(57)【要約】【課題】潜像担持体や現像剤担持体の駆動によって生じる現像ギャップのガタ成分のずれを防止することができ、現像ギャップをより高精度に設定することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】予め感光体ドラム４０と現像スリーブ６５を回転駆動させた後、差動ネジ１１３の回転により現像スリーブ６５を感光体ドラム４０に接触させる。その後に、差動ネジ１１３を先とは反対方向に回転させて、現像スリーブ６５を感光体ドラム４０から離間する方向に移動させ、差動ネジ１１３の回転数を制御して現像ギャップＧｐを所定値Ｇｐ１に設定する。【選択図】　図６
2004054208.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面に潜像を担持する潜像担時体と、
該潜像担持体表面に対して対向するよう設けられ表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、
該潜像担持体上に形成された潜像に該現像剤担持体表面に担持する現像剤を供給して該潜像を顕像化する現像手段とを備える画像形成装置において、
該潜像担持体と該現像剤担持体との間の最も近接した表面の間隔である現像ギャップを所定の間隔に設定する現像ギャップ設定手段と、
該潜像担持体及び該現像剤担持体を駆動させる駆動手段と、
該潜像担持体及び該現像剤担持体の駆動後に両者を接触させ、その後に現像ギャップを設定するよう該現像ギャップ設定手段を制御する制御手段とを設けた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、
上記現像ギャップ設定手段として、上記潜像担持体及び上記現像剤担持体の少なくとも一方を他方に対する距離方向に移動させる移動部材を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２の画像形成装置において、
上記移動部材として、回転速度を非常に小さい送りに変換する減速機構を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１，２、又は３の画像形成装置において、
上記現像ギャップを検知する現像ギャップ検知手段と、
該現像ギャップ検知手段の検知結果に応じて現像ギャップを所定値に補正する現像ギャップ補正手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項４の画像形成装置において、
上記現像ギャップ検知手段として、発光素子と受光素子とを有する光学センサを用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項５の画像形成装置において、
上記発光素子の発光部表面を通過する気流及び上記受光素子の受光部表面を通過する気流を発生させる気流発生手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項１，２，３，４，５，又は６の画像形成装置において、
上記現像ギャップの上記所定値をモードによって切り替え可能に構成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１，２，３，４，５，６，又は７の画像形成装置において、
上記潜像担持体及び上記現像剤担持体の駆動後に両者を接触させ、その後に現像ギャップを設定するという一連の現像ギャップ設定動作を、該潜像担持体及び該現像剤担持体の少なくとも一方の交換後に実施、または定期的に実施することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
表面に潜像を担持する潜像担持体と、
該潜像担持体上に形成された潜像に現像剤を供給して該潜像を顕像化する現像手段、該潜像担持体を一様帯電せしめる帯電手段、又は該現像手段によりトナー像を該潜像担持体から転写体に転写せしめた後の該潜像担持体に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段の中より選ばれる少なくとも一つとが一体になって画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、
上記潜像担持体表面に対して対向するよう設けられ表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、該潜像担持体とが接触するまで該現像剤担持体を移動させることが可能であり、該現像剤担持体と該潜像担持体との間の最も近接した表面の間隔である現像ギャップを所定の間隔に設定する現像ギャップ設定手段を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置及び該装置に使用するプロセスカートリッジに係り、詳しくは、表面に潜像を担持する潜像担時体と、該潜像担持体表面に対して対向するよう設けられ表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、該潜像担持体上に形成された潜像に該現像剤担持体表面に担持する現像剤を供給して該潜像を顕像化する現像手段とを備える画像形成装置及び該装置に使用するプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置においては、装置本体の筺体に対して回転自在に軸支された潜像担持体と、該筺体に支持された現像ユニットのケーシングに対して回転自在に軸支された現像剤担持体との最も近接した部位の間隙である所謂現像ギャップが、画質の良否に大きな影響を及ぼすことが知られている。
【０００３】
