(57)【要約】【課題】回転式現像装置の駆動部において、本体駆動出力ギヤの強度をあげ、経時に安定した良好な画像を形成することが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】ステッピングモータ９が駆動して一つの現像ユニット１１Ｙが現像位置３に向かって回転移動すると、入力ギヤ２３が出力ギヤ２２に噛合し、駆動モータ２６の回転がスリーブギヤ２１を介して駆動軸１５Ｙに伝えられて現像スリーブ１２Ｙが回転し、感光体２に形成された潜像が現像される。駆動装置の出力ギヤ２２とこれが噛合する入力ギヤ２３とを、噛み合いをしやすくするため歯先をとがらせ、耐久性を上げるため金属焼結材料を用いてそれぞれに焼き入れする。両ギヤ２２、２３の歯部硬度差はビッカ−ス硬度にて３００以上、６００以下とする。この硬度差は、両ギヤ２２、２３の外径表面からギヤ中心まで、あるいは外径表面から２．５モジュ−ルまでとする。【選択図】　　　　図３
2004037599.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転式現像装置を有する画像形成装置であって、上記回転式現像装置の駆動部において、回転式現像装置の本体駆動出力ギヤの歯部硬度を上記回転式現像装置の入力ギヤの歯部硬度より固くするとともに、上記本体駆動出力ギヤと上記入力ギヤの歯部硬度差をビッカ−ス硬度にて６００以下としてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、上記本体駆動出力ギヤと上記入力ギヤの硬度指定域を、これらギヤの外径表面からギヤ中心までとしてなることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１の画像形成装置において、上記本体駆動出力ギヤと上記入力ギヤの硬度指定域を、これらギヤの外径表面から２．５モジュ−ルまでとしてなることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、回転式現像装置を有する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
カラー複写機等のように回転式現像装置を有する画像形成装置においては、回転式現像装置の駆動手段において、本体駆動出力ギヤとその入力ギヤに関する硬度、形状を最適化するための検討が本願発明者の知るところでは存在していない。
【０００３】
本発明は、この点にかんがみてなしたもので、回転式現像装置の駆動部において、本体駆動出力ギヤの強度をあげ、経時に安定した良好な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。
【０００４】
また本発明は、回転式現像装置の駆動部において、入出力ギヤの摩耗を防止し、良好な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。
【０００５】
さらに本発明は、回転式現像装置の駆動部において、摩耗防止とともにギヤの二次加工性を上げ得る画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明の請求項１に係る画像形成装置は、上記目的を達成するために、回転式現像装置を有する画像形成装置であって、上記回転式現像装置の駆動部において、回転式現像装置の本体駆動出力ギヤの歯部硬度を上記回転式現像装置の入力ギヤの歯部硬度より固くするとともに、上記本体駆動出力ギヤと上記入力ギヤの歯部硬度差をビッカ−ス硬度にて６００以下としてなることを特徴とする。
【０００７】
同請求項２に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置において、上記本体駆動出力ギヤと上記入力ギヤの硬度指定域を、これらギヤの外径表面からギヤ中心までとしてなることを特徴とする。
【０００８】
同請求項３に係るものは、上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置において、上記本体駆動出力ギヤと上記入力ギヤの硬度指定域を、これらギヤの外径表面から２．５モジュ−ルまでとしてなることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
図１は、回転式現像装置を有する画像形成装置の要部を示す断面図である。図中１は現像装置、２は感光体である。現像装置１は、図示のように感光体２上の静電潜像を、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像、像ブラックトナー像に現像するためのイエロー用の現像ユニット１１Ｙ、シアン用の現像ユニット１１Ｃ、マゼンタ用の現像ユニット１１Ｍ、ブラック用の現像ユニット１１Ｋを備えている。
【００１０】
