JP2012013899A - 現像装置、プロセスユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】潜像担持体と現像剤担持体との軸間距離を変化可能にしつつ、各部材に駆動力を伝達するギア同士の軸間距離は変化させない現像装置を提供する。
【解決手段】潜像担持体２上の潜像を顕像化するための現像剤を担持する現像剤担持体４０と、現像剤担持体４０を潜像担持体２に対して接近離間する方向に揺動させる支点６０とを備えた現像装置である。現像剤担持体４０と同軸上で一体的に設けられた現像剤担持体ギア４０Ｇに駆動源からの駆動力を伝達する駆動伝達ギア４２Ｇ，５０Ｇを設けている。当該駆動伝達ギアのうちの１つのギア４２Ｇの回転中心を支点６０として現像剤担持体４０を揺動させるように構成した。
【選択図】図３

Description

本発明は、現像装置、その現像装置を備えたプロセスユニット及び画像形成装置に関する。

図９に、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置に配設される一般的な現像装置の概略構成を示す。図９に示すように、現像装置４は、現像剤担持体としての現像ローラ４０と、供給ローラ４２と、規制ブレード４１と、トナーホッパ部４４と、トナー攪拌部材４３を備える。供給ローラ４２は、外周にスポンジ層を有する回転体である。供給ローラ４２は、現像ローラ４０と同方向に回転するように構成されており、供給ローラ４２が回転することによってスポンジ層に取り込んだトナーが現像ローラ４０へ供給される。規制ブレード４１は、例えば金属製の板バネから成るものである。規制ブレード４１の先端は現像ローラ４０の表面に加圧接触しており、これによって、規制ブレード４１は現像ローラ４０の表面に付着したトナーを均一な薄層に形成する。トナー攪拌部材４３は、トナーホッパ部４４内に回転可能に配設されている。トナー攪拌部材４３が回転することによって、トナーホッパ部４４に貯蔵されたトナーが攪拌される。現像ローラ４０は、その外周にゴム層を有する回転体である。現像ローラ４０は、像担持体としての感光体２の表面に接触しており、現像ローラ４０の表面に均一に形成された薄層のトナーを感光体２の表面に転移させてトナー画像を形成するようになっている。

上記現像装置において、現像ローラが感光体から離間して非接触状態となると、感光体の表面にトナーを転移させることができないので、画像が欠損する。反対に、現像ローラが感光体に接近し過ぎて強く圧接すると、画像濃度が濃くなるといった不具合が生じる。このような画像の濃度ムラや欠損を防止するためには、感光体の表面にトナーがムラ無く均一に転移されることが必要である。そのためには、感光体と現像ローラが均一な接触圧で接触していなければならない。

ところが、感光体及び現像ローラは僅かであるが偏心しているので、軸間距離を固定した状態で駆動させると、感光体と現像ローラとの接触圧がその回転周期で変化するため、画像濃度が変化する。この場合、回転駆動中に感光体と現像ローラとが非接触状態となると上述のように画像欠損が生じる。そのため、これを生じさせないようにする目的で、感光体と現像ローラの軸間距離を縮めて設定すると、反対に感光体と現像ローラとの接触圧が大きくなってしまう。その結果、駆動トルクが大きくなるので、大きなトルクに対応したモータが必要となり、コストが高くなる。また、一般に、現像ローラは感光体に対して周速比が高く設定されているので、感光体と現像ローラを回転させると、現像ローラが感光体に対し大きな接触圧で摺接することになり、現像ローラ及び感光体の磨耗が増進され寿命が短くなるといった問題がある。

そこで、従来、感光体と現像ローラとを均一な接触圧で接触させるために、現像ローラを感光体に対し接近離間するように揺動可能に構成し、バネ等の付勢部材によって現像ローラを感光体へ付勢するように構成したものがある（特許文献１参照）。

以下、図１０を参照して、現像ローラを揺動可能に構成した現像装置の構成及び動作について説明する。
現像ローラ４０が取り付けられた現像装置４は、支点６０を中心に図の矢印Ａの方向に揺動可能に構成されている。また、現像装置４は、図示しないバネ等の付勢部材によって図の矢印Ｂ方向に付勢されており、この付勢力によって現像ローラ４０は感光体２に圧接している。

図１０に示すように、現像ローラ４０及び感光体２は偏心しているが、現像ローラ４０が感光体２に対して接近離間可能となっていることで、感光体２（の回転軸）と現像ローラ４０（の回転軸）との距離を調整することが可能である。つまり、感光体２と現像ローラ４０との距離を、図１０の（ａ）の距離Ｄ１に示すように短くしたり、（ｂ）の距離Ｄ２に示すように長くしたりすることができるので、現像ローラ４０や感光体２が真円でない場合、あるいは偏心しているような場合であっても、現像ローラ４０の感光体２に対する接触圧を均一に維持することができる。また、これにより、現像ローラ４０と感光体２の接触圧を小さくすることができるので、感光体２及び現像ローラ４０の回転駆動トルクの軽減や、現像ローラ４０と感光体２との摩擦によるトナーの劣化防止、及び現像ローラ４０の摺擦による感光体２の磨耗防止を図ることが可能である。

ところで、感光体と現像装置を駆動させる方法としては、一般に、感光体と現像ローラ等の回転部材をギアで連結し１つの駆動源からそれぞれに駆動力を伝達する方法と、感光体と現像装置の各回転部材に対してそれぞれ別個の駆動源から駆動力を伝達する方法とがある。