上記現像ギャップは、近年、カラー画像等における高画質化への要求の高まりのため、より狭く、より精度良くすることが望まれている。現像ギャップの設定は、従来、生産工程において現像ユニット内部での現像剤担持体の設置位置を静的な状態で治具にて調整し、この現像剤担持体を設けた現像ユニットを画像形成装置本体に取り付けることによって行っていた。そして、現像ギャップの調整範囲の一例をあげると、０．４±０．０５〔ｍｍ〕といったように、調整値も狭いが公差も０．０５〔ｍｍ〕というふうに、非常に高精度な調整が要求されているものであった。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来行われていた現像ギャップの設定方法では、次のような種々の問題が生じていた。
冶具での調整による現像ギャップの設定は、時間がかかるためコストがかかる。また、現像ユニットが画像形成装置本体にセットされたときの位置関係を考慮して現像剤担持体をユニット内部に位置決めして設けても、装置本体に現像ユニットをセットする際に変形等による予期せぬ位置ずれが発生して現像ギャップが設定値からずれてしまう場合がある。
さらに、工場から出荷後には個別の現像ギャップ調整を行うことはできないため、必要な場合はユニット交換となってしまい、コストがかかってしまう。たとえ現像ユニットのセット時に予め定めた現像ギャップが得られたとしても、現像剤担持体や潜像担持体に駆動がかかると、ガタ成分が現像ギャップのずれに影響を及ぼしてしまう。このガタ成分は、潜像担持体の支軸と軸受穴との隙間や現像剤担持体の支軸と軸受穴との隙間などの公差幅等からなるものである。
【０００５】
従来、現像ギャップを所定値に管理補正できるようにした画像形成装置が特開平１１−２７２０７３号公報において提案されている。この提案は、現像剤担持体が画像形成装置本体内部に設置された後においても、ギャップ検知手段で現像ギャップを検知し、その検知結果に応じてギャップ補正手段で現像ギャップを所定値に補正できるようにしたものである。これによって、工場出荷後に現像ギャップにおける設定値からのずれが発見されても、出荷後にギャップを補正することができ、現像ユニットセット時に発生する予期せぬ位置ずれからくる現像ギャップのずれは補正することができる。
【０００６】
しかしながら、特開平１１−２７２０７３号公報においては、現像剤担持体や潜像担持体の駆動によってそれぞれのガタ成分が現像ギャップをずらすということついては触れられておらず、また、対処するための構成も記載されていない。
【０００７】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、現像剤担持体や潜像担持体の駆動によって生じる現像ギャップのガタ成分のずれを含めて、現像ギャップのずれを防止し、現像ギャップの精度を維持することができる画像形成装置及び該装置に使用されるプロセスカートリッジを提供することである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の画像形成装置は、表面に潜像を担持する潜像担時体と、該潜像担持体表面に対して対向するよう設けられ表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、該潜像担持体上に形成された潜像に該現像剤担持体表面に担持する現像剤を供給して該潜像を顕像化する現像手段とを備える画像形成装置において、該潜像担持体と該現像剤担持体との間の最も近接した表面の間隔である現像ギャップを所定の間隔に設定する現像ギャップ設定手段と、該潜像担持体及び該現像剤担持体を駆動させる駆動手段と、該潜像担持体及び該現像剤担持体の駆動後に両者を接触させ、その後に現像ギャップを設定するよう該現像ギャップ設定手段を制御する制御手段とを設けたことを特徴とするものである。
請求項２の画像形成装置は、請求項１の画像形成装置において、上記現像ギャップ設定手段として、上記潜像担持体及び上記現像剤担持体の少なくとも一方を他方に対する距離方向に移動させる移動部材を用いたことを特徴とするものである。
請求項３の画像形成装置は、請求項２の画像形成装置において、上記移動部材として、回転速度を非常に小さい送りに変換する減速機構を用いたことを特徴とするものである。
請求項４の画像形成装置は、請求項１，２、又は３の画像形成装置において、上記現像ギャップを検知する現像ギャップ検知手段と、該現像ギャップ検知手段の検知結果に応じて現像ギャップを所定値に補正する現像ギャップ補正手段とを設けたことを特徴とするものである。
請求項５の画像形成装置は、請求項４の画像形成装置において、上記現像ギャップ検知手段として、発光素子と受光素子とを有する光学センサを用いたことを特徴とするものである。
請求項６の画像形成装置は、請求項５の画像形成装置において、上記発光素子の発光部表面を通過する気流及び上記受光素子の受光部表面を通過する気流を発生させる気流発生手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項７の画像形成装置は、請求項１，２，３，４，５，又は６の画像形成装置において、上記現像ギャップの上記所定値をモードによって切り替え可能に構成したことを特徴とするものである。
請求項８の画像形成装置は、請求項１，２，３，４，５，６，又は７の画像形成装置において、上記潜像担持体及び上記現像剤担持体の駆動後に両者を接触させ、その後に現像ギャップを設定するという一連の現像ギャップ設定動作を、該潜像担持体及び該現像剤担持体の少なくとも一方の交換後に実施、または定期的に実施することを特徴とするものである。
