JPH11184201A - カラー画像形成装置の回転現像器駆動手段 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 トナー汚染や潜像精度異常による画像ピッチ
ムラ等の発生を防ぐことができるカラー画像形成装置の
回転現像器駆動手段を提供すること。 【構成】 潜像が形成される像担持体と、該像担持体上
に形成された潜像を現像する１個の固定現像器及び複数
の回転現像器を有するカラー画像形成装置の回転現像器
駆動手段において、スリーブ駆動ギヤ（本体側固定駆動
ギヤ）の回転方向に該ギヤの半ピッチ角α以上のガタを
設ける。本発明によれば、スリーブ駆動ギヤ１と回転現
像器駆動ギヤ１４８との滑らかな噛み合い動作が実現さ
れるため、両ギヤ１４８，１の歯先当たり後のスリーブ
駆動ギヤ１の回転開始直後に発生する回転現像器の像担
持体への衝突によるトナーの飛散が防がれるとともに、
像担持体の振動に伴う画像ピッチムラの発生が防がれ
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、電子写真方式或は
静電記録方式を採用するカラー複写機やカラープリンタ
等のカラー画像形成装置の回転現像器駆動手段に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】カラー画像形成装置の従来例としてカラ
ーレーザープリンタについて以下に説明する。

【０００３】図７は従来のカラーレーザープリンタの断
面図であり、該カラーレーザープリンタは、一定速度で
回転する像担持体である感光ドラム１１５と固定式の黒
現像器１２１Ｂ及び回転可能な３つのカラー現像器１２
０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃから成る画像形成部を備え、
該画像形成部で形成されたカラー画像は転写ドラム１０
９に多重転写され、転写ドラム１０９に担持されたカラ
ー画像は、給送部から給送された転写材１０２に転写さ
れる。そして、カラー画像の転写を受けた転写材１０２
は定着部１２５へ搬送されてカラー画像の定着を受けた
後、排出ローラ１３４，１３５，１３６によって装置上
面の排出部１３７へと排出される。尚、回転可能なカラ
ー現像器１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃと固定式の黒現
像器１２１Ｂはプリンタ本体に対して個別に着脱可能に
構成されている。

【０００４】次に、上記カラーレーザープリンタの各部
の構成を順次詳細に説明する。

【０００５】［像担持体ユニット］像担持体ユニット１
１３においては、感光ドラム１１５と該感光ドラム１１
５のホルダーを兼ねるクリーニング容器１１４とが一体
的に構成され、このドラムユニット１１３はプリンタ本
体に対して着脱自在に支持され、感光ドラム１１５の寿
命に合わせて容易にユニット交換可能に構成されてい
る。

【０００６】ところで、感光ドラム１１５は直径約６０
ｍｍのアルミシリンダーの外側に誘起光導電体層を塗布
して構成され、ホルダーを兼ねるクリーニング容器１１
４に回転自在に支持されている。そして、この感光ドラ
ム１１５の周上には、クリーナブレード１１６、一次帯
電器１１７が配置されており、感光ドラム１１５は画像
形成動作に応じて不図示の駆動モータによって図示矢印
方向（反時計方向）に回転駆動される。

【０００７】［像担持体ユニット駆動手段］像担持体ユ
ニット１１３に設けられた感光ドラム１１５は、図８に
示すように、その端部に設けられた軸１１５ａ及び結合
部１５３を介してドラム駆動ギヤ１５４に連結されてい
る。

【０００８】ここで、ドラム駆動ギヤ１５４のピッチ円
直径は感光ドラム１１５の径よりも大きく設定されてい
る。従って、ドラム駆動ギヤ１５４のピッチ円直径をφ
Ｄ₁、感光ドラム１１５の直径をφＤ₂ とすると、１ピ
ッチのギヤ精度の歪みはφＤ₂ ／φＤ₁ ＜１となり、感
光ドラム１１５上の潜像ズレが軽減される。尚、図示例
では、φＤ₂ ／φＤ₁ の値を約０．７に設定している。

