JPH06110323A - 画像記録装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】本発明は非磁性一成分接触方式の電子写真によ
る画像記録装置において、感光体が一定速度で回転して
ジッタ量が少ない装置を提供することにある。 【構成】弾性体からなる現像ローラ２３に現像ローラの
直径より小さなローラからなる規制部材２６を、現像ロ
ーラに設ける。これにより感光体１が現像ユニットがギ
ヤ系によって押圧されても、規制部材によって現像ロー
ラが感光体を押圧する力が制限される。 【効果】規制部材によって現像ローラが感光体を押圧す
る力が制限されるので、現像ローラから感光体に作用す
る摩擦力が少なくなりジッタ量が少なくなる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真方式の画像記録
装置に係る。

【０００２】

【従来の技術】従来よりいろいろな現像方式、例えば現
像ローラを感光体に対して接触させるか、または非接触
か、トナーが磁性か、非磁性か、磁性の現像剤いわゆる
キャリアを使用するか使用しないか等々、の電子写真画
像記録装置が提案されている。これらの中で磁性を帯び
ていない非磁性トナーを使用して現像ローラを感光体に
対して接触させ、しかも現像剤は使用しない非磁性一成
分接触方式の現像装置は簡単に構成できることから数多
くの発明が提案されている。例えば現像性能を向上させ
るために現像ローラの周速を感光体の周速に対して速く
する特開平１−２５２９７９号公報、現像ローラに表面
がゴムの弾性ローラを用いる特開平２−２０８６７１号
公報等が開示されている。

【０００３】一方、感光体、帯電器、クリーニングブレ
ード、現像器等々のプロセス部材を一体化しトナーを収
容するプロセスキット方式が広く普及しており、例えば
特開昭５９−６１８５０号公報等に開示されている。一
般に感光体自体は数万枚の寿命を有しているがプロセス
キット本体に収容されているトナーが数千枚でなくなる
ことから、プロセスキットの寿命はトナーがなくなる数
千枚に設定されている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】非磁性一成分接触方式
の現像装置は構成が簡単であるという利点を有するが、
現像ローラを感光体に押圧し、現像ローラの表面は摩擦
係数の高いゴム等の弾性体であり、しかも現像性能を向
上させるために現像ローラの周速を感光体の周速よりも
速くするのが一般的であるので、感光体には現像ローラ
との摩擦力によって大きな回転トルクが作用する。感光
体に接続しているギヤ列は、感光体を正確に回転させよ
うとするが、現像ローラとの摩擦力によって生じる前記
の回転トルクは、感光体の正確な回転を妨げる。このた
め感光体の回転が不規則になり、記録画像にジッタが発
生するなど画像が劣化しやすい。特に現像ローラを感光
体に押圧する押圧力が過大になると、この傾向は著しく
なるため過大な押圧力を作用させることは絶対に避ける
必要がある。

【０００５】この一つの解決方法として感光体と現像器
を一つのプロセスキットにして現像ローラと感光体の位
置精度を正確に保つことで現像ローラを感光体に押圧す
る押圧力を適正にすることが可能である。しかし感光体
の寿命は数万枚を有しているのにプロセスキットの寿命
はトナーがなくなる数千枚にしなければならないので資
源の無駄使いをしているといえる。

【０００６】本発明の目的は、省資源で現像ローラを感
光体に押圧する押圧力が過大とならない画像記録装置を
提供することにある。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、走査光学系
と、この走査光学系から照射されるレ−ザ光により画像
信号に応じた静電潛像が形成される感光体と、この感光
体にトナ−現像を施すものであって感光体に当接する現
像ロ−ラを備える現像ユニットと、用紙を搬送する用紙
搬送手段とを有する画像記録装置において、現像ロ−ラ
が感光体に押圧する力を規制する手段を設けることによ
って達成される。

【０００８】規制手段の実施態様としては、現像ローラ
の直径より小さな直径のローラを現像ローラと同軸に現
像ローラの非記録部に設けるか、感光体もしくは感光体
の支持体に当接して現像ローラの圧縮量を規制する部材
を現像ローラに設けるか、現像ローラまたは現像ローラ
支持体に当接して現像ローラの圧縮量を規制する部材を
感光体に設けるかもしくは、感光体もしくは感光体支持
体に当接して現像ローラの圧縮量を規制する規制部材を
現像ローラ支持体に設けるものであるまた、走査光学系
と、この走査光学系から照射されるレ−ザ光により画像
信号に応じた静電潛像が形成される感光体と、この感光
体にトナ−現像を施すものであって感光体に当接する現
像ロ−ラを備える現像ユニットと、用紙を搬送する用紙
搬送手段とを有する画像記録装置において、現像ローラ
を現像ローラの長さ方向にアンバランスに感光体側に押
圧する押圧部材を備えてもよい。

【０００９】さらに、上記の構成に加え、現像ユニット
には現像ブレ−ド及びトナ−を収納するホッパを備え、
現像ロ−ラ、現像ブレ−ド及びホッパを一体的に形成
し、画像記録装置に対し着脱可能としてもよい。

【００１０】さらに、上記の構成に加え、画像記録装置
本体ギヤ列から現像ユニットギヤ列を回転駆動するとき
に、画像記録装置本体ギヤ列から現像ユニットギヤ列に
伝達する力は現像ユニットに対して垂直方向の力成分の
みか、または水平方向の力成分が感光体の反対側に向い
ているようにしてもよい。

【００１１】

【作用】上記のような押圧力を規制する各手段を用いる
ことにより、感光体に押圧される現像ローラの圧縮量を
規制することができる。

【００１２】すなわち、現像ローラの直径より小さな直
径のローラを現像ローラと同軸に現像ローラの非記録部
に設けることにより、感光体に現像ローラを過大な力で
押圧したときにも小さな直径のローラが感光体に当接す
る状態で感光体と現像ローラとの間一定の加重が加わ
る。

