(57)【要約】【課題】簡素な構成で像担持体と像担持体に対して位置決められている画像形成ユニットとのギヤップの変動や、ギヤの噛み合いにより発生するバンディングを抑制することができる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】画像形成装置本体に着脱可能に装着され、感光体５に対して位置決められている現像ユニット１７と、画像形成装置本体に設けられ、現像ユニット１７の被駆動体を回転駆動するモータ７と、モータ７から現像ユニット１７に駆動を伝達する駆動ギヤ１２とを有しており、現像ユニット１７には、画像形成装置本体に装着されたとき駆動ギヤ１２に噛み合う被駆動ギヤ１８を備え、画像形成装置本体には被駆動ギヤ１８の軸１９に対し、駆動１２ギヤの半径方向へ動きを規制し、周方向に移動に自由度を与える挿入孔１５を備えている。【選択図】図１３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱可能に装着され、像担持体に対して位置決められてい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、前記画像形成ユニットの被駆動体を回転駆動する駆動源と、該駆動源から前記画像形成ユニットに駆動を伝達する駆動ギヤとを有する画像形成装置において、
前記画像形成ユニットには、画像形成装置本体に装着されたとき前記駆動ギヤに噛み合う被駆動ギヤを備え、
前記画像形成装置本体には、前記被駆動ギヤの軸に対し、前記駆動ギヤの半径方向へ動きを規制し、周方向に移動に自由度を与える挿入孔を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記挿入孔が、前記駆動ギヤの同心円の周方向に延びる長孔であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記長孔は、その長手方向が前記駆動ギヤの同心円の円弧に沿って延びていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記長孔は、その長手方向が前記駆動ギヤの同心円にほぼ沿って平行に延びていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動ギヤと前記被駆動ギヤがハスバ歯車であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記挿入孔は、前記像担持体を位置決めする部材に設けられていることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成ユニット側の被駆動ギヤと画像形成装置本体側の駆動ギヤの噛合時の１歯当たりの前記像担持体上での空間周波数は０．９以上であることを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成ユニットの前記被駆動体は、前記被駆動ギヤまたはそれに連結する駆動列に係合することを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項９】
請求項１ないし８の画像形成装置に用いる像担持体を含むプロセスカートリッジであって、少なくとも前記駆動装置により駆動される回転体を含み、且つ前記画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
請求項９に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体に形成された潜像を現像する前記像担持体から独立した現像ユニットを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
請求項９に記載のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体と、該像担持体に形成された潜像を現像する現像ユニットとを有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置本体に着脱可能に装着され画像形成ユニットを有する画像形成装置及びプロセスカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機、プリンタ、ファクシミリ及びこれらの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置において、単色では濃度ムラ、カラーでは色ムラのない高画質が要求されている。また、多くの画像形成装置は特許文献１や２に示すように、現像ユニットを装置本体に装着したときに、装置本体側の駆動ギヤが現像ユニット側の被駆動ギヤに噛み合い、現像ユニット内に設けられた現像ローラ等が駆動されるように構成されている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２８７４９４号公報
【特許文献２】特開２００５−１１４１５９号公報
【０００４】
