(57)【要約】【課題】バンディングが発生しにくく、かつ、現像部から漏れた磁性キャリアで駆動機構の回転が妨げられるといった不具合を回避できる駆動伝達機構を提供する。【解決手段】磁石の吸引力および反発力を用いて非接触で駆動を伝達するための磁気歯が形成された磁気式歯車から構成され、駆動源に接続される駆動側磁気式歯車と、前記磁気歯に近接して磁気的に噛み合うように対応する磁気歯を有し、被駆動側に配置される被駆動側磁気式歯車と、駆動側および被駆動側磁気式歯車を回転可能に支持する支持体と、駆動側および被駆動側磁気式歯車を収容し外部の磁性キャリアが侵入するのを遮蔽する遮蔽体とを備えることを特徴とする画像形成装置用の駆動伝達装置。【選択図】図６
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁石の吸引力および反発力を用いて非接触で駆動を伝達するための磁気歯が形成された磁気式歯車から構成され、駆動源に接続される駆動側磁気式歯車と、
前記磁気歯に近接して磁気的に噛み合うように対応する磁気歯を有し、被駆動側に配置されて負荷に駆動力を伝える被駆動側磁気式歯車と、
駆動側および被駆動側磁気式歯車を回転可能に支持する支持体と、
駆動側および被駆動側磁気式歯車を収容し外部の磁性キャリアが侵入するのを遮蔽する遮蔽体とを備えることを特徴とする画像形成装置用の駆動伝達装置。
【請求項２】
前記遮蔽体は、その材質が軟磁性体である請求項１に記載の駆動伝達装置。
【請求項３】
前記遮蔽体は、前記支持体、駆動側および被駆動側磁気式歯車を収容し、駆動側と被駆動側の軸周りを封止するシール部材を有してなる請求項１に記載の駆動伝達装置。
【請求項４】
前記支持体は、駆動側および被駆動側の磁気式歯車を挟むように配置される第１および第２の平板状部材からなり、第１の部材は駆動側の軸を貫通させ、第２の部材は被駆動側の軸を貫通させるように貫通口がそれぞれ形成されてなり、
前記遮蔽体は、第１の部材の縁部と第２の部材の縁部を跨ぐように配置される請求項１に記載の駆動伝達装置。
【請求項５】
前記負荷は、画像形成装置の像担持体である請求項１〜４のいずれか一つに記載の駆動伝達装置。
【請求項６】
前記像担持体は、電子写真プロセスに係る帯電、露光、現像、転写、クリーニングのプロセスのうち少なくとも一つを実行するプロセス手段と一体化されたプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱可能に構成され、
前記像担持体は、装置本体側に配置される被駆動側磁気式歯車からカップリング部材を介して駆動が伝達される請求項１〜５のいずれか一つに記載の駆動伝達装置。
【請求項７】
請求項１〜６のいずれか一つに記載の駆動伝達装置を備えてなる画像形成装置。
【請求項８】
磁石の吸引力および反発力を用いて非接触で駆動を伝達するための磁気歯が形成された磁気式歯車から構成され駆動源に接続される駆動側磁気式歯車と、
前記磁気歯に近接して磁気的に噛み合うように対応する磁気歯を有し、被駆動側に配置されて負荷に駆動力を伝える被駆動側磁気式歯車と、
駆動側磁気式歯車と被駆動側磁気式歯車との間に挟まれて配置される隔壁と、
前記隔壁の一方の側に取り付けられて駆動側磁気式歯車をカバーし、外部の磁性キャリアが侵入するのを遮蔽する駆動側カバーと、
前記隔壁の他方の側に取り付けられて被駆動側磁気式歯車をカバーし、外部の磁性キャリアが侵入するのを遮蔽する被駆動側カバーとを備え、
前記隔壁はその材質が非磁性材料からなることを特徴とする画像形成装置用の駆動伝達装置。
【請求項９】
前記隔壁は、装置本体のフレームの一部をなす請求項８に記載の駆動伝達装置。
【請求項１０】
前記駆動側カバーは、駆動側の軸周りを封止するシール部材を有してなり、
前記被駆動側カバーは、被駆動側の軸周りを封止するシール部材を有してなる請求項８に記載の駆動伝達装置。
【請求項１１】
駆動側カバーと被駆動側カバーは、その材質が軟磁性体からなる請求項８〜１０の何れか一つに記載の駆動伝達装置。
【請求項１２】
前記負荷は、画像形成装置の像担持体である請求項８〜１１のいずれか一つに記載の駆動伝達装置。
【請求項１３】
前記像担持体は、電子写真プロセスにより前記像担持体上に画像を形成するための帯電、露光、現像、転写、クリーニングのプロセスのうち少なくとも一つを実行するプロセス手段と一体化されたプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱可能に構成され、
前記像担持体は、装置本体側に配置される被駆動側磁気式歯車からカップリング部材を介して駆動が伝達される請求項８〜１２のいずれか一つに記載の駆動伝達装置。
【請求項１４】