【００１３】現像ローラの圧縮量を規制することにより
感光体を回転させようとするトルクは過大にならずに画
像に生じるジッタの量も小さく抑えることが可能にな
る。

【００１４】

【実施例】図１は本発明の画像記録装置の断面図であ
る。

【００１５】はじめに図１により全体構成を説明する。
用紙収納部を構成する用紙カセット３５１は、画像記録
装置本体９００中に収納されている。用紙収納部を構成
する用紙カセット３５１には用紙３１１が収納されてい
る。さらに給紙ロ−ラ３２１は用紙カセット３５１内の
用紙の搬送方向先端側に、用紙斜行補正部材を構成する
レジストロ−ラ３７１及び３７２は感光体１の手前に配
置した。レジストロ−ラ３７１および３７２は用紙の斜
行を補正し、給紙動作を行う。記録された用紙は用紙ト
レイ３８８に堆積し保管する。

【００１６】走査光学系３８１は、レ−ザダイオ−ド、
ポリゴンミラ−、Ｆ−θレンズにより構成されクラムシ
ェル８００に固定されている。走査光学系３８１から照
射されるレ−ザ光により感光体ユニット１０を構成する
感光体１の表面に画像信号に応じた静電潜像を形成す
る。現像ユニット２には図２に示すように、内部にトナ
−２１を収納するホッパ２０１および現像ロ−ラ２３等
を有しており、感光体１上にトナ−現像を施す。転写コ
ロトロン３８３には図示しない高電圧回路により＋数ｋ
Ｖの高電圧が印加されており、静電気力の作用により感
光体１上のトナ−を用紙上に転写する。熱定着器３８７
は、表面にトナ−画像を有する用紙に熱を加えて定着
し、永久画像とする。

【００１７】以下、本発明の画像記録装置の記録動作に
ついて説明する。まずコントロ−ラ（図示せず）によ
り、定着器３８７のウオ−ムアップを開始するとともに
走査光学系３８１のポリゴンミラ−を回転させる。定着
器３８７および走査光学系３８１が動作可能状態になる
と、給紙動作が開始される。

【００１８】例えば用紙カセット３５１中の用紙３１１
を給紙する場合、コントロ−ラの指令によりモ−タ（図
示せず）が回転する。この回転駆動力は歯車を介して給
紙ロ−ラ３２１に伝えられ、給紙ロ−ラ３２１は用紙３
１１を分離搬送する。用紙カセット３５１より分離され
た用紙３１１は、給紙ロ−ラ３２１の回転により用紙ガ
イド３６１，３６２，３６３及び現像ユニット２の下面
により形成される搬送路中を搬送され、用紙斜行補正部
材であるレジストロ−ラ３７１、３７２へと向かう。こ
の時用紙は停止しているレジストロ−ラ３７１及び３７
２の接触部に突き当たった後もさらに搬送され、斜行が
補正される。その後レジストロ−ラは回転を開始し、用
紙ガイド３６４に沿って用紙を搬送する。

【００１９】一方、感光体ユニット１０に備えた帯電器
には数ｋＶの高電圧が付加され、帯電器より発生するイ
オンによって感光体１表面は一様に帯電される。画像信
号を受けた走査光学系３８１は画像信号に応じて回転す
る感光体１上にレ−ザ光による潛象を書き込む。感光体
１上の潛象は現像ユニット２によりトナ−現像が施さ
れ、トナ−による可視像となり所定のタイミングで搬送
されてきた用紙に転写される。表面にトナ−による画像
が転写された用紙は用紙ガイド３６５に導かれ定着器３
８７へ搬送される。用紙３１１は定着器３８７の熱によ
り定着されて機内の用紙トレイ３８８に排紙され、記録
動作を完了する。

【００２０】以下、本発明の画像記録装置の現像部の実
施例を図面を参照しながら説明する。まず図２から図４
を用いて説明する。図２は本発明の一実施例の画像記録
装置の主要部分の部分断面側面図、図３は図２の一部分
の斜視図、図４は本発明の一実施例の画像記録装置の主
要部分の上面図である。

【００２１】クラムシェル８００は、厚さ１．６ｍｍの
亜鉛めっき鋼板からなり概略的には大きなＬ字状に成形
されている。その下端部にはクラムシェル８００を開閉
するためのクラムシェル支点８０２、図示されてない露
光手段からのレーザ光を照射するために上側中央部に設
けられたクラムシェル開口部８０３、および現像ユニッ
ト２を支持するためのクラムシェルレール８０１を備え
ている。またクラムシェル８００には現像ユニット２を
支持するためのガイド部材８２、現像ユニット２を押圧
するギヤ側板バネ８３及び反ギヤ側板バネ８４、そして
感光体ユニット１０が固着されている。

【００２２】円筒状の形状をした感光体１が、軸受１６
により感光体ユニット１０に回転可能に支持されてい
る。感光体１は、基体を導電性の材料、例えばアルミ合
金などの上に感光材料が塗布されたもので、導電性の基
体は電気的に０Ｖの電位に保持されている。感光体１
は、図示されていない駆動源によって矢印Ａ方向に一定
速度で回転する。ここで図２に示す矢印Ａ方向は感光体
１に画像が形成される方向であるから、以下これを感光
体１の記録方向と呼ぶことにする。

【００２３】感光体に接しながら回転または移動する記
録プロセス部材で感光体との接触点の速度ベクトルの向
きが感光体１と同じものは感光体１の記録方向と同じと
以下考えることにする。本実施例では感光体の回転速度
は周速３５ｍｍ／ｓ、感光体の直径は３０ｍｍである。

【００２４】感光体ユニット１０は、画像記録装置のク
ラムシェル８００にねじにより固定されている。感光体
ユニット１０の内部には板部材１２に固定された厚さ２
ｍｍのウレタンゴムよりなるクリーニングブレード１
１、クリーニングブレード１１が清掃したトナーを搬送
するスクリュー１３、スクリュー１３が搬送するトナー
を落下させないための厚さ０．２ｍｍのウレタンゴムよ
りなるシール板１５、感光体１の表面電位を−３００か
ら−９００Ｖ程度の一定電圧に保つための帯電器１４
と、前記の軸受１６とを備えている。