かかる画像形成装置において、感光体は装置本体の主基準で位置決めされるユニットであるのに対し、現像ローラは感光体に位置に対して位置が決まる従基準のユニットである。そして、その従基準である現像ユニットがギヤの噛み合いで駆動されるため、画像形成時に現像ローラと感光体のギャップが周期的に変動してしまい、周期ごとの単色では濃度ムラ、カラーでは色ムラが発生するという問題があった。さらに、駆動ギヤと被駆動ギヤの１歯の噛み合い成分で振動してしまい、それによって感光体に回転ムラを起こしたり、書き込みユニットの折り返しミラー等に振動を伝播させてバンディングが発生することが問題となっている。
【０００５】
例えば、特許文献１に記載の画像形成装置では、現像ローラを駆動するギヤが固定されていないため、噛み合い時に噛み合いピッチが不安定になり、バンディングが発生しやすい構成である。また、構成部品も多数であり、ギヤを支える揺動ブラケットが振動し画像に悪影響を与えることが懸念される構成である。
【０００６】
また、特許文献２に記載の画像形成装置では、現像ローラを駆動するギヤに自由度がある構成（稼動する構成）のため、噛合振動によるバンディングの発生が懸念される。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明は、上記した従来の不具合を解消し、簡素な構成で像担持体と像担持体に対して位置決められている画像形成ユニットとのギヤップの変動や、ギヤの噛み合いにより発生するバンディングを抑制することができる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記課題を解決するため、本発明は、画像形成装置本体に着脱可能に装着され、像担持体に対して位置決められてい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、前記画像形成ユニットの被駆動体を回転駆動する駆動源と、該駆動源から前記画像形成ユニットに駆動を伝達する駆動ギヤとを有する画像形成装置において、前記画像形成ユニットには、画像形成装置本体に装着されたとき前記駆動ギヤに噛み合う被駆動ギヤを備え、前記画像形成装置本体には、前記被駆動ギヤの軸に対し、前記駆動ギヤの半径方向へ動きを規制し、周方向に移動に自由度を与える挿入孔を備えていることを特徴とする画像形成装置を提案する。
【０００９】
なお、本発明は、前記挿入孔が、前記駆動ギヤの同心円の周方向に延びる長孔であると、効果的である。
さらに、本発明は、前記長孔は、その長手方向が前記駆動ギヤの同心円の円弧に沿って延びていると、効果的である。
【００１０】
さらにまた、本発明は、前記長孔は、その長手方向が前記駆動ギヤの同心円にほぼ沿って平行に延びていると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記駆動ギヤと前記被駆動ギヤがハスバ歯車であると、効果的である。
【００１１】
さらにまた、本発明は、前記挿入孔は、前記像担持体を位置決めする部材に設けられていると、効果的である。
さらにまた、本発明は、前記画像形成ユニット側の被駆動ギヤと画像形成装置本体側の駆動ギヤの噛合時の１歯当たりの前記像担持体上での空間周波数は０．９以上であると、効果的である。
【００１２】
前記画像形成ユニットの前記被駆動体は、前記被駆動ギヤまたはそれに連結する駆動列に係合すると、効果的である。
また、上記課題を解決するため、本発明は、請求項１ないし８の画像形成装置に用いる像担持体を含むプロセスカートリッジであって、少なくとも前記駆動装置により駆動される回転体を含み、且つ前記画像形成装置本体に対して着脱可能に構成されていることを特徴とするプロセスカートリッジを提案する。
【００１３】
なお、本発明は、前記像担持体に形成された潜像を現像する前記像担持体から独立した現像ユニットを有すると、効果的である。
さらに、本発明は、前記像担持体と、該像担持体に形成された潜像を現像する現像ユニットとを有すると、効果的である。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、簡素な構成で感光体と現像ローラ間のギャップ変動を抑え、且つ、現像駆動ギヤにより発生するバンディングを抑制することを可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
図１はダンデムタイプの画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
画像形成部１には、像担持体として構成された複数のドラム状の感光体２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄを有し、その各感光体には、互いに異なった色のトナー像がそれぞれ形成される。図示した例では、感光体２ａ〜２ｄの表面に、イエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像及び黒トナー像がそれぞれ形成される。各感光体２ａ〜２ｄは、所定の間隔をあけて互いに平行に配置され、この感光体２ａ〜２ｄの上部に対向して中間転写体として構成された中間転写ベルト３が配置されており、この中間転写体としてはドラムを用いることもできるが、図示した例では複数の支持ローラ４に巻き掛けられて矢印方向に駆動される無端ベルトが用いられている。
