JP3856095B2

JP3856095B2 - 現像装置

Info

Publication number: JP3856095B2
Application number: JP2001083983A
Authority: JP
Inventors: 恭宏松尾
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2001-03-23
Filing date: 2001-03-23
Publication date: 2006-12-13
Anticipated expiration: 2021-03-23
Also published as: JP2002287494A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真法を用いる複写機、プリンタ、ファックス等の画像形成装置に係わり、駆動モータにより現像ギヤを駆動し該現像ギヤと一体駆動される現像剤担持体により潜像担持体の潜像を現像する現像装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真法を用いる画像形成装置として、感光体上に順次複数色の静電潜像を形成し、この静電潜像をロータリー現像装置により各色トナー像に順次現像した後、各色トナー像を中間転写媒体上に重ねて転写し、この中間転写媒体上に転写されたフルカラートナー像を転写材に転写した後、定着する方式がある。
【０００３】
上記ロータリー現像装置は、感光体に対向して回転体を設け、この回転体内に複数の現像器（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック用現像器）を搭載し、回転体を回転移動させることにより、感光体の現像位置に複数の現像器のいずれかを選択的に当接させ、現像器内の現像ローラを回転させるとともに現像バイアスを印加させることにより、静電潜像をトナー現像するようにしている。
【０００４】
従来のロータリー現像装置では、例えば特許第２６４９０３３号公報に示されているように駆動歯車が現像ユニット以外の部分に位置不動に支持され、現像位置に移動された現像ローラの入力歯車と駆動歯車とロータリー中心とがほぼ同一直線上に配置され、現像ローラの入力歯車が駆動歯車と係合する時、駆動歯車が回転しているように制御する。また、特公平４−１１０３０号公報に示されているように現像位置への移動経路沿いの所定位置に固定された枢軸に、弾性部材で揺動自在に駆動歯車を支持しており、かつ揺動量を規制する部材と現像ローラの入力歯車との噛み合いを保つ規制部材を有する。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、現像ローラの入力歯車と駆動歯車とロータリー中心とがほぼ同一直線上に配置される上記従来の装置では、駆動歯車を現像ユニット以外の部分に位置不動に固定支持されているため、現像ユニットを感光体方向へ付勢可能な構成をとる場合に、現像ローラの入力歯車と駆動歯車との噛み合いを保つことが困難になる。
【０００６】
また、揺動自在に駆動歯車を支持する上記従来の装置では、現像ユニットを感光体方向に付勢させたい場合、負方向へ駆動歯車を付勢することになり、不安定になるか、駆動歯車付勢力より大きな力で現像ユニットを感光体方向に付勢することになる。その場合、ロータリー回転により現像位置に進入する際の衝撃が大きくなり、トナー飛散や画像品質に多大な悪影響を及ぼす。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するものであって、現像ユニットと感光体との衝撃を吸収し、画像劣化やトナー飛散を防止できるようにするものである。
【０００８】
そのために本発明は、駆動モータにより現像ギヤを駆動し該現像ギヤと一体駆動される現像剤担持体により潜像担持体の潜像を現像する現像装置において、前記現像剤担持体と前記現像ギヤと該現像ギヤを駆動する駆動出力ギヤとの輪列を現像位置で前記潜像担持体に対し直線上に配置すると共に、前記駆動出力ギヤと前記駆動モータ側の駆動ギヤとの間にアイドルギヤを配置し前記駆動出力ギヤと前記アイドルギヤと前記駆動ギヤのそれぞれの回転軸をリンク機構により連結して前記駆動出力ギヤの回転軸を前記直線方向に摺動可能に支持し、前記摺動可能に支持された駆動出力ギヤを前記現像ギヤ側へバネ付勢するように構成したことを特徴とするものである。