【００２５】現像ユニット２は、画像記録装置のクラム
シェル８００のレール８０１およびクラムシェル８００
に固着されているガイド部材８２により矢印Ｅ方向に抜
き差し可能に支えられている。現像ユニット２は、前記
のクラムシェルレール８０１およびガイド部材８２によ
り、矢印ｅで示す感光体方向および反感光体方向にも移
動可能となっている。現像ユニット２は、クラムシェル
８００の反感光体側の壁に千鳥状に固着された２つの板
バネ、すなわちギヤ側板バネ８３と反ギヤ側板バネ８４
とそれぞれ対面する位置に中央に凹みを有するギヤ側被
押圧部材２８３と、反ギヤ側被押圧部材２８４を備えて
いる。ギヤ側板バネ８３と反ギヤ側板バネ８４が、これ
らのギヤ側被押圧部材２８３と反ギヤ側被押圧部材２８
４中央の凹みを押圧することによって現像ユニット２の
交換時のクリック感を出す作用がある。前記のギヤ側板
バネ８３と反ギヤ側板バネ８４による押圧手段により現
像ユニット２は矢印ｅで示した感光体ユニット１０の方
向に押圧される。現像ユニット２の感光体側の端部の両
側板には、ポリアセタール樹脂よりなる軸受２６０が現
像ユニット２に固定され、現像ローラ２３と搬送ローラ
２４を回転可能に支持している。撹拌ブレード２５も、
現像ユニットに回転可能に支持されており、これら現像
ローラ２３、搬送ローラ２４と撹拌ブレード２５は、ギ
ヤによってそれぞれ図に示した矢印Ｂ、Ｃ、Ｄ方向に駆
動される。現像ローラ２３は、直径１６ｍｍであり直径
１０ｍｍの芯金にゴム硬度Ｈｓ３５±５°の導電性のウ
レタンゴムを被覆したもので、反ギヤ側板バネ８４とギ
ヤ側板バネ８３の押圧力によって感光体１に当接しなが
ら回転し、その回転方向は、感光体１と同じ記録方向に
設定されている。現像ローラ２３の回転速度は、トナー
の供給量を多くして現像性能を高めるために感光体の回
転速度に対して高くする必要があり、本実施例では感光
体の回転速度に対して約１．８倍の周速の６３ｍｍ／ｓ
に設定されている。現像ローラ２３の寸法公差は、直径
に対して±０．０５ｍｍ、振れは０．０５ｍｍまで許容
されて使用される。現像ローラ２３は、その芯金に−１
５０から−２００Ｖ程度の電圧が図示されていない接点
を経由して画像記録装置の本体より印加される。規制ロ
ーラ２６は、図３に示すように現像ローラ２３の直径よ
りわずかに小さい直径１５．８５±０．０５ｍｍ、幅４
ｍｍのポリアセタール樹脂より構成され、現像ローラ２
３の端部に現像ローラ２３と同心状に、現像ローラ２３
に対して自由に回動するように、感光体１の記録領域を
外れたところで感光体１と対面して設けられている。規
制ローラ２６は、現像ユニットに過大な押圧力が作用し
たときにも、現像ローラ２３の感光体１に対する押圧力
を制限する役割を有している。搬送ローラ２４は、スポ
ンジ状の表面を有したローラである。アルミ合金または
真鍮等の金属で作られた現像ブレード２７は現像ユニッ
ト２にスライド可能に支持されており、複数のバネ２２
によって線圧８６ｇ／ｃｍ（８４．２Ｎ／ｍ）、記録幅
が２５６ｍｍのときの総圧で２．２ｋｇ（２１．６Ｎ）
という条件で、現像ローラ２３に押圧されている。現像
ユニット２の中にあるホッパ２０１には非磁性のトナー
２１が収容されており、弾性体の羽根よりなる撹拌ブレ
ード２５の回転によりトナー２１を搬送ローラ２４に送
る。搬送ローラ２４は現像ローラ２３にトナー２１を搬
送し、現像ローラ２３上のトナー２１は、現像ブレード
２７によって擦られて所望の極性に、本実施例ではマイ
ナスの極性に摩擦帯電する。現像ユニットは、ホッパ２
０１に現像剤がなくなった時点で、ユーザはクラムシェ
ル８００を開き、現像ユニット２を画像記録装置のクラ
ムシェル８００のレール８０１およびガイド部材８２を
スライドさせることによって取り出すことができ、容易
に新品のものと交換することができる。

【００２６】図示されていない露光手段は、クラムシェ
ル８００の上部に固定されており画像信号に応じて、ク
ラムシェル開口部８０３から感光体ユニット１０と現像
ユニット２の間隙を通過してレーザ光６６を照射して感
光体１上に静電潜像を形成する。

【００２７】以上の構成においてその動作を簡単に説明
する。Ａ方向に回転する感光体１に露光手段でレーザ光
６６を照射して、感光体１の表面に静電潜像を形成す
る。この静電潜像の電位は、０から−１５０Ｖ程度であ
るので、−１５０〜−２００ｖの電圧が印加された現像
ローラ２３上でマイナスの帯電をした現像剤は、上記の
静電潜像に付着して、感光体１上に現像画像が形成され
る。この現像画像は、図示されていない転写手段によっ
てほとんどのトナーが記録用紙に転写され、図示されて
いない熱定着器で定着される。わずかな転写されなかっ
たトナーは、クリーニングブレード１１でかき落され
て、スクリュー１３により搬送され、図示されていない
廃トナー容器に収容される。さらに感光体１のＡ方向の
回転によって、帯電器１４で感光体１を再び帯電させ
る。

【００２８】次に図５、図６及び図７を用いて、図２乃
至図４に示した第１の実施例の動力伝達の具体的構成に
ついて説明する。図５は、ギヤによる動力伝達の全体構
成を示す側面図で、図６は図５の一部を拡大した斜視
図、図７は図５の一部の歯車列の力関係を説明した図で
ある。図において１点鎖線で示した円は、ギヤのピッチ
円を示している。