請求項９のプロセスカートリッジは、表面に潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体上に形成された潜像に現像剤を供給して該潜像を顕像化する現像手段、該潜像担持体を一様帯電せしめる帯電手段、又は該現像手段によりトナー像を該潜像担持体から転写体に転写せしめた後の該潜像担持体に残留するトナーをクリーニングするクリーニング手段の中より選ばれる少なくとも一つとが一体になって画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、上記潜像担持体表面に対して対向するよう設けられ表面に現像剤を担持する現像剤担持体と、該潜像担持体とが接触するまで該現像剤担持体を移動させることが可能であり、該現像剤担持体と該潜像担持体との間の最も近接した表面の間隔である現像ギャップを所定の間隔に設定する現像ギャップ設定手段を設けたことを特徴とするものである。
これらの発明においては、潜像担持体と現像剤担持体とを予め駆動し、駆動によって現像ギャップのガタ成分のずれを発生させ、その後に潜像担持体と現像剤担持体とを接触させ、この接触位置を０点として現像ギャップを所定値に設定している。したがって、画像形成のために潜像担持体及び現像剤担持体を駆動させても、現像ギャップのずれがなく、現像ギャップを所定値に保ちつつ画像形成を行うことができる。また、常に０点校正を行ってから現像ギャップを設定しているので、現像ギャップを高精度に設定できる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をタンデム型中間転写方式の画像形成装置であるカラープリンタに適用した実施形態について説明する。
図１は、この発明が適用可能なカラープリンタの概略構成図である。このカラープリンタは、複写装置本体１００と、該複写機本体１００を載せる給紙テーブル２００と、複写装置本体１００上に取り付けるスキャナ３００、さらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成される。複写装置本体１００には、中央に、無端ベルト状の中間転写体としての中間転写ベルト１０を設けている。
【００１０】
上記中間転写ベルト１０は、図１に示すとおり３つの支持ローラ１４，１５，１６に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。この図示例では、第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。また、第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写ベルト１０上には、その搬送方向に沿って、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの４つの画像形成手段１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂを横に並べて配置してタンデム画像形成部２０を構成する。但し、これら４つのカラー順は一例であり、これに限定されるものではない。
なお、この中間転写ベルト１０は、ベース層、弾性層、コート層がこの順に積層されて構成される。ベース層は、例えばフッ素樹脂や帆布等の伸びにくい材料からなる。弾性層は、例えばフッ素ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴム等からなる。コート層は、弾性層の表面に例えばフッ素樹脂等の平滑性のよい材料がコーティングされることでつくられる。
【００１１】
タンデム画像形成部２０の上には、図１に示すように、露光装置２１を設ける。一方、中間転写ベルト１０を挟んでタンデム画像形成部２０と反対の側には、二次転写手段としての二次転写装置２２を備える。二次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである二次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写ベルト１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写ベルト１０上の画像を像保持体としてのシートに二次転写する。二次転写装置２２の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、定着部材としての定着ローラ２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。
【００１２】
二次転写装置２２には、画像転写後のシートをこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、二次転写装置２２として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。なお、図示例では、このような二次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム画像形成部２０と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置２８を備える。
【００１３】
図２及び図３は、本実施形態のプリンタにおけるタンデム画像形成部２０の部分拡大図である。図３は、画像形成部のうちの１色を部分拡大した図である。カラーはイエロー・シアン・マゼンタ・ブラックのいずれでも構わないので、以後特に記載しないこととする。図２及び図３に示すように、タンデム画像形成部２０において、個々のトナー像形成手段である画像形成手段１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂは、図２に示すように、ドラム状の潜像担持体としての感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂのまわりに、帯電装置６０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ、現像ユニット６１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ、一次転写装置６２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ、感光体クリーニング装置６３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ、除電装置６４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂなどを備えてなる。なお、感光体ドラム４０は、アルミニウム等の素管に感光性を有する有機感光材を塗付して感光層を形成したドラム状であるが、無端ベルト状であってもよい。
