JPH04191870A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 【ｌ二立五月上１ 本発明は、電子写真装置、静電記録装置などの画像形成
装置に関するものであり、特にマルチカラー或いはフル
カラー等の多色画像を得る多色画像形成装置に好適に具
現化し得るものである。

正ｊＪと皮ｌ 現在既に製品化されている画像形成装置、例えばフルカ
ラー電子写真複写機が第６図に図示される。

この複写機にて、像担持体、即ち、表面に電子写真用感
光層を有した感光ドラム１は矢印Ｘ方向に回転駆動され
る。感光ドラム１の左側には一次帯電器２、感光ドラム
ｌの左斜め下方には感光ドラム表面の電位を測定する表
面電位計３、感光ドラムｌの真下にはトナーとキャリア
を混合した２成分現像剤を使用する複数の現像ユニット
、部ち現像ユニット１０１Ｍ、１０１Ｃ１ＩＯＩＹ、１
０１Ｂを積載して左右方向に移動する往復移動式現像装
置１００、感光ドラム１の右斜め上方には転写装置５、
感光ドラムｌの概略冥土には転写後に感光ドラム１の表
面に残留するトナーのドラムとの付着力を低減してクリ
ーニングし易くするための前除電器６．感光ドラム１の
左斜め上方にはクリーニング装置７がそれぞれ配置され
ている。

又、複写機の上方部には光学系１０が配置され、プラテ
ン８上の原稿画像を、前記−広帯電器２と表面電位計３
との間に位置した露光部９にて感光ドラム１上に投影す
るように構成される。光学系１０は任意の光学系を利用
し得るが、本例では、第１走査ミラー１１、該第１走査
ミラー１１に対し半分の速度で同方向に移動する第２及
び第３走査ミラー１２及び１３、結像レンズ１４、及び
、Ｂ、Ｇ、Ｒフィルタと一体のＣＣＤ　１．５、レーザ
ースキャナーユニット１６、及び固定ミラー１７．１８
から構成される。ここで、スキャナーユニット１６は回
転多面鏡によりレーザ光を偏向する周知の装！であり、
詳細な説明は省略する。

又、上記光学系１０にて、原稿照明光源２０は、第１走
査ミラー１１と共に運動するように構成しである。従っ
て、第１〜第３走査ミラー１１．１２．１３によって定
量された原稿の反射光像は、レンズ１４を通過後、ＢＧ
Ｒ４色分解フィルターを備えたＣＣＤ］５により色分解
されて電気信号に変換され、この原稿情報信号がＡ／Ｄ
変換等の情報処理を経た後、ビデオ信号として複写機全
体を制御するマイクロプロセッサ−ユニット（ＭＰＵ）
に送られる。ＭＰＵはこの信号をもとにレーザドライバ
を介してレーザユニットからレーザ光を発振させ、この
レーザ光が感光ドラム１にＯＮ１０　Ｆ　Ｆ　Ｌながら
複写シーケンスを開始する。

更に、複写機の右側部には定着装置２０及び給紙装置３
０が配置され、又、転写ドラム５と、定着装置２０及び
給紙装置３０との間にはそれぞれ転写紙搬送系２５及び
３５がそれぞれ配設される。

上記構成において、感光ドラムｌにば ＣＣＤ　１５によって色分解された色毎に帯電、露光、
現像、転写、クリーニングの各工程が一次帯電器２、光
学系１０、現像装置４、転写装置５及びクリーニング装
置７によって施される。

現像装置１００は、後でより詳しく説明するが、移動台
Ｉ２０（第７図）に着脱自在に保持される現像ユニット
ＩＯＩＭ（マゼンタ現像ユニット）、１０１Ｃ（シアン
現像ユニット）、１０１Ｙ（イエロー現像ユニット）及
び１０１Ｂ　（ブラック現像ユニット）を具備し、色分
解された各色の潜像を各対応する現像ユニットによって
顕像化する。

転写装置５は、典型的には周面に転写材即ち転写紙Ｐを
把持するグリッパ５ａを備えた転写ドラム５ｂから成る
。転写装置５は、給紙装置３ｏの転写紙カセット３１又
は３２がら転写紙搬送系３５を経て給紙された転写紙Ｐ
の先端をグリッパ５ａで把持し、感光ドラム１上の各色
毎の顕画像を転写するべく回転移送せしめる。転写域に
は転写帯電器５ｃが転写ドラム５の内部に配置される。