請求項８〜１３のいずれか一つに記載の駆動伝達装置を備えてなる画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、磁気式歯車を有する駆動伝達装置およびそれを備えてなる画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置は、レーザビームプリンタ、デジタル複写機、デジタル複合機等として広く用いられている。これらの機器は、画像データの入出力に係るコンピュータ周辺機器として用いられている。
【０００３】
電子写真プロセスは、通常はドラム型の感光体（以下「感光体ドラム」という）を回転させた状態で、その周面を帯電装置によって一様に帯電させる（帯電プロセス）。次にレーザビーム走査装置によって画像信号をラスタスキャンし感光体ドラム表面を露光する（露光プロセス）。レーザビーム走査装置は、半導体レーザの点滅をポリゴンスキャナで走査し、光学系や折り返しミラーを介して感光体ドラム表面に光学スポット像を結像させる。これにより静電潜像が作られる。他にＬＥＤアレーを用いたＬＥＤ露光装置により静電潜像の作成が可能である。この静電潜像は、２成分現像方式などの現像装置によりトナーを選択的に付着させて顕像化する（現像プロセス）。
【０００４】
現像によって感光体ドラム上に形成されたトナー像は、紙などの転写材に転写される（転写プロセス）。転写後の感光体ドラム表面は、次の画像形成のためにクリ―ニングされる（クリーニングプロセス）。現像装置として、近年は磁気ブラシ現像方式が多用されている。磁気ブラシ現像方式ではトナーと磁性体が混ざった現像剤が用いられる。磁力の作用を利用してその現像剤を、静電潜像が形成された感光体ドラム表面に供給し現像が行われる。
【０００５】
感光体ドラムを回転させる駆動源として直流モーターやステッピングモータが用いられる。一般に、これらのモーターが高効率で安定して回転する速度は毎分数百回転〜数千回転であり、感光体ドラムを回転させるべき速度よりもかなり速い。そのため、ギアを用いてモーターの回転を減速し感光体ドラムを駆動する駆動機構が採用される。
【０００６】
この場合、駆動機構によって感光体ドラムの回転にムラが生じる。駆動機構は、それに起因する回転ムラが画質に影響を及ぼさない程度に収まるように設計しなければならない。そのため、駆動機構に用いるモーターの特性、ギアのギア比、径、偏心の精度、ピッチや歯面の加工精度等が設計的に考慮される。
【０００７】
具体的な一例として、感光体ドラムに直接連結された駆動源の駆動ピッチ（感光体ドラムの送りピッチ）を静電潜像の副走査方向（紙送り方向)の1走査ピッチと等しくなるように設定する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。この場合、モーターの回転は２個の中間ギアを介してドラムギアに伝達され、モーターに駆動電圧を１パルス印加し、ドラムギアを１ピッチ分駆動した時に静電潜像の副走査方向の１走査ピッチに相当する送りピッチをもつて感光体ドラムを１ピッチ分送ることができ、感光体ドラムの１ピッチの送り量に対する駆動系の回転ムラによる影響を小さくすることができる。これにより画像のムラを抑制することができるとしている。
【０００８】
他の一例として、減速ギアや動力伝達部材の歯の噛み合いで形成されるバンディングの空間周波数を所定の範囲にすることにより、バンディングが人間の視覚に対して目立たない範囲とする手法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。具体的には、モーターの出力軸のギアに噛み合う減速ギアを有する前段減速手段と，前段減速手段に連結して回転をさらに減速する後段減速手段からなる動力伝達機構を備えて，感光体ドラムに駆動用モーターの出力軸の回転を減速して伝達することにより、バンディングの空間周波数が、０．５〜２．０ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍの範囲外になるように、動力伝達機構の後段減速手段の減速比や減速ギアの歯数を設定している。
【０００９】
さらに異なる一例として、画像データに応じて像担持体を走査する走査手段と、感光体ドラムの支持軸に設けられたドラムギアを感光体ドラム駆動モーターの駆動ギアで直接駆動する画像形成装置において、感光体ドラムギアのギアピッチ（ドラムギアが１歯分回転したときに感光体ドラムギアが移動する距離）を小さくして画像上のバンディングを目立たなくするとともに、ギアピッチを小さくした結果、中間調形成のための基本線数に基づくピッチに近づくことによる干渉縞(画像濃度の濃淡)の発生を防ぐために、感光体ドラムのギアピッチａの上限を定義し、かつ、感光体ドラムのギアピッチａと基本線数に基づくピッチｂとの間の関係式を定義することにより、バンディング及び干渉縞の発生を防止する手法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。
【特許文献１】特開平４−１６９６６号公報
【特許文献２】特開平４−３４５１７４号公報
