JP5046177B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタ、複写機又はファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。

複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置としてゼログラフィ方式のものがあり、このゼログラフィ方式の一例としては、感光体表面を帯電装置により一様に帯電し、感光体に例えばレーザ露光装置により潜像を形成し、この感光体に形成された潜像を現像装置によりトナー像として可視像化し、この可視像化されたトナー像を転写ユニットの転写ロールにより用紙に転写し、この転写されたトナー像を定着装置により用紙に定着させるものが知られている。このような画像形成装置において、安定した品質の画像を得るためには、感光体と現像ロールとのギャップを一定に維持する必要があるが、現像ロールを駆動する際に生ずる駆動反力や振動が感光体に伝達し、感光体の位置変動や振動により出力画像の品質が低下することがあった。

そこで、例えば現像ローラとの間の距離が可変な可動支点を有した複数の現像器を有し、駆動負荷が変動しても固定支点まわりの回動により潜像担持体に圧接される現像器の圧接状態への影響を防止するものが知られている（例えば特許文献１）。また例えば、駆動ギアと被駆動ギアとの噛み合いポイント近傍に配置されて本体に回動可能に支持される回動支点を有する現像カートリッジを有し、駆動ギアが被駆動ギアを駆動する際に発生する駆動反力をキャンセルしてその影響を抑制するものが知られている（例えば特許文献２）。

特開２００１−８３８００号公報 特開２００３−１６７４３３号公報

しかしながら、上記いずれの従来技術においても、現像ユニットを回動させる回動機構を有するため、装置の構成が複雑となりコストがかかっていた。

本発明の目的とするところは、上記従来の問題を解消し、シンプルな構成で出力画像における画像品質を維持する画像形成装置を提供することにある。

請求項１に係る本発明は、画像形成装置本体と、潜像が形成される複数の感光体と、現像ユニット本体と、前記感光体に形成された潜像を現像する現像ロールと、前記現像ユニット本体に装着されていて、前記現像ロールを回転することができるように支持する軸受とをそれぞれに有する複数の現像ユニットと、前記画像形成装置本体に対して位置決めされていて、前記複数の感光体を駆動するための感光体用駆動伝達手段が装着されていて、且つ複数の前記感光体を当該感光体ユニット本体に対して位置決め支持すると共に複数の前記現像ユニットを当該感光体ユニット本体に対して同一の直線方向に所定量移動可能に保持する１つの感光体ユニット本体と、複数の前記現像ロールを駆動するための複数の現像ロール用駆動伝達手段と、前記画像形成装置本体に設けられていて、複数の前記現像ユニットを前記画像形成装置本体に装着した際に前記軸受と当接する当接面を有し、前記軸受が係合する前記同一の直線の方向に形成された溝を有する複数の当接部と、複数の前記感光体に対して複数の前記現像ユニットを前記同一の直線方向にそれぞれに付勢する複数の付勢手段と、を有し、複数の前記現像ロール用駆動伝達手段は、前記画像形成装置本体側に設けられた駆動ギアと、前記現像ユニット側に設けられていて、前記駆動ギアから駆動が伝達され、前記現像ロールに駆動を伝達する被駆動ギアと、をそれぞれに有し、複数の前記現像ロールは、前記駆動ギアと前記被駆動ギアとの噛み合いにより発生する駆動反力によって、前記軸受が前記当接部の当接面に押し付けられることによって前記画像形成装置本体に対して位置決めされていると共に、前記付勢手段が前記現像ユニットを付勢することにより前記感光体に対して押し付けられることを特徴とする画像形成装置である。したがって、感光体に伝達する駆動反力や振動が抑制され、出力画像における画像品質が維持される。

請求項２に係る本発明は、複数の前記付勢手段は、一端部側が、前記現像ユニット本体をそれぞれに押圧することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。

本発明によれば、画像形成装置本体に対して現像ユニットを位置決めする位置決め手段が駆動伝達手段のギアの噛み合いにより発生する駆動反力に対向するよう配置されているので、感光体に伝達する駆動反力や振動を抑制し、出力画像における画像品質を維持することができる。