【０００９】而して、ドラム駆動ギア１５４は駆動源で
あるモータ１５５のピニオンギヤ１５５ａに直接噛合し
ており、これによりアイドラギヤのギヤ精度の歪みによ
る感光ドラム１１５の回転ムラを排除することが可能と
なり、良好な画像精度を得ることができる。

【００１０】又、ドラム駆動ギヤ１５４は段ギヤであっ
て、これの回転はアイドラギヤ１５６，１５７，１５８
を経て転写ドラム１０９に設けられた駆動ギヤ１０９ａ
へと伝達される。

【００１１】［帯電手段］図７に示すように、前記帯電
器１１７は導電性ローラで構成され、これを感光ドラム
１１５に当接させて電圧を印加する所謂接触帯電方式に
よって感光ドラム１１５の表面が一様に帯電される。

【００１２】［露光手段］感光ドラム１１５への露光は
スキャナー部１３０によって行われる。即ち、画像信号
がレーザーダイオードに与えられると、このレーザーダ
イオードは画像信号に対応する画像光をポリゴンミラー
１３１へ照射する。すると、このポリゴンミラー１３１
はスキャナーモータによって高速回転し、該ポリゴンミ
ラー１３１で反射した画像光が結像レンズ１３２及び反
射ミラー１３３を介して一定速度で回転する感光ドラム
１１５の表面を選択的に露光し、これによって感光ドラ
ム１１５上に静電潜像が形成される。

【００１３】［現像手段］現像手段は、感光ドラム１１
５上に形成された前記静電潜像を可視像化するためのも
のであって、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラック
の各色現像を可能とする３個の回転現像器１２０Ｙ，１
２０Ｍ，１２０Ｃ及び１個の黒現像器１２１Ｂとで構成
されている。

【００１４】黒現像器１２１Ｂは固定現像器であり、こ
れの感光ドラム１１５に対向した位置には現像剤担持体
である現像スリーブ１２１ＢＳが感光ドラム１１５に対
して微小間隔（３００μｍ程度）をもって配置され、該
現像スリーブ１２１ＢＳによって感光ドラム１１５上に
ブラックトナーによる可視像が形成される。

【００１５】黒現像器１２１Ｂは、容器に内蔵されたト
ナーを送り機構によって現像スリーブ１２１Ｂに送り込
み、現像スリーブ１２１ＢＳの外周に圧接された塗布ブ
レード１２１ＢＢによって図示時計方向に回転する現像
スリーブ１２１ＢＳの外周にトナーを薄層塗布し、且
つ、トナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。そして、現
像スリーブ１２１ＢＳに現像バイアスを印加することに
より、感光ドラム１１５上の静電潜像をトナーを用いて
現像してこれを可視像化する。

【００１６】又、３個の回転現像器１２０Ｙ，１２０
Ｍ，１２０Ｃは、軸１２２を中心として回転する現像器
回転保持体である現像ロータリー１２３にそれぞれ着脱
可能に保持され、画像形成に際しては各現像器１２０
Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃが現像ロータリー１２３に保持
された状態で軸１２２を中心に回転し、所定の現像器１
２０Ｙ（１２０Ｍ，１２０Ｃ）が感光ドラム１１５に対
向した位置に止り、更に現像スリーブ１２０ＹＳ（１２
０ＭＳ，１２０ＣＳ）が感光ドラム１１５に対して微小
間隔（３００μｍ程度）をもって対向するように位置決
めされ、感光ドラム１１５上の静電潜像がカラートナー
によって現像されて可視像化される。

【００１７】而して、カラー画像形成時には転写ドラム
１０９が１回転する毎に現像ロータリー１２３が回転
し、イエロー現像器１２０Ｙ、マゼンタ現像器１２０
Ｍ、シアン現像器１２０Ｃ、次いで黒現像器１２０Ｂの
順で現像工程が実施される。

