JPH10104908A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 現像器の現像スリーブが像形成体側に位置す
る駆動歯車によって回転される場合、歯形面に作用する
分力によって現像器にズレが生じるのを防止する。 【解決手段】 現像スリーブの少なくとも一方の軸端に
軸受１３２を設け、一方装置本体側に前記の軸受１３２
に係合する円弧状の係合部２６０Ａを有する位置規制板
２６０を設置して置き、前記の軸受１３２が前記の係合
部２６０Ａに係合した状態で現像器１３が所定の現像位
置に設定されるよう構成し、像形成体１０側に位置する
駆動用の小歯車Ｇ４の回転によって水平方向の分力を受
けても現像器１３を所定の現像位置より移動しないよう
に規制する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、回転するドラム状
像形成体の周面に帯電、像露光及び現像を繰り返して複
数のトナー像の重ね合わせから成るカラー画像を外周面
に形成する電子写真方式のカラー画像形成装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】多色のカラー画像を形成する装置とし
て、像形成体の一回転中に各色に対応する画像の像露
光、現像を順次反復して各色のトナー像を像形成体上に
重ね合わせカラー画像を形成するカラー画像形成装置は
知られている。

【０００３】かかる装置においては、像形成体の周面に
それぞれ特定色のトナーを内蔵する複数の現像手段が間
隔を置いて配設されていて、共通の駆動源の動力により
一斉に作動し、像形成体の回転に同期して順次現像を開
始して像形成体上のトナー像を重ね合わせる構造がとら
れる。

【０００４】前記の駆動源としては一般に現像手段専用
のモータが使用され、各現像手段に対する動力の伝達経
路の簡略化ならびに伝達効率のバランスの関係から現像
手段専用のモータは像形成体の回転中心部近くに配置さ
れて、その動力を通常歯車系列を介して各現像手段の現
像部材たる現像スリーブに伝達するようになっている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】一方各現像手段につい
てはメンテナンスの作業性から像形成体の周面に対しそ
れぞれ水平方向より着脱出来る構造がとられることか
ら、その結果現像スリーブ側の歯車が前述した駆動側の
歯車系列に対しほぼ水平方向より噛合することとなって
そのため駆動伝達に際して現像スリーブすなわち現像手
段そのものが像形成体の周面より離れようとする分力を
受け、それによって歯車の不充分な噛合に伴う回転ムラ
や有害な振動を生ずるおそれが発生する。

【０００６】本発明はこの点を解決して改良した結果、
現像手段が動力の伝達によってズレたり浮き上がったり
するのを防止し、像形成体の周面に対し現像手段を安定
して位置させることの出来るカラー画像形成装置の提供
を目的としたものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的は、回転するド
ラム状像形成体の周面に帯電、像露光および現像を繰り
返して複数のトナー像の重ね合わせから成るカラー画像
を外周面に形成するカラー画像形成装置において、前記
現像を行う各現像手段は前記像形成体の周面に対しそれ
ぞれ水平方向より装着されて、前記現像手段底部に形成
した凸部を装置本体側に設けた凹部に係合されると共
に、内蔵する現像スリーブが像形成体の中心部に位置す
る駆動部材の動力によって前記の凸部を前記の凹部に対
し付勢する方向に回動されることを特徴とするカラー画
像形成装置によって達成される。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、図面を参照して実施の形態
により本発明を説明する。

【０００９】先ず図１乃至図３により本発明に係るカラ
ー画像形成装置の構成を説明する。

【００１０】図における１０はドラム状の像形成体であ
り、光学ガラスもしくは透明アクリル樹脂等の透明部材
から成る円筒状基体の外周に透明導電層，有機感光体層
（ＯＰＣ）を塗布等により形成した感光体ドラムの両端
部の内径に、それぞれ内周に軸受が嵌合する端部環１０
Ａと外周にドラム歯車１０Ｇを有するドラム歯車部材の
端部歯車環１０Ｂを一体的に嵌着して成る。なお、図示
例は端部歯車環１０Ｂを外歯車のドラム歯車１０Ｇを有
するものにしているが、内歯車のドラム歯車１０Ｇを有
するものとしてもよいことは勿論である。