【０００９】
前記リンク機構は、前記駆動出力ギヤを長孔で前記直線方向に摺動可能に支持し、前記バネは、前記アイドルギヤを付勢し、前記アイドルギヤは、ロータリー現像ユニットの回転方向上流側に設けたことを特徴とするものである。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係る実施の形態を図面を参照しつつ説明する。図１は本発明に係る現像装置の実施の形態を説明するための図、図２は図１に示す現像装置の駆動ギヤと感光体を結ぶ１点鎖線の断面図である。１は駆動モータ、２はモータピニオン、３、４は駆動ギヤ、５はアイドルギヤ、６は駆動出力ギヤ、７はリンク機構、８は現像ローラギヤ、９は現像ローラ、１０は感光体、１１は長孔、１２は回転軸、１３は付勢バネ、１４は突き当てコロ、１５はロータリーフレーム、１６はロータリーギヤ、１７は装置本体フレームを示す。
【００１１】
図１において、駆動モータ１は、その回転軸にモータピニオン２を備え、駆動ギヤ３、４、アイドルギヤ５、駆動歯車である駆動出力ギヤ６を介して入力歯車である現像ローラギヤ８を駆動する。現像剤担持体である現像ローラ９は、この現像ローラギヤ８と一体駆動され潜像担持体である感光体１０の現像位置に進入して潜像の現像を行う。
【００１２】
この現像位置において、現像ローラ９と現像ローラギヤ８とこの現像ローラギヤ８を駆動する駆動出力ギヤ６と駆動ギヤ４との輪列は、感光体１０に対し直線上に配置する。そして、駆動ギヤ４とアイドルギヤ５と駆動出力ギヤ６のそれぞれの回転軸をリンク機構７で連結し、そのリンク機構７に長孔１１を設けて駆動出力ギヤ６の回転軸１２をその直線方向ｂに摺動可能に支持する。
【００１３】
アイドルギヤ５は、図示のように駆動ギヤ４と駆動出力ギヤ６とを結ぶ線上から外れて「くの字」形状のリンク機構７で連結し、その外側からその線方向ａへ向けて付勢バネ１３（図２）により付勢する。この付勢バネ１３でアイドルギヤ５を図示ａ方向に付勢することにより、駆動出力ギヤ６、つまり現像ローラ９を感光体１０の方向に付勢し、現像ローラ９が感光体１０に対し常に安定した当接圧を維持し現像を行うことができる。
【００１４】
フルカラーのロータリー現像ユニットの場合、例えばイエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫからなる各色の現像装置を搭載し、現像プロセスにしたがってそれぞれの色の現像装置が順次図示の現像位置まで回転して感光体１０に各現像色の現像を行う。その際のロータリー現像ユニットのロータリー回転方向を図示ｃとすると、アイドルギヤ５は、勿論、回転方向下流側であってもよいが、回転方向上流側に設けた方が、ギヤの回転方向、現像ローラ９と感光体１０の回転方向の関係から現像ユニットが現像位置に進入する際の衝撃を効果的に緩和させることができる。
【００１５】
次に、ロータリー現像ユニットの場合に現像位置へ移動時の衝撃の吸収メカニズムについて、図２により説明する。ロータリーフレーム１５では、図示Ａ部に現像カートリッジが所定量以上、外側に飛び出さないようにストッパが設けられる。そして、Ｂ部で現像カートリッジ（現像ローラギヤ８）がロータリー回転により駆動出力ギヤ６と噛み合うようになっている。突き当てコロ１４は、このギヤ噛み合いを確保するためのものであるが、従来のようにピッチコロを両ギヤに設けてもよい。
【００１６】
本発明に係る現像装置では、現像カートリッジがロータリー中心と感光体中心を結ぶ直線方向Ｃに平行移動または揺動可能な構成で、板バネなどにより半径方向外側へ付勢されていて、ロータリー回転により現像カートリッジが現像位置へ移動してくる際に、突き当てコロ１４が感光体に接触し、上記付勢力に反し現像カートリッジは半径方向内側へ押し込まれる。
【００１７】