これら現像ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、感光体２と対向する現像位置３に向かって、図２に示すリボルバ回転駆動部により回転移動される。また現像ユニット１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、感光体２上に形成された静電潜像を可視像化するために、現像剤の穂を感光体表面に接触させて回転する現像剤担持体としての周知の現像スリーブ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋと、各現像ユニット内にある現像剤を汲み上げて攪拌しながら各現像スリーブに供給する２本の搬送スクリュ−１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋと、各現像スリーブによって形成される現像ブラシの高さを一定にするドクタブレード１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋとを備えている。
【００１１】
各現像スリーブは、駆動軸１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋと一体回転可能に設けられている。本実施形態において、現像装置１は、図１に示すように現像ユニット１１Ｋが現像位置にある状態をホームポジションとしている。また図２に示すように、現像装置１は、リボルバ前後側板４、５にそれぞれ装着されたベアリング６、７で回転自在に支持されていて、各現像ユニットを現像位置３に移動可能としている。リボルバ後側板４には、リングギヤ８が装着されている。リングギヤ８には、リボルバ回転駆動部の駆動源となるステッピングモータ９で回転される駆動ギヤ１０が噛合している。
【００１２】
そして各現像ユニットは、ステッピングモータ９が駆動することで現像位置３に向かって順番に回転移動し、感光体２上にカラー画像に対応して形成された静電潜像を、対応するカラートナーで現像する。
【００１３】
現像装置１の駆動装置の構成について説明する。駆動装置は、図１に示す各現像ユニットの現像スリーブ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋに駆動力を伝達して各現像スリーブを回転させるものである。
【００１４】
図３は現像装置１の駆動装置がイエロートナーを有する現像ユニット１１Ｙを駆動する状態の平面図である。なお、各現像ユニットの構成は、トナーの色以外は同一構成であるので、図３においてイエロートナーを有する現像ユニット１１Ｙだけを説明し、残りのユニットにかかる構成については省略する。
【００１５】
現像スリーブ１２Ｙの駆動軸１５Ｙには、中継ギヤ２０と常時噛合するスリーブギヤ２１が駆動軸１５Ｙと一体回転可能に装着されている。本実施形態では、出力ギヤ２２と入力ギヤ２３とが噛合する部位を駆動出力部２４としている。このように、入力ギヤ２３を初段とし、スリーブギヤ２１を最終段とするギヤ輪列は、他の現像ユニットにも設けられている。
【００１６】
図３に示す駆動手段２５は、駆動源としての駆動モータ２６に直結された駆動プーリ２７と、支軸２８の端部に固定された従動プーリ２９と、両プーリの間に掛け渡された連結ベルト３０を備えている。支軸２８は、装置のフレーム３１と、このフレーム３１にネジで締結された断面コの字状のブラケット３２とに、滑り軸受３３、３３に挿入されて回転自在に支持されている。支軸２８は、その回転中心線Ｏ１が入力ギヤ２３の軸３８の回転中心線Ｏ２と平行になるように配設されている。
【００１７】
ブラケット３２内に位置する支軸２８の中央には、中継ギヤ３４が支軸２８と一体回転可能に装着されている。中継ギヤ３４には、駆動伝達軸３７に装着されたクラッチギヤ３５が噛合している。この中継ギヤ３４とクラッチギヤ３５が駆動手段２５からの駆動力を駆動伝達軸３７に伝達するための駆動入力部を構成している。
【００１８】
クラッチギヤ３５は、駆動手段２５から駆動伝達軸３７への駆動力の連断を行うクラッチ３６の制御下におかれている。クラッチ３６には電磁クラッチが用いられ、現像スリーブ１２Ｙの回転させる際に、図示しない制御手段によってその動作が制御される。クラッチギヤ３５は、クラッチ３６が作動すると駆動伝達軸３７と一体回転し、クラッチ３６の作用が停止すると、駆動伝達軸３７に対して空転するように、その回転がクラッチ３６によって制御される。
【００１９】
駆動装置は、図３に示す駆動手段２５によって回転される駆動伝達軸３７と、駆動伝達軸３７の一端に設けられ、各現像ユニットに設けられる入力ギヤ２３に現像位置３近傍で噛合して各現像スリーブを回転させる出力ギヤ２２とが噛み合うことによって、駆動伝達軸３７からの回転駆動力の伝達を可能としている。
【００２０】