各色の顕画像、即ち、トナー画像が順次転写された転写
紙Ｐはグリッパ５ａがら解放され、分離帯電器８、分離
爪８゛にて転写ドラム５ｂから剥離される。次いで、転
写紙Ｐは転写紙搬送系２５によって定着装置２０へと送
られる。転写紙Ｐ上のトナー画像は定着装！２０によっ
て転写紙上に定着され、その後転写紙はトレー２３上へ
と放出される。

次に、現像装置１００について説明する。

現像装置１００は前述の如（左右方向に移動可能に構成
されているが、個々の現像ユニットは感光ドラム１の真
下にて、該感光ドラムｌに対し所定の間隙をもって近接
配置されることが必要であり、一方、現像ユニットは感
光ドラムの真下、即ち現像作動位置にあるとき以外は感
光ドラム１より退避した位置に保持することが望まれる
。

何故なら、各現像ユニットを感光ドラム１に近接した状
態で移動させた場合、４色全ての現像が終了してもとの
位置（ホームポジション）に復帰させる場合にも、各現
像ユニットが感光ドラム１に近接した位置を通過するこ
ととなり、このため各現像ユニット内の現像スリーブ上
に総立ちしているトナーが感光ドラムに接して、不要な
トナーが感光ドラムに付着することとなるからである。

もし、不要なトナーが感光ドラムに付着した場合にはこ
のような感光ドラムに付着したトナーは、非現像時には
感光ドラム１と転写ドラム５ｂとの間に転写紙が介在し
ていないために全部又は一部が転写ドラム５ｂへと飛翔
し、転写ドラム５ｂを汚染する結果となる。

又、感光ドラムｌの現像作動位置近傍には、表面電位計
３や、各現像ユニットの現像スリーブ上へと上方から紙
粉等の異物が落下するのを防ぐ仕切り板などを配置する
必要がある。これら各部材と現像スリーブとの間の所定
距離を保ち、両者間の近接を防ぐためにも、各現像ユニ
ットは現像作動時以外は感光ドラムｌより退避した位置
にあることが必要である。

つまり、横方向に移動する現像装置１００は、各現像ユ
ニットを現像時（ドラム真下にある時）のみ感光ドラム
１に近接させ、それ以外の非現像時には感光ドラム１か
ら退避させた位置に位置するように構成される。

次に、現像装置’ｌ　００を更に詳しく説明する。

現像ユニット１０１　（ＩＯＩＭ、１０１Ｃ１１０１Ｙ
、　　ｌ　ＯＩ　Ｂ）は同じ構成とされ、内部に補給さ
れる現像剤の色が相違するのみである。

第９図〜第１１図を参照すると、現像ユニットは、概略
横断面形状が矩形とされる細長形状の現像容器１０６を
有し、現像容器１０６には内部にマグネット５１２を内
蔵した現像スリーブ１０２が回転可能に支持される。現
像スリーブ１０２の両端軸部には感光ドラムｌとの間に
所定の間隙を確保するための突当てコロ１０３が設けら
れる。又、現像スリーブ１０２の一方の軸端部には現像
スリーブ１０２の駆動ギア１０４が固着され、駆動系列
（図示せず）によりモータ１２５（第７図）の駆動力を
現像スリーブ１０２に伝達する。

又、現像スリーブ１０２内のマグネット５１２は、該現
像スリーブの他端軸部に配置された位置決め板１９０に
て、現像スリーブ１．０２内にて適当な位置に位置決め
調整される。

現像容器１０６の両端部には、現像ユニｙト１０１を、
後述する移動基台１２０（第７図）に取付は位置決めす
るための回動支軸１０５Ｆ、１０５Ｒが、現像スリーブ
１０２の軸線に平行に同一軸線上に設けられる。