【００１１】１１Ｙ〜１１Ｋはスコロトロンコロナ放電
器を用いた帯電器であり、１２Ｙ〜１２Ｋは像形成体１
０の軸方向に平行に配列したＬＥＤと結像素子としての
商品名セルフォックレンズとから構成された像露光手段
である。像露光手段１２Ｙ〜１２Ｋには別体の例えば画
像読み取り装置によって読み取られた分解色等の色別画
像信号がメモリより順次取り出されてそれぞれ電気信号
として入力される。

【００１２】像形成体１０と像露光手段１２Ｙ〜１２Ｋ
はユニット３に一体的に組み込まれている。それについ
て、ユニット軸３１とそれに固定された前後一対のブラ
ケット３２，３３が光学系支持体３０を構成していて、
像形成体１０は、両端部の端部環１０Ａと端部歯車環１
０Ｂに嵌合する軸受がそれぞれブラケット３２，３３の
外径に嵌合することによって、光学系支持体３０に回転
可能に結合される。その前に像露光手段１２Ｙ〜１２Ｋ
は、像形成体１０の感光体ドラム内面に対する距離が所
定の位置関係となるように、それぞれの両端部が貼付部
材３４を介し調節されて光学系支持体３０のブラケット
３２，３３の外径に接着固定される。これによって像形
成体１０に対する像露光手段１２Ｙ〜１２Ｋの関係位置
を精度よく設定できるから、像露光手段１２Ｙ〜１２Ｋ
により像形成体１０にそれぞれ形成する静電潜像の位置
を正確に合わすことが容易にでき、色ずれのないカラー
画像を容易に形成できる。

【００１３】ユニット軸３１は、保持した像形成体１０
や像露光手段１２Ｙ〜１２Ｋを配設したブラケット３
２，３３が両側板部と連結梁部とから成るコ字状ブラケ
ット３５の両側板部間に位置して、両端部が両側板部か
ら突出するように、両側板部に回転可能に装着される。
そして一方の側板部の外側に突出したユニット軸３１の
端部には位相ピン３６が植設され、他方の側板部の外側
に突出した端部には先端部ナット３７により前面板３８
が締め付け固定される。これによってユニット３が構成
される。

【００１４】なお、像露光手段１２Ｙ〜１２Ｋに対する
配線は、各像露光手段１２Ｙ〜１２Ｋからコネクタを介
し接続した電気配線１２１が、光学系支持体３０のブラ
ケット３２の有する肉抜き穴と像形成体１０の端部環１
０Ａの中心孔から像形成体１０の外側に出され、コ字状
ブラケット３５の側板部の切欠部３５Ａを経て前面板３
８の外側で信号用や電源用配線とコネクタにより接続さ
れるように設けられる。この様に多数の配線を像形成体
の着脱方向の手前から出すことにより、奥側の後側板７
０側における電気配線が複雑になることを防止し、現像
器１３Ｙ〜１３Ｋや像形成体１０の駆動系を配置するこ
とが容易にできるようにする。また像形成体１０の着脱
においても、給電が着脱方向手前側からのために、接続
や取り外しが確実に容易に行われ、或いは結線したまま
着脱することも可能になし得る。

【００１５】前面板３８には帯電器１１Ｙ〜１１Ｋの挿
入口３８Ａが設けられている。コ字状ブラケット３５
は、ユニット３を床面に置く際に連結梁部を床面上に当
てる底面とすることで、像形成体１０や像露光手段１２
Ｙ〜１２Ｋを床面に接触させることのない置き台として
も利用される。

【００１６】ユニット３は、ユニット軸３１の位相ピン
３６側を先頭にして、装置本体の前側板７０に設けた挿
入穴７０Ａから、コ字状ブラケット３５の連結梁部を装
置本体の前後側板７０の間に設けた案内支持レール７１
に係合させて装置本体内に送り込まれ、像形成体１０の
ドラム歯車１０Ｇを駆動歯車６２に噛合させると共に、
位相ピン３６を装置本体の後側板７０に設けた軸受座７
２に形成された位置決めテーパー溝に係合させ、その状
態で前面板３８をネジ止めにより装置本体の前側板７０
に固定される。それによって、像形成体１０と像露光手
段１２Ｙ〜１２Ｋが正確な位置と位相で装置本体内に設
置される。

