JP2006243022A - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものであり、より詳しくは、現像装置を備える現像カートリッジが装置本体に対して着脱可能であり、装置本体側に一対の駆動歯車と、現像カートリッジ側に一対の従動歯車とをそれぞれ有し、駆動歯車と従動歯車との噛み合いにより、現像カートリッジが感光体に対して接離可能な画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile machine. More specifically, a developing cartridge including a developing device is detachable from the apparatus main body, and a pair of drive gears are provided on the apparatus main body side. The present invention relates to an image forming apparatus having a pair of driven gears on the developing cartridge side, and capable of contacting and separating the developing cartridge with respect to a photosensitive member by meshing between a driving gear and a driven gear.
従来から画像形成装置では、現像装置をカートリッジ化して装置本体に対して着脱可能に構成したものが知られている。かかる画像形成装置においては、装置本体側に一対の駆動歯車と、現像カートリッジ側に一対の従動歯車とをそれぞれ備え、それらの歯車の噛み合わせにより現像カートリッジと感光体とが接離可能になっているのが一般的である。
このような現像カートリッジの接離動作を円滑に行うためには、現像カートリッジと装置本体との間に僅かなガタが必要とされるが、その僅かなガタによって接離時に現像カートリッジの平行度は振られ、位相ズレを発生させてしまうという問題がある。
そこで、従来技術として駆動歯車と従動歯車との歯面位相を合わせるための技術が提案されている(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1に示された技術は、現像剤担持体としての現像ローラの長手(スラスト)方向の幅を規制することにより、現像カートリッジ装着持の位相ズレを防止しようとするものである。
In order to smoothly perform such a contact operation of the developing cartridge, a slight backlash is required between the developing cartridge and the apparatus main body. There is a problem that it is swung and phase shift occurs.
Therefore, a technique for matching the tooth surface phases of the driving gear and the driven gear has been proposed as a conventional technique (see, for example, Patent Document 1).
The technique disclosed in Patent Document 1 is intended to prevent a phase shift in mounting and holding a developing cartridge by restricting the width in the longitudinal (thrust) direction of a developing roller as a developer carrying member.
しかしながら、上記特許文献1のようなスラスト幅のみでの規制では、例えば位置決めキャップのフランジの直径を12mm、ガイド部材との隙間を0.1mmとし、現像ローラ両端の位置決めキャップ間の距離を約350mmとして概算すれば、現像ローラ両端でおよそ3mmのズレが発生することになる。
そこで、例えば、位置決めキャップとガイド部材の隙間を少なくすると、部品寸法のバラツキ(公差)を吸収出来ず、部品間の摺動抵抗により、現像カートリッジの移動が阻害されることになってしまう。
そこで、本発明は上述した実情を考慮してなされたもので、その目的は、歯車噛み合い時の現像ローラと感光体との歯車の位相ズレを確実に防止し、現像ローラと感光体との並行度を簡単な構成により、容易に合わせることが可能な画像形成装置を提供することにある。
However, in the regulation with only the thrust width as in Patent Document 1, for example, the diameter of the flange of the positioning cap is 12 mm, the gap with the guide member is 0.1 mm, and the distance between the positioning caps at both ends of the developing roller is about 350 mm. As a result, a deviation of about 3 mm occurs at both ends of the developing roller.
Therefore, for example, if the gap between the positioning cap and the guide member is reduced, variations in component dimensions (tolerance) cannot be absorbed, and the sliding resistance between the components hinders the movement of the developing cartridge.
Accordingly, the present invention has been made in consideration of the above-described circumstances, and the object thereof is to reliably prevent the gear phase shift between the developing roller and the photosensitive member when the gear is engaged, and to prevent the developing roller and the photosensitive member from being parallel. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of easily adjusting the degree by a simple configuration.
