JP2003156899A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 長期的な使用の過程で感光ドラムに磨耗や傷
を発生させず、かつ色ズレを発生させないようにする。 【解決手段】 感光ドラム１０１は、出力ギア２ａとド
ラム駆動ギア４を介してドラム駆動モータ１により駆動
され、中間転写ドラム１０２は、出力ギア３ａと入力ギ
ア６等を介してドラム駆動モータ１により駆動される。
一方、感光ドラム１０１と中間転写ドラム１０２とは、
互いに圧接されて摩擦により動力伝達される。そして、
入力ギア６と出力軸９との中間に、感光ドラム１０１と
の摩擦により駆動される中間転写ドラム１０２の角速度
と、出力ギア３ａと出力軸９等を介してドラム駆動モー
タ１により駆動される中間転写ドラム１０２の角速度と
の差が比較的大きい場合に、これに比例したトルクを中
間転写ドラム１０２に伝達するトルクリミッタ８を配置
した。

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、プリンタなどの画像形成装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】図３は、フルカラー画像形成装置におけ
る従来の感光ドラム１０１と中間転写ドラム１０２の駆
動機構を示している。

【０００３】同図において、ドラム駆動モータ２０１
は、図示しないフレームに支持されていて、モータ本体
の両側から出力軸２０２、２０３が突出されている。一
方の出力軸２０２には、出力ギア２０２ａが設けられ、
この出力ギア２０２ａはドラム駆動ギア２０４に噛合っ
ている。このドラム駆動ギア２０４は、感光ドラム１０
１に連結されたドラム駆動軸２０５と直結されていて、
ドラム駆動モータ２０１が矢印Ａ方向に回転すると、感
光ドラム１０１は矢印Ｂ方向に回転駆動される。

【０００４】次に、ドラム駆動モータ２０１の他方の出
力軸２０３には、出力ギア２０３ａが設けられ、この出
力ギア２０３ａは、図示しないフレームに回転自在に支
持されたアイドラギア２０６を介して、中間転写ドラム
１０２の長手方向の一端側に形成された中間転写ドラム
ギア１０２ａに噛合っている。なお、中間転写ドラム１
０２は、回転軸２０７に一体的に支持されている。ここ
で、中間転写ドラム１０２を駆動する駆動ギア列の減速
比は、前記感光ドラム１０１を駆動する駆動ギア列の減
速比の３倍に設定されている。

【０００５】一方、感光ドラム１０１と中間転写ドラム
１０２の直径の比は１：３であるから、このような構成
にすることで、中間転写ドラム１０２は、ドラム駆動モ
ータ２０１により回転駆動されるとともに、感光ドラム
１０１からも摩擦により従動回転される。

【０００６】また、他の従来例として、図示はしない
が、ドラム駆動モータ２０１の出力軸が一方のみしかな
く、該一方の出力軸に設けられた出力ギアがドラム駆動
ギア２０４に噛合い、中間転写ドラム１０２は、感光ド
ラム１０１からの摩擦による従動のみによって回転され
る構成のカラー画像形成装置も公知である。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例において、感光ドラム１０１と、中間転写ドラム１
０２の直径の比が部品加工誤差レベルで完全なる１：３
からずれた場合は、感光ドラム１０１と中間転写ドラム
１０２との間にわずかな周速差が生じるため、感光ドラ
ム１０１の表面に摩擦による傷、磨耗等のダメージを与
える場合があった。

【０００８】また、中間転写ドラム１０２は、感光ドラ
ム上のトナー像を良好に転写するために、硬度３０°〜
６０°程度の導電性を有する弾性部材で形成されている
ため、中間転写ドラム１０２を感光ドラム１０１に付勢
する付勢力によっても摩擦伝達される角速度がわずかに
変化する。このため、付勢力を所定の範囲に管理するこ
とが必要となるが、付勢力の精度を維持することは、通
常各ドラムの直径の加工精度を維持することよりも困難
なため、摩擦伝達による各速度に誤差が生じ、結果とし
てやはり周速差が生じ得る。

【０００９】これらの理由により、両者の周速を完全に
一致させることは困難であり、わずかながら周速差を持
った状態で駆動される。この状態は、直ちに不具合とな
るものではないが、長期的な使用の過程で、感光ドラム
１０１の表面に摩擦による傷、磨耗等のダメージを与
え、感光ドラム１０１の寿命が短くなるという課題があ
った。

