JP2013127596A - 駆動装置、画像形成装置、及びプロセスカートリッジ - Google Patents
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Abstract
【解決手段】ドラム状の像担持体と、像担持体周りに配置された回転部材を回転駆動する駆動装置であって、駆動源52と、駆動源によって駆動される出力ギヤ52aと、出力ギヤよりも大径であり、且つ出力ギヤと噛合して回転駆動される第1のギヤ53と、第1のギヤの軸心部から像担持体の配置方向に同軸状に突設されて像担持体の回転中心と一体化される第1のジョイント部材55と、第1のギヤと第1のジョイント部材との間に同軸状に一体化されるとともに第1のギヤよりも小径の第2のギヤ54と、第1のギヤよりも小径であり、且つ第2のギヤと噛合して回転駆動されるとともに第1のギヤの面内に納まる従動ギヤ56と、従動ギヤの軸心部から像担持体の配置方向に同軸状に突設されて回転部材の回転中心と一体化される第2のジョイント部材57と、を備えた。
【選択図】図4
Description
例えば特許文献1には、像担持体を回転させる大径ギヤ(感光体ドラム駆動ギヤ)を駆動するモータを備え、このモータの出力ギヤ(原動ギヤ)に、現像駆動列を構成する駆動ギヤを噛合させることにより、回転部材を回転させる構成が記載されている。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、像担持体周りに配置された回転部材の駆動を省スペースの構成にて伝達することを目的とする。
図1は、本発明の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の画像形成装置に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。
感光体ユニット40は、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と、感光体1の外周表面1aの軸方向両端と摺接して回転する帯電ローラ4と、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いる。そのため、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を一様に帯電することができる。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ているので、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内に配置される現像装置2Y、2C、2M、2Bは、図3に示すように、中心に固定磁石2a2を配置し、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、磁性キャリアとマイナス帯電のトナーとを含む二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。
現像剤は搬送スクリュー2bによって撹拌搬送されながら摩擦帯電された後、現像ローラ2aの表面に担持される。そして、現像ドクタ2cによってその層厚が規制されてから感光体1の外周表面1aと対向する現像位置に搬送され、ここで感光体1上の上記静電潜像にトナーを付着させる。現像によってトナーを消費した現像剤は、現像ローラ2aの回転に伴って現像ユニット内に戻される。
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ている。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、中間転写ベルト3が矢印A方向に移送されるようになっている。
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上に定着されて画像形成装置外に排出される。
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。
まず、画像形成装置本体側の駆動経路について図4及び図5に基づいて説明する。図4は、本発明の一実施形態に係る駆動装置を現像ギヤ側から見た概略構成斜視図である。図5は、図4に示す駆動装置を現像クラッチ側から見た斜視図である。
また、感光体駆動装置51は、大径ギヤ53よりも小径であり、小径ギヤ54と噛合して回転駆動されるクリーニング従動ギヤ56(従動ギヤ)と、クリーニング従動ギヤ56の一方の面の軸心部から感光体1の配置方向に同軸状に突設されてクリーニングローラ9a(回転部材)の回転中心と一体化される第三雌型ジョイント部57(第2のジョイント部材)と、を備えている。
なお、「噛合する」とは、二つのギヤの凹凸の部分がぴったりと組み合わさることの意味で用いる。また、「嵌合する」とは、ぴったりと嵌まり合うことの意味で用いる。
また、大径ギヤ53は、軸心部に小径ギヤ54を有する多段ギヤである。感光体モータ52の駆動力は、大径ギヤ53と一体的に回転する小径ギヤ54を介してクリーニング従動ギヤ56にも伝達される。クリーニング従動ギヤ56に伝達された駆動力は、クリーニング従動ギヤ56と一体的に回転する第三雌型ジョイント部57を介して、後述するクリーニングローラ9aと一体的に回転する第三雄型ジョイント36に伝達される(図6、7参照)。さらに、第三雄型ジョイント36の回転によって、トナー排出コイル9cが回転駆動される。なお、第三雌型ジョイント部57は、インボリュートスプラインの雌形状を有するジョイント部材である。
ここで、大径ギヤ53には、1歯のピッチが細かい小モジュールのギヤを採用している。仮に、感光体1上に1歯の噛合周期の速度変動が生じたとしても、発生するバンディングや色ムラの周期が細かくなり、画像上での視認が困難となる。
現像モータ62の出力軸にはギヤの歯が切削加工によって形成されており、出力軸が出力ギヤ62aを構成している。現像モータ62の駆動力は、出力ギヤ62aを介して現像駆動ギヤ63に伝達され、現像駆動ギヤ63と一体的に回転する現像連結ギヤ64から現像従動ギヤ65に伝達される。さらに、現像従動ギヤ65が回転することによって、現像従動ギヤ65と一体的に回転する第二雌型ジョイント部66に伝達される。なお、第二雌型ジョイント部66は、インボリュートスプラインの雌形状を有するジョイント部材である。
そして、第二雌型ジョイント部66から、後述する現像装置2の第二雄型ジョイント32(図6、7参照)に駆動伝達される。第二雄型ジョイント32の回転によって、現像ローラ2a及び搬送スクリュー2bが回転駆動される。
