(57)【要約】【課題】画像形成装置において、感光体ドラムとこれを駆動する感光体駆動シャフトとのギア結合が円滑に行えるようにする。【解決手段】感光体ドラム２ａ〜５ａに対応して設置され、感光体ドラム２ａ〜５ａ上に形成された静電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像ローラ２ｂ〜５ｂと、第１のギア部１５と噛み合う第２のギア部１７が回転軸上に形成され、感光体ドラム２ａ〜５ａと相互に同軸上でギア結合してこの感光体ドラム２ａ〜５ａを回転駆動する感光体駆動シャフト１６とを有し、第１のギア部１５および第２のギア部１７の少なくとも何れかは、当該ギア部１５（１７）を構成する一部の歯部１５ａ’（１１７ａ’）の軸方向の長さを他の歯部１５ａ（１１７ａ）の軸方向の長さと異ならせる。【選択図】　図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転軸上に第１のギア部が形成され、周方向に回転してトナー像に対応した静電潜像が形成される感光体と、
前記感光体に対応して設置され、前記感光体上に形成された前記静電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像手段と、
前記第１のギア部と噛み合う第２のギア部が回転軸上に形成され、前記感光体と相互に同軸上でギア結合してこの感光体を回転駆動する感光体駆動シャフトとを有し、
前記第１のギア部および前記第２のギア部の少なくとも何れかは、当該ギア部を構成する一部の歯部の軸方向の長さを他の歯部の軸方向の長さと異ならせたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
感光体ドラムと、前記感光体ドラムを帯電させる帯電ローラと、前記感光体ドラムに形成された静電潜像をトナーにより顕像化する現像ローラとを備え、画像形成装置本体に装着される画像形成ユニットと、
前記画像形成装置本体に設けられ、前記感光体ドラムへスプライン結合により駆動力を伝達する感光体駆動シャフトと
を備える画像形成装置であって、
前記感光体ドラムに軸方向に形成された第一のスプラインと前記感光体駆動シャフトに軸方向に形成された第二のスプラインのうち、少なくとも一本のスプラインが同軸上に形成された残りのスプラインよりも軸方向に長いことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記第一のスプラインのうち、少なくとも一本のスプラインは他の第一のスプラインよりも長く、かつ、前記第二のスプラインのうち、少なくとも一本のスプラインは他の第二のスプラインよりも長いことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記第一のスプラインの先端部、および、前記第二のスプラインの先端部には、前記画像形成ユニットを前記画像形成装置本体へ装着する際の前記感光体ドラムと前記感光体駆動シャフトとの勘合をスムーズにするためのテーパが形成されていることを特徴とする請求項２または請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記テーパは、前記感光体ドラムおよび前記感光体駆動シャフトの軸方向および回転方向に形成されていることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記スプライン結合は、前記感光体ドラムの端部に設けられたことを特徴とする請求項２乃至５記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、電子写真方式を採用した画像形成装置においては、像担持体である感光体を帯電器により帯電し、帯電された感光体に画像情報に応じた光照射を行って潜像を形成し、この潜像を現像器によって現像し、現像されたトナー像を記録媒体に転写して画像を形成することが行われている。
【０００３】
一方、画像のカラー化に伴って、このような各画像形成プロセスが実行される画像形成ユニットを複数備え、シアン像、マゼンタ像、イエロー像、好ましくはブラック像の各色トナー像をそれぞれの感光体に形成し、各感光体の転写位置において無端状の中間転写体にこれらのトナー像を重ね合わせて転写することによりフルカラー画像を形成するタンデム方式のカラー画像形成装置も提案されている。
【０００４】
このようなタンデム方式のカラー画像形成装置は各色ごとにそれぞれの画像形成部を有するため、高速化に有利である。
