JP2001013848A

JP2001013848A - 像形成ユニット及びカラー電子写真装置

Info

Publication number: JP2001013848A
Application number: JP11181996A
Authority: JP
Inventors: Noboru Katakabe; 昇片伯部; Keizo Takeuchi; 敬三武内; Shigemitsu Tani; 繁満谷
Original assignee: Matsushita Electric Industrial Co Ltd
Current assignee: Panasonic Holdings Corp
Priority date: 1999-06-28
Filing date: 1999-06-28
Publication date: 2001-01-19

Abstract

(57)【要約】【課題】簡単な構成で感光体の回転に外乱を与えにく
く、かつ、感光体と現像ローラとの接触圧を小さくかつ
均一に保つことができ、むらの無い均一な画像を形成す
ることのできる像形成ユニットを提供する。【解決手段】像形成ユニットを、表面に静電潜像が形
成される感光体３０と感光体３０を帯電させる帯電手段
とを有する感光体ユニット３７と、現像剤と現像剤を現
像領域に担持する現像ローラ３１とを有し、静電潜像を
顕像化する現像ユニット３５とにより構成する。現像ロ
ーラ３１を、本体側壁に取り付けられた現像駆動本体ギ
ア６２、揺動ギア９４、現像ローラ３１に固定された現
像ローラギア９６を介して回転駆動する。現像ユニット
３５を感光体ユニット３７に支点ピン９０によって揺動
可能に支持する。揺動ギア９４と現像駆動本体ギア６２
との噛み合い位置を、支点ピン９０のほぼ中心にもって
くる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、カラープリンタ、
カラー複写機、カラーファクシミリ等に応用可能なカラ
ー画像形成装置及びこれに用いる像形成ユニット、特
に、電子写真方式を用いてカラー画像を形成するカラー
電子写真装置及びこれに用いる像形成ユニットに関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来のカラー画像形成装置、特に、これ
に用いる像形成ユニットとしては、例えば、特公平６−
９３１４１号公報に開示されたものが知られている。

【０００３】以下、従来の像形成ユニットについて、図
９を用いて説明する。図９中、２００は感光体、２０１
は現像ローラ、２０３は帯電器である。２０５は感光体
２００、帯電器２０３を支持してクリーナケースと一体
化された感光体ユニット、２０７は現像ローラ２０１を
支持しトナーケースと一体化された現像ユニットであ
る。現像ユニット２０７は、感光体ユニット２０５に支
点軸２１０によって回動自在に連結されており、支点軸
２１０を挟んで感光体２００と反対側には、現像ユニッ
ト２０７と感光体ユニット２０５との間に挟まれた状態
で圧縮バネ２１３が設けられている。これにより、感光
体２００と現像ローラ２０１は圧接された状態となる。
現像ローラ２０１は、感光体２００の回転力を利用して
駆動され、感光体２００に固定されたギアと現像ローラ
２０１に固定されたギア（いずれも図示せず）が結合さ
れて互いに矢印方向に回転駆動される。

【０００４】一般に、このような像形成ユニットが電子
写真装置本体に装着されるとき、感光体２００の軸心位
置と感光体ユニット２０５の一部がその装置本体に固定
支持され、感光体２００が回転駆動されて画像形成が行
われる。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】カラー画像の形成にお
いては、特に、感光体への不必要な外乱をできるだけ減
少させて感光体の回転精度を向上させると共に、現像ロ
ーラと感光体との接触を軽くかつ均一に行い、むらの無
い均一な画像を形成する必要がある。

【０００６】しかし、上記した従来の像形成ユニットの
構成では、現像ローラの回転むらが感光体に伝わり易
く、また、現像ローラの受ける回転駆動力が感光体への
押し付け力となって両者の接触圧が不均一となり、画像
にむらが発生し易い。

【０００７】本発明は、従来技術における前記課題を解
決するためになされたものであり、簡単な構成で感光体
の回転に外乱を与えにくく、かつ、感光体と現像ローラ
との接触圧を小さくかつ均一に保つことができ、むらの
無い均一な画像を形成することのできる像形成ユニット
及びこれを用いた高画質のカラー画像形成装置を提供す
ることを目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するた
め、本発明に係る像形成ユニットの構成は、表面に静電
潜像が形成される感光体を有する感光体ユニットと、現
像剤と前記現像剤を現像領域に担持する現像ローラと前
記現像ローラを回転させるための駆動力伝達手段とを有
し、前記静電潜像を顕像化する現像ユニットとを備えた
像形成ユニットであって、前記現像ユニットが前記感光
体ユニットに揺動可能に支持され、前記現像ユニットに
回転力を伝える力の作用点が、前記感光体ユニットと前
記現像ユニットの揺動中心軸の近傍に設けられたことを
特徴とする。この像形成ユニットの構成によれば、現像
ユニットに回転力を伝える力によって現像ユニットが感
光体ユニットに対して回転して、現像ローラが感光体に
押し付けられることはなく、現像ローラの非回転時に設
定された押圧力を維持することができるので、現像ロー
ラと感光体を常に安定な状態で接触させることができ
る。

