JP5082898B2 - 回転体接離機構及び該接離機構を備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転体接離機構、及び、該接離機構を備えた、電子写真方式の複写機やプリンタ等に用いられる画像形成装置、特に、感光体ドラム（転写ベルトを介在させるものにあっては、転写ベルト）に対して転写ローラを接離させる構成に特徴を有する画像形成装置に関するものである。

一般に、画像形成装置では、画像形成しないとき、感光体ドラムや転写ベルトに転写ローラの当接跡が残らないように、感光体ドラムや転写ベルトから転写ローラを離間させるようにしている。

従来、感光体ドラムや転写ベルトから転写ローラを接離させる機構としては、モータとセンサを利用したもの（例えば、特許文献１参照）や、ワンウェイクラッチを利用したもの（例えば、特許文献２参照）がある。
特開平１１−２４４５２号公報 特開２００７−２６４５４６号公報

しかしながら、前者の構成では、モータとセンサを別途新たに設ける必要があり、コストアップを招来する。

また、後者の構成では、複数のギアを回転させてワンウェイクラッチの回転数を正確に設定する必要があり、使用可能なモータが制約され、やはりコストアップを招来するという問題がある。

そこで、本発明は、簡単かつ安価な構成でローラを離間させることができるようにした画像形成装置を提供することを課題とする。

本発明は、前記課題を解決するための手段として、
回転体接離機構を、
第１回転部材と、
前記第１回転部材に対して接離可能に設けた第２回転部材と、
前記第１回転部材に対して前記第２回転部材を接離させる作動部材と、
前記第１回転部材の逆転方向のみの回転力を伝達するワンウェイクラッチを備えた第１駆動歯車と、
前記第１駆動歯車と互いに連動するように設けられ、前記第１回転部材の正転方向のみの回転力を伝達するワンウェイクラッチを備えた第２駆動歯車と、
前記第１駆動歯車と噛合する歯車であって、前記第１駆動歯車と非接触となる第１切欠部を備えた第１欠歯歯車と、
前記第２駆動歯車と噛合する歯車であって、前記第２駆動歯車と非接触となる第２切欠部を備えた第２欠歯歯車と、を備え、
前記第１回転部材が逆転方向に回転することにより、前記第１駆動歯車が前記第１欠歯歯車を介して前記作動部材に回転力を伝達し、前記作動部材が第１回転部材と当接している第２回転部材を前記第１回転部材から離間させ、
前記第１回転部材に対して前記第２回転部材が離間してる状態において、前記第１切欠部が前記第１駆動歯車と対向し、
前記第１回転部材に対して前記第２回転部材が当接している状態において、前記第２切欠部が前記第２駆動歯車と対向する構成としたものである。

この構成により、第１回転部材に対して第２回転部材を圧接している状態で、第１回転部材を逆転方向に回転させると、その回転力は、各ワンウェイクラッチの働きにより、第２駆動歯車には伝達されないが、第１駆動歯車には伝達される。この結果、互いに連動関係にある第１駆動歯車と第２駆動歯車が回転を開始する。そして、第１駆動歯車が回転すると、第１欠歯歯車が回転して作動部材が作動し、第１回転部材から第２回転部材が離間する。第１回転部材から第２回転部材が離間すると、第１駆動歯車が第１欠歯歯車の切欠部に位置する。したがって、第１駆動歯車が回転し続けたとしても、第１欠歯歯車がそれ以上回転することはない。これにより、第１回転部材に対して第２回転部材が離間した状態に維持される。

また、第１回転部材に対して第２回転部材が離間している状態で、第１回転部材を正転方向に回転させると、その回転力は、各ワンウェイクラッチの働きにより、前述とは逆に、第１駆動歯車には伝達されないが、第２駆動歯車には伝達される。この結果、互いに連動関係にある第１駆動歯車と第２駆動歯車が回転を開始する。そして、第２駆動歯車が回転すると、第２欠歯歯車が回転して作動部材が作動し、第２回転部材は第１回転部材に圧接する元の位置に復帰する。第２回転部材が第１回転部材に圧接すると、第２駆動歯車が第２欠歯歯車の切欠部に位置する。したがって、第２駆動歯車が回転し続けたとしても、第２欠歯歯車がそれ以上回転することはない。これにより、第１回転部材に対して第２回転部材が圧接した状態に維持される。

また、本発明は、前記課題を解決するための手段として、
画像形成装置を、前記回転体接離機構を備えた構成としたものである。
前記第１回転部材は、感光体ドラム、又は、転写ベルトを掛け渡した支持ローラで構成し、
前記第２回転部材は、転写ローラで構成すればよい。