【００１６】
各感光体２ａ〜２ｄの周囲には図示していないが、感光体の表面に帯電処理を行う帯電装置、画像情報を感光体表面にレーザー光で書き込みを行う書き込み装置、光書き込みにより感光体２の表面に形成された静電潜像を可視像化する現像ユニット、中間転写ベルト３を介して感光体２と対向配置された転写装置、中間転写ベルト３に転写後の感光体２表面に残留するトナーを除去回収するクリーニング装置が設けられている。なお、符号５ａ〜５ｄは感光体２ａ〜２ｄと所定ギヤップを介して対向配置された現像ユニットの現像ローラを示している。
【００１７】
かかる画像形成装置では、感光体２ａ〜２ｄ上に図示しない書き込み装置により照射された各々の色の光ビームにて潜像が形成され、各色の現像ローラ５ａ〜５ｄにて各感光体２ａ〜２ｄ上にトナー像が形成される。その後、イエロー感光体２ｄ、シアン感光体２ｃ、マゼンタ感光体２ｂ、ブラック感光体２ａの順に、形成されたトナー像が順次中間転写ベルト３上に転写され、そして２次転写ローラ６にて転写材に転写される。
【００１８】
図２は現像ローラ５ａ〜５ｄの駆動系の駆動列を上面から示した図、図３はその駆動列の斜視図である。
図２および図３において、駆動源であるモータ７ａ〜７ｄより、モータ７ａ〜７ｄの出力軸のギヤに噛み合うギヤ８ａ〜８ｄ，９ａ〜９ｄと駆動連結され、駆動の連結解除を行う現像クラッチ１０ａ〜１０ｄのギヤに駆動連結される。現像クラッチ１０ａ〜１０ｄの同軸上にギヤ１１ａ〜１１ｄを設けて、現像クラッチ１０ａ〜１０ｄのオン・オフによってギヤ１１ａ〜１１ｄ以降が選択的に駆動される。ギヤ１１ａ〜１１ｄには、さらにギヤ１２ａ〜１２ｄが噛み合い、このギヤ１２ａ〜１２ｄが本図では示していない現像ユニット１７との受け渡しをする駆動ギヤである（以下、駆動ギヤ１２という）。
【００１９】
図４は現像部の駆動系の側板をモータ側より見た斜視図、図５はその側板を現像ユニット１７との駆動受け渡し側から見た斜視図、そして図６はその正面図である。
【００２０】
図４ないし図６において、現像部の駆動系は現像ギヤ８，９，１２の駆動中心となるカシメ軸を含んだ駆動側板１３に支持される。図４に示す駆動側板１３の外側には、駆動ギヤ８，９、現像クラッチ１０が保持され、図５に示す駆動側板１３の内側には、駆動ギヤ１１，１２が支持される。また、駆動側板１３には感光体（図示せず）中心の位置決め孔１６と駆動ギヤ１２と噛み合う現像ユニット１７側のギヤの中心軸が挿入される挿入孔１５を含むハウジング１４も支持される。
【００２１】
図７は現像ユニット１７の斜視図、図８及び図９は現像ユニット１７と感光体２を含むプロセスカートリッジ２４の斜視図である。また、図１０及び図１１は現像駆動系の詳細斜視図であり、図１２は感光体駆動系斜視図である。
【００２２】
現像ユニット１７には、図１０及び図１１に示すように、駆動ギヤ１２に噛み合う被駆動ギヤ１８を備え、該被駆動ギヤ１８は、現像ローラ５を駆動するギヤ２０及び現像スクリュウ２４を駆動するギヤ２５の双方に噛み合い駆動伝達する。そして、現像ユニット１７が装置本体に装着されたとき、駆動ギヤ１２に噛み合う被駆動ギヤ１８の中心軸１９がハウジング１４の挿入孔１５に刺さる。
【００２３】
一方、感光体２は図１２に示すように、現像駆動と同一駆動源であるモータ7を駆動源として、大口径ギヤ２１にて１段減速して駆動伝達する。大口径ギヤ２１の同軸には、軸受２２が配置してあり、ハウジング１４の位置決め孔２６に挿入され位置決めされる。さらに、軸受と同軸上のカップリングが図８，９に示すプロセスカートリッジ２４内の感光体２と同軸上のカップリング２７と嵌合して駆動伝達を行う。
【００２４】
上記の如く構成される画像形成装置において、現像ユニット１７を装置本体に装着すると、筐体側の駆動ギヤ１２に現像ユニット１７側の被駆動ギヤ１８が噛み合う。このとき、現像ユニット１７は感光体２に対して位置が決められる従基準のユニットであり、その従基準のユニットをギヤの噛み合いで駆動伝達すると、現像ローラ５と感光体２のギャップが周期的に変動しては濃度ムラ、色ムラを起こしたり、バンディングを発生させたりする。
【００２５】
そこで、本発明では、現像ユニット１７を装置本体に装着すると、被駆動ギヤ１８の中心軸１９が図１０に示すハウジング１４に形成される挿入孔１５に挿入される。このとき、挿入孔１５の形状は被駆動ギヤ１８の中心軸１９に対し、駆動ギヤ１２の半径方向へ動きを規制し、周方向に移動に自由度を与えるように形成する。すなわち、挿入孔１５は、駆動ギヤ１２の同心円の周方向に延びる円弧状の長孔に形成する。そして、図１３に示す実施形態の挿入孔１５はその長手方向が駆動ギヤ１３の同心円の円弧に沿って延びている長孔であり、また図１４に示す別の実施形態の挿入孔１５は長手方向が駆動ギヤ１２の同心円の円弧方向に延びるものの、円弧ではなく直線で平行に延びているトラック状の長孔としている。
【００２６】