次に本発明の実施形態について図面に基づいて説明する。
図１において、本発明の実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。この画像形成装置１０は、画像形成装置本体１２を有し、画像形成装置本体１２の下部には、給紙装置１４が配置されていると共に、画像形成装置本体１２の上部には排紙部１６が形成されている。

給紙装置１４は、用紙トレイ１８を有し、この用紙トレイ１８に多数の用紙が積層される。この用紙トレイ１８の一端上部には、フィードロール２０が配置されていると共に、このフィードロール２０に対向してリタードロール２２が設けられている。用紙トレイ１８の最上位にある用紙がフィードロール２０によりピックアップされ、フィードロール２０とリタードロール２２との協働により用紙が捌かれて搬送される。

用紙トレイ１８から搬送された用紙は、レジストローラ２４により一時停止され、所定のタイミングにより後述する感光体ユニット２６と転写ユニット２８との間及び定着装置３０を通って排紙ローラ３２により排紙部１６へ排出される。

画像形成装置本体１２内には、感光体ユニット２６、転写ユニット２８、電源ユニット３４及び制御部３６が配置されている。感光体ユニット２６は、感光体ユニット本体３８に例えば４つの感光体４０が回転自在に支持されている。各感光体４０の周囲には、感光体４０を一様に帯電する帯電ロールを備えた帯電手段としての帯電装置４２と、各感光体４０に書き込まれた潜像を現像剤（トナー）で現像する現像手段としての現像ユニット４４と、転写後の感光体４０を除電する除電装置４６と、転写がなされた後に感光体４０に残留する現像剤を除去する現像剤除去手段としてのクリーニング装置４８とを有する。感光体ユニット２６は、４つの感光体４０、帯電装置４２、現像ユニット４４、除電装置４６及びクリーニング装置４８を一体化したものであり、画像形成装置本体１２に対して着脱自在になっている。

電源ユニット３４は、画像形成装置本体１２上部に配置され、上述した給紙装置１６、転写ユニット２８、帯電装置４２及び現像ユニット４４等に電力を供給するようになっている。

４つのトナーボックス５０は、感光体ユニット２６の裏面側方に接続されている。各トナーボックス５０は、マゼンダ、イエロー、シアン及び黒用であり、トナー供給部５２とトナー回収部５４とが一体になって構成されている。トナー供給部５２は現像ユニット４４に接続されて各色のトナーを現像ユニット４４に供給し、トナー回収部５４はクリーニング装置４８に接続されて各色のトナーを回収する。

光書込み装置５６は、それぞれレーザ露光装置からなり、感光体ユニット２６の背面側にあって各感光体４０に対応した位置に配置され、一様に帯電された感光体４０に対してレーザを照射して潜像を形成するようになっている。

転写ユニット２８は、感光体ユニット２６の表側にあって感光体ユニット２６に対向して縦方向に配置されている。この転写ユニット２８は、上下方向に設けられた二つの支持ロール５８に搬送ベルト６０が掛けられている。また、各感光体４０に搬送ベルト６０を挟んで対向して転写ロール６２が設けられている。

したがって、各感光体４０は、帯電装置４２により一様に帯電され、光書込み装置５６により潜像が形成され、現像ユニット４４により潜像がトナーにより可視像化される。各感光体４０に形成されたトナー像は、下方から順番に転送ユニット２８の転写ロール６２により、搬送される用紙に転写され、定着装置３０により用紙に定着される。

図２乃至４に本発明の第１の実施形態における感光体ユニット２６の詳細が示されている。
上述したように、４つの感光体４０は、感光体ユニット本体３８に回転自在に支持されている。すなわち、図２に示すように、４つの感光体４０の両端部に設けられた回転軸（図示省略）と感光体ユニット本体３８に形成された軸支持部３８ａとが摺動自在に係合することにより、該４つの感光体４０が感光体ユニット本体３８に対して位置決めされている。

感光体ユニット本体３８は、該感光体ユニット本体３８前面（図２（ａ）の右側面）に設けられた係合部６４、６４（図２に示す）と画像形成装置本体１２に設けられた被係合部（図示省略）とが係合することにより、画像形成装置本体１２に対して位置決めされるようになっている。

