JP2005274965A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 簡単な構成であって、回転軸の位置精度を出すことができ、しかもユニット側への駆動力の伝達を容易に解除することができ、ユニットの着脱を容易に行うことが可能な画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】 画像形成装置本体に対してユニットを着脱自在又はリトラクト自在に配設するとともに、当該ユニットの内部には、端部に歯車を有する回転体を設け、前記ユニット内の回転体を、画像形成装置本体側に取り付けられた駆動モータにより歯車を介して駆動するように構成した画像形成装置において、前記ユニット側の被駆動歯車に駆動力を伝達する画像形成装置本体側の駆動歯車列は、当該駆動歯車列を構成する歯車として、同軸状に組み付けられた複数の歯車を有し、前記同軸状に組み付けられた複数の歯車は、互いに所定角度だけ空転自在に構成して課題を解決した。
【選択図】 図１

Description

この発明は、電子写真方式を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリあるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置に関し、特に装置本体に対して着脱自在乃至リトラクト自在に構成されたユニットへの駆動力の伝達を解除するための駆動解除機構に関するものである。

特開昭６３−１３０９４８号公報

従来、この種の電子写真方式を適用したプリンタ、複写機、ファクシミリあるいはこれらの機能を兼ね備えた複合機等の画像形成装置においては、当該画像形成装置を構成する部材の寿命による交換や、ジャムが発生した用紙除去などのため、画像形成装置本体に対して着脱自在乃至リトラクト（接離）自在に構成されたユニットが存在する。また、上記画像形成装置本体に対して着脱自在乃至リトラクト自在なユニットには、殆どの場合、当該ユニットの内部に配設されるロール等の構成部材を回転駆動するための歯車が設けられており、当該歯車を回転させるには、ロール等の構成部材を回転する歯車が噛み合って負荷が掛かった状態となっている。また、上記画像形成装置本体側の駆動歯車には、駆動源としての駆動モータや、装置本体の内部に配設されるロール等の構成部材を回転するための歯車の負荷が掛かった状態となっている。

そのため、上記ユニットを画像形成装置の装置本体から引き出したり、ユニットを画像形成装置の装置本体に装着する場合には、装置本体側の駆動歯車と、ユニット側の従動歯車とが噛み合った状態となるため、当該装置本体側の駆動歯車と、ユニット側の従動歯車の回転軸を結んだ直線の方向に着脱する場合以外は、駆動歯車及び従動歯車を回転させる負荷が加わったままの状態でユニットを着脱せざるを得ず、当該ユニットの着脱操作が困難とならざるを得ない。

しかしながら、上記画像形成装置において、ユニットの着脱方向と、装置本体側の駆動歯車とユニット側の従動歯車の回転軸を結んだ直線方向とが一致するように構成するには、装置のレイアウトなどが大きな制約条件となって困難なことが多く、実際のマシンでは、ある程度の負荷が加わったままの状態で、ユニットを着脱するように構成しているのが現状である。

そこで、上記画像形成装置において、装置本体側の駆動歯車と従動歯車を介して互いに作動連結されたユニットの着脱操作を容易とする技術としては、例えば、特開昭６３−１３０９４８号公報に開示されているものが既に提案されている。

この特開昭６３−１３０９４８号公報に係る駆動解除装置は、駆動系と、これによって駆動される部材を備え、駆動系を停止したのちに、上記被駆動部材を駆動系から離脱させるための駆動解除機構において、駆動系の停止直前においてこれを逆転させることで、歯車の噛み合いを緩めて、その後レバー操作によって遊星歯車の噛み合いを外し、ユニットの取り外しを容易としたものである。

しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開昭６３−１３０９４８号公報に係る駆動解除装置の場合には、駆動系の停止直前においてこれを逆転させることで、歯車の噛み合いを緩めた後、レバー操作によって遊星歯車の噛み合いを外し、ユニットの取り外しを容易としたものであるが、遊星歯車の回転軸、及び遊星歯車に遊星運動を行わせる軸、並びにユニット側の被駆動歯車軸の相対的な位置関係に制約があるばかりか、遊星歯車機構を用いているため、構成が複雑であって、且つユニット側の被駆動歯車の軸が移動してしまうため、軸位置の精度にも不安があるという問題点を有していた。

そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、簡単な構成であって、回転軸の位置精度を出すことができ、しかもユニット側への駆動力の伝達を容易に解除することができ、ユニットの着脱を容易に行うことが可能な画像形成装置を提供することにある。

上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、画像形成装置本体に対してユニットを着脱自在又はリトラクト自在に配設するとともに、当該ユニットの内部には、端部に歯車を有する回転体を設け、前記ユニット内の回転体を、画像形成装置本体側に取り付けられた駆動モータにより歯車を介して駆動するように構成した画像形成装置において、
前記ユニット側の被駆動歯車に駆動力を伝達する画像形成装置本体側の駆動歯車列は、当該駆動歯車列を構成する歯車として、同軸状に組み付けられた複数の歯車を有し、前記同軸状に組み付けられた複数の歯車は、互いに所定角度だけ空転自在に構成されていることを特徴とする画像形成装置である。