【００１０】一方、前記ドラム駆動モータ２０１の出力
軸が一方のみしかなく、従って感光ドラム１０１のみを
直接駆動し、中間転写ドラム１０２は感光ドラム１０１
への圧接による摩擦駆動のみによって駆動する従来のカ
ラー画像形成装置においては、中間転写ドラム１０２と
感光ドラム１０１との間に直径誤差があったり、付勢力
にバラツキがあったりしても周速差は発生しない。

【００１１】しかし、前記のように、中間転写ドラム１
０２と感光ドラム１０１との間にはトナーが介在し、通
常トナーは潤滑材として機能するため、トナー濃度によ
って両者間の摩擦係数は大きく変化する。このため、画
像濃度が濃い、即ちトナー量が多い場合には中間転写ド
ラム１０２が微少にスリップし、２色以上のトナー像を
中間転写ドラム１０２上に転写するカラーモードの場合
には、各色間の色ズレが生じるという課題があった。

【００１２】本発明は、斯かる課題を解決するためにな
されたもので、その目的とするところは、長期的な使用
の過程で像担持体に磨耗や傷を発生させることがなく、
かつ色ズレのない画像形成装置を提供することにある。

【００１３】

【課題を解決するための手段】そこで、請求項１記載の
発明は、トナー像を形成する像担持体と、該像担持体上
のトナー像を転写材に転写する中間転写体と、これら像
担持体及び中間転写体を、第１の動力伝達機構及び第２
の動力伝達機構を介して夫々独立して駆動する駆動手段
とを有すると共に、前記像担持体と前記中間転写体とは
互いに圧接されて摩擦により動力伝達される画像形成装
置において、前記第２の動力伝達機構に、前記像担持体
との摩擦により駆動される前記中間転写体の角速度と、
前記駆動手段により前記第２の動力伝達機構を介して駆
動される前記中間転写体の角速度と、の差に略比例した
トルクを前記中間転写体に伝達するカップリング手段を
配置したことを特徴とする。

【００１４】請求項２記載の発明は、前記カップリング
手段は、前記角速度の差に略比例した伝達トルクを前記
中間転写体に伝達可能な粘性流体を利用したトルクリミ
ッタであることを特徴とする。

【００１５】請求項３記載の発明は、前記カップリング
手段は、前記角速度の差に略比例した伝達トルクを前記
中間転写体に伝達可能な電磁パウダークラッチであるこ
とを特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、図面に基づき本発明の実施
の形態を説明する。

【００１７】図１は、中間転写ドラムを用いたフルカラ
ー画像形成装置の断面図であり、同図において、画像形
成装置１００は、像担持体としての感光ドラム１０１を
有し、この感光ドラム１０１は、不図示の駆動手段によ
って図の反時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
また、転写体としての中間転写ドラム１０２は、感光ド
ラム１０１の略３倍の直径を有し、この中間転写ドラム
１０２は感光ドラム１０１に所定の荷重で付勢され、該
感光ドラム１０１とは同期回転する。

【００１８】次に、原稿１０３は、原稿照明ランプ１０
４によって走査され、その反射光は第１ミラー１０５と
第２ミラー１０６、および第３ミラー１０７によって屈
曲され、レンズ１０８により焦点が調整された後、光電
センサ１０９により画像として読み取られる。なお、一
般にフルカラー原稿の場合、その原稿中のマゼンタ成
分、シアン成分、イエロー成分、ブラック成分を読み取
るため、４回の走査動作が行われる。

【００１９】まず、光電センサ１０９によって読み取ら
れたマゼンタ成分の画像に対応して、レーザー発振器１
１０からレーザー光線が発射され、回転しているポリゴ
ンミラー１１１によりミラー１１２を介して走査方向の
潜像が感光ドラム１０１上に形成される。そして、感光
ドラム１０１上の潜像は、マゼンタ現像器１１３により
トナー像として現像される。

【００２０】次に、１次転写部１３１において、中間転
写ドラム１０２に付与されたバイアス電流により、感光
ドラム１０１上に現像されたマゼンタのトナー像が中間
転写ドラム１０２上に転写される。