又、現像容器１０６内には内部に収容した現像剤の撹拌
と搬送を行なうスクリュー１０７．１０８が設けられ、
該スクリュー１０７．１０８は、現像スリーブ１０２の
駆動ギア１０４より歯車列（図示せず）を介して駆動さ
れる。又、一方のスクリュー、本実施例ではスクリュー
１０７の端部は現像容器１０６から手前側に突出し、後
で説明するトナー補給装置と接続される搬送バイブ１０
６ａに内通している。搬送バイブ１０６ａの上部にはト
ナー補給装置（図示せず）と接続するための補給口１０
６ａ　′が長穴状に開けである。

ここで、現像スリーブ１０２は、第１．０図にて示され
るように、現像作動時には矢印Ｃ方向へと回転してトナ
ーとキャリアから成る現像剤はＮ２により汲みあげられ
、Ｓ、極とブレード５１３とにより穂立ち高さが規制さ
れ、Ｎ１によりＳｌまで搬送されることにより現像スリ
ーブ上では穂立ちの状態が保持される。現像スリーブ１
０２が更に回転すると、次に、現像スリーブ１０２上の
現像剤は、はぎ取り極Ｎ、が汲み取りＦＩＮ２とは反発
極となるために、このはぎ取り極Ｎ３の位置にて現像ス
リーブ上よりはぎ取られ、はぎ取られた現像剤は仕切板
１０６″によりスクリュー１０８の方へと戻され、再び
現像に寄与するべく循環される。

現像スリーブ１０２が、第１１図に示されるように矢印
Ｃ方向とは逆の方向に回転すると、はぎ取り極Ｎ、と汲
みあげ極Ｎ２とは反発極となるために、現像剤は現像ス
リーブ１０２上に汲みあげられることはなく、従って、
現像スリーブ１０２上での現像剤の穂立ちは起こらず、
所謂、穂切りの状態となる。

更に、現像容器１０６の底部にはガイド足１０６ｂ、１
０６ｃ　（第９図、第１０図を参照せよ）が形成されて
おり、後で説明する移動基台１２０に取付けられたスラ
イドガイド１２１に摺動自在に係合するようにされる。

第７図は、現像装置１００の全体を複写機の手前、左斜
め上方よりみた斜視図である。本図では、各現像ユニッ
ト１０１は省略されている。

現像装置１００は、各現像ユニットｌｏｔを積載し移動
せしめる移動基台１２０を有し、該基台１２０には各現
像ユニット１０１のガイド足１０６ｂ、ｌ０６ｃに係合
し、保持するスライドガイド１２１　（１２１Ｍ、１２
１Ｃ１１２１Ｙ、１２１Ｂ）が段ビス（図示せず）によ
り、矢印入方向にスライド可能に取り付けられている。

又、移動基台１２０には、各スライドガイド１２１に対
応して、奥側支板１２２及び前側支板１２３が設けられ
る。奥側支板１２２は現像ユニット１０１の回動支軸１
０５Ｒと嵌合する穴１２２′を有し、前側支板１２３は
現像ユニット１０１の回動支軸１０５Ｆと嵌合する穴１
２３゛を有している。前側支板１２３ば、現像ユニ・ン
ト１０１をスライドガイド１２１に沿って挿入し、回動
支軸１０５Ｒを奥側支板１２２の穴１２２′に嵌合させ
た後、回動支軸１０５Ｆと前側支板１２３の穴１２３′
とを嵌合させ、その後基台１２０にビス止めされる。

ここで、各色の現像ユニット毎に設けられた奥側支板１
２２と前側支板１２３の穴１２２′、１２３′は、感光
ドラム１の軸線に平行な同一の軸線を共有するように組
立に際しては治具等を用いて調整される。

奥側支板１２２は、後述の駆動ギア、クラッチ等を支持
する駆動基板１２４にビス止めされ、該駆動基板１２４
は基台１２０にビス止めされる。

又、基台１２０にはＤＣモータ−１２５を支える支板１
２６がビス止めされている。

上記移動基台１２０は、第８図をも参照すると理解され
るように、基台１２０の奥側端部にレール１２７を備え
ており、該レール１２７は複写機の底板６０に固定され
た後側板５０に取付けられているレール支台１２８に摺
動自在に係合される。一方、基台１２０の前側端部には
支板１３０を介して、内部にベアリングを内蔵するコロ
１２９が回転可能に軸支されている。コロ１２９は底板
６０上を転動可能とされる。