図１１に、感光体と現像ローラ等の各回転部材をギアで連結した構成の一例を示す。
図１１において、符号２Ｇは感光体ギア、符号４０Ｇは現像ローラギア、符号４２Ｇは供給ローラギア、符号５０Ｇは駆動伝達ギアとしてのアイドラギアである。この構成では、感光体ギア２Ｇと現像ローラギア４０Ｇが直接連結されており、図示しない駆動源から感光体ギア２Ｇに伝達された駆動力は、現像ローラギア４０Ｇに伝達された後、アイドラギア５０Ｇを介して供給ローラギア４２Ｇに伝達される。感光体と現像ローラの回転方向は互いに逆方向に回転するように設定する必要があるので、図のように感光体ギア２Ｇと現像ローラギア４０Ｇとを直接連結することが可能である。この場合、感光体ギア２Ｇと現像ローラギア４０Ｇとの間にギアを介さないため、部品点数が少なくなり、現像装置を画像形成装置本体に装着した際に感光体ギア２Ｇと現像ローラギア４０Ｇとが噛み合うだけでよいので、駆動列を簡略にできる利点がある。このような感光体ギア２Ｇと現像ローラギア４０Ｇとを直接連結する構成は、近年の装置の小型化が進む中で一般的に用いられている。

しかし、図１１に示すような構成において、感光体と現像ローラとを均一な接触圧で接触させるために、現像装置４を支点６０を中心に図の矢印Ａの方向に揺動可能に構成すると、感光体ギア２Ｇと現像ローラギア４０Ｇとの軸間距離が変化するため各ギアの噛み合い状態が変化する。ギア同士の噛み合いが変化すると、現像ローラが感光体に対してギアの１歯ごとに微小な速度変化を起こし、画像の乱れが生じてしまう。具体的には、ギアの１歯ごとに画像にスジが入る、いわゆる「バンディング」又は「ジッター」と称される不良画像が形成される。

また、感光体と現像ローラ等の各回転部材をギアで連結した構成の別の例として、図１２に示すものがある。
図１２に示すように、この構成では、感光体ギア２Ｇと現像ローラギア４０Ｇは直接連結されておらず、両者のギア２Ｇ，４０Ｇの間に３つのアイドラギア５０Ｇ〜５２Ｇと供給ローラギア４２Ｇとが介在することで連結されている。この場合においても、現像装置４が支点６０を中心に揺動すると、本体側に設けたアイドラギア５１Ｇと現像装置４側に設けた供給ローラギア４２Ｇとの間でギアの噛み合い状態が変化してしまう問題がある。

また、図１３に、感光体と現像ローラに別個の駆動源から駆動力を伝達する構成の一例を示す。
この構成では、現像ローラギア４０Ｇと、アイドラギア５０Ｇと、供給ローラギア４２Ｇとが連結されている。また、現像ローラギア４０Ｇは、図示しない装置本体の駆動源と自由継ぎ手・カップリング等で連結されている。この自由継ぎ手は、現像装置４が支点６０を中心に揺動するのに伴い現像ローラギア４０Ｇの回転中心が変化した場合でも、現像ローラギア４０Ｇに駆動力を伝達できるようにバネ状の樹脂等から成る弾性体を用いて構成されている。この場合、現像ローラギア４０Ｇと、アイドラギア５０Ｇと、供給ローラギア４２Ｇは、現像装置４に設けられているため、現像装置４が揺動してもギア同士の噛み合い状態が変化することはない。また、感光体ギア２Ｇは、現像ローラギア４０Ｇとは別個の駆動源から駆動力を得ているため、現像ローラギア４０Ｇの位置変動による影響は受けない。

しかし、図１３に示す現像装置において、現像装置の感光体に対する押し付け荷重が軽い場合や、現像ローラの回転が速い場合は、自由継ぎ手が回転する際に、その中心軸の動きが現像ローラの偏心による位置の変動に追従しにくくなる。また、自由継ぎ手が上記のように弾性体を用いている性質上、現像装置の感光体に対する押し付け荷重が弱いときなどでは、自由継ぎ手自身の剛性の影響により、現像ローラが感光体に対し常に一定の荷重で接触するのが困難となる。このように、自由継ぎ手を用いる場合は、感光体への押し付け荷重に制約があり、現像ローラを弱い力で接触させにくくなる。また、自由継ぎ手を設けることで、現像ローラの軸方向への実装空間が必要となり装置も大きくなる欠点がある。

また、図１４に、感光体と現像ローラに別個の駆動源から駆動力を伝達する構成の別の例を示す。
この場合、画像形成装置本体側に設けた駆動ギア３１Ｇと、供給ローラギア４２Ｇとが連結することにより、アイドラギア５０Ｇを介して現像ローラギア４０Ｇに駆動伝達可能となっている。しかし、現像装置４が支点６０を中心に揺動すると、供給ローラギア４２Ｇと駆動ギア３１Ｇとの噛み合い状態が変化してしまう。

また、上記のような感光体と現像ローラとが偏心していることによる問題を解決する対策として、その偏心量を規制することも考えられるが、現実的には厳しく、感光体では０．１ｍｍ程度、現像ローラでは０．３ｍｍ程度の偏心量が生じる。

本発明は、斯かる事情に鑑み、感光体（潜像担持体）と現像ローラ（現像剤担持体）との軸間距離を変化可能にしつつ、各部材に駆動力を伝達するギア同士の軸間距離は変化させない現像装置、及びその現像装置を備えた画像形成装置を提供しようとするものである。

請求項１の発明は、潜像担持体上の潜像を顕像化するための現像剤を担持する現像剤担持体と、当該現像剤担持体を前記潜像担持体に対して接近離間する方向に揺動させる支点とを備えた現像装置であって、前記現像剤担持体と同軸上で一体的に設けられた現像剤担持体ギアに駆動源からの駆動力を伝達する駆動伝達ギアを少なくとも１つ設け、当該駆動伝達ギアのうちの１つの回転中心を前記支点として前記現像剤担持体を揺動させるように構成したものである。