【００１４】
帯電装置６０は、図示例ではローラの帯電ローラ６０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂであり、それぞれ、感光体ドラム４０に接触して電圧を印加することによりその感光体ドラム４０の帯電を行う。勿論、非接触のスコロトロンチャージャで帯電を行うことも出来る。
【００１５】
現像ユニット６１は、磁性キャリアと非磁性トナーとよりなる二成分現像剤を使用している。そして、図３に示すように、現像ケース７０の開口を通して感光体４０と対向して現像剤担持体としての現像スリーブ６５を設けるとともに、その現像スリーブ６５内にマグネット７２を固定して設ける。また、この現像ケース７０は、二成分現像剤を撹拌しながら搬送して現像剤スリーブ６５に付着する→させる撹拌部６６と、その現像スリーブ６５に付着した二成分現像剤のうちのトナーを感光体ドラム４０に転移する→させる現像部６７とで構成し、その現像部６７より撹拌部６６を低い位置とする。さらに、現像スリーブ６５に先端を接近してドクタブレード７３を設ける。上記撹拌部６６には、２本のスクリュ６８を設けており、両端部を除いて仕切り板６９で仕切られる。撹拌部６６内の２成分現像剤は、２本のスクリュ６８で攪拌されながら搬送循環され、現像スリーブ６５に供給される。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネット７２により汲み上げて保持され、現像スリーブ６５上に磁気ブラシを形成する。磁気ブラシは、現像スリーブ６５の回転とともに、ドクタブレード７３によって適正な量に穂切りされる。切り落とされた現像剤は、攪拌部６６に戻される。他方、現像スリーブ６５上の現像剤のうちトナーは、現像スリーブ６５に印加する現像バイアス電圧により感光体ドラム４０に転移してその感光体ドラム４０上の静電潜像を可視像化する。可視像化後、現像スリーブ６５上に残った現像剤は、マグネット７２の磁力がないところで現像スリーブ６５から離れて攪拌部６６に戻る。
この繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１で検知して攪拌部６６にトナーが補給される。
【００１６】
一次転写装置６２は、ローラ状とし、中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム４０を押し当てて設けられる。勿論、一次転写装置は、非接触のコロナチャージャ等であってもよい。
感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体ドラム４０に押し当てる、例えばポリウレタンゴムからなるクリーニングブレード７５と、外周を感光体ドラム４０に接触させ図中矢印方向に回転する導電性のファーブラシ７６を備える。さらに、図中矢印方向に回転し、ファーブラシ７６にバイアスを印加する金属製電界ローラ７７と、電界ローラ７７に先端が押し当てられるスクレーパ７８と、除去したトナーを回収する回収スクリュ７９とを備える。そして、感光体ドラム４０に残留したトナーは、感光体ドラム４０に対してカウンター方向に回転するファーブラシ７６で除去される。ファーブラシ７６に付着したトナーは、ファーブラシ７６に対してカウンター方向に回転する電界ローラ７７でバイアスを印加して除去される。電界ローラ７７は、スクレーパ７８でクリーニングされる。このように感光体クリーニング装置６３で回収されたトナーは、回収スクリュ７９で感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、感光体クリーニング装置６３と現像ユニットとを繋ぐトナー搬送装置８０で現像ユニット６１へと戻されて再び現像に利用される。
除電装置６４は、例えばランプであり、光を照射して感光体ドラム４０の表面電位を初期化する。
【００１７】
さて、いまこのカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後に、他方コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは直ちに、スキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読み取りセンサ３６に入れ、原稿内容を読み取る。
【００１８】
そして、個々の画像形成手段１８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂでその感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂを回転し、感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂの回転とともに、まず帯電装置６０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂで感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂの表面を一様に帯電し、次いでスキャナ３００の読み取り内容に応じて上述した露光装置２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，ＢからレーザやＬＥＤ等による書込み光Ｌを照射して感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ上に静電潜像を形成する。