【０００９】また、前記本発明の像形成ユニットの構成
においては、現像ローラを回転させるための駆動力が像
形成ユニットの外部から与えられるのが好ましい。この
好ましい例によれば、感光体が現像ローラを駆動するこ
とによる負荷変動を受けることがなく、しかも、現像ロ
ーラの感光体に対する接触圧を小さく設定することがで
きるので、感光体は現像ローラから外乱を受けにくく、
安定した回転が確保される。また、この場合には、現像
ローラが感光体に接触することによって静電潜像が顕像
化されるのが好ましい。また、この場合には、現像ユニ
ットの駆動側において現像ユニットが前記感光体ユニッ
トに揺動可能に支持され、その反対側においては前記感
光体ユニットに設けられた摺動ガイドによって前記感光
体ユニットの感光体と現像ローラとの相対位置が決めら
れるのが好ましい。この好ましい例によれば、感光体と
現像ローラとの接触を、各ユニット（現像ユニット、感
光体ユニット）の筐体のねじれ等にかかわらず全面にわ
たって均一に保つことができる。また、この場合には、
現像ローラを回転させるための駆動力伝達手段のうち像
形成ユニットの外部から直接駆動される従動ギアが、前
記現像ローラの回転軸を中心に揺動可能に支持されてい
るのが好ましい。この好ましい例によれば、像形成ユニ
ットが装着される本体側のキャリッジを回転させるだけ
で自動的に本体側の現像駆動本体ギアとカップリングさ
せることができる。この場合にはさらに、従動ギアを揺
動可能に支持する揺動部材をさらに備え、像形成ユニッ
トの外部から現像ローラに回転力が伝達されるとき、前
記揺動部材が像形成ユニットに設けられた係合部位に係
止するのが好ましい。この好ましい例によれば、現像ユ
ニットが現像ユニットの外部から係合部位周りの回転モ
ーメントを受けることがないので、感光体と現像ローラ
を安定した状態で接触させることができる。

【００１０】また、前記本発明の像形成ユニットの構成
においては、感光体の回転軸の両端に設けられ、装置本
体に支持される係合部と、現像ユニットの駆動力伝達側
に設けられ、前記感光体の回転軸周りの回転位置決めを
行う回転係止部とを備えているのが好ましい。この好ま
しい例によれば、像形成ユニットが感光体の回転軸の両
端の係合部と回転係止部の３箇所で装置本体に支持され
ることとなるので、装置本体に対する感光体の位置決め
を確実に行うことができると共に、像形成ユニットが現
像駆動力を受けてねじられ、感光体と現像ローラの接触
を確保しにくくなるという問題も生じない。また、この
場合には、回転係止部が感光体ユニットに設けられてい
るのが好ましい。この好ましい例によれば、像形成ユニ
ット全体の回転力が感光体ユニットのみによって支えら
れることとなるので、感光体と現像ローラの接触状態が
影響を受けることはない。また、この場合には、回転係
止部が現像ユニットを揺動可能に支持する支点軸又は前
記支点軸の受け部であるのが好ましい。この好ましい例
によれば、現像ユニットが外力を受ける箇所で本体側の
キャリッジが像形成ユニットを支えることとなるので、
像形成ユニットに無理なねじり力が発生することはな
い。

【００１１】また、本発明に係るカラー電子写真装置の
構成は、それぞれ異なる色の現像器と感光体とを組み合
わせた複数の像形成ユニットと、前記複数の像形成ユニ
ットを像形成位置と待避位置との間で順次移動させて切
り替える像形成ユニット移送手段と、前記感光体を前記
像形成位置に位置決めする位置決め手段と、前記像形成
位置に位置する前記感光体を露光する露光手段と、前記
像形成位置に位置する前記感光体の上に前記現像器によ
って形成されたトナー像を順次色重ねして転写体上に転
写することにより複数の色のトナー像を重ねたカラー画
像を前記転写体上に形成する転写手段と、前記感光体と
前記転写手段とを回転駆動する回転駆動手段とを備えた
カラー電子写真装置であって、前記像形成ユニットとし
て前記本発明の像形成ユニットを用いることを特徴とす
る。このカラー電子写真装置の構成によれば、簡単な構
成で確実な感光体の位置決めを行うことができると共
に、軽い圧接力で均一な現像を確保することのできる高
画質で安定したカラー画像を形成することが可能とな
る。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、実施の形態を用いて本発明
をさらに具体的に説明する。

【００１３】まず、本発明の一実施の形態における像形
成ユニット及びこれを用いたカラー電子写真装置の全体
構成と動作について、図１、図２を用いて説明する。

【００１４】（像形成ユニット）図１は本発明の一実施
の形態における像形成ユニットを示す断面図である。

【００１５】図１中、３０は感光体、３４は感光体３０
をマイナスに一様に帯電するコロナ帯電器、３５は現像
ローラ３１、トナー供給用の供給ローラ３３、トナー層
形成用のドクターブレード２４、トナー３２を収容する
トナーホッパ３９を含む現像ユニットである。３６は転
写後の感光体３０の表面に残ったトナーを清掃するため
のゴム製のクリーニングブレード、３８はクリーニング
ブレード３６によって掻き取られた廃トナーを収容する
廃トナーケースであり、これにコロナ帯電器３４、感光
体３０が取り付けられて感光体ユニット３７が構成され
ている。また、感光体ユニット３７と現像ユニット３５
とは支点ピン９０によって揺動自在に連結されて一体化
され、これにより像形成ユニット３が構成されている。
感光体３０、現像ローラ３１、供給ローラ３３はそれぞ
れ回転自在に支持されて、それぞれ矢印の方向に回転す
る。トナー３２はポリエステル樹脂に顔料を分散したマ
イナス帯電性のものであり、供給口２５を通して供給ロ
ーラ３３から現像ローラ３１へと供給され、ドクターブ
レード２４で薄層化された後、感光体３０に供給され
て、感光体３０上の静電潜像を現像する。

【００１６】（転写ベルトユニット）図２は本発明の一
実施の形態における像形成ユニットを用いたカラー電子
写真装置を示す断面図である。

【００１７】図２に示す転写ベルトユニット５は、像形
成位置１０において感光体３０上に形成されたトナー像
を写し取り、写し取ったトナー像を記録用紙に再転写す
るためのものである。この転写ベルトユニット５は、中
間転写ベルト５０と、中間転写ベルト５０を懸架するプ
ーリー群（駆動プーリー５５Ａ、バックアッププーリー
５５Ｂ、ガイドプーリー５５Ｃ、テンションプーリ５５
Ｄ）と、クリーナ５１と、クリーニング後の廃トナーを
収容する廃トナーケース５７とにより構成されており、
これらは一体化されて装置本体１に着脱自在に装着され
ている。