本発明によれば、ワンウェイクラッチを備えた一対の駆動歯車と、各駆動歯車と噛合する一対の欠歯歯車と、作動部材を備えただけの簡単かつ安価な構成により、第１回転部材に対して第２回転部材を接離させることができる。しかも、この接離動作では、駆動歯車を回転させ続けたとしても、欠歯歯車の切欠部によってそれ以上の動力の伝達を阻止することができる。したがって、駆動制御を簡単に行うことができる。

以下、本発明に係る実施形態を添付図面に従って説明する。なお、以下の説明では、必要に応じて特定の方向や位置を示す用語（例えば、「上」、「下」、「右」、「左」及びそれらの用語を含む別の用語）を用いるが、それらの用語の使用は図面を参照した発明の理解を容易にするためであって、それらの用語の意味によって本発明の技術的範囲が限定されるものではない。

図１は、本実施形態に係る、電子写真技術を応用したタンデム式のカラー画像形成装置を示す。この画像形成装置は、大略、画像形成ユニット１、転写ユニット２、露光ユニット３、給紙ユニット４、等を備える。

画像形成ユニット１は、図２に示すように、ケーシング５内の感光体ドラム６の周囲に、帯電チャージャ７、現像ローラ８、規制ブレード９、等を備える。また、画像形成ユニット１は、転写ユニット２の中間転写ベルト１１に沿って４箇所に配置され、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成を行なうことにより、中間転写ベルト１１の表面にカラー画像を形成する。

転写ユニット２は、一対の支持ローラ１０（第１回転部材）に中間転写ベルト１１を架け渡し、図示しない駆動手段により中間転写ベルト１１を矢印方向に循環移動させるようにしたもので、１次転写部、及び、２次転写部を備える。

１次転写部は、前記各画像形成ユニット１の感光体ドラム６に中間転写ベルト１１を挟持した状態で対向する１次転写ローラ１２を備える。１次転写ローラ１２は、中間転写ベルト１１の裏面に正の電圧を印加する。

２次転写部は、一方の支持ローラ１０（図１中、右側に位置するローラ）に接離可能に対向する２次転写ローラ１３（第２回転部材）を備え、中間転写ベルト１１に転写されたトナー像を記録媒体１４（例えば、紙）に転写させる。

図２及び図３に示すように、一方の支持ローラ１０の回転軸１０ａには、内輪側にワンウェイクラッチ１５ａと１６ａ、外輪側に歯車部１５ｂと１６ｂをそれぞれ備えた第１駆動歯車１５と第２駆動歯車１６とが設けられている。第１駆動歯車１５では、ワンウェイクラッチ１５ａは、回転軸１０ａが正転方向（図２中、矢印ａで示す。）に回転する場合に空転し、逆転方向（図２中、矢印ｂで示す。）に回転する場合に歯車部１５ｂと一体的に回転する。一方、第２駆動歯車１６では、ワンウェイクラッチ１６ａは、回転軸１０ａが逆転方向に回転する場合に空転し、正転方向に回転する場合に歯車部１６ｂと一体的に回転する。

第１駆動歯車１５には第１欠歯歯車１７が噛合し、第２駆動歯車１６には第２欠歯歯車１８が噛合している。第１欠歯歯車１７と第２欠歯歯車１８には、第１駆動歯車１５と第２駆動歯車１６の外径に沿って非接触となるような切欠部１７ａと１８ａがそれぞれ形成されている。そして、第１欠歯歯車１７と第２欠歯歯車１８とは切欠部１７ａと１８ａとが回転方向に９０度ずれた位置関係となるように一体化され、軸部材１９に固定されている。軸部材１９には、２カ所に偏心した状態のカム２０ａ、２０ｂ（作動部材）が取り付けられている。カム２０ａ、２０ｂは軸部材１９と共に回転し、軸部材１９とは反対側に位置する先端部で後述するレバー２１を押圧して回動させることが可能となっている。

２次転写ローラ１３は、レバー２１の一端部に設けた第１支軸２２に回転可能に取り付けられている。レバー２１は、他端部に設けた第２支軸２３を中心として回動可能となっている。そして、２次転写ローラ１３は、レバー２１を押圧するスプリング２４により、中間転写ベルト１１を介して一方の支持ローラ１０に圧接するように付勢されている。