断る構成により、移動基台１２０は、前記底板６０及び
後側板５０に対して移動可能とされる。

前記移動基台１２０の駆動は、底板６０に適当な支持手
段（図示せず）にて取付けられているステッピングモー
タ１３２の駆動力を、これも又同じ前記支持手段に設け
られた歯車１３３．１３４．１３５から成る歯車列を介
して基台１２０に固着したラック１３１に伝達すること
により達成される。

現像装置１００は基台１２０にて感光ドラム１の方へと
該感光ドラムのほぼ接線方向に移動され、現像作動位置
、即ち感光ドラムの大略真下位置にて感光ドラムに対し
所定の間隙をもって位置決めされる。

日　が　　　′　　　　よ　　　と　　　るしかしなが
ら、上記従来複写機では、現像装置１００の移動基台１
２０を駆動制御する際に以下に述べるような問題点があ
った。

つまり、前述の如く移動基台１２０の駆動は、底板６０
に適当な支持手段（図示せず）にて取り付けられている
ステッピングモーター１３２の駆動力を、これも又同じ
支持手段に設けられた歯車１３３．１３４．１３５から
成る歯車列を介して基台１２０に固着したラック１３１
に伝達することにより達成される。

ところが、上述のように歯車列により駆動する場合の問
題点としてバックラッシュによるガタが挙げられる。歯
車による駆動伝達等では周知の通り互いに噛み合う歯車
の歯に適当な大きさでのバックラッシュを設けることが
必須であるが、このバックラッシュにより駆動の伝達の
際に歯の噛み合い間にガタを生じ、歯車列が長い場合に
は最終段でのガタは、これらのバックラッシュの積み重
ねにより無視できない大きさとなり得る。

又、このようにバックラッシュにより生じたガタは、モ
ーターによる駆動伝達の効率低下につながるだけでな（
、従来複写機においては次のような問題点の発生が懸念
されるところであった。

つまり、従来複写機では、移動基台駆動用モータとして
は、移動基台１２０の停止精度向上のため、ステッピン
グモーターを使用している。そして、ステッピングモー
ターの応答特性としてはｌステップ角に対して正転方向
と逆転方向とに振動しながら次第に減衰して停止する。

このため、歯車のバックラッシュに起因したガタがある
と、この減衰時間が長くなり振動がいつまでも残ること
となる。この振動がステッピングモーターの固有振動数
に一致する値をとったときに共振現象を起こし、この結
果として、ステッピングモーターの出力トルクがほぼゼ
ロに近い値となる、所謂、脱調現象を引き起こし機械が
停止するという問題へと発展する。

従って、本発明の目的は、一つ以上の現像ユニットを担
持し移動せしめるための移動基台に適当な摩擦負荷を与
久ることによって、該移動基台の駆動に用いられる歯甫
列のガタを取り去り、歯車列のガタが原因となって発生
するステッピングモーターの脱調現象及び機種停止を未
然に防ぎ、常に安定した作動が可能とされる画像形成装
置を提供することである。

・　を　′　するための 上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。

要約すれば本発明は、表面に潜像が形成される像担持体
と、該像担持体上の潜像を顕像化するために該像担持体
の表面に接近して設置される少なくとも１つ以上の現像
ユニットと、該現像ユニットを担持し、移動せしめる移
動基台とを有する画像形成装置において、前記移動基台
の移動を規制する方向に作用する負荷付与手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置である。

及五上 次に、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳
しく説明する。

本実施例にて、本発明に係る画像形成装置は、先に第６
図から第１１図に関連して説明したフルカラー電子写真
複写機に具現化されるものとする。従って、以下、本発
明の要部を成す移動基台の負荷付与手段のみを説明し、
従来複写機と同一構成の部分については、同一の符号を
用いて、詳しい説明は省略する。

