JPH09311552A

JPH09311552A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH09311552A
Application number: JP8122961A
Authority: JP
Inventors: Kazunori Kanekura; 和紀金倉; Yuzo Kawano; 裕三川野
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1996-05-17
Filing date: 1996-05-17
Publication date: 1997-12-02

Abstract

(57)【要約】【課題】像担持体の回転速度の変動を抑制し、高品質
の画像を形成することが可能な画像形成装置を提供する
ことを目的とする。【解決手段】現像ローラ１１は、感光体７に取り付け
られた歯車２７に係合する歯車３６を介して回転駆動力
が与えられる。歯車３６は、オルダム継手３７を介して
現像ローラ１１のシャフト１１ａに連結される。現像ロ
ーラ１１のシャフト１１ａは軸受２８を介してスライド
受部２９に沿って移動可能に取り付けられかつコイルス
プリング３０によって常時感光体７側へ付勢されてい
る。オルダム継手３７は、現像ローラ１１のシャフト１
１ａの移動による偏心を吸収し、感光体７の駆動部側へ
の負荷変動を吸収し、感光体７の回転速度を一定に保持
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子複写機、レー
ザビームプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画
像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式の画像形成装置
を用いたプリンタ、ファクシミリ、複写機等における高
画質化および低ランニングコスト化を目指した技術開発
には目ざましいものがある。また、交換の必要な部材を
カートリッジ化してメンテナンス性を向上させた画像形
成装置も開発されている。

【０００３】図３は、従来の画像形成装置の概略断面
図、図４は従来の画像形成装置の要部断面図、図５は従
来の画像形成装置の要部斜視図である。図３〜図５は、
画像形成装置の一例としてプリンタの構造を示してい
る。

【０００４】図３において、プリンタ１の底部には給紙
カセット２が挿入されている。給紙カセット２はその内
部に出力用紙３を収納しており、給紙カセット２の一方
側端部上方には出力用紙３を１枚ずつ給紙カセット２か
ら送り出す給紙ローラが配置されている。給紙カセット
２の出口側には一対の搬送ローラ５が出力用紙３の搬送
方向に沿って２箇所設けられている。

【０００５】搬送ローラ５の下流側には、プロセスユニ
ット６が配置されている。プロセスユニット６は、画像
形成に必要な主要部品をケースの内部に収納してカート
リッジ化し、プリンタ１の本体から着脱可能に構成され
ている。

【０００６】プロセスユニット６の内部には、感光体７
がプロセスユニット６の側壁に回転自在に軸支されてい
る。図４において、感光体７はアルミニウム製の円筒状
基材７ａ上に厚さ数μｍから数十μｍのセレン（Ｓｅ）
あるいは有機光伝導体（ＯＰＣ）等からなる感光層７ｂ
が塗布されている。

【０００７】この感光体７の周囲には画像を形成して出
力用紙３表面に転写するための種々の部材が配置されて
いる。以下、これらの部材について説明する。

【０００８】まず、帯電器９は、高圧電源（図示せず）
から印加された高電圧を用いて感光体７表面を一様に帯
電させる。

【０００９】また、図３において、プロセスユニット６
の上方にはレーザ走査ユニット１０が設けられている。
レーザ走査ユニット１０は、感光体７の上方のプロセス
ユニット６の壁面に設けられた照射窓を通して画像デー
タに応じたレーザビームの露光光線を照射し、これによ
って感光体７表面に静電潜像を形成する。

【００１０】さらに、図４において現像ローラ１１は、
プロセスユニット６の側壁に回転自在に軸支されてお
り、現像剤を感光体７表面に供給する。感光体７表面で
は、静電潜像部分にのみトナー１３が付着し、トナー像
が形成されるネガポジプロセス現像が行われる。