上記課題を解決するために、請求項1に記載の本発明は、装置本体に対して着脱自在な現像カートリッジを備え、前記現像カートリッジ両端に設けられた一対の従動歯車の駆動接線力により作像時には前記現像カートリッジを感光体側に移動させて前記現像カートリッジ内に回動自在に設けられた現像剤担持体により現像を行い、非作像持には前記感光体から離間するようにした画像形成装置であって、前記一対の従動歯車と、これに噛み合う装置本体に設けられた一対の駆動歯車の歯面位相を合わせることにより前記現像カートリッジと感光体との平行度を得るようにした画像形成装置において、前記一対の従動歯車と同軸に設けられている位置決めキャップをガイドするガイド部材の一部に突当て部を設け、前記現像カートリッジを前記装置本体に装着する際、前記駆動歯車と前記従動歯車との歯先が正規の位置で噛み合う直前に、前記突当て部にて前記現像カートリッジと前記感光体との並行度の矯正を行うことで、前記現像カートリッジ両側に設けた前記駆動歯車と前記従動歯車が噛み合うようにしたことを特徴とする。
請求項2に記載の本発明は、前記ガイド部材に段差を設け、前記段差は前記ガイド部材に係合する位置決めキャップの半径以上の長さにした請求項1項記載の画像形成装置を特徴とする。
In order to solve the above-mentioned problems, the present invention described in claim 1 is provided with a developing cartridge that is detachable from the apparatus main body, and forms an image by the drive tangential force of a pair of driven gears provided at both ends of the developing cartridge. Sometimes the developing cartridge is moved to the photosensitive member side, and development is performed by a developer carrying member rotatably provided in the developing cartridge, and the image forming apparatus is separated from the photosensitive member for non-image formation. An image forming apparatus that obtains parallelism between the developing cartridge and the photosensitive member by matching the tooth surface phases of the pair of driven gears and the pair of drive gears provided in the apparatus main body meshing with the pair of driven gears. And a pair of guide members for guiding a positioning cap provided coaxially with the pair of driven gears. When the mounting body is mounted, the parallelism between the developing cartridge and the photosensitive member is corrected at the abutting portion immediately before the tooth tips of the driving gear and the driven gear mesh at a regular position. The drive gear and the driven gear provided on both sides of the developing cartridge are meshed with each other.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the guide member is provided with a step, and the step is longer than a radius of a positioning cap engaged with the guide member. To do.
本発明によれば、一対の従動歯車と同軸に設けられた位置決めキャップをガイドするガイド部材の一部に突当て部を設け、前記現像カートリッジを装置本体に装着する際、駆動歯車と従動歯車との歯先が正規の位置で噛み合う直前に、前記突当て部にて現像カートリッジと感光体との並行度の矯正を行うようにしたことで、現像カートリッジの装着方向の両側に設けた従動歯車と装置本体に設けた駆動歯車との噛み合い時の位相ズレを確実に防止でき、良好な画像が得られる画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, when the developer cartridge is mounted on the apparatus main body, a driving gear and a driven gear are provided on a part of a guide member that guides a positioning cap provided coaxially with a pair of driven gears. Immediately before the tip of the tooth meshes at a regular position, the abutting portion corrects the parallelism between the developing cartridge and the photosensitive member, and a driven gear provided on both sides in the mounting direction of the developing cartridge; It is possible to provide an image forming apparatus capable of reliably preventing a phase shift at the time of meshing with a drive gear provided in the apparatus main body and obtaining a good image.