【００１８】図７はイエロー現像器１２０Ｙが感光ドラ
ム１１５に対向した位置に位置決め静止されている状態
を示しているが、このイエロー現像器１２０Ｙは容器内
のトナーを送り機構によって塗布ローラ１２０ＹＲへ送
り込み、図示時計方向に回転する塗布ローラ１２０ＹＲ
及び現像スリーブ１２０ＹＳの外周に圧接されたブレー
ド１２０ＹＢによって図示時計方向に回転する現像スリ
ーブ１２０ＹＳの外周にトナーを薄層塗布し、且つ、ト
ナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。このように、静電
潜像が形成された感光ドラム１１５と対向した現像スリ
ーブ１２０ＹＳに現像バイアスを印加することにより、
感光ドラム１１５上の静電潜像がトナーを用いて現像さ
れて可視像化される。尚、マゼンタ現像器１２０Ｍ、シ
アン現像器１２０Ｃについても上記と同様なメカニズム
によって静電潜像の現像が行われる。

【００１９】ところで、各回転現像器１２０Ｙ，１２０
Ｍ，１２０Ｃの各現像スリーブ１２０ＹＳ，１２０Ｍ
Ｓ，１２０ＣＳは各現像器１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０
Ｃが現像位置に回転移動されたとき、プリンタ本体に設
けられた各色現像用高圧電源及び駆動手段と接続され、
各色現像毎に順次選択的に電圧が印加され、駆動力が伝
達される。

【００２０】［現像器駆動手段］図９に示すように、現
像器駆動手段としてのモーター１３８は正転逆転が選択
制御可能であって、これは不図示のモータ固定部材を介
して不図示の本体筐体に固定されている。そして、この
モータ１３８の回転軸にはモータピニオン１３９が固着
され、該モータ１３８はモータピニオン１３９とアイド
ラギヤ１４０を介してワンウェイクラッチ内蔵ギヤ１４
１を回転駆動する。ワンウェイクラッチ内蔵ギヤ１４１
には回転可能な軸１４２が取り付けられており、この軸
１４２に平行ピン等によって固定された黒現像器用スリ
ーブ駆動ギヤ１４３が回転駆動される。

【００２１】又、アイドラギヤ１４０はアイドラ段ギヤ
１４４を介してワンウェイクラッチ内蔵ギヤ１４６を回
転駆動し、ワンウェイクラッチ内蔵ギヤ１４６の回転は
駆動軸１４７に伝達され、該駆動軸１４７に平行ピン等
によって固定された回転現像器駆動ギヤ１４８が回転駆
動される。そして、回転現像器駆動ギヤ１４８は現像ロ
ータリー１２３により選別固定された例えばイエロー現
像器１２０Ｙのスリーブ駆動ギヤ１４９を回転駆動す
る。

【００２２】以上の構成において、例えば黒現像器用ス
リーブ駆動ギヤ１４３を回転駆動する場合には、モータ
１３８を正回転に駆動し、第１の現像剤担持体駆動伝達
手段であるモータピニオン１３９、アイドラギヤ１４
０、ワンウェイクラッチ内蔵ギヤ１４１及び軸１４２を
介して黒現像器用スリーブ駆動ギヤ１４３を回転駆動す
る。このとき、ワンウェイクラッチ内蔵ギヤ１４６はＯ
ＦＦ状態にあり、アイドラギヤ１４０の回転が駆動軸１
４７に伝達されて回転現像器駆動ギヤ１４８を介してイ
エロー現像器用スリーブ駆動ギヤ１４９が回転駆動され
ることはない。

【００２３】一方、例えばイエロー現像器用スリーブ駆
動ギヤ１４９を回転駆動する場合には、モータ１３８を
逆回転に駆動し、第２の現像剤担持体駆動伝達手段であ
るモータピニオン１３９、アイドラギヤ１４０、アイド
ラ段ギヤ１４４及びＯＮ状態となったワンウェイクラッ
チ内蔵ギヤ１４６を介してイエロー現像器用スリーブ駆
動ギヤ１４９を回転駆動する。このとき、アイドラギヤ
１４０に連結されたワンウェイクラッチ内蔵ギヤ１４１
が空転するため、アイドラギヤ１４０の回転は軸１４２
に伝達されず、従って、黒現像器用スリーブ駆動ギヤ１
４３が回転駆動されることはない。