【特許文献３】特開平９−１６６８９７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、ギアを用いて駆動を伝達する以上、歯面の加工精度を高めたとしても歯面と歯面の物理的な接触により、わずかながら回転むらが生じてしまう。このため、副走査方向（転写材送り方向）すなわち感光体ドラムの進行方向の周期的な濃度ムラ、いわゆるバンディングが目立ちやすいという問題がある。デジタル光学系（レーザビーム走査装置）の露光単位である１ドットの径は数１０μｍである。潜像担持体である感光体ドラムに速度変動があった場合、感光体ドラムの回転方向（副走査方向）にドットの間隔のばらつきが発生する。その結果が、画像上でのバンディングとして視認される。一般に、人の目の特性上、空間周波数が０．５〜２．０ｃｙｃｌｅｓ／ｍｍの範囲において、バンディングを感じやすいといわれている。空間周波数とは、単位１ｍｍ当たりにあるバンディングの縞の本数（ｃｙｃｌｅ）のことであり、バンディングのピッチ幅の逆数に相当する。経験的には、駆動機構の最終段のギア、即ち、感光体ドラムに取り付けられたギアとそれに噛み合うギアの影響が大きい。
【００１１】
この発明は、以上のような事情を考慮してなされたものであって、バンディングが発生しにくく、かつ、現像部から漏れた磁性キャリアで駆動機構の回転が妨げられるといった不具合を回避できる駆動伝達機構およびそれを備えた画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
この発明は、
（１）磁石の吸引力および反発力を用いて非接触で駆動を伝達するための磁気歯が形成された磁気式歯車から構成され、駆動源に接続される駆動側磁気式歯車と、前記磁気歯に近接して磁気的に噛み合うように対応する磁気歯を有し、被駆動側に配置されて負荷に駆動力を伝える被駆動側磁気式歯車と、駆動側および被駆動側磁気式歯車を回転可能に支持する支持体と、駆動側および被駆動側磁気式歯車を収容し外部の磁性キャリアが侵入するのを遮蔽する遮蔽体とを備えることを特徴とする画像形成装置用の駆動伝達装置を提供する。さらにこの発明は、上記駆動伝達装置を備えてなる画像形成装置を提供する。また、
（２）磁石の吸引力および反発力を用いて非接触で駆動を伝達するための磁気歯が形成された磁気式歯車から構成され駆動源に接続される駆動側磁気式歯車と、前記磁気歯に近接して磁気的に噛み合うように対応する磁気歯を有し、被駆動側に配置されて負荷に駆動力を伝える被駆動側磁気式歯車と、駆動側磁気式歯車と被駆動側磁気式歯車との間に挟まれて配置される隔壁と、前記隔壁の一方の側に取り付けられて駆動側磁気式歯車をカバーし、外部の磁性キャリアが侵入するのを遮蔽する駆動側カバーと、前記隔壁の他方の側に取り付けられて被駆動側磁気式歯車をカバーし、外部の磁性キャリアが侵入するのを遮蔽する被駆動側カバーとを備えることを特徴とする画像形成装置用の駆動伝達装置を提供する。さらにこの発明は、上記（１）および／または（２）の駆動伝達装置を備えてなる画像形成装置を提供する。
【発明の効果】
【００１３】
上記（１）によるこの発明の駆動伝達装置は、駆動側磁気式歯車と、被駆動側磁気式歯車と、駆動側および被駆動側磁気式歯車を収容し外部の磁性キャリアが侵入するのを遮蔽する遮蔽体とを備え、電子写真プロセス用像担持体へ駆動源からの駆動力を伝達するので、機械式歯車による駆動伝達機構のようにギアの歯の噛み合いに起因する回転むらの発生が抑制され、バンディングが発生しにくくなる。さらに、現像装置から洩れた磁性キャリアなどが駆動側と被駆動側の磁気式歯車の間に入り込んで動作不良となる不具合が前記遮蔽体によって防止されるので、電子写真プロセスによる画像形成装置における像担持体の駆動に適した駆動伝達装置を実現することができる。また、上記駆動伝達装置を備えた画像形成装置を実現することができる。
【００１４】
また、上記（２）によるこの発明の駆動伝達装置は、駆動側磁気式歯車と、被駆動側磁気式歯車と、駆動側磁気式歯車と被駆動側磁気式歯車との間に挟まれて配置される隔壁と、前記隔壁の一方の側に取り付けられて駆動側磁気式歯車をカバーし、外部の磁性キャリアが侵入するのを遮蔽する駆動側カバーと、前記隔壁の他方の側に取り付けられて被駆動側磁気式歯車をカバーし、外部の磁性キャリアが侵入するのを遮蔽する被駆動側カバーとを備え、前記隔壁はその材質が非磁性材料からなり、電子写真プロセス用像担持体へ駆動源から駆動力を伝達するので、隔壁を介して動力を伝達することが可能である。しかも、機械式歯車による駆動伝達機構のようにギアの歯の噛み合いに起因する回転むらの発生が抑制され、バンディングが発生しにくくなる。さらに、現像装置から洩れた磁性キャリアなどが駆動側磁気式歯車および／または被駆動側の磁気式歯車に吸着されて動作不良となるといった不具合が駆動側および被駆動側のカバーによって防止されるので、電子写真プロセスによる画像形成装置における像担持体の駆動に適した駆動伝達装置を実現することができる。また、上記駆動伝達装置を備えた画像形成装置を実現することができる。
