JP2010139846A - 画像形成装置の駆動装置、画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】帯電ローラやクリーニングローラの回転駆動に伴う像担持体に対する回転変動への影響を抑制することが可能な画像形成装置の駆動装置及びこれを備えた画像形成装置並びにこの画像形成装置で使用されるプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】現像ギヤ１３の同軸上には、現像ギヤ１３と同軸に連結された現像ギヤ分岐回転手段としての第３プーリ１９が配設され、第３プーリ１９は、現像ギヤ１３とはジョイント形状で勘合し同一回転数で回転駆動する。第３プーリ１９からタイミングベルト２０、第４プーリ２１と駆動伝達され、図示されない支持板に軸承されて回転する第４プーリ２１と一体となったインボリュートスプラインの雌形状である第３雌型ジョイント部２４にてプロセスカートリッジ３０内のクリーニング装置９のクリーニングローラ９ａ及びトナー排出コイル９ｃ２を回転する。
【選択図】図４

Description

本発明は、ファクシミリ、プリンタ、複写機等の電子写真方式の画像形成装置の駆動装置、この駆動装置を備えた画像形成装置及びこの画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジに関するものである。

ファクシミリ、プリンタ、複写機等の電子写真方式の画像形成装置は、市場からの要求に伴い、カラー画像を形成するものが多くなってきている。カラー画像を形成するカラー画像形成装置としては、例えば、単一の感光体ドラム等の像担持体と、その像担持体上に順次形成される各色静電潜像をそれぞれ現像して得た各色トナー像を中間転写体や記録材等の被転写材上に順次重ね合わせてカラー画像を得るものである（以下、このカラー画像形成装置を、１ドラム型の画像形成装置という）。また、例えば、各色に対応する複数の像担持体と、各像担持体上に形成される静電潜像をそれぞれ現像して得た各色トナー像を被転写材上に順次重ね合わせてカラー画像を得るものである（以下、このカラー画像形成装置を、タンデム型の画像形成装置という）。
上記１ドラム型の画像形成装置は、像担持体が１つであるため、装置の小型化が可能でコストも低減できるという利点がある。しかし、単一の像担持体を用いているために、潜像形成、現像処理、被転写材への転写までの一連のプロセスを色数分（通常４回）繰り返す必要がある。そのため、画像形成の高速化の点で不利である。これに対し、上記タンデム型の画像形成装置は、装置が大型化し、コストが高くなるという欠点はあるが、色ごとに像担持体を備えているため上述した一連のプロセスは１回で済む。そのため、画像形成の高速化の点で有利である。近年、市場からは、カラー画像形成装置についてモノクロ画像形成装置並みの画像形成スピードが要求されているため、上記タンデム型の画像形成装置が注目されている。
上述したタンデム型の画像形成装置では、複数の像担持体上の各トナー像を被転写材上に順次重ね合わせてカラー画像を形成するため、各色毎にバンディングといわれるピッチムラが生じると色が重なり合った場合、より一層際立ってくるため、色むらとして生じる。このバンディングや色むらが生じる要因としては、像担持体を駆動するためのギヤ或いは像担持体周辺部のギヤの噛合い周期の速度変動の要因が大きい。

これらの問題を解決するために、静電潜像を担持する円筒形の像担持体と、静電潜像を現像する現像ローラを有する現像装置と、１つの駆動源から像担持体を駆動する第１の駆動伝達手段及び現像装置を駆動する第２の駆動伝達手段とを備えた画像形成装置において、第１の駆動伝達手段は、駆動源から直接１段減速で伝達され、像担持体の外径よりも外径が大きい大径ギヤを有し、第２の駆動伝達手段は、大径ギヤと同軸の駆動伝達プーリと、巻きつけプーリと現像伝達プーリとに張架されたベルトによって駆動伝達する構成のものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１記載のものでは、第１の駆動伝達手段として、像担持体の外径より外径が大きい大径ギヤによって像担持体を回転駆動するために、ギヤの噛合いによる周波数の振動が発生したとしても、像担持体上では、像担持体の外径と大径ギヤのピッチ円直径との比率で小さくなり、バンディングとして目立たなくすることが可能となる。しかしながら、この特許文献１記載のものでは、現像装置は、大径ギヤと同軸に取り付けられた駆動伝達プーリと、巻き付けプーリと、現像伝達プーリとに張架されたベルトによって駆動伝達されているため、現像装置で発生した振動等が直接像担持体を回転駆動する大径ギヤに伝達されてバンディングの発生を充分に抑制することができない。