【００２４】以上のように、単一の駆動手段であるモー
タ１３８からイエロー現像器１２０Ｙの現像スリーブ１
２０ＹＳに駆動力を伝達するときに、黒現像器１２１Ｂ
の現像スリーブ１２１ＢＳに駆動力が伝達されることが
ないため、黒現像器１２１Ｂの現像スリーブ１２１ＢＳ
の回転による不要なトナーの劣化、トナー飛散及び混色
の発生を防ぐことができ、又、モータ１３８の負荷トル
クの増大を防ぐこともでき、従って、消費電力の増大及
びモータ１３８の大型化を防ぐことができる。尚、イエ
ロー現像器１２０Ｙ以外のマゼンタ現像器１２０Ｍ及び
シアン現像器１２０Ｃにおける駆動についても同様であ
り、又、黒現像器１２１Ｂの現像スリーブ１２１ＢＳに
駆動力を伝達する場合にも同様の作用効果を得ることが
できるのは勿論である。

【００２５】［現像ロータリー駆動手段］図１０及び図
１１に示すように、現像ロータリー駆動手段は現像ロー
タリー１２３を回転駆動するステッピングモータ１５０
で構成され、該ステッピングモータ１５０の回転軸に結
着されたピニオンギヤ１５０ａは現像ロータリー１２３
の一方の側端に結着された現像ロータリー駆動ギヤ１２
３ａに噛合している。

【００２６】而して、現像ロータリー１２３はその両側
部に設けられた一対のロータリー保持調整部材１５１，
１５２によって不図示の本体筐体に固定されており、一
方のロータリー保持調整部材１５１には検知手段である
透過式位置センサー１５１ａがビス１５１ｂによって固
定されている。そして、現像ロータリー１２３には複数
の被検知部である凸部１２３ｂが現像ロータリー１２３
の長手方向外側に向けて設けられており、これらの凸部
１２３ｂの回転位置が前記位置センサー１５１ａによっ
て検知される。

【００２７】上述のように、位置センサー１５１ａがロ
ータリー保持調整部材１５１に取り付けられているた
め、現像ロータリー１２３の調整位置に関係なく位置セ
ンサー１５１ａと凸部１２３ｂの相対位置精度が高く保
たれ、且つ、ロータリー保持調整部材１５１を取り外す
と位置センサー１５１ａも排除され、現像ロータリー１
２３の着脱時の位置センサー１５１ａの破損は発生しな
い。

【００２８】

【発明が解決しようとする課題】ところで、以上説明し
たカラーレーザープリンタにおいては、回転現像器１２
０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃの公転時に図９に示す回転現
像器駆動ギヤ１４８はスリーブ駆動ギヤ１４９等と噛み
合う位置へ突入するため、該回転現像器駆動ギヤ１４８
はワンウェイクラッチのフリー方向には容易に回転して
スリーブ駆動ギヤ１４９と噛み合うが、逆方向へはワン
ウェイクラッチがロックするために回転しない。このた
め、回転現像器駆動ギヤ１４８とスリーブ駆動ギヤ１４
９が駆動開始まで歯先当たりの状態に維持され、駆動開
始と同時に回転現像器駆動ギヤ１４８が感光ドラム１１
５に衝突するため、トナー汚染が発生したり、感光ドラ
ム１１５が振動して潜像精度異常による画像ピッチムラ
が発生する他、図１０に示すステッピングモータ１５０
の脱調や異常停止が発生する。

【００２９】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、トナー汚染や潜像精度異常に
よる画像ピッチムラ等の発生を防ぐことができるカラー
画像形成装置の回転現像器駆動手段を提供することにあ
る。

【００３０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１記載の発明は、潜像が形成される像担持体
と、該像担持体上に形成された潜像を現像する１個の固
定現像器及び複数の回転現像器を有するカラー画像形成
装置の回転現像器駆動手段において、本体側固定駆動ギ
ヤの回転方向に該ギヤの半ピッチ角以上のガタを設けた
ことを特徴とする。

【００３１】又、請求項２記載の発明は、請求項１記載
の発明において、前記本体側固定駆動ギヤの回転下流側
に弾性体を設け、該固定駆動ギヤの非駆動時には回転規
制部材のギヤ回転下流側へ前記ガタを形成するようにし
たことを特徴とする。