第１図及び第２図には、本発明に従って構成される移動
基台負荷付与手段の第１の実施例が図示される。

本実施例にて、移動基台１２０の曲げ面に固着されたラ
ック１３１には、ギア３００が噛み合っている。ギア３
００は、装置本体の底板６ｏに固着した支軸３０１に回
転自在に軸支され、更に、該支軸３０１にはギア３０２
が同じく回転自在に軸支されている。又、ギア３００と
、ギア３０２のボス部に嵌合するストッパ部材３０５と
の間に配接された圧縮ばね３０４により、前記ギア３０
０はギア３０２の方向へと付勢され、フェルト、コルク
等の摩擦パッド３０３を介してギア３０２の側面に押し
付けられている。

又、前記ギア３０２には底板６ｏに固着する軸３０６に
より回転自在に軸支されるギア３０７が噛合されており
、一方、ギア３０７には底板６０に固着する軸３０８に
より回転自在に軸支されるギア３０９が噛み合っていて
、ギア３０９は上記ラック１３１に同じ（噛合している
。

以上の構成において、複写機がコピー動作を開始して移
動基台！２０が矢印へ方向に移動し始める場合を考える
。移動基台１２０が距離り、。９動くと、ギア３０９は
ピッチ円周上を同じく距離Ｌ　ｓｏｗだけ回転する。こ
れをギア３０９の軸３０８の中心回りでの回転角α、。

９に換算すると、 αｓｏ９”　Ｌ　ｓｏ９／　ｒｓｏ９ （ｒｘ、、はギア３０９のピッチ円半径を表す。）一方
、ギア３０９の回転が伝達されるギア３０２の軸３０１
の回りでの回転角α、。２ば、α８０２：αｗｏｅ　Ｘ
　（ｒ　＊ａｅ　／　ｒ　ｘｏａ　）＝Ｌ　ｚｏｇ／　
ｒ３０２ となる（ｒｘ。２はギア３０２のピッチ円半径を表す）
。

従って、ギア３００は、そのピッチ円周上で、Ｌ　ｚｏ
ｏ　＝　ｒ　３００　Ｘ　ａｓａｔ”　Ｌ　ｗｏｅ　Ｘ
　ｒ　ｚｏｏ　／　ｒ　５ｏｔ（ｒｓ。。はギア３００
のピッチ円半径を表す。）だけ回転するよう駆動されて
いる。一方、ギア３００は移動基台１２０に固着のラッ
ク１３１によりり、。１だけ回転するように駆動される
。

ここで、移動基台１２０のラック１３１に噛み合うギア
３０９とギア３００とのピッチ円周上での移動量と比較
すると、第２図にも示されるように、ｒ、。２〉ｒ、。

。であるからし、。。＜　Ｌ　ｚ。、となり、このため
ギア３００は、移動基台１２０がり、。。動く間にギア
３０２に対してり、。ｓ−Ｌ□。

。に相当する量だけ、パッド３０３と圧縮バネ３０４に
より決まる摩擦負荷をうけつつ滑りながら回転すること
となる。又、この摩擦負荷は移動基台１２０の移動に逆
らう方向に作用するため、移動基台１２０を移動する際
のギアのバックラッシュによるガタは片方向に寄せられ
てガタ取りされることとなる。

本発明に従った上記実施例では、摩擦バッド３０３やギ
ア３００．３０２の材質、並びに圧縮バネ３０４の強さ
及びギア３００．３０９の歯数などを適宜に選択するこ
とにより、画像形成装置の現像装置の駆動に適した摩擦
負荷を与えながら駆動することができる。

第３図〜第５図に本発明の他の実施例が示される。

本実施例によると、現像装置の移動基台１２０の裏面に
第１のラック３２０が固着され、このラック３２０には
ギア３２１が噛み合っている。ギア３２１は、装置本体
の底板６０に固着した板金３２２，３２３に回転自在に
支持された軸３２４により回転自在に軸支されている。

又、ギア３２１の一部は、トルクリミッタ−４００の一
方の巻き付き胴３２１ａを一体として構成しており、巻
き付は胴３２１ａのバネ巻き付は部には金属ブツシュ４
０１が圧入されている。トルクリミッタ−４００の他方
の巻き付き胴４０２は、ビン３２５により軸３２４と一
体に構成されており、そのバネの巻き付き部には同じく
金属ブツシュ４０１が圧入されている。ドルクリジッタ
ー４００の巻き付き胴３２１ａと４０２の外周にはコイ
ルバネ４０３が巻き付けられ、その外周にはカラー４０
４が被せられている。