プロセスカートリッジ30には、図6及び図7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(図3参照)、及びトナー排出コイル9cが配置されている。これらの回転体の回転軸は、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に回転自在に支持されている。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一雄型ジョイント31が、突出して形成されている。
従って、図4及び図6に示すように、前述の感光体駆動装置51の第一雌型ジョイント部55に対して矢印X方向からプロセスカートリッジ30の第一雄型ジョイント31を挿入した後、第一雄型ジョイント31を第一雌型ジョイント部55に嵌合させると、第一雄型ジョイント31と第一雌型ジョイント部55が適切に連結される。そして、感光体モータ52からの回転力が第一雄型ジョイント31を介して感光体1に伝達される。この回転力により、感光体1は、プロセスカートリッジ30内で円滑に回転する。
さらに、第一回転ギヤ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三回転ギヤ34が噛合されており、第二雄型ジョイント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、前述の第一雄型ジョイント31と駆動装置の第一雌型ジョイント部55の嵌合の場合と同様である。即ち、図4及び図6に示すように、Y方向から第二雄型ジョイント32が、現像駆動装置61の第二雌型ジョイント部66に挿入される。さらに、第二雄型ジョイント32と第二雌型ジョイント部66とを嵌合させることによって、現像モータ62からの回転力が第一回転ギヤ32aに伝達される。従って、第一回転ギヤ32aに伝達された回転力によって、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内で円滑に回転する。
第三雄型ジョイント36よりもトナー除去部材9a2側には、第三雄型ジョイント36の回転軸と同軸に第四回転ギヤ36aが固定されている。第四回転ギヤ36aは、中間ギヤとしての第五回転ギヤ37に噛合されており、第三雄型ジョイント36の回転が第四回転ギヤ36aを介して第五回転ギヤ37に伝達される。さらに、第五回転ギヤ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六回転ギヤ38が噛合されており、第三雄型ジョイント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、前述の第一雄型ジョイント31と駆動装置の第一雌型ジョイント部55の嵌合の場合と同様である。即ち、図4及び図6に示すように、Z方向から第三雄型ジョイント36が、感光体駆動装置51の第三雌型ジョイント部57に挿入される。さらに、第三雄型ジョイント36と第三雌型ジョイント部57とを嵌合させることによって、感光体モータ52からの回転力が第四回転ギヤ36aに伝達される。従って、第四回転ギヤ36aに伝達された回転力によって、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内で円滑に回転する。
また、上述した全てのインボリュートスプライン形状は、雌雄が逆になっていても何ら問題はない。
従来のように、フランジ状ギヤから駆動供給をする場合は「大径ギヤ→相手ギヤ→相手ギヤと同軸のフランジギヤに噛み合うブラシギヤ」といった構成が必要となる。しかし、本発明では「大径ギヤ→大径ギヤと同軸の小径ギヤに噛み合うブラシギヤ」の構成としたので、従来に比べてフランジギヤとブラシギヤとの噛み合い成分が消滅する。即ち、駆動伝達経路中のギヤの噛み合い回数を(2回から1回に)減少させたため、感光体1へギヤ噛合い周期数成分が乗りにくくなり、バンディング発生レベルを低減させることができる。
また、クリーニング従動ギヤ56が大径ギヤ53の面内(投影面積内)に納まる形状であるため、省スペースの構成とすることができる。
また、クリーニングローラ9aとトナー排出コイル9cには、ジョイントにより駆動力を伝達する。ジョイントによる駆動力の伝達は、感光体1上に噛合い振動を乗せない方式として効果的である。特に、ジョイント部分の形状をインボリュートスプライン形状としたので、感光体1上に噛合い振動を乗せない方式として非常に効果的である。
仮に、クリーニングローラ9a及びトナー排出コイル9cの駆動力を、現像モータ及び現像モータの駆動力を伝達する現像駆動列から得るようにすれば、多数の連結が必要となり、連結数が増加するに従ってスペースが必要になるという問題がある。本発明は、このような問題を解決することができる。
仮に、大径ギヤ53の面内に配置されたギヤを、大径ギヤ53の駆動源である感光体モータ52とは別個の駆動源により駆動し、且つその駆動源を大径ギヤ53の面外(投影面積外)に配置したとすれば、駆動源から駆動力を伝達するための駆動列の一部は、大径ギヤ53の面内に納まらないこととなり、その分大きなスペースを必要とするという問題がある。本発明は、このような問題を解決しうるものである。
Claims (4)
- ドラム状の像担持体と、該像担持体周りに配置された回転部材と、を回転駆動する駆動装置であって、
駆動源と、該駆動源によって駆動される出力ギヤと、該出力ギヤよりも大径であり、且つ該出力ギヤと噛合して回転駆動される第1のギヤと、該第1のギヤの軸心部から前記像担持体の配置方向に同軸状に突設されて前記像担持体の回転中心と一体化される第1のジョイント部材と、前記第1のギヤと前記第1のジョイント部材との間に同軸状に一体化されるとともに前記第1のギヤよりも小径の第2のギヤと、
前記第1のギヤよりも小径であり、且つ前記第2のギヤと噛合して回転駆動されるとともに第1のギヤの面内に納まる従動ギヤと、該従動ギヤの軸心部から前記像担持体の配置方向に同軸状に突設されて前記回転部材の回転中心と一体化される第2のジョイント部材と、を備えたことを特徴とする駆動装置。 - 前記第2のジョイント部材が、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請求項1に記載の駆動装置。
- ドラム状の像担持体と、該像担持体周りに配置された回転部材と、請求項1又は2に記載の駆動装置と、を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
- ドラム状の像担持体、該像担持体周りに配置された回転部材、及び請求項1又は2に記載の駆動装置、
又は、請求項3に記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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