JP3319226B2 - プロセスカートリッジの駆動装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やプリンタ等の
電子写真式の画像形成装置に用いられ、装置本体に対し
て着脱可能に装着されたプロセスカートリッジの像担持
体及び現像装置等に駆動源からの駆動力を伝達するプロ
セスカートリッジの駆動装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、複写機等の電子写真式画像形
成装置において、プロセスカートリッジを用いるものが
知られている。プロセスカートリッジは、図４に示すよ
うに、像担持体１２１と該像担持体１２１の周囲に配置
される帯電装置１２３、現像装置１２４及びクリーニン
グ装置１２５等を一体的に内包しており、画像形成装置
本体に着脱可能に装着される。このようなプロセスカー
トリッジ１２０を用いると、像担持体１２１の交換や現
像装置１２４内の現像剤の補給等をプロセスカートリッ
ジ１２０の交換によって簡便に行うことができ、また内
包される各装置を、プロセスカートリッジとして一体に
支持することによって少ないスペースに配置でき、相互
の位置を正確に設定することができるという利点があ
る。このようなプロセスカートリッジを用いた画像形成
装置では、画像形成装置本体に配置された駆動モータか
らの回転駆動力は、回転数が数十分の一に減速して伝達
され、プロセスカートリッジの各装置が駆動される。

【０００３】図５は、駆動モータからプロセスカートリ
ッジ内の各装置へ駆動力を伝達する駆動装置として従来
から知られているものの駆動力伝達経路を示すブロック
図である。このプロセスカートリッジの駆動装置では、
画像形成装置本体１００に配置された駆動モータ１７１
の駆動力は、減速機構１７４により減速された後、駆動
力伝達ギア１７５を経て、プロセスカートリッジ１２０
に支持される像担持体駆動用ギア１７６へ伝達され、像
担持体１２１が駆動される。像担持体駆動用ギア１７６
へ伝達された駆動力は、さらに現像ローラ１２６、帯電
ローラ１２７、クリーニングブラシ１２８、そして画像
形成装置本体側に設けられている転写ローラ（図示しな
い）等に伝達される。このような駆動力の伝達は、像担
持体駆動用ギア１７６と噛み合わされたギア１７７を介
して、又は像担持体の支持軸の像担持体駆動用ギアと反
対側の端部に設けられているギア１７９を介して行われ
る。

【０００４】上述のようなプロセスカートリッジの駆動
装置では、像担持体駆動用ギア１７６には、駆動力の伝
達方向における下流側の現像ローラ駆動用ギア１７７や
帯電ローラ駆動用ギア１７８の負荷が作用する。このよ
うな負荷が大きくなると、噛み合わされたギアのバック
ラッシュ等によって像担持体の回転にムラが生じる。ま
た、近年はギアがプラスチックギアとなっており、噛み
合わされたギアとギアとの間で作用する力の変動によっ
て像担持体の周速度が変動する。その結果、形成される
画像に縞状の濃淡（バンディング）や像の伸縮が発生す
るという欠点がある。特に、レーザービームの走査を行
い、この走査方向と直角方向に順次潜像を形成してゆく
画像形成装置では、縞状の濃淡は顕著にあらわれ、カラ
ー画像を形成する場合には色ムラの原因となる。このよ
うな縞状の濃淡は、図６（ａ）に示すように、プロセス
の進行方向に生じるもので、１５Ｈｚ〜１００Ｈｚ程度
で像担持体の回転速度にムラが生じることに起因し、例
えばプロセス速度５０ｍｍ／sec で２０Ｈｚのムラが発
生すると、画像上で２．５ｍｍ程度のピッチとなる。ま
た、図６（ｂ）に示すように、プロセスの進行方向に一
様な像面積率が５０％の中間調の像を形成すると、図６
（ｃ）に示すような１％程度の画像濃度の変動となる。

