JP3440806B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、記録用紙上にトナ
ー画像を形成するプリンタ装置、複写機、あるいはファ
クシミリ装置等の画像形成装置に係り、特に、感光体ド
ラム上に形成した静電潜像を、複数の現像器を備えた回
転式現像ユニットを用いて現像する画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】電子写真式のフルカラー画像形成装置に
は、三原色の現像剤がそれぞれ充填された３つの現像
器、あるいは更に黒色の現像剤が充填された４つの現像
器が搭載される。そして、これらを１つあるいは複数の
感光体ドラムに対向配置し、静電潜像を複数色の現像剤
で可視化して重畳することで画像形成が行われる。

【０００３】一般に、装置の小型化、低価格化を重視す
る場合、１つの感光体ドラムに対向して複数の現像器を
順次配置する構成が採用される。このため、図５に示し
たように、１つの感光体ドラム１の近傍に４つの現像器
５ａ〜５ｄを保持した回転式の多色現像ユニット５を配
置し、この多色現像ユニット５を回転させることで各現
像器を感光体ドラム１と対向する位置まで順次移動さ
せ、各現像剤で静電潜像を順次可視化する画像形成装置
が提案されている。

【０００４】回転式の多色現像ユニット５は、その回転
軸５５と同軸状に固定されたハスバ歯車５０を具備し、
このハスバ歯車５０には、図６に示したように、ステッ
プモータ６の回転軸６５に固定されたハスバ歯車６０が
係合している。所望の現像器を感光体ドラム１に対向配
置させる際は、ステップモータ６に所定数のパルスを供
給して多色現像ユニット５を所定の回転位置まで回動さ
せる。

【０００５】図７は、前記多色現像ユニット５の装置フ
レーム７０への支持方法を示した図であり、現像ユニッ
ト５は、その回転軸５５の両端を装置フレーム７０に回
転自在に支持されている。多色現像ユニット５の軸方向
に関する位置は、例えばＥリング等のストップリング７
１を回転軸５５に嵌合することにより固定される。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】図８、９は、前記多色
現像ユニット５のハスバ歯車５０とステップモータ６の
ハスバ歯車６０との係合状態を平面的に表現した模式図
である。ステップモータ６が駆動されて多色現像ユニッ
ト５を回転させる場合は、図８に示したように、各ハス
バ歯車５０、６０は、ハスバ歯車６０（ステップモー
タ）のハスバ６０ａがハスバ歯車５０（多色現像ユニッ
ト）のハスバ５０ａを回転方向へ押すように係合する。

【０００７】ステップモータ６は、多色現像ユニット５
が所望の回転位置に到達した時点で停止されるが、多色
現像ユニット５には回転方向に慣性力が作用するため直
ぐには停止しない。このため、ステップモータ６を停止
させると、図９に示したように、今度はハスバ歯車５０
のハスバ５０ａが慣性力によりハスバ歯車６０のハスバ
６０ａを回転方向へ押すようになる。

【０００８】このとき、ハスバ歯車５０のハスバ歯５０
ａには回転方向に慣性力Ｗが働くと共に、各ハスバ５０
ａ、６０ａの接触面は滑らかであるから、ハスバ５０ａ
には接触面から垂直抗力Ｎが働く。したがって、ハスバ
歯車５０には接触面と平行に回転方向左側へ合力Ｆが作
用することになる。

【０００９】前記したように、多色現像ユニット５の軸
方向のずれは、回転軸５５に嵌合されたストップリング
７１により規制されているものの、遊びや寸法公差の存
在により、ずれ量を完全に“０”にすることはできな
い。このため、前記合力Ｆが生じるとハスバ歯車５０が
接触面と平行に左方向、すなわち図７の矢印Ｂ方向へ変
位する。このとき、回転軸５５の接触面に沿った移動量
をＬ、ハスバのネジレ角をθとすると、回転方向へはＬ
・ｓｉｎθだけ余計に進んでしまうことになる。このた
め、感光体ドラム１に対する現像器の接触位置がＬ・ｓ
ｉｎθだけずれてしまい、現像むらや濃度変化を生じて
しまうという問題があった。

【００１０】なお、このような問題点を解決するために
は、多色現像ユニット５の回転軸５５を装置フレーム７
０に対して正確に位置決め固定すれば良いが、そのため
には組み立て後に調整作業等が必要になって製造工程が
複雑化するという問題が新たに発生してしまう。