【００１８】中間転写ベルト５０は、厚さ約１００μｍ
のエンドレスベルト状の半導電性（中抵抗）のウレタン
にＰＦＡやＰＴＦＥ等のフッ素樹脂をコーティングし
て、全体の厚さを１００〜３００μｍとしたフィルムか
らなる。中間転写ベルト５０の周長は、Ａ４サイズある
いはレターサイズをフルカラープリントするために、最
大受像紙サイズであるＡ４受像紙の長手方向の長さ（２
９７ｍｍ）よりも若干長い長さに設定されている。

【００１９】クリーナ５１は、中間転写ベルト５０に残
留したトナーを清掃除去するためのものであり、ゴム製
のクリーニングブレード５３と掻き取ったトナーを廃ト
ナーケース５７に搬送するためのスクリュウ５２とによ
り構成されている。このクリーナ５１は、中間転写ベル
ト５０上にカラー像を形成している間に中間転写ベルト
５０上のトナー像を削り落とさないようにするために、
支点５８を中心として回動して中間転写ベルト５０から
離れる構成となっている。

【００２０】中間転写ベルト５０を懸架するプーリー群
のうち、プーリー５５Ａは中間転写ベルト５０を駆動す
る駆動プーリーであり、クリーニングブレード５３のバ
ックアップをも兼ねている。プーリー５５Ｂは中間転写
ベルト５０上のトナー像を記録用紙に転写する２次転写
ローラ９のバックアッププーリーである。プーリー５５
Ｃはガイドプーリーであり、感光体３０から中間転写ベ
ルト５０上にトナー像を転写するための１次転写バイア
スを印加するローラをも兼ねている。プーリー５５Ｄは
中間転写ベルト５０にテンションを与えるテンションプ
ーリである。中間転写ベルト５０はこれらのプーリー５
５Ａ、５５Ｂ、５５Ｃ、５５Ｄに懸架されており、駆動
プーリー５５Ａの回転によって回転駆動することができ
る。尚、５６は中間転写ベルト５０を保護するためのカ
バーである。

【００２１】（装置全体構成）図２において、右側端面
が装置前面であり、装置本体１のほぼ中央にキャッリッ
ジ２、前面に前面アリゲータ１Ａ、天面に天面扉１７が
設けられている。

【００２２】キャリッジ２には、４色（イエロー、マゼ
ンタ、シアン、ブラック）の像形成ユニット３Ｙ、３
Ｍ、３Ｃ、３Ｂｋが収容されている。キャリッジ２は円
管２１に回転可能に支持されている。これにより、各色
の像形成ユニット３の感光体３０を像形成位置１０とそ
の他の待避位置との間で順次移動させて、像形成ユニッ
ト３の切り替えを行うことができる。

【００２３】像形成ユニット３は、装置本体１に着脱自
在に装着されており、像形成ユニット３の交換が必要な
場合には、キャリッジ２を回転させて交換したい色の像
形成ユニット３を天面扉１７の下方に位置させ、天面扉
１７を開いて交換することができる。

【００２４】像形成ユニット３のキャリッジ２内での像
形成動作位置は、感光体３０に画素レーザー信号光８が
照射され、転写ベルトユニット５と感光体３０とが接触
する像形成位置１０のみである。像形成ユニット３は、
この像形成位置１０において装置本体１の駆動源や電源
と接続され、これにより像形成動作が行われる。その他
の位置は待避位置であり、この位置ではどの像形成ユニ
ット３も動作しない。

【００２５】前面アリゲータ１Ａは、装置本体１にヒン
ジ軸１Ｂによって蝶合されており、前面へ倒して開くこ
とができる。この前面アリゲータ１Ａには、定着器１
５、２次転写ローラ９、除電針７、紙ガイド１３ａ、１
３ｂ、１３ｃ、１３ｄの前面側及びレジストローラ１６
の前面側が取り付けられており、前面アリゲータ１Ａを
前方に倒すと、これらの構成物も同時に倒れる。このた
め、装置本体１の前面を大きく解放することが可能であ
り、この部分から転写ベルトユニット５を着脱すること
ができると共に、紙詰まり時にも記録用紙を容易に除去
することができる。

【００２６】転写ベルトユニット５は、装置本体１に装
着された時に所定の位置に確実に位置決めされ、像形成
位置１０に対面する部分が像形成ユニット３の感光体３
０にに接触する。また、同時に、転写ベルトユニット５
の各部が本体側と電気的に接続されると共に、駆動プー
リー５５Ａが本体側の駆動手段に連結されて、中間転写
ベルト５０が回転可能な状態となる。

【００２７】尚、除電針７は、記録用紙が中間転写ベル
ト５０から分離する時にトナー像が乱れないようにする
ためのものである。

【００２８】６は転写ベルトユニット５の下方に配置さ
れたレーザー露光装置であり、このレーザー露光装置６
は、半導体レーザー（図示せず）、ポリゴンミラー６
Ａ、レンズ系６Ｂ、第１ミラー６Ｃ等により構成されて
いる。画像情報の時系列電気画素信号に対応した画素レ
ーザー信号光８は、図２のイエローの像形成ユニット３
Ｙの感光体ユニット３７とブラックの像形成ユニット３
Ｂｋの現像ユニット３５との間に形成された光路２２を
通過する。画素レーザー信号光８は、円管２１の露光窓
９７を通り、円管２１内の装置本体１に固定された第２
ミラー９８（円管２１とは無関係に静止している）に入
射し、反射されて像形成ユニット３Ｙの感光体ユニット
３７と現像ユニット３５との間に設けられた隙間３３を
通って像形成位置１０に位置する感光体３０の左側面の
露光部に入射し、感光体３０を母線方向に走査露光す
る。

【００２９】１２は給紙ユニット、１４は給紙ローラ、
１６はレジストローラ、１８は排紙ローラ、１３ａ、１
３ｂ、１３ｃ、１３ｄはこれらのローラ間と中間転写ベ
ルト５０と２次転写ローラ９の接触点と定着器１５との
間を結ぶ紙ガイドである。