【００１７】なお図３の例では、前面板３８を装置本体
の前側板７０に固定するのに、前面板３８に設けた複数
の基準穴Ｈ１に前側板７０の備える基準ピンＰ２を係合
させて前面板３８の位置決めを行うようにしているか
ら、最初に前面板３８を装置本体の前側板７０に固定す
るときは、ユニット軸３１と先端部ナット３７で前面板
３８を回らないように締め付け固定するのは基準穴Ｈ１
と基準ピンＰ２を係合させてから行う。

【００１８】帯電器１１Ｙ〜１１Ｋは、それぞれ受電端
子側を先頭に前側板７０に取り付けた前面板３８の挿入
口３８Ａから装置本体内に挿入し、前後側板７０間に設
けた案内支持レール７３の案内で受電端子が後側板７０
に設けた給電端子と接続するように送り込んだ後、挿入
口３８Ａに押し蓋３９をネジ止めすることによって、像
形成体１０に対し所定の間隔位置を保ち作動可能に設置
される。従ってユニット３を装置本体から取り外すの
は、先に帯電器１１Ｙ〜１１Ｋを挿入口３８Ａから取り
出した後に前面板３８を前側板７０から外して引き出す
ことになる。この他、ユニット３の取り外しに先立っ
て、像形成体１０の周面に対する後述の現像器１３Ｙ〜
１３Ｋ、中間転写ベルト１４ならびにクリーニング装置
１００のクリーニングブレードの各圧接作用を従来公知
の手段等で解除して１ｍｍ程度以上は退避させて置くの
が必要であることは言うまでもない。

【００１９】１３Ｙ〜１３Ｋはそれぞれイエロー
（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ）及び黒色（Ｋ）
のトナーを用いた現像剤を収容する現像器であり、前側
板７０側から装置本体内に挿入されて前後側板７０間に
設けた案内支持レール７４に従って係止案内７５で止め
られるまで送り込まれ、次いで図２に示した例では、接
離操作ハンドル４０で偏心溝カム４１を回動させて案内
支持レール７４の下面側に支持された偏心溝カム４１と
係合する接離作用軸４２を軸方向に変位させ、それによ
り該軸に設けたバネで現像器１３Ｙ〜１３Ｋをそれらの
現像スリーブ１３０の両側の回転自在のスペーサーロー
ラが像形成体１０に圧接するように押すことで装置本体
内に設置される。これによって現像スリーブ１３０と一
体のスリーブ歯車１３３〜１３６に後述する減速駆動歯
車５３〜５６が噛合する。以上の逆の操作で現像器１３
Ｙ〜１３Ｋの像形成体１０に対する圧接解除や装置本体
からの取り出しができる。

【００２０】設置された現像器１３Ｙ〜１３Ｋは、図１
に示したように、像形成体１０の回転中心を通る垂線の
左右に略対称的かつ回転中心を通る水平線の上下に別れ
る位置を占め、現像剤層搬送ローラである現像スリーブ
１３０が像形成体１０と所定の間隙を保って同じ表面移
動方向で回転し、それぞれ帯電器１１Ｙ〜１１Ｋによる
帯電と像露光手段１２Ｙ〜１２Ｋによる像露光とによっ
て像形成体１０上に形成された静電潜像を現像スリーブ
１３０への現像バイアス電圧の印加により現像スリーブ
１３０の搬送する現像剤層が非接触の条件でトナー像に
反転現像する。

【００２１】次に上述のカラー画像形成装置の画像形成
プロセスを説明する。

【００２２】本装置とは別体の画像読み取り装置で原稿
画像を撮像素子により読み取った画像情報或いはコンピ
ュータで編集された画像情報がＹ，Ｍ，Ｃ及びＫの色別
の画像信号として一旦メモリに記憶され格納される。