【００１１】また、クリーニングブレード１７は、感光
体７表面から出力用紙３に転写しきれずに感光体７表面
に残ったトナー１３を除去する。

【００１２】さらに、現像ローラ１１には、トナー１３
を供給するための補給ローラ１２、現像ブレード１５、
ブレード取り付け板１４、トナー貯蔵室１８およびアジ
テータ１９の各部材が連設されている。トナー貯蔵室１
８に貯蔵されたトナー１３は、アジテータ１９により補
給ローラ１２側に撹拌される。補給ローラ１２はトナー
１３を現像ローラ１１の表面へ導く。ブレード取り付け
板１４に固定された現像ブレード１５は、現像ローラ１
１の表面に一定の押圧力をもって接触し、トナー１３を
均一な薄層状態に摩擦帯電し、さらに負電位を印加して
現像ローラ１１の表面のトナー１３に予め負電荷を与え
ている。

【００１３】図３において、感光体７は、プロセスユニ
ット６の容器壁面の下方からその表面が露出している。
そして、感光体７表面に当接する位置に転写ローラ１６
が回転自在に取り付けられている。感光体７と転写ロー
ラ１６とはその間に出力用紙３を挟持し、転写ローラ１
６が出力用紙３を感光体７表面に押圧することにより、
感光体７表面のトナー画像を出力用紙３表面に転写す
る。

【００１４】さらに、出力用紙３の搬送方向下流側には
定着器２０が設けられている。定着器２０は、内部に熱
源を有するヒートローラ２１と、加圧ローラ２２とを有
している。トナー像が転写された出力用紙３は、ヒート
ローラ２１と加圧ローラ２２とによって加熱および加圧
されることによりトナー像が出力用紙３表面に定着され
る。

【００１５】定着器２０の下流側には定着処理済の出力
用紙３を排出するための一対の排紙ローラ２３が設けら
れている。排紙ローラ２３により排出された印字済用紙
２４は排紙トレイ２５に送り出される。

【００１６】また、プリンタ１本体の側面にはプリンタ
１の処理情報を表示するための表示部２６が設けられて
いる。

【００１７】ここで、図４および図５を参照してプロセ
スユニット６の構造について詳細に説明する。

【００１８】図４において、プロセスユニット６の内部
には、感光体７、現像ローラ１１および補給ローラ１２
の３つの回転体が設けられている。

【００１９】現像ローラ１１は、金属製のシャフト１１
ａ上にシリコン、ウレタン等の硬度４０〜８０度のゴム
層１１ｂが形成されている。

【００２０】また、補給ローラ１２は、金属製のシャフ
ト１２ａ上にシリコン、ウレタン等のスポンジからなる
スポンジ層１２ｂが形成されている。

【００２１】図５において、感光体７はプロセスユニッ
ト６を構成するシャーシ６ａに設けられた固定軸８に軸
支されている。また、感光体７の端部には、感光体７と
一体的に回転する歯車２７が取り付けられている。

【００２２】また、現像ローラ１１は、シャフト１１ａ
が軸受２８を介してシャーシ６ａのスライド受部２９に
スライド移動可能に取り付けられている。さらに、軸受
２８はコイルスプリング３０によって常時感光体７側へ
付勢されている。また、シャフト１１ａの先端には、感
光体７の歯車２７に係合する歯車３１が取り付けられて
いる。

【００２３】さらに、補給ローラ１２のシャフト１２ａ
はシャーシ６ａに軸受３２を介して固定されている。シ
ャフト１２ａの先端には歯車３３が取り付けられてい
る。また、補給ローラ１２の歯車３３と現像ローラ１１
の歯車３１との間には、アイドル歯車３４が設けられて
いる。

【００２４】プロセスユニット６のカバー６ｂの内壁面
には、現像ローラ１１のシャフト１１ａの端面に当接
し、高圧電源（図示せず）により与えられる高電圧を現
像ローラ１１に供給する板ばね３５が取り付けられてい
る。

【００２５】上記のような構造を有する従来の画像形成
装置において、プロセスユニット６における感光体７表
面への画像形成工程について以下に説明する。

【００２６】図５に示すように、感光体７はプリンタ１
の本体側に設けられた駆動モータ（図示せず）により図
中矢印方向に回転する。感光体７が回転すると、感光体
７の歯車２７および現像ローラ１１の歯車３１を介して
回転駆動力が現像ローラ１１に伝達される。これによ
り、現像ローラ１１は感光体７の表面に接触しながら感
光体７の反対方向に回転する。そして、現像ローラ１１
と感光体７との接触面において、現像ローラ１１表面の
トナー１３が感光体７表面に形成された静電潜像部分に
付着する。これにより、静電潜像部分にトナー１３が付
着して現像処理がなされ、感光体７表面にトナー画像が
形成される。

