JP6237534B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関し、特に、像担持体に接近するように揺動可能な現像部を有する現像装置を備えた画像形成装置に関するものである。

画像形成装置においては、感光体等からなる像担持体上に形成した潜像を現像装置により現像し、トナー像として可視化することを行っている。現像装置は、現像容器内にトナーを含む現像剤を収容し、像担持体に現像剤を供給する現像ローラーを配設するとともに、現像容器内部の現像剤を攪拌しながら搬送して現像ローラーへと供給する攪拌搬送部材を配設している。

良好な画像品質を確保するためには、現像ローラーの外周面と感光体ドラムの外周面との間隔（現像ギャップ）を高精度に保持する必要がある。このため、現像ローラーの回転軸の両端に現像プーリーを設けるとともに、現像ローラーを感光体ドラムに押圧する押圧部材を設けた画像形成装置が広く用いられている。この画像形成装置では、現像プーリーが感光体ドラムの外周面に当接するとともに感光体ドラムに対して従動回転することによって、現像ローラーが感光体ドラムに対して所定の現像ギャップを保持した状態で回転する。

ところで、従来の現像装置では、現像ローラーを回転駆動させるための現像駆動ユニットを現像装置に設け、装置本体側から現像駆動ユニットにギアを介して回転駆動力を伝達する構成がよく用いられている。また、トナー補給容器のトナー補給用スクリューを回転駆動させるための補給駆動ユニットを現像装置に設け、装置本体側から補給駆動ユニットにギアを介して回転駆動力を伝達する構成も用いられている。

なお、回転駆動力がギアを介して現像ローラーに伝達される画像形成装置は、例えば特許文献１に開示されている。

特開平０５−０３５０７６号公報

しかしながら、従来の現像装置では、現像駆動ユニットまたは補給駆動ユニットにギアを介して回転駆動力を伝達する場合、現像駆動ユニットまたは補給駆動ユニットには、ギア噛み合いによる力が現像装置を揺動させるように作用する。現像駆動ユニットまたは補給駆動ユニットは通常、現像装置の一方端のみに設けられるので、現像ローラーを感光体ドラムから離れさせる方向に力が加わった場合、現像ローラーと感光体ドラムとの間の現像ギャップが現像ローラーの両端部で異なり、良好な画像品質を確保できない場合があるという問題点がある。

本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、本発明の目的は、現像ギャップが現像ローラーの両端部で異なるのを抑制することが可能な画像形成装置を提供することである。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、静電潜像が形成される像担持体と、像担持体の表面に静電潜像に応じたトナー像を形成するとともに、画像形成装置本体に対して着脱可能な現像装置と、現像装置を像担持体側に付勢する付勢部材と、を備え、現像装置は、像担持体上にトナーを供給する現像ローラーと、現像ローラーを収納して支持する現像部と、を有し、現像部の現像ローラーの軸方向の一方端部には、画像形成装置本体に設けられた第１駆動機構から回転駆動力が伝達される入力部を有する第１駆動ユニットが設けられ、現像部は、付勢部材により付勢されることによって、像担持体に接近するように揺動し、現像部は、第１駆動ユニットに対して揺動可能である。

本発明によれば、現像部は、第１駆動ユニットに対して揺動可能である。これにより、画像形成装置本体に設けられた第１駆動機構から第１駆動ユニットに回転駆動力が伝達される際に、第１駆動機構から第１駆動ユニットに伝達された回転駆動力が現像部を揺動させるように作用するのを抑制することができる。このため、現像ローラーと像担持体との間の現像ギャップが現像ローラーの両端部で異なるのを抑制することができるので、良好な画像品質を確保することができる。

本発明の一実施形態の画像形成装置の全体構成を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像装置の構造を示した側面断面図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像装置周辺の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像装置の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像装置の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像駆動ユニットの構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像駆動ユニットの構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の補給駆動ユニットの構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の補給駆動ユニットの構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の補給駆動ユニットおよび現像容器の構造を示した側面図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の補給駆動ユニットおよび現像容器の構造を示した斜視図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像容器が補給駆動ユニットに対して揺動していない状態を示した側面図である。 本発明の一実施形態の画像形成装置の現像容器が補給駆動ユニットに対して右回転方向に揺動した状態を示した側面図である。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

