JP4730929B2

JP4730929B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP4730929B2
Application number: JP2001195838A
Authority: JP
Inventors: 則幸木村
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2001-06-28
Filing date: 2001-06-28
Publication date: 2011-07-20
Anticipated expiration: 2021-06-28
Also published as: JP2003015414A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機やプリンタやファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、帯電・書込み・現像・転写・クリーニング等を繰り返して像担持体上に逐次トナー画像を形成し、そのトナー画像を順次転写して、シート・中間転写体等の転写材に記録を行う電子写真式の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真式の画像形成装置の中には、画像形成装置本体内の現像装置に現像カートリッジを挿入してその挿入方向両側に備える従動歯車を画像形成装置本体内に備える駆動歯車に噛み合わせ、その駆動歯車の回転により従動歯車を回転し、現像カートリッジを移動してそれに備える現像剤担持体を画像形成装置本体内の像担持体に接触または近接するとともに該現像剤担持体を回転し、その現像剤担持体でトナーを付着して像担持体上の静電潜像を可視像化するものがある。
【０００３】
このような画像形成装置では、現像カートリッジの着脱を容易とすべく、その挿入方向両側に多少のガタを設ける必要がある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、そのようなガタがあると、現像カートリッジが傾いて挿入される場合があり、例えば図９に示すように現像カートリッジに備えるローラ状の現像剤担持体１を、挿入方向Ａに対して直角な鎖線状態とすべきところ、Ｌ側（左側）を先行しＲ側（右側）を後行した実線状態として挿入することがあった。
【０００５】
この種の現像カートリッジでは、現像剤担持体１の中心軸２両端に同一の従動歯車３Ｌ・３Ｒを、位相を一致させて設ける。よって、現像剤担持体１を傾けて挿入すると、図１０（Ａ）から（Ｂ）に示すように、はじめ左側の従動歯車３Ｌの歯ａＬ_１が、画像形成装置本体内に備える左側の駆動歯車４Ｌの歯ｂＬ_１に噛み合う。
【０００６】
その噛み合い状態で現像カートリッジをさらに挿入すると、左側の駆動歯車４Ｌが少し回転し、それに同期して同軸上にある右側の駆動歯車４Ｒも少し回転する。そして、やがて図１０（Ｃ）から（Ｄ）に示すように、今度は右側の従動歯車３Ｒの歯ａＲ_１が、右側の駆動歯車４Ｒの歯ｂＲ_２に噛み合う。
【０００７】
しかし、このとき噛み合う右側の駆動歯車４Ｒの歯ｂＲ_２は、この図示例のように、左側の駆動歯車４Ｌの歯ｂＬ_１と位相を同じくする右側の駆動歯車４Ｒの歯ｂＲ_１ではなく、それから１歯ずれた歯であり、現像剤担持体１のＬ側とＲ側とで位相ずれを生ずることがあった。
【０００８】
このように、左右の噛み合いに位相ずれを生ずると、像担持体に対して現像剤担持体１が斜めに対向し、図９に示す例のようにＬ側が先行すると、Ｒ側を像担持体に十分に接触または近接することができなくなり、画像が白く抜けることがある問題があった。また、駆動ギヤ４Ｌ・４Ｒと従動ギヤ３Ｌ・３Ｒの噛み合いも、歯面に対して斜めになるから、歯数およ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）を発生する問題があった。