また、特許文献２には、駆動モータの駆動軸に直接ギヤ歯を形成し、このギヤに感光ドラムを駆動するドラム駆動ギヤと現像ローラに駆動力を伝えるアイドルギヤ及び定着装置の加熱ローラに回転力を伝える薄歯ギヤとを噛合させ、感光ドラムから分岐したアイドルギヤ及び薄歯ギヤで現像ローラ及び加熱ローラを駆動回転させることが開示されている。そして感光ドラムから分離したアイドルギヤ及び薄歯ギヤで現像ローラ及び加熱ローラを駆動回転させるによって、各ローラの負荷変動による感光ドラムを駆動するギヤの回転むらの発生を抑制することが提案されている。
この特許文献２記載のものでは、感光ドラムから分離したアイドルギヤ及び薄歯ギヤで現像ローラ及び加熱ローラを駆動回転させることによって、各ローラの負荷変動による感光ドラムを駆動するギヤの回転むらの発生を抑制することが可能である。しかしながら、現像ローラや加熱ローラの駆動伝達は、駆動モータの出力ギヤとギヤ連結されているアイドルギヤと薄歯ギヤから出力された回転手段からの駆動であり、現像ローラと加熱ローラの負荷変動に伴うアイドルギヤと薄歯ギヤの噛合い周期変動が感光体上にピッチムラとして影響してしまう問題を招く。
特開２００７−７２２３６公報 特開２００３−２９５５５２公報

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、パンディングや色ムラの発生の抑制、特に、帯電ローラやクリーニングローラ或いは、廃トナー排出手段の回転駆動に伴う像担持体に対する回転変動への影響を抑制することが可能な画像形成装置の駆動装置及びこれを備えた画像形成装置並びにこの画像形成装置で使用されるプロセスカートリッジを提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、請求項１の発明は、静電潜像を担持するドラム状の像担持体と、当該像担持体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像装置の現像ローラとを同一駆動源で回転駆動する駆動手段を有し、当該駆動手段の駆動源のモータ出力軸に原動ギヤを有し、当該原動ギヤは、少なくとも前記像担持体の回転軸と同軸で当該像担持体の外径より大径の大径ギヤ及び前記現像ローラを回転させる現像ギヤと噛合連結される画像形成装置の駆動装置において、前記現像ギヤに連結された現像ギヤ分岐回転手段によって、前記像担持体表面を帯電する帯電ローラ、前記像担持体の表面に残存するトナーを当該像担持体から除去するクリーニングローラ及び当該クリーニングローラによって除去されたトナーを回転搬送して排出するトナー排出手段の少なくとも１個の回転手段が回転駆動されることを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載の画像形成装置の駆動装置において、前記現像ギヤ回転手段は、プーリであり、当該プーリとベルト連結されたプーリによって前記回転手段が回転駆動されることを特徴とする。
また、請求項３の発明は、請求項１又２記載の画像形成装置の駆動装置において、前記現像ギヤは、前記現像ローラの回転駆動を連結又は解除するクラッチ手段に噛合連結し、前記回転手段は、前記クラッチ手段よりも前記駆動源に対して上流側で前記現像ギヤ分岐回転手段によって回転されることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置の駆動装置において、前記回転手段の駆動入力は、ジョイント入力手段によって行われることを特徴とする。

また、請求項５の発明は、請求項４記載の画像形成装置の駆動装置において、前記ジョイント入力手段は、インボリュートスプラインジョイントであることを特徴とする。
また、請求項６の発明は、静電潜像を担持するドラム状の像担持体と、当該像担持体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像装置の現像ローラと、当該現像ローラと前記像担持体を回転駆動する駆動装置とを備えた画像形成装置において、前記駆動装置は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の駆動装置であることを特徴とする。
また、請求項７の発明は、請求項６記載の画像形成装置において、前記像担持体と現像ローラは複数対有し、当該複数対の像担持体と現像ローラは、被転写体の搬送方向に沿って並置され、前記複数対の像担持体のそれぞれに異なる色のトナー像が形成され、当該像担持体上の異なる色のトナー像を被転写体上に重ねて転写してカラー像を形成することを特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項６又は７記載の画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジであって、少なくとも前記像担持体と現像装置とが一体に連結されていることを特徴とするプロセスカートリッジとしたものである。