【００３０】（装置動作）次に、カラー画像形成工程に
ついて説明する。

【００３１】転写ベルトユニット５と各色の像形成ユニ
ット３がそれぞれ所定の位置に装着された状態で装置本
体１の電源を投入すると、定着器１５が昇温し、レーザ
ー露光装置６のポリゴンミラー６Ａが回転を開始して、
準備が完了する。尚、電源投入直後に感光体３０や中間
転写ベルト５０の状態を整備するイニシャライズモード
を動作させる場合もある。

【００３２】準備が完了すると、まず初めに、像形成位
置１０にあるイエローの像形成ユニット３Ｙによる像形
成が開始される。そして、装置本体１の駆動源に連結さ
れたイエローの感光体３０が像形成位置１０で回転を始
めると同時に、現像ローラ３１、コロナ帯電器３４、中
間転写ベルト５０が動き始める。駆動プーリー５５Ａは
装置本体１側から駆動され、その摩擦力によって中間転
写ベルト５０が矢印方向に回動する。ここで、感光体３
０の周速度と中間転写ベルト５０の周速度はほぼ等速と
なるように設定されている。また、このとき、２次転写
ローラ９とクリーナ５１は中間転写ベルト５０から離間
した状態にある。

【００３３】感光体３０の表面のうちコロナ帯電器３４
によって一様に帯電された部分が露光位置に来るタイミ
ングに合わせて、検知手段（図示せず）が中間転写ベル
ト５０の先頭位置を検知し、この検知信号に同期してレ
ーザー露光装置６から画像信号に合わせた画素レーザー
信号光８が感光体３０に照射される。一様に帯電した感
光体３０上に画素レーザー信号光８が照射されると、画
像信号に応じた静電潜像形成され、この静電潜像が現像
ユニット３５によって順次顕像化されてトナー像が形成
される。次に、感光体３０上に形成されたトナー像は、
中間転写ベルト５０に接触する１次転写位置に移動し、
この１次転写位置において中間転写ベルト５０に順次写
し取られる。イエローの像形成動作は、画像の終端が中
間転写ベルト５０に転写された後に終了し、感光体３０
と中間転写ベルト５０は初期位置に停止する。

【００３４】尚、この像形成時において、コロナ帯電器
３４は感光体３０を−４５０Ｖに帯電し、感光体３０の
露光電位は−５０Ｖとなる。また、現像ローラ３１には
−２５０Ｖの直流電圧が印加されている。さらに、中間
転写ベルト５０のガイドプーリー５５Ｃとテンションプ
ーリー５５Ｄには、＋１．０ｋＶの直流電圧が印加され
ている。

【００３５】イエローの像形成が終了して感光体３０と
中間転写ベルト５０が停止すると、次に、イエローの感
光体３０に係合していた装置本体１の駆動源が感光体１
との係合を解除され、キャリッジ２が矢印方向に９０゜
だけ回転する。これにより、イエローの像形成ユニット
３Ｙが像形成位置１０から移動すると同時に、マゼンタ
の像形成ユニット３Ｍが像形成位置１０に位置決めされ
て停止する。マゼンタの像形成ユニット３Ｍが停止する
と、装置本体１の駆動源がマゼンタの感光体３０に係合
して、像形成ユニット３Ｍと転写ベルトユニット５が動
作を開始し、イエローの場合と同様の像形成動作が行わ
れる。これにより、中間転写ベルト５０上にはイエロー
とマゼンタのトナー像が重ねて形成される。

【００３６】以上の動作がシアン、ブラックと順に繰り
返され、中間転写ベルト５０上に４色のトナー像が形成
される。

【００３７】ブラックのトナー像を中間転写ベルト５０
へ転写した後、画像の先頭が２次転写ローラ９の位置に
来たときに、２次転写ローラ９を中間転写ベルト５０に
接触させて、給紙ユニット１２から送り出された記録用
紙を２次転写ローラ９と中間転写ベルト５０との間に挟
んで搬送することにより、４色のトナー像を一括して記
録用紙上に転写する。このとき、２次転写ローラ９には
＋８００Ｖの電圧が印加されている。トナー像が転写さ
れた記録用紙は、定着器１５を通過して定着され、排紙
ローラ１８から装置外に排出される。

【００３８】２次転写後に中間転写ベルト５０上に残留
したトナーは、クリーニングブレード５３が中間転写ベ
ルト５０に接触して掻き取られ、掻き取られたトナーは
スクリュウ５２によって廃トナーケース５７に収容され
る。

【００３９】２次転写が終了すると、中間転写ベルト５
０及び像形成ユニット３が再び停止し、キャリッジ２が
９０゜だけ回転する。そして、イエロの像形成ユニット
３Ｙが再び像形成位置１０に到達し、次のカラー画像形
成動作に備えられる。

【００４０】（色位置合わせ）次に、各色の色合わせを
正確に行うための像形成位置１０における感光体３０の
位置決めと駆動機構の詳細について、図３、図４を用い
て説明する。

【００４１】図３は本発明の一実施の形態におけるカラ
ー電子写真装置のキャリッジ及び感光体の位置決め機構
と駆動機構とを示す分解斜視図、図４は本発明の一実施
の形態におけるカラー電子写真装置の像形成位置を通る
面でキャリッジを切断した断面図である。

【００４２】図３、図４に示すように、感光体３０の両
端には、像形成ユニット３の位置決め用のテーパ穴４８
Ｒ、４８Ｌを有するフランジ４１Ｒ、４１Ｌが接着固定
されており、このフランジ４１Ｒ、４１Ｌの外周が感光
体ユニット３７の側壁に固定された感光体軸受け４３
Ｒ、４３Ｌに回転自在に取り付けられている。フランジ
４１Ｒの先端には感光体３０を回転駆動するためのカッ
プリング爪部４７が設けられており、このカップリング
爪部４７は本体側のカップリング板６１と係合可能とな
っている。