更に、軸３２４にはギア３２６がビン ３２６ａにより一体に構成されている。ギア３２６には
ギア３２７が噛み合っていて、該ギア３２７は軸３２４
に揺動自在に支持されるコの字板３２８に固着した軸３
２９に回転自在に軸支されている。前記コの字板３２８
は、その一部がバネ３３０により引張られており、これ
によりギア３２７は、移動基台１２０の裏面に固看され
たラック３３１に噛合するように付勢される。ここで、
ギア３２７とラック３３１とは適当なバックラッシュを
保持すべくピッチ田土に突き当て部材（図示せず）を備
えている。

更に、前記コの字板３２８の他端にはワイヤ３３２の一
端が固看され、該ワイヤ３３２は、プーリー３３５に巻
き掛けられている。プーリー３３５は、底板６ｏに固着
した支持板３３３上に固定された軸３３４回りに回転自
在に軸支されており、又、ワイヤ３３２の他端は、前記
支持板３３３に取り付けられたソレノイド３３６の鉄芯
に取付けられている。

以上の構成において、移動基台１２０が第４図矢印Ｂ方
向に移動する場合を考える。移動基台１２０が移動する
と、ラック３２０とラック。

３３１とにより駆動伝達されたギア３２１とギア３２６
とは互いに逆方向に回転する。この時トルクリミッタ−
４００のバネ４０３が緩む方向に巻き方向を設定してお
けば、トリクリミッタ−４００の緩み方向の伝達トルク
に相当する分の負荷が移動基台１２０に作用することと
なる。そして、移動基台１２０がＢ方向と逆方向に移動
するときには第５図に示す如く、ソレノイド３３６と作
動させてラック３３１とギア３２７との噛み合いを解除
すれば良い。又、Ｃ方向に移動するときは上述構成のみ
では移動基台１２０に負荷を与λることかできないので
、第３図〜第５図に示したものと同構成でトルクリミッ
タ−の作用方向だけ変えたものを合わせて用いることに
すれば移動基台１２０の移動方向にかかわらず負荷を与
えることができる。

及旦３と肱１ 以上説明したように、本発明に係る画像形成装置は、移
動基台に摩擦負荷を与えることによって、移動基台の駆
動に用いられる歯車列のガタを取り去り、歯車列のガタ
が原因となって発生する、移動誤差時間が長くなるのを
防止でき、且つ共振による駆動用ステッピングモーター
の脱調現象を解決して、機械停止を未然に防ぎ、常に安
定した作動が可能とされ、信頼性が向上する。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る画像形成装置の移動基台に設け
られた負荷付与手段の一実施例を示す断面図である。 第２図は、第１図の手段の平面図である。 第３図は、本発明に係る画像形成装置の移動基台に設け
られた負荷付与手段の他の実施例を示す断面図である。 第４図及び第５図は、第３図の手段の作動を説明する側
面図である。 第６図は、本発明に係る画像形成装置を具現化し得るフ
ルカラー電子写真複写様の断面図である。 第７図は、本発明に従って構成される現像装置の斜視図
であり、各現像ユニットは省略されている。 第８図は、第７図の矢印Ｂ方向より見た正面図である。 第９図は、現像ユニットの斜視図である。 第１０図は、現像スリーブの穂立ちの状態を示す断面図
である。 第１１図は、現像スリーブの穂切りの状態を示す断面図
である。 工：像担持体 ５：転写装置 １００：現像装置 １０１：現像ユニット １０２：現像スリーブ １２０：移動基台 １３１ニラツク １３２：移動基台駆動モータ ３０３：摩擦パッド ３０４：圧縮バネ ４００　：　）ルクリミッター 一ジ′ 第４図 第５図 第８図 第１１図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）表面に潜像が形成される像担持体と、該像担持体上
   の潜像を顕像化するために該像担持体の表面に接近して
   設置される少なくとも１つ以上の現像ユニットと、該現
   像ユニットを担持し、移動せしめる移動基台とを有する
   画像形成装置において、前記移動基台の移動を規制する
   方向に作用する負荷付与手段を具備することを特徴とす
   る画像形成装置。