【００２９】駆動モ−タ９０は、画像記録装置の本体９
００に固定されている。駆動モ−タは、最大トルク１．
９kgcm、回転角１．８度、駆動周波数１９００パルス／
秒のステッピングモ−タである。駆動モ−タ９０の軸に
固定されているギヤ１０１は反時計回りに回転する。ギ
ヤ１０２、１０３、１０４、１０７及び１０８は画像記
録装置の本体９００に回転可能に固定されている。ギヤ
１０４及び１０９は夫々１０３及び１０８の中心を回転
支点とし、しかもギヤのピッチを保つレバ−体１２０及
び１２１によって支持されており、ギヤ１０５及び１０
６は感光体ユニットに備えられている。レバ−体１２０
及び１２１をギヤ１０５及び１１０の方向に付勢するた
めのバネ１２２及び１２３が夫々備えられている。図５
に示すようにギヤ１０９とギヤ１１０には、夫々同軸上
に自由に回転する圧接リング２０９及び２１０が備えら
れている。この圧接リング２０９及び２１０の直径は夫
々１０９及び１１０のピッチ円の直径と同一に設定され
ており、ギヤ１０９とギヤ１１０の距離を正確に保つ役
割をする。ギヤ１０４及び１０５にも、ギヤ１０９及び
ギヤ１１０に設けた圧接リングと同様のものが備えられ
ている。また、ギヤ１１０、１１１、１１２、１１３及
び１１４は、現像ユニットに備えられている。 駆動モ
−タ９０の軸に固定されているギヤ１０１は、段付きギ
ヤ１０２、段付きギヤ１０３及びギヤ１０４をそれぞれ
矢印で示した方向に回転させて、感光体１に固定されて
いるギヤ１０５を回転し感光体１を回転させる。更に感
光体１に固定されているギヤ１０５は、スクリュー１３
に固定されているギヤ１０６を回転させる。

【００３０】また、駆動モータ９０の軸に固定されてい
るギヤ１０１が、ギヤ１０２、１０７、１０８、１０９
をそれぞれ矢印で示した方向に回転させ、搬送ローラ２
４に固定されているギヤ１１０を回転させて、現像ユニ
ット２に動力伝達を行う。現像ユニット２の中ではギヤ
１１０より、ギヤ１１１を矢印で示した方向に回転させ
て現像ローラ２３に固定されているギヤ１１２を回転さ
せ、ギヤ１１１、１１３を経由して撹拌羽根２５が固定
されているギヤ１１４を回転させる。

【００３１】現像ユニット２は、感光体１に対して水平
方向に移動するため、レバー体１２１によってギヤ１０
９の位置が現像ユニットの位置に追従するようにしてあ
る。

【００３２】現像ローラ２３は前に述べたように現像ブ
レード２７により強く押圧されており、しかも回転数が
高いために、現像ローラを回転させるためには大きトル
クを必要とする。このため、ギヤ１０９の回転作用によ
って、ギヤ１１０を経由して現像ユニット２に大きな力
が作用するようになる。

【００３３】この力の関係を図７により説明する。図７
は、ギヤ１０８、１０９、１１０に作用する力について
考察したものである。本実施例ではレバー体１２１の先
端に付いたギヤ１０９を中心として水平線に対して現像
ユニットの初段ギヤ１１０となす角度をα、ギヤ１０８
とのなす角度をβとすると、αは、βより小さい構成に
なっている。駆動モータ９０が回転して、図７のギヤ１
０８、１０９及び１１０が回転する。このときギヤ１１
０は、矢印Ｈで示す現像ユニットの負荷トルクに比例す
る接線力Ｈをギヤ１０９から受ける。この接線力Ｈは上
向きで反感光体方向である。この接線力Ｈは、衆知のよ
うにギヤ１０９と１１０のピッチ円の接線に対してギヤ
の圧力角θであり本実施例では２０度だけ傾く。同時に
ギヤ１０９は、接線力Ｈの反作用として接線力ｈをギヤ
１１０から受ける。ギヤ１０９は、接線力Ｈまたは接線
力ｈと絶対値が同じ現像ユニットの負荷トルクに比例す
る接線力ｊをギヤ１０８から受ける。接線力ｊもギヤ１
０９と１０８のピッチ円の接線に対してギヤの圧力角だ
け傾いている。ギヤ１０９に作用する接線力ｈとｊをギ
ヤ１０９の中心に平行移動した力ｈ´、ｊ´のベクトル
和となる合力は図に示す力ｋである。この合力ｋをギヤ
１０８および１１０の方向に分解した力が図に示す力ｎ
とｍである。力ｍは、ギヤ１０９がレバー体１２３をギ
ヤ１０８の方向に圧縮する力として働く。力ｎは、ギヤ
１０９と同軸の圧接リング２０９がギヤ１１０と同軸の
圧接リング２１０を介して現像ユニット２を上方向と感
光体方向に押圧する力として働く。したがって現像ユニ
ットはギヤ１１０と圧接リング２１０を介して、接線力
Ｈと力ｎを受ける。力ｎを平行移動した力ｎ´により接
線力Ｈと力ｎのベクトル和を求めると接線力Ｈと力ｎの
合力は図に示す力ｐである。この力ｐの向きは、上方向
で感光体の方向に向いている。すなわち現像ユニット２
は、ギヤの動力伝達によってをクラムシェルの天板と感
光体の方向に押圧される。この力ｐは負荷トルクに比例
する力Ｈ、ｈ、ｊの合力なので、力ｐもまた現像ユニッ
トの負荷トルクに比例する。したがって負荷トルクが大
きくなれば、現像ユニット２は、ますます強く押圧され
ることになる。前述したように現像ローラ２３は、感光
体１より速く回転しているので、前記の押圧力による摩
擦力によって現像ローラ２３は感光体１を規定の速度よ
りも高速に回転させようとする。感光体１はギヤ１０
１、１０２、１０３、１０４、１０５によって一定速で
回転しようとしているが現像ローラ２３から摩擦による
不規則な駆動トルクが作用するので感光体の回転速度は
一定にならず、画像にはジッタが発生しやすくなる。こ
の力ｐが大きくなれば、現像ローラはより強く感光体に
当接し、そのためより強く感光体を回す力が発生し、現
像ローラの負荷トルクは、さらに、大きくなりやすい。
換言すると現像ローラの負荷トルクが大きいと現像ロー
ラの負荷トルクは大きくなり、現像ローラはより強く感
光体に当接し、画像にはさらにジッタが増加することに
なりやすい。