図２（ａ）及び（ｂ）に示すように、感光体駆動伝達装置６６は、感光体ユニット本体３８の側面部に設けられている。この感光体駆動伝達装置６６は、複数のギア（アイドルギア６６ａ，６６ｂ）からなり、画像形成装置本体１２に設けられた入力ギア６８の駆動力を各感光体４０に伝達するようになっている。入力ギア６８は、画像形成装置本体１２に回転自在に設けられており、モータ等の駆動源（図示省略）に接続されている。

図３に示すように、現像ユニット４４は、現像ユニット本体４５を有し、この現像ユニット本体４５には感光体４０に対向して設けられた現像ロール７０と、トナーボックス５０より供給されたトナーと攪拌しつつ搬送する搬送手段としての例えば２本のオーガ７２、７２とが備えられている。現像ユニット４４は、感光体ユニット本体３８に対して位置決めされておらず、所定量移動可能（ガタを有するよう）に感光体ユニット本体３８に保持されている。付勢手段としての弾性体７４は例えばバネからなり、該弾性体７４の付勢力（図３の（ａ）の矢印Ｆ）により現像ユニット４４を感光体４０に対して付勢するようになっている。

現像ロール７０は、該現像ロール７０の両側に設けられた回転軸７６（図４（ｂ）に示す）の中心を中心軸として回転するようになっている。また、現像ロール７０の両側の回転軸７６には間隔保持部材７８（図４に示す）が回転自在に設けられている。間隔保持部材７８は、現像ロール７０よりも外径が大きく形成されており、上述した弾性体７４により該間隔保持部材７８が感光体４０に押し付けられた状態で回転することにより、感光体４０と現像ロール７０との間のギャップ（図３（ｂ）の距離Ｄｓ）を一定に保つようになっている。軸受部材８０（図４（ｂ）に示す）は、例えばベアリングからなり、回転軸７６の同軸上の一端部近傍に設けられている。

図４に示すように、駆動伝達手段としての現像ロール駆動伝達装置８２は、感光体ユニット本体３８の側面部近傍の各感光体４４に対応する位置に複数（本例においては４つ）設けられている。これらの各現像ロール駆動伝達装置８２は、複数のギア（駆動ギア８２ａ，被駆動ギア８２ｂ）からなり、駆動ギア８２ａに接続されるモータ等の駆動源（図示省略）の駆動力を各現像ロール７０に伝達するようになっている。駆動ギア８２ａは、画像形成装置本体１２に設けられており、また被駆動８２ｂは現像ロール７０の回転軸７６の一端部に設けられおり、感光体ユニット本体３８を画像形成装置本体１２に装着した際にこれら駆動ギア８２ａと被駆動ギア８２ｂとが噛み合うようになっている。

位置決め手段としての位置決め部材８４は、一部分に切り欠き部８４ａを有する板状に形成されており、画像形成装置本体１２の各感光体４４に対応する位置に複数（本例においては４つ）設けられている。感光体ユニット２６を画像形成装置本体１２に装着した際に各位置決め部材８４が現像ロール７０の回転軸７６に設けられた軸受部材８０に当接するようになっている。それぞれの位置決め部材８４が現像ロール７０の回転軸７６に設けられた軸受部材８０に当接することにより、各現像ユニット４４が画像形成装置本体１２に対して位置決めされるようになっている。

駆動源（図示省略）を駆動すると、駆動ギア８２ａは矢印Ａ方向（図４（ａ）に示す）に回転し、該駆動ギア８２ａと噛み合う被駆動ギア８２ｂは矢印Ｂ方向（図４（ａ）に示す）に回転する。このとき、現像ロール駆動伝達装置８２における駆動ギア８２ａと被駆動ギア８２ｂとの噛み合いによる駆動反力（図４（ａ）の矢印Ｒ）は、図中略上方向に向かって作用する。位置決め部材８４は、この現像ロール駆動伝達装置８２より発生する駆動反力を受けるようになっている。すなわち、位置決め部材８４は、この駆動ギア８２ａと被駆動ギア８２ｂとの噛み合いにより発生する駆動反力を受ける位置（本例においては現像ユニット４４上部）に配置されており、現像ユニット４４に対して該駆動反力と同じ大きさで該駆動反力と逆方向に作用する力（図４（ａ）の矢印Ｒａ）を与えるようになっている。したがって、現像ロール駆動伝達装置８２における駆動ギア８２ａと被駆動ギア８２ｂとの噛み合いにより発生する駆動反力の感光体４０への作用が低減され、感光体４０の位置変動が低減、すなわち各感光体４０と各現像ロール７０とのギャップが一定に維持され、レジストレーション（位置合わせ）の変動を抑制することができる。また、現像ロール駆動伝達装置８２における駆動ギア８２ａと被駆動ギア８２ｂとの噛み合い時に発生する振動の感光体４０への伝達が低減され、該感光体４０の振動が低減され、バンディング（縞模様）を抑制することができる。