これにより、現像剤担持体が潜像担持体に対して支点を中心に揺動しても、各部材に駆動力を伝達するギア同士の軸間距離は変化しないので、ギア同士の噛み合い状態を安定させることができる。

請求項２の発明は、請求項１に記載の現像装置において、前記支点と前記現像剤担持体の回転中心とを結んだ直線の位置から、前記支点となる駆動伝達ギアの回転方向に回転して、前記支点と前記潜像担持体の回転中心とを結んだ直線の位置に至るまでの角度が、１８０度より小さくなるように構成したものである。

このように構成することで、支点となる駆動伝達ギアの回転時に、現像剤担持体を潜像担持体に対して接近させる方向への力が発生するので、この力を現像剤担持体と潜像担持体とを接触させる力として利用することができる。一方、駆動伝達ギアの停止時は、当該駆動伝達ギアの回転による接触力が生じなくなることにより、現像剤担持体と潜像担持体との接触圧を弱めることができるので、潜像担持体との圧接による現像剤担持体の変形を抑制することが可能となる。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の現像装置において、前記駆動源から前記支点となる駆動伝達ギアへの駆動伝達を、前記潜像担持体と同軸上で一体的に設けられた潜像担持体ギアを介して行うように構成したものである。

この場合、現像剤担持体への駆動力を、潜像担持体ギアを介して得ることができる。

請求項４の発明は、請求項３に記載の現像装置において、前記支点となる駆動伝達ギアを、前記潜像担持体ギアと直接連結したものである。

駆動伝達ギアを潜像担持体ギアと直接連結することにより、ギアの個数を少なくすることができる。これにより、ギアの噛み合い誤差による画像への影響を少なくすることができ、画質の安定化を図れるようになる。

請求項５の発明は、請求項１又は２に記載の現像装置において、前記支点となる駆動伝達ギアを、前記駆動源に連結された駆動ギアと直接連結したものである。

この場合、現像剤担持体への駆動力を、駆動ギアから直接得ることができる。

請求項６の発明は、請求項１、２又は５に記載の現像装置において、前記駆動源から前記支点となる駆動伝達ギアに伝達された駆動力を、動力伝達経路を分けて前記潜像担持体と前記現像剤担持体とに伝達するように構成したものである。

１つの駆動源から動力伝達経路を分けて潜像担持体と現像剤担持体とに駆動力を伝達することにより、駆動負荷を分散することが可能となり、ギアへの負荷を軽減できる。これにより、ギアの長寿命化や、ギアの歯幅の縮小化が可能となる。また、この構成の場合、駆動源に連結される駆動ギアが１つで済むので、駆動機構の構成を簡素化でき、画像形成装置本体の小型化や低コスト化を図れる。

請求項７の発明は、請求項１、２又は５に記載の現像装置において、前記現像剤担持体に駆動力を与える駆動源と、前記潜像担持体に駆動力を与える駆動源を、別個に設けたものである。

潜像担持体と現像剤担持体に対して別個の駆動源から駆動力を伝達することにより、各ギアにかかる荷重を小さくすることができる。これにより、各ギアの寿命を延ばすことができる。また、ギアの歯幅を小さくすることも可能になり、画像形成装置の大きさを小さくすることができるようになる。また、出力の小さいモータを駆動源として用いることができるので、コストの低減も図れる。

請求項８の発明は、請求項１から７のいずれか１項に記載の現像装置において、前記支点となる駆動伝達ギアを、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と同軸上で一体的に設けられた現像剤供給部材ギアとしたものである。

この場合、一般的に剛性の高い現像剤供給部材の軸を、支点として用いることができる。これにより、支点に対する現像剤担持体の位置精度を向上させることができるので、潜像担持体対する現像剤担持体の位置精度が安定し、画像品質の安定化を図れるようになる。

請求項９の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置と、表面に潜像を担持する潜像担持体とを備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスユニットである。

プロセスユニットが、請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置を備えているので、これらの現像装置による上記効果が得られる。

請求項１０の発明は、請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置を備えた画像形成装置である。

画像形成装置が、請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置を備えているので、これらの現像装置による上記効果が得られる。

本発明によれば、現像剤担持体を潜像担持体に対して接近離間する方向に揺動可能に構成しているので、潜像担持体と現像剤担持体との軸間距離を変化させることができる。これにより、互いの接触圧を均一に保持することができ、接触圧の変動による画像の濃度ムラや欠損を防止することができる。一方、潜像担持体と現像剤担持体の軸間距離が変動しても、各部材に駆動力を伝達するギア同士の軸間距離は変化しないので、ギア同士の噛み合い状態を安定させることができ、不良画像の発生を防止することができる。このように、本発明によれば、潜像担持体と現像剤担持体との軸間距離を可変させることによる接触圧の均一化と、ギア同士の軸間距離を一定に保持することによる駆動伝達の安定化の両方を実現することができるので、高画質の画像を提供することができる。

本発明に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係る感光体と現像装置の支持構造を示す斜視図である。 感光体と現像装置の概略側面図である。 本発明の第２実施形態の構成を示す図である。 本発明の第３実施形態の構成を示す図である。 本発明の第４実施形態の構成を示す図である。 本発明の第５実施形態の構成を示す図である。 本発明の第６実施形態の構成を示す図である。 現像装置の概略構成図である。 現像ローラを揺動可能に構成した現像装置の構成及び動作を説明するための図である。 従来の現像装置の概略構成図である。 他の従来の現像装置の概略構成図である。 別の従来の現像装置の概略構成図である。 さらに別の従来の現像装置の概略構成図である。

以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

図１は、本発明に係るカラー画像形成装置の概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、画像形成装置本体１００に対して着脱可能に構成された４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋを備えている。各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの異なる色のトナーを収容している以外は同様の構成となっている。