【００２１】なお、転写部１３１において転写されない
で感光ドラム１０１上に残ったトナー像はクリーナ１３
５にて除去、回収される。

【００２２】そして、一次帯電器１３６にて感光ドラム
１０１上の電位が均一にされた後、シアン成分の画像に
対応した潜像が感光ドラム１０１上にマゼンタ成分の画
像と同様のプロセスで形成される。一方、現像器の保持
部である現像ロータリー１１７が略９０°回転し、シア
ン現像器１１４が感光ドラム１０１に対向し、前記潜像
はシアン現像器１１４によってトナー像として現像され
る。そして、転写部１３１において、１回転してきた中
間転写ドラム１０２上へとシアンのトナー像が転写され
る。

【００２３】同様に、イエロー成分の画像、ブラック成
分の画像も中間転写ドラム１０２上へと転写され、４色
の成分の画像が全て中間転写紙ドラム１０２上に転写さ
れる。なお、１１５はイエロー現像器、１１６はブラッ
ク現像器である。

【００２４】ここで、原稿１０３における４色の成分の
画像が、すべて転写紙（転写材）Ｐ上で一致するよう
に、レーザー光線により感光ドラム１０１上に形成され
るように制御されている。

【００２５】一方、転写紙Ｐは、上段カセット１１８と
下段カセット１１９に積載されているが、ここでは下段
カセット１１９を用いて説明する。

【００２６】下段カセット１１９内に積載されている転
写紙Ｐは、給紙分離部１２２において１枚ずつ分離さ
れ、縦パスローラ１２４、１２５、横パスローラ１２６
によってレジストローラ１２７まで搬送されている。

【００２７】そして転写紙Ｐは、その位置が中間転写ド
ラム１０２上の画像位置に合うようにレジストローラ１
２７によりタイミングを調整された後、２次転写部１２
８に搬送され、転写バイアスを印加された２次転写ロー
ラ１２９によって中間転写ドラム１０２上のトナー像が
転写紙Ｐ上に転写される。

【００２８】以上のプロセスを経て、４色のトナー像が
転写された転写紙Ｐは搬送部１３０を通り、定着装置１
３７へと搬送される。そして、定着装置１３７において
は、図示しないヒータにより加熱されている定着ローラ
１４３及び加圧ローラ１４４によって転写紙Ｐが挟持搬
送され、該転写紙Ｐ上に担持されているトナー像は溶解
して転写紙Ｐに定着される。

【００２９】そして、定着装置１３７によってトナー像
の定着を受けた転写紙Ｐは、排出ローラ１３９によって
画像形成装置本体外へと排出される。

【００３０】次に、本発明の特徴である前記感光ドラム
１０１と中間転写ドラム１０２の駆動について説明す
る。

【００３１】〔第１の実施の形態〕図２は、フルカラー
画像形成装置における感光ドラム１０１と中間転写ドラ
ム１０２の駆動機構を示したものである。

【００３２】ドラム駆動モータ１は、モータ本体の両側
から出力軸２，３が突出されていて、一方の出力軸２に
設けられた出力ギア２ａは、ドラム駆動ギア４に噛合
い、該ドラム駆動ギア４はドラム駆動軸５と直結されて
いる。このため、ドラム駆動モータ１が矢印Ａ方向に回
転すると、感光ドラム１０１は矢印Ｂ方向に回転駆動さ
れる。なお、前述した出力ギア２ａとドラム駆動ギア４
とで、第１の動力伝達機構が構成されている。

【００３３】次に、ドラム駆動モータ１の他方の出力軸
３に設けられた出力ギア３ａは、カップリング手段とし
てのトルクリミッタ８の構成部品である入力ギア６に噛
合している。この入力ギア６は、トルクリミッタ８を介
してその出力軸９と出力ギア９ａに連結されている。こ
のトルクリミッタ８は、入力ギア６から出力軸９へ所定
のトルクを伝達し得るものであり、所定のトルクを超え
た入力トルクに対しては、伝達しない。また、該トルク
リミッタ８は、そのトルク伝達手段として粘性流体等を
使用し、入力ギア６の角速度と出力軸９の角速度との差
（相対角速度）に略比例した伝達トルクを発生するもの
であり、相対角速度が０の場合には伝達トルクは略０と
なる。