【０００９】
そこで、この発明の第１の目的は、画像形成装置における現像装置において、現像カートリッジ取り付け時に、その従動歯車と画像形成装置本体内の駆動歯車との噛み合いが、両側で位相ずれを生ずることを防止し、画像品質の向上を図ることにある。
【００１０】
この発明の第２の目的は、加えて、位相ずれを生ずることを防止する部材で、現像カートリッジ取り付け時の衝撃をなくし、現像カートリッジの取り付けを円滑にすることにある。
【００１１】
この発明の第３の目的は、加えて、位相ずれを生ずることを防止し、かつ現像カートリッジ取り付け時の衝撃をなくす部材を、簡単に製作可能とし、かつ容易に設置可能とすることにある。
【００１２】
この発明の第４の目的は、加えて、位相ずれを生ずることを防止する部材を、部品点数を増やすことなく、かつ簡単に配置可能とすることにある。
【００１３】
この発明の第５の目的は、加えて、現像カートリッジ取り付け時に、その従動歯車と画像形成装置本体内の駆動歯車との噛み合いが、両側で位相ずれを生ずることを有効に防止することにある。
【００１４】
この発明の第６の目的は、上述した目的を達成した現像装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、現像カートリッジを挿入してその挿入方向両側に備える従動歯車を画像形成装置本体内に備える駆動歯車に噛み合わせ、その駆動歯車の回転により従動歯車を回転し、現像カートリッジを移動してそれに備える現像剤担持体を画像形成装置本体内の像担持体に接触または近接するとともに該現像剤担持体を回転し、その現像剤担持体でトナーを付着して像担持体上の静電潜像を可視像化する、画像形成装置において、画像形成装置本体内であって、挿入する現像カートリッジの両側に各々、その挿入する現像カートリッジと係合してその現像カートリッジの挿入抵抗を一時的に増大する係合部を設けるとともに、その係合部を、現像カートリッジの挿入方向において、従動歯車と駆動歯車の噛み合い位置の直前に形成し、従動歯車の中心軸が係合部位置を通過して従動歯車が駆動歯車に噛み合う構成としてなる、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、上述した第２の目的を達成すべく、請求項１に記載の画像形成装置において、画像形成装置本体内に挿入した現像カートリッジを係合部に突き当てたとき、その係合部を付勢力に抗して退避可能に形成してなる、ことを特徴とする。
【００１７】
請求項３に記載の発明は、上述した第３の目的を達成すべく、請求項２に記載の画像形成装置において、係合部を板ばね部材で形成してなる、ことを特徴とする。
【００１８】
請求項４に記載の発明は、上述した第４の目的を達成すべく、請求項１に記載の画像形成装置において、画像形成装置本体内に挿入した現像カートリッジを係合部に突き当てたとき、その係合部を現像カートリッジが乗り越えるように形成してなる、ことを特徴とする。
【００２１】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、画像形成装置の全体概略構成を示す。図１に示す画像形成装置は、この発明による現像装置を備えるカラーレーザープリンタである。
【００２２】
図示カラーレーザープリンタのプリンタ装置本体（画像形成装置本体）Ｂ内には、ほぼ中央に感光体装置１０を備える。感光体装置１０には、複数のローラ１１に掛け回して、エンドレスベルト状の像担持体１２を設ける。像担持体１２の表面には、有機感光層を形成してなる。
【００２３】
感光体装置１０のまわりには、帯電装置１４、書込み装置１５、現像装置１６、中間転写装置１７、クリーニング装置１８などを配置する。
【００２４】