具体的には、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋは、表面に潜像を担持する潜像担持体（又は像担持体）としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、感光体２の表面にトナー（現像剤）を供給する現像手段としての現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード５を備えている。なお、図１では、イエローのプロセスユニット１Ｙが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニングブレード５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋにおいては符号を省略している。

また、本発明の画像形成装置に設けられた現像装置４は、上述の図９に示す現像装置と同様に、感光体２上の潜像を顕像化するための現像剤を担持する現像剤担持体としての現像ローラ４０と、現像ローラ４０に現像剤を供給する現像剤供給部材としての供給ローラ４２と、現像ローラ４０の表面に付着したトナーを均一な薄層に形成する規制ブレード２と、トナーを貯蔵するトナーホッパ部４４と、貯蔵されたトナーを攪拌するトナー攪拌部材４３等を備えている。

図１において、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの上方には、感光体２の表面を露光する露光手段としての露光装置６が配設されている。一方、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、無端状のベルトから構成される中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、駆動ローラ９及び従動ローラ１０に張架され、図の矢印の方向に回転（周回走行）可能に構成されている。

４つの感光体２に対向した位置に、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ１１が配設されている。各一次転写ローラ１１はそれぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧しており、中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体２とが圧接する箇所に一次転写ニップが形成されている。また、駆動ローラ９に対向した位置に、二次転写手段としての二次転写ローラ１２が配設されている。この二次転写ローラ１２は中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１２と中間転写ベルト８とが圧接する箇所に二次転写ニップが形成されている。

また、中間転写ベルト８の外周面には、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１３が配設されている。このベルトクリーニング装置１３から伸びた図示しない廃トナー移送ホースは、転写装置７の下方に配設された廃トナー収容器１４の入り口部に接続されている。

画像形成装置本体１００の下部には、記録媒体としての記録用紙Ｐを収容した用紙トレイ１５や、用紙トレイ１５から記録用紙Ｐを搬出する給紙ローラ１６等が設けてある。一方、画像形成装置本体１００の上部には、記録用紙を外部へ排出するための一対の排紙ローラ１７と、排出された記録媒体をストックするための排紙トレイ１８とが配設されている。

また、画像形成装置本体１００内には、下部の用紙トレイ１５から上部の排紙トレイ１８へ記録用紙を案内するための搬送経路Ｒが形成されている。この搬送経路Ｒにおいて、給紙ローラ１６から二次転写ローラ１２に至る途中には、一対のレジストローラ１９が配設されている。また、二次転写ローラ１２から排紙ローラ１７に至る途中に、記録用紙上の画像を定着させるための定着装置２０を配設している。この定着装置２０は、加熱源によって加熱される定着回転体としての定着ローラ２１と、その定着ローラ２１を加圧する加圧回転体としての加圧ローラ２２等によって構成される。定着ローラ２１と加圧ローラ２２とが互いに圧接した箇所には定着ニップが形成されている。

以下、図１を参照して上記画像形成装置の基本的動作について説明する。
画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体２が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体２の表面が帯電ローラ３によって所定の極性に一様に帯電される。帯電された各感光体２の表面には、露光装置６からレーザ光がそれぞれ照射されて、それぞれの感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。このように感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４によってトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視像化）される。なお、現像装置４によってトナーを供給する動作の詳細については、図９で説明した動作と同様であるので説明を省略する。

駆動ローラ９が図の反時計回りに回転駆動されることにより、中間転写ベルト８が図の矢印で示す方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１１に、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、各一次転写ローラ１１と各感光体２との間の一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。そして、各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋの感光体２に形成された各色のトナー画像が、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして中間転写ベルト８はその表面にフルカラーのトナー画像を担持する。

また、トナー画像が転写された後の各感光体２の表面に付着する残留トナーは、クリーニングブレード５によって除去される。次いで、各感光体２の表面が図示していない除電装置によって除電作用を受け、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。

また、画像形成装置の下部では、給紙ローラ１６が回転駆動することによって、用紙トレイ１５に収容された記録用紙Ｐが搬送経路Ｒに送り出される。搬送経路Ｒに送り出された記録用紙Ｐは、レジストローラ１９によってタイミングを計られて、二次転写ローラ１２とそれに対向する駆動ローラ９との間の二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１２に、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。そして、二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が記録用紙Ｐ上に一括して転写される。トナー画像が転写された記録用紙Ｐは定着手段２０へと搬送され、定着ローラ２１と加圧ローラ２２によって記録用紙Ｐが加熱及び加圧されてトナー画像が定着される。その後、トナー画像が定着された記録用紙Ｐは、排出ローラ１７によって排紙トレイ１８へと排出される。また、転写後の中間転写ベルト８上に残留するトナーは、ベルトクリーニング装置１３によって除去され、除去されたトナーは、廃トナー収容器１４へ搬送され回収される。

以上の説明は、記録用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニットを使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

以下、図２及び図３に基づいて、本発明の第１実施形態の構成について説明する。
図２は、上記各プロセスユニット１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｂｋが有する感光体２と現像装置４の支持構造を示す斜視図であり、図３は、感光体２及び現像装置４の概略側面図である。
図２に示すように、感光体２と現像装置４は、それぞれの両端側に配設された支持部材としての一対の側板２３，２４によって支持されている。詳しくは、現像装置４はその外装ケースから突出した供給ローラの回転軸を支点６０として、両側板２３，２４に揺動可能に取り付けられている。また、感光体２は、その回転軸を介して両側板２３，２４に対し回転可能に取り付けられている。

また、図３に示すように、現像装置４は上記側板に配設された図示しないバネ等の付勢部材によって図の矢印Ｂの方向に付勢されている。これにより、現像ローラ４０は感光体２に対して押し付けられた状態となっている。

