(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体の駆動軸上に像担持体駆動ギヤを設ける一方、現像ローラ軸上に現像駆動ギヤを設け、その現像駆動ギヤに前記像担持体駆動ギヤの回転を伝達して前記像担持体とともに現像ローラを回転する電子写真式画像形成装置において、
前記現像ローラ軸上に回転自在に設けて前記像担持体駆動ギヤと噛み合う第１アイドラギヤと、その第１アイドラギヤおよび前記現像駆動ギヤと直接または間接的に噛み合い、前記第１アイドラギヤの回転を増速して前記現像駆動ギヤに伝達する第２アイドラギヤとを設けるとともに、
前記現像ローラ軸の一側の軸端部を、前記現像駆動ギヤおよび前記第１アイドラギヤを挟んで内外２つの支持部材で支持してなる、電子写真式画像形成装置。
【請求項２】
前記第１アイドラギヤを、前記現像駆動ギヤより前記現像ローラ軸の軸端側に設けてなる、請求項１に記載の電子写真式画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体と現像装置とをプロセスカートリッジに備えてなる、請求項１または２に記載の電子写真式画像形成装置。
【請求項４】
外側の前記支持部材で同一の軸受を介して前記現像ローラ軸とともに前記第１アイドラギヤを支持してなる、請求項１、２または３に記載の電子写真式画像形成装置。
【請求項５】
前記軸受を、外側の前記支持部材で一体につくってなる、請求項４に記載の電子写真式画像形成装置。
【請求項６】
像担持体の駆動軸上に像担持体駆動ギヤを設ける一方、現像ローラ軸上に現像駆動ギヤを設け、その現像駆動ギヤに前記像担持体駆動ギヤの回転を伝達して前記像担持体とともに現像ローラを回転するプロセスカートリッジにおいて、
前記現像ローラ軸上に回転自在に設けて前記像担持体駆動ギヤと噛み合う第１アイドラギヤと、その第１アイドラギヤおよび前記現像駆動ギヤと直接または間接的に噛み合い、前記第１アイドラギヤの回転を増速して前記現像駆動ギヤに伝達する第２アイドラギヤとを設けるとともに、
前記現像ローラ軸の一側の軸端部を、前記現像駆動ギヤおよび前記第１アイドラギヤを挟んで内外２つの支持部材で支持してなる、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】
この発明は、複写機やプリンタやファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。そのうち特に、帯電・光書込み・現像・転写・クリーニングなどの電子写真プロセスを繰り返して順次像担持体上にトナー画像を形成し、そのトナー画像を逐次転写して最終的に、用紙・カード・ＯＨＰシート等の記録媒体に記録を行う電子写真式画像形成装置に関する。および、そのような電子写真式画像形成装置において、像担持体と現像装置を備えるプロセスカートリッジに関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の画像形成装置の中には、メンテナンス上の便宜や画像形成装置本体の小型化を図るべく、像担持体や現像装置などを１のカートリッジケース内に設けてプロセスカートリッジを構成し、画像形成装置本体に対して一括して着脱自在とするものが多くあった。
【０００３】
プロセスカートリッジは、たとえば図７に示すように、カートリッジケースの左右側板１でドラム状像担持体２の駆動軸３両端を回転自在に支持する。多くの画像形成装置では、図示するように、像担持体２の一端には像担持体駆動ギヤ４を設け、現像ローラ５の現像ローラ軸６の一端に設ける現像駆動ギヤ７と直接噛み合わす。現像ローラ５は、現像ローラ軸６の両端を、左右側板１の内側に設ける現像側板８で回転自在に支持していた。
【０００４】