図３は本発明に係る現像装置の他の実施の形態を示す図であり、現像ローラ９と現像ローラギヤ８とこの現像ローラギヤ８を駆動する駆動出力ギヤ６との輪列を感光体１０に対し直線上に配置し、駆動ギヤ４は、この直線上から外れた位置に配置した例を示している。本発明では、基本的に駆動出力ギヤ６に対して感光体１０の方向へ付勢力が作用すればよいので、リンク機構７を介して駆動出力ギヤ６に分力として感光体１０の方向へ所望の付勢力が確保できる、上記直線とリンク機構７との角度、リンク機構７のアイドルギヤ５を支持する支点での角度の範囲がある。
【００１８】
例えばこれらの角度を大きくすると、駆動出力ギヤ６が直線方向に円滑に揺動するのを阻害し、その結果応答性が低下し、アイドルギヤ５の付勢力を大きくすることが必要になる。逆に、これらの角度が小さくすると、揺動する必要なストロークを確保するのが難しくなり、また、付勢力が不足するなどの不都合が生じる。したがって、駆動出力ギヤ６が直線方向に円滑に揺動し、感光体１０に対する現像ローラ９の当接圧を適正にするには、これらの角度を適切に設定することが必要であることはいうまでもない。
【００１９】
図４は本発明に係る現像装置を備えたロータリー現像画像形成装置の実施の形態を示す図であり、２１は現像器、２２は現像ローラ、２３は感光体、２４は１次転写装置、２５は中間転写媒体、２６は２次転写装置、２７はレーザー書込ユニット、２８は給紙トレイ、２９は給紙ローラ、３０はレジローラ、３１は搬送通路、３２は定着装置、３３は排出装置、３４は排紙トレイを示す。
【００２０】
本発明に係る現像装置を備えたロータリー現像画像形成装置は、図４に示すようにプロセスユニットの潜像担持体である感光体２３の外周に、その回転方向に沿って感光体２３を一様に帯電するための帯電装置、感光体２３上に静電潜像を形成するためのレーザー書込ユニット２７、静電潜像を現像するためのロータリー現像ユニット２０、感光体２３上に形成された単色のトナー像を転写するための中間転写媒体２５、及び１次転写装置２４などが配設される。感光体２３は、薄肉円筒状の導電性基材とその表面に形成された感光層とを有する。
【００２１】
記録媒体（紙等）は、その搬送経路に沿って給紙トレイ２８から給紙ローラ２９、レジローラ３０を通して２次転写装置２６に搬送され、２次転写装置２６で４色のフルカラー像が転写され、定着装置３２でトナー像が定着され、排出装置３３を通して排紙トレイ３４へ排出される。
【００２２】
ロータリー現像ユニット２０には、イエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭ、ブラックＫの４つの現像器２１が回転可能に配設され、感光体２３の１回転毎に選択的に１つの現像器２１の現像剤担持体である現像ローラ２２が感光体２３に当接可能になっている。なお、各現像器２１にはそれぞれのトナーが収納されたトナーカートリッジが連結され、トナーの補給を行うようにしている。そして、図示しないコンピュータからの画像形成信号が入力されると、感光体２３、ロータリー現像ユニット２０の現像ローラ２２、中間転写媒体２５が回転駆動され、まず、感光体２３の外周面が帯電装置によって一様に帯電される。
【００２３】
しかる後、レーザー書込ユニット２７によって第１色、例えばＹの画像情報に応じた選択的な露光がなされ、イエローの静電潜像が感光体２３の表面に形成される。このとき、ロータリー現像ユニット２０は、イエロー用現像器の現像ローラ２２が感光体２３の現像位置まで回転移動して接触、または一定の間隔に保持される。このことにより、イエローの静電潜像のトナー像が感光体２３上に形成される。その後、１次転写装置２４には、トナーの帯電極性と逆極性の１次転写電圧が印加され、感光体２３上に形成されたトナー像が中間転写媒体２５上に転写される。この間、２次転写装置２６は、中間転写媒体２５から離間されている。
【００２４】
上記の処理が画像形成信号の第２色目、第３色目、第４色目に対応して繰り返して実行されることにより、各画像形成信号の内容に応じた４色のトナー像が中間転写媒体２５上において重ね合わされて転写され、フルカラー画像が形成される。そして、このフルカラー画像が２次転写装置２６に達するタイミングで、記録媒体（用紙）が搬送通路３１からレジローラ３０を通して２次転写装置２６に搬送され、２次転写装置２６が中間転写媒体２５に押圧されるとともに２次転写電圧が印加され、中間転写媒体２５上のフルカラートナー像が記録媒体上に転写される。