本発明によれば、現像ギヤと同軸に連結された現像ギヤ分岐回転手段によって、像担持体表面を帯電する帯電ローラ、像担持体の表面に残存するトナーを当該像担持体から除去するクリーニングローラ及び当該クリーニングローラによって除去されたトナーを回転搬送して排出するトナー排出手段の少なくとも１個の回転手段が回転駆動されることによって、帯電ローラやクリーニングローラ或いは、廃トナー排出手段の回転駆動に伴う像担持体に対する回転変動への影響を抑制することが可能な画像形成装置の駆動装置及びこれを備えた画像形成装置並びにこの画像形成装置で使用されるプロセスカートリッジを提供することができる。

本発明者らは、画像形成装置の駆動装置において発生するパンディング、色ムラの発生について検討した結果、感光体ドラム等の像担持体の回転変動が現像ローラに限らず、像担持体表面と摺接する帯電ローラや像担持体の表面に残存するトナーを当該像担持体から除去するクリーニングローラ及び当該クリーニングローラによって除去されたトナーを回転搬送して排出するトナー排出手段の回転駆動によって影響されることを究明した。
この究明に基づきさらなる検討を進めた結果、帯電ローラやクリーニングローラ或いは、廃トナー排出手段を回転駆動する駆動手段として現像ギヤと連結された現像ギヤ分岐回転手段から出力される回転手段を使用することによってこれらの駆動手段による像担持体の回転変動に対する影響を抑制してパンディング、色ムラの発生を抑制することが可能となることを見出し、本発明を完成させるに至った。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による一実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略構成を示す断面図である。図２は、図１の画像形成装置で使用されるプロセスカートリッジの斜視図である。図３は、図２のＡ−Ａ線上で切断した要部断面図である。
本実施形態に係る画像形成装置は、像担持体であるドラム状の感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂを被転写体である無端状の中間転写ベルト３の移送方向（矢印Ａ）に沿って並置し、中間転写ベルト３上に、感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ上に形成されるイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）のトナー像を積み重ねて転写してカラー画像を形成する、いわゆるタンデム方式の画像形成装置である。
この画像形成装置においては、図１に示すように、感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂを中心として、それぞれ感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂの表面を一様に帯電する帯電ローラ４、感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ上に形成された静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂ、及び感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ上のトナー像を中間転写ベルト３上に１次転写ローラ６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｂによって順次積み重ねて転写後に感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ上に残存するトナーを感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂから除去するクリーニング装置９を備えている。そして、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂを中心として配置された帯電ローラ４、現像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂ、及びクリーニング装置９は、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂと一体に連結され、図２に示すような、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂ）のトナー像を形成するプロセスカートリッジ３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｂを構成している。そのため、これらのプロセスカートリッジ３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｂを画像形成装置の所定位置から取り外し、取付を行うことによって、各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂと帯電ローラ４、現像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂ、及びクリーニング装置９との位置関係を精度良く維持しながら容易かつ確実に交換可能となっている。この場合に、プロセスカートリッジ３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｂは、それぞれの各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂに対して帯電ローラ４、現像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂ、及びクリーニング装置９の全てを一体に連結したものに限らず、少なくとも感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂと現像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂを一体に連結したものであれば充分である。

各プロセスカートリッジ３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｂは、図２及び図３に示すように、カートリッジの側板３０ａ、３０ｂに回転軸１ｂが軸受けされて回転可能に取り付けられた感光体１を中心に感光体１の外周表面１ａの両端で摺接して回転する帯電ローラ４を有している。この帯電ローラ４は、軸方向の両端のスペーサ４ｂによって、帯電部４ａが感光体１の外周表面１ａから所定距離離間した状態で取り付けられており、帯電部４ａが感光体１の外周表面１ａと非接触の状態で感光体１の外周表面１ａを一様に帯電可能となっている。この帯電ローラ４は、カートリッジの側板３０ａ、３０ｂに回転軸４ｃが軸受けされて回転可能に取り付けられ、感光体１の回転に伴い、スペーサ４ｂが回転されて連れ回りするようになっている。なお、本実施形態においては、帯電ローラ４は、後述する駆動モータによって駆動回転されないが、駆動回転させることも可能である。
各プロセスカートリッジ３０Ｙ、３０Ｃ、３０Ｍ、３０Ｂ内に配設される現像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂは、図３に示すように、中心に固定磁石２ａ２を配設し、この固定磁石の外周で回転する現像スリーブ２ａ１を有する現像ローラ２ａと、非磁性トナーと磁性キャリアとからなるニ成分現像剤を攪拌して、現像剤を現像ローラ２ａに供給する回転搬送スクリュー２ｂと、現像スリーブ２ａ１上の現像剤量を規制する現像ドクタ２ｃを備えている。そして、現像ローラ２ａの回転によって、現像スリーブ２ａ１上に穂立てを行って、現像ローラ２ａから感光体１の外周表面１ａにトナーを供給するようになっている。