帯電装置１４は、高電圧を印加することにより像担持体１２の表面を一様に帯電する。
【００２５】
書込み装置１５は、たとえばコンピュータからのカラー画像信号に基づき不図示のレーザダイオードからレーザ光を発し、そのレーザ光をポリゴンミラー２０、ｆ／θレンズ２１、反射ミラー２２などを介して出射してそれぞれブラック、シアン、マゼンタ、またはイエロの画像信号に対応した書込みを行い、像担持体１２上に静電潜像を形成する。
【００２６】
現像装置１６には、ブラック、シアン、マゼンタ、またはイエロのトナーを収納する現像カートリッジ２４を、それぞれ着脱自在に多段に備える。そして、それらの現像カートリッジ２４を選択的に像担持体１２に近接し、各現像カートリッジ２４内に収納するローラ状の現像剤担持体２５を像担持体１２に接触または近接する。
【００２７】
中間転写装置１７は、複数のローラ２７に掛け回して、転写材としてエンドレスの中間転写ベルト２８を有する。そして、そのまわりには、シート搬送路３０を挟んでシート転写装置３１を備え、また中間転写ベルト２８のクリーニング装置３２を備える。
【００２８】
像担持体１２のクリーニング装置１８は、像担持体１２にクリーニングブレードを押し当てる。なお、中間転写ベルト２８のクリーニング装置３２にも、同様に、中間転写ベルト２８にクリーニングブレードを押し当ててなる。
【００２９】
ところで、このレーザプリンタのプリンタ装置本体Ｂには、底部に、出し入れ自在に供給カセット３４を取り付ける。供給カセット３４内には、用紙・ＯＨＰフィルム等のシートを積載して収納する。積載シートは、送出コロ３５の回転で上から順に繰り出してシート搬送路３０内に送り込み、搬送コロ３６で搬送し、レジストローラ３７でタイミングを取って中間転写ベルト２８とシート転写装置３１間に向けて送り込む。
【００３０】
シート搬送路３０の下流には、定着装置３８に続き、排出ローラ３９を設ける。また、プリンタ装置本体Ｂ上には、記録済みのシートをフェイスダウン状態でスタックするスタック部４０を設けてなる。
【００３１】
さて、このレーザプリンタでシートに記録を行うときは、ローラ１１・２７を回転して像担持体１２および中間転写ベルト２８をそれぞれ図中矢示方向に回転搬送するとともに、供給コロ３５を回転してシートをシート搬送路３０を通して中間転写ベルト２８とシート転写装置３１間に送り込む。
【００３２】
そして、帯電装置１４で像担持体１２の表面を帯電し、書込み装置１５で書込みを行って像担持体１２上に逐次色ごとに静電潜像を形成する。次いで、現像装置１６でトナーを静電付着し、色別に可視像化する。その各色画像は、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２８上に各色別に転写し、４色合成してカラー画像を形成する。
【００３３】
中間転写ベルト２８上に形成したカラー画像は、シート転写装置３１で、トナーと逆の電荷を印加することによりシートに転写する。画像転写後のシートは、定着装置３８で転写画像を定着後、排出ローラ３９でスタック部４０上に排出してそこにスタックする。
【００３４】
画像転写後の像担持体１２は、クリーニング装置１８のクリーニングブレードで転写残トナーを除去して次の画像形成に備える。また、画像転写後の中間転写ベルト２８も、クリーニング装置３２のクリーニングブレードで転写残トナーを除去して次の画像形成に備える。
【００３５】
図２には、上述したカラーレーザープリンタに備える現像装置１６における各現像カートリッジ２４の概略構成を示す。
【００３６】
各現像カートリッジ２４は、この図２に示すように、カートリッジケース４２に開口４３を設け、その開口４３から一部を露出して現像剤担持体２５を設ける。現像剤担持体２５は、像担持体１２と対向位置でそれと同方向に回転する。現像剤担持体２５には、ローラ状の現像剤規制部材４４を押し当てる。
【００３７】