ところで、感光体２及び現像ローラ４０の各表面は、回転中心に対して僅かに偏心しているので、感光体２と現像ローラ４０の軸間距離が固定されていると、感光体２と現像ローラ４０の回転に伴って接触圧の変動が生じる。しかし、本発明では、上記のように現像装置４が支点６０を介して揺動可能に支持されているので、現像装置４は支点６０を中心として図３の矢印Ａの方向に揺動することができ、現像ローラ４０は感光体２に対して接近離間する方向に移動可能となっている。これにより、感光体２と現像ローラ４０との軸間距離を変化させることができるので、互いの接触圧を均一に保持することができ、接触圧の変動による画像の濃度ムラや欠損を防止することができるようになっている。

また、図２及び図３に、感光体２と現像装置４の各種回転部材に駆動力を伝達するためのギアが示されている。具体的には、各図において、符号２Ｇは感光体と同軸上で一体的に設けられた感光体ギア（潜像担持体ギア）、符号４０Ｇは現像ローラと同軸上で一体的に設けられた現像ローラギア（現像剤担持体ギア）、符号４２Ｇは供給ローラと同軸上で一体的に設けられた供給ローラギア（現像剤供給部材ギア）、符号５０Ｇ〜５２Ｇは駆動伝達ギアとしてのアイドラギア、符号３１Ｇは画像形成装置本体に設けられた図示しない駆動源に連結された駆動ギアである。また、図２に示すように、３つのアイドラギア５０Ｇ〜５２Ｇのうち、感光体ギア２Ｇと供給ローラギア４２Ｇとを連結する２つのアイドラギア５１Ｇ，５２Ｇは、側板２３に取り付けられ、供給ローラギア４２Ｇと現像ローラギア４０Ｇとを連結する残る１つのアイドラギア５０Ｇは、現像装置４に取り付けられている。

図３に示すように、駆動ギア３１Ｇには感光体ギア２Ｇが直接連結されている。そして、駆動ギア３１Ｇから感光体ギア２Ｇに伝達された駆動力は、２つのアイドラギア５１Ｇ，５２Ｇを介して供給ローラギア４２Ｇに伝達された後、さらに１つのアイドラギア５０Ｇを介して現像ローラギア４０Ｇに伝達されるようになっている。このように、本実施形態では、供給ローラギア４２が、現像ローラギア４０Ｇに対して駆動力を伝達する駆動伝達ギアの１つとして機能している。また、本実施形態では、供給ローラギア４２Ｇを、現像装置４の支点６０を中心に回転可能な支点ギアとしている。

上記のように、本実施形態では、供給ローラギア４２Ｇを支点ギアとしているので、現像装置４が支点６０を中心に揺動しても、供給ローラギア４２はその位置が変化することはない。このため、供給ローラギア４２とアイドラギア５１Ｇとの軸間距離は一定に保たれ、これらのギア同士の噛み合い状態は変化しない。また、現像ローラ４が支点６０を中心に揺動した際、現像ローラギア４０Ｇとそれに連結されたアイドラギア５０Ｇは、供給ローラギア４２Ｇを中心に一体的に揺動するので、現像ローラギア４０Ｇとアイドラギア５０Ｇとの間、及びそのアイドラギア５０Ｇと供給ローラギア４２Ｇとの間においても、軸間距離が一定に保たれ、ギア同士の噛み合い状態が変化することはない。

以上のように、本発明の第１実施形態では、現像装置４が揺動してもギア同士の噛み合い状態が変化することがないので、いわゆる「バンディング」又は「ジッター」等の不良画像の発生を防止することができる。

また、本実施形態において、供給ローラと現像ローラとが回転する際、互いの間に生じる摩擦によって負荷が発生する。そのときの負荷は、現像ローラギア４０Ｇからアイドラギア５０Ｇを介して供給ローラギア４２Ｇに伝達され累積される。そして、供給ローラギア４２Ｇが回転する際、その累積した負荷により現像装置４は供給ローラギア４２Ｇの回転方向に回転する力を受ける。すなわち、現像装置４は供給ローラギア４２Ｇの回転によって感光体２に接近する方向への力を受けるので、この力を現像ローラ４０と感光体２とを接触させる力として利用することができる。これにより、現像ローラ４０を感光体２に接触させるためのバネ等の付勢力（図３の矢印Ｂで示す力）を軽減することが可能である。

非磁性トナーから成る一成分現像剤を用いた現像方式の場合などでは、現像ローラの材料としてゴムを用いるのが一般的である。特に、現像ローラの表面がゴムで構成されている場合、現像ローラが感光体に長期に亘って当接していると、その当接箇所においてゴムが凹んだ状態で塑性変形する場合がある。その結果、現像ローラの凹んだ箇所において感光体と非接触となり、画像がスジ状に抜ける不良画像が発生してしまう。

しかし、上記のように、本実施形態においては、電源を切った状態や印刷待ちの状態などの非駆動時に、供給ローラギア４２Ｇの回転による接触力が生じなくなり、現像ローラ４０と感光体２との接触圧を弱めることができるので、現像ローラ４０の感光体２との接触による変形を抑制することが可能である。これにより、不良画像の発生を防止して画質の安定化を図れるようになる。

また、供給ローラギア４２Ｇの回転時に生じる力を、現像ローラ４０と感光体２との接触力として利用するには、図３において、支点６０と現像ローラ４０の回転中心とを結んだ直線Ｌ１の位置から、供給ローラギア４２Ｇの回転方向（図の反時計回り）に回転して、支点６０と感光体２の回転中心とを結んだ直線Ｌ２の位置に至るまでの角度θが、１８０度より小さくなるように構成すればよい。このように構成することで、供給ローラギア４２Ｇを回転させた際、現像ローラ４０が感光体２に接近する方向への力を発生させることができる。一方、上記直線Ｌ１と直線Ｌ２の間の角度θが１８０度よりも大きいと、供給ローラギア４２Ｇの回転時に、現像ローラ４０が感光体２に対して離間する方向への力が生じてしまう。