また、クリーニング装置９は、図３に示すように、回転軸９ａ１上にファーブラシ、スポンジ等のトナー除去部材９ａ２を取り付けて感光体１の時計回りに回転する回転方向と逆方向に回転して、感光体１の外周表面１ａから残留トナーを除去するクリーニングローラ９ａを備えている。さらにクリーニング装置９は、感光体１の外周表面１ａと摺接して感光体１の残留トナーＴを感光体１の外周表面１ａから掻きとるクリーニングブレード９ｂを備えており、このようにして感光体１の外周表面１ａから除去された残留トナーＴを装置外に排出するトナー排出手段としてのトナー排出コイル９ｃを備えている。トナー排出コイル９ｃは、後述するように、回転軸９ｃ１上にコイル９ｃ２を巻き付け、回転軸９ｃ１を回転させることによってコイル９ｃ２の巻き付け方向に残留トナーＴを搬送するようになっている。なお、図１中、符号Ｌは、感光体１の外周表面１ａ上に静電潜像を形成する露光ビームである。
中間転写ベルト３は、図１に示すように、支持ローラ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄによって支持張架され、これらの支持ローラ１１Ａ、１１Ｂ、１１Ｃ、１１Ｄの１つが駆動回転することによって、矢印Ａ方向に移送されるようになっている。

このような画像形成装置を使用して画像を形成する方法について図１に基づいて説明する。先ず、感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂを矢印方向に回転させ、回転している感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂの外周表面１ａを帯電ローラ４によって一様に帯電する。続いて、このようにして帯電された感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂの外周表面１ａに図示しない書込部より送射された各々の色の露光ビームＬＹ、ＬＣ、ＬＭ、ＬＢを照射させて各色に対応する静電潜像を形成する。このようにして形成された感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ上の静電潜像に対して前述の現像装置２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂからそれぞれの色のトナーを供給してそれぞれの色のトナー像を感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ上に形成する。
このようにして感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ上に形成されたそれぞれの色のトナー像は、１次転写ローラ６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｂに転写バイアス電圧を印加することによって中間転写ベルト３上に順次重ねて転写され、カラートナー像が形成される。このようにして中間転写ベルト３上に形成されたカラートナー像は、レジストローラ７からタイミングを図って搬送される転写紙等の転写材Ｐ上に２次転写ローラ１０によって転写される。その後、転写材Ｐ上に転写されたカラートナー像は、加熱ローラ８ａと加圧ローラ８ｂからなる定着装置８によって加熱加圧され、転写材Ｐ上に定着されて排出される。

一方、それぞれの色のトナー像を中間転写ベルト３上に転写した感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂは、それぞれの外周表面に残存するトナーが前述のクリーニング装置９によって除去されて再び帯電ローラ４によって外周表面１ａが一様に帯電されて次の画像形成工程に備える。
なお、上記実施形態では、タンデム型のカラー画像形成装置の場合について説明したが、本発明は、ブラックトナーを用いるブラック用プロセスカートリッジ３０Ｂのみを１組備えたモノクロの画像形成装置にも適用できるものである。また、上記実施形態においては、被転写体として中間転写ベルト３を使用し、中間転写ベルト３上に感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂからそれぞれの色のトナー像を転写するようにしているが、被転写体として転写材Ｐを使用し、無端状の搬送ベルトで転写材Ｐを各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ上に対して移送搬送させて各感光体１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂから直接転写材Ｐ上にそれぞれの色のトナー像を重ねて転写するものであってもよい。