現像剤規制部材４４は、軸４５を軸受４６を介してカートリッジケース４２で支持し、その軸受４６を付勢部材４７で付勢して現像剤担持体２５に押し当ててなる。そして、押し当て位置で、現像剤担持体２５に対してカウンタ方向に回転する。
【００３８】
現像剤規制部材４４には、掻き落とし部材４８の先端を押し当てる。掻き落とし部材４８は、現像剤規制部材４４の表面に付着したトナーを掻き落とす。
【００３９】
現像剤担持体２５には、また、現像剤供給部材５０を所定のニップをもって接触する。現像剤供給部材５０は、ローラ状とし、金属製の芯金５１と、ポリウレタン・シリコン・ＥＰＤＭ・ポリカーボネイトなどの発泡材５２とでつくる。そして、接触位置で、いずれの方向でもよいが、図示例では現像剤担持体２５に対して相対線速差をもってカウンタ方向に回転する。現像剤供給部材５０の下には、仕切り板５４を設ける。
【００４０】
カートリッジケース４２の奥側(図中左側)には、ブラック、シアン、マゼンタ、またはイエロのトナーを収納するホッパ５６を設ける。ホッパ５６内には、現像剤搬送部材５７を複数備える。現像剤搬送部材５７は、いずれの方向に回転してもよいが、図示例ではそれぞれ図中反時計方向に回転する。
【００４１】
そして、いまこの現像カートリッジ２４で像担持体１２上の潜像を現像するときは、現像剤搬送部材５７を回転してトナーを攪拌しながら搬送し、仕切り板５４上に汲み上げて現像剤供給部材５０に付着する。現像剤供給部材５０は、回転しながら、トナーを擦り付けて予備摩擦帯電し、クーロン力で付着して現像剤担持体２５に供給する。
【００４２】
現像剤担持体２５は、回転しながら、トナーを担持し、その担持したトナーを現像剤規制部材４４との摩擦で本帯電するとともに、その現像剤規制部材４４で薄層化する。そして、トナーを像担持体１２に付着してその像担持体１２上の潜像を可視像化する。
【００４３】
図３には、その各現像カートリッジ２４の取り付け状態を示す。
この図３から判るとおり、現像カートリッジ２４は、現像剤担持体２５の中心軸６０の両端をカートリッジケース４２から外部へと突出し、その突出する両端に同一形状の従動歯車６１を固定し、その外側に鍔６２付きキャップ部材６３を取り付けてなる。また、そのキャップ部材６３と離間して、カートリッジケース４２の両側には、各々突部６４を設ける。
【００４４】
一方、プリンタ装置本体Ｂ内には、一対の平板状のフレーム６６を立てて平行に設ける。それらのフレーム６６の内面には、細長なガイド部材６７を互いに対向して取り付ける。ガイド部材６７には、外端６７ａ側が開放する矩形直線溝６８を形成する。
【００４５】
そして、プリンタ装置本体Ｂ内に現像カートリッジ２４を取り付けるときは、図３中矢印Ｃ方向に挿入して、はじめその挿入した現像カートリッジ２４の両側キャップ部材６３を各々両ガイド部材６７の直線溝６８にはめ込み、次いで突部６４を直線溝６８にはめ込んで移動する。
【００４６】
ところで、両ガイド部材６７には、図４（Ａ）に示すように板ばね部材７０の基端を取り付け、それぞれ直線溝６８に沿って設ける。両板ばね部材７０の先端には、山形に折り曲げて係合部７１を形成する。その両係合部７１は、ともに像担持体１２または後述するキャップ部材６３の突き当て位置から等距離のところで、両ガイド部材６７の切欠きを通して直線溝６８内に入り込ませてなる。
【００４７】
よって、両キャップ部材６３および突部６４をそれぞれ両側の直線溝６８内にはめ込んで移動すると、やがて両キャップ部材６３が図４（Ａ）に示すように係合部７１に突き当たる。そこで、現像カートリッジ２４の挿入抵抗が一時的に増大する。
【００４８】
これにより、仮に現像カートリッジ２４を少し傾けて挿入したときには、まず先行する側のキャップ部材６３を係合部７１に突き当てることで、挿入抵抗を増大し、傾きを矯正して後行の側のキャップ部材６３も係合部７１に突き当て、すなわち像担持体１２に対して現像剤担持体２５を平行に修正する。