【０００５】
以下に、タンデム方式の従来のカラー画像形成装置について説明する。
【０００６】
図４７は従来のカラー画像形成装置の構成を示す概略図である。図８５は従来のカラー画像形成装置の感光体ドラムに用いられた第１のギア部３１５のを一部を破断して示す斜視図である。
【０００７】
図４７において、カラー画像形成装置の本体１内にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像をそれぞれ形成するための画像形成ユニット２，３，４，５が配置され、これらの画像形成ユニット２〜５のそれぞれに対応して露光器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを備えている。画像形成ユニット２〜５は、露光器６ａ〜６ｄからのレーザビームの照射によってその周面に静電潜像を形成する感光体ドラム（感光体）２ａ，３ａ，４ａ，５ａと、トナータンクから供給されるトナーを感光体ドラム２ａ〜５ａに付着させて静電潜像をトナー像として顕像化する現像ローラ（現像手段）２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ等を備えたものである。
【０００８】
画像形成ユニット２〜５の下側には、感光体ドラム２ａ，３ａ，４ａ，５ａ上に顕像化された各色トナー像が重ね転写してカラートナー像を形成す無端状の中間転写ベルト（中間転写体）７が矢印方向に走行可能に配置されている。中間転写ベルト７には、駆動ローラ８、テンションローラ９、４個の第１の転写ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ、従動ローラ１１がループ内に配置されている。
【０００９】
装置の下部には、用紙（記録媒体）Ｐが収納された給紙カセット１３が設けられている。そして、用紙Ｐは、給紙ローラにより給紙カセット１３から１枚ずつ用紙搬送路に送り出される。
【００１０】
用紙搬送路上には、従動ローラ１１の位置で中間転写ベルト７の外周面と所定量にわたって接触して中間転写ベルト７上のカラー画像を用紙Ｐに転写する第２の転写ローラ１２、用紙Ｐ上に転写されたカラー画像を用紙Ｐに定着する定着器１４が配置されている。
【００１１】
このような構成の画像形成装置において、中間転写ベルト７の表面には画像形成ユニット２〜５の感光体ドラム２ａ〜５ａによってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像が付着しカラー画像が形成される。そして、このトナーによるカラー画像は従動ローラ１１と第２の転写ローラ１２との間のニップ力によって、給紙カセット１３から取り出された用紙Ｐに転写される。そして、用紙Ｐは定着器１４に供給されてトナー像を定着した後に排紙される。
【００１２】
ここで、図８５に示すように、各感光体ドラム２ａ〜５ａの一方端側の内周には、軸方向に延びる複数の歯部３１５ａを有する第１のギア部３１５が回転軸上に形成されている。また、感光体駆動シャフトの外周には、この第１のギア部３１５と噛み合う第２のギア部が回転軸上に形成されている。そして、第１のギア部３１５と第２のギア部とで各感光体ドラム２ａ〜５ａと各感光体駆動シャフトとが相互に同軸上でギア結合することにより、各感光体駆動シャフトにより各感光体ドラム２ａ〜５ａが回転駆動されるようになっている。このような回転駆動およびギアの構成は、例えばＵＳ　Ｐｕｂ．Ｎｏ．２００２／００８５８５８　Ａ１、ＵＳ　Ｐａｔｅｎｔ　Ｎｏ．６，２８５，８４７　Ｂ１、特開２０００−３５２８９８号公報に開示されている。
【００１３】
【特許文献１】
特開２０００−３５２８９８号公報
【非特許文献１】
ＵＳ　Ｐｕｂ．Ｎｏ．２００２／００８５８５８　Ａ１
【非特許文献２】
ＵＳ　Ｐａｔｅｎｔ　Ｎｏ．６，２８５，８４７　Ｂ１
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、各画像形成ユニット２〜５を装着したときに感光体ドラム２ａ〜５ａ側の第１のギア部３１５と感光体駆動シャフト側の第２のギア部とが相互に同位相になっていると、両者の歯部の先端同士が当接して感光体駆動シャフトが感光体ドラム２ａ〜５ａに入らなくなってしまう。
【００１５】
そこで、本発明は、感光体とこれを駆動する感光体駆動シャフトとのギア結合を円滑に行える画像成形装置を提供することを目的とする。
【００１６】
【課題を解決するための手段】
