JP4804668B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものであり、詳しくは、現像装置を備える現像カートリッジが画像形成装置本体に対して着脱可能であり、画像形成装置本体側に一対の駆動歯車と、現像カートリッジ側に一対の従動歯車とをそれぞれ有し、駆動歯車と従動歯車との噛み合いにより、現像カートリッジが感光体に対して接離可能な構成である画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
画像形成装置では、現像装置をカートリッジとして画像形成装置本体から着脱可能な現像カートリッジを備えるものが知られている。前記画像形成装置は画像形成装置本体側に一対駆動歯車と、現像カートリッジ側に一対の従動歯車とをそれぞれ備え、それらの歯車の噛み合わせにより感光体である感光体と接離可能となっている。
しかし、現像カートリッジの接離動作を円滑に行うためには現像カートリッジと画像形成装置本体とに僅かなガタが必要であるが、その僅かなガタによって接離時に現像カートリッジの平行度は振られ、位相ズレを発生させてしまうという問題がある。
【０００３】
特開平２００１−８３８０１号公報では、駆動歯車と従動歯車との歯面位相を合わせるための技術を提案している。
上記技術では、現像剤担持体としての現像ローラの長手（スラスト）方向の幅を規制することにより、現像カートリッジ装着持の位相ズレを防止しようとしているが、スラスト幅のみでの規制では、例えば位置決めキャップのフランジの直径を１２ｍｍとし、ガイド部材との隙間を０．１ｍｍとしても、現像ローラ両端の位置決めキャップ間の距離を約３５０ｍｍとして概算すれば、現像ローラ両端でおよそ３ｍｍのズレが発生することになる。
位置決めキャップとガイド部材の隙間を少なくすると、部品寸法のバラツキ（公差）を吸収出来ず、部品間の摺動抵抗により、現像カートリッジの移動が阻害されることになる。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、歯車噛み合い時の現像カートリッジと感光体との位相ズレを確実に防止し、且つ現像カートリッジの装着が容易に行うことが可能な画像形成装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、請求項１項に記載の本発明は、画像形成装置本体に対し着脱自在に設けられた現像カートリッジと、該現像カートリッジに回動自在に設けられた現像剤担持体と、前記現像剤担持体の両端に設けられた従動歯車と、 前記画像形成装置本体に設けられ前記従動歯車の各々に噛み合い可能な一対の駆動歯車と、レーザー光が照射されて静電潜像が形成される感光体とを備え、作像時には、前記現像カートリッジを前記感光体側に移動させ、前記駆動歯車と前記従動歯車とを噛み合わせて前記現像剤担持体を回転させながら前記感光体に接触もしくは非接触にて現像を行い、非作像時には、前記現像カートリッジを前記感光体から離間させる構成の画像形成装置であって、前記従動歯車が前記駆動歯車の上に位置するよう前記現像カートリッジを配置するとともに、前記各従動歯車の中心回転軸の端部に位置決めキャップをそれぞれ設け、前記現像カートリッジを前記感光体側に移動させたり前記感光体から離間させる際に前記位置決めキャップの水平方向への移動を案内するガイド部材を、前記従動歯車の外側に一対設け、かつ前記各ガイド部材の下部に突起部を設け、前記現像カートリッジを前記感光体側に移動させる際、前記突起部により前記従動歯車の移動を一時阻害することにより、前記現像剤担持体両端の前記従動歯車の位相を互いに同期させてから前記駆動歯車と前記従動歯車とを噛み合わせることを特徴とする。
【０００６】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係わる画像形成装置の概略構成図である。
本実施形態ではこの画像形成装置はカラーレーザープリンタであり、感光体部、書込み部、現像部、中間転写部、給紙部、紙転写部、定着部から成る。
感光体部には感光体ベルト（１ａ）があり、感光体ベルトの周りには帯電器（１ｂ）、現像カートリッジ（１ｃ）、感光体クリーニング装置（１ｄ）が配置されている。この感光体ベルト（１ａ）の表面には有機感光層が形成されている。帯電器（１ｂ）に高電圧を印加することにより感光体ベルト（１ａ）を一様に帯電させる。
【０００７】