その後、現像ユニット６１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂによりトナーが付着され静電潜像を可視像化することで各感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ上にそれぞれ、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。不図示の駆動モータで支持ローラ１４，１５，１６の１つを回転駆動して他の２つの支持ローラを従動回転し、中間転写ベルト１０を回転搬送して、その可視像を一次転写装置で中間転写ベルト１０上に順次転写する。これによって中間転写ベルト１０上に合成カラー画像を形成する。画像転写後の感光体ドラム４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂの表面は、後述の感光体クリーニング装置６３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂで残留トナーを除去して清掃し、除電装置６４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂで除電して再度の画像形成に備える。
【００１９】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つからシートを繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上のシートを繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。そして、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写ベルト１０と二次転写装置２２との間にシートを送り込み、二次転写装置２２で転写してシート上にカラー画像を記録する。ここで、レジストローラ４９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
【００２０】
画像転写後のシートは、二次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えてシート反転装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。一方、画像転写後の中間転写ベルト１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部２０による再度の画像形成に備える。
【００２１】
図４は、上記構成のカラープリンタにおける現像スリーブ６５と感光体ドラム４０の駆動機構の一例を示した説明図である。現像スリーブ６５には軸端部にスリーブギア１０１を有し、本体側に設けられたスリーブ駆動用ギア１０２と噛み合うよう配置されている。スリーブ駆動用ギア１０２は、玉軸受１０３を介して支持板に回転可能に支持されており、スリーブ駆動用モータ１０４からの動力によって回転駆動されるとスリーブギア１０１を介して現像スリーブ６５を回転駆動するものである。一方、感光体ドラム４０はその軸４０ａが玉軸受１０５を介して支持板に回転可能に支持されており、先端が感光体駆動用モータ１０６にジョイントされている。そして、感光体駆動用モータ１０６からの動力が感光体軸４０ａに直接伝達され、感光体ドラム４０が回転駆動されるものである。
現像スリーブ６５及び感光体ドラム４０が初めて回転するとき、現像スリーブ６５と感光体ドラム４０の最も近接した表面の間隔である現像ギャップＧｐは、上記玉軸受１０３とスリーブ駆動用ギア１０２の軸との間や、上記玉軸受１０５と感光体軸４０ａとの間等のガタ分が図中矢印Ｓ方向などに寄せられ、これに起因してずれが生じる。このガタ分のずれは、現像スリーブ６５や感光体ドラム４０を装置にセットして初めて回転させたときのみ生じるものである。しかし、予め所定の現像ギャップＧｐをもつよう装置内に現像ユニット６１をセットしておいても、実際に画像形成のときに行う現像スリーブ６５と感光体ドラム４０の回転によってガタ分のずれが生じてしまっては画像品質が低下してしまう。現像ギャップＧｐは画像品質に大きな影響を及ぼす重要な因子だからである。
【００２２】
以下に、現像ギャップＧｐを精度良く保つことができる本実施形態の特徴について説明する。図５は、本実施形態の特徴を示す説明図である。図５に示すように、本実施形態は、現像ギャップＧｐを所定値Ｇｐ１に設定する現像ギャップ設定手段としての、感光体ドラム４０に対して現像スリーブ６５を近接又は離間する方向に移動させる移動部材１１０と、感光体ドラム４０及び現像スリーブ６５をそれぞれ駆動させる駆動手段としての感光体駆動用モータ１０６及びスリーブ駆動用モータ１０４と、感光体ドラム４０及び現像スリーブ６５の駆動後、該感光体ドラム４０に現像スリーブ６５を接触させ、その後に現像ギャップＧｐを所定値Ｇｐ１に設定するよう上記移動部材を制御する制御手段としての制御装置１１１とを設けている。
【００２３】