図１〜図１３を参照して、本発明の一実施形態による画像形成装置１について説明する。図１に示すように、画像形成装置１は略六面体構造の装置本体（画像形成装置本体）３を備える。装置本体３のユーザーが向き合う正面部には、装置本体３に対して開閉可能に取り付けられ、開くことにより手差しトレイとなる前カバー４と、装置本体３に対して着脱可能な用紙カセット５と、が設けられている。装置本体３の上部には、用紙が排出される排出トレイ６と、複数のボタン等からなる操作部７と、が設けられている。

装置本体３の内部には、図示しない画像形成部、定着部、用紙搬送路などが設けられている。画像形成部は、パソコン等の上位装置から取り込んだ画像データに基づいて、供給される用紙にトナー像を転写して画像を形成するものである。画像形成部は、静電潜像を担持する後述する感光体ドラム８、感光体ドラム８の表面を帯電させる帯電ユニット、原稿画像に対応する静電潜像を感光体ドラム８の表面にレーザービーム等によって形成する露光ユニット、形成された静電潜像に現像剤を付着させてトナー像を形成する後述する現像装置２、トナー像を用紙に転写する転写ローラー、感光体ドラム表面の残留トナーを除去するクリーニングブレード等を含んでいる。また、定着部は、トナー像が転写された用紙を加熱及び加圧することにより、用紙上にトナー像を定着させる。

装置本体３の右側面には、装置本体３に対して開閉するカバー部材９が取り付けられている。後述する現像装置２は、カバー部材９を開くことにより装置本体３の右側面から交換される。

次に、現像装置２周辺の詳細構造について説明する。画像形成装置１はタンデム型のカラープリンターであり、マゼンタ、シアン、イエロー、及びブラックの各色に対応させて現像装置２および感光体ドラム（像担持体）８が設けられているが、各現像装置２および各感光体ドラム８の構成および動作は基本的に同様である。

図２に示すように、現像装置２は、現像ローラー（現像剤担持体）２０と、規制ブレード２１と、攪拌搬送部材２３、及び現像容器（現像部）２２等により構成されている。

現像容器２２は、現像装置２の外郭を構成し、その下部で仕切り部２２ｂによって第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄに仕切っている。第１搬送室２２ｃ及び第２搬送室２２ｄには、磁性キャリアとトナーからなる現像剤が収容される。また、現像容器２２は、攪拌搬送部材２３及び現像ローラー２０を回転可能に支持している。更に、現像容器２２には、現像ローラー２０を感光体ドラム８に向けて露出させる開口２２ａが形成されている。

現像ローラー２０は、感光体ドラム８に対向し、一定の間隔を設けて感光体ドラム８に隣接して配設され、感光体ドラム８にトナーを供給する。攪拌搬送部材２３は現像ローラー２０の略下方に配設される。また、規制ブレード２１は現像ローラー２０の右斜め下方にて現像容器２２に固定保持されている。

現像ローラー２０は、回転軸２０ａと、磁極部材２０ｂと、非磁性の金属材料で円筒状に形成される現像スリーブ２０ｃ等を備えて構成されている。

回転軸２０ａは現像容器２２に回転可能に支持される。この回転軸２０ａには、現像スリーブ２０ｃが一体となって回転するように保持され、更に、磁石よりなる磁極部材２０ｂが第２スパイラル２３ｂと対向する位置に現像スリーブ２０ｃと所定の間隔を設けて配置される。

攪拌搬送部材２３は図２に示すように、第１スパイラル２３ａと第２スパイラル２３ｂの２本で構成される。第２スパイラル２３ｂが現像ローラー２０の下方で、第２搬送室２２ｄ内に設けられ、第１スパイラル２３ａが第２スパイラル２３ｂの左方に隣接して、第１搬送室２２ｃ内に設けられる。