【００１５】
この発明において、磁気式歯車は、磁石の吸引および反発を利用した磁気的な噛み合いにより動力を伝達するものである。磁気式歯車は、例えば、株式会社松栄工機から磁気式歯車ユニット（製品型名  SGT6、STG10、STG15、SGT20およびSGT30）あるいは磁気式歯車パーツ（製品型名  SGTP6、SGTP10、SGTP15、SGTP20およびSGTP30）として市販されているものが適用できる。
【００１６】
支持体としては、例えば、２枚の平板状の部材を平行に並べてその複数箇所をシャフトで固定し、前記に駆動側磁気式歯車の軸受部と被駆動側磁気式歯車の軸受部をそれぞれ配置したものが適用可能である。
遮蔽体としては、例えば、駆動側磁気式歯車、被駆動側磁気式歯車および前記支持体を収容し、駆動側と被駆動側の駆動軸が外部へ露出するようなケースが適用可能である。また、前記支持体としての部材が遮蔽体の一部を構成してもよい。
【００１７】
この発明に係る駆動伝達装置は、画像形成装置の像担持体の駆動に好適である。前記像担持体は、例えば、感光体ドラムに相当する。しかし、像担持体は感光体ドラムに限らず、現像されたトナー像を支持するものであればよい。例えば、フルカラーの画像形成装置においてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を重ね合わせるために用いられる中間転写ベルトもこの発明の像担持体に含まれる。また、ベルト状の感光体であってもこの発明の像担持体に含まれる。
前記隔壁に用いる非磁性材料としては、例えば、非磁性ステンレス鋼などが挙げられる。
【００１８】
以下、この発明の好ましい態様について説明する。
上記（１）による駆動伝達装置および／または画像形成装置において、前記遮蔽体は、その材質が軟磁性体であってもよい。このようにすれば、磁気式歯車からの漏れ磁束により現像装置内で磁性キャリアが凝集するといったような不具合の発生を防止することができる。また、遮蔽体に軟磁性体を使用すれば、磁気式歯車からの磁束により遮蔽体自身が永久磁化されることがない。ここで、軟磁性体の具体例としては、純鉄やトランスのコア部材に使用される珪素鋼が挙げられる。
【００１９】
また、前記遮蔽体は、前記支持体、駆動側および被駆動側磁気式歯車を収容し、駆動側と被駆動側の軸周りを封止するシール部材を有していてもよい。
あるいは、前記支持体は、駆動側および被駆動側の磁気式歯車を挟むように配置される第１および第２の平板状部材からなり、第１の部材は駆動側の軸を貫通させ、第２の部材は被駆動側の軸を貫通させるように貫通口がそれぞれ形成されてなり、前記遮蔽体は、第１の部材の縁部と第２の部材の縁部を跨ぐように配置されてもよい。
前記負荷は、画像形成装置の像担持体であってもよい。さらに、像担持体の回転ムラは画像のバンディングとして認識され易いが、この発明によれば従来の駆動側のモーターギアと被駆動側のドラムギアとが噛み合うときに発生していた回転むらの発生が抑制され、バンディングが発生しにくくなる。
【００２０】
また、前記像担持体は、電子写真プロセスに係る帯電、露光、現像、転写、クリーニングのプロセスのうち少なくとも一つを実行するプロセス手段と一体化されたプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱可能に構成され、前記像担持体は、装置本体側に配置される被駆動側磁気式歯車からカップリング部材を介して駆動が伝達されるようにしてもよい。
【００２１】
上記（２）による駆動伝達装置および／または画像形成装置において、
前記隔壁は、装置本体のフレームの一部をなすようにしてもよい。このようにすれば、装置本体のフレームを介し非接触で駆動力を伝達することができる。即ち、フレームの一方側から他方側へ駆動力を伝達する際、従来の機械式歯車による駆動力伝達のようにフレームに開口部を設ける必要がない。従って、装置本体側のフレームの必要強度を確保し易く、またフレーム部材の加工が容易である。
【００２２】
また、前記駆動側カバーは、駆動側の軸周りを封止するシール部材を有し、前記被駆動側カバーは、被駆動側の軸周りを封止するシール部材を有していてもよい。
さらにまた、駆動側カバーと被駆動側カバーは、その材質が軟磁性体であってもよい。このようにすれば、隔壁と駆動側および被駆動側のカバーとで物理的な遮蔽がなされ、駆動側および被駆動側のカバーで磁気的な遮蔽がなされるので、磁気式歯車からの漏れ磁束により現像装置内で磁性キャリアが凝集するといったような不具合の発生を防止することができる。また、磁気式歯車からの磁束により遮蔽体自身が永久磁化されることがない。ここで、軟磁性体の具体例としては、純鉄やトランスのコア部材に使用される珪素鋼が挙げられる。
【００２３】
