによりカップリングギア１０３から感光体ギア１０５へ伝達される。一方、転写ローラ１２４への駆動伝達は、モータピニオン１０１より分岐した感光体１２２への経路とは別の経路（減速ギア２１〜アイドラギア３３の経路）を通り転写ローラ１２４に伝達される。
【００４０】
従って、感光体１２２への駆動伝達時は、従来の画像形成装置のように感光体ギア１０５から転写ローラ１２４へは駆動が伝達されないために、ギア部３０５ｂ（図１０参照）と転写ローラギア１０７の噛合いによる振動が生じない。また、ギア部３０５ｂと転写ローラギア１０７が噛合しないために、プロセスカートリッジ１２３の装着時に、ギア部３０５ｂと転写ローラギア１０７同士の歯先当たり、歯の乗り上げは発生しない。この結果、レーザスキャナー１２１によって、画像情報に応じたレーザ光が感光体１２２に照射され静電潜像が形成される時に、ピッチムラが存在せず、安定性の良い画像を出力することが出来る。
【００４１】
また、図７（ａ）に示すように、プロセスカートリッジ１２３が挿入される前には、転写ローラ１２４は、図７（ｂ）に示す所定位置よりも少し上に位置している。図７（ｂ）に示すように、プロセスカートリッジ１２３が装着されると、感光体１２２が転写ローラ１２４を押し下げることで転写ローラ１２４は所定位置に位置する。図７（ｃ）に示すように、シート材Ｓの搬送時には、感光体１２２と転写ローラ１２４の間にシート材Ｓが狭持され、転写ローラ１２４はシート材Ｓの厚さ分だけ下がる。
【００４２】
シート材Ｓの搬送時には、転写する画像により転写ローラ１２４トルクが変化し、駆動ギア反力Ｆは変化する。しかし、駆動ギア反力Ｆは転写ローラ１２４から感光体１２２にかかる当接圧の方向（直線Ｌ１の方向）とは略垂直方向にかかる。このため、シート材Ｓの搬送時に、シート材Ｓの種類、転写する画像による駆動ギア反力Ｆの変化によって、転写ローラ１２４から感光体１２２にかかる当接圧が変化することなく、この当接圧の軸方向のバランスはほぼ一定に保たれ、安定したシート材Ｓへの転写および搬送を行うことが出来、安定性の良い画像を出力することが出来る。
【００４３】
尚、前述した実施形態では画像形成装置としてレーザビームプリンタを例示したが、像担持体と転写ローラを持つファクシミリや複写機等の他の画像形成装置においても本発明にかかる構成を適用しうる。
【００４４】
【発明の効果】
以上説明したように、像担持体への駆動伝達経路と前記転写ローラへの駆動伝達経路を別経路として構成することにより、ピッチムラが存在せず、安定性の良い画像を出力することが出来る。
【図面の簡単な説明】
【図１】第一実施形態にかかる画像形成装置の構成図である。
【図２】画像形成部の駆動伝達経路を示す断面図である。
【図３】画像形成部の駆動伝達経路を示す斜視図である。
【図４】転写ローラへの駆動伝達部の詳細図である。
【図５】第二実施形態にかかる画像形成部の駆動伝達経路を示す断面図である。
【図６】画像形成部の駆動伝達経路を示す斜視図である。
【図７】転写ローラへの駆動伝達部の詳細図である。
【図８】従来の画像形成装置の構成図である。
【図９】従来の画像形成部の駆動伝達経路を示す断面図である。
【図１０】従来の画像形成部の駆動伝達経路を示す斜視図である。
【図１１】従来の転写ローラへの駆動伝達部の詳細図である。
【符号の説明】
Ｆ        …駆動ギア反力
Ｌ１、Ｌ２    …直線
Ｍ        …モータ
Ｓ        …シート材
１        …シート材給送部
２        …画像形成部
３        …定着部
４        …電装部
１１〜１４、１６、１８、２３〜２８、３０〜３３        …アイドラギア
１２、１７、２１、２２        …減速ギア
１５        …クラッチ
２９        …搬送ローラギア
１０１      …モータピニオン
１０３      …カップリングギア
１０３ａ  …カップリング部
１０５      …感光体ギア
１０５ａ  …カップリング部
１０７      …転写ローラギア
１１１      …カセット
１１２      …給送ローラ
１１３、１１４      …搬送ローラ対
１２１      …レーザースキャナー
１２２      …感光体
１２３      …プロセスカートリッジ
１２４      …転写ローラ
１３１、１４１、１４２      …搬送ローラ対
１３３      …排出搬送ローラ対
【図１】
2005025038.tif 000003
【図２】
2005025038.tif 000004
【図３】
2005025038.tif 000005
【図４】
2005025038.tif 000006
【図５】
2005025038.tif 000007
【図６】
2005025038.tif 000008
【図７】
2005025038.tif 000009
【図８】
2005025038.tif 000010
【図９】
2005025038.tif 000011
【図１０】
2005025038.tif 000012
【図１１】
2005025038.tif 000013