第１及び第２スパイラル２３ａ、２３ｂは現像剤を攪拌して現像剤中のトナーを所定のレベルに帯電させる。これによりトナーはキャリアに保持される。また、第１搬送室２２ｃと第２搬送室２２ｄを仕切る仕切り部２２ｂの長手方向（図２の紙面表裏方向）の両端部分には、連通部が設けられており、第１スパイラル２３ａが回転すると、帯電した現像剤が仕切り部２２ｂに設けた一方の連通部から第２スパイラル２３ｂに搬送され、現像剤が第１搬送室２２ｃ内と第２搬送室２２ｄ内とを循環する。そして、第２スパイラル２３ｂから現像ローラー２０に現像剤が供給される。

また、現像容器２２は、装置本体３に対して固定された揺動軸１０を支持する軸受け部２２ｅおよび２２ｆ（図３、図４参照）を有し、揺動軸１０を中心として揺動可能に構成されている。また、現像容器２２は、押圧面２２ｇ（図２および図５参照）を有しており、押圧面２２ｇが圧縮コイルバネ等からなる付勢部材１１（図２参照）によって押圧されることによって、現像容器２２は、現像ローラー２０が感光体ドラム８に接近するように揺動する。

また、図４に示すように、現像ローラー２０の回転軸２０ａの両端には、現像プーリー２０ｄが設けられている。現像プーリー２０ｄの半径は、現像スリーブ２０ｃの半径に現像ギャップを足した大きさに形成されている。このため、現像プーリー２０ｄが感光体ドラム８の外周面に当接するとともに感光体ドラム８に対して従動回転することによって、現像ローラー２０が感光体ドラム８に対して所定の現像ギャップを保持した状態で回転する。

また、図３に示すように、現像容器２２の長手方向（現像ローラー２０の軸方向）の一方端部および他方端部には、補給駆動ユニット（第１駆動ユニット）３０および現像駆動ユニット（第２駆動ユニット）４０がそれぞれ設けられている。

現像駆動ユニット４０は、現像ローラー２０および攪拌搬送部材２３に回転駆動力を伝達するためのものである。現像駆動ユニット４０は図６および図７に示すように、入力ギア４１、現像ローラーギア４２、伝達ギア４３、４４およびこれらの側方を覆うカバー部材４５を含んでいる。

入力ギア４１は、装置本体３に設けられたモーターやギア列等からなる図示しない現像駆動機構（第２駆動機構）からカップリングジョイント４６を介して回転駆動力が伝達されるように構成されている。また、入力ギア４１は、回転駆動力を現像ローラーギア４２、伝達ギア４３、４４に伝達するように構成されている。

現像ローラーギア４２は、現像ローラー２０の回転軸２０ａの端部に固定されている。また、現像ローラーギア４２は、回転駆動力を現像ローラー２０の現像スリーブ２０ｃに伝達し、現像スリーブ２０ｃを回転させるように構成されている。伝達ギア４３は第２スパイラル２３ｂに係合する伝達軸４７に固定されており、伝達ギア４４は第１スパイラル２３ａに係合する伝達軸４８に固定されている。これにより、入力ギア４１が回転することにより、現像スリーブ２０ｃ、第１スパイラル２３ａおよび第２スパイラル２３ｂが回転する。

また、現像駆動ユニット４０は、現像容器２２に固定されている。このため、現像容器２２が揺動軸１０を中心として揺動する際に、現像駆動ユニット４０も揺動軸１０を中心として揺動する。

補給駆動ユニット３０は図３に示すように、現像装置２に補給するトナーを収容するトナー補給容器１２のトナー補給用スクリュー１２ａに回転駆動力を伝達するためのものである。補給駆動ユニット３０は図８および図９に示すように、入力ギア（入力部）３１、伝達部材３２およびこれらを回転可能に支持するカバー部材３３を含んでいる。

入力ギア３１は、装置本体３に設けられたモーター（図示せず）やギア列等からなる補給駆動機構（第１駆動機構）５１からギア５１ａ（図１０参照）を介して回転駆動力が伝達されるように構成されている。また、入力ギア３１は、伝達部材３２のギア部３２ａに回転駆動力を伝達するように構成されている。