前記負荷は、画像形成装置の像担持体であってもよい。さらに、像担持体の回転ムラは画像のバンディングとして認識され易いが、この発明によれば従来の駆動側のモーターギアと被駆動側のドラムギアとが噛み合うときに発生していた回転むらの発生が抑制され、バンディングが発生しにくくなる。
【００２４】
さらにまた、前記像担持体は、電子写真プロセスにより前記像担持体上に画像を形成するための帯電、露光、現像、転写、クリーニングのプロセスのうち少なくとも一つを実行するプロセス手段と一体化されたプロセスカートリッジとして装置本体に対して着脱可能に構成され、前記像担持体は、装置本体側に配置される被駆動側磁気式歯車からカップリング部材を介して駆動が伝達されるようにしてもよい。
ここで示した種々の好ましい態様は、それら複数を組み合わせることもできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面を用いてこの発明をさらに詳述する。なお、以下の説明は、すべての点で例示であって、この発明を限定するものと解されるべきではない。
【００２６】
最初に、画像形成装置の構成と磁気式歯車について説明する。複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に用いられる一般的な電子写真プロセスの全体的な工程は、帯電、露光、現像、転写、クリーニング、定着、及び除電などの諸工程からなる。
【００２７】
（画像形成装置の説明）
図１は、この発明に係る電子写真方式の画像形成装置の構成例を示す説明図である。具体的に説明すると、図１（ａ）に示す画像形成装置１は、装置本体１１と、それに装着されるプロセスカートリッジ２及びトナー補給ユニット９とから構成される。装置本体１１は、露光装置３、転写装置４、定着装置５等を備えている。プロセスカートリッジ２は、感光体ドラム６、帯電装置７、現像装置８、除電装置１０、クリーナ１４等を備えている。
【００２８】
（磁気式歯車の説明）
磁気式歯車の構成について、図３〜図５を参照して説明する。なお、本実施の形態において、磁気式歯車は、感光体ドラム６を駆動する駆動機構に用いられる。より詳細には、感光体ドラム６と一体となって回転する被駆動側磁気式歯車１０１（図６、７参照）と、当該ギアと磁気的に噛み合って駆動を伝達する駆動側磁気式歯車１０２として適用される。駆動側と被駆動側の磁気式歯車は、わずかな間隙Ｇ（１〜５ｍｍ程度：図５（ｂ）参照）を挟んだ２枚の磁気式歯車１０１、１０２により非接触で駆動力を伝達する。図５の例では、小径の磁気式歯車１０２から大径の磁気式歯車１０１へ減速しつつ駆動力を伝達する。図５の例では、減速比が６：１である。駆動側と被駆動側の磁気式歯車は互いに非接触であって、それらに形成される磁気歯１１２、１２２の形状に工夫をこらすことにより、従来の機械式歯車の歯が噛み合うときに発生していた回転むらが抑制される。従って、バンディング（紙送り方向の周期的な濃淡ムラ）が発生しにくくなる。
【００２９】
前記駆動伝達部と被駆動伝達部として使用可能な磁気式歯車ユニット１００としては、株式会社  松栄工機製の製品型番ＳＧＴ１５、ＳＧＴ２０、ＳＧＴ３０などが挙げられる。
図３に具体的な外観形状の一例を示す。磁気式歯車ユニット１００内の磁気式歯車１０１、１０２には永久磁石の中では最も強力なネオジム磁石が使われている。そのため、磁気歯どうしの磁気吸引力は非常に強力であり、対をなす２枚の磁気式歯車１０１、１０２が接触状態になると人力では引き剥がせないほどである。
【００３０】
前述の磁気式歯車ユニット１００は、対面する２枚の磁気式歯車１０１、１０２の軸を頑丈な２枚の支持板（材質：アルミニウム）１３１、１３２で支持している。それらの支持板１３１、１３２は、各支持板の４隅に配されたシャフト（材質：ステンレス鋼又は鉄）１３３〜１３６で互いに結合され平行度及び間隙を維持している。支持板１３１には駆動側の回転シャフト１２３が貫通しており、支持板１３２には被駆動側の回転シャフト１１３が貫通している。また、磁気式歯車１０１、１０２自体が重い鉄などの磁性体基板１１１、１２１の上に磁気歯１１２、１２２である放射状曲線の磁石片を接着剤などで着接した構造となっている。磁気歯は、磁気式歯車１０１、１０２の回転方向に沿って所定のピッチでＮ極とＳ極とが交互に配置されている。図５（ｃ）に示すように、磁気式歯車１０１の磁気歯１１２と、磁気式歯車１０２の磁気歯１２２が回転方向に進み、お互いに向かい合った領域（噛み合い領域）においては、Ｎ極とＳ極の歯車の間には強力な磁力線が生じる。このように、対向する磁気歯間で発生する磁気的な噛み合いで駆動側磁気式歯車１０２から被駆動側磁気式歯車１０２へ駆動力が伝達される。
【００３１】
なお、磁気式歯車ユニット１００を画像形成装置本体に取り付ける手法としては、例えば、装置本体のフレームの所定位置に、磁気式歯車ユニット１００が嵌入可能な形状の開口を設け、その開口部に磁気式歯車ユニット１００をはめ込んだ状態でビス等を用いて固定することが考えられる。