【００４３】キャリッジ２の中央の円管２１には、右側
壁２０Ｒと左側壁２０Ｌとが固定されている。この両側
壁２０Ｒ、２０Ｌには、キャリッジ２の内部を４分割す
るようにそれぞれ４箇所に仕切りリブ２３が固定配置さ
れており、仕切りリブ２３によって仕切られたキャリッ
ジ２内の各空間に各色の像形成ユニット３が配置され
る。また、円管２１には、感光体露光用の画素レーザー
信号光８が通過する位置の合計４箇所に露光窓９７が設
けられている。尚、キャリッジ２は、左右の本体側壁１
Ｒ、１Ｌに軸受け４６Ｒ、４６Ｌを介して回転可能に支
持されている。

【００４４】左側壁２０Ｌの外側にはキャリッジギア２
８が一体成形されており、キャリッジギア２８は本体側
に設けられたキャリッジ駆動機構８６と連結されてい
る。キャリッジ駆動機構８６は駆動源（図示せず）に連
結されたウォーム８９と、ウォームホイール８８と、ウ
ォームホイール８８と一体化され、キャリッジギア２８
と噛み合うギア８７とにより構成されており、このキャ
リッジ駆動機構８６の回転駆動により、キャリッジ２は
自在に回転位置決めされる。

【００４５】４５Ｒ、４５Ｌは左右の本体側壁１Ｒ、１
Ｌに固定され、キャリッジ２の外周に沿って下半分程度
に設けられた像形成ユニット３がキャリッジ２から落下
するのを防止するための落下防止ガイドである。

【００４６】尚、第２ミラー９８は、円管２１のほぼ中
央付近に図示しない固定部材によって本体側壁１Ｒ、１
Ｌに強固に取り付けられており、キャリッジ２の回転と
は無関係に常時静止状態を保つ構成となっている。

【００４７】側壁２０Ｒ、２０Ｌには、像形成ユニット
３のフランジ４１Ｒ、４１Ｌが挿入される部分に切欠き
２６Ｒ、２６Ｌが設けられている。この切り欠き２６
Ｒ、２６Ｌと仕切リブ２３は、像形成ユニット３をキャ
リッジ２内に装着するときのガイドとしての役目を果た
す。キャリッジ２の側方ないし下方においては、像形成
ユニット３は落下防止ガイド４５Ｒ、４５Ｌにガイドさ
れ、キャリッジ２から離脱することはない。

【００４８】この切欠き２６Ｒ、２６Ｌの寸法はフラン
ジ４１Ｒ、４１Ｌの外径よりも大きく設定されており、
感光体３０が像形成位置１０で位置決めされて基準位置
にあるとき、感光体３０を正規の位置にあるキャリッジ
２に対して全方向に遊びを持たせた構成となっている。
本実施の形態においては、この遊びは約１ｍｍ確保され
ており、これによりキャリッジ２の位置決め精度が多少
悪くても感光体３０の位置決め動作を妨げることがない
ようにされている。

【００４９】（感光体位置決め駆動機構）装置本体１の
両側壁１Ｒ、１Ｌには、感光体３０を像形成位置１０に
正確に位置決めするために、それぞれ感光体駆動機構６
０とディテント機構８０が設けられている。

【００５０】感光体駆動機構６０は右本体側壁１Ｒに設
けられており、出力軸７０と、出力軸７０に固定され出
力軸７０と一体的に回転するカップリング板６１と、出
力軸駆動ギア７１と、これらを駆動する駆動機構とによ
り構成されている。出力軸７０は、右本体側壁１Ｒとこ
れに固定された基板６７との間でそれぞれに固定された
軸受け７７にスラスト方向に移動可能かつ回転可能に支
持されている。

【００５１】出力軸７０の一端には、感光体３０のテー
パ穴４８Ｒに倣う凸状のテーパ面を有する先端テーパ部
７５が形成されており、出力軸７０の他端は、スラスト
軸受け６９Ｒに小さい面積で接触するように球面状に形
成されている。出力軸駆動ギア７１はハスバ歯車であ
り、この出力軸駆動ギア７１は原動側ギア７２と噛み合
った状態で出力軸７０に固定されている。７４は軸受け
７７と出力軸駆動ギア７１との間に挿入された圧縮バネ
であり、この圧縮バネ７４は、出力軸７０及びカップリ
ング板６１を感光体３０側のフランジ４１Ｒから離間し
た位置（図４は係合した位置を示す）に常時付勢してお
くためのものである。

【００５２】出力軸７０は、スラスト軸受け６９Ｒを動
かす駆動手段（図示せず）により、フランジ４１Ｒから
離間した位置と、図４に示すテーパ穴４８Ｒと先端テー
パ部７５とが係合する係合位置との間をバネ力に抗して
移動可能であるが、いずれの位置においても出力軸駆動
ギア７１が原動側ギア７２に噛み合った状態となるよう
に原動側ギア７２は広い歯幅を有している。出力軸７０
がスラスト方向に移動するとき、出力軸駆動ギア７１と
原動側ギア７２は互いの歯面で滑りながら移動する。

【００５３】カップリング板６１は、フランジ４１Ｒの
カップリング爪部４７と噛み合って動力を伝達するため
のものであり、先端に８枚のカップリング爪６５を有し
ている。

【００５４】次に、左本体側壁１Ｌに設けられたディテ
ント機構８０について説明する。

【００５５】ディテント機構８０は、本体側壁１Ｌと基
板６８との間に軸受け７８を介して支持され、スラスト
軸受け６９Ｌを動かす駆動機構（図示せず）と圧縮バネ
８５とによってスラスト方向に移動可能かつ回転可能な
ディテント軸８１によって構成されている。ディテント
軸８１の一端には、フランジ４１Ｌのテーパ穴４８Ｌに
倣うテーパ面８４が形成されており、ディテント軸８１
の他端は、出力軸７０と同様に球面状に形成されてスラ
スト軸受６９Ｌに押し当てられている。８５は本体側壁
１Ｌとディテント軸８１に固定されたバネ止め８２との
間に挿入された圧縮バネであり、この圧縮バネ８５は、
ディテント軸８１を常時フランジ４１Ｌから離間してお
くためのものである。