次に、挿入孔１５を円弧状の長孔の場合、トラック状の長孔の場合、円孔の場合、駆動ギヤが直接現像ローラのギヤ２０と噛み合う場合の感光体２と現像ローラ５間のギャップＧの変動について調べた。図１５はその測定方法を示し、矢印Ｅ方向からレーザー変位計にてギャップの変動を測定した。その結果を図１６に示す。
【００２７】
挿入孔１５が丸孔の場合は、現像ローラ５の振れの影響に加えて、被駆動ギヤ１８の１回転に相当する変動が加わり振幅が大きくなっている。これに対し、挿入孔１５が円弧状やトラック状の長孔の場合は、被駆動ギヤ１８の１回転の影響はほとんどなく、現像ローラ５の振れの影響のみで動的ギャップＧが決まっている。これによって、円弧状やトラック状の長孔にすることによって、単色での画像濃度ムラ及び多色での色ムラを低減させる効果があることが判る。特に、図１に示すようなタンデムタイプの画像形成装置での色ムラ抑制に効果がある。
【００２８】
また、駆動ギヤ１２が直接現像ローラのギヤ２０と噛み合って駆動させた場合も動的ギャップＧの振れが大きくなってしまう。したがって、現像ローラ５のは駆動ギヤ１２が直接駆動するのではなく、アイドラギヤとして被駆動ギヤ１８を介して駆動伝達することが好ましい。
【００２９】
また、本発明は、図１０及び図１１に示しているギヤ１１，１２，１８，２０，２５をハスバ歯車とすることで、画像上に1歯の噛合周期によるバンディングの発生を抑制することができる。さらに、図１０及び図１１に示す駆動ギヤ１２は被駆動ギヤ１８と嵌合し易くするため、嵌合方向に傾斜する面取りを行うことも好ましい。
【００３０】
さらに、本発明では、図１１に示すハウジング１４の孔１６に図８におけるプロセスカートリッジ２４の感光体ドラム２の軸受２６が挿入されることにより位置決めされる。そして、ハウジング１４には、被駆動ギヤ１８の中心軸１９が挿入される挿入孔１５も設けられているので、孔１６と挿入孔１５は同じ部品に構成されるものであり、位置関係を出しやすい構成となっている。
【００３１】
現像ユニット１７側の被駆動ギヤ１８と駆動ギヤ１２との噛合時における１歯当たりの感光体２上での空間周波数は０．９以上に設定しており、この設定にて、ギヤのある程度の小モジュール化にて、ギヤ噛合率がアップするのと画像上のピッチを細かくして、目に見えにくいピッチにすることで、人間の知覚のバンディングを低減させている。これについては、ギヤモジュールを０．０５ずつ振ったものを試作し、画像ランクを判定する実験を行った。なお、画像ランクの判定はランク１〜５まで０．０５刻みの段階見本を作成し、実際の出力画像と見比べてランク付けを行ったものである。その結果は図１７に示すように、空間周波数０．９以上になると画像悪さが目立ちにくくなっている。
【００３２】
なお、本発明は像担持体に対して位置決められている従基準の画像形成ユニットとして現像ユニット１７で説明したが、従基準の画像形成ユニットとしては駆動ギヤの噛み合いで駆動される部材を有するクリーニングユニットがあり、本発明はこのようなクリーニングユニットにも適用することができる。また、本発明は感光体２と別体で独立した現像ユニット１７を有するプロセスカートリッジにも適用できるし、感光体２と現像ユニット１７を有するプロセスカートリッジにも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【図１】ダンデムタイプの画像形成装置の一例を示す概略構成図である。
【図２】現像ローラの駆動系の駆動列を上面から示した図である。
【図３】現像ローラの駆動系の駆動列を示す斜視図である。
【図４】現像部の駆動系の側板をモータ側より見た斜視図である。
【図５】現像部の駆動系の側板を現像ユニットとの駆動受け渡し側から見た斜視図である。
【図６】現像部の駆動系の側板の正面図である。
【図７】現像ユニットの斜視図である。
【図８】現像ユニットと感光体を含むプロセスカートリッジの斜視図である。
【図９】現像ユニットと感光体を含むプロセスカートリッジの斜視図である。
【図１０】現像駆動系を示す詳細斜視図である。
【図１１】現像駆動系を示す詳細斜視図である。
【図１２】感光体駆動系を示す斜視図である。
【図１３】本発明の一実施形態を示す説明図である。
【図１４】本発明の他の実施形態を示す説明図である。
【図１５】感光体と現像ローラ間のギャップの変動の測定方法を示す図である。
【図１６】感光体と現像ローラ間のギャップの測定結果を示すグラフである。
【図１７】感光体上での空間周波数と画像ランクとの関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００３４】
２    感光体
５    現像ローラ
７    モータ
１２    駆動ギヤ
１５    挿入孔
１７    現像ユニット
１８    被駆動ギヤ
１９    被駆動ギヤの中心軸
２４    プロセスカートリッジ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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