図６は、本実施形態にかかる移動部材１１０の具体的な構成を示した図である。本実施形態においては、上記移動部材として、感光体ドラム４０及び現像スリーブ６５を互いに離間する方向に付勢するスプリング１１２と、回転数を回転ドラム４０と現像スリーブ６５との距離方向への小さな送りに変換する差動ネジ１１３と、該スプリング１１２と該差動ネジ１１３との間に設けた押圧部材１１４とを備えている。上記スプリング１１２は、一端が感光体ドラム４０に設けた受け部１１５に、他端が現像スリーブ６５に設けた受け部１１６にそれぞれ突き当てられて支持されている。上記差動ネジ１１３は、一端が差動ネジ駆動用モータ付きギア１１７ギアと噛み合い、他端が押圧部材１１４に突き当てられている。
この差動ネジ１１３は、差動ネジ駆動用モータ付きギア１１７からの動力によって回転し、該回転数が感光体ドラム４０と現像スリーブ６５との距離方向への小さい送りに変換する減速機構を用いている。この減速機構の原理はマイクロメータ等に用いられているものであり、差動ネジ１１３の回転数を制御することにより、感光体ドラム４０と現像スリーブ６５との距離方向への差動ネジ１１３の送りを精度よく制御することができる。これにより、現像ギャップＧｐを高精度に設定することができる。ここで、差動ネジ駆動用モータにはステッピングモーターを使用している。また、上記押圧部材１１４は、一方が上記差動ネジ１１３のネジ端部に当接し、他方が現像スリーブ６５側の受け部１１６に当接し、現像ユニット６１に軸支された軸１１４ａがその中央部に設けられた切り欠き部１１４ｂを貫通している。
【００２４】
上記構成において、制御装置１１１は、感光体用駆動モータ１０４及びスリーブ用駆動モータ１０６が感光体ドラム４０及び現像スリーブ６５を回転駆動させた後、差動ネジ用駆動モータ付きギア１１７を駆動させて差動ネジ１１３を回転させる。これにより、差動ネジ１１３は感光体ドラム４０と現像スリーブ６５との距離方向へ回転数に応じた分だけ移動し、差動ネジ１１３のネジ端部が押圧部材１１４を介して現像スリーブ側の受け部１１６を押圧し、現像スリーブ６５を感光体ドラム４０に接触させる。現像スリーブ６５が感光体ドラム４０に接触したか否かは、例えば差動ネジ１１３の回転トルクが一定以上になったことを検知する一般的な検知センサ等により検知することができる。その後に、制御装置１１１は、差動ネジ１１３を先とは反対方向に回転させ、差動ネジ１１３及び押圧部材１１４を現像スリーブから離間する方向に移動させる。そして、現像ギャップＧｐがＲＯＭに予め記憶されている好ましい現像ギャップＧｐの所定値Ｇｐ１となるようにその回転数を制御する。これにより、現像スリーブ６５がスプリング１１２からの付勢力を受けて感光体ドラム４０から離間する方向に移動し、現像ギャップＧｐが所定値Ｇｐ１に調整される。
【００２５】
図７は、本実施形態にかかる現像ギャップＧｐの設定の手順に関するフローチャートである。制御装置１１１は、現像ギャップＧｐの設定を行うとき、それに先立って現像スリーブ６５と感光体ドラム４０を回転駆動させる（ステップ１）。回転数は、少なくともそれぞれが１周以上すればよく、本実施形態においても感光体ドラム４０を１周、現像スリーブ６５は感光体ドラム４０が１周する時間分現像時と同じ速度で回転駆動するものとする。次に、差動ネジ用駆動モータ付きギア１１７の駆動により差動ネジ１１３を回転させて現像スリーブ６５と感光体ドラム４０とを接触させる（ステップ２）。そして、現像ギャップＧｐを設定するにあたってこの接触位置を０点とする。次に、現像ギャップＧｐが予めＲＯＭに記憶されている所定値Ｇｐ１となるように、差動ネジ用駆動モータ付きギアをステップ回転させて差動ネジ１１３の回転数、送り量を制御し、現像ギャップＧｐが所定値Ｇｐ１になるまで現像スリーブ６５を感光体ドラム４０から離間させる方向に移動させる。（ステップ３）。
【００２６】
なお、ここでは現像ギャップＧｐの検知に先立って行う現像スリーブ６５及び感光体ドラム４０の回転数を、感光体ドラム１周分としたが、この回転数はこれに限るものではない。現像スリーブ６５と感光体ドラム４０のそれぞれを回転によってガタ分だけある方向に寄せ、安定した現像ギャップＧｐを得るために行うのであって、そのために必要な回数だけ回転を行うようにすればよい。
【００２７】
このような一連の現像ギャップＧｐの設定動作は、装置本体の定期メンテナンスの時等、現像ユニット６１又は感光体ドラム４０の交換後初めて現像を行う前には必ず行うようにしている。そのため、現像スリーブ６５や感光体ドラム４０を設置し直した場合においても、部品による現像ギャップのばらつきを補正することができる。また、現像スリーブ６５及び感光体ドラム４０の駆動後に現像ギャップＧｐを設定するので、現像ギャップＧｐのガタ成分等によるずれを解消することができる。さらに、現像スリーブ６５と感光体ドラム４０の駆動後に両者を接触させ、常に０点校正を行ってから現像ギャップを設定するので、高精度に現像ギャップの設定が可能となる。
更に、上記一連の現像ギャップＧｐの設定動作は、現像ユニット６１又は感光体ドラム４０を交換した直後に行うのに加えて、定期的に実施するようにしても良い。現像ユニット６１又は感光体ドラム４０の交換が長期間行われなかった場合でも、装置を動作させていて予期せぬ不具合が発生し現像ギャップのずれが発生することがある。その場合でも、上記一連の現像ギャップの設定動作を定期的に行うことによって現像ギャップの精度を維持することができる。
【００２８】
さらに、本実施形態においては、現像ギャップを検知する現像ギャップ検知手段と、該現像ギャップ検知手段の該検知結果に応じて現像ギャップを所定値に補正する現像ギャップ補正手段とを設けてもよい。
図８は、本実施形態にかかる現像ギャップ検知手段としての光学センサ１２０の拡大説明図である。この光学センサ１２０は、発光素子１２０ａから発した光を受光素子１２０ｂで受光し、その受光量から感光体ドラム４０と現像スリーブ６５との間の現像ギャップＧｐを得るものである。また、発光素子１２０ａからの発光経路の角度はミラー等を用いて変更可能である。また、ここで、上記現像ギャップ補正手段には、上述した移動部材としてのスプリング１１２、差動ネジ１１３、及び押圧部材１１４を用いている。