以上の様なプロセスカートリッジを備えた本実施形態の画像形成装置において、画像形成装置本体側の駆動経路と、プロセスカートリッジ３０内の感光体１、現像ローラ２ａ、搬送スクリュー２ｂ、クリーニングローラ９ａ、トナー排出コイル９ｃ、帯電ローラ４の駆動伝達経路とについての詳細を図４〜図９に基づいて説明する。
図４は、本発明による一実施形態に係る画像形成装置の駆動装置の概略構成を示す現像ギヤ側から見た斜視図である。図５は、図４で示す駆動装置の現像クラッチ側から見た斜視図である。図６は、図４で示す駆動装置の大径ギヤと駆動ギヤの噛合状態を説明するための断面図である。図７は、図４で示す駆動装置の駆動ギヤと現像ギヤの噛合状態を説明するための平面図である。
駆動源である駆動モータ５０は、図４に示すように、モータ出力軸にギヤの歯が切削加工にて形成された原動ギヤ５０ａを有している。そして、駆動モータ５０の回転駆動力は、駆動ギヤ５０ａに２つのギヤを噛合連結することによって２方向に分岐させられている。この回転駆動力の一方は、図６に示すように、感光体１を回転駆動する大径ギヤ１２と原動ギヤ５０ａが噛合連結して大径ギヤ１２に駆動伝達される。大径ギヤ１２は、図６に示すように、感光体１の外径Ｄ１より大きい外径Ｄ２を有する形状を有しており、その回転軸１２ａを図示しない２枚の支持板にベアリング軸受け１２ｂによって軸承させて回転可能に取り付けられている。そして回転軸１２ａには、大径ギヤ１２と一体となったインボリュートスプラインジョイントの雌形状である第１の雌型ジョイント部２２が形成されており、この第１雌型ジョイント部２２に、後述するプロセスカートリッジ３０の感光体１の回転軸１ｂと同軸上の第１ジョイント３１を嵌合連結して感光体１に駆動伝達される。この時、大径ギヤ１２には、大径ギヤ１２の外径より小径の原動ギヤ５０ａとが噛合連結されているので、感光体１上に大径ギヤ１２の１歯の噛合周期の速度変動が生じても、感光体１上に形成される画像上に差異が認識しにくい領域となり、バンディングや色ムラといったものが発生しにくくなっている。

また、回転駆動力のもう一方は、原動ギヤ５０ａが、図７に示すように、現像ローラ２ａを回転駆動させる現像ギヤ１３と噛合連結して現像ギヤ１３に駆動分岐して回転駆動するようになっている。そして、現像ギヤ１３は、原動ギヤ５０ａと噛合する現像駆動ギヤ１３ａと現像駆動ギヤ１３ａの回転軸と同軸に取り付けられ、現像駆動ギヤ１３ａと共に回転する現像連結ギヤ１３ｂを有しており、現像連結ギヤ１３ｂと噛合する中間ギヤ１４を介してクラッチギヤ１５ａを回転駆動する。クラッチギヤ１５ａは、その回転軸に同軸状に連結された第１プーリ１５ｂとクラッチ機構部１５ｃとに連結された現像クラッチ１５の一部を構成している。現像クラッチ１５は、図示しない制御装置によって制御されるクラッチ機構部１５ｃによってクラッチギヤ１５ａの回転力の第１プーリ１５ｂへの伝達を断続するようになっており、後述する現像装置２の現像ローラ２ａへの回転駆動力の伝達を制御するようになっている。このようにしてクラッチギヤ１５ａの回転の伝達をクラッチ機構部１５ｃによって制御された第１プーリ１５ｂは、図５に示すように、図示しない支持板に回転可能に軸承された第２プーリ１８に、第１プーリ１５ｂと第２プーリ１８とに張架されたタイミングベルト１７によって回転駆動力を伝達する。第２プーリ１８は、その回転軸に同軸状に一体に連結されたインボリュートスプラインの雌形状を有する第２雌型ジョイント部２３を回転し、後述する現像装置２の現像ローラ２ａを回転する入力第２雄型ジョイント３２に駆動伝達される。そして、入力第２雄型ジョイント３２の回転によって、後述するように、現像ローラ２ａ及び現像装置２内の搬送スクリュー２ｂが回転駆動される。

このように、本実施形態に係る駆動装置においては、原動ギヤ５０ａの回転駆動力は、感光体１を回転駆動する大径ギヤ１２と現像ローラ２ａを回転駆動する現像ギヤ１３とが原動ギヤ５０ａから分岐して伝達されるので、現像ローラ２ａの回転異常等に伴う回転変動が直接感光体１の回転に影響することを抑制することが可能となる。しかも、現像ローラ２ａの回転駆動を第１プーリ１５ｂと第２プーリ１８とに張架されたタイミングベルト１７によるベルト伝達方式を採用しているので、現像ローラの回転変動が直接感光体１の回転に影響することを良好に抑制することが可能となる。