【００３４】図５、図６及び図７に示すギヤ列を使用し
て従来例の規制ローラが無い場合は、現像ローラが感光
体に押圧されて、現像ローラから感光体に摩擦による不
規則な駆動トルクが作用する。この作用によって感光体
の回転は不規則になりジッタを生じることになる。更
に、このことによって現像ユニットのトルクが増加す
る。前述したようにギヤが現像ユニットを感光体の方向
に押圧する力は現像ユニットの負荷トルクに比例する。
すなわち現像ユニットの負荷トルクが増加するとますま
す現像ローラは感光体を押圧し、このために現像ユニッ
トの負荷トルクが増加するといった悪循環になる。

【００３５】本実施例では、図５、図６及び図７に示す
ギヤ列を使用しても、現像ローラと同心状に規制ローラ
が設置されているので、現像ローラの感光体に対する押
圧力を制限することができ、現像ローラから感光体に摩
擦による不規則な駆動トルクを軽減して、上記の悪循環
を立ちきることができる。

【００３６】図５、図６及び図７に示したような、現像
ユニットを駆動するときにギヤ列から感光体の方向に押
圧力が作用する場合は、図４に示すように、ギヤ列のあ
る方の押圧手段、ギヤ側板バネ８３の押圧力を低くする
ことが、モータ９０の駆動トルクを低減するのに効果的
である。また、感光体に対する押圧力を低くすることが
可能になるのでジッタ低減にも効果的である。

【００３７】図８及び図９に、従来例と本発明のジッタ
の量を測定した実験結果を示す。図８及び図９ともに記
録画に横線を５０８μｍごとに記録してその線間ピッチ
を記録長１００ｍｍにわたって計測した結果を示したも
のである。

【００３８】図８は、従来例で現像ローラに規制部材が
無く、現像ユニットに１．５ｋｇのバネ力、現像ユニッ
トを駆動するギヤより約１ｋｇの押圧力が作用して、総
圧力は２．５ｋｇ程度になる。横線の線間ピッチは設定
値５０８μｍに対して最小値が４４８μｍ、最大値が５
４７μｍ、標準偏差が２０．０μｍと大きな位置ずれが
発生している。これは、現像ユニットの感光体に対する
押圧力が大きく、現像ローラから感光体に伝達される不
安定な摩擦による回転トルクが大きくなり、ジッタが大
となるためである。

【００３９】図９は、図１に示した実施例の実験結果で
現像ローラの両端に同心状に規制ローラを設けた場合を
示している。現像ユニットに１．５ｋｇのバネ力、現像
ユニットを駆動するギヤより約１ｋｇの押圧力が作用し
て、総圧力は２．５ｋｇ程度と図２の条件と同じであ
る。横線の線間ピッチは設定値５０８μｍに対して最小
値が４５８μｍ、最大値が５３７μｍ、標準偏差が１
２．５μｍとジッタは大幅に改善されている。これは、
現像ユニットの感光体に対する押圧力が大きくても、現
像ローラから感光体に伝達される不安定な摩擦による回
転トルクが規制ローラで制限されるために、ジッタが小
となるためである。

【００４０】以上説明したように、本発明の一実施例の
規制ローラを現像ローラに同心状に設置した場合は感光
体に押圧される量が制限され、規制ローラと感光体の摩
擦係数は低くできるので、現像ローラの押圧力はあると
ころで制限されてジッタの発生は少なくなる。

【００４１】図１０は、現像ユニットが着脱できること
を示す画像記録装置の主要部分の一部断面の上面図であ
る。図２及び図４と同一の符号は、同一部分を示す。現
像ユニット２が、図１に示したクラムシェルレール８０
１とガイド部材８２によって支持されて、矢印Ｅ方向に
抜き差し可能であることを示している。現像ユニット２
は、前記のレール８０１およびガイド部材８２により、
矢印ｅで示す感光体方向および反感光体方向にも移動可
能となっている。現像ユニット２を挿着する際には、ギ
ヤ側板バネ８３と反ギヤ側板バネ８４が、ギヤ側被押圧
部材２８３と反ギヤ側被押圧部材２８４中央の凹みを押
圧することによってクリック感を出している。前記のギ
ヤ側板バネ８３と反ギヤ側板バネ８４による押圧手段に
より現像ユニット２は矢印ｅで示した感光体ユニット１
０の方向に押圧される。

【００４２】図１１は、本発明の第２の実施例を記載し
た画像記録装置の主要部分を示す一部断面の上面図であ
る。図２及び図４と同一符号は、同一部分を示す。図１
１に示す第２の実施例では、規制ローラ２６がギヤ側の
みに設置されており、他の点は図２から図１０に示す第
一の実施例と同じである。本実施例においてもギヤの駆
動により現像ユニットのギヤ側が感光体側に押圧され
る。規制ローラ２６がギヤ側に設置されているので、現
像ローラが感光体に過度に押圧されることがなく、従来
例に比べて大幅にジッタが低減した。

【００４３】図１２は、本発明の第３の実施例を記載し
た画像記録装置の主要部分を示す一部断面の側面図であ
る。本実施例では、トナーのみを供給する現像ユニット
から着脱可能なトナーカセット２１１を設けており、他
の点は図２から図１０に示す第一の実施例と同じであ
る。本実施例によれば、トナー切れの場合には、トナー
カセットによるトナーのみの供給により画像記録が再び
行えるためにさらに経済的である。