【００２７】トナー画像は、プリンタ１本体側に設けら
れた転写ローラ１６によって感光体７表面に押圧された
出力用紙３表面に転写される。

【００２８】この感光体７の表面にトナー１３を供給す
る動作においては、次の２つの条件を満たす必要があ
る。

【００２９】まず、現像ローラ１１が感光体７表面に一
定圧力で十分に接触する必要がある。このために、従来
の画像形成装置では、現像ローラ１１の軸受２８をスラ
イド移動可能に形成し、かつコイルスプリング３０によ
り現像ローラ１１を感光体７表面に押圧している。

【００３０】次に、補給ローラ１２から現像ローラ１１
の表面にトナー１３が連続的に供給されなければならな
い。このために、補給ローラ１２は硬度が低く弾性に富
むスポンジ材により構成されている。したがって、現像
ローラ１１が感光体７側に多少移動して現像ローラ１１
のシャフト１１ａと補給ローラ１２のシャフト１２ａと
の軸間距離が拡大した場合でも、補給ローラ１２の表面
の弾性復元力により補給ローラ１２の表面と現像ローラ
１１の表面とが十分に接触しうるように構成されてい
る。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
従来の画像形成装置では、感光体７あるいは現像ローラ
１１の真円度、固定軸８あるいはシャフト１１ａの偏
心、コイルスプリング３０の押圧力の変動、あるいは現
像ローラ１１のゴム層１１ｂのゴム硬度の変動等によ
り、感光体７の歯車２７と現像ローラ１１の歯車３１と
の中心間距離が変動する。この場合、互いに噛み合う感
光体７の歯車２７と現像ローラ１１の歯車３１との歯面
の噛み合い状態が変動し、これによって従動側である歯
車３１および現像ローラ１１の回転負荷が変動する。こ
のため、駆動側である感光体７に回転速度むらが生じ
る。

【００３２】感光体７に回転速度むらが生じると、レー
ザビーム走査ユニット１０によるレーザビームの副走査
方向（感光体７の回転方向）への走査速度が変動し、静
電潜像を構成する各ラインの間隔に微妙なずれが生じて
画像品質が著しく低下するという問題が生じた。

【００３３】本発明は、像担持体の回転速度の変動を抑
制し、高品質の画像を形成することが可能な画像形成装
置を提供することを目的とする。

【００３４】

【課題を解決するための手段】本発明に係る画像形成装
置は、回転体表面に静電潜像が形成される像担持体と、
像担持体の回転軸上に取り付けられた第１の歯車と、像
担持体に圧接して回転することによって像担持体の表面
に現像剤を供給して静電潜像を現像する現像ローラと、
第１の歯車に係合して第１の歯車から回転力を受け取
り、現像ローラに伝達する第２の歯車とを備えた画像形
成装置において、回転中心軸が互いに偏心しうる現像ロ
ーラと第２の歯車とを連結して第２の歯車が受け取った
回転力を電像ローラに伝達する軸継手を設けたものであ
る。

【００３５】本発明に係る画像形成装置においては、現
像ローラは像担持体側から第１の歯車および第２の歯車
を介して回転力が与えられる従動部材である。そして、
現像ローラと第２の歯車との間に軸継手を設けている。
軸継手は、像担持体側から第１の歯車および第２の歯車
を介して伝達された回転力を現像ローラに伝達する働き
をなす。さらに、軸継手は、現像ローラの回転中心軸と
第２の歯車の回転中心軸とが偏心した場合でも第１の歯
車に伝達された回転力を現像ローラ側に伝達することが
できる。しかも、現像ローラの回転軸と第２の歯車の回
転軸とが偏心した場合であっても、軸継手の内部で偏心
による変位を吸収する。これにより、現像ローラ側の負
荷変動が駆動側の像担持体に伝達されることが防止され
る。それゆえ、像担持体の回転速度むらの発生による画
像品質の劣化を防止することができる。