また、供給ローラは、現像ローラへのトナーの供給以外に、現像ローラに付着したトナーの剥離（清掃）も行っている。詳しくは、供給ローラの材料にはスポンジ状のものが用いられており、そのスポンジ状の部分の微細孔内にトナーを取り込むことができるようになっている。そして、供給ローラと現像ローラとが圧接した状態で同じ方向に回転すると、スポンジ部分に付着しているトナーを現像ローラに擦り付けることでトナーを供給する。現像ローラに供給されたトナーは、感光体との対向位置で供給されるが、残ったトナーは再び供給ローラに接触したときに供給ローラによって掻き落とされる。このように、供給ローラがトナーを供給する機能とトナーを剥離して清掃する機能を発揮するためには、供給ローラを現像ローラに圧接し、かつ、その圧接量が不均一にならないようにすることが要求される。そのため、供給ローラの軸は、スポンジの変形による圧力を受けて変形しないように剛性の高い材料で構成されており、供給ローラの現像ローラに対する位置精度が確保されている。

そこで、本実施形態では、上記支点６０として供給ローラの剛性の高い軸を用いることにより、支点６０に対する現像ローラ４０の位置精度を向上させている。これにより、感光体２対する現像ローラ４０の位置精度が安定し、画像品質の安定化を図れるようになる。

図４に、本発明の第２実施形態の構成を示す。
図４において、符号２Ｇは感光体ギア、符号４０Ｇは現像ローラギア、符号４２Ｇは供給ローラギア、符号４３Ｇはトナー攪拌部材の回転軸と同軸上で一体的に設けられた攪拌軸ギア、符号５０Ｇ〜５４Ｇはアイドラギア、符号３１Ｇは駆動ギアである。

この場合、駆動ギア３１Ｇから感光体ギア２Ｇに伝達された駆動力は、３つのアイドラギア５２Ｇ，５３Ｇ，５４Ｇを介して攪拌軸ギア４３Ｇに伝達される。そして、攪拌軸ギア４３Ｇに伝達された駆動力は、２つのアイドラギア５０Ｇ，５１Ｇを介して、現像ローラギア４０Ｇと供給ローラギア４２Ｇとにそれぞれ伝達されるようになっている。このように本実施形態では、上記第１実施形態と異なり、攪拌軸ギア４３Ｇが、現像ローラギア４０Ｇに対して駆動力を伝達する駆動伝達ギアの１つとして機能している。

また、本実施形態では、攪拌軸ギア４３Ｇを、現像装置４の揺動中心となる支点ギアとしている。これにより、現像装置４が支点６０を中心に図の矢印Ａの方向に揺動しても、現像ローラギア４０Ｇ、供給ローラギア４２Ｇ、それらと攪拌軸ギア４３Ｇとの間に連結された２つのアイドラギア５０Ｇ，５１Ｇは、攪拌軸ギア４３Ｇを中心に一体的に揺動するので、各ギアの軸間距離は一定に保たれ、ギア同士の噛み合い状態は変化しない。また、現像装置４が揺動しても、攪拌軸ギア４３Ｇの回転軸は変位しないので、攪拌軸ギア４３Ｇと側板に設けてあるアイドラギア５２Ｇとの軸間距離は一定に保たれ、これらのギア同士の噛み合い状態が変化することもない。

以上のように、本発明の第２実施形態においても、感光体２と現像ローラ４０との軸間距離が変化するのに伴って、現像装置４が揺動してもギア同士の噛み合い状態が変化することがないので、「バンディング」又は「ジッター」等の不良画像の発生を防止することが可能である。

また、本実施形態においても、攪拌軸ギア４３Ｇの回転時、現像装置４に対して負荷がかかり、現像装置４を攪拌軸ギア４３Ｇの回転方向と同じ方向へ回転させようとする力が発生する。すなわち、現像装置４は攪拌軸ギア４３Ｇの回転によって感光体２に接近する方向への力を受けるので、この力を現像ローラ４０と感光体２とを接触させる力として利用することができる。これにより、第１実施形態と同様に、現像ローラ４０を感光体２に圧接させるためのバネ等の付勢力（図４の矢印Ｂで示す力）を軽減することが可能である。また、非駆動時は、攪拌軸ギア４３Ｇの回転による接触力が生じなくなることにより、現像ローラ４０と感光体２との接触圧を弱めることができるので、感光体２との接触による現像ローラ４０の変形を抑制することが可能である。これにより、不良画像の発生を防止して画質の安定化を図ることができる。

また、攪拌軸ギア４３Ｇの回転時に生じる力を、現像ローラ４０と感光体２との接触力として利用するには、図４において、支点６０と現像ローラ４０の回転中心とを結んだ直線Ｌ１の位置から、攪拌軸ギア４３Ｇの回転方向（図の時計回り）に回転して、支点６０と感光体２の回転中心とを結んだ直線Ｌ２の位置に至るまでの角度θが、１８０度より小さくなるように構成すればよい。このように構成することで、攪拌軸ギア４３Ｇを回転させた際、現像ローラ４０が感光体２に接近する方向への力を発生させることができる。

図５に、本発明の第３実施形態の構成を示す。
図５において、符号２Ｇは感光体ギア、符号４０Ｇは現像ローラギア、符号４２Ｇは供給ローラギア、符号５０Ｇはアイドラギア、符号３１Ｇ，３２Ｇは画像形成装置本体に別個に設けられた駆動源に連結された２つの駆動ギアである。

この場合、上記本発明の各実施形態と異なり、感光体２と現像ローラ４０は別個の駆動源によって駆動されるように構成されている。すなわち、感光体ギア２Ｇには、駆動ギア３１Ｇから駆動力が伝達され、現像ローラギア４０Ｇには、駆動ギア３２Ｇから供給ローラギア４２Ｇとアイドラギア５０Ｇを介して駆動力が伝達されるようになっている。