また、請求項２に記載された発明は、前記同軸状に組み付けられた複数の歯車は、互いに所定角度だけ空転自在な回転止め形状を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置である。

さらに、請求項３に記載された発明は、前記同軸状に組み付けられた複数の歯車のうち、入力側の歯車と出力側の歯車との相対的な空転角度をθｘ、前記ユニットの着脱時に、装置本体側の駆動歯車がユニット側の被駆動歯車と当接することによって回転する回転角度をθａ、前記同軸状に組み付けられた複数の歯車（回転数ｆｘ）と前記駆動歯車（回転数ｆａ）の減速比をＩｘ（＝ｆｘ／ｆａ）とした場合に、θｘ＞θａ・Ｉｘなる関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置である。

又、請求項４に記載された発明は、前記駆動モータを停止させた後、当該駆動モータを所定の角度だけ逆転させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置である。

更に、請求項５に記載された発明は、前記駆動モータの逆転角度をθｍ、前記駆動モータ（回転数ｆｍ）と前記駆動歯車（回転数ｆａ）の減速比をＩｍ（＝ｆｍ／ｆａ）とした場合に、θｍ＞θａ・Ｉｍなる関係を満たすことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置である。

また、請求項６に記載された発明は、前記画像形成装置本体側の歯車は、すべて軸位置が固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置である。

さらに、請求項７に記載された発明は、前記画像形成装置本体に対して着脱自在なユニットが、現像装置または像担持体の少なくとも一方を含むプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置である。

又、請求項８に記載された発明は、前記画像形成装置本体に対して着脱自在なユニットが、定着装置であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置である。

更に、請求項９に記載された発明は、前記画像形成装置本体に対して着脱自在なユニットが、転写装置であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置である。

この発明によれば、簡単な構成であって、回転軸の位置精度を出すことができ、しかもユニット側への駆動力の伝達を容易に解除することができ、ユニットの着脱を容易に行うことが可能な画像形成装置を提供することができる。

以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１
図２及び図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のフルカラープリンタを示すものである。尚、図３中の矢印は、各回転部材の回転方向を示している。

このフルカラープリンタ01は、図２及び図３に示すように、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）11, 12, 13, 14を有する画像形成ユニット1, 2, 3, 4と、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）21, 22, 23, 24と、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34を照射する図２に示すレーザ光学ユニット03（露光装置）と、現像装置41, 42, 43, 44と、上記４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14のうちの２つの感光体ドラム11, 12に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）51及び他の２つの感光体ドラム13, 14に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）52と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）53と、この二次中間転写ドラム53に接触する転写ロール（転写部材）60とで、その主要部が構成されている。

感光体ドラム11, 12, 13, 14は、図３に示すように、共通の接平面M を有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 12, 13, 14軸に対し平行かつ所定の対象面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14と回転軸が平行であるように配置されている。

各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図２に示すレーザ光学ユニット03に入力される。このレーザ光学ユニット03では、イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34が変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13, 14に照射される。

上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラム（像担持体）が用いられ、これらの感光体ドラム11, 12, 13, 14は、例えば、95ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面は、図３に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール21, 22, 23, 24に、約-840ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約-300Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。

その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面には、露光装置としてのレーザ光学ユニット03によってイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、レーザ光学ユニットで静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は-60 Ｖ以下程度にまで除電される。

また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に形成されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像され、感光体ドラム11, 12, 13, 14上にイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。

この実施の形態では、現像装置41, 42, 43, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、一成分現像方式や非接触型の現像方式など、他の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。

現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色の異なったイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42, 43, 44は、図２に示すトナーカートリッジ04Y ，04M ，04C ，04K からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー404 で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール401 の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール401 に現像剤を搬送するパドル403 によって、当該現像ロール401 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材402 によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、30〜50ｇ／ｍ² であり、また、このとき現像ロール401 上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜35μＣ／g 程度である。

上記現像装置41, 42, 43, 44で使用されるトナーとしては、次式で規定される形状係数ＭＬＳ２が１００〜１４０、例えば、ＭＬＳ２＝１３０程度のもので、平均粒径が３μｍ〜１０μｍの所謂" 球形トナー" が用いられる。
ＭＬＳ２＝｛（トナー粒子の絶対最大長）×２）｝
／｛（トナー粒子の投影面積）×π×１／４×１００｝

上記現像ロール401 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。この現像ロール401 にAC＋DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール401 上のトナーを感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、この現像バイアス電圧はACが4 ｋＨｚ、1.5 ｋＶppで、ＤＣが-230Ｖ程度である。

次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム11, 12上に形成されたイエロー（Ｙ）及びマジェンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13, 14上に形成されたシアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二重色像が形成される。

上記第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 上に感光体ドラム11,12,13,14 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500 Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位は、+380Ｖ程度が望ましい。

この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が42ｍｍに形成され、抵抗値は１０⁸ Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝10² 〜10³ Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層（Ｒ＝10⁵ 〜10⁹ Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝10⁵ 〜10⁹ Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。

このように第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に二次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からイエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。

この二次中間転写ドラム53上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14から第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500Ｖ程度に設定することが望ましい。

この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と同じ42ｍｍに形成され、抵抗値は１０¹¹Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝10² 〜