【００２３】画像記録のスタートにより感光体駆動モー
タが始動して駆動歯車６２が回転され像形成体１０を前
述のように回転させる。同時に帯電器１１Ｙの帯電作用
が開始されて像形成体１０の周壁に一様に電位を付与す
る。その電位を付与された周壁内面に像露光手段１２Ｙ
が前述のメモリからの第１色例えばＹの画像信号によっ
て変調された像露光を入射して周壁表面に原稿画像のＹ
成分画像に対応する静電潜像を形成する。その静電潜像
が現像器１３Ｙにより現像スリーブ１３０上の現像剤層
を非接触にした条件で反転現像され、像形成体１０の表
面にＹトナー像が形成される。

【００２４】次いで像形成体１０はＹトナー像を保持す
る周壁表面に帯電器１１Ｍによる帯電作用を受けて一様
に電位を付与され、その電位を付与された周壁内面に像
露光手段１２Ｍの第２色例えばＭの画像信号に基づく像
露光を入射される。それによって周壁表面に形成された
静電潜像が現像器１３Ｍによる非接触の反転現像により
Ｍトナー像に現像されることで、像形成体１０の表面に
Ｙトナー像とＭトナー像の重ね合わせから成る２色像が
形成される。

【００２５】２色像を保持する像形成体１０の周壁は同
様にそれぞれ帯電器１１Ｃ、像露光手段１２Ｃ及び現像
器１３Ｃによる帯電作用、像露光入射及び現像を受けて
表面にＣトナー像を形成されることでＹ，Ｍ，Ｃの３ト
ナー像の重ね合わせから成る３色像を形成される。また
必要に応じて更に３色像を保持する像形成体１０の周壁
は同様にそれぞれ帯電器１１Ｋ、像露光手段１２Ｋ及び
現像器１３Ｋによる帯電作用、像露光入射及び現像を受
けて表面にＫトナー像を形成されることでＹ，Ｍ，Ｃ，
Ｋの４トナー像の重ね合わせから成る４色像を形成され
る。即ち、３色又は４色カラー画像が像形成体１０の一
回転内でその周面上に形成される。

【００２６】以上のように本発明のカラー画像形成装置
では、像露光手段１２Ｙ〜１２Ｋが像形成体１０の内部
から透明基体を通して有機感光層に像露光を入射するか
ら、第１色の像露光だけでなく、第２，第３及び第４の
色に対応した像露光も先に形成されたトナー像の影響を
受けることなく入射されて、同様の鮮明なトナー像を与
える静電潜像を形成する。像露光手段１２Ｙ〜１２Ｋの
動作による像形成体１０の温度上昇の防止と温度の安定
化は、例えば光学系支持体３０に熱伝導性の良好な材料
を用い、高温の場合はヒートパイプにより外部に放熱し
て冷却し、低温の場合はヒータを用いて加熱することに
より達成できる。また現像器１３Ｙ〜１３Ｋによる現像
に際しては、それぞれ現像スリーブ１３０に直流又は更
に交流を加えた現像バイアスを印加する。それによって
現像スリーブ１３０上の一成分或いは二成分現像剤層か
らトナーが透明電導層を接地された像形成体１０に飛翔
して付着する非接触反転現像が行われる。

【００２７】かくして像形成体１０の周面上に形成され
た３色又は４色のカラー画像は像形成体１０を小径化す
るために用いた中間転写体１４の周面に転写される。こ
の中間転写体１４は、電気抵抗１０⁸〜１０¹¹Ω・ｃ
ｍ、厚さ１００〜５００μｍのウレタンゴム層上に同様
な抵抗値を有するテフロン層を分離用表層として設けた
ベルトから成り、ローラ１４Ａ，１４Ｂ，１４Ｃ及び１
４Ｄによって張架されて、ローラ１４Ａとローラ１４Ｂ
の間を像形成体１０の周面に接触させてカラー画像の被
転写域とし、ローラ１４Ｃと対向する転写ローラ１５と
の間を転写紙等の転写材にカラー画像を転写させる転写
域として、ローラ１４Ｄに伝達される動力により像形成
体１０の周速度に同期して図１の反時計方向に回動す
る。

