JP2009122466A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
現像器駆動時の感光体との衝突音を低減した画像形成装置を提供する。
【解決手段】
感光体３に対して、当接退避する現像器１１と、モータとクラッチと複数のギア、シャフトからなる駆動伝達手段を用いる画像形成装置において、前記駆動伝達手段は現像ローラギア１３を有し、現像ローラギア１３とは異なる位置に現像器１１の移動速度を低減させる速度低減手段を設けた。
【選択図】図２

Description

本発明は、現像器の速度低減手段を設けた画像形成装置に関する。

モータとギアによって、現像ローラを回転させ、現像器を駆動させる駆動手段があるが、カラー画像形成装置では複数の現像器を動かす必要がある。各現像器を動かすためには、個々の現像器にモータを取り付ける手段もあるが、低価格を実現する構成としては、一つのモータにクラッチを複数個付ける方法や、モータを正回転、逆回転するもの（例としてステッピングモータがよく用いられる）とクラッチで現像器に対するモータの数を減らす方法がある（例えば、特許文献１および２参照）。

特開２００５−３３８５２６号公報 特開２００６−２５１５１８号公報

しかしながら、上記方法では、現像器が感光体に接触する際、現像器駆動装置により、現像ローラに動力を与えて前進させるが、現像ローラの回転数を上げると速度が大きくなり、感光体と現像器の接触時に衝突音が大きくなり騒音となる。

また、現像器の感光体への衝突による騒音を抑えるために、現像器を駆動させる際にモータの回転数を調節する方法では、まず感光体に現像器を押し当てる場合は、モータを低速回転させ衝撃を抑える必要があり、現像器駆動モータを高速回転させる現像器は、感光体に押し当て現像ローラを回転させる時は感光体に接した後に現像ローラを高速回転させてから現像を行うので、感光体に接した直後の現像ローラが現像時仕様回転数未満の状態では現像を行うことができない。そのため、現像開始までに現像しない感光体領域が存在することになり、リーガル用紙など感光体への非潜像間隔が短い場合は、印字速度を低減するか、現像開始時間の影響を受けないように感光体を大きくしなければならないという課題があった。また現像ローラが回転しない状態で感光体に接触することにより、感光体と現像ローラが直接接触し、感光体への負荷が大きくなっていた。

上記問題を解決するために、本発明は、感光体に対して当接退避する現像器と、モータとクラッチと複数のギアとシャフトからなる駆動伝達手段を用いる画像形成装置において、前記駆動伝達手段は現像ローラギアを有し、前記現像ローラギアとは異なる位置に前記現像器の移動速度を低減させる速度低減手段を設けた画像形成装置とした。

さらに、前記現像器は側面に突起部と、圧縮コイルバネとを有し、前記速度低減手段はラックとギヤとシャフトとオイルダンパーとを有する。また、前記オイルダンパーを回転式または直線式とする。また、前記直線式オイルダンパーは、ピストンロッドと、キャップ２６と、ピストン２７とを有する画像形成装置とした。

さらに、前記現像器の現像ローラが回転しながら移動して前記感光体に接触し現像する画像形成装置とした。

本発明によると、現像ローラの回転数を落とすことなく、現像器の速度を低減させ、感光体への衝突による騒音を低減させると共に、接触と同時に現像開始となる画像形成装置を提供することができる。特にリーガル用紙など感光体の非潜像領域の間隔が短い場合に有利である。また現像ローラが回転した状態で感光体に接触するので、感光体と現像ローラの間には常にトナー層が存在し、トナーが潤滑材の役目を果たして感光体への現像ローラの接触負荷を下げることができる。その結果、感光体の構成を変えなくとも感光体の長寿命化につながる。

以下、本発明の一実施例について図１、２、３、４を用いて説明する。

先ず、本発明にかかわる画像形成装置の概要について、その概略断面を示す図１を用いて説明する。図１において、装置中央部に中間転写装置１が配置されており、中間転写装置１の周辺には、感光体３、転写ローラ４、中間転写装置清掃手段２が配置されている。また、感光体３の周辺には、帯電器５が配置されている。４色の異なる色の微小着色粉体であるトナーを封入した現像器１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃが重ねられて配置されており、その下方には露光装置６、またその更に下方には用紙を溜めておく用紙保持手段７、用紙供給装置８が配置されている。画像形成装置上部には、定着装置９、用紙排出装置１０が配置されている。

このような構成において、帯電器５は感光体３の表面を一様に帯電させる。次にパソコン、イメージスキャナ等による画像、文字の情報を露光装置６によりドット単位で露光が行われ、感光体３の表面に静電潜像を形成させる。