この課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、回転軸上に第１のギア部が形成され、周方向に回転してトナー像に対応した静電潜像が形成される感光体と、感光体に対応して設置され、感光体上に形成された静電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像手段と、第１のギア部と噛み合う第２のギア部が回転軸上に形成され、感光体と相互に同軸上でギア結合してこの感光体を回転駆動する感光体駆動シャフトとを有し、第１のギア部および第２のギア部の少なくとも何れかが、当該ギア部を構成する一部の歯部の軸方向の長さを他の歯部の軸方向の長さと異ならせたものである。
【００１７】
これによれば、感光体側の第１のギア部と感光体駆動シャフト側の第２のギア部とが相互に同位相になっていた場合、他よりも長さの長い一部の歯部の先端だけが相手側のギア部の歯部の先端と当接するだけなので、当接したその一部の歯部間で容易に第１のギア部と第２のギア部との位相がずれ、感光体とこれを駆動する感光体駆動シャフトとのギア結合を円滑に行うことが可能になる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の請求項１に記載の発明は、回転軸上に第１のギア部が形成され、周方向に回転してトナー像に対応した静電潜像が形成される感光体と、感光体に対応して設置され、感光体上に形成された静電潜像を顕像化してトナー像を形成する現像手段と、第１のギア部と噛み合う第２のギア部が回転軸上に形成され、感光体と相互に同軸上でギア結合してこの感光体を回転駆動する感光体駆動シャフトとを有し、第１のギア部および第２のギア部の少なくとも何れかは、当該ギア部を構成する一部の歯部の軸方向の長さを他の歯部の軸方向の長さと異ならせた画像形成装置であり、第１のギア部と第２のギア部とが相互に同位相になっていた場合、他よりも長さの長い一部の歯部の先端だけが相手側のギア部の歯部の先端と当接するだけなので、当接したその一部の歯部間で容易に第１のギア部と第２のギア部との位相がずれ、感光体とこれを駆動する感光体駆動シャフトとのギア結合を円滑に行うことが可能になるという作用を有する。
【００１９】
以下、本発明の実施の形態１について、図１から図４を用いて説明する。なお、これらの図面において同一の部材には同一の符号を付しており、また、重複した説明は省略されている。
【００２０】
（実施の形態１）
図１は本発明の実施の形態１によるカラー画像形成装置の構成を示す概略図、図２は図１のカラー画像形成装置における感光体ドラムと感光体駆動シャフトとを示す斜視図、図３は図２の感光体ドラムに形成された第１のギア部を一部を破断して示す斜視図である。
【００２１】
図１において、カラー画像形成装置の本体１内にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像をそれぞれ形成するための各画像形成ユニット２，３，４，５が順に着脱可能に配置され、これらの画像形成ユニット２〜５のそれぞれに対応して露光器６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄを備えている。
【００２２】
画像形成ユニット２〜５は、回転可能に設けられた像担持体としての感光体ドラム（感光体）２ａ，３ａ，４ａ，５ａ、露光器６ａ〜６ｄからのレーザビームの照射によって周面に静電潜像の形成された感光体ドラム２ａ〜５ａにトナータンクから供給されるトナーを付着させて静電潜像をトナー像として顕像化する現像ローラ（現像手段）２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ、および、帯電ローラ２ｃ、３ｃ、４ｃ、５ｃ、トナー排出用スクリュー２ｄ、３ｄ、４ｄ、５ｄ等を備えたものである。なお、周方向に回転する感光体ドラム２ａ，３ａ，４ａ，５ａは、その回転中心軸が相互に平行になるように一列に配置されている。図４は画像形成ユニット２の斜視図であり、他の画像形成ユニット３、４、５も同様の構成となっている。
【００２３】
ここで、図２および図３に示すように、各感光体ドラム２ａ〜５ａの内周には、軸方向に延びる複数の歯部１５ａを有する第１のギア部１５が回転軸上に形成されている。また、各感光体駆動シャフト１６の外周には、軸方向に延びる複数の歯部１７ａを有して第１のギア部１５と噛み合う第２のギア部１７が回転軸上に形成されている。
【００２４】