【００３２】

【発明の実施の形態】以下に本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。

【００３３】＜実施の形態１＞図１乃至図４は本発明の
実施の形態１に係る回転現像器駆動手段を構成する回転
現像器駆動ギヤとスリーブ駆動ギヤとの噛合状態を示す
図である。尚、本実施の形態に係る回転現像器駆動手段
は図７に示したと同様のカラーレーザープリンタに設け
られるものであって、以下の説明では図７乃至図１１に
示したと同一要素には同一符号を用いる。

【００３４】図１に示すように、回転現像器駆動ギヤ１
４８は、現像ロータリー１２３が公転して感光ドラム１
１５に対向した位置に停止した際にはスリーブ駆動ギヤ
１と歯先当たりの状態で停止する。このとき、駆動軸２
と同一軸上には左回転フリーなワンウェイクラッチ内蔵
ギヤ１４６（図９参照）が設けられており、スリーブ駆
動ギヤ１は左方向には回転可能であって、回転現像器１
２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０Ｃの感光ドラム１１５への適
当な当接圧によって回転して回転現像器駆動ギヤ１４８
と噛み合う。

【００３５】次に、両ギヤ１，１４８の歯先の干渉部の
僅かな差のためにスリーブ駆動ギヤ１が右方向へ回転し
ようとした場合、本実施の形態では、スリーブ駆動ギヤ
１には該ギヤ１の半ピッチ分以上の角度αの扇状溝１ａ
が形成されており、駆動軸２を貫通する平行ピン３が扇
中溝１ａに係合し、平行ピン３と扇状溝１ａとの間には
所定のガタが形成されているため、スリーブ駆動ギヤ１
が右方向に回転して図２に示すように回転現像器駆動ギ
ヤ１４８に噛み合う。

【００３６】その後、スリーブ駆動ギヤ１が図９に示す
モータ１３８により左方向に回転駆動されると、図３に
示すように平行ピン３がスリーブ駆動ギヤ１に形成され
た扇状溝１ａの回転方向下流の側壁を加圧し、スリーブ
駆動ギヤ１の回転が回転現像器駆動ギヤ１４８に伝達さ
れる。

【００３７】そして、現像工程終了後は、図４に示すよ
うに、十分な摩擦負荷抵抗を有するる回転現像器駆動ギ
ヤ１４８を含む回転現像器１２０Ｙ，１２０Ｍ，１２０
Ｃの公転によってスリーブ駆動ギヤ１は左方向に回転駆
動され、平行ピン３が扇状溝１ａの回転方向上流の側壁
に当接し、スリーブ駆動ギヤ１はフリーとなったワンウ
ェイクラッチ内蔵ギヤ１４６によって駆動軸２と共に回
転駆動され、平行ピン３と扇状溝１ａとの相対位置は図
１に示す状態へと戻る。

【００３８】而して、本実施の形態によれば、スリーブ
駆動ギヤ１に形成された扇状溝１ａと平行ピン３との間
に周方向のガタを設けたため、回転現像器駆動ギヤ１４
８がワンウェイクラッチのロック方向へも回転回避可能
となり、現像ロータリー１２３の停止時に回転現像器駆
動ギヤ１４８とスリーブ駆動ギヤ１が確実に噛合可能と
なる。この結果、回転現像器駆動ギヤ１４８とスリーブ
駆動ギヤ１との歯先当たり後のスリーブ駆動ギヤ１の回
転開始直後に発生する回転現像器１２０Ｙ（１２０Ｍ，
１２０Ｃ）の感光ドラム１１５への衝突によるトナーの
飛散が防がれるとともに、感光ドラム１１５の振動に伴
う画像ピッチムラの発生が防がれる。

【００３９】又、回転現像器駆動ギヤ１４８とスリーブ
駆動ギヤ１との滑らかな噛み合い動作が実現されるた
め、現像ロータリー駆動手段であるステッピングモータ
１５０の脱調及び異常停止が防がれる。