上記構成において、制御装置１１１には現像ギャップ設定後に光学センサ１２０からの読み取り値がフィードバックされる。そして、現像ギャップＧｐが予めＲＯＭに記憶されている所定値Ｇｐ１となるように、差動ネジの回転数を再度制御して現像スリーブ６５を移動させて現像ギャップＧｐの補正を行う。ここでは、装置の簡素化の点から、現像ギャップ設定手段と現像ギャップ補正手段とを同一部材により構成したが、別の部材を用いて構成することも可能である。
【００２９】
図９は、本実施形態にかかる現像ギャップＧｐの設定の手順を説明するフローチャートである。ステップ３までは、上述した手順と同様であるので説明を省略する。
制御装置１１１は、現像ギャップＧｐの設定後（ステップ３）後、光学センサ１２０による現像ギャップＧｐの検知を行い、その検知結果をＲＯＭに記憶させておく（ステップ４）。そして、予め設定しておいた好ましい現像ギャップＧｐの所定値Ｇｐ１及び公差Ｈと検知した現像ギャップＧｐとを比較し、現像ギャップＧｐが所定値Ｇｐ１の公差範囲内であれば（ステップ５でＹ）、そのまま終了する。一方、現像ギャップＧｐが所定値Ｇｐ１の公差範囲から外れていれば、光学センサ１２０から現像ギャップＧｐの検知結果がＲＯＭにフィードバックされる（ステップ５でＮ）。そして、再度差動ネジの回転数を制御して現像スリーブ６５を移動させ、現像ギャップＧｐを補正し（ステップ６）、ギャップＧｐの補正を終了する。
【００３０】
また、本実施形態においては、光学センサ１２０の発光素子１２０ａ及び受光素子１２０ｂそれぞれの発光部及び受光部表面を通過する気流を発生する気流発生手段として図示を省略したが送風ファンを設けてもよい。送風ファンによって発生する気流は、図８において、感光体軸方向手前から奥側に一方向に流れるようにしている。これによって、発光部及び受光部表面に付着したほこりやトナー等の異物を気流で除去し、常にクリーンな状態を保つようにして光学センサ１２０による現像ギャップＧｐの検知性能を維持するものである。
尚、本実施形態のように一方向に流れる気流で発光部と受光部の両表面を通過するのに変え、２方向に流れてそれぞれが発光部と受光部のそれぞれのセンサ表面を通過するよう構成してもよい。
【００３１】
さらに、本実施形態においては、現像ギャップの所定値を画質モードによって切り替え可能に構成してもよい。その一例としては、高画質モードの場合の所定値をＧｐ１、ノーマルモードの場合の所定値をＧｐ２とし、Ｇｐ２をＧｐ１に比して広めに設定する。高画質モードの現像ギャップＧｐ１では、ギャップＧｐ１が狭く細部の再現性も良い。しかし、現像ニップに異物が混入したりすると感光体ドラム４０表面に傷がついたりして画質が劣化する恐れも大きい。一方、ノーマルモードの現像ギャップＧｐ２では、細部の再現性が高画質モードに比して良くなく、全体として画質レベルが低いが、異物混入等の予期せぬ状況が生じても影響が少ない。本実施形態においては、現像ギャップＧｐの補正の前に予めユーザーがモードを選択し、その選択結果に応じた現像ギャップを装置内の所定値とし、検知した実際の現像ギャップＧｐとの比較及び補正を行うようにする。これによって、ユーザーが画質にこだわらなくても良いと判断した場合にはノーマルモードを選択し、画質を重視したい場合には高画質モードを選択することができる。
【００３２】
以上のように、本実施形態では、予め現像スリーブ６５と感光体ドラム４０を駆動させた後に両者を接触させ、その後に現像ギャップＧｐの設定を行っている。よって、画像形成のために感光体ドラム４０や現像スリーブ６５を駆動させても、現像ギャップＧｐのずれがなく、現像ギャップＧｐを所定値に保ちつつ画像形成を行うことが可能である。また、現像スリーブ６５と感光体ドラム４０を接触させ、常に０点校正を行ってから現像ギャップＧｐを設定しているので、現像ギャップＧｐを高精度に設定できる。
また、現像ギャップ設定手段として、現像スリーブ６５を感光体ドラム４０との距離方向に移動させるスプリング１１２、差動ネジ１１３、押圧部材１１４等の移動部材を備えている。よって、現像ユニット６１内部で現像ギャップＧｐを自由に調整することができる。これは、差動ネジ１１３の回転数を制御することにより、感光体ドラム４０に対する現像スリーブ６５の移動距離を制御することができるからである。
また、移動部材として、回転数を現像スリーブ６５と感光体ドラム４０との距離方向への小さな送りに変換する減速機構を用いた差動ネジ１１３を備えている。よって、現像ギャップＧｐをより高精度に設定することができる。これは、差動ネジ１１３の回転数を制御することにより、感光体ドラム４０に対する現像スリーブ６５の移動距離を高精度に調整することができるからである。
また、現像ギャップ検知手段として発光素子１２０ａと受光素子１２０ｂとからなる光学センサ１２０を用いている。よって、現像ユニット６１内で現像ギャップＧｐを測定することができる。これは、上記構成の光学センサ１２０が他のギャップＧｐ検知用センサに比して小型だからである。
また、光学センサ１２０の発光素子１２０ａ及び受光素子１２０ｂそれぞれの発光部及び受光部表面を通過する気流を発生させる送風ファンを設けている。よって、現像ギャップＧｐの誤検知をなくすことができ、現像ギャップＧｐを正確に安定して検知することができる。これは、発光部及び受光部表面に付着したほこりやトナー等の異物を気流で除去し、常にクリーンな状態を保つことができるからである。
また、現像ギャップＧｐの所定値を高画質モードの場合をＧｐ１、ノーマルモードの場合をＧｐ２とし、切り替え可能にしている。よって、ユーザーが求める最適な画質を得たり、不必要に現像ギャップＧｐを狭くすることによる不具合が発生することを回避したりすることができる。