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図1は本実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
本実施形態に示す画像形成装置はカラーレーザープリンタであり、感光体部、書込み部、現像部、中間転写部、給紙部、紙転写部、定着部からなっている。
感光体部には感光体ベルト1aがあり、感光体ベルト1aの周りには帯電器1b、それぞれ扱うトナーの色が異なる4個の現像カートリッジ1c、感光体クリーニング装置1dが配置されている。この感光体ベルト1aの表面には有機感光層が形成されている。
先ず、帯電器1bに高電圧を印加することにより感光体ベルト1aを一様に帯電させる。次にカラー画像情報、たとえばコンピュータからのカラー画像信号を光信号に変換し、ブラック(以下Bkと記す)、シアン(以下Cと記す)、マゼンタ(以下Mと記す)、イエロー(以下Yと記す)の画像信号に対応したレーザーによる光書込みを、ポリゴンミラー1e、f/θレンズ1f、反射ミラー1gを介して行い、感光体ベルト1a上に静電潜像を形成する。
静電潜像は、これと逆の電荷にて帯電されたトナーを有する現像カートリッジ1cによってBk、C、M、Yの色毎に帯電トナーを静電吸着させることにより現像される。中間転写ベルト1hと感光体ベルト1aの接触部においては、中間転写ベルト1hにトナーと逆の電荷を印加することにより、中間転写ベルト1h上に上記トナー像を転写する。この動作をBk、C、M、Yの色毎に行うことにより、中間転写ベルト1h上に4色重ね画像を形成した後、これら4色重ね画像を搬送ローラ1iによって送られてきた転写紙Pに、トナーと逆の電荷を印加された紙転写ローラ1jによって転写する。
転写紙Pは、給紙カセットP1に収納されており、給紙ローラP2で給紙される。トナー画像が転写された転写紙Pは定着器1kに搬送され、トナー像を溶融定着する。
図1に示した本実施形態の画像形成装置100にあっては、現像カートリッジ1cは、現像カートリッジ装着操作面100A側から装置本体に対し着脱されることになる。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings.
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus according to the present embodiment.
The image forming apparatus shown in this embodiment is a color laser printer, and includes a photoconductor portion, a writing portion, a developing portion, an intermediate transfer portion, a paper feeding portion, a paper transfer portion, and a fixing portion.
The photoconductor unit includes a
First, the
The electrostatic latent image is developed by electrostatically adsorbing charged toner for each of Bk, C, M, and Y colors by the developing
The transfer paper P is stored in a paper feed cassette P1 and fed by a paper feed roller P2. The transfer paper P onto which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing device 1k and melts and fixes the toner image.
In the
図2は、図1に示す画像形成装置の概略構成図のY部での現像駆動部の断面図である。
この図2に示すように、現像カートリッジ1cは現像ローラ2a軸上の両端に設けられた位置決めキャップ2bにより、装置本体側の筐体2cに固定されたガイド部材2dと位置関係を保つようになっている。この位置決めキャップ2bは、自由に回転できるフランジ部を有しており、現像カートリッジ1cの着脱方向に移動する時に、フランジがガイド部材2dの端部に添って移動するように構成されている。
機器本体側の筐体2cには現像ローラ2aを駆動伝達するための駆動軸2eと両端に駆動歯車2f及び軸受け2gが具備されており、モータ2hからの力を、クラッチ2iを介してオン/オフ制御し、最終的に現像ローラ2a軸上の従動歯車2jに伝達する。駆動軸2eには、2個の駆動歯車2fが両歯車の位相が合った状態で固定されている。即ち、歯と歯が両歯車で同じになっている状態で固定されている。
図3は本実施形態の現像カートリッジの接離機構を示す模式図である。
現像カートリッジ1cの離間時及び現像時の状態が示されている。
ここでBk、C、M、Yの各現像カートリッジは、離間スプリング3a等の弾性部材により、図3(a)に示すように、現像時以外は機器本体側の筐体2cに設けられたストッパ3bの位置まで感光体1aから離間して停止している。
次に、図3(b)に示す回転方向に駆動力がかかると現像ローラ2a自身の負荷トルクにより接線方向に力が働き、現像カートリッジ1cは図の矢印方向に移動する。
FIG. 2 is a cross-sectional view of the developing drive unit at the Y portion of the schematic configuration diagram of the image forming apparatus shown in FIG.
As shown in FIG. 2, the developing
The
FIG. 3 is a schematic diagram showing the contact / separation mechanism of the developing cartridge of this embodiment.