【００４４】図１３から図１５は、規制ローラに代わる
現像ローラの加圧規制手段を示すものである。

【００４５】図１３は、本発明の第４の実施例を記載し
た画像記録装置の一部を示す一部断面の上面図である。
本実施例では第１の実施例に示した規制ローラは使用さ
れていない。現像ユニットに強い押圧力が作用したとき
に現像ローラ２３の軸受２６０が感光体１の軸受１６に
当接するようになっている。より具体的には、現像ユニ
ットに押圧力が強く作用せず、感光体と現像ローラが軽
く当接しているときに対面する軸受２６０と軸受１６の
間隙は、０．０５ｍｍ程度の値に設定する。本実施例で
もジッタは、大幅に改善された。

【００４６】本実施例では、部品転数が少なく組立て性
が良好であるととともに、規制部材剤として軸受１６が
静止している軸受２６０と接触するので摩耗がなく、長
期な渡って信頼性保てる利点を有する。

【００４７】図１４は、本発明の第５の実施例を記載し
た画像記録装置の一部を示す一部断面の上面図である。
本実施例では第１の実施例に示した規制ローラ２６を現
像ローラ２３には使用せず、感光体１と同軸状に設置し
た。現像ユニットに強い押圧力が作用したときに現像ロ
ーラ２３の軸と規制ローラ２６が当接するようになって
いる。より具体的には、現像ユニットに押圧力が強く作
用せず、感光体と現像ローラが軽く当接しているときに
対面する現像ローラ２３の軸と規制ローラ２６の間隙
は、０．０５ｍｍ程度の値に設定する。本実施例でもジ
ッタは、大幅に改善された。

【００４８】本実施例では、感光体１の表面を傷つける
ことがない利点を有する。

【００４９】図１５は、本発明の第６の実施例を記載し
た画像記録装置の一部を示す上面図である。本実施例で
は第１の実施例に示した規制ローラは使用されていな
い。現像ユニットに強い押圧力が作用したときに現像ロ
ーラ２３の軸受２６０が感光体１の記録領域を外れた表
面に当接するようになっている。より具体的には、現像
ユニットに押圧力が強く作用せず、感光体と現像ローラ
が軽く当接しているときに対面する軸受２６０と感光体
１の記録領域を外れた表面の間隙は、０．０５ｍｍ程度
の値に設定する。本実施例でもジッタは、大幅に改善さ
れた。また、本実施例では、部品点数が少なく、組立て
性が良好であるとともに規制部材を感光体に直接当てる
ので、寸法精度を良好に保てる利点を有する。

【００５０】図１６及び図１７は、図５、図６及び図７
の歯車列を改良した第７の実施例を示す。図１６はギヤ
による動力伝達の全体を示した側面図で、図１７は図１
６の一部のギヤ列の力関係を説明する図である。図１６
及び１７において一点鎖線で示した円はギヤのピッチ円
を示している。ギヤ１０９、１１０、１０５、１０４に
は、図５乃至図７で説明した実施例と同様に、ギヤのピ
ッチ円に等しい圧接リングが備えられている。ギヤ系全
体の構成は図５乃至図７に示したものと同じであるが本
実施例ではレバー体１２１の先端に付いたギヤ１０９を
中心として水平線に対して現像ユニットの初段ギヤ１１
０となす角度をα、同軸のギヤ１０８とのなす角度をβ
は同じ値になっている点が異なっている。

【００５１】ギヤ１０９の回転作用によって、現像ユニ
ット２に大きな力が作用する。この力の関係を図１７に
より説明する。図１７は、ギヤ１０８、１０９及び１１
０に作用する力に付いて考察したものである。駆動モー
タ９０が回転して、図１６に示すギヤ１０８、１０９及
び１１０が回転する。このときギヤ１１０に、矢印Ｈで
示す現像ユニットの負荷トルクに比例する接線力Ｈをギ
ヤ１０９から受ける。この接線力Ｈは上向きで反感光体
方向である。この接線力Ｈは、衆知のようにギヤ１０９
と１１０のピッチ円の接線に対してギヤの圧力角θであ
り本実施例では２０度だけ傾く。同時にギヤ１０９に
は、接線力Ｈの反作用として接線力ｈをギヤ１１０から
受ける。ギヤ１０９は、接線力Ｈまたは接線力ｈと絶対
値が同じ現像ユニットの負荷トルクに比例する接線力ｊ
をギヤ１０８から受ける。接線力ｊもギヤ１０９と１０
８のピッチ円の接線に対してギヤの圧力角だけ傾いてい
る。角度αとβは等しいので、接線力ｈとｊは、水平線
に対して線対称になる。ギヤ１０９に作用する接線力ｈ
とｊをギヤ１０９の中心に平行移動した力ｈ´、ｊ´の
ベクトル和となる合力は図に示す力ｋである。この合力
ｋは、水平方向に向かう。この合力ｋをギヤ１０８およ
び１１０の方向に分解した力が図に示す力ｎとｍであ
る。力ｍは、ギヤ１０９がレバー体１２３をギヤ１０８
の方向に圧縮する力として働く。力ｎは、圧接リング２
０９が圧接リング２１０を介しての現像ユニット２を上
に、しかも感光体方向に押圧する力として働く。したが
って現像ユニット２はギヤ１１０と圧接リング２１０を
介して、接線力Ｈと力ｎを受ける。力ｎを平行移動した
力ｎ´により接線力Ｈと力ｎのベクトル和を求めると接
線力Ｈと力ｎの合力は図に示す力ｐである。この力ｐの
向きは、上方向の成分のみとなる。すなわち現像ユニッ
ト２は、ギヤの動力伝達によってをクラムシェルの天板
の方向にのみ押圧される。この力ｐは、現像ユニットの
負荷トルクに比例するが、もし負荷トルクが大きくなっ
たとしても、現像ユニット２は、クラムシェルの天板の
方向にのみ強く押圧されるので、現像ローラ２３が、感
光体１を規定の速度よりも高速に回転させようとする押
圧力による摩擦力が増加することは無い。したがって現
像ローラ２３から感光体に作用する駆動トルクが増加す
ることは無いので感光体の回転速度は一定になり、画像
にはジッタが発生しにくい。