【００３６】

【発明の実施の形態】請求項１に係る画像形成装置は、
回転体表面に静電潜像が形成される像担持体と、像担持
体の回転軸上に取り付けられた第１の歯車と、像担持体
に圧接して回転することによって像担持体の表面に現像
剤を供給して静電潜像を現像する現像ローラと、第１の
歯車に係合して第１の歯車から回転力を受け取り、現像
ローラに伝達する第２の歯車とを備えており、回転中心
軸が互いに偏心しうる現像ローラと第２の歯車とを連結
して第２の歯車が受け取った回転力を電像ローラに伝達
する軸継手を設けたものである。

【００３７】このように、現像ローラと第２の歯車との
間に軸継手を用いたことによって、現像ローラ側の負荷
変動が像担持体側に伝達されるのを防止することがで
き、これによって像担持体の回転速度を一定に保持し、
像担持体に形成される画像の品質を高く維持することが
できる。

【００３８】請求項２に係る画像形成装置は、請求項１
に係る画像形成装置の構成において、現像ローラが像担
持体を押圧する方向に現像ローラを常時付勢する付勢手
段をさらに備えたものである。

【００３９】これにより、現像ローラ表面を像担持体に
十分に接触させることができ、像担持体へのトナーの供
給を確実に行うことができる。

【００４０】請求項３に係る画像形成装置は、請求項１
または請求項２に係る画像形成装置の構成において、少
なくとも現像ローラ、軸継手および第２の歯車を含む部
分が、像担持体が取り付けられた画像形成装置の本体部
から着脱自在に構成されているものである。

【００４１】それにより、交換を必要とする部分の着脱
が容易となり、メンテナンス性が向上する。

【００４２】請求項４に係る画像形成装置は、請求項１
〜請求項３のいずれかに係る画像形成装置の構成におい
て、軸継手がオルダム継手からなるものである。

【００４３】それにより、像担持体の回転軸と現像ロー
ラの回転軸間の軸間距離の変動に起因する回転負荷変動
がオルダム継手により吸収され、像担持体の回転速度む
らの発生を防止することができる。

【００４４】請求項５に係る画像形成装置は、請求項４
に係る画像形成装置の構成において、オルダム継手が、
第２の歯車に伝達される電流を現像ローラに伝達する導
電手段を備えたものである。

【００４５】それにより、導電手段と軸継手の構成を共
有化して省スペース化を図ることができる。

【００４６】請求項６に係る画像形成装置は、請求項５
に係る画像形成装置の構成において、導電手段が金属製
コイルスプリングからなるものである。

【００４７】それにより、安価なコイルスプリングを使
用することによって画像形成装置の低価格化を図ること
ができる。

【００４８】以下、本発明の一実施の形態について図面
を参照しながら説明する。図１は、本発明の一実施の形
態による画像形成装置の要部斜視図、図２は、本発明の
一実施の形態による画像形成装置の軸継手部の分解斜視
図である。なお、本発明による画像形成装置は、図３〜
図５に示す従来の画像形成装置の構成に比べ、プロセス
ユニット６の感光体７および現像ローラ１１周辺の構成
のみが相違している。したがって、図１および図２に示
す構成を除く他の部分については図３〜図５に示す構成
と同様であるため、同様の構成部分の説明は省略する。
また、図１および図２において、図３〜図５と同一また
は相当部分には同一符号を付している。

【００４９】図１において、感光体７は、プロセスユニ
ット６のシャーシ６ａに取り付けられた固定軸８に回転
自在に軸支されている。また、感光体７の端部には歯車
（第１の歯車）２７が感光体７と一体となって回転する
ように取り付けられている。