【００２８】像形成体１０の外周面に付着したカラー画
像は、接地したローラ１４Ａにより像形成体１０の外周
面と接触するように案内されて、トナーの帯電と逆極性
の１乃至２ｋＶのバイアス電圧を印加されたローラ１４
Ｂにより像形成体１０の外周面から離れるように案内さ
れる被転写域の中間転写体１４に、トナーを飛散させる
ことなく効率良く転写され、中間転写体１４により転写
域へと運ばれる。

【００２９】一方、給紙カセット１６の最上部の転写紙
Ｐが給紙ローラ１７により搬出されてタイミングローラ
１８に給送され、中間転写体１４上のカラー画像の搬送
に同期して転写ローラ１５による転写域へと給紙され
る。

【００３０】転写ローラ１５は、中間転写体１４の周速
度に同期して時計方向に回動し、給紙された転写紙Ｐを
接地状態にあるローラ１４Ｃとの間で中間転写体１４に
圧接させると共に、トナーの帯電と逆極性の１乃至２ｋ
Ｖのバイアス電圧を印加されて、中間転写体１４上のカ
ラー画像を転写紙Ｐ上に転写させる。

【００３１】カラー画像を転写された転写紙Ｐは、除電
針１９Ａにより除電され、搬送ベルト１９を介し定着装
置２１に搬送され、熱ローラ２１Ａと加圧ローラ２１Ｂ
の間で加熱圧縮を受けてトナーを定着された後、排紙ロ
ーラ２２を介して装置外に排出される。

【００３２】なお、カラー画像転写後の像形成体１０、
中間転写体１４並びに転写ローラ１５の表面にはそれぞ
れのクリーニング装置１００、クリーニング装置１４０
並びにクリーニング装置１５０のクリーニングブレード
が常時圧接して残留トナー等の付着汚れの除去を行うか
ら、何れの表面も常に清浄な状態に維持される。クリー
ニング装置１００とクリーニング装置１４０の回収した
トナーは不図示の搬送スクリュー内蔵のトナー搬送管に
よって廃トナー収納容器に収容される。

【００３３】本発明のカラー画像形成装置における各現
像器の像形成体１０に対する取り付け位置の設定ならび
に動力伝達の機構を、現像器１３Ｙを例として図４に示
す現像器の平面図によって説明する。

【００３４】前記の現像スリーブ１３０は両側部に前記
のスペーサローラ１３１を配置し、さらにその一方の軸
端部に向けて前記のスリーブ歯車１３３（〜１３６）を
固定し、軸受１３２を回動自在に支持している。

【００３５】本実施の形態における現像器の例では、図
５に示す如く各現像器はほぼ水平方向に像形成体１０に
向けて挿入される。現像器の容器後側部には一対の押圧
ユニット１３７を備えていて、押圧ユニット１３７を現
像架台２４０のフック２４０Ａに係合することにより、
押圧ユニット１３７の内蔵する圧縮コイルバネが蓄勢さ
れてその反力により押圧ピン１３７Ａが容器を像形成体
１０側に付勢して、前記のスペーサローラ１３１を像形
成体１０の両側周面に圧接させる。それによって現像ス
リーブ１３０の周面と像形成体周面の間隔が所定の現像
間隔の値に正確に設定されかつ作動中にも維持される。

【００３６】各現像器の像形成体１０の周面に対する圧
接の解除は、前記の押圧ユニット１３７をその支持軸１
３８の軸方向に移動することにより容易に解除され、ま
たその逆操作により容易に圧接状態に復元される。

【００３７】図６は前記のスリーブ歯車１３３〜１３６
に対する動力伝達系の歯車列のレイアウトを示したもの
で、像形成体１０の中心部近傍に設けた駆動モータ（図
示せず）の回転動力は、その軸上の歯車Ｇ１から左右一
対の中間歯車Ｇ２を介してそれぞれの駆動用の大歯車Ｇ
３に伝達され、大歯車Ｇ３と同軸一体の駆動用の小歯車
Ｇ４がそれぞれ前記の各スリーブ歯車１３３〜１３６に
噛合することによって各現像スリーブ１３０は像形成体
１０の回転に同期して駆動モータにより駆動される。