【０００５】このような問題点を回避するプロセスカー
トリッジの駆動装置としては、従来より、特開平６−５
１５７６号公報に記載されるものがある。この公報に記
載の装置は、駆動源１８１から像担持体１２１へ駆動力
を伝達する経路を、他の装置へ駆動力を伝達する経路と
は別個に設けるものである（図７）。また、像担持体専
用の駆動源を設け、他の装置とは別の駆動力によって駆
動させる技術も開示されている。これらの技術では、い
ずれも像担持体に駆動力を伝達する経路が他の装置に駆
動力を伝達する経路とは別になっているので、他の装置
を駆動するための負荷によって回転ムラが生じても、像
担持体の回転に影響を及ぼすことを回避できる。したが
って、像担持体の周方向の振動すなわち周速度のムラの
発生を抑止することができる。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
従来技術では次のような問題点がある。すなわち、駆動
力を像担持体へ伝達する経路が、他の装置へ駆動力を伝
達する経路とは別個に設けられているので、それぞれに
ついて駆動力を伝達する部材および減速機構が必要とな
り、用いる部材が大幅に増加して生産コストの高騰や装
置の大型化を招く。さらに、駆動モータも像担持体専用
のものを用いる場合は、生産コストの増大や装置が大型
化するという問題が顕著となる。

【０００７】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
もので、その目的は、部材数の増加を極力抑えて、生産
コストの高騰や装置の大型化を回避するとともに、像担
持体を均一な速度で回転することのできるプロセスカー
トリッジの駆動装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、請求項１に記載の発明は、 画像形成装置本体に
着脱自在に装着されたプロセスカートリッジの、像担持
体と該像担持体上に形成された静電潜像を可視化する現
像装置とに、前記画像形成装置本体に設けられた駆動モ
ータから駆動力を伝達するプロセスカートリッジの駆動
装置において、前記駆動モータから前記像担持体へ駆動
力を伝達する経路の画像形成装置本体に支持された部分
に、 駆動力を減速しながら伝達する減速機構と、 前
記プロセスカートリッジに支持された部分と係合して駆
動力を伝達する一つの駆動力伝達部材とを有し、 プロ
セスカートリッジに支持された部分に、 前記駆動力伝
達部材と着脱可能に係合される一つの被伝達部材と、
前記被伝達部材へ伝達された後の駆動力を分割してプロ
セスカートリッジの駆動部へ駆動力を伝達する分岐手段
とを有するものとする。

【０００９】請求項２に記載の発明は、 請求項１に記
載のプロセスカートリッジの駆動装置において、 前記
分岐手段は、前記像担持体へ伝達する駆動力と前記現像
装置に伝達する駆動力とに駆動力を分割するものであ
る。

【００１０】上記請求項１に記載の駆動モータは、像担
持体と、現像装置等その他のプロセスカートリッジに内
包される装置又は画像形成装置本体に支持される装置と
を駆動するためのものである。また、「駆動力を伝達す
る経路」は、複数のギアの組み合わせで構成されるもの
の他、プーリーとベルト等の他の手段を用いることも考
えられる。ただし、上記のようにギアの組み合わせとす
るのが望ましい。また、ギアの組み合わせで構成する場
合、平歯車の他、はす歯歯車、かさ歯車、ウォームギア
等を適宜組み合わせることもできる。

【００１１】請求項１又は請求項２に記載の分岐手段
は、前記「駆動力を伝達する経路」の途中から経路を分
岐し、駆動源からの駆動力を分割して複数の装置へ伝達
するものである。分岐手段は、「駆動力を伝達する経
路」を構成する歯車のひとつに複数の歯車を噛み合わせ
たり、「駆動力を伝達する経路」において一つの回転軸
に複数の歯車を固着し、それぞれに他の歯車を噛み合わ
せたりする構成を採用することができる。

【００１２】請求項１又は請求項２に記載の駆動装置に
おいて、分岐手段で分割された駆動力は、さらに分割さ
れることにより２以上の装置へ伝達されたり、１つの装
置へ伝達された後さらに他の装置へ伝達されるようにな
っていてもよい。