【００５０】感光体７に接触して回転する現像ローラ１
１においては、シャフト１１ａが軸受２８を介してシャ
ーシ６ａに形成されたスライド受部２９によって移動自
在に取り付けられている。すなわち、シャフト１１ａは
スライド受部２９に沿って感光体７側へ移動可能に案内
されている。また、シャフト１１ａの軸受２８はコイル
スプリング３０によって常時感光体７側へ付勢されてい
る。このコイルスプリング３０の付勢力により、現像ロ
ーラ１１の表面は常に感光体７の表面に圧接している。

【００５１】現像ローラ１１のシャフト１１ａの先端に
はオルダム継手３７が接続されており、さらにオルダム
継手３７には歯車（第２の歯車）３６が連結されてい
る。

【００５２】図２に示すように、オルダム継手３７は第
１および第２のカップリング部材３７ａ，３７ｂから構
成されている。第１のカップリング部材３７ａの一方端
面には現像ローラ１１シャフト１１ａが固定されてい
る。他方の端面には、凸部が形成されている。この凸部
は、第１のカップリング部材３７ａの直径方向に延びて
形成されている。

【００５３】また、同様に第２のカップリング部材３７
ｂの歯車３６に対向する面側には、直径方向に延びる凹
溝が形成されており、歯車３６には、この凹溝に嵌まり
込む凸部が形成されている。

【００５４】また、第２のカップリング部材３７ｂの他
方面側には、第１のカップリング部材３７ａの凸部が嵌
まり込む凹溝が形成されている。さらに、第２のカップ
リング部材３７ｂの両面に形成された凹溝は互いに直交
する方向に形成されている。

【００５５】また、第１および第２のカップリング部材
３７ａ，３７ｂの中心部には貫通孔が形成されている。
そして、この貫通孔の内部に金属製のコイルスプリング
３９が挿入されている。コイルスプリング３９は、歯車
３６の凸部と、現像ローラ１１のシャフト１１ａの端面
とにそれぞれ接触し、プリンタ本体の高圧電源（図示せ
ず）より供給される高電圧を現像ローラ１１に供給する
導電手段として作用する。

【００５６】再度図１を参照して、オルダム継手３７の
組み立て状態においては、第１のカップリング部材３７
ａに現像ローラ１１のシャフト１１ａが接続され、他方
のカップリング部材３７ｂには歯車３６が取り付けられ
ている。さらに、歯車３６は、その回転中心を通る支持
シャフト３８がプロセスユニット６のカバー６ｂに固定
されている。

【００５７】以上のように構成された画像形成装置につ
いて、感光体７の現像処理について説明する。図１にお
いて、感光体７の現像処理では、感光体７の表面に形成
された静電潜像に補給ローラ１２および現像ローラ１１
を介してトナーを均一に供給する必要がある。このため
に、まず補給ローラ１２は、弾性に富むシリコンやウレ
タン等のスポンジ材から形成されている。これにより、
補給ローラ１２のシャフト１２ａと現像ローラ１１のシ
ャフト１１ａとの軸間距離が変動した場合でも、補給ロ
ーラ１２と現像ローラ１１の接触を維持することができ
る。

【００５８】また、現像ローラ１１のシャフト１１ａを
コイルスプリング３０により常時感光体７側へ押圧して
いる。これにより、現像ローラ１１表面を感光体７の表
面に一定の押圧力で接触させることができる。

【００５９】また、オルダム継手３７は、現像ローラ１
１のシャフト１１ａがスライド移動した際のシャフト１
１ａと歯車３６の支持シャフト３８の偏心による変位を
吸収し、回転負荷の増大を吸収する。すなわち、感光体
７および現像ローラ１１の回転動作時には、種々の要因
によって感光体７の中心軸（固定軸８）と現像ローラ１
１のシャフト１１ａの軸間距離が変動する。例えば、感
光体７が固定軸８に対して偏心している場合、あるいは
現像ローラ１１がシャフト１１ａに対して偏心している
場合、感光体７あるいは現像ローラ１１の真円度が低い
場合、コイルスプリング３０の押圧力の経時変化、さら
には現像ローラ１１のゴム層１１ｂのゴム硬度の経時変
化等がある。このような場合において、感光体７の固定
軸８はシャーシ８に固定されているため、感光体７の中
心軸は移動しない。したがって、現像ローラ１１のシャ
フト１１ａがスライド受部２９に沿って水平方向に移動
する。一方、現像ローラ１１のシャフト１１ａの延長線
上にある歯車３６はカバー６ｂにその支持シャフト３８
が固定されている。したがって、歯車３６の回転中心位
置も移動しない。そこで、オルダム継手３７の第１およ
び第２のカップリング部材３７ａ，３７ｂの内部に形成
された凹溝および凸部に沿って相対的に移動し、歯車３
６の支持シャフト３８と現像ローラ１１のシャフト１１
ａの中心位置のずれを吸収する。しかも、オルダム継手
３７は、歯車３６の支持シャフト３８と現像ローラ１１
のシャフト１１ａとが偏心した状態であっても回転力を
伝達することができる。