このような構成の駆動装置によると、図２に示すステッピングモータ９が駆動して現像ユニットの１つ、例えば、図３に示すように現像ユニット１１Ｙが現像位置３に向かって回転移動すると、入力ギヤ２３が出力ギヤ２２に噛合する。そして駆動モータ２６が駆動してクラッチ３６が作動状態であると、駆動モータ２６の回転がスリーブギヤ２１を介して駆動軸１５Ｙに伝えられて現像スリーブ１２Ｙが回転し、感光体２に形成された潜像が現像される。
【００２１】
図４は入力ギヤ２３が出力ギヤ２２に噛合する状態の断面図である。図示のように、出力ギヤ２２と噛合する入力ギヤ２３は噛み合いをし易くするため、歯先をとがらせてある。このため歯先強度的には不利になるので、金属焼結材料を用い、耐久性を上げるため両ギヤそれぞれに焼き入れを行ってある。図４中、焼入れを行った部分には斜線を施して示してある。回転式現像装置であるという機械の構成上、稼動状態では、出力ギヤ２２が４に対して入力ギヤ２３は１の割合であるため、両ギヤ２２、２３には摩耗の程度に違いが生じやすい。したがって両ギヤ２２、２３の硬度が同じ場合は出力ギヤ２２が早く摩耗してしまい、経時的にはギヤピッチ状の異常画像が発生してしまう。
【００２２】
このため、出力ギヤ２２と入力ギヤ２３に硬度差を設け、出力ギヤ２２を入力ギヤ２３よりもビッカ−ス硬度で３００以上硬くなるように設定するとともに、両ギヤ２２、２３の最大硬度差を６００以下としてある。このことで、両ギヤ２２、２３の噛み合いによる摩耗自体が減少し、摩耗バランスもとれ、経時的にも安定した機械品質を保つことができるようになる。なおギヤ２２、２３の焼き入れをギヤ全域で行えば経時的にも摩耗することなく品質を保ちことができる。また、両ギヤ２２、２３の歯先からの焼き入れ領域をモジュ−ルｍの２．５倍と規定することで、耐摩耗性を要するギヤの歯型以外の範囲については焼入れをしないため、二次加工がし易く、取付け部の形状（穴径、入力ギヤ２３の軸穴２３ａのようなＤ形、出力ギヤ２２の軸穴２２ａのような平行ピン嵌合形状）の精度が上がり、両ギヤ２２、２３の駆動振動が低減し、良好な画像を形成することができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１に係る画像形成装置は、以上説明してきたように、回転式現像装置の駆動部において、稼動頻度の高い本体駆動出力ギヤの強度を上げることで、入、出力ギヤの摩耗バランスがとれ、一方が急激に摩耗することを防止し、経時的に安定した良好な画像を形成することができるようになるという効果がある。
【００２４】
請求項２に係る画像形成装置は、請求項１との共通の効果に加え、回転式現像装置の駆動部において、ギヤに焼き入れを行って経時摩耗を防止し、良好な画像を形成することができるという効果がある。
【００２５】
請求項３に係る画像形成装置は、請求項１との共通の効果に加え、回転式現像装置の駆動部において、入、出力ギヤの焼き入れ領域を規定することで、摩耗を防止するとともに、ギヤの二次加工性が上がり、ギヤの組み付け精度を向上させることができ、ギヤの振動を低減して、良好な画像を形成することができるという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】回転式現像装置を有する画像形成装置の要部を示す断面図である。
【図２】図１の回転式現像装置の駆動装置を示す斜視図である。
【図３】図２の現像装置の駆動装置がイエロートナーを有する現像ユニットを駆動する状態の平面図である。
【図４】図３に示す入力ギヤが出力ギヤに噛合する状態の断面図である。
【符号の説明】
１　現像装置
２　感光体
３　現像位置
４、５　リボルバ前後側板
６、７　ベアリング
８　リングギヤ
９　ステッピングモータ
１０　駆動ギヤ
１１Ｙ、１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｋ　現像ユニット
１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ　現像スリーブ
１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋ　搬送スクリュ−
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ　ドクタブレード
１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋ　駆動軸
２０　中継ギヤ
２１　スリーブギヤ
２２　出力ギヤ
２３　入力ギヤ
２４　駆動出力部
２５　駆動手段
２６　駆動モータ
２７　駆動プーリ
２８　支軸
２９　従動プーリ
３０　連結ベルト
３１　フレーム
３２　ブラケット
３３　滑り軸受
３４　中継ギヤ
３５　クラッチギヤ
３６　クラッチ
３７　駆動伝達軸
３８　入力ギヤの軸
Ｏ１　支軸の回転中心線
Ｏ２　入力ギヤの軸の回転中心線
【図１】
2004037599.tif 000003
【図２】
2004037599.tif 000004
【図３】
2004037599.tif 000005
【図４】
2004037599.tif 000006