【００５２】本実施例の場合は、押圧手段による押圧力
は歯車列側のギヤ側板バネ８３と反歯車列側の反ギヤ側
板バネ８４ともに同一にすることが、ジッタ低減に効果
的である。

【００５３】本実施例においても本実施例では、現像ユ
ニットのトルクが上昇しても、水平方向の力成分はゼロ
なので現像ローラが感光体に押圧される量がバネ力だけ
の一定値になり、ジッタの発生は標準偏差で１３．８μ
ｍとジッタは大幅に改善された。

【００５４】なお図１６及び図１７に示すギヤ列を使用
して実施例１乃至６の現像ローラに規制手段を用いる
と、画像にはさらにジッタが発生しにくくなる。

【００５５】図１８、図１９および図２０は、図５、図
６および図７の歯車列を改良した第８の実施例を示す。
図１８はギヤによる動力伝達の全体を示した側面図で、
図１９は図１８の一部の歯車列の力関係を説明する図
で、図２０は画像記録装置の主要部の上面図である。図
１８及び１９は、図で一点鎖線で示した円はギヤのピッ
チ円を示している。ギヤ１０９、１１０、１０５及び１
０４には、図５乃至図７で説明した実施例と同様に、ギ
ヤのピッチ円に等しい圧接リングが備えられている。ギ
ヤ系全体の構成は図５乃至図７に示したものと同じであ
るが本実施例ではレバー体１２１の先端に付いたギヤ１
０９を中心として水平線に対して現像ユニットの初段ギ
ヤ１１０となす角度をαが、同軸のギヤ１０８とのなす
角度をβより大きな値になっている点が異なっている。

【００５６】ギヤ１０９の回転作用によって、現像ユニ
ット２に大きな力が作用するようになる。この力の関係
を図１９で考察する。図１９は、ギヤ１０８、１０９及
び１１０に作用する力に付いて考察したものである。本
実施例ではレバー体１２１の先端に付いたギヤ１０９を
中心として水平線に対して現像ユニットの初段ギヤ１１
０となす角度をα、同軸のギヤ１０８とのなす角度をβ
とすると、αはβより大きな値になっている。駆動モー
タ９０が回転して、図１８に示すギヤ１０８、１０９及
び１１０が回転する。このときギヤ１１０に、矢印Ｈで
示す現像ユニットの負荷トルクに比例する接線力Ｈをギ
ヤ１０９から受ける。この接線力Ｈは上向きで反感光体
方向である。この接線力Ｈは、ギヤ１０９と１１０のピ
ッチ円の接線に対してギヤの圧力角θ、本実施例では２
０度だけ傾く。同時にギヤ１０９には、接線力Ｈの反作
用として接線力ｈをギヤ１１０から受ける。ギヤ１０９
は、接線力Ｈまたは接線力ｈと絶対値が同じ現像ユニッ
トの負荷トルクに比例する接線力ｊをギヤ１０８から受
ける。接線力ｊもギヤ１０９と１０８のピッチ円の接線
に対してギヤの圧力角だけ傾いている。ギヤ１０９に作
用する接線力ｈとｊをギヤ１０９の中心に平行移動した
力ｈ´、ｊ´のベクトル和となる合力は図に示す力ｋで
ある。この合力ｋは、水平方向に対して上に向かう。こ
の合力ｋをギヤ１０８および１１０の方向に分解した力
が図に示す力ｎとｍである。力ｍは、ギヤ１０９がレバ
ー体１２３をギヤ１０８の方向に圧縮する力として働
く。力ｎは、圧接リング２０９が圧接リング２１０を介
して現像ユニットをの上方に、かつ感光体方向に押圧す
る力として働く。したがって現像ユニットには、ギヤ１
１０と圧接リング２１０を介して接線力Ｈと力ｎを受け
る。力ｎを平行移動した力ｎ´により接線力Ｈと力ｎの
ベクトル和を求めると接線力Ｈと力ｎの合力は図に示す
力ｐである。この力ｐの向きは、上に向く垂直方向の成
分と反感光体側に向く水平方向の成分からなる。すなわ
ち現像ユニット２は、ギヤの動力伝達によってクラムシ
ェルの天板の方向に押圧されるのと同じに感光体から離
れる方向に引っ張られる。この力ｐは、現像ユニットの
負荷トルクに比例する。したがって負荷トルクが大きく
なれば、現像ユニット２は、クラムシェルの天板の方向
に押圧されるのと同時に、現像ローラ２３を感光体１よ
り離す方向の力が作用する。現像ユニットの負荷トルク
を大きくする要因は、摩擦力によって現像ローラ２３か
ら感光体に駆動トルクが流入することによるものであ
る。本実施例では現像ローラ２３から感光体に作用する
駆動トルクが増加すると現像ローラ２３が、感光体１よ
り離れる方向に移動して、現像ローラ２３から感光体に
流入する駆動トルクが減少し、これにより現像ユニット
の負荷トルクも減少する。したがって現像ローラ２３か
ら感光体に作用する駆動トルクが増加するが増加するこ
とは無く、常に一定の値に保たれる。したがって現像ロ
ーラ２３から感光体に作用する駆動トルクが増加するこ
とは無いので感光体の回転速度は一定になり、画像には
ジッタが発生しにくい。

【００５７】図１８及び図１９に示すギヤ列を使用して
実施例１から４の現像ローラに規制手段を用いても良
い。

【００５８】負荷トルクが作用したときに現像ユニット
２に感光体１より離す方向の力が作用する例として、図
１８及び図１９で角度αが角度βより大きな場合を例に
とり説明したが、このギヤ配置のみとは限らない。例え
ば、角度αを角度βより小さくしても、画像記録装置本
体と現像ユニットを連結するギヤの回転方向をそれぞれ
反対にすることで、本実施例と同様な効果を得ることが
できる。

【００５９】図２０は、図１８、図１９の歯車列におけ
る押圧手段の具体的実施例を画像記録装置の上面図で示
したものである。本実施例の場合は、押圧手段による押
圧力は歯車列側のギヤ側板バネ８３を反歯車列側の反ギ
ヤ側板バネ８４よりも大きくすることが、ジッタ低減に
効果的である。