【００３４】このような特性のトルクリミッタに関して
は公知であるので、その内部の詳細については説明を省
略する。なお、前述した出力ギア３ａ、入力ギア６、出
力軸９、及び出力ギア９ａとで、第２の動力伝達機構が
構成されている。

【００３５】前記出力軸９には、出力ギア９ａが一体に
形成され、該出力ギア９ａは、中間転写ドラム１０２の
長手方向の一端側に形成された中間転写ドラムギア１０
２ａに噛合っている。また、中間転写ドラム１０２は、
回転軸７に一体的に支持されている。

【００３６】ここで、中間転写ドラム１０２を駆動する
駆動ギア列の減速比は、前記感光ドラム１０１を駆動す
る駆動ギア列の減速比の３倍に設定されている。また、
中間転写ドラム１０２の直径は、感光ドラム１０１の直
径の略３倍に設定されている。

【００３７】次に、このように構成された感光ドラム１
０１と中間転写ドラム１０２との動作について説明す
る。

【００３８】まず、感光ドラム１０１と中間転写ドラム
１０２との直径の比が、完全に１：３であり、かつ中間
転写ドラム１０２が感光ドラム１０１に対してスリップ
しないと仮定した場合は、中間転写ドラム１０２は感光
ドラム１０１に従動回転することで、トルクリミッタ８
の入力ギア６と出力軸９との間の相対角速度は０とな
り、前記のようにトルクリミッタ８に伝達トルクは発生
しない。

【００３９】次に、感光ドラム１０１と中間転写ドラム
１０２との直径の一方または双方に誤差があった場合を
説明する。

【００４０】例えば、中間転写ドラム１０２の直径が正
規の寸法に対して０．２％大であった場合、中間転写ド
ラム１０２が、感光ドラム１０１から従動によって回転
される角速度は、正規の速度に対して０．２％小とな
る。従って、トルクリミッタ８の入力ギア６に対して、
出力軸９の回転角速度は０．２％小さくなり、前記のよ
うに入力ギア６から出力軸９に伝達トルクが発生する。

【００４１】しかし、このような原因で発生する速度差
は、中間転写ドラム１０２の１回転中において均一に発
生するのであるから、その相対角速度差は０．２％であ
る。ここで、トルクリミッタ８の相対角速度差０．２％
の時の、該トルクリミッタ８から中間転写ドラム１０２
に伝達される伝達トルクをＴ１、感光ドラム１０１と中
間転写ドラム１０２との間の摩擦伝達トルクをＴ０、中
間転写ドラム１０２の負荷トルクをＴｄとした時、 Ｔ１＋Ｔｄ＜Ｔ０ となるようにトルクリミッタ８を設定することで、該ト
ルクリミッタ８はスリップし、中間転写ドラム１０２は
感光ドラム１０１により摩擦駆動される。

【００４２】このようにすることで、前記のように感光
ドラム１０１と中間転写ドラム１０２の直径に加工誤差
レベルの誤差があっても、トルクリミッタ８はスリップ
して動力を伝達せず、よって中間転写ドラム１０２は感
光ドラム１０１から摩擦伝達され、これらの間で摺擦す
ることがない。すなわち、相対速度差が小さい場合に
は、トルクリミッタ８から動力は伝達されない。

【００４３】次に、感光ドラム１０１と中間転写ドラム
１０２との間に多量のトナーが介在する等により、摩擦
伝達トルクが低下した場合について説明する。ここで、
中間転写ドラムの負荷トルクをＴｄ、感光ドラム１０１
と中間転写ドラム１０２との間の摩擦伝達トルクをＴ０
とした時、仮にトルクリミッタ８の伝達トルクＴ１が０
と仮定すると、 Ｔ０＜Ｔｄ となった場合に、感光ドラム１０１と中間転写ドラム１
０２はスリップする。

【００４４】しかし、通常このような摩擦伝達トルクの
低下は、画像中の一部のトナー濃度が濃い場合に局所的
に発生するのであって、全域においてトルクが低下する
ことはない。従って、その結果発生するスリップも比較
的急激に発生するものであり、その時の感光ドラム１０
１と中間転写ドラム１０２との間の相対速度は、１％程
度、またはそれ以上となる。ここでトルクリミッタ８
の、相対角速度差１％の時の伝達トルクをＴ２とする
と、 Ｔ２＋Ｔ０＞Ｔｄ となるようにトルクリミッタ８の伝達トルクを設定す
る。