【００４０】＜実施の形態２＞次に、本発明の実施の形
態を図５及び図６に基づいて説明する。尚、図５及び図
６は本発明の実施の形態２に係る回転現像器駆動手段を
構成する回転現像器駆動ギヤとスリーブ駆動ギヤとの噛
合状態を示す図である。

【００４１】本実施の形態では、図５に示すように、ス
リーブ駆動ギヤ１の扇状溝１ａの回転方向下流側にスプ
リング溝１ｂが形成されており、このスプリング溝１ｂ
にはスプリング４が挿入されている。

【００４２】而して、上記スプリング４によって平行ピ
ン３と扇状溝１ａとの間のガタが積極的に回転方向下流
側へ設けられることとなり、この結果、実施の形態１に
おいて図４に示す状態で発生する扇状溝１ａの回転方向
上流側の壁と平行ピン３との衝突による戻り角（ロス）
を考慮する必要がなく、モータ１３８の回転開始から回
転現像器駆動ギヤ１４８の回転開始までの時間を極力近
づけることが可能となり、潜像書き始め以前に回転開始
して感光ドラム１１５への振動を抑える必要がある回転
現像器駆動ギヤ１４８の回転開始時間のロスを小さく抑
えて現像ロータリー１２３の切り換え時間を長く設定す
ることが可能となる。

【００４３】

【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明に
よれば、潜像が形成される像担持体と、該像担持体上に
形成された潜像を現像する１個の固定現像器及び複数の
回転現像器を有するカラー画像形成装置の回転現像器駆
動手段において、本体側固定駆動ギヤの回転方向に該ギ
ヤの半ピッチ角以上のガタを設けたため、トナー汚染や
潜像精度異常による画像ピッチムラ等の発生を防ぐこと
ができるという効果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る回転現像器駆動手
段を構成する回転現像器駆動ギヤとスリーブ駆動ギヤと
の噛合状態を示す図である。

【図２】本発明の実施の形態１に係る回転現像器駆動手
段を構成する回転現像器駆動ギヤとスリーブ駆動ギヤと
の噛合状態を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態１に係る回転現像器駆動手
段を構成する回転現像器駆動ギヤとスリーブ駆動ギヤと
の噛合状態を示す図である。

【図４】本発明の実施の形態１に係る回転現像器駆動手
段を構成する回転現像器駆動ギヤとスリーブ駆動ギヤと
の噛合状態を示す図である。

【図５】本発明の実施の形態２に係る回転現像器駆動手
段を構成する回転現像器駆動ギヤとスリーブ駆動ギヤと
の噛合状態を示す図である。

【図６】本発明の実施の形態２に係る回転現像器駆動手
段を構成する回転現像器駆動ギヤとスリーブ駆動ギヤと
の噛合状態を示す図である。

【図７】従来のカラーレーザープリンタの断面図であ
る。

【図８】従来のカラーレーザープリンタの感光ドラムと
転写ドラムの駆動手段を示す部分斜視図である。

【図９】従来のカラーレーザープリンタの回転駆動手段
を示す部分斜視図である。

【図１０】従来のカラーレーザープリンタの現像ロータ
リー駆動手段を示す斜視図である。

【図１１】従来のカラーレーザープリンタの現像ロータ
リーを示す斜視図である。

【符号の説明】

１ スリーブ駆動ギヤ（本体側固定駆動ギヤ） １ａ 扇状溝 １ｂ スプリング溝 ２ 駆動軸 ３ 平行ピン（回転規制部材） ４ スプリング（弾性体） １１５ 感光ドラム（像担持体）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 潜像が形成される像担持体と、該像担持
   体上に形成された潜像を現像する１個の固定現像器及び
   複数の回転現像器を有するカラー画像形成装置の回転現
   像器駆動手段において、 本体側固定駆動ギヤの回転方向に該ギヤの半ピッチ角以
   上のガタを設けたことを特徴とするカラー画像形成装置
   の回転現像器駆動手段。
2. 【請求項２】 前記本体側固定駆動ギヤの回転下流側に
   弾性体を設け、該固定駆動ギヤの非駆動時には回転規制
   部材のギヤ回転下流側へ前記ガタを形成するようにした
   ことを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成装置の
   回転現像器駆動手段。