The state when the developing
Here, the Bk, C, M, and Y developing cartridges are each provided with a stopper provided on the
Next, when a driving force is applied in the rotational direction shown in FIG. 3B, the force acts in the tangential direction by the load torque of the developing
図4は、現像カートリッジ装着時の現像ローラの位相ズレを説明するための平面図である。図5は駆動歯車と従動歯車との左右での位相ズレを説明するための側面図である。
図示したように、例えば現像カートリッジ1cに取り付けられた現像ローラ2aが、図中L側が先行して装置本体に挿入されると、図5(a)〜(d)に示すようにL側とR側での一対の駆動歯車2fと、従動歯車2jとの噛み合い(位相)が1歯ずれることがある。この場合、L側と、R側とでは感光体ベルト1a面に対して現像ローラ2aが斜めに対向することになり、本例で言えばR側の現像ローラ2aと感光体ベルト1a面との充分な接触が得られず、画像が白く抜けることになる。
また、駆動歯車2fと従動歯車2jとの噛み合いも歯面に対して斜めになるため、歯数及び回転数に相当した横スジ状の濃度ムラ(バンディング、ジッター)が発生することになる。なお前記L、Rは図1の現像カートリッジ操作面100A側からみた左(L)と右(R)を意味している。
FIG. 4 is a plan view for explaining the phase shift of the developing roller when the developing cartridge is mounted. FIG. 5 is a side view for explaining a phase shift between the drive gear and the driven gear on the left and right.
As shown in the figure, for example, when the developing
Further, since the meshing between the
図6は本実施形態に係る駆動歯車と従動歯車との噛み合いを示す側面図である。本実施形態では、図6(a)に示すように、一対の駆動歯車2fと、従動歯車2jが噛み合う直前位置の両側のガイド部材2dの一部に、突当て部3dが位置決めキャップ突き当て位置(あるいは、感光体面)から等距離になるよう配設されている。
ここで、現像カートリッジ1c及び現像ローラ2aが斜めに挿入、移動してきた場合、先行側(図4ではL側)の位置決めキャップ2bが、突当て部3dに当接し、前進移動が一時阻害される。この間に、後行側(図4ではR側)の現像キャップ2bがやはり突当て部3dに当接し、現像カートリッジ1c及び現像ローラ2aの感光体1a面に対する平行度が修正される。
現像カートリッジ1cが感光体方向に更に押圧されると、両側の位置決めキャップ2bは図6(b)に示すように、突当て部3dの下方に落下し、従動歯車2jは駆動歯車2fに噛み合い、一対の歯車が確実に位相同期した状態で待機される。
更に、並行度修正を確実にするために、図6(c)に示したように、ガイド部材の段差を位置決めキャップ半径以上の長さにすることで、確実に挿入が一旦停止され、更に並行度が整えられる。
上記のように本発明によれば、一対の歯車の噛み合い直前に平行度の修正がなされ、両歯車が位相ズレを起こすことなく噛み合うことになるので、両側ガイド部材2d及び位置決めキャップ2b間の隙間を確保でき、作像時の感光体1aに対する接離動作がスムーズに行われることになる。
FIG. 6 is a side view showing meshing of the drive gear and the driven gear according to the present embodiment. In the present embodiment, as shown in FIG. 6A, the abutting
Here, when the developing
When the developing
Furthermore, in order to ensure the parallelism correction, as shown in FIG. 6C, by making the step of the guide member longer than the positioning cap radius, the insertion is surely stopped once, and further in parallel. The degree is adjusted.
As described above, according to the present invention, the degree of parallelism is corrected immediately before the pair of gears mesh with each other, and both gears mesh with each other without causing a phase shift. Thus, the contact / separation operation with respect to the
1a 感光体ベルト、1b 帯電器、1c 現像カートリッジ、1d 感光体クリーニング装置、1e ポリゴンミラー、1f f/θレンズ、1g 反射ミラー、1h 中間転写ベルト、1i 搬送ローラ、1j 紙転写ローラ、1k 定着器、2a 現像ローラ、2b 位置決めキャップ、2c 筐体、2d ガイド部材、2e 駆動軸、2f 駆動歯車、2g 軸受け、2h モータ、2i クラッチ、2j 従動歯車、3a 離間スプリング、3b ストッパ、3c 駆動力、3d 突当て部、100 画像形成装置、100A カートリッジ装着操作面、Y 断面個所
1a photoconductor belt, 1b charger, 1c developing cartridge, 1d photoconductor cleaning device, 1e polygon mirror, 1f f / θ lens, 1g reflection mirror, 1h intermediate transfer belt, 1i transport roller, 1j paper transfer roller,
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