このように、本発明の画像形成装置１０によれば、画像形成装置本体１２に設けられた位置決め部材８４が現像ロール駆動伝達装置８２のギアの噛み合いにより発生する駆動反力を受けるので、感光体４０へ作用する駆動反力及び感光体４０へ伝達する振動を低減させ、出力画像における画像品質を維持することができる。また、位置決め部材８４により複数の現像ユニット４４（現像ロール７０）が画像形成装置本体１２に対して同時に位置決めされるので、各現像ロール７０と各感光体４０の相対的な位置ずれが抑制され、出力画像における画像品質を向上することができる。また、位置決め部材８４は、シンプルな構造で構成されるとともに、現像ユニット４４の画像形成装置本体１２に対する位置決めと現像ユニット４４から感光体４０へ作用する力や振動の低減とを同時に行なうので、部品点数を減少させ、コストの低減を実現することができる。

なお、本実施形態においては現像ユニット４４の駆動反力が発生する側、すなわち画像形成装置本体１２の現像ロール駆動伝達装置８２が設けられている側のみに位置決め部材８０を配設したが、これに限定することなく、現像ユニット４４を複数個所で位置決めするようにしてもよい。

図５に本発明の第１の実施形態における位置決め部材８４の変形例が示されている。
図５に示すように、本変形例における位置決め部材８４には位置決め溝８４ａが形成されている。この位置決め溝８４ａの幅（上下間距離）は、回転軸７６の軸受部材８０の外径よりやや大きく形成されている。画像形成装置本体１２に感光体ユニット２６が装着されると、位置決め部材８４の位置決め溝８４ａと回転軸７６の軸受部材８０とが係合し、現像ユニット４４が画像形成装置本体１２に対して位置決めされるようになっている。
このように、位置決め部材８４に位置決め溝８４ａを設け、現像ユニット４４の現像ロール７０を画像形成装置本体１２に対して少なくとも２箇所（本図においては上下２箇所）で位置決めするようにしてもよい。

図６及び７に本発明の第２の実施形態における感光体ユニット２６が示されている。
感光体ユニット２６は感光体ユニット本体３８を有し、該感光体ユニット本体３８には現像ユニット４４が所定量移動可能（ガタを有するよう）に保持されている。現像ユニット４４は現像ユニット本体４５を有し、該現像ユニット本体４５の一端部には例えば板状の凸部４４ａが設けられている。この凸部４４ａは、感光体ユニット３８の貫通孔３８ｂを介して該感光体ユニット３８の外壁面より突出している。貫通孔３８ｂは、凸部４４より大きく形成されており、感光体ユニット本体３８の貫通孔３８ａと現像ユニット４４の凸部４４とは接触しないようになっている。画像形成装置本体１２には該画像形成装置本体１２の内側に突出した複数（本例においては４つ）の位置決め部材８４が形成されている。この位置決め部材８４は、例えば画像形成装置本体１２と一体に形成されている。図７（ｂ）に示すように、画像形成装置本体１２に感光体ユニット２６が装着されると、画像形成装置本体１２の位置決め部材８４と現像ユニット４４の一部分である凸部４４ａとが当接し、現像ユニット４４が画像形成装置本体１２に対して位置決めされるようになっている。