その後、静電潜像は、現像器１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃのいずれかによりトナーが供給、現像されることにより、トナー画像として可視化され、中間転写装置１へ搬送される。上記工程を各現像器１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃにより必要数繰返し、中間転写装置１の表面には、画像、文字の情報に見合うトナー像が形成される。その後、トナー像は転写ローラ４によって、用紙供給装置８により用紙保持手段７から供給された用紙に転写される。中間転写装置１に残ってしまったトナーは、中間転写装置清掃手段２で清掃される。トナー像が転写された用紙は、定着装置９に運ばれ、トナー像を用紙に定着され、用紙排出装置１０にて排出される。

現像器の駆動力伝達方法について図１と図２を用いて説明する。ここでは図示しない現像器駆動モータが作動し、モータの先端に取り付けされたモータ駆動ギア１２が回転し、アイドラギヤ列１６を通じて、２系統に分配されている。２系統に分配された後、各現像器に対して設置されている、クラッチ１４（図２記載）に動力が伝達される。クラッチ動作後については図２を用いて説明する。

クラッチ１４が動作後、クラッチ先端に設置されている現像駆動ギア１５が回転する。現像器駆動ギア１５が回転することにより、現像駆動ギア１５とかみ合う現像ローラギア１３が回転する。現像ローラギア１３が回転することで連結されている現像ローラが回転し、現像器１１Ｋ、１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ各々が前進する動力を得る。現像器１１が前進することで感光体３と当接し現像可能となる。クラッチ１４が動作しなければ、現像駆動ギア１５が回転することはないので、モータによる動力の分配を４つにし、各々の現像器１１に対応させる必要はない。

感光体３に接触する前進時の動作について、速度低減手段周辺を図３を用いて説明する。速度低減手段は、ラック１７、ギヤ１８、シャフト１９、ロータ２４とオイル２３を有する回転式オイルダンパー２０を有する。

現像器１１が前進するときに、現像器１１側面にある突起部２２がラック１７の後方（感光体の反対側）で接触し、ラック１７を移動させて前進する。ラック１７上にはギヤ１８が存在し、シャフト１９を介してオイルダンパーのロータ２４とつながっている。ラック１７が移動することで、ギヤ１８が回転し、シャフト１９を介して２４が回転する構成となっている。ロータ２４が回転するときに、回転式オイルダンパー２０内に封入されたオイル２３の抵抗を受ける。オイル２３の抵抗をロータ２４が受けることで、ロータ２４の回転は遅くなり、ロータ２４と連結されているギヤ１８の回転数が減り、ギヤ１８とかみ合っているラック１７の移動速度が遅くなり、ラック１７を押す現像器１１の速度が低減する。よって、感光体３に接触した際、衝撃による騒音が低下する。

さらに、現像ローラギア１３の回転とは別な位置で速度低減手段を用いているため、従来の構成のように、現像器１１の移動速度低減に現像ローラ１１１の回転数低減という手段を用いず、現像ローラ１１１は一定回転のままで回転数が落ちることはない。ラック１７の前方（感光体側）には圧縮コイルバネ２１を設けており、現像時、圧縮コイルバネ２１は圧縮されたままの状態となる。

現像器１１は現像ローラ１１１が一定の回転数の状態で前進するので、現像ローラ１１１の回転数を現像時の仕様に設定すれば、感光体３に接触すると同時に現像可能となる。

次に現像器１１の退避について図４を用いて説明する。

クラッチ１４をＯＦＦにすると、現像器１１は前進する動力がなくなる。退避する動力は、前進時に縮んだ圧縮コイルバネ２１の力である。圧縮コイルバネ２１によりラック１７が後方に押される。このとき、ラック１７、ギヤ１８、シャフト１９、回転式オイルダンパー２０の動作は、前進時と逆方向の動作となる。ロータ２４がオイル２３による抵抗を受けて、ロータ２４とシャフト１９でつながったギヤ１８により、ラック１７を押すバネの力に抵抗が働き、現像器１１を退避させるバネ力を減少させる。圧縮コイルバネ２１による力のみでは、現像器１１が勢い良く後方に押し出され、内装の一部に衝突し騒音が大きいという問題があったが、回転式オイルダンパー２０の効果により、内装に衝突して騒音が大きくなることはない。この動作を各現像器１１で実現することにより、複数の現像器１１を有する画像形成装置において騒音を低減できる。

次に本発明の別な実施例を図５を用いて説明する。

図５は回転式オイルダンパー２０の代わりに、直線式オイルダンパー２５を用いた構成であり、２８は直線式オイルダンパーのピストンロッドである。現像器１１が前進するとき、現像器１１の突起部２２がピストンロッド２８先端のキャップ２６を押すことで、ピストンロッド２８が押され、ピストンロッド２８と一体となっているピストン２７が移動する。ピストン２７は直線式オイルダンパー２５内部の図示しないオイルによる抵抗を受ける。ピストン２７が抵抗を受けることで、ピストンロッド２８の移動速度は低下し、現像器１１は進行方向に対して抵抗が生じる。よって現像器１１の移動速度が低下する。