上記のように、本実施形態では、２つの駆動源から別個に駆動力を伝達することにより、各駆動ギア３１Ｇ，３２Ｇを駆動させるためのトルクが２つに分かれるので、各ギアにかかる荷重を小さくすることができる。これにより、各ギアの寿命を延ばすことができる。また、ギアの歯幅を小さくすることも可能になり、画像形成装置の大きさを小さくすることができるようになる。また、出力の小さいモータを駆動源として用いることができるので、コストの低減も図れる。

また、本実施形態では、供給ローラギア４２Ｇを、現像装置４の揺動中心となる支点ギアとしている。これにより、現像装置４が支点６０を中心に図の矢印Ａの方向に揺動しても、現像ローラギア４０Ｇとアイドラギア５０Ｇは、攪拌軸ギア４３Ｇを中心に一体的に揺動するので、各ギアの軸間距離は一定に保たれ、ギア同士の噛み合い状態は変化しない。

このように、本発明の第３実施形態においても、感光体２と現像ローラ４０との軸間距離が変化するのに伴って、現像装置４が揺動してもギア同士の噛み合い状態が変化することがないので、「バンディング」又は「ジッター」等の不良画像の発生を防止することが可能である。

また、本実施形態においても、供給ローラギア４２Ｇが回転する際、現像装置４は供給ローラギア４２Ｇの回転方向に回転する力を受ける。これにより、駆動時は、供給ローラギア４２Ｇの回転による力を現像ローラ４０と感光体２とを接触させる力として利用することができ、現像ローラ４０を感光体２に圧接させるためのバネ等の付勢力（図５の矢印Ｂで示す力）を軽減することが可能である。また、非駆動時は、供給ローラギア４２Ｇの回転による接触力が生じなくなることにより、現像ローラ４０と感光体２との接触圧を弱めることができるので、現像ローラ４０の感光体２との接触による変形を抑制することが可能である。

なお、供給ローラギア４２Ｇの回転時に生じる力を、現像ローラ４０と感光体２との接触力として利用するには、上記本発明の各実施形態と同様に、支点６０と現像ローラ４０の回転中心とを結んだ直線Ｌ１の位置から、供給ローラギア４２Ｇの回転方向に回転して、支点６０と感光体２の回転中心とを結んだ直線Ｌ２の位置に至るまでの角度θが、１８０度より小さくなるように構成すればよい。

図６に、本発明の第４実施形態の構成を示す。
図６において、符号２Ｇは感光体ギア、符号４０Ｇは現像ローラギア、符号４２Ｇは供給ローラギア、符号４３Ｇは攪拌軸ギア、符号５０Ｇ，５１Ｇはアイドラギア、符号３１Ｇ，３２Ｇは画像形成装置本体に別個に設けられた駆動源に連結された２つの駆動ギアである。

このように、本実施形態では、感光体２と現像ローラ４０に対して別個の駆動源から駆動力を伝達するようにしているので、上記図５に示す実施形態と同様に、各ギアにかかる荷重を小さくすることができる。これにより、各ギアの寿命を延ばすことができる。また、ギアの歯幅を小さくすることも可能になり、画像形成装置の大きさを小さくすることができるようになる。また、出力の小さいモータを駆動源として用いることができるので、コストの低減も図れる。

また、図６に示す実施形態は、図４に示す実施形態と比べると、図４に示す感光体ギア２Ｇと攪拌軸ギア４３Ｇとの間に連結された３つのアイドラギア５２Ｇ，５３Ｇ，５４Ｇを除き、代わりに駆動ギア３２Ｇを設けた構成となっている点以外は、同様に構成されている。従って、本実施形態において、攪拌軸ギア４３Ｇ（支点６０）を中心に現像装置４が揺動した場合の動作、及びその他の構成については、図４に示す実施形態において説明したのと同様であるので説明を省略する。

図７に、本発明の第５実施形態の構成を示す。
図７において、符号２Ｇは感光体ギア、符号４０Ｇは現像ローラギア、符号４２Ｇは供給ローラギア、符号５０Ｇ，５１Ｇはアイドラギア、符号３１Ｇは駆動ギアである。

この場合、駆動ギア３１Ｇからの駆動力は、アイドラギア５１Ｇを介して感光体ギア２Ｇに伝達されると共に、供給ローラギア４２Ｇとアイドラギア５０Ｇを介して現像ローラギア４０Ｇに伝達される。このように、１つの駆動源から動力伝達経路を分けて感光体２と現像ローラ４０とに駆動力が伝達されるようになっているので、駆動負荷を分散することが可能となり、駆動ギア３１Ｇへの負荷を軽減できる。これにより、ギアの長寿命化や、ギアの歯幅の縮小化が可能となる。また、この構成の場合、駆動ギアが１つで済むので、駆動機構の構成を簡素化でき、画像形成装置本体の小型化や低コスト化を図れる。

また、本実施形態では、上記図３又は図５に示す実施形態と同様に、供給ローラギア４２Ｇを支点ギアとしている。従って、その支点６０を中心に現像装置４が揺動した場合の動作、及びその他の構成については、図３又は図５に示す実施形態において説明したのと同様であるので説明を省略する。

図８に、本発明の第６実施形態の構成を示す。
図８において、符号２Ｇは感光体ギア、符号４０Ｇは現像ローラギア、符号４２Ｇは供給ローラギア、符号５０Ｇはアイドラギア、符号３１Ｇは駆動ギアである。