また、現像ギヤ１３の同軸上には、図４及び図７に示すように、現像ギヤ１３と同軸に連結された現像ギヤ分岐回転手段としての第３プーリ１９が配設され、第３プーリ１９は、現像ギヤ１３とはジョイント形状で勘合し同一回転数で回転駆動する。第３プーリ１９からタイミングベルト２０、第４プーリ２１と駆動伝達され、図示されない支持板に軸承されて回転する第４プーリ２１と一体となったインボリュートスプラインの雌形状である第３雌型ジョイント部２４にてプロセスカートリッジ３０内のクリーニング装置９のクリーニングローラ９ａ及びトナー排出コイル９ｃ２を回転する。このように、クリーニングローラ９ａ及びトナー排出コイル９ｃ２を回転する第３雌型ジョイント部２４は、現像クラッチ１５に対して原動ギヤ５０ａから上流側に配設されているので、クリーニングローラ９ａ及びトナー排出コイル９ｃ２よる負荷変動が現像クラッチ１５に対して直接影響することを抑制することが可能となる。しかも、クリーニングローラ９ａ及びトナー排出コイル９ｃ２の回転駆動は、原動ギヤ５０ａから分岐された現像ギヤ１３からの駆動伝達であり、感光体１を回転駆動する大径ギヤ１２から分離されるので、クリーニングローラ９ａ及びトナー排出コイル９ｃ２の回転変動が感光体１の回転に直接影響することを抑制することが可能となる。さらに、クリーニングローラ９ａ及びトナー排出コイル９ｃ２は、現像ギヤ１３と同軸に連結された現像ギヤ分岐回転手段としての第３プーリ１９と第４プーリ２１とに張架されたタイミングベルト２０によって伝達されるので、クリーニングローラ９ａ及びトナー排出コイル９ｃ２の回転変動が感光体１の回転に直接影響することをより良好に抑制することが可能となる。なお、本実施形態においては、現像ギヤ分岐回転手段として、現像ギヤ１３と同軸に連結された第３プーリ１９を使用しているが、第３プーリ１９は、現像ギヤ１３と別軸に取り付けられて現像ギヤ１３と噛合して現像ギヤ１３の回転力が伝達される回転ギヤと同軸に取り付けられたものであっても良い。また、現像ギヤ分岐回転手段としては、上記第３プーリ１９の代わりに回転ギヤを使用し、この回転ギヤとギヤ連結する回転ギヤを前記第４プーリ２１の代わりとすることもできる。
また、プロセスカートリッジ３０内の帯電ローラ４に関しては、本実施形態においては、前述のように、感光体１との連れ回りであるが、帯電ローラ４を回転駆動させる場合には、感光体１のフランジから駆動を供給するのではなく、後述するように、前述の現像ギヤ１３から回転伝達される第２雌型ジョイント部２３からの入力系統で駆動伝達するのが好ましい駆動構成である。

次に、上記駆動装置によって回転駆動されるプロセスカートリッジ３０内の感光体１、現像ローラ２ａ、搬送スクリュー２ｂ、クリーニングローラ９ａ、トナー排出コイル９ｃの回転伝達方法について、図８及び図９に基づいて説明する。図８は、本発明による一実施形態に係る画像形成装置の駆動装置に連結されるプロセスカートリッジの現像ローラ側から見た一部を切り欠いた斜視図である。図９は、図８で示す駆動装置のトナー排出コイル側から見た一部を切り欠いた斜視図である。
プロセスカートリッジ３０は、図８及び図９に示すように、感光体１を中心として、その周囲に、現像ローラ２ａ、搬送スクリュー２ｂ、クリーニングローラ９ａ、トナー排出コイル９ｃを、これらの回転体の回転軸が感光体１の回転軸１ｂと平行になるようにプロセスカートリッジ３０の側板３０ａ、３０ｂに軸承されて配設している。そして、この側板３０ｂの側には、感光体１の回転軸１ｂと同軸状に一体に連結されて感光体１と共に回転するインボリュートスプライン形状の第１雄型ジョイント３１が、突出して配設されている。従って、図４及び図８に示すように、前述の駆動装置の第１の雌型ジョイント部２２に矢印Ｘ方向からプロセスカートリッジ３０の第１雄型ジョイント３１を挿入嵌合させると、第１雌型ジョイント３１と第１雄型ジョイント部２２が適切に連結されて、駆動モータ５０からの回転力が伝達されて、感光体１がプロセスカートリッジ３０内で円滑に回転される。

同様に、この側板３０ｂの側には、図８に示すように、現像ローラ２ａ及び搬送スクリュー２ｂを回転させるインボリュートスプライン形状の第２雄型ジョイント３２が、突出して配設されている。そして、この第２雄型ジョイント３２を図示しない側板３０ｂに回転可能に軸承し、第２雄型ジョイント３２の回転軸と同軸に取り付けられた第１回転ギヤ３２ａに、現像ローラ２ａの回転軸と同軸に取り付けられた第２回転ギヤ３３を噛合させて、第２雄型ジョイント３２の回転と共に現像ローラ２ａが回転されるようになっている。さらに、第１回転ギヤ３２ａには、搬送スクリュー２ｂの回転軸２ｂ１と同軸に取り付けられた第３回転ギヤ３４が噛合されており、第２雄型ジョイント３２の回転と共に搬送スクリュー２ｂが回転されるようになっている。この場合においても、前述の第１雄型ジョイント３１と駆動装置の第１雌型ジョイント部２２の嵌合の場合と同様に、図４及び図８に示すように、Ｙ方向から駆動装置の第２の雌型ジョイント部２３に、第２雄型ジョイント３２を挿入、嵌合させることによって、駆動モータ５０からの回転力が伝達されて、現像ローラ２ａと搬送スクリュー２ｂがプロセスカートリッジ３０内で円滑に回転される。