【００１３】

【作用】本願発明に係るプロセスカートリッジの駆動装
置では、駆動モータからの駆動力は分岐手段まで１つの
経路で伝達された後分割される。分割された駆動力のう
ち１つは像担持体へ伝達され、他の駆動力は現像装置ま
たは帯電装置等へ伝達される。したがって、像担持体へ
伝達される回転駆動力には現像ローラ等他の装置を駆動
するための負荷が作用せず、バックラッシュや噛み合わ
されたギア間で作用する力の変動にともなう振動、すな
わち回転ムラの発生が低減される。また、伝達経路で分
岐された駆動力によって現像ローラ、帯電ローラ等が駆
動されるために、これらの負荷によって多少の回転ムラ
が発生しても、これらの回転ムラは上流側の分岐手段に
伝達され、さらに像担持体側へ伝達される間に振動成分
が減衰し、像担持体の回転にはほとんど影響を与えな
い。このため、像担持体は回転ムラを生じることなく、
ほぼ一定の速度で回転駆動され、この表面に形成される
画像に濃度ムラや色調のムラが生じるのが回避される。

【００１４】また、このプロセスカートリッジの駆動装
置では、駆動モータからの駆動力は減速機構を経て、駆
動力伝達部材から、プロセスカートリッジに支持された
被伝達部材に伝達される。そしてその後、分岐手段によ
って分割され、複数の経路で伝達される。したがって、
画像形成装置本体に支持された駆動モータからプロセス
カートリッジへ駆動力を伝達する間の経路が単一であ
り、プロセスカートリッジを容易に着脱することが可能
となる。

【００１５】

【実施例】以下、本発明に係るプロセスカートリッジの
駆動装置の実施例を、図面に基づいて具体的に説明す
る。図１は、本発明に係るプロセスカートリッジの駆動
装置が用いられるレーザープリンタを示す概略構成図で
ある。このレーザープリンタ１は、外部からの信号に基
づいて像光（レーザービーム）を発生させるレーザー露
光装置１０と、感光体ドラム２１（像担持体）上に静電
潜像を形成し、これにトナーを付着させてトナー像とす
る手段が搭載されたプロセスカートリッジ２０と、記録
媒体をトナー像と対向する位置に送り込む用紙搬送装置
３０と、感光体ドラム２１上に形成されたトナー像を記
録媒体上へ転写する転写装置４０と、トナー像が転写さ
れた記録媒体にトナー像を定着させる定着装置５０とが
備えられている。また、このレーザープリンタ１は上面
に開口部を有し、この開口部には開閉蓋６０が蝶着され
ており、この開閉蓋６０を開放した状態とすると、プロ
セスカートリッジ２０をガイドレール（図示せず）に添
って着脱できるようになっている。

【００１６】プロセスカートリッジ２０のハウジング２
２内には、感光体ドラム２１が一部をハウジング２２の
外に露出して回転可能に支持されている。この感光体ド
ラム２１は外周面に感光体層を有し、一様に帯電した後
にレーザー露光装置１０から像光を照射することによっ
て周面に静電潜像を形成できるようになっている。感光
体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１の感光体層
へ電荷を移入して感光体層を一様に帯電させる帯電ロー
ラ２３、外周面にトナーを担持して回転し、トナーを感
光体ドラム２１上の静電潜像に付着させる現像ローラ２
４、トナー像の転写後に感光体ドラム２１の外周面に残
留するトナーを清掃するクリーニングブラシ２５が配置
されている。

【００１７】図２は、請求項１又は請求項２に記載の発
明の一実施例であるプロセスカートリッジの駆動装置を
示す概略構成図である。このプロセスカートリッジの駆
動装置８０では、レーザープリンタ１の本体に、駆動モ
ータ８１と、駆動モータの回転軸８２に固定された回転
軸ギア８３から駆動力が伝達され、この駆動力を減速し
つつ伝達する減速機構８４と、減速された駆動力が伝達
される駆動力伝達ギア（駆動力伝達部材）８５とが支持
されている。この駆動力伝達ギア８５に、プロセスカー
トリッジ２０に支持される被伝達ギア８９（被伝達部
材）が噛み合わされており、この被伝達ギア８９に感光
体駆動用ギア８６と現像ローラ駆動用ギア８７（分岐手
段）とが噛み合わされている。