そして、第１のギア部１５と第２のギア部１７とで各感光体ドラム２ａ〜５ａと各感光体駆動シャフト１６とが相互に同軸上でギア結合することにより、各感光体駆動シャフト１６からにより各感光体ドラム２ａ〜５ａへが回転駆動力が伝達され、各感光体ドラム２ａ〜５ａが回転するる。各感光体駆動シャフト１６の駆動は、例えば特開２００２−３５２８９８号公報に開示される構成を採用してもよいし、モータ等の駆動源の駆動力を複数のギアにより伝達する構成としてもよい。
【００２５】
図３に示すように、各感光体ドラム２ａ〜５ａに形成された第１のギア部１５の複数の歯部１５ａはのうち、その一部（実施の形態１においては図示する場合には、１本）の歯部１５ａ’の軸方向の長さが他の歯部１５ａの軸方向の長さよりも長くなっている。
【００２６】
なお、本実施の形態１では、第１のギア部１５の１本の歯部１５ａ’のみが他の歯部１５ａよりも長くなっているが、２本以上が長くなっていてもよい。すなわち、複数本の歯部１５ａ’の長さが他の歯部１５ａの長さと異なって一部が長くなっていればよい。
【００２７】
また、第１のギア部１５の一部の歯部１５ａ’を他の歯部１５ａよりも長くする代わりに、第２のギア部１７の歯部１７ａの一部を長くしてもよいしく、第１のギア部１５および第２のギア部１７の双方の歯部１５ａ，１７ａにおいて一部の歯部１５ａ、１７ａを他の歯部１５ａ、１７ａと軸方向の長さを異ならせるようにしてを長くしてもよい。
【００２８】
図１において、配列された画像形成ユニット２〜５の下側には、感光体ドラム２ａ，３ａ，４ａ，５ａ上に顕像化された各色トナー像が相互に重ね合わせ転写されてカラートナー像が形成される無端状の中間転写ベルト（中間転写体）７が矢印方向に走行可能に配置されている。中間転写ベルト７は、この中間転写ベルト７を走行させる駆動ローラ８、中間転写ベルトに所定の張力を与えるテンションローラ９、各感光体ドラム２ａ〜５ａに対応して配置されて中間転写ベルト７を各感光体ドラム２ａ〜５ａに圧接して感光体ドラム２ａ〜５ａ上の各色トナー像を中間転写ベルト７に転写する４個の第１の転写ローラ１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ、駆動ローラ８による中間転写ベルト７の回転により回転する従動ローラ１１がループ内に配置され、これらを巡って矢印方向に周回駆動される。
【００２９】
テンションローラ９は印刷期間では図においてスプリング（図示せず）によって付勢され右下に位置を移動することで中間転写ベルト７に張力を付与している。また非印刷期間では中間転写ベルト７と各ローラが長時間同じ位置で巻き付くことで巻癖が付かないようにテンションローラ９による中間転写ベルト７への張力の付与を解除している。
【００３０】
装置の下部には、用紙（記録媒体）Ｐが収納された給紙カセット１３が設けられている。そして、用紙Ｐは、給紙ローラにより給紙カセット１３から１枚ずつ用紙搬送路に送り出される。
【００３１】
用紙搬送路上には、従動ローラ１１の位置で中間転写ベルト７の外周面と所定量にわたって接触し、この中間転写ベルト７上に形成されたカラー画像を用紙Ｐに転写する第２の転写ローラ１２、用紙Ｐ上に転写されたカラー画像をローラの狭持回転に伴う圧力と熱とによって用紙Ｐに定着する定着器１４が配置されている。
【００３２】
このような構成の画像形成装置において、先ず画像形成ユニット２の感光体ドラム２ａ上に画像情報のイエロー成分色の潜像が形成される。この潜像はイエロートナーを有する現像手段２ｂによりイエロートナー像として可視像化され、第１の転写ローラ１０ａにより中間転写ベルト７上にイエロートナー像として転写される。
【００３３】
一方、イエロートナー像が中間転写ベルト７に転写されている間に、画像形成ユニット３ではマゼンタ成分色の潜像が形成され、続いて現像手段３ｂでマゼンタトナーによるマゼンタトナー像が顕像化される。そして、先の画像ユニット２でイエロートナー像の転写が終了した中間転写ベルト７にマゼンタトナー像が画像ユニット３の第１の転写ローラ１０ｂにて転写され、イエロートナー像と重ね合わされる。
【００３４】
以下、シアントナー像、ブラックトナー像についても同様にして画像形成が行われ、中間転写ベルト７に４色のトナー像の重ね合わせが終了する。
【００３５】
中間転写ベルト７上に形成されたカラー画像は、従動ローラ１１と第２の転写ローラ１２との間のニップ力によって給紙カセット１３から給紙された用紙Ｐに一括転写される。そして、転写されたトナー像は定着器１４で用紙Ｐに加熱定着され、この用紙Ｐ上にフルカラー画像が形成され、その後排紙される。