そして、このプロセスカートリッジを画像形成装置本体内に取り付けるとき、像担持体駆動ギヤ４を本体側駆動ギヤ９と噛み合わす。この本体側駆動ギヤ９には、装置本体内に設ける不図示の駆動モータの回転を伝達し、ギヤ９・４・７の噛み合いを介して、像担持体２とともに現像ローラ５を回転するようになっていた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このような従来の画像形成装置では、像担持体駆動ギヤ４と現像駆動ギヤ７とが直接噛み合うことから、像担持体２に対して現像ローラ５を大幅に速く回転させる必要が生じても、対応が困難であった。
【０００６】
どうしても現像ローラ５を速く回転させる必要が生じた場合には、別途２以上のアイドラギヤを設ける必要があるが、像担持体２と現像ローラ５の軸間距離が短いことから、それらのアイドラギヤの設置スペースを確保することが困難である問題があった。
【０００７】
そこで、この発明の第１の課題は、大きな空間を占有することなく、アイドラギヤの設置スペースを確保して、像担持体に対して現像ローラを大幅に速く回転可能とすることにある。
【０００８】
第２の課題は、回転伝達時における現像ローラ軸の変形を防止してトルクアップの発生を防ぐことにある。
【０００９】
第３の課題は、メンテナンス上の便宜とともに、画像形成装置本体の小型化を図ることにある。
【００１０】
第４の課題は、部品点数を少なくするとともに、位置精度を向上することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
そのため、請求項１に記載の発明は、上記第１および第２の課題を達成すべく、
像担持体の駆動軸上に像担持体駆動ギヤを設ける一方、現像ローラ軸上に現像駆動ギヤを設け、その現像駆動ギヤに像担持体駆動ギヤの回転を伝達して像担持体とともに現像ローラを回転する電子写真式画像形成装置において、
現像ローラ軸上に回転自在に設けて像担持体駆動ギヤと噛み合う第１アイドラギヤと、その第１アイドラギヤおよび現像駆動ギヤと直接または間接的に噛み合い、第１アイドラギヤの回転を増速して現像駆動ギヤに伝達する第２アイドラギヤとを設けるとともに、
現像ローラ軸の一側の軸端部を、現像駆動ギヤおよび第１アイドラギヤを挟んで内外２つの支持部材で支持してなる、ことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の発明は、上記第２の課題を達成すべく、請求項１に記載の電子写真式画像形成装置において、第１アイドラギヤを、現像駆動ギヤより現像ローラ軸の軸端側に設けてなる、ことを特徴とする。
【００１３】
請求項３に記載の発明は、上記第３の課題を達成すべく、請求項１または２に記載の電子写真式画像形成装置において、像担持体と現像装置とをプロセスカートリッジに備えてなる、ことを特徴とする。
【００１５】
請求項４に記載の発明は、上記第２の課題を達成すべく、請求項１、２または３に記載の電子写真式画像形成装置において、外側の支持部材で同一の軸受を介して現像ローラ軸とともに第１アイドラギヤを支持してなる、ことを特徴とする。
【００１６】
請求項５に記載の発明は、上記第４の課題を達成すべく、請求項４に記載の電子写真式画像形成装置において、軸受を、外側の支持部材で一体につくってなる、ことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、上記第１および第２の課題を達成すべく、像担持体の駆動軸上に像担持体駆動ギヤを設ける一方、現像ローラ軸上に現像駆動ギヤを設け、その現像駆動ギヤに像担持体駆動ギヤの回転を伝達して像担持体とともに現像ローラを回転するプロセスカートリッジにおいて、現像ローラ軸上に回転自在に設けて像担持体駆動ギヤと噛み合う第１アイドラギヤと、その第１アイドラギヤおよび現像駆動ギヤと直接または間接的に噛み合い、第１アイドラギヤの回転を増速して現像駆動ギヤに伝達する第２アイドラギヤとを設けるとともに、
現像ローラ軸の一側の軸端部を、現像駆動ギヤおよび第１アイドラギヤを挟んで内外２つの支持部材で支持してなる、ことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