【００４９】
その後、さらなる現像カートリッジ２４の押し込みにより板ばね部材７０を弾性変形して付勢力に抗して直線溝６８内から退避し、両側で図４（Ｂ）に示すようにキャップ部材６３が係合部７１位置を通過し、挿入方向両側に備える従動歯車６１をプリンタ装置本体Ｂ内に備える駆動歯車７２に軽く噛み合わす。
【００５０】
図４に示す例では、板ばね部材７０で係合部７１を形成し、その係合部７１で現像カートリッジ２４の挿入抵抗を一時的に増大するようにした。しかし、例えば図５（Ａ）に示すように、ガイド部材６７に、上向きに突出する係合部７１と凹み７３を対向して設け、プリンタ装置本体Ｂ内に挿入した現像カートリッジ２４を係合部７１に突き当てることにより、現像カートリッジ２４の挿入抵抗を一時的に増大するようにしてもよい。
【００５１】
そして、仮に現像カートリッジ２４を少し傾けて挿入したときには、その傾きを矯正してから、さらなる現像カートリッジ２４の押し込みによりキャップ部材６３が凹み７３内に入り込んで係合部７１を乗り越え、両側で図５（Ｂ）に示すようにキャップ部材６３が係合部７１位置を通過し、従動歯車６１を駆動歯車７２に軽く噛み合わすようにする。
【００５２】
なお、係合部７１を、現像カートリッジ２４の挿入方向において、従動歯車６１と駆動歯車７２の噛み合い位置の直前に形成すると、その噛み合い位置の直前で現像カートリッジ２４の傾きを矯正することができ、両側での噛み合いの位相ずれを有効に防止することができる。
【００５３】
さて、ガイド部材６７で案内してプリンタ装置本体Ｂ内に取り付けた現像カートリッジ２４は、図６（Ａ）に示すようにその一部２４ａを付勢部材７５に押し当て、挿入方向と逆向きに付勢してストッパ部材７６に突き当てて止める。付勢部材７５は、プリンタ装置本体Ｂ内に固定する支持部材７７で支持する。
【００５４】
ところで、図７に示すように、両側の駆動歯車７２は、同一中心軸８０の両端に固定する。中心軸８０は、両端を軸受８１を介してフレーム６６で支持し、一端にクラッチ８２を取り付ける。クラッチ８２に設けるクラッチ歯車８３は、一方のフレーム６６で支持する中間歯車８４を介してモータ８５のモータ歯車８６と噛み合う。
【００５５】
そして、モータ８５を回転して、モータ歯車８６と中間歯車８４およびその中間歯車８４とクラッチ歯車８３の噛み合いを介して中心軸８０を回し、両側の駆動歯車７２を回転する。すると、図６（Ｂ）に示すように従動歯車６６を介して現像カートリッジ２４を矢印Ｄ方向（現像カートリッジ２４の挿入方向）に移動し、図８に示すように両側のキャップ部材６３をガイド部材６７に突き当て、それに備える現像剤担持体２５をプリンタ装置本体Ｂ内の像担持体１２に接触または近接する。
【００５６】
同時に、両側の駆動歯車７２の回転で両側の従動歯車６６を同期して回転し、その現像剤担持体２５でトナーを付着して像担持体１２上の静電潜像を可視像化する。
【００５７】
【発明の効果】
以上説明したとおり、請求項１に係る発明によれば、画像形成装置本体内に挿入する現像カートリッジの両側に各々係合部を設け、現像カートリッジを挿入したとき、その両側に係合部を係合して現像カートリッジの挿入抵抗を一時的に増大するから、像担持体に対して現像剤担持体を平行に修正し、現像カートリッジの従動歯車と画像形成装置本体内の駆動歯車との噛み合いが、両側で位相ずれを生ずることを防止して、画像品質の向上を図ることができる。
【００５８】
請求項２に係る発明によれば、画像形成装置本体内に挿入した現像カートリッジを係合部に突き当てたとき、その係合部を付勢力に抗して退避可能に形成するから、加えて、現像カートリッジを突き当てたとき、係合部を付勢力に抗して退避して、現像カートリッジ取り付け時の衝撃をなくし、現像カートリッジの取り付けを円滑に行うことができる。同様に、現像カートリッジの取り外しも、衝撃なく円滑に行うことができる。