カラー画像情報、たとえばコンピュータからのカラー画像信号を光信号に変換し、レーザーにてブラック（以下Ｂｋと記す）、シアン（以下Ｃと記す）、マゼンタ（以下Ｍと記す）、イエロー（以下Ｙと記す）の画像信号に対応した光書込みをポリゴンミラー（１ｅ）、ｆ／θレンズ（１ｆ）、反射ミラー（１ｇ）を介して行い、感光体ベルト（１ａ）上に静電潜像を形成する。
静電潜像は、これと逆の電荷にて帯電されたトナーを有する現像カートリッジ（１ｃ）によってＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色毎に帯電トナーを静電吸着させることにより現像される。
中間転写ベルト（１ｈ）と感光体ベルト（１ａ）の接触部においては、中間転写ベルト（１ｈ）に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（１ｈ）上に上記トナー像を転写する。この動作をＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各色毎に行うことにより、中間転写ベルト（１ｈ）上に４色重ね画像を形成し、これを搬送ローラ（１ｉ）によって送られてきた転写紙に紙転写ローラ（１ｊ）に、トナーと逆の電荷を印加することによって転写する。この転写紙は定着器（１ｋ）に搬送され、トナー像を溶融定着する。
【０００８】
図２は本発明の現像駆動部の主たる断面図である。
現像カートリッジ（１ｃ）は現像ローラ（２ａ）軸上の両端に設けられた位置決めキャップ（２ｂ）により、画像形成装置の本体側筐体（２ｃ）に固定されたガイド部材（２ｄ）と位置関係を保つようになっている。この本体側筐体（２ｃ）には現像ローラ（２ａ）を駆動伝達するための駆動軸（２ｅ）と両端に駆動歯車（２ｆ）および軸受け（２ｇ）が具備されており、モータ（２ｈ）からの力をクラッチ（２ｉ）を介してｏｎ／ｏｆｆ制御し最終的に現像ローラ（２ａ）軸上の従動歯車（２ｊ）に伝達する。
【０００９】
図３は現像カートリッジ（１ｃ）の離間時および現像時の状態を示したものである。ここでＢｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙの各現像カートリッジは離間スプリング（３ａ）等の弾性部材により、図３（Ａ）に示すように、現像時以外は本体側筐体（２ｃ）に設けられたストッパ（３ｂ）の位置まで感光体（１ａ）から離間して停止している。次に図３（Ｂ）に示す回転方向に駆動力がかかると現像ローラ（２ａ）自身の負荷トルクにより接線方向に力が働き、現像カートリッジ（１ｃ）は図の矢印方向に移動する。
【００１０】
以下本発明の主要部分を説明する。
図４に示したように、例えば現像カートリッジ（１ｃ）に取り付けられた現像ローラ（２ａ）が、図中Ｌ側が先行して画像形成装置本体に挿入されると、図５に示したように図中Ｌ側とＲ側での一対の駆動歯車（２ｆ）と、従動歯車（２ｊ）との噛み合い（位相）が１歯ずれることがある。
この場合、Ｌ側と、Ｒ側とでは感光体ベルト（１ａ）面に対して現像ローラ（２ａ）が斜めに対向することになり、本例で言えばＲ側の現像ローラ（２ａ）と感光体ベルト（１ａ）面との十分な接触が得られず、画像が白く抜けることになる。
また、駆動歯車（２ｆ）と従動歯車（２ｊ）との噛み合いも歯面に対して斜めになるため、歯数及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）が発生することになる。
【００１１】
本発明では、図６（Ａ）に示したように、一対の駆動歯車（２ｆ）と、従動歯車（２ｊ）が噛み合う直前位置の両側のガイド部材（２ｄ）下部に、突起部（３ｄ）を位置決めキャップ突き当て位置から（あるいは、感光体面から）等距離になるよう配設している。
現像カートリッジ（１ｃ）及び現像ローラ（２ａ）が斜めに挿入、移動してきた場合、先行側（図４ではＬ側）の位置決めキャップ（２ｂ）が、突起部（３ｄ）に当接し、前進移動が一時阻害される。この間に、後行側（図４ではＲ側）の現像キャップ（２ｂ）がやはり突起部（３ｄ）に当接し、現像カートリッジ（１ｃ）及び現像ローラ（２ａ）の感光体（１ａ）面に対する平行度が修正される。
【００１２】