【００１８】上記駆動モータ８１は、回転数を一定に保
つように制御されるサーボモータやステッピングモータ
等が用いられる。上記減速機構８４は複数のギアによっ
て構成されるものであり、噛み合わされるギアの比によ
って回転速度を低減し、感光体ドラム２１及び現像ロー
ラ２４等を所定の速度で回転駆動するようになってい
る。

【００１９】上記のようなレーザープリンタでは、外部
装置からデジタルの画像信号が入力されると、感光体ド
ラム２１、帯電ローラ２３が駆動され、感光体ドラム２
１の表面が一様に帯電される。そして、上記画像信号に
基づいて点滅するレーザービームが照射され、感光体ド
ラム２１上に静電潜像が形成される。この静電潜像は感
光体ドラム２１の回転により現像ローラ２４との対向位
置へ搬送され、現像ローラ２４からトナーが転移されて
トナー像となる。このトナー像は転写装置４０によって
記録用紙上に転写され、定着装置５０で加熱・加圧され
ることによって記録用紙に融着される。

【００２０】このような画像形成動作が実行される間
は、感光体ドラム２１、現像ローラ２４、帯電ローラ２
３、クリーニングブラシ２５、現像剤撹拌部材（図示せ
ず）等が回転駆動されるが、これらの部材の駆動はレー
ザープリンタ１の本体に支持された駆動モータ８１によ
り、プロセスカートリッジの駆動装置８０を介して行な
われる。

【００２１】このプロセスカートリッジの駆動装置で
は、駆動モータ８１からの駆動力は減速機構８４を介し
て駆動力伝達ギア８５へ伝達され、プロセスカートリッ
ジ２０に支持される被伝達ギア８９に入力される。そし
て、被伝達ギア８９から感光体駆動用ギア８６及び現像
ロール駆動用ギア８７へ分割して伝達される。したがっ
て、プロセスカートリッジ２０の着脱の際に、接続また
は切り離されるギアは、駆動力伝達ギア８５と被伝達ギ
ア８９の１対のみでよく、簡便かつ容易にプロセスカー
トリッジの着脱を行うことができる。また、現像ローラ
２４や帯電ローラ２３の回転駆動にともなう負荷によっ
て多少の回転ムラが生じても感光体ドラム２１の回転に
与える影響は小さく、感光体ドラムを一様な速度で回転
駆動することができる。

【００２２】また、本実施例のプロセスカートリッジの
駆動装置では、駆動モータ８１から感光体ドラム２１ま
でと、駆動モータ８１から現像ローラ２４までの駆動力
を伝達する経路のうち、駆動モータ８１から被伝達ギア
８９までを共通とすることによって、この分のギアの増
加を抑えながら、感光体ドラム２１を一定の速度で回転
させることができる。なお、現像ローラ駆動用ギア８７
にクリーニングブラシ２５等へ駆動力を伝達するギアを
噛み合わせ、現像ローラ駆動用ギア８７からさらに下流
へ駆動力を伝達するようにしてもよい。

【００２３】また、上記各実施例は、全て単色の画像形
成装置において備えられた１つのプロセスカートリッジ
を駆動するものであるが、請求項１又は請求項２に記載
の発明は、それぞれ、図３のようにカラー画像形成装置
３０１に備えられた複数のプロセスカートリッジ３２０
を駆動するそれぞれのプロセスカートリッジの駆動装置
に適用することもできる。