【００１１】本発明の目的は、上記した従来技術の問題
点を解決し、調整作業等を行うことなく、回転式の多色
現像ユニットを所望の回転位置で正確に停止できるよう
にした画像形成装置を提供することにある。

【００１２】

【課題を解決するための手段】上記した目的を達成する
ために、本発明では、回転軸を中心に複数の現像器を同
心状に保持する回転式の現像ユニットを、前記各現像器
が感光体ドラムと所定位置で対向配置されるように回転
制御する画像形成装置において、前記現像ユニットの回
転軸と同軸状に固定された第１のハスバ歯車と、前記第
１のハスバ歯車と係合する第２のハスバ歯車と、前記第
２のハスバ歯車を回転駆動するモータと、前記回転軸
を、その一端方向への変位が弾性的に阻止され、その他
端方向への変位が固定的に阻止されるように、回転自在
に支持する支持手段とを具備したことを特徴とする。

【００１３】上記した構成によれば、現像ユニットの回
転軸を回転自在に支持する際、その軸方向に遊びがあっ
ても、回転軸の他端方向への変位は完全に阻止され、一
端方向への変位も弾性力を越える大きな力が加わらない
限り阻止される。したがって、回転軸の遊びを低減する
ための調整作業等を行うことなく、回転軸の軸方向への
ぶれを防止でき、その結果、多色現像ユニットを所望の
回転位置で正確に停止できるようになる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して本発明を詳
細に説明する。図１は、本発明を適用したフルカラープ
リンタの主要部の構成を示した図である。本実施形態の
カラープリンタは、感光体ドラム１上に形成された未定
着トナー像を、ロール１０、１１、１２、および１３に
よって張架されたベルト状の中間転写体９に一次転写
し、この未定着トナー像を改めて中間転写体ベルト９か
ら搬送路２１上の記録用紙へ二次転写するよう構成され
ている。感光体ドラム１の周囲には、帯電ロール３、露
光装置４、多色現像ユニット５、転写ロール７、クリー
ナ装置８等が配置されている。ロール１０は、図示しな
い駆動源に結合されてベルト９を駆動する駆動ロールと
して機能する。

【００１５】感光体ドラム１は、メインモータ（図示せ
ず）により矢印２の方向へ一定速度で回転駆動され、帯
電ロール３で表面を一様に帯電された後、露光装置４で
露光されて静電潜像が形成される。この静電潜像は回転
式の多色現像ユニット５によって現像される。多色現像
ユニット５は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シア
ン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の各色に対応した４つの
現像器５Ｙ〜５Ｃを備え、感光体ドラム１上に形成され
た静電潜像がイエローの画情報に対応したものであれ
ば、イエロー（Ｙ）のトナーを内包する現像器５Ｙが感
光体ドラム１に当接するように位置合わせされて現像さ
れ、感光体ドラム１上にはイエローのトナー像が形成さ
れる。感光体ドラム１に形成されたイエローの未定着ト
ナー像は、感光体ドラム１と中間転写体ベルト９とが接
する一次転写位置において、転写ロール７により中間転
写体ベルト９の表面に転写される。

【００１６】単色画像を形成する場合は、中間転写体ベ
ルト９に一次転写された未定着トナー像が直ちに用紙に
二次転写されるが、複数色のトナー像を重ね合わせるフ
ルカラー画像を形成する場合には、感光体ドラム１上へ
のトナー像の形成および当該トナー像の中間転写体ベル
ト９への一次転写が色数分だけ繰り返される。本実施形
態のように、４色のトナー像を重ね合わせてフルカラー
画像を形成する場合、感光体ドラム１上には、その一回
転毎にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの未定
着トナー像が形成され、これらの未定着トナー像は順次
中間転写体ベルト９に一次転写される。

【００１７】一方、中間転写体ベルト９は、最初に一次
転写されたイエローの未定着トナー像を保持したまま感
光体ドラム１と同一周期で回動するので、中間転写体ベ
ルト９上には、一回転毎にマゼンタ、シアン及びブラッ
クの未定着トナー像がイエローの未定着トナー像に重ね
て転写される。

【００１８】このようにして中間転写体ベルト９に一次
転写された未定着トナー像は、ベルト９の回動に伴っ
て、搬送路２１に面した二次転写位置ヘ搬送される。二
次転写位置では、二次転写ロール１４が中間転写体ベル
ト９に接しており、フィードローラ１８、１９等によっ
て所定のタイミングで用紙トレイ１６、１７から搬出さ
れた用紙は二次転写ロール１４と中間転写体ベルト９と
の間に挟み込まれる。