また、この側板３０ｂの側には、図９に示すように、クリーニングローラ９ａ及びトナー排出コイル９ｃを回転させるインボリュートスプライン形状の第３雄型ジョイント３６が、突出して配設されている。そして、この第３雄型ジョイント３６を図示しない側板３０ｂに回転可能に軸承し、第３雄型ジョイント３６の回転軸と同軸に取り付けられた第４回転ギヤ３６ａに、クリーニングローラ９ａの回転軸と同軸に取り付けられた第５回転ギヤ３７を噛合させて、第３雄型ジョイント３６の回転と共にクリーニングローラ９ａが回転されるようになっている。さらに、第５回転ギヤ３７には、トナー排出コイル９ｃの回転軸９ｃ１と同軸に取り付けられた第６回転ギヤ３８が噛合されており、第３雄型ジョイント３６の回転と共にトナー排出コイル９ｃが回転されるようになっている。この場合においても、前述の第１雄型ジョイント３１と駆動装置の第１雌型ジョイント部２２の嵌合の場合と同様に、図４及び図８に示すように、Ｚ方向から駆動装置の第３の雌型ジョイント部２４に、第３雄型ジョイント３６を挿入、嵌合させることによって、駆動モータ５０からの回転力が伝達されて、クリーニングローラ９ａとトナー排出コイル９ｃがプロセスカートリッジ３０内で円滑に回転される。

このように、本実施形態に係る駆動装置においては、駆動装置による現像ローラ２ａ、搬送スクリュー２ｂ、クリーニングローラ９ａ及びトナー排出コイル９ｃの回転駆動を、第１〜第３雌型ジョイント部２２、２３、２４と、第１〜第３雄型ジョイント３１、３２、３６とのジョイント入力手段によって伝達するようにしているので、現像ローラ２ａ、搬送スクリュー２ｂ、クリーニングローラ９ａ及びトナー排出コイル９ｃの回転手段の噛合い振動が、感光体１の噛合い振動上に重畳することを抑制することが可能となり、効果的である。特に、このジョイント入力手段として、インボリュートスプラインジョイントを使用する場合には、上記噛合い振動の伝達を抑制することが可能となるので更に効果的であり好適である。

以上のように、本発明による実施形態に係る画像形成装置においては、同一色の感光体１と現像ローラ２を、駆動モータ５０の出力軸に原動ギヤ５０ａを配設し、原動ギヤ５０ａで感光体１を回転駆動する大径ギヤ１２と現像ローラ２ａを回転駆動する現像ギヤ１３とに分岐して駆動伝達するようにしている。さらに、現像ギヤ１３から第３プーリ１９及び第４プーリ２１をベルト連結して現像ギヤ１３の回転力を現像ローラ２ａ、搬送スクリュー２ｂ、クリーニングローラ９ａ、トナー排出コイル９ｃに伝達するようにしているので、感光体１にトナー回収コイル９ｃやクリーニングローラ９ａを駆動させることにより発生するギヤの噛合いによる速度変動が感光体１上に影響しにくくして、パンディングや色ムラの発生を抑制することが可能とする利点を有する。

本発明による一実施形態に係る画像形成装置の主要部の概略構成を示す断面図である。 図１の画像形成装置で使用されるプロセスカートリッジの斜視図である。 図２のＡ−Ａ線上で切断した断面図である。 本発明による一実施形態に係る画像形成装置の駆動装置の概略構成を示す現像ギヤ側から見た斜視図である。 図４で示す駆動装置の現像クラッチ側から見た斜視図である。 図４で示す駆動装置の大径ギヤと駆動ギヤの噛合状態を説明するための断面図である。 図４で示す駆動装置の駆動ギヤと現像ギヤの噛合状態を説明するための平面図である。 本発明による一実施形態に係る画像形成装置の駆動装置に連結されるプロセスカートリッジの現像ローラ側から見た一部を切り欠いた斜視図である。 図８で示す駆動装置のトナー排出コイル側から見た一部を切り欠いた斜視図である。