【００２５】
このようにして記録媒体上に転写されたフルカラートナー像は、定着装置３２により加熱加圧されて定着される。なお、この画像形成装置は、４色のトナーによりフルカラー画像を形成することができるカラー電子写真プリンタであるが、本発明はこれに限定されるものではなく、電子写真法を用いる全てのカラー画像形成装置に適用可能である。
【００２６】
なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、種々の変形が可能である。例えば上記実施の形態では、ロータリー現像ユニットに装着された現像装置の構成で説明したが、現像タイミングにしたがって現像位置に現像ローラを進入させ、退避させるようになった他の画像形成装置に装着される現像装置にも同様に適用可能であることはいうまでもない。
【００２７】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明によれば、駆動モータにより駆動ギヤを介して現像ギヤを駆動し該現像ギヤと一体駆動される現像剤担持体により潜像担持体の潜像を現像する現像装置において、現像剤担持体と現像ギヤと該現像ギヤを駆動する駆動出力ギヤとの輪列を現像位置で潜像担持体に対し直線上に配置して駆動出力ギヤを該直線方向に摺動可能に支持すると共に、駆動出力ギヤを現像剤担持体の方向へ付勢する付勢手段を備えたので、現像位置への進入の際に現像ギヤと駆動出力ギヤとが円滑に係合でき、しかも、現像ユニットを常に潜像担持体の方向に安定して付勢することが可能となる。また、過大な弾性部材による付勢力が不要となり、現像ユニットと潜像担持体との衝撃による画像劣化やトナー飛散を防ぐことができる。
【００２８】
付勢手段は、アイドルギヤと該アイドルギヤを介して駆動モータ側の駆動ギヤと駆動出力ギヤとの間のそれぞれの回転軸を連結するリンク機構と駆動出力ギヤを現像剤担持体の方向へ付勢するバネとを有し、リンク機構は、駆動出力ギヤを長孔で直線方向に摺動可能に支持し、バネは、アイドルギヤを付勢し、アイドルギヤは、ロータリー現像ユニットの回転方向上流側に設けたので、現像剤担持体の入力ギヤと駆動ギヤとの噛み合いを保ち、かつ現像位置進入の際の衝撃を効果的に緩和させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る現像装置の実施の形態を説明するための図である。
【図２】図１に示す現像装置の駆動ギヤと感光体を結ぶ１点鎖線の断面図である。
【図３】本発明に係る現像装置の他の実施の形態を説明するための図である。
【図４】本発明に係る現像装置を備えたロータリー現像画像形成装置の実施の形態を示す図である。
【符号の説明】
１…駆動モータ、２…モータピニオン、３、４…駆動ギヤ、５…アイドルギヤ、６…駆動出力ギヤ、７…リンク機構、８…現像ローラギヤ、９…現像ローラ、１０…感光体、１１…長孔、１２…回転軸、１３…付勢バネ、１４…突き当てコロ、１５…ロータリーフレーム、１６…ロータリーギヤ、１７…装置本体フレーム

Claims

駆動モータにより現像ギヤを駆動し該現像ギヤと一体駆動される現像剤担持体により潜像担持体の潜像を現像する現像装置において、前記現像剤担持体と前記現像ギヤと該現像ギヤを駆動する駆動出力ギヤとの輪列を現像位置で前記潜像担持体に対し直線上に配置すると共に、前記駆動出力ギヤと前記駆動モータ側の駆動ギヤとの間にアイドルギヤを配置し前記駆動出力ギヤと前記アイドルギヤと前記駆動ギヤのそれぞれの回転軸をリンク機構により連結して前記駆動出力ギヤの回転軸を前記直線方向に摺動可能に支持し、前記摺動可能に支持された駆動出力ギヤを前記現像ギヤ側へバネ付勢するように構成したことを特徴とする現像装置。
前記リンク機構は、前記駆動出力ギヤを長孔で前記直線方向に摺動可能に支持することを特徴とする請求項１記載の現像装置。
前記バネは、前記アイドルギヤを付勢するものであることを特徴とする請求項１記載の現像装置。
前記アイドルギヤは、ロータリー現像ユニットの回転方向上流側に設けたことを特徴とする請求項１記載の現像装置。