伝達部材３２は、入力ギア３１に噛み合うギア部３２ａと、トナー補給容器１２内に配置されるトナー補給用スクリュー１２ａ（図３参照）に係合する係合部３２ｂと、を有する。伝達部材３２は、入力ギア３１からの回転駆動力をトナー補給用スクリュー１２ａに伝達し、トナー補給用スクリュー１２ａを回転させる。トナー補給用スクリュー１２ａが回転することによりトナー補給容器１２内のトナーが所定量だけ、現像容器２２の第１搬送室２２ｃの上流側の開口部２２ｈ（図４参照）から補給される。

カバー部材３３の下部には、現像容器２２の軸受け部２２ｆ（図４参照）が挿入される挿入穴３３ａが形成されており、補給駆動ユニット３０は、現像容器２２に対して揺動可能に構成されている。その一方、補給駆動ユニット３０は、挿入穴３３ａと入力ギア３１の回転軸とが位置決めされることによって、装置本体３に対して固定されている。このため、現像容器２２は補給駆動ユニット３０に対して揺動軸１０を中心として揺動することになる。また、現像容器２２の補給駆動ユニット３０に対する揺動の中心軸（揺動軸１０）は、現像容器２２の装置本体３に対する揺動の中心軸（揺動軸１０）と同一軸線上に配置されている。

なお、現像容器２２の補給駆動ユニット３０に対する揺動角（揺動範囲）は規制されている。具体的には、現像容器２２には図１１に示すように、規制片２２ｉが設けられており、カバー部材３３には、規制片２２ｉが挿通される規制穴（規制部）３３ｂが形成されている。このため、現像容器２２が補給駆動ユニット３０に対して揺動する場合、規制穴３３ｂに対する規制片２２ｉの可動範囲だけ、現像容器２２は揺動可能である。

次に、現像装置２および感光体ドラム８を装置本体３に取り付ける場合について説明する。まず、図１２に示すように、一方端部および他方端部に補給駆動ユニット３０および現像駆動ユニット４０がそれぞれ取り付けられた現像容器２２を、感光体ドラム８が取り外された状態の装置本体３に取り付ける。このとき、現像容器２２の押圧面２２ｇが付勢部材１１により押圧されることによって、図１３に示すように現像容器２２および現像駆動ユニット４０が感光体ドラム８に接近するように右回転方向に揺動する。なお、現像容器２２および現像駆動ユニット４０の揺動角は、現像容器２２の規制片２２ｉおよびカバー部材３３の規制穴３３ｂによって規制される。

そして、装置本体３の上面側から感光体ドラム８が取り付けられることによって、感光体ドラム８が現像ローラー２０の現像プーリー２０ｄを押圧し、現像容器２２および現像駆動ユニット４０が少しだけ戻る（左回転方向に揺動する）。

本実施形態では、上記のように、現像容器２２は、補給駆動ユニット３０に対して揺動可能である。これにより、装置本体３に固定された補給駆動機構５１から補給駆動ユニット３０に回転駆動力が伝達される際に、補給駆動機構５１から補給駆動ユニット３０に伝達された回転駆動力が現像容器２２を揺動させるように作用するのを抑制することができる。このため、現像ローラー２０と感光体ドラム８との間の現像ギャップが現像ローラー２０の両端部で異なるのを抑制することができるので、良好な画像品質を確保することができる。

また、上記のように、補給駆動ユニット３０に補給駆動機構５１からギア５１ａを介して回転駆動力が伝達される場合、ギア５１ａと入力ギア３１との噛み合いによって、補給駆動ユニット３０には現像容器２２に対して揺動するように力が作用する。しかしながら、上記のように、補給駆動ユニット３０を装置本体３に対して固定することによって、補給駆動ユニット３０を揺動させるように作用する力を、装置本体３によって吸収することができる。

また、上記のように、装置本体３に固定された現像駆動機構から現像駆動ユニット４０にカップリングジョイント４６を介して回転駆動力が伝達される場合には、伝達された回転駆動力は現像容器２２を揺動させるように作用しにくいので、現像駆動ユニット４０を現像容器２２に固定して設けてもよい。