【００５６】以上の構成により、出力軸７０及びディテ
ント軸８１が感光体３０のフランジ４１Ｒ、４１Ｌから
離間した状態でキャリッジ２に支持された像形成ユニッ
ト３が像形成位置に運ばれて停止すると、スラスト軸受
け６９Ｒ、６９Ｌが駆動機構によってそれぞれ内側に押
されて、出力軸７０の先端テーパ部７５がフランジ４１
Ｒのテーパ穴４８Ｒに、ディテント軸８１のテーパ面８
４がフランジ４１Ｌのテーパ穴４８Ｌにそれぞれ係合
し、感光体３０は像形成位置１０に正確に位置決めされ
る。出力軸７０とディテント軸８１が内側に押圧された
状態で出力軸駆動ギア７１が回転すると、カップリング
板６１のカップリング爪６５がフランジ４１Ｒのカップ
リング爪部４７に係合しているため、出力軸７０の回転
が感光体３０に伝達され、感光体３０が像形成位置１０
で回転する。このとき、出力軸７０とディテント軸８１
に支持された感光体３０、第２ミラー９８及びレーザー
露光装置６はすべて装置本体１に位置決めされているた
め、キャリッジ２の位置と無関係に感光体３０を正確に
位置決めすることができる。その結果、色の切替を行っ
てもこの関係がずれることはないので、色ずれが発生す
ることはない。

【００５７】次に、本実施の形態における像形成ユニッ
ト３の構成及び現像ローラの駆動機構について、図１及
び図４〜図８を用いて詳細に説明する。

【００５８】図５は本発明の一実施の形態における像形
成ユニットを示す右側面図、図６は本発明の一実施の形
態における現像ユニットに設けられた揺動レバー部を示
す断面図、図７は本発明の一実施の形態における像形成
ユニットを示す左側面図である。

【００５９】まず、像形成ユニット３における感光体ユ
ニット３７と現像ユニット３５の結合の仕方について説
明する。

【００６０】図４、図５、図７に示すように、感光体ユ
ニット３７の右側壁３７Ｒには突起部９１が設けられて
おり、突起部９１には支点ピン９０が圧入固定されてい
る。また、感光体ユニット３７の左側壁３７Ｌにはガイ
ドピン１０８が圧入固定されている。さらに、感光体ユ
ニット３７の左側壁３７Ｌには、現像ローラ３１を感光
体３０の方向にガイドするガイド溝１１５が形成されて
いる。現像ユニット３５は感光体ユニット３７の両側壁
３７Ｒ、３７Ｌの内側に配置され、感光体ユニット３７
の右側壁３７Ｒ側は支点ピン９０に位置決め穴１１６が
挿通されて回動自在に支持されている。

【００６１】図４〜図７に示すように、現像ローラ３１
は、現像ユニット３５の右側壁３５Ｒと左側壁３５Ｌに
それぞれ固定された軸受け１０５、１０６に回転自在に
支持されている。軸受け１０６は感光体ユニット３７の
左側壁３７Ｌ側のガイド溝１１５に嵌め込まれており、
現像ユニット３５の左側は感光体ユニット３７に対して
現像ユニット３５ごとガイド溝１１５に沿って動くこと
ができる。尚、現像ユニット３５の左側壁３５Ｌに設け
られた穴１０７にはガイドピン１０８が挿入されている
が、これによって両者の位置決めが行われるものではな
く、両者は１ｍｍ程度の遊びをもって配置されている。

【００６２】感光体ユニット３７と現像ユニット３５は
以上のような構成で組み合わされ、感光体ユニット３７
の右側壁３７Ｒと現像ユニット３５の右側壁３５Ｒは、
両者間にかけられた圧縮バネ１０２によって支点ピン９
０を中心に回動し、これにより現像ローラ３１が感光体
３０に押圧された状態で止まる。また、感光体ユニット
３７の左側壁３７Ｌと現像ユニット３５の左側壁３５Ｌ
は、現像ローラ３１の軸受け１０６と感光体ユニット３
７の左側壁３７Ｌに立てられたピン１１１との間に掛け
渡された引っ張りコイルバネ１１０によって現像ローラ
３１が感光体３０側に引きつけられ、これにより現像ロ
ーラ３１が感光体３０に押圧された状態で止まる。

【００６３】以上のように、本実施の形態においては、
像形成ユニット３の感光体３０に対する現像ローラ３１
の接触が、支点ピン９０、現像ローラ３１の右側、及び
現像ローラ３１の左側の３点で行われるため、感光体ユ
ニット３７や現像ユニット３５の寸法精度に影響される
ことなく感光体３０と現像ローラ３１を一定の圧力で均
一に接触させることが可能となる。

【００６４】次に、現像ローラ３１の駆動機構について
説明する。

【００６５】図４〜図６に示すように、現像ローラ３１
は、本体側壁１に取り付けられた現像駆動本体ギア６
２、揺動ギア９４、現像ローラ３１に固定された現像ロ
ーラギア９６を介して回転駆動される。尚、ギア９９は
供給ローラ３３に固定されたギアであり、このギア９９
は現像ローラギア９６及びアイドラーギア９８を介して
回転駆動される。

【００６６】図５、図６に示すように、揺動ギア９４
は、現像ユニット３５の右側壁３５Ｒに固定された軸受
け１０５と現像ローラ軸９７に現像ローラ軸９７を中心
に揺動自在に取り付けられた揺動レバー９２にピン９３
を介して回転自在に取り付けられている。揺動レバー９
２には引っ張りバネ１０４が掛けられ、これにより揺動
ギア９４は現像駆動本体ギア６２側に付勢されるが、揺
動レバー９２の底面が感光体ユニット３７の右側壁３７
Ｒの支点ピン９０の周りの円形突起部９１に当接するこ
とによって止まっている。尚、揺動レバー９２を支点ピ
ン９０に直接当接させるようにしてもよい。このように
揺動レバー９２を支点ピン９０あるいは円形突起部９１
によって受けるようにすれば、現像ユニット３５が外力
を受ける箇所で本体側のキャリッジ２が像形成ユニット
３を支えることとなるので、像形成ユニット３に無理な
ねじり力が発生することはない。