図１には、この発明による電子写真式画像形成装置であるレーザプリンタの全体概略構成を示す。図中符号１０は、プリンタ装置本体Ａの内部ほぼ中央に設けるドラム状の像担持体である。
【００１８】
像担持体１０のまわりには、上のローラ式帯電装置１１からその回転方向に順に、右横に現像装置１２、下にローラ式転写装置１３、左横にブレード式クリーニング装置１４などを備える。また、それらの上方には光書込み装置１５を設け、クリーニング装置１４の左方には定着装置１６を設けてなる。
【００１９】
そして、使用時は、像担持体１０を図中時計方向に回転し、はじめに表面を帯電装置１１で一様に帯電する。次いで、光書込み装置１５からレーザ光Ｌを照射して書込みを行い、像担持体１０上に静電潜像を形成する。それから、像担持体１０のさらなる回転とともに、現像装置１２でトナーを付着して像担持体１０上の静電潜像を可視像化する。
【００２０】
一方、像担持体１０の回転とともに給紙コロ２０を回転し、給紙トレイ２１内に収納するシート状の、用紙・カード・ＯＨＰシート等の記録媒体Ｐを順に繰り出し、一対のレジストローラ２２間に突き当てて止める。そして、前述した像担持体１０上のトナー画像にタイミングを合わせて該レジストローラ２２を回転し、像担持体１０と転写装置１３間へと搬送し、転写装置１３で像担持体１０上のトナー画像を該記録媒体Ｐ上に転写する。
【００２１】
画像転写後の記録媒体Ｐは、定着装置１６の定着ローラ２３と加圧ローラ２４間へと導き、そこで熱と圧力とを加えて記録媒体Ｐ上の転写画像を定着して後、一対の搬送ローラ２５で搬送して一対の排出ローラ２６で排出し、プリンタ装置本体Ａ上の排紙スタック部２７上に、画像面を下にしてスタックする。
【００２２】
他方、画像転写後の像担持体１０は、その回転とともにクリーニング装置１４のクリーニングブレード２８で掻き落として転写残トナーを除去してから、不図示の除電装置で除電するなどして、帯電装置１１からはじまる再度の画像形成に備える。
【００２３】
ところで、この図示レーザプリンタでは、上述した像担持体１０と帯電装置１１と現像装置１２とクリーニング装置１４などを１つの筐体であるカートリッジケース３０内に収納し、プロセスカートリッジ３２を構成する。
【００２４】
そして、各部品間の相対位置精度を向上して作像部をコンパクトにまとめ、プリンタ装置本体Ａの小型化を図り、また部品交換も別々の時期に行うことなく一括して行うことを可能として取り扱いを容易とするとともに、寿命管理を簡単とし、またジャム処理時の操作性を高め、メンテナンス時の作業性を向上する。
【００２５】
そして、プリンタ装置本体Ａの本体カバー３３を支軸３４を中心として開き、図２に示すように、装置本体Ａに対してプロセスカートリッジ３２を一括して着脱自在とする。装置本体Ａは、プロセスカートリッジ３２をセット後、本体カバー３３を閉めると、はじめて動作可能な状態となる。
【００２６】
図３に示すように、プロセスカートリッジ３２の現像装置１２には、トナーを収納するトナーホッパ３６、そのトナーホッパ３６内のトナーを攪拌搬送するアジテータ３７、そのアジテータ３７で攪拌搬送したトナーを付着する現像ローラ３８、その現像ローラ３８上のトナーを薄層化するドクタブレード３９などを備える。そして、現像時は、現像ローラ３８でトナーを付着して像担持体１０上の静電潜像を可視像化する。
【００２７】
また、プロセスカートリッジ３２のクリーニング装置１４には、カートリッジケース３０で保持して前述のクリーニングブレード２８を支持するブレードホルダ４０、そのクリーニングブレード２８で掻き落とした、像担持体１０上の転写残トナーがカートリッジケース３０内からこぼれ落ちることを阻止するマイラ４１、掻き落としたトナーを搬送する回収スクリュ４２などを備える。
【００２８】