露光ユニット３は、前記感光体ドラム６に対してレーザ光を照射し、図示しないスキャナで読み取った画像データに対応する静電潜像を形成する。

給紙ユニット４は、カセット２５に収容した記録媒体１４を、順次、複数の搬送ローラ２６を介して２次転写部へと搬送し、トナー像を転写させ、定着ユニット２７で転写させたトナー像を定着させた後、排出トレイ２８へと搬出する。

次に、前記構成からなる画像形成装置の動作、特に、転写ユニット２での動作について説明する。なお、以下に記載する「画像形成時」とは感光体ドラム６上のトナー像を中間転写ベルト１１（又は記録媒体１４）に転写して画像を形成する時間を意味し、「非画像形成時」とは「画像形成時」以外の時点、すなわち画像形成の前後、画像形成時と画像形成時の間の時間を意味する。「トナー強制消費時」とは、「非画像形成時」において、現像ローラ８上の逆帯電トナーを感光体側に飛翔させて排出する時間を意味する。

画像形成時には、図示しない画像読取部で画像を読み取って得られたカラープリントデータ、又はパーソナルコンピュータ等から出力された画像データは、図示しない制御部で所定の信号処理が施された後、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の各色の画像信号として、各画像形成ユニット１に供給される。各画像形成ユニット１では、それぞれの感光体ドラム６上に画像信号で変調されたレーザ光が投射されて画像潜像が形成される。各感光体ドラム６上にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像が形成される。形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー画像は、１次転写ローラ１２の作用により、移動する中間転写ベルト１１上に順次重ね合わせて１次転写される。このようにして中間転写ベルト１１上に形成された重ね合わせトナー画像は、中間転写ベルト１１の移動に従って２次転写部に移動する。

２次転写部では、支持ローラ１０が正転方向に回転しており、その回転軸に設けた第１駆動歯車１５はワンウェイクラッチ１５ａにより空回りし、第２駆動歯車１６は正転方向に回転している。第１駆動歯車１５の歯車部１５ｂは回転していないため、第１欠歯歯車１７に動力が伝達されることはない。また、第２駆動歯車１６は第２欠歯歯車１８の切欠部１８ａに位置し、この第２欠歯歯車１８にも動力が伝達されることはない。したがって、軸部材１９が回転することはなく、カム２０によってレバー２１が回動されることもない。つまり、支持ローラ１０に掛け渡した中間転写ベルト１１と、２次転写ローラ１３との間に給紙ユニット４から供給された記録媒体１４が挟持されながら搬送され、重ね合わされた各色トナー画像は、用紙に一括して２次転写される。なお、トナー画像が２次転写された記録媒体１４は、定着ユニット２７で定着され排出トレイ２８へと排出される。

ところで、画像形成装置の電源を投入した直後や、スリープ状態から復帰した直後、あるいは、印刷枚数が所定値に到達すれば、画像形成を中止し（非画像形成時）、現像剤の回収処理を実行する。

非画像形成時には、感光体ドラム６を停止する。そして、現像ローラ８（スリーブ）の回転方向を画像形成時とは逆転させる。また、負の低電圧を現像ローラ８に印加し、非画像形成時のトナー強制消費時には現像位相と回収位相からなる交流電圧を印加する。これにより、現像ローラ８の表面に付着した現像剤Ｄが、順次、剥離部２９で剥離されて落下する。

このとき、図示しない駆動手段により中間転写ベルト１１を逆方向に移動させると共に、支持ローラ１０を逆転方向に回転させる。これにより、第１駆動歯車１５も逆転方向に回転し、その歯車部１５ｂに噛合する第１欠歯歯車１７が回転する。第１欠歯歯車１７が回転すると、軸部材１９が回転し、そこに設けたカム２０が回動するので、レバー２１が押圧されて回動を開始する。レバー２１の回動により、２次転写ローラ１３が中間転写ベルト１１から離間する。この結果、２次転写ローラ１３が長時間に亘って中間転写ベルト１１を介して支持ローラ１０に圧接することがなくなる。そして、（負荷を除去されても形状復帰しない）変形を防止することができ、長期に亘って２次転写ローラ１３によるトナー像の転写を適切に行わせることが可能となる。

なお、支持ローラ１０を逆転方向に回転させ続けたとしても、第１駆動歯車１５が所定角度回転すれば、第１駆動歯車１５が第１欠歯歯車１７の切欠部１７ａに位置することになるので、それ以上第１欠歯歯車１７が回転し続けることはない。この結果、カム２０がレバー２１を押圧して２次転写ローラ１３が中間転写ベルト１１から最も離間した適切な位置へと正確に位置決めされる。つまり、支持ローラ１０の回転を正確に制御しなくても、一定時間回転させる等の簡単な制御でよい。