【００３２】
磁気式歯車ユニットの小径の磁気式歯車１０２を駆動側、大径の磁気式歯車１０１を被駆動側とし、両者の歯数を選択して所定の減速比（例えば６：１）が得られるようにする。例えば６００ｒｐｍのモーターの回転を１００ｒｐｍに減速して、駆動力を感光体６に伝達する。
【００３３】
例えば、図６に示すように、図３、４あるいは５に示す駆動側磁気式歯車１０２の回転シャフト１２３に駆動源であるモーター２１０の出力軸を接続する。一方、被駆動側磁気式歯車１０１の回転シャフト１１３にはカップリング部材１４０を取り付ける。装置本体にプロセスカートリッジ２が装着された状態で、カップリング部材１４０が感光体ドラム６の駆動軸の先端に取り付けられたカップリング部材１４１と結合するように配置する。このようにすれば、モーター２１０の駆動力が磁気式歯車ユニット１００を介して感光体ドラム６へ伝達される。
【００３４】
＜第１の実施形態＞
第１の実施形態は、駆動源としてのモーター２１０から磁気式歯車ユニット１００を経て感光体ドラム６に駆動力を伝達する態様を説明する。図６は、この発明の第１の実施形態に係る駆動伝達装置の構成を示す説明図である。以下、図６の構成について説明する。
【００３５】
磁気式歯車を画像形成装置に適用する場合、例えば、磁気式歯車ユニット１００の歯車１０１、１０２の間隙内に磁性体（現像装置から洩れた磁性キャリアなど）が入り込むといったような事態が考えられる。そうすると、非接触で対向する磁気式歯車の間に磁性キャリアが挟まって回転が妨げられ、ユニット１００が動作不良となることが考えられる。歯車には永久磁石の中では最も強力なネオジム磁石が使われている。歯車１０１、１０２の間に挟まった磁性キャリアなどは容易に取り除くことができない。
【００３６】
このため、図６においては、磁気式歯車ユニット１００の全体を金属または樹脂製の遮蔽カバー１５３により覆っている。図６のように遮蔽カバー１５３で磁気式歯車ユニット１００全体を覆ってもよいが、支持板１３１、１３２に遮蔽板を直接４面貼り付けて遮蔽カバー１５３とするとよりコンパクトになる。
このように、外部から完全に遮蔽された磁気式歯車ユニットとすれば、駆動側と被駆動側磁気式歯車の間隙に磁性体（現像装置から洩れた磁性キャリアなど）が挟まれて動作不良となる事態が防止できる。なお、図６では、遮蔽カバー１５３を透明に表しているが、これは明細書の便宜上駆動機構の構成がわかるようにするためであって実際の遮蔽カバー１５３は透明である必要はない。また、磁気式歯車１０１および１０２の軸が遮蔽カバー１５３をそれぞれ貫通する部分には、図示しないシール部材が配置され、軸と遮蔽カバー１５３との隙間から磁性キャリアなどが侵入しないように配慮されている。シール部材は、例えば、焼結軸受けとＣリングで構成することができる。
モーター２１０の出力軸は駆動側の歯車１０２に接続されている。被駆動側の歯車１０１の軸は、カップリング部材１４０、１４１を経て感光体ドラム６の軸に接続されている。
【００３７】
＜第２の実施形態＞
第２の実施形態は、第１の実施形態における遮蔽カバーを軟磁性体で構成するものである。
磁気式歯車ユニット１００を覆う遮蔽カバー１５３を、純鉄あるいは珪素鋼などの軟磁性体で構成すると、磁気式歯車１０１、１０２からの磁束密度の洩れを防ぐことができる。従って、現像装置８内で磁性キャリアが凝集するといったような不具合の発生を防止できる。また、軟磁性体は外部磁界を断つと磁化していない状態に戻るという性質をもつため、磁気式歯車からの磁束により遮蔽カバーが磁化されにくいという利点がある。
【００３８】
＜第３の実施形態＞
第３の実施形態は、非磁性体からなる隔壁を挟んで駆動側磁気式歯車１０２と被駆動側磁気式歯車１０１とが噛み合う態様である。
図７は、この発明の第３の実施形態に係る駆動伝達装置の構成を示す説明図である。図７で、隔壁１５０を兼ねた本体フレームの一方の側に前記駆動側の磁気式歯車１０２が配置され、他方の側に被駆動側磁気式歯車１０１が配置され、両者は隔壁としてのフレーム１５０を挟んで対向している。この状態で、駆動側磁気式歯車１０２と被駆動側磁気式歯車１０１とが磁気的に噛み合っている。フレーム１５０は、非磁性ステンレス鋼などの非磁性材料からなる。
【００３９】
第１の実施形態における磁気式歯車ユニット１００では２枚の支持板１３１、１３２を複数のシャフトで連結し、各支持板は磁気式歯車１０１、１０２の軸を所定の位置に支持している。それに対しこの第３の実施形態では、フレーム１５０の一方の側に複数のシャフトを組み付け、それらのシャフトの先に支持板１３１を取り付け、フレーム１５０と支持板１３１とで駆動側磁気式歯車１０２の軸を支持している。また、フレーム１５０の他方の側に複数のシャフトを組み付け、それらのシャフトの先に支持板１３２を取り付け、フレーム１５０と支持板１３２とで被駆動側磁気式歯車１０１の軸を支持している。
【００４０】