さて、このようなプロセスカートリッジ３２にあっては、図４に示すように、ドラム状の像担持体１０は、中心軸である駆動軸１０Ｓに固定し、その駆動軸１０Ｓとともに回転駆動する。駆動軸１０Ｓ上には、像担持体１０の一側の軸端部に像担持体駆動ギヤ１０Ｇを一体に設ける。そして、駆動軸１０Ｓは、両軸端部をカートリッジケース３０の左右側板３０Ｐで回転自在に支持してなる。
【００２９】
像担持体駆動ギヤ１０Ｇには、第１アイドラギヤ４４Ｇが噛み合う。第１アイドラギヤ４４Ｇは、現像ローラ軸３８Ｓの一側の軸端部上に回転自在に設ける。現像ローラ軸３８Ｓの軸端部は、現像側板４５で回転自在に支持し、それに現像駆動ギヤ３８Ｇを固定し、その現像駆動ギヤ３８Ｇの軸端側に上記第１アイドラギヤ４４Ｇを設けるようにする。
【００３０】
第１アイドラギヤ４４Ｇおよび現像駆動ギヤ３８Ｇには、各々第２アイドラギヤ４６Ｇが直接噛み合う。第２アイドラギヤ４６Ｇは、現像側板４５に立てたスタッド４６上で回転自在に支持する。そして、第１アイドラギヤ４４Ｇの回転を増速して現像駆動ギヤ３８Ｇへと伝達する構成とする。
【００３１】
ところで、この図示例では、第２アイドラギヤ４６Ｇには、第３アイドラギヤ４７Ｇが噛み合う。第３アイドラギヤ４７Ｇは、現像側板４５に立てた別のスタッド４７上で回転自在に支持する。この第３アイドラギヤ４７Ｇには、アジテータ駆動ギヤ３６Ｇが噛み合う。アジテータ駆動ギヤ３６Ｇは、アジテータ軸３６Ｓの一側の軸端部に固定して設ける。アジテータ軸３６Ｓの軸端部は、現像側板４５で回転自在に支持する。
【００３２】
そして、このプロセスカートリッジ３２をプリンタ装置本体Ａ内に取り付けたときには、像担持体駆動ギヤ１０Ｇを本体側駆動ギヤ５０Ｇと噛み合わす。本体側駆動ギヤ５０Ｇは、スタッド５０上で回転自在に支持する。スタッド５０は、装置本体Ａ内に対向して備える本体側板の一方５１に立てて設ける。
【００３３】
そして、本体側駆動ギヤ５０Ｇには、装置本体Ａ内に設ける不図示の駆動モータの回転を伝達し、ギヤ５０Ｇ・１０Ｇ・４４Ｇ・４６Ｇ・３８Ｇ・４７Ｇ・３６Ｇの噛み合いを介して、像担持体１０とともに現像ローラ３８およびアジテータ３６を回転するようになっている。
【００３４】
さて、上述した図示例では、現像ローラ軸３８Ｓの一側の軸端部を現像側板４５で支持するが、たとえば図５に示すように現像駆動ギヤ３８Ｇを挟んで内側の支持部材である現像側板４５と、外側の支持部材であるカートリッジケース３０の側板３０Ｐとで支持するようにしてもよい。
【００３５】
側板３０Ｐには、筒状の軸受６０を設け、その軸受６０に通して現像ローラ軸３８Ｓを回転自在に支持するとともに、その軸受６０を中心に通して第１アイドラギヤ４４Ｇを回転自在に支持してなる。
【００３６】
図５に示す例では、軸受６０を側板３０Ｐと別体につくったが、図６に示すように成形により側板３０Ｐと一体につくってもよい。なお、図５および図６に示す例では、上述した図１〜４に示す例で対応部分に用いた符号をそのまま使用し、重複説明を省略する。
【００３７】
ところで、上述した図示例では、ドラム状の像担持体１０を用い、その中心軸であるドラム軸を駆動軸１０Ｓとしてその駆動軸１０Ｓで回転駆動する場合について説明した。しかし、像担持体は、ベルト状であってもよく、それを掛け回す駆動ローラ軸を駆動軸としてその駆動軸の回転により搬送駆動するようにしてもよい。
【００３８】
また、各１枚の第１アイドラギヤ４４Ｇと第２アイドラギヤ４６Ｇとを用いて像担持体駆動ギヤ１０Ｇの回転を現像駆動ギヤ３８Ｇへと伝達する場合について説明した。しかし、回転方向も考慮し、像担持体駆動ギヤ１０Ｇから現像駆動ギヤ３８Ｇへと計３枚以上の複数枚のアイドラギヤを用いて回転伝達するようにしてもよい。
【００３９】
【発明の効果】
請求項１に係る発明によれば、像担持体駆動ギヤと噛み合う第１アイドラギヤと、その第１アイドラギヤおよび現像駆動ギヤと噛み合い、第１アイドラギヤの回転を増速して現像駆動ギヤに伝達する第２アイドラギヤとを設けるから、像担持体に対して現像ローラを大幅に速く回転することができる。
【００４０】