【００６７】像形成ユニット３が装着されたキャリッジ
２が回転駆動するとき、現像駆動本体ギア６２と揺動ギ
ア９４の歯の先端同士が当たると、揺動レバー９２が引
っ張りバネ１０４の力に抗して回動し、揺動ギア９４が
現像駆動本体ギア６２から逃げる。像形成ユニット３が
像形成位置１０に来ると、揺動ギア９４が現像駆動本体
ギア６２に食い込んでくるが、揺動レバー９２が円形突
起部９１に当接して止められるので、揺動ギア９４と現
像駆動本体ギア６２の中心間距離は正しく確保され、現
像ローラ３１が感光体３０に接触した状態で回転する。

【００６８】尚、図４に示すように、現像駆動本体ギア
６２は、右本体側壁１Ｒと基板６７に軸受け６６を介し
て回転自在に取り付けられた現像駆動軸６３に固定され
ており、現像駆動軸６３はこの現像駆動軸６３に固定さ
れた現像駆動プーリー６４を介して本体側から回転され
る。

【００６９】以上のように現像ローラ３１を回転させる
ための駆動力は像形成ユニット３の外部（本体側）から
与えられるので、感光体３０が現像ローラ３１を駆動す
ることによる負荷変動を受けることがなく、しかも、現
像ローラ３１の感光体３０に対する接触圧を小さく設定
することができるので、感光体３０は現像ローラ３１か
ら外乱を受けにくく、安定した回転が確保される。

【００７０】次に、感光体３０と現像ローラ３１を安定
的に駆動する駆動原理について、図８を用いて詳細に説
明する。

【００７１】図８は感光体３０、現像ローラ３１を駆動
する主要部分のみを抜き出して説明するための図であ
る。

【００７２】図８において、９６は現像ローラギア、９
４は揺動ギア、６２は現像駆動本体ギア、２０Ｒはキャ
リッジ２の右側壁の内側に突出した部分である。９０は
現像ユニット３５と感光体ユニット３７を連結する支点
ピン、９１は感光体ユニット３７の右側壁３７Ｒに設け
られた円形突起部である。円形突起部９１及び揺動ギア
９４はキャリッジ２の右側壁２０Ｒの切り欠き部２９に
落ち込んでおり、揺動ギア９４は現像駆動本体ギア６２
と噛み合っている。このため、像形成ユニット３が感光
体３０を中心に首を振ると、円形突起部９１が切り欠き
部２９の側面２７に当接する。

【００７３】上記した構成において、感光体３０が出力
軸７０とディテント軸８１にカップリングされて正規の
位置に位置決めされ、現像駆動本体ギア６２が回転する
時、像形成ユニット３は装置本体１から感光体３０の中
心軸の両端を支持される。この状態で、感光体３０及び
現像駆動本体ギア６２が回転すると、像形成ユニット３
は、支持された感光体３０の中心軸を中心として半時計
回りの回転モーメントを受ける。この回転モーメント
は、円形突起部９１がキャリッジ側壁２０Ｒの切り欠き
部２９の側面２７に当接することによって止められる。
すなわち、像形成位置１０で像形成ユニット３が像形成
動作を行うとき、像形成ユニット３は、装置本体１から
感光体３０の中心軸の両端と感光体ユニット３７の右側
壁３７Ｒの円形突起部９１の３箇所で支持された状態と
なる。このため、装置本体１に対する感光体３０の位置
決めを確実に行うことができると共に、像形成ユニット
３が現像駆動力を受けてねじられ、感光体３０と現像ロ
ーラ３１の接触を確保しにくくなるという問題も生じな
い。また、円形突起部９１が感光体ユニット３７の右側
壁３７Ｒに設けられているので、像形成ユニット３全体
の回転力が感光体ユニット３７のみによって支えられる
こととなるので、感光体３０と現像ローラ３１の接触状
態が影響を受けることはない。

【００７４】また、揺動ギア９４と現像駆動本体ギア６
２は、感光体ユニット３７に対する現像ユニット３５の
回動支点である支点ピン９０のほぼ中心で噛み合ってい
る。このため、現像ユニット３５が現像駆動本体ギア６
２から受ける力は両ギアの圧力角方向である矢印Ｐの方
向であるが、この力によって感光体ユニット３７に対す
る現像ユニット３５の支点ピン９０を中心とした回転モ
ーメントが発生することはなく、現像ローラ３１を装置
本体１から駆動する力によって現像ローラ３１と感光体
３０の押し付け力が発生することはない。

【００７５】以上のような構成のために、現像ローラ３
１の感光体３０に対する押圧力は、現像ローラ３１の回
転中においても、初期に設定したバネ力Ｑ（圧縮バネ１
０２による押圧力）による回転力と、感光体ユニット３
７の左側壁３７Ｌ側に設けた引っ張りコイルバネ１１０
の引っ張り力のみであり、感光体３０と現像ローラ３１
とを常に軽い力で安定して接触させることができる。
尚、揺動ギア９４と現像駆動本体ギア６２の噛み合い変
動のために現像ユニット３５が現像駆動本体ギア６２か
ら受ける力の方向が多少変動しても、現像ローラ３１と
感光体３０の押し付け力が変動することはない。特に、
一成分接触現像方式のように現像ローラと感光体を全面
にわたって均一にしかもできるだけ弱い力で接触させる
ことが必要な像形成ユニットにおいては、構成も簡単で
あり、安価で高性能を実現する上で有効である。