【００４５】このように、トルクリミッタ８から中間転
写ドラム１０２に伝達トルクＴ２が伝達され、中間転写
ドラム１０２と感光ドラム１０１との間で摺擦すること
はないため、色ずれの原因となるスリップを防止するこ
とができる。すなわち、相対速度差が比較的大きい場合
には、トルクリミッタ８から中間転写ドラム１０２に動
力が伝達される。

【００４６】〔第２の実施の形態〕次に、本発明の第２
の実施の形態について説明する。

【００４７】第１の実施の形態においては、カップリン
グ手段として、粘性流体を用いたトルクリミッタを使用
した例について説明したが、これに限らず、例えば電磁
パウダークラッチ等の伝達トルクを制御可能な電磁的継
手と、入力軸と出力軸間の相対角速度差を検知する手段
とを有し、その相対速度差に対して単調増加する伝達ト
ルクを付与可能に、電磁パウダークラッチ等の伝達トル
クを制御することでも同様の効果が得られる。

【００４８】

【発明の効果】以上説明した通り、本発明によれば、像
担持体との摩擦により駆動される中間転写体の角速度
と、駆動手段により第２の動力伝達機構を介して駆動さ
れる中間転写体の角速度との差に略比例したトルクを中
間転写体に伝達するカップリング手段を配置したことに
より、像担持体と転写体の間に加工誤差による寸法差が
あった場合には、前記カップリング手段がスリップする
ことで、像担持体と中間転写体との間は摩擦伝達されて
摺擦することはなく、長期的な使用の過程で像担持体の
磨耗や傷の発生を防止することができる。

【００４９】また、像担持体上に多量のトナーが介在す
る等により、像担持体から中間転写体への摩擦伝達トル
クが低下した場合には、前記カップリング手段の伝達ト
ルクが寄与して中間転写体のスリップは防止され、よっ
て色ずれの発生を未然に防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の断面図である。

【図２】カラー画像形成装置における感光ドラムと中間
転写ドラムの駆動機構の概念を示す図である。

【図３】従来のカラー画像形成装置における感光ドラム
と中間転写ドラムの駆動機構の概念を示す図である。

【符号の説明】

１ ドラム駆動モータ（駆動手段） ２ 出力軸 ２ａ 出力ギア（第１の動力伝達機構） ３ 出力軸 ３ａ 出力ギア（第２の動力伝達機構） ４ ドラム駆動ギア（第１の動力伝達機構） ６ 入力ギア（第２の動力伝達機構） ８ トルクリミッタ（カップリング手段） ９ 出力軸（第２の動力伝達機構） ９ａ 出力ギア（第２の動力伝達機構） １００ 画像形成装置 １０１ 感光ドラム（像担持体） １０２ 中間転写ドラム（中間転写体） １０２ａ 中間転写ドラムギア Ｐ 転写紙（転写材）

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H030 AA01 BB02 BB24 BB42 BB53 BB71 2H035 CA07 CB01 CG03 2H071 CA02 CA05 DA09 DA15 2H200 FA04 GA23 GA34 GA47 GA49 HA02 HA12 HB12 JC02 LA29 LA30

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 トナー像を形成する像担持体と、該像担
   持体上のトナー像を転写材に転写する中間転写体と、こ
   れら像担持体及び中間転写体を、第１の動力伝達機構及
   び第２の動力伝達機構を介して夫々独立して駆動する駆
   動手段とを有すると共に、前記像担持体と前記中間転写
   体とは互いに圧接されて摩擦により動力伝達される画像
   形成装置において、 前記第２の動力伝達機構に、前記像担持体との摩擦によ
   り駆動される前記中間転写体の角速度と、前記駆動手段
   により前記第２の動力伝達機構を介して駆動される前記
   中間転写体の角速度と、の差に略比例したトルクを前記
   中間転写体に伝達するカップリング手段を配置した、 ことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記カップリング手段は、前記角速度の
   差に略比例した伝達トルクを前記中間転写体に伝達可能
   な粘性流体を利用したトルクリミッタであることを特徴
   とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記カップリング手段は、前記角速度の
   差に略比例した伝達トルクを前記中間転写体に伝達可能
   な電磁パウダークラッチ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。