さらに、駆動側磁気式歯車１０２と支持板１３１とを収容する駆動側カバー１６３をフレーム１５０上に取り付けている。駆動側カバー１６３により駆動側磁気式歯車１０２が外部から遮蔽され、本体フレーム１５０と駆動側磁気式歯車１０２との間に磁性キャリアなどが挟まって歯車１０２の回転が妨げられるといった事態が防止できる。また、被駆動側磁気式歯車１０１と支持板１３２とを収容する被駆動側カバー１６４をフレーム１５０上に取り付けている。被駆動側カバー１６４により被駆動側磁気式歯車１０１が外部から遮蔽され、本体フレーム１５０と被駆動側磁気式歯車１０１との間に磁性キャリアなどが挟まって歯車１０１の回転が妨げられるといった事態が防止できる。磁気式歯車１０１の軸が駆動側カバー１６３を貫通する部分には、図示しないシール部材が配置され、駆動側の軸と駆動側カバー１６３との隙間から磁性キャリアなどが侵入しないように配慮されている。また、磁気式歯車１０１の軸が被駆動側カバー１６４を貫通する部分には、図示しないシール部材が配置され、被駆動側の軸と被駆動側カバー１６４との隙間から磁性キャリアなどが侵入しないように配慮されている。シール部材は、例えば、焼結軸受けとＣリングで構成することができる。
【００４１】
駆動側カバー１６３および被駆動側カバー１６４に珪素鋼などの軟磁性材料を用いると、磁気式歯車１０１、１０２からの磁束が外部に漏れるのを防ぐことができる。従って、現像装置８内の磁性キャリアが漏れ磁束の影響で凝集するといった不具合を防止できる。また、軟磁性体は外部磁界を断つと磁化されない状態になるという性質をもつので、磁気式歯車からの磁束によりカバーが磁化されにくいという利点がある。
【００４２】
また、変形例として、支持板がカバーの一部を兼ねるようにしてもよい。例えば、駆動側の支持板１３１の周とフレーム１５０との間を遮蔽するようにカバー部材を取り付けてもよい。この場合、支持板１３１とカバー部材とを軟磁性体で構成してもよい。
【００４３】
第３の実施形態によれば、装置本体のフレームを介し非接触で駆動力を伝達することができる。即ち、フレームの一方側から他方側へ駆動力を伝達する際、従来の機械式歯車による駆動力伝達のようにフレームに駆動軸を通す開口部を設ける必要がない。従って、装置本体側のフレームの必要強度を確保し易く、またフレーム部材の加工が容易である。
【００４４】
＜画像形成装置の詳細な構成＞
ここで改めて、画像形成装置の構成について詳述する。図１（ａ）で、電子写真プロセスの核となる感光体ドラム６は、画像形成装置１内において矢符Ｓ１方向に回転可能に設けられており、この感光体ドラム６の表面は、帯電装置７である高圧電源（不図示）を具備したコロナチャージャ（図示のもの）や接触ローラ帯電装置（不図示）によって所定の電荷量に均一に帯電され、露光装置３で所定の静電潜像ポテンシャルを形成することによって静電潜像を担持する。
【００４５】
その感光体ドラム６は、金属または樹脂製の導電性基体と、その表面に形成される下引き層と、その上に形成される感光層とを含んで構成される。感光層は、下引き層上に形成される比較的薄いキャリア発生層（ＣＧＬ）と、最外層に形成されるポリカーボネイトを主成分とした比較的薄いキャリア移動層（ＣＴＬ）とで構成される。
【００４６】
露光によってキャリア発生層でキャリアが発生し、該キャリアによって感光体ドラム６に帯電した電荷が相殺されて、前記静電潜像ポテンシャルが形成される。感光体ドラム６に担持された静電潜像は、該ドラム６が回転することによって現像装置８の現像剤担持体８１と接触する現像領域に搬送される。
【００４７】
内部に複数の磁極を有するマグネットローラーを内包し、現像装置８内にある現像剤（磁性キャリアとトナーの混合物）を担持する現像剤担持体８１は、上記矢符Ｓ１とは反対の矢符Ｓ３の方向に回転し、感光体ドラム６に現像領域１９で対向される。そして、現像装置８内にある現像剤担持体８１の磁気ブラシに担持されたトナーが、感光体ドラム６の静電潜像と共に移動し付着することによって、静電潜像が顕像化され、現像される。
【００４８】
現像剤担持体８１には、接続された電源（図示せず）から所定のバイアス電圧が印加される。現像後、感光体ドラム６に付着したトナーは、所定の転写領域に搬送される。転写領域には給紙手段によって紙などの転写材２０が供給されており、感光体ドラム６上のトナー像と同期して接触する。
【００４９】
転写領域に設けられる転写装置４には、高圧電源（図示せず）を具備したチャージャ型（図示のもの）や接触ローラ型（図示せず）があり、トナーが転写される側の極性（トナーと逆の極性）の電圧を感光体ドラム６に印加する。これによって、トナーが転写材２０に移動し、トナー像が転写される。
【００５０】
転写チャージャ４で与えられた電荷により、転写材２０と感光体ドラム６は静電的に密着しているため、転写材を、定着装置５に導くために感光体ドラム６から剥離する必要がある。その剥離装置としては、図示しないが、高圧電源を具備したチャージャ型や感光体ドラム６の曲率によって剥離する剥離爪を用いる剥離装置等がある。