また、このとき、第１のアイドラギヤを現像ローラ軸上に回転自在に設けるから、大きな空間を占有することなく、アイドラギヤの設置スペースを確保することができる。
さらに、現像ローラ軸の一側の軸端部を、現像駆動ギヤおよび第１アイドラギヤを挟んで内外２つの支持部材で支持するから、内外の支持部材でギヤのラジアル方向の力を受け、回転伝達時における現像ローラ軸の変形を防止してトルクアップを抑えることができる。
【００４１】
請求項２に係る発明によれば、第１アイドラギヤを、現像駆動ギヤより現像ローラ軸の軸端側に設けるから、駆動伝達時により大きな力が加わる現像駆動ギヤを内側とし、軸端側に加わる力を小さくして現像ローラ軸のねじれやたわみに起因するトルクアップを抑えることができる。
【００４２】
請求項３に係る発明によれば、像担持体と現像装置とをプロセスカートリッジに備えるから、作像部をコンパクトにまとめて画像形成装置本体の小型化を可能とするとともに、画像形成装置本体に対してプロセスカートリッジを一括して着脱可能とし、部品交換やジャム処理時の操作性を向上してメンテナンス時の手間を軽減することができる。
【００４４】
請求項４に係る発明によれば、外側の支持部材で同一の軸受を介して現像ローラ軸とともに第１アイドラギヤを支持するから、軸受を介して外側の支持部材で第１アイドラギヤのラジアル方向の力を受け、回転伝達時における現像ローラ軸の変形を防止してトルクアップを抑えることができる。
【００４５】
請求項５に係る発明によれば、軸受を、外側の支持部材で一体につくるから、部品点数を少なくするとともに位置精度を向上し、上記請求項４に係る発明の効果を達成することができる。
請求項６に係る発明によれば、像担持体駆動ギヤと噛み合う第１アイドラギヤと、その第１アイドラギヤおよび現像駆動ギヤと噛み合い、第１アイドラギヤの回転を増速して現像駆動ギヤに伝達する第２アイドラギヤとを設けるから、像担持体に対して現像ローラを大幅に早く回転することができる。また、このとき、第１のアイドラギヤを現像ローラ軸上に回転自在に設けるから、大きな空間を占有することなく、アイドラギヤの設置スペースを確保することができる。さらに、現像ローラ軸の一側の軸端部を、現像駆動ギヤおよび第１アイドラギヤを挟んで内外２つの支持部材で支持するから、内外の支持部材でギヤのラジアル方向の力を受け、回転伝達時における現像ローラ軸の変形を防止してトルクアップを抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による電子写真式画像形成装置であるレーザプリンタの全体概略構成図である。
【図２】そのレーザプリンタで用いるプロセスカートリッジの着脱状態説明図である。
【図３】そのプロセスカートリッジの全体概略構成図である。
【図４】そのプロセスカートリッジの部分平面構成図である。
【図５】この発明による電子写真式画像形成装置で用いる他のプロセスカートリッジの部分平面構成図である。
【図６】さらに他のプロセスカートリッジの部分平面構成図である。
【図７】従来の電子写真式画像形成装置で用いていたプロセスカートリッジの部分平面構成図である。
【符号の説明】
１０    像担持体
１０Ｇ  像担持体駆動ギヤ
１０Ｓ  駆動軸
１２    現像装置
３０    カートリッジケース
３０Ｐ  側板（外側の支持部材）
３２    プロセスカートリッジ
３８    現像ローラ
３８Ｇ  現像駆動ギヤ
３８Ｓ  現像ローラ軸
４４Ｇ  第１アイドラギヤ
４５    現像側板（内側の支持部材）
４６Ｇ  第２アイドラギヤ
６０    軸受
Ａ      プリンタ装置本体（画像形成装置本体）
【図１】
0003599632.tif 000002
【図２】
0003599632.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003599632.tif 000007
【図７】
0003599632.tif 000008