【００３８】各スリーブ歯車１３３〜１３６は前記の各
小歯車Ｇ４に対しそれぞれ水平方向より噛合するレイア
ウトがとられているため、各現像器１３はそれぞれの現
像架台２４０上を水平に移動して装着あるいは取り外す
ことが出来、これにともなって駆動動力系の接続及び分
離がなされることとなる。

【００３９】各現像器１３は、像形成体１０に対する圧
接位置においては、図４に示す如く現像容器の一方の端
部に形成した溝部２５０Ａが装置本体に固定した角度規
制板２５０に係合することにより、現像スリーブ１３０
を像形成体１０の周面に対し常に平行状態とし、さらに
他方の端部においては現像スリーブの支持する前記の軸
受１３２を現像器底部の凸部とし、一方現像架台２４０
の一体とする位置規制板２６０の円弧状の係合部２６０
Ａを装置本体側の凹部として、前記の凸部を凹部に係
合、すなわち前記の軸受１３２を係合部２６０Ａに係合
することにより現像スリーブ１３０を像形成体１０の周
面に対し常に圧接状態の位置に規制している。

【００４０】従って前述した歯車系の作動に際し前記の
小歯車Ｇ４からの動力伝達により、各スリーブ歯車に像
形成体１０の周面の反対方向の分力が作用しても、前記
の凸部と凹部との係合により各現像スリーブ１３０は移
動することなく所定の設定位置に確保され、現像器の浮
き上がりや振動等を生じることなく、同時に動力伝達も
円滑に行われて正常で良好な現像作用を持続することが
出来る。

【００４１】さらに一部の現像器については、スリーブ
歯車の受ける回転モーメントが現像スリーブ１３０を下
側に付勢する方向に作用することになるので、前記の凸
部と凹部の係合はより強固となって現像器のズレや浮き
上がりの防止効果がさらに向上することとなる。

【００４２】

【発明の効果】本発明の請求項１により、複数の現像器
は像形成体周面に対しそれぞれ正しく設定された上で駆
動力を受けても移動したり振動することなくその位置に
安定して固定され、さらに請求項２により設定位置に対
し水平方向からの着脱も可能となってメンテナンスの作
業性の面においても便利なカラー画像形成装置が提供さ
れることとなった。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係るカラー画像形成装置の断面構成
図。

【図２】像形成体の組立ユニットの断面構成図。

【図３】像形成体の組立ユニットの正面図。

【図４】現像器の設定状態を示す説明図。

【図５】現像器の圧接状態を示す要部断面図。

【図６】現像器を駆動する歯車系列のレイアウト図。

【図７】現像器の規制状態を示す要部断面図。

【符号の説明】

１０ 像形成体 １１ スコロトロン帯電器 １２ 像露光手段 １３ 現像器 １４ 中間転写ベルト １５ 転写ローラ １８ タイミングローラ ２１ 定着装置 １３０ 現像スリーブ １３１ スペーサローラ １３２ 軸受 １３３〜１３６ スリーブ歯車 ２４０ 現像架台 ２５０ 角度規制板 ２６０ 位置規制板 ２６０Ａ 係合部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小野寺 正泰 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 ▲浜▼田 州太 東京都八王子市石川町2970番地コニカ株式 会社内 (72)発明者 三浦 俊英 東京都小金井市緑町５丁目14番14号

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転するドラム状像形成体の周面に帯
   電、像露光および現像を繰り返して複数のトナー像の重
   ね合わせからなるカラー画像を外周面に形成するカラー
   画像形成装置において、 前記現像を行う各現像手段は前記像形成体の周面に対し
   それぞれ水平方向より装着されて、前記現像手段底部に
   形成した凸部を装置本体側に設けた凹部に係合されると
   共に、内蔵する現像スリーブが像形成体の中心部に位置
   する駆動部材の動力によって前記の凸部を前記の凹部に
   対し付勢する方向に回動されることを特徴とするカラー
   画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記現像スリーブと前記駆動部材は略水
   平方向に配設されていて、歯車の噛合により動力が伝達
   されることを特徴とする請求項１記載のカラー画像形成
   装置。