符号の説明

１、１Ｙ、１Ｃ、１Ｍ、１Ｂ 感光体、１ａ 外周表面、１ｂ 回転軸、２、２Ｙ、２Ｃ、２Ｍ、２Ｂ 現像装置、２ａ 現像ローラ、２ａ１ 現像スリーブ、２ａ２ 固定磁石、２ｂ 搬送スクリュー、２ｃ 現像ドクタ、３ 中間転写ベルト、４ 帯電ローラ、４ａ 帯電部、４ｂ スペーサ、４ｃ 回転軸、６Ｙ、６Ｃ、６Ｍ、６Ｂ １次転写ローラ、７ レジストローラ、８ 定着装置、９ クリーニング装置、９ａ クリーニングローラ、９ａ１ 回転軸、９ａ２ トナー除去部材、９ｂ クリーニングブレード、９ｃ トナー排出コイル、９ｃ１ 回転軸、９ｃ２ コイル、１０ ２次転写ローラ、１２ 大径ギヤ、１２ａ 回転軸、１２ｂ ベアリング軸受け、１３ 現像ギヤ、１３ａ 現像駆動ギヤ、１３ｂ 現像連結ギヤ、１４ 中間ギヤ、１５ 現像クラッチ、１５ａ クラッチギヤ、１５ｂ 第１プーリ、１５ｃ クラッチ機構部、１７、２０ タイミングベルト、１８ 第２プーリ、１９ 第３プーリ、２１ 第４プーリ、２２ 第１雌型ジョイント部、２３ 第２雌型ジョイント部、２４ 第３雌型ジョイント部、３０ プロセスカートリッジ、３０ａ、３０ｂ 側板、３１ 第１雄型ジョイント、３２ 第２雄型ジョイント、３２ａ 第１回転ギヤ、３３ 第２回転ギヤ、３４ 第３回転ギヤ、３６ 第３雄型ジョイント、３７ 第５回転ギヤ、３８ 第６回転ギヤ、５０ 駆動モータ、５０ａ 原動ギヤ

Claims (8)

1. 静電潜像を担持するドラム状の像担持体と、当該像担持体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像装置の現像ローラと、を同一駆動源で回転駆動する駆動手段を有し、当該駆動手段の駆動源のモータ出力軸に原動ギヤを有し、当該原動ギヤは、少なくとも前記像担持体の回転軸と同軸で当該像担持体の外径より大径の大径ギヤ及び前記現像ローラを回転させる現像ギヤと噛合連結される画像形成装置の駆動装置において、
   前記現像ギヤに連結された現像ギヤ分岐回転手段によって、前記像担持体表面を帯電する帯電ローラ、前記像担持体の表面に残存するトナーを当該像担持体から除去するクリーニングローラ及び当該クリーニングローラによって除去されたトナーを回転搬送して排出するトナー排出手段の少なくとも１個の回転手段が回転駆動されることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
2. 請求項１記載の画像形成装置の駆動装置において、
   前記現像ギヤ分岐回転手段は、プーリであり、当該プーリとベルト連結されたプーリによって前記回転手段が回転駆動されることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
3. 請求項１又２記載の画像形成装置の駆動装置において、
   前記現像ギヤは、前記現像ローラの回転駆動を連結又は解除するクラッチ手段に噛合連結し、前記回転手段は、前記クラッチ手段よりも前記駆動源に対して上流側で前記現像ギヤ分岐回転手段によって回転されることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項記載の画像形成装置の駆動装置において、
   前記回転手段の駆動入力は、ジョイント入力手段によって行われることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
5. 請求項４記載の画像形成装置の駆動装置において、
   前記ジョイント入力手段は、インボリュートスプラインジョイントであることを特徴とする画像形成装置の駆動装置。
6. 静電潜像を担持するドラム状の像担持体と、当該像担持体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像化する現像装置の現像ローラと、当該現像ローラと前記像担持体を回転駆動する駆動装置とを備えた画像形成装置において、
   前記駆動装置は、請求項１乃至５のいずれか１項記載の駆動装置であることを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項６記載の画像形成装置において、
   前記像担持体と現像ローラは複数対有し、当該複数対の像担持体と現像ローラは、被転写体の搬送方向に沿って並置され、前記複数対の像担持体のそれぞれに異なる色のトナー像が形成され、当該像担持体上の異なる色のトナー像を被転写体上に重ねて転写してカラー像を形成することを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６又は７記載の画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジであって、少なくとも前記像担持体と現像装置とが一体に連結されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。

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