また、前記軸部材１９の回転により第２欠歯歯車１８も回転するが、この第２欠歯歯車１８に噛合する第２駆動歯車１６は、ワンウェイクラッチ１６ａにより空回りし、第２欠歯歯車１８に追随して歯車部１６ｂのみが回転するだけである。

また、前記実施形態では、ローラを接離させる機構を転写ユニット２に採用する場合について説明したが、定着ユニット２７にも利用可能である。

また、前記実施形態では、中間転写ベルト１１上にトナー像を１次転写し、このトナー像をさらに記録媒体１４上に２次転写するタイプの装置を例にして本発明を説明したが、本発明はこれに限らず、感光体ドラム６から直接記録媒体１４に転写させるタイプの装置や、中間転写ベルト１１と同様の構成の用紙搬送ベルト上を搬送される記録媒体１４に直接トナー像を転写するタイプの装置等にも適用可能である。

本実施形態に係る画像形成装置の概略図である。 図１の第２転写部を示す概略斜視図である。 図１の第２転写部を示す概略正面図である。 画像形成時での図１の第２転写部に於ける状態を示し、（ａ）は図３の第１駆動歯車及び第１欠歯歯車の正面図であり、（ｂ）は第２駆動歯車及び第２欠歯歯車の正面図であり、（ｃ）は支持ローラ及び２次転写ローラの正面図である。 図４に示す状態から支持ローラを逆転方向に回転させた状態を示す図である。 図５に示す状態からさらに支持ローラを逆転方向に回転させ、第１駆動歯車が第２欠歯歯車の切欠部に位置した状態を示す図である。

符号の説明

１…画像形成ユニット
２…転写ユニット
３…露光ユニット
４…給紙ユニット
５…ケーシング
６…感光体ドラム
７…帯電チャージャ
８…現像ローラ
９…規制ブレード
１０…支持ローラ（第１回転部材）
１０ａ…回転軸
１１…中間転写ベルト
１２…１次転写ローラ
１３…２次転写ローラ（第２回転部材）
１４…記録媒体
１５…第１駆動歯車
１５ａ…ワンウェイクラッチ
１５ｂ…歯車部
１６…第２駆動歯車
１６ａ…ワンウェイクラッチ
１６ｂ…歯車部
１７…第１欠歯歯車
１７ａ…切欠部
１８…第２欠歯歯車
１８ａ…切欠部
１９…軸部材
２０ａ、２０ｂ…カム（作動部材）
２１…レバー
２２…第１支軸
２３…第２支軸
２４…スプリング
２５…カセット
２６…搬送ローラ
２７…定着ユニット
２８…排出トレイ

Claims (3)

1. 第１回転部材と、
   前記第１回転部材に対して接離可能に設けた第２回転部材と、
   前記第１回転部材に対して前記第２回転部材を接離させる作動部材と、
   前記第１回転部材の逆転方向のみの回転力を伝達するワンウェイクラッチを備えた第１駆動歯車と、
   前記第１駆動歯車と互いに連動するように設けられ、前記第１回転部材の正転方向のみの回転力を伝達するワンウェイクラッチを備えた第２駆動歯車と、
   前記第１駆動歯車と噛合する歯車であって、前記第１駆動歯車と非接触となる第１切欠部を備えた第１欠歯歯車と、
   前記第２駆動歯車と噛合する歯車であって、前記第２駆動歯車と非接触となる第２切欠部を備えた第２欠歯歯車と、を備え、
   前記第１回転部材が逆転方向に回転することにより、前記第１駆動歯車が前記第１欠歯歯車を介して前記作動部材に回転力を伝達し、前記作動部材が第１回転部材と当接している第２回転部材を前記第１回転部材から離間させ、
   前記第１回転部材に対して前記第２回転部材が離間してる状態において、前記第１切欠部が前記第１駆動歯車と対向し、
   前記第１回転部材に対して前記第２回転部材が当接している状態において、前記第２切欠部が前記第２駆動歯車と対向することを特徴とする回転体接離機構。
2. 前記請求項１に記載の回転体接離機構を備えたことを特徴とする画像形成装置。
3. 前記第１回転部材は、感光体ドラム、又は、転写ベルトを掛け渡した支持ローラであり、
   前記第２回転部材は、転写ローラであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。

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