【００５９】
請求項３に係る発明によれば、係合部を板ばね部材で形成するから、加えて、係合部を簡単に製作可能とし、かつ容易に設置可能とすることができる。
【００６０】
請求項４に係る発明によれば、画像形成装置本体内に挿入した現像カートリッジを係合部に突き当てたとき、その係合部を現像カートリッジが乗り越えるように形成するから、加えて、係合部を部品点数を増やすことなく、かつ簡単に製作可能とすることができる。
【００６１】
請求項１に係る発明によれば、また、係合部を、現像カートリッジの挿入方向において、従動歯車と駆動歯車の噛み合い位置の直前に形成するから、加えて、現像カートリッジ取り付け時に、その従動歯車と画像形成装置本体内の駆動歯車とが噛み合う直前に、像担持体に対して現像カートリッジの現像剤担持体を平行に修正して、両側で噛み合いの位相ずれを有効に防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による現像装置を備えた画像形成装置であるカラーレーザープリンタの全体概略構成図である。
【図２】そのカラーレーザープリンタに備える現像装置における各現像カートリッジの概略構成図である。
【図３】各現像カートリッジの取り付け状態を示す概略平面図である。
【図４】（Ａ）はその現像カートリッジのキャップ部材を板ばね部材の係合部に突き当てた状態、（Ｂ）はキャップ部材がその係合部を通過する状態の説明図である。
【図５】（Ａ）は現像カートリッジのキャップ部材をガイド部材の係合部に突き当てた状態、（Ｂ）はキャップ部材がその係合部を通過する状態の説明図である。
【図６】（Ａ）は取り付けた現像カートリッジが非現像状態にあるとき、（Ｂ）は現像状態にあるときの概略正面図である。
【図７】各現像カートリッジの駆動伝達機構を示す側面図である。
【図８】現像時に現像カートリッジを現像位置とした状態を示す概略正面図である。
【図９】現像剤担持体の取り付けを説明する平面図である。
【図１０】（Ａ）ないし（Ｄ）は左右の従動歯車が画像形成装置本体内の駆動歯車に順次噛み合う状態を説明する図である。
【符号の説明】
１２像担持体
１６現像装置
２４現像カートリッジ
２５現像剤担持体
６１従動歯車
６３キャップ部材
６７ガイド部材
６８直線溝
７０板ばね部材
７１係合部
７２駆動歯車
７３凹み
Ｂプリンタ装置本体（画像形成装置本体）

Claims

現像カートリッジを挿入してその挿入方向両側に備える従動歯車を画像形成装置本体内に備える駆動歯車に噛み合わせ、その駆動歯車の回転により前記従動歯車を回転し、前記現像カートリッジを移動してそれに備える現像剤担持体を画像形成装置本体内の像担持体に接触または近接するとともに該現像剤担持体を回転し、その現像剤担持体でトナーを付着して像担持体上の静電潜像を可視像化する、画像形成装置において、画像形成装置本体内であって、挿入する前記現像カートリッジの両側に各々、その挿入する現像カートリッジと係合してその現像カートリッジの挿入抵抗を一時的に増大する係合部を設けるとともに、その係合部を、前記現像カートリッジの挿入方向において、前記従動歯車と前記駆動歯車の噛み合い位置の直前に形成し、前記従動歯車の中心軸が前記係合部位置を通過して前記従動歯車が前記駆動歯車に噛み合う構成としてなる、画像形成装置。
画像形成装置本体内に挿入した前記現像カートリッジを前記係合部に突き当てたとき、その係合部を付勢力に抗して退避可能に形成してなる、請求項１に記載の画像形成装置。
前記係合部を板ばね部材で形成してなる、請求項２に記載の画像形成装置。
画像形成装置本体内に挿入した前記現像カートリッジを前記係合部に突き当てたとき、その係合部を前記現像カートリッジが乗り越えるように形成してなる、請求項１に記載の画像形成装置。