【００６０】このようなオルダム継手３７の作用によ
り、現像ローラ１１のシャフト１１ａが偏心移動したと
しても、偏心移動によって生じる回転に対する抵抗力は
歯車３６および歯車２７を介して感光体７の回転駆動系
に伝達されることがない。したがって、感光体７の回転
駆動系に加わる負荷は常にほぼ一定に保たれる。そし
て、感光体７の回転速度は均一に保たれる。これによっ
て、レーザ走査ユニット１０によるレーザ走査時の副走
査方向（感光体７の回転方向）における位置ずれが生じ
ることを防止できる。したがって、高品質の画像を形成
することができる。

【００６１】また、オルダム継手３７を用いることによ
り、感光体７あるいは現像ローラ１１の真円度や偏心誤
差を高精度に制御する必要が緩和され、製造コストの増
大を防止することができる。

【００６２】また、オルダム継手３７の内部に導電性の
コイルスプリング３９を間挿させることにより、簡便な
構成で、現像ローラ１１への高電圧の導電手段を構成す
ることができる。

【００６３】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、軸継手を
用いて現像ローラの回転軸と第２の歯車とを連結したこ
とによって、現像ローラの偏心移動を吸収し、像担持体
の回転駆動力への負荷変動を抑制することにより、高品
質の画像を形成することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態による画像形成装置の要
部斜視図

【図２】本発明の一実施の形態による画像形成装置の軸
継手部の分解斜視図

【図３】従来の画像形成装置の概略断面図

【図４】従来の画像形成装置の要部断面図

【図５】従来の画像形成装置の要部斜視図

【符号の説明】

１プリンタ６プロセスユニット６ａシャーシ６ｂカバー７感光体８固定軸１１現像ローラ１１ａ現像ローラのシャフト１２補給ローラ２７歯車（第１の歯車）２８軸受２９スライド受部３０コイルスプリング３６歯車（第２の歯車）３７オルダム継手３８支持シャフト

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転体表面に静電潜像が形成される像担持
体と、前記像担持体の回転軸上に取り付けられた第１の
歯車と、前記像担持体に圧接して回転することによって
前記像担持体の表面に現像剤を供給して前記静電潜像を
現像する現像ローラと、前記第１の歯車に係合して前記
第１の歯車から回転力を受け取り、前記現像ローラに伝
達する第２の歯車とを備えた画像形成装置において、回
転中心軸が互いに偏心しうる前記現像ローラと前記第２
の歯車とを連結して前記第２の歯車が受け取った回転力
を前記現像ローラに伝達する軸継手を設けたことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記現像ローラが前記像担持体を押圧する
方向に前記現像ローラを常時付勢する付勢手段をさらに
備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】少なくとも前記現像ローラ、前記軸継手お
よび前記第２の歯車を含む部分が、前記像担持体および
第１の歯車が取り付けられた前記画像形成装置の本体部
から着脱自在に構成されていることを特徴とする請求項
１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】前記軸継手はオルダム継手からなることを
特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装
置。
【請求項５】前記オルダム継手は、前記第２の歯車に伝
達される電流を前記現像ローラに伝達する導電手段を備
えたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】前記導電手段は、前記オルダム継手の内部
に挿入された金属製コイルスプリングからなることを特
徴とする請求項５記載の画像形成装置。