【００７６】また、像形成ユニット３が装置本体１から
受ける感光体３０周りの回転モーメント（感光体３０の
回転モーメントと現像駆動本体ギア６２から受ける矢印
Ｐ方向の力によるモーメント）は、感光体ユニット３７
がキャリッジ２の切り欠き部２７で受けるので、現像ユ
ニット３５がキャリッジ２から押されて感光体３０に対
する現像ローラ３１の押圧力が変化することもない。ま
た、同様に、外部から受ける感光体３０周りの回転モー
メントを、外部から力を受けるのとほぼ同じ位置（円形
突起部９１の外周）で受けているので、その反力を感光
体３０の位置決めされた左右のテーパ穴４８Ｒ、４８Ｌ
の面が受けることはなく、感光体３０の正確な位置決め
が阻害されることもない。

【００７７】尚、上記実施の形態においては、現像ユニ
ット３５の駆動力を装置本体１から直接受け取るように
構成されているが、必ずしもこの構成に限定されるもの
ではなく、感光体３０から駆動力を受け取る構成にして
もよい。

【００７８】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
簡単な構成で感光体の回転に外乱を与えにくく、かつ、
感光体と現像ローラとの接触圧を小さくかつ均一に保つ
ことができ、むらの無い均一な画像を形成することので
きる像形成ユニット及びこれを用いた高画質のカラー画
像形成装置を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態における像形成ユニット
を示す断面図

【図２】本発明の一実施の形態における像形成ユニット
を用いたカラー電子写真装置を示す断面図

【図３】本発明の一実施の形態におけるカラー電子写真
装置のキャリッジ及び感光体の位置決め機構と駆動機構
とを示す分解斜視図

【図４】本発明の一実施の形態におけるカラー電子写真
装置の像形成位置を通る面でキャリッジを切断した断面
図

【図５】本発明の一実施の形態における像形成ユニット
を示す右側面図

【図６】本発明の一実施の形態における現像ユニットに
設けられた揺動レバー部を示す断面図

【図７】本発明の一実施の形態における像形成ユニット
を示す左側面図

【図８】本発明の一実施の形態における感光体と現像ロ
ーラの駆動説明図

【図９】従来の像形成ユニットを示す断面図

【符号の説明】

２キャリッジ３像形成ユニット５転写ベルトユニット１０像形成位置３０感光体３１現像ローラ３５現像ユニット３７感光体ユニット５０中間転写ベルト６０感光体駆動機構６２現像駆動本体ギア８０ディテント機構９０支点ピン９２揺動レバー９４揺動ギア

フロントページの続き (72)発明者谷繁満大阪府門真市大字門真1006番地松下電器産業株式会社内Ｆターム(参考） 2C061 AP04 AP07 AQ06 AR01 AS02 BB35 CD05 2H030 AA06 AA07 AB02 2H071 BA04 BA13 BA14 BA22 CA05 DA08 DA15 EA14 2H077 AC04 AD06 AD13 BA03 BA07 BA08 BA09 BA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】表面に静電潜像が形成される感光体を有
する感光体ユニットと、現像剤と前記現像剤を現像領域
に担持する現像ローラと前記現像ローラを回転させるた
めの駆動力伝達手段とを有し、前記静電潜像を顕像化す
る現像ユニットとを備えた像形成ユニットであって、前
記現像ユニットが前記感光体ユニットに揺動可能に支持
され、前記現像ユニットに回転力を伝える力の作用点
が、前記感光体ユニットと前記現像ユニットの揺動中心
軸の近傍に設けられたことを特徴とする像形成ユニッ
ト。
【請求項２】現像ローラを回転させるための駆動力が
像形成ユニットの外部から与えられる請求項１に記載の
像形成ユニット。
【請求項３】現像ローラが感光体に接触することによ
って静電潜像が顕像化される請求項２に記載の像形成ユ
ニット。
【請求項４】現像ユニットの駆動側において現像ユニ
ットが前記感光体ユニットに揺動可能に支持され、その
反対側においては前記感光体ユニットに設けられた摺動
ガイドによって前記感光体ユニットの感光体と現像ロー
ラとの相対位置が決められる請求項２又は３に記載の像
形成ユニット。
【請求項５】現像ローラを回転させるための駆動力伝
達手段のうち像形成ユニットの外部から直接駆動される
従動ギアが、前記現像ローラの回転軸を中心に揺動可能
に支持された請求項２、３又は４のいずれかに記載の像
形成ユニット。
【請求項６】従動ギアを揺動可能に支持する揺動部材
をさらに備え、像形成ユニットの外部から現像ローラに
回転力が伝達されるとき、前記揺動部材が像形成ユニッ
トに設けられた係合部位に係止する請求項５に記載の像
形成ユニット。
【請求項７】感光体の回転軸の両端に設けられ、装置
本体に支持される係合部と、現像ユニットの駆動力伝達
側に設けられ、前記感光体の回転軸周りの回転位置決め
を行う回転係止部とを備えた請求項１に記載の像形成ユ
ニット。
【請求項８】回転係止部が感光体ユニットに設けられ
た請求項７に記載の像形成ユニット。
【請求項９】回転係止部が現像ユニットを揺動可能に
支持する支点軸又は前記支点軸の受け部である請求項７
又は８に記載の像形成ユニット。
【請求項１０】それぞれ異なる色の現像器と感光体と
を組み合わせた複数の像形成ユニットと、前記複数の像
形成ユニットを像形成位置と待避位置との間で順次移動
させて切り替える像形成ユニット移送手段と、前記感光
体を前記像形成位置に位置決めする位置決め手段と、前
記像形成位置に位置する前記感光体を露光する露光手段
と、前記像形成位置に位置する前記感光体の上に前記現
像器によって形成されたトナー像を順次色重ねして転写
体上に転写することにより複数の色のトナー像を重ねた
カラー画像を前記転写体上に形成する転写手段と、前記
感光体と前記転写手段とを回転駆動する回転駆動手段と
を備えたカラー電子写真装置であって、前記像形成ユニ
ットとして請求項１〜９のいずれかに記載の像形成ユニ
ットを用いることを特徴とするカラー電子写真装置。