また、上記のように、現像容器２２の補給駆動ユニット３０に対する揺動の中心軸（揺動軸１０）は、現像容器２２の装置本体３に対する揺動の中心軸（揺動軸１０）と同一である。これにより、現像容器２２の補給駆動ユニット３０に対する揺動の中心軸と、現像容器２２の装置本体３に対する揺動の中心軸と、が異なる場合に比べて、省スペース化することができる。

また、上記のように、現像容器２２には、規制片２２ｉが設けられており、補給駆動ユニット３０には、規制片２２ｉが当接されることにより現像容器２２の補給駆動ユニット３０に対する揺動範囲を規制する規制穴３３ｂが形成されている。これにより、現像容器２２の補給駆動ユニット３０に対する揺動範囲を容易に規制することができる。

なお、今回開示された実施形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施形態の説明ではなく特許請求の範囲によって示され、さらに特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれる。

例えば、上記実施形態では、現像容器２２の補給駆動ユニット３０に対する揺動の中心軸を、現像容器２２の装置本体３に対する揺動の中心軸と同一軸線上に配置した例について示したが、本発明はこれに限らない。現像容器２２の補給駆動ユニット３０に対する揺動の中心軸を、現像容器２２の装置本体３に対する揺動の中心軸と同一軸線上に配置しなくてもよい。

また、上記実施形態では、現像容器２２を補給駆動ユニット３０に対して揺動可能に構成し、現像駆動ユニット４０を現像容器２２に固定した例について示したが、本発明はこれに限らない。例えば、現像容器２２を現像駆動ユニット４０に対して揺動可能に構成してもよい。この場合、フレキシブルジョイントなどを用いれば、現像駆動ユニット４０から現像容器２２に回転駆動力を容易に伝達することができる。また、補給駆動ユニット３０以外の駆動ユニットを設けて、現像容器２２をその駆動ユニットに対して揺動可能に構成してもよい。

１ 画像形成装置
２ 現像装置
３ 装置本体（画像形成装置本体）
８ 感光体ドラム（像担持体）
１０ 揺動軸（揺動の中心軸）
１１ 付勢部材
１２ トナー補給容器
１２ａ トナー補給用スクリュー
２０ 現像ローラー
２２ 現像容器（現像部）
２２ｉ 規制片
３０ 補給駆動ユニット（第１駆動ユニット）
３１ 入力ギア（入力部）
３３ｂ 規制穴（規制部）
４０ 現像駆動ユニット（第２駆動ユニット）
４６ カップリングジョイント
５１ 補給駆動機構（第１駆動機構）
５１ａ ギア

Claims (2)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、
   前記像担持体の表面に前記静電潜像に応じたトナー像を形成するとともに、画像形成装置本体に対して着脱可能な現像装置と、
   前記現像装置を前記像担持体側に付勢する付勢部材と、
   前記現像装置に補給するトナーを収容するトナー補給容器と、
   を備え、
   前記現像装置は、前記像担持体上にトナーを供給する現像ローラーと、前記現像ローラーを収納して支持する現像部と、を有し、
   前記現像部の前記現像ローラーの軸方向の一方端部には、前記画像形成装置本体に設けられた第１駆動機構からギアを介して回転駆動力が伝達される入力部を有する第１駆動ユニットが設けられ、
   前記現像部は、前記付勢部材により付勢されることによって、前記像担持体に接近するように揺動し、
   前記現像部は、前記第１駆動ユニットに対して揺動可能であり、
   前記第１駆動ユニットは、前記画像形成装置本体に対して固定されているとともに、前記トナー補給容器内に配置されるトナー補給用スクリューに回転駆動力を伝達し、
   前記現像部の前記現像ローラーの軸方向の他方端部には、前記画像形成装置本体に設けられた第２駆動機構からの回転駆動力を前記現像ローラーに伝達する第２駆動ユニットが固定して設けられ、
   前記第２駆動ユニットには、前記第２駆動機構からカップリングジョイントを介して回転駆動力が伝達されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記現像部の前記第１駆動ユニットに対する揺動の中心軸は、前記現像部の前記画像形成装置本体に対する揺動の中心軸と同一軸線上に配置されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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