現像カートリッジ（１ｃ）が感光体方向に更に押圧されると、両側の位置決めキャップ（２ｂ）は図６（Ｂ）に示すように、突起部（３ｄ）を乗り越え、突起部（３ｄ）に対応した上部形状（３１ａ）、及びその先のガイド部材（２ｄ）に沿って（ｃ）図中矢印Ｓの軌跡で前進し、一対の駆動歯車（２ｆ）と、従動歯車（２ｊ）の歯先が噛み合う時点では、各々の歯車の中心を結んだ線方向と近似した方向で噛み合うことになり、例えば従動歯車（２ｊ）のＬ側、Ｒ側の噛み合い初めが多少のズレを生じても、駆動歯車（２ｆ）に回転力を与えることが無く、一対の歯車が確実に位相同期した状態で噛み合うことになる。
【００１３】
更に、従動歯車（２ｊ）を、駆動歯車（２ｆ）の上方に位置するように構成することで、両歯車の歯先噛み合い時には重力の作用を利用することができ、現像カートリッジ（１ｃ）後方からの水平方向への押圧力による従動歯車（２ｊ）装着時の移動軌跡変移が容易に行うことができる。
【００１４】
上記のように本発明によれば、一対の歯車の噛み合い直前に平行度の修正がなされ、更に駆動歯車（２ｆ）に回転力を与えることが無く、両歯車が位相ズレを起こすことなく噛み合うことになるので、両側ガイド部材（２ｄ）及び位置決めキャップ（２ｂ）間の隙間を確保でき、作像時の感光体（１ａ）に対する接離動作がスムーズに行われることになる。
【００１５】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１項記載の本発明によれば、一対の駆動歯車と従動歯車が噛み合う直前に、一対の従動歯車の移動方向を変移させ、駆動歯車と従動歯車との歯先が噛み合う時点の該両歯車の軸中心を結んだ線方向に近い状態で両歯車を噛み合わせるようにしたことで、歯車噛み合い時の位相ズレを確実に防止することが可能な画像形成装置を提供することができる。
また、請求項２項記載の本発明によれば、従動歯車を駆動歯車の上方に位置するように構成することで、両歯車の歯先噛み合い時には重力の作用を利用でき、現像カートリッジ後方からの水平方向への押圧力による従動歯車の装着時の移動軌跡変移を容易に行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係わる画像形成装置の概略構成図である。
【図２】本発明の現像駆動部の主たる断面図である。
【図３】現像カートリッジの接離機構を示す図である。
【図４】現像カートリッジ装着時の現像ローラの位相ズレを示す平面図である。
【図５】駆動歯車と従動歯車との左右での位相ズレを示す側面図である。
【図６】本発明の駆動歯車と従動歯車との噛み合いを示す側面図である。
【符号の説明】
１ａ 感光体ベルト
１ｂ 帯電器
１ｃ 現像カートリッジ
１ｄ 感光体クリーニング装置
１ｅ ポリゴンミラー
１ｆ ｆ／θレンズ
１ｇ 反射ミラー
１ｈ 中間転写ベルト
１ｉ 搬送ローラ
１ｊ 紙転写ローラ
１ｋ 定着器
２ａ 現像ローラ
２ｂ 位置決めキャップ
２ｃ 本体側筐体
２ｄ ガイド部材
２ｅ 駆動軸
２ｆ 駆動歯車
２ｇ 軸受け
２ｈ モータ
２ｉ クラッチ
２ｊ 従動歯車
３ａ 離間スプリング
３ｂ ストッパ
３ｃ 駆動力
３ｄ 突起部
３ｅ 上部形状

Claims (1)

1. 画像形成装置本体に対し着脱自在に設けられた現像カートリッジと、
   該現像カートリッジに回動自在に設けられた現像剤担持体と、
   前記現像剤担持体の両端に設けられた従動歯車と、
   前記画像形成装置本体に設けられ前記従動歯車の各々に噛み合い可能な一対の駆動歯車と、
   レーザー光が照射されて静電潜像が形成される感光体とを備え、
   作像時には、前記現像カートリッジを前記感光体側に移動させ、前記駆動歯車と前記従動歯車とを噛み合わせて前記現像剤担持体を回転させながら前記感光体に接触もしくは非接触にて現像を行い、非作像時には、前記現像カートリッジを前記感光体から離間させる構成の画像形成装置であって、
   前記従動歯車が前記駆動歯車の上に位置するよう前記現像カートリッジを配置するとともに、前記各従動歯車の中心回転軸の端部に位置決めキャップをそれぞれ設け、
   前記現像カートリッジを前記感光体側に移動させたり前記感光体から離間させる際に前記位置決めキャップの水平方向への移動を案内するガイド部材を、前記従動歯車の外側に一対設け、
   かつ前記各ガイド部材の下部に突起部を設け、前記現像カートリッジを前記感光体側に移動させる際、前記突起部により前記従動歯車の移動を一時阻害することにより、前記現像剤担持体両端の前記従動歯車の位相を互いに同期させてから前記駆動歯車と前記従動歯車とを噛み合わせることを特徴とする画像形成装置。

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