【００５１】
チャージャ型の剥離装置の場合、この剥離装置により転写材にＡＣ電圧をかけて転写材２０の電位を感光体ドラム６の表面電位と同じ電位にまで下げると、転写材２０と感光体ドラム６との間には吸引力が働かなくなり、転写材２０は自重で感光体ドラム６から分離される。
【００５２】
そして、転写材２０が感光体ドラム６から分離された後、該転写材２０上のトナーは定着装置５の加圧ローラ１２と加熱ローラ１３によって定着される。たとえば、熱融解によって定着され、装置外部に排紙される。また、転写後の感光体ドラム６の表面は、クリーナ１４によって清掃された後、除電装置１０によって表面に残存する電荷が除去され、電気的に初期化される。この除電装置１０としては、光除電ランプや接触除電装置が適用される。
【００５３】
以上、画像形成装置１の電子写真プロセスに係る各部の動作は、装置本体１１に配置された制御部（不図示）によって制御される。前記制御部は、例えばマイクロコンピュータと前記マイクロコンピュータが実行する制御プログラムを記憶するＲＯＭ、データ処理用のワークエリアを提供するＲＡＭ、画像形成装置１内に設けられたセンサやスイッチなどからの信号が入力される入力回路、画像形成装置１内に配置されたモーターやアクチュエータへ制御信号を出力するための出力回路などで構成される。さらに、制御部は、装着されたトナー補給容器の識別番号を保持しておくための不揮発性メモリを有する。マイクロコンピュータは、各センサおよび各スイッチの状態を認識し、各モーターおよび各アクチュエータへの制御信号を、出力回路を介して送る。
【００５４】
ところで、このような電子写真プロセス装置においては、メンテナンスを容易とする上で、いくつかの装置をまとめてカートリッジ化することが広く行なわれている。
【００５５】
例えば、図１に示すように、所定の現像剤を収容する現像装置８に対応して設けられ、現像装置８に供給するトナーを収容するトナー収容部であるトナー補給容器をカートリッジ化してトナー補給ユニット９とし、本体１１に着脱自在にしている。そして、プロセスカートリッジ２は、感光体ドラム６、感光体ドラム６に作用する帯電装置７、現像装置８，クリーナ１４、などのプロセス手段の中の少なくとも一つを一体化させて本体１１に着脱自在にしている。
【００５６】
また、図２に示すように、トナー補給ユニット９と現像装置８を一体に着脱自在に構成して現像ユニット１７としてもよい。この場合のプロセスカートリッジ１６は、図１のプロセスカートリッジ２から現像装置８を除いたものとなる。
【００５７】
前述した実施の形態の他にも、この発明について種々の変形例があり得る。それらの変形例は、この発明の範囲に属さないと解されるべきものではない。この発明には、請求の範囲と均等の意味および前記範囲内でのすべての変形とが含まれるべきである。
【図面の簡単な説明】
【００５８】
【図１】この発明に係る画像形成装置の構成例を示す説明図である。
【図２】この発明に係る画像形成装置において、トナー補給ユニットと現像装置とを一体に着脱自在に構成した構成例を示す説明図である。
【図３】この発明に係る磁気式歯車ユニットの外観を示す斜視図である。
【図４】この発明に係る磁気式歯車ユニットの外観を示す説明図である。
【図５】この発明に係る磁気式歯車の構成を示す説明図である。
【図６】この発明の第１の実施形態に係る駆動伝達装置の構成を示す説明図である。
【図７】この発明の第３の実施形態に係る駆動伝達装置の構成を示す説明図である。
【符号の説明】
【００５９】
１  画像形成装置
２，１８  プロセスカートリッジ
３  露光装置
４  転写装置
５  定着装置
６  感光体ドラム
７  帯電装置
８  現像装置
９  トナー補給ユニット
１０  除電装置
１１  装置本体
１２  加圧ローラ
１３  加熱ローラ
１４  クリーナ
１５  トナー補給容器
１７  現像ユニット
１９  現像領域
２０  転写材
８１  現像剤担持体
１００  磁気式歯車ユニット
１０１  被駆動側磁気式歯車
１０２  駆動側磁気式歯車
１１１、１２１  磁性体基板
１１２、１２２  磁気歯
１１３、１２３  シャフト
１３１、１３２  支持板
１３３、１３４、１３５、１３６  シャフト
１４０、１４１  カップリング部材
１４５  感光体ドラムの回転支持軸
１５０  隔壁、本体フレーム
１５１、１５２  磁気式歯車筐体
１５３  遮蔽カバー
１５５  カートリッジ側隔壁
１６１  カバー部材
１６３  駆動側カバー
１６４  被駆動側カバー
１６５  本体側カバー
２１０  モーター
Ｇ      磁気式歯車間の間隙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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