本実施形態は、図３に示す実施形態と比べると、図３に示す感光体ギア２Ｇと供給ローラギア４２Ｇとの間のアイドラギア５１Ｇ，５２Ｇを省略し、感光体ギア２Ｇと供給ローラギア４２Ｇとを直接連結した構成となっている。従って、駆動ギア３１Ｇからの駆動力は、感光体ギア２Ｇに伝達された後、供給ローラギア４２Ｇとアイドラギア５０Ｇを介して現像ローラギア４０Ｇに伝達されるようになっている。なお、本実施形態において、感光体ギア２Ｇと現像ローラギア４０Ｇは、干渉しないように軸方向にずらして配設されている。

このように、本実施形態では、感光体ギア２Ｇと供給ローラギアとを直接連結した構成とすることにより、図３に示す実施形態に比べてギアの数を少なくすることができる。ギアのピッチや回転周期に起因する画像の濃度ムラは、感光体ギア２Ｇと現像ローラギア４０Ｇとの間の連結ギアに大きく依存する。このような濃度ムラの発生を防止するには、連結ギアの寸法精度を良くすること以外に、連結ギアの個数を少なくすることも有効な手段である。感光体２と現像ローラ４０は反対方向に回転させなければならない制約があるため、新たなギア列にて連結する場合は、感光体ギア２Ｇと現像ローラギア４０Ｇとの間に最低でも２個のギアを介在させることが必要となる。本実施形態の構成は、感光体ギア２Ｇと現像ローラギア４０Ｇとを直接連結する場合を除いて、最もギアの個数を少なくすることが可能な構成である。従って、本実施形態の構成を採用することにより、ギアの噛み合い誤差による画像への影響を少なくすることができ、画質の安定化を図れるようになる。

なお、本実施形態において、供給ローラギア４２Ｇ（支点６０）を中心に現像装置４が揺動した場合の動作、及びその他の構成については、図３に示す実施形態において説明したのと同様であるので説明を省略する。

以上のように、本発明によれば、感光体と現像ローラとの軸間距離を変化させることにより、互いの接触圧を均一に保持することができるので、接触圧の変動による画像の濃度ムラや欠損を防止することができる。一方、感光体と現像ローラの軸間距離の変動に伴って現像装置が揺動しても、各部材に駆動力を伝達するギア同士の軸間距離は変化しないので、ギア同士の噛み合い状態を安定させることができ、不良画像の発生を防止することができる。このように、本発明によれば、感光体と現像ローラとの軸間距離を可変させることによる接触圧の均一化と、ギア同士の軸間距離を一定に保持することによる駆動伝達の安定化の両方を実現することができるので、高画質の画像を提供することが可能となる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。例えば、現像装置の揺動中心となる支点ギアは、上述の供給ローラギアや攪拌軸ギアに限らず、現像ローラギアに対して駆動源から駆動力を伝達するその他の駆動伝達ギアを支点ギアとしてもよい。また、本発明に係る現像装置は、図１に示すカラー画像形成装置以外のプリンタ、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等にも搭載可能である。

２ 感光体（潜像担持体）
４ 現像装置
４０ 現像ローラ（現像剤担持体）
４２ 供給ローラ（現像剤供給部材）
４３ トナー攪拌部材
６０ 支点
２Ｇ 感光体ギア（潜像担持体ギア）
３１Ｇ 駆動ギア
３２Ｇ 駆動ギア
４０Ｇ 現像ローラギア（現像剤担持体ギア）
４２Ｇ 供給ローラギア（現像剤供給部材ギア）
４３Ｇ 攪拌軸ギア
５０Ｇ アイドラギア
５１Ｇ アイドラギア
５２Ｇ アイドラギア
５３Ｇ アイドラギア
５４Ｇ アイドラギア
５５Ｇ アイドラギア

特許第３４１４３１３号公報

Claims (10)

1. 潜像担持体上の潜像を顕像化するための現像剤を担持する現像剤担持体と、当該現像剤担持体を前記潜像担持体に対して接近離間する方向に揺動させる支点とを備えた現像装置であって、
   前記現像剤担持体と同軸上で一体的に設けられた現像剤担持体ギアに駆動源からの駆動力を伝達する駆動伝達ギアを少なくとも１つ設け、当該駆動伝達ギアのうちの１つの回転中心を前記支点として前記現像剤担持体を揺動させるように構成したことを特徴とする現像装置。
2. 前記支点と前記現像剤担持体の回転中心とを結んだ直線の位置から、前記支点となる駆動伝達ギアの回転方向に回転して、前記支点と前記潜像担持体の回転中心とを結んだ直線の位置に至るまでの角度が、１８０度より小さくなるように構成した請求項１に記載の現像装置。
3. 前記駆動源から前記支点となる駆動伝達ギアへの駆動伝達を、前記潜像担持体と同軸上で一体的に設けられた潜像担持体ギアを介して行うように構成した請求項１又は２に記載の現像装置。
4. 前記支点となる駆動伝達ギアを、前記潜像担持体ギアと直接連結した請求項３に記載の現像装置。
5. 前記支点となる駆動伝達ギアを、前記駆動源に連結された駆動ギアと直接連結した請求項１又は２に記載の現像装置。
6. 前記駆動源から前記支点となる駆動伝達ギアに伝達された駆動力を、動力伝達経路を分けて前記潜像担持体と前記現像剤担持体とに伝達するように構成した請求項１、２又は５に記載の現像装置。
7. 前記現像剤担持体に駆動力を与える駆動源と、前記潜像担持体に駆動力を与える駆動源を、別個に設けた請求項１、２又は５に記載の現像装置。
8. 前記支点となる駆動伝達ギアを、前記現像剤担持体に現像剤を供給する現像剤供給部材と同軸上で一体的に設けられた現像剤供給部材ギアとした請求項１から７のいずれか１項に記載の現像装置。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置と、表面に潜像を担持する潜像担持体とを備え、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたことを特徴とするプロセスユニット。
10. 請求項１から８のいずれか１項に記載の現像装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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