【００３６】
このようなカラー画像形成装置において、前述のように、感光体ドラム２ａ〜５ａに形成された第１のギア部１５の歯部１５ａは、その一部の歯部１５ａ’の軸方向の長さが他の歯部１５ａの軸方向の長さよりも長くなっている。
【００３７】
したがって、画像形成ユニット２〜５の装着時に感光体ドラム２ａ〜５ａ側の第１のギア部１５と感光体駆動シャフト１６側の第２のギア部１７とが相互に同位相になっていた場合、他よりも長さの長い一部の（ここでは１本の）歯部１５ａ’の先端だけが第２のギア部１７の歯部１７ａの先端と当接するだけで、全ての歯部１５ａ，１７ａ同士が当接することはない。したがって、画像形成ユニット２〜５の装着時に最初に当接する長いした一部の歯部１５ａ’と，１７ａ間で容易に第１のギア部１５と第２のギア部１７との位相がずれ、感光体ドラム２ａ〜５ａとこれを駆動する感光体駆動シャフト１６とのギア結合を円滑に行うことが可能になる。
【００３８】
（実施の形態２）
本発明の実施の形態２を図５および図６を用いて説明する。この実施の形態２が実施の形態１と相違する点は、第１のギア部１５と感光体駆動シャフト１６側の第２のギア部１７の構成のみであり、他の構成は実施の形態１と実質的に同じであるため、その説明は省略する。
【００３９】
図５に示すように、第２のギア部１７に設けられた複数の歯部１１７ａのうち、一本の歯部１１７ａ’のみが、軸方向において他の歯部１１７ａよりも長くなっている。
【００４０】
また、図６に示すように、第１のギア部１５に設けられた複数の歯部１１５ａのうち、一本の歯部１１５ａ’のみが、軸方向において他の歯部１１５ａよりも長くなっている。
更に、各歯部１１７ａ、１１７ａ’、１１５ａ、１１５ａ’の端部には、画像形成ユニット２〜５を画像形成装置本体１に装着する際に、各歯部同士が当接してもスムーズに嵌合できるよう、軸方向および回転方向にテーパが設けられている。
【００４１】
なお、以上では、本発明をカラー画像を形成する画像形成装置に適用した例で説明したが、モノクロ画像を形成する画像形成装置に適用することも可能である。
【００４２】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、画像形成ユニット２〜５を画像形成装置本体１に装着する際に、感光体側の第１のギア部と感光体駆動シャフト側の第２のギア部とが相互に同位相になっていた場合、他よりも長さの長い一部の歯部の先端だけが相手側のギア部の歯部の先端と当接するだけなので、当接したその一部の歯部間で容易に第１のギア部と第２のギア部との位相がずれ、感光体とこれを駆動する感光体駆動シャフトとのギア結合を円滑に行うことが可能になり、画像形成ユニット２〜５を画像形成装置本体１に容易に装着できるるという有効な効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１によるカラー画像形成装置の構成を示す概略図
【図２】図１のカラー画像形成装置における感光体ドラムと感光体駆動シャフトとを示す部分斜視図
【図３】図２の感光体ドラムに形成された第１のギア部のを一部を破断して示す部分斜視図
【図４】画像形成ユニットを示す斜視図
【図５】本発明の実施の形態２における感光体ドラムと感光体駆動シャフトとを示す部分斜視図
【図６】図５の感光体ドラムに形成されたギア部の一部を破断して示す部分斜視図
【図７】従来のカラー画像形成装置の構成を示す概略図
【図８】従来のカラー画像形成装置の感光体ドラムに用いられた第１のギア部のを一部を破断して示す部分斜視図
【符号の説明】
２ａ，３ａ，４ａ，５ａ　感光体ドラム（感光体）
２ｂ，３ｂ，４ｂ，５ｂ　現像ローラ（現像手段）
１５　第１のギア部
１５ａ　歯部
１６　感光体駆動シャフト
１７　第２のギア部
１７ａ　歯部
【図１】
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【図２】
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【図３】
2004094204.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2004094204.tif 000009
【図８】
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