【００２４】

【発明の効果】以上説明したように、本願発明に係るプ
ロセスカートリッジの駆動装置では、駆動モータから像
担持体へ駆動力を伝達する経路に分岐手段を有し、この
分岐手段で分割された駆動力によって現像装置またはク
リーニング装置等が回転駆動されるので、現像装置やク
リーニング装置の負荷による回転ムラの影響が像担持体
にほとんど及ばず、像担持体は一定の速度で駆動され
る。このため、像担持体上に形成される画像は濃度ムラ
や色調ムラのない良好なものとなる。また、駆動モータ
からの駆動力は分岐手段までは１つの経路で伝達される
ので、分岐手段までの駆動力伝達経路を構成する部材の
重複を回避し、駆動装置を簡単な構造とすることができ
る。

【００２５】さらに、このプロセスカートリッジの駆動
装置では、駆動モータからの駆動力は単一の経路でプロ
セスカートリッジ内へ伝達されるので、装置本体に対し
てプロセスカートリッジを着脱する時に、駆動力伝達経
路の接続および切り離される部位が最小限に抑えられ、
プロセスカートリッジを簡便かつ容易に着脱することが
可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１又は請求項２に記載の発明に係るプロ
セスカートリッジの駆動装置が用いられるレーザープリ
ンタを示す概略構成図である。

【図２】 請求項１又は請求項２に記載の発明の一実施例
であるプロセスカートリッジの駆動装置を示す概略構成
図である。

【図３】 請求項１又は請求項２に 記載の発明に係るプロ
セスカートリッジの駆動装置が用いられた画像形成装置
の他の例を示す概略構成図である。

【図４】 従来から知られているプロセスカートリッジの
一例を示す概略構成図である。

【図５】 従来のプロセスカートリッジの駆動装置におけ
る駆動モータからの駆動力の伝達経路を示すブロック図
である。

【図６】 従来のプロセスカートリッジの駆動装置を用い
た画像形成装置における問題点を説明する図である。

【図７】 従来から知られているプロセスカートリッジの
駆動装置の他の例における駆動モータからの駆動力の伝
達経路を示すブロック図である。

【符号の説明】

２０ プロセスカートリッジ ２１ 感光体ドラム ２２ ハウジング ２３ 帯電ローラ ２４ 現像ローラ ２５ クリーニングブラシ８０ プロセスカートリッジの駆動装置 ８１ 駆動モータ ８２ 回転軸８３ 回転軸ギア ８４ 減速機構 ８５ 駆動力伝達ギア ８６ 感光体駆動用ギア ８７ 現像ローラ駆動用ギア ８９ 被伝達ギア

フロントページの続き (56)参考文献 特開 平７−112547（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−114322（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−80651（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−304233（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−148966（ＪＰ，Ａ) 特開 平６−51576（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−306256（ＪＰ，Ａ) 実開 平３−117241（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 550 G03G 21/18

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置本体に着脱自在に装着され
   たプロセスカートリッジの、像担持体と該像担持体上に
   形成された静電潜像を可視化する現像装置とに、前記画
   像形成装置本体に設けられた駆動モータから駆動力を伝
   達するプロセスカートリッジの駆動装置において、 前記駆動モータから前記像担持体へ駆動力を伝達する経
   路の画像形成装置本体に支持された部分に、 駆動力を減速しながら伝達する減速機構と、 前記プロセスカートリッジに支持された部分と係合して
   駆動力を伝達する一つの駆動力伝達部材とを有し、 プロセスカートリッジに支持された部分に、 前記駆動力伝達部材と着脱可能に係合される一つの被伝
   達部材と、 前記被伝達部材へ伝達された後の駆動力を分割してプロ
   セスカートリッジの駆動部へ駆動力を伝達する分岐手段
   とを有する ことを特徴とするプロセスカートリッジの駆
   動装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載のプロセスカートリッジ
   の駆動装置において、前記分岐手段は、前記像担持体へ伝達する駆動力と前記
   現像装置に伝達する駆動力とに駆動力を分割するもので
   あることを特徴とするプロセスカートリッジの駆動装
   置。