【００６０】本実施例においても、現像ユニットのトル
クが上昇しても、水平方向の力成分はゼロなので現像ロ
ーラが感光体に押圧される量がバネ力だけの一定値にな
り、ジッタの発生は標準偏差で１２．２μｍとジッタは
大幅に改善された。

【００６１】

【発明の効果】本発明によれば、感光体と現像ローラが
過度の押圧力で当接することがないので、感光体が一定
の速度で回転しジッタが大幅に低減し、高画質な記録が
できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の画像記録装置の全体の側面図である。

【図２】本発明の一実施例を示す画像記録装置の主要部
分の一部断面の側面図である。

【図３】図２の一部分の斜視図である。

【図４】図２に示す本発明の一実施例の主要部分の一部
断面の上面図である。

【図５】図２に示す本発明の一実施例の動力伝達の全体
を示す側面図である。

【図６】図５の一部分の斜視図である。

【図７】歯車列の力関係を説明する図である。

【図８】従来例のジッタの測定結果図である。

【図９】本発明の一実施例のジッタの測定結果図であ
る。

【図１０】本発明のその他の実施例を示す画像記録装置
の主要部分の一部断面の上面図である。

【図１１】本発明の第２の実施例を示す画像記録装置の
主要部分の一部断面の上面図である。

【図１２】本発明の第３の実施例を示す画像記録装置の
主要部分の一部断面の側面図である。

【図１３】本発明の第４の実施例を示す画像記録装置の
一部分の一部断面の上面図である。

【図１４】本発明の第５の実施例を示す画像記録装置の
一部分の一部断面の上面図である。

【図１５】本発明の第６の実施例を示す画像記録装置の
一部分の一部断面の上面図である。

【図１６】本発明の第７の実施例を示す画像記録装置の
動力伝達の全体を示した側面図である。

【図１７】図１６の一部の歯車列の力関係を説明する図
である。

【図１８】本発明の第８の実施例を示す画像記録装置の
動力伝達系の全体をす側面図である。

【図１９】図１８の一部の歯車列の力関係を説明する図
である。

【図２０】本発明の第８の実施例を示す画像記録装置の
主要部分の一部断面の上面図である。

【符号の説明】

１……感光体、２……現像ユニット、１０……感光体ユ
ニット、１６……軸受、２３……現像ローラ、２４……
搬送ローラ、２７……現像ブレード、６６……レーザ
光、１０１、１０２、１０３、１０４、１０５、１０
６、１０７、１０８、１０９、１１０、１１１、１１
２、１１３、１１４……ギヤ、１２１……レバー体、１
２３……バネ、２６０……軸受、２８３……ギヤ側被押
圧部材、２８４……反ギヤ側被押圧部材。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 椎名 悌 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信システム事業部 内 (72)発明者 石井 宏佳 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信システム事業部 内 (72)発明者 岩藤 泰典 神奈川県横浜市戸塚区戸塚町216番地 株 式会社日立製作所情報通信システム事業部 内 (72)発明者 西垣戸 貴臣 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内 (72)発明者 大塚 英史 茨城県土浦市神立町502番地 株式会社日 立製作所機械研究所内

Claims (8)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】走査光学系と、この走査光学系から照射さ
   れるレ−ザ光により画像信号に応じた静電潛像が形成さ
   れる感光体と、この感光体にトナ−現像を施すものであ
   って前記感光体に当接する現像ロ−ラを備える現像ユニ
   ットと、用紙を搬送する用紙搬送手段とを有する画像記
   録装置において、前記現像ロ−ラが前記感光体に押圧す
   る力を規制する手段を設けたことを特徴とする画像記録
   装置。
2. 【請求項２】前記規制手段は、前記現像ローラの直径よ
   り小さな直径のローラを現像ローラと同軸に現像ローラ
   の非記録部に設けたものであることを特徴とする請求項
   １記載の画像記録装置。
3. 【請求項３】前記規制手段は、前記感光体もしくは感光
   体の支持体に当接して前記現像ローラの圧縮量を規制す
   る部材を現像ローラに設けたものであることを特徴とす
   る請求項１記載の画像記録装置。
4. 【請求項４】前記規制手段は、前記現像ローラまたは現
   像ローラ支持体に当接して現像ローラの圧縮量を規制す
   る部材を前記感光体に設けたものであることを特徴とす
   る請求項１記載の画像記録装置。
5. 【請求項５】前記規制手段は、前記感光体もしくは感光
   体支持体に当接して前記現像ローラの圧縮量を規制する
   規制部材を現像ローラ支持体に設けたものであることを
   特徴とする請求項１記載の画像記録装置。
6. 【請求項６】走査光学系と、この走査光学系から照射さ
   れるレ−ザ光により画像信号に応じた静電潛像が形成さ
   れる感光体と、この感光体にトナ−現像を施すものであ
   って前記感光体に当接する現像ロ−ラを備える現像ユニ
   ットと、用紙を搬送する用紙搬送手段とを有する画像記
   録装置において、前記現像ローラを現像ローラの長さ方
   向にアンバランスに感光体側に押圧する押圧部材を備え
   たことを特徴とする画像記録装置。
7. 【請求項７】前記現像ユニットは現像ブレ−ド及びトナ
   −を収納するホッパを備えるものであって、前記現像ロ
   −ラ、現像ブレ−ド及びホッパを一体的に形成し、前記
   画像記録装置に対し着脱可能としたことを特徴とする請
   求項１乃至６のいずれかに記載の画像記録装置。
8. 【請求項８】画像記録装置本体ギヤ列から現像ユニット
   ギヤ列を回転駆動するときに、画像記録装置本体ギヤ列
   から現像ユニットギヤ列に伝達する力は現像ユニットに
   対して垂直方向の力成分のみか、または水平方向の力成
   分が感光体の反対側に向いていることを特徴とする請求
   項１記載の画像記録装置。