【００１９】この二次転写位置では、転写ロール１４と
対向する位置にバックアップロール１２が配設されてお
り、転写ロール１４と中間転写体ベルト９との間に、ト
ナーの帯電極性と逆極性の電圧を印加すると、中間転写
体ベルト９に担持されていた４色分の未定着トナー像が
用紙に静電転写される。４色分のトナー像が形成された
用紙は定着装置２３まで搬送されて定着される。

【００２０】図２は、本発明による多色現像ユニット５
の装置フレーム７０への支持方法を示した図であり、前
記と同一の符号は同一または同等部分を表している。

【００２１】多色現像ユニット５の回転軸５５の一端側
（図中左側）には、例えば大径部４１ａおよび小径部４
１ｂから成る樹脂製の摺動性ベアリング４１が固定され
ており、装置フレーム７０に開口された軸孔７３に小径
部４１ｂを挿貫することにより、回転軸５５は他端方向
（図中右側）への変位が大径部４１ａにより制限される
状態で回転自在に支持されている。回転軸５５の他端側
は、当該回転軸５５を前記他端方向へバネの弾性力によ
り引き付ける弾性支持具を内蔵した回転つまみ８０によ
り装置フレーム７０に対して回転自在に支持されてい
る。

【００２２】図３は、前記弾性支持具を内蔵した回転つ
まみ８０の断面図であり、図４は、その構成を示した組
み立て図である。

【００２３】本実施形態の回転つまみ８０は、前記多色
現像ユニット５の回転軸５５の他端側端部に嵌合固定さ
れるスクリュー部材８１と、前記スクリュー部材８１を
覆うように設けられたキャップ状の握部８３と、前記握
部８３の開口端側にネジ止めされたリング状のプレート
８７と、前記スクリュー部材８１の外側筒状部８１ａの
外周部に挿貫されて当該スクリュー部材８１をプレート
８７に対して前記握部８３側へ弾性的に押し付けるバネ
８５と、前記スクリュー部材８１の内側筒状部８１ｂの
外周部に挿貫されて摺動性ベアリング８４をスクリュー
部材８１に対して前記プレート８７側へ弾性的に押し付
けるバネ８６と、装置フレーム７０の軸孔７３に挿貫さ
れて前記摺動性ベアリング８４を回転自在に支持する樹
脂製の支持キャップ８２とによって構成されている。

【００２４】前記スクリュー部材８１の軸穴８１ｄ内に
は、回転軸５５の端部に設けられた溝５２に係合される
爪部８１ｃが弾性的に突出している。このため、多色現
像ユニット５の回転軸５５をスクリュー部材８１の軸穴
８１ｄ内に挿入すると、図３に示したように、回転軸５
５の溝５２に爪部８１ｃが係合し、スクリュー部材８１
が回転軸５５に対して固定される。

【００２５】また、スクリュー部材８１の握部８３側の
端面には、軸穴８１ｄと同軸状に複数の突起８１ｅが形
成されており、握部８３の内側には、前記突起８１ｅと
係合して前記バネ８５と共にクラッチ機構を構成する突
起８３ｅが形成されている。このクラッチ機構により、
握部８３を矢印方向へ手動で旋回させれば回転軸５５も
同一方向へ回転させることができ、握部８３を反矢印方
向へ逆転させれば、回転軸５５を回転させることなく握
部８３のみを逆転させることができる。

【００２６】一方、前記スクリュー部材８１は、バネ８
６の弾性力により摺動性ベアリング８４に対して弾発さ
れているので、多色現像ユニット５の回転軸５５は、バ
ネ８６の弾性力によって他端方向（図中右側）へ常時引
き付けられることになる。また、回転軸５５の一端側で
は、前記摺動性ベアリング４１の大口径部４１ａによっ
て他端方向への変位が固定的に阻止されているので、回
転軸５５は、摺動性ベアリング４１の固定位置で定まる
図中右側の限界位置に、バネ８６の弾性力によって常に
保持されることになる。

【００２７】したがって、多色現像ユニット５の回転軸
５５を装置フレーム７０に対して回転自在に支持する
際、その軸方向に遊びがあっても、回転軸５５の他端方
向への変位は摺動性ベアリング４１によって完全に阻止
され、一端方向への変位も、回転つまみ８０による弾性
力を越える大きな力が加わらない限り完全に阻止され
る。したがって、回転軸５５の遊びを低減するための調
整作業等を行うことなく、回転軸５５の軸方向へのぶれ
を防止でき、その結果、多色現像ユニット５を所望の回
転位置で正確に停止できるようになる。