また、一連の現像ギャップＧｐの設定動作を、現像ユニット６１又は感光体ドラム４０の交換直後に行っている。よって、常に安定した画質を得ることができる。これは、現像スリーブ６５や感光体ドラム４０を新たに設置し直した場合においても、部品のばらつきによる現像ギャップＧｐのずれや、現像スリーブ６５や感光体ドラム４０の駆動による現像ギャップＧｐのずれを解消して、現像ギャップＧｐを所定値に維持できるからである。また、一連の現像ギャップＧｐの設定動作を定期的に行っている。よって、プリンタ動作中などに現像ギャップＧｐが変化するなど予期せぬずれが生じても、現像ギャップＧｐを定期的に補正して画質を維持することができる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、４連並べられた感光体ドラムにそれぞれ個別に現像ユニットを備え、それぞれに単色トナー画像を形成し、それらの単色トナー画像をシートに順次転写して合成カラー画像を形成する、いわゆるタンデム式のカラープリンタに本発明を適用させた例を示したが、本発明が適用できるプリンタはこの方式のプリンタに限るものではない。少なくとも、現像剤担持体と潜像担持体とを有し、現像ギャップを所定値に設定し、かつ現像剤担持体と潜像担持体の少なくとも一方を駆動して現像を行う画像形成装置であれば適用できるものである。
【００３４】
また、少なくとも感光体ドラム４０と、移動部材１１０とを設け、これらと、画像形成手段１８を構成する部分である現像手段、帯電手段、又はクリーニング手段の中より選ばれる少なくとも一つとを、単一の筺体に支持させ、本体に着脱可能なプロセスカートリッジを構成してもよい。これにより、複写機本体１００に対して一括して着脱自在となり、保守性、交換性を向上することができる。図１０は、このようなプロセスカートリッジの一例を示す説明図である。このプロセスカートリッジ９０は、感光体ドラム４０、現像ユニット６１、感光体クリーニング装置６３、及び図示しない現像ギャップ設定手段である移動部材１１０を一体に備えている。この移動部材１１０は、例えば図６に示すものである。なお、図１０の例とは異なり現像ユニット６１を本体側に設けてもよい。この場合、プロセスカートリッジを本体に装着した状態で、プロセスカートリッジの移動部材１１０が本体側の現像ユニット６１の現像スリーブ６５へ移動可能なように構成する。
【００３５】
【発明の効果】
請求項１の画像形成装置によれば、潜像担持体や現像剤担持体の駆動によって生じる現像ギャップのガタ成分のずれを防止することができ、現像ギャップをより高精度に設定することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るプリンタの概略構成図。
【図２】実施形態のプリンタにおけるタンデム画像形成部の概略構成図。
【図３】実施形態にかかる現像ユニットの概略構成図。
【図４】実施形態の現像スリーブと感光体の駆動機構の一例を示す説明図。
【図５】実施形態にかかる現像ユニットの構成を示す説明図。
【図６】実施形態にかかる現像ギャップ設定手段の構成を示す概略構成図。
【図７】実施形態にかかる現像ギャップ設定の手順に関するフローチャート。
【図８】別の実施形態にかかる光学センサの拡大説明図。
【図９】別の実施形態にかかる現像ギャップ設定の手順に関するフローチャート。
【図１０】実施形態に係るプロセスカートリッジの構成を示す説明図。
【符号の説明】
１０　　中間転写ベルト
１８Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｂ　　画像形成手段
２０　　タンデム画像形成部
２２　　二次転写装置
２５　　定着装置
２６　　定着ローラ
２７　　加圧ローラ
２９　　転写搬送ベルト
４０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ　　感光体ドラム
６０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ　　帯電装置
６１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ　　現像ユニット
６３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ　　感光体クリーニング装置
６５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｂ　　現像スリーブ
９０　　　プロセスカートリッジ
１００　　複写機本体
１０１　　スリーブギア
１０２　　スリーブ駆動用ギア
１０３　　玉軸受
１０４　　スリーブ駆動用モータ
１０５　　玉軸受
１０６　　感光体駆動用モータ
１１０　　移動部材
１１１　　制御装置
１１２　　スプリング
１１３　　差動ネジ
１１４　　押圧部材
１１５、１１６　　受け部
１１７　　差動ネジ駆動用モータ付きギア
１２０　　光学センサ
１２０ａ　　発光素子
１２０ｂ　　受光素子
２００　　給紙テーブル
３００　　スキャナ
４００　　原稿自動搬送装置
【図１】
2004054208.tif 000003
【図２】
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【図３】
2004054208.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004054208.tif 000008
【図７】
2004054208.tif 000009
【図８】
2004054208.tif 000010
【図９】
2004054208.tif 000011
【図１０】
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