駆動源（図示省略）を駆動すると、駆動ギア８２ａは矢印Ａ方向（図７（ａ）に示す）に回転し、該駆動ギア８２ａと噛み合う被駆動ギア８２ｂは矢印Ｂ方向（図７（ａ）に示す）に回転する。このとき、駆動ギア８２ａと被駆動ギア８２ｂとの噛み合いによる駆動反力（図７（ａ）の矢印Ｒ）は、略上方向に作用する。位置決め部材８４は、現像ユニット４４の凸部４４ａと当接することにより、この駆動ギア８２ａと被駆動ギア８２ｂとの噛み合いにより発生する駆動反力を受けるようになっている。
なお、本発明の第２の実施形態の説明においては、本発明の第１の実施形態と同一部分については、図面に同一番号を付してその省略した。

以上述べたように、本発明は、出力画像における画像品質を維持する必要がある画像形成装置に利用することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置を示す側面図である。 本発明の第１の実施形態に係る感光体ユニットを示し、（ａ）は感光体ユニットの斜視図であり、（ｂ）は感光体駆動伝達装置を説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る感光体ユニットを示し、（ａ）は感光体ユニットの側面図であり、（ｂ）は感光体と現像ロールとのギャップを説明する図である。 本発明の第１の実施形態に係る感光体ユニットを示し、（ａ）は現像ロール駆動伝達装置及び位置決め部材を説明する側面図であり、（ｂ）は現像ロール駆動伝達装置及び位置決め部材を説明する上面図である。 本発明の第１の実施形態に係る位置決め部材の変形例を示し、（ａ）は感光体ユニットの側面図、（ｂ）は位置決め部材の側面図、（ｃ）は位置決め部材周辺部の上面図である。 本発明の第２の実施形態に係る感光体ユニットの斜視図である。 本発明の第２の実施形態に係る感光体ユニットを示し、（ａ）は感光体ユニットの側面図であり、（ｂ）は感光体ユニットの正面図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 画像形成装置本体
２６ 感光体ユニット
４０ 感光体
４４ 現像ユニット
７４ 弾性体
８０ 軸受部材
８２ 現像ロール駆動伝達装置
８２ａ 駆動ギア
８２ｂ 被駆動ギア
８４ 位置決め部材

Claims (2)

1. 画像形成装置本体と、
   潜像が形成される複数の感光体と、
   現像ユニット本体と、前記感光体に形成された潜像を現像する現像ロールと、前記現像ユニット本体に装着されていて、前記現像ロールを回転することができるように支持する軸受とをそれぞれに有する複数の現像ユニットと、
   前記画像形成装置本体に対して位置決めされていて、前記複数の感光体を駆動するための感光体用駆動伝達手段が装着されていて、且つ複数の前記感光体を当該感光体ユニット本体に対して位置決め支持すると共に複数の前記現像ユニットを当該感光体ユニット本体に対して同一の直線方向に所定量移動可能に保持する１つの感光体ユニット本体と、
   複数の前記現像ロールを駆動するための複数の現像ロール用駆動伝達手段と、
   前記画像形成装置本体に設けられていて、複数の前記現像ユニットを前記画像形成装置本体に装着した際に前記軸受と当接する当接面を有し、前記軸受が係合する前記同一の直線の方向に形成された溝を有する複数の当接部と、
   複数の前記感光体に対して複数の前記現像ユニットを前記同一の直線方向にそれぞれに付勢する複数の付勢手段と、
   を有し、
   複数の前記現像ロール用駆動伝達手段は、
   前記画像形成装置本体側に設けられた駆動ギアと、
   前記現像ユニット側に設けられていて、前記駆動ギアから駆動が伝達され、前記現像ロールに駆動を伝達する被駆動ギアと、
   をそれぞれに有し、
   複数の前記現像ロールは、前記駆動ギアと前記被駆動ギアとの噛み合いにより発生する駆動反力によって、前記軸受が前記当接部の当接面に押し付けられることによって前記画像形成装置本体に対して位置決めされていると共に、前記付勢手段が前記現像ユニットを付勢することにより前記感光体に対して押し付けられることを特徴とする画像形成装置。
2. 複数の前記付勢手段は、一端部側が、前記現像ユニット本体をそれぞれに押圧することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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