【００２８】なお、上記した実施形態では、回転軸５５
の一端側を、その他端方向への変位が固定的に阻止され
るように摺動性ベアリング４１で回転自在に支持すると
共に、回転軸５５の他端側には、回転軸５５を常に他端
方向へバネの弾性力により引き付ける弾性的支持具（回
転つまみ８０）で支持するものとして説明したが、これ
とは逆に、回転軸５５の一端側を、その一端方向への変
位が固定的に阻止されるように回転自在に支持すると共
に、回転軸５５の他端側には、回転軸５５を常に一端方
向へバネの弾性力により押し付ける弾性的支持具で回転
自在に支持するようにしても良い。

【００２９】

【発明の効果】本発明によれば、以下のような効果が達
成される。 (1) 現像ユニットの回転軸を回転自在に支持する際、そ
の軸方向に遊びがあっても、回転軸の一端方向への変位
は固定的に阻止され、他端方向への変位も、支持手段の
弾性手段による弾性力を越える大きな力が加わらない限
り完全に阻止される。したがって、回転軸の遊びを低減
するための調整作業等を行うことなく、回転軸の軸方向
へのぶれを防止でき、その結果、多色現像ユニットを所
望の回転位置で正確に停止できるようになる。 (2) 弾性指示具を回転つまみ内に設けたので、装置の大
型化を招くことなく多色現像ユニットを所望の回転位置
で正確に停止できるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明を適用したフルカラープリンタの主要部
の構成を示した図である。

【図２】本発明による多色現像ユニットの支持方法を示
した図である。

【図３】本発明の一実施形態である回転つまみの断面図
である。

【図４】本発明の一実施形態である回転つまみの組み立
て図である。

【図５】多色現像ユニットの動作を示した図である。

【図６】現像ユニットの駆動系の構成を示した斜視図で
ある。

【図７】従来技術による多色現像ユニットの支持方法を
示した図である。

【図８】回動時における多色現像ユニットのハスバ歯車
とステップモータのハスバ歯車との係合状態を平面的に
表現した模式図である。

【図９】 回動停止直後における多色現像ユニットのハ
スバ歯車とステップモータのハスバ歯車との係合状態を
平面的に表現した模式図である。

【符号の説明】

１…感光体ドラム、５…回転式現像ユニット、６…ステ
ップモータ、５０…回転式現像ユニットのハスバ歯車、
５５…回転式現像ユニットの回転軸、６０…ステップモ
ータのハスバ歯車、６５…ステップモータの回転軸、７
０…装置フレーム、８０…回転つまみ、８１…スクリュ
ー部材、８２…支持キャップ、８３…握部、８４…摺動
性ベアリング、８５、８６…バネ、８７…リング状プレ
ート

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平５−307322（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−254866（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−19229（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−95419（ＪＰ，Ａ) 特開 平８−129306（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−250485（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 13/08 G03G 15/00 G03G 15/00 550 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/08 - 15/08 507 G03G 21/16 - 21/18

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転軸を中心に複数の現像器を同心状に
   保持する回転式の現像ユニットを、前記各現像器が感光
   体ドラムと所定位置で対向配置されるように回転制御す
   る画像形成装置において、 前記現像ユニットの回転軸と同軸状に固定された第１の
   ハスバ歯車と、 前記第１のハスバ歯車と係合する第２のハスバ歯車と、 前記第２のハスバ歯車を回転駆動するモータと、 前記現像ユニットの回転軸を、その一端方向への変位が
   弾性的に阻止され、その他端方向への変位が固定的に阻
   止されるように、回転自在に支持する支持手段とを具備
   したことを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記支持手段は、 前記回転軸の一端を、その他端方向への変位が阻止され
   るように、軸方向に関して固定的に阻止する固定的支持
   具と、 前記回転軸の他端を、当該回転軸が前記他端方向へ弾性
   的に引き付けられるように支持する弾性的支持具とによ
   って構成された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】 前記支持手段は、 前記回転軸の一端を、その一端方向への変位が阻止され
   るように、軸方向に関して固定的に阻止する固定的支持
   具と、 前記回転軸の他端を、当該回転軸が前記一端方向へ弾性
   的に押し付けられるように支持する弾性的支持具とによ
   って構成されたことを特徴とする請求項１に記載の画像
   形成装置。
4. 【請求項４】 前記弾性的支持具が、前記現像ユニット
   を手動旋回させるための握り部材内に設けられたことを
   特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形
   成装置。