現像時は、圧縮コイルバネ２１は縮んだ状態である。現像器１１後退時は圧縮コイルバネ２１がキャップ２６を押し、ピストンロッド２８が移動し、ピストン２７が抵抗を受ける。ピストン２７が抵抗を受けることにより、ピストンロッド２８の移動速度が低減し、現像器１１の突起部２２を押す力が、圧縮コイルバネ２１のみの場合より低減される。よって現像器１１を押す力が低下するので、現像器の移動速度が低下する。

本発明は二つの実施例について紹介したが、現像器１１の形状、本体構成等により適したほうを選択することが可能である。

図６は本発明と周知されているステッピングモータを用いる現像器駆動方法（従来例）の現像ローラの回転数と時間の関係を示す図である。

感光体３の接触までの時間を同一時間にした。従来の構成の場合、騒音を低減するためには、現像器１１は前進時、現像ローラ１１１を回転させることなく感光体３と接触するのが望ましく現像器を感光体に接触するまで前進移動させる移動時間に相当するＡ区間を要する。接触後は現像ローラ１１１の回転数が現像時の仕様になるのが望ましい。しかし脱調回避のためには現像ローラ１１１回転数を設定値にするのに必要な加速時間（Ｂ区間状態）が存在し、高画質を保つためには、現像ローラ１１１の回転加速時は現像を回避させ、現像時の現像ローラ回転数（仕様回転数）に達してから現像可能になる。そのため感光体３は、現像ローラ１１１の加速時間に相当する長さが加味されている。周知の構成では現像ローラ１１１を回転させずに、感光体３に接触させるのに対して、本発明の速度低減方法を用いれば、現像ローラ１１１の回転数は初期から現像時の仕様回転数にしても騒音低減ができるので、現像ローラ１１１の加速時間（Ｂ区間）が不要になり、現像ローラ１１１が移動し感光体３と接触したと同時（Ａ区間終了時）に現像が可能となる。よって従来の現像ローラの加速時間に相当する感光体長さを加味する必要がなくなる。また、現像ローラ１１１の回転数を落とすことなく、現像器１１の駆動時の感光体３との衝突音を低減すると共に、感光体３と接触すると同時に現像を可能とした。

したがって、騒音低減と印字開始時間の短縮、感光体の長寿命化、感光体の非潜像領域の低減を可能とした画像形成装置を提供することができる。

本発明における画像形成装置の断面を示す説明図である 本発明における現像駆動装置の構成を示す斜視図である。 本発明における現像器前進時の速度低減手段周りの斜視図である。 本発明における現像器後退時の速度低減手段周りの斜視図である。 本発明における直線式オイルダンパーを用いた速度低減手段周りの斜視図である。 現像ローラの回転数と時間との関係を示す図である。

符号の説明

１ ：中間転写装置
２ ：中間転写装置清掃手段
３ ：感光体
４ ：転写ローラ
５ ：帯電器
６ ：露光装置
７ ：用紙保持手段
８ ：用紙供給装置
９ ：定着装置
１０：用紙排出装置
１１：現像器
１２：現像器駆動モータギア
１３：現像ローラギア
１４：クラッチ
１５：現像駆動ギア
１６：アイドラギヤ列
１７：ラック
１８：ギヤ
１９：シャフト
２０：回転式オイルダンパー
２１：圧縮コイルバネ
２２：現像器突起部
２３：オイル
２４：ロータ
２５：直線式オイルダンパー
２６：キャップ
２７：ピストン
２８：ピストンロッド

Claims (6)

1. 感光体に対して当接退避する現像器と、モータとクラッチと複数のギア、シャフトからなる駆動伝達手段とを用いる画像形成装置において、前記駆動伝達手段は現像ローラギアを有し、前記現像ローラギアとは異なる位置に前記現像器の移動速度を低減させる速度低減手段を設けたことを特徴とした画像形成装置。
2. 請求項１記載の現像器は側面に、突起部と、圧縮コイルバネとを有し、前記速度低減手段はラックとギヤとシャフトとオイルダンパーとを有することを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項２記載のオイルダンパーが、回転式であることを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１記載の現像器の現像ローラが、回転しながら移動して前記感光体に接触し現像することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項２記載のオイルダンパーが直線式であることを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載のオイルダンパーは、ピストンロッドと、キャップ２６と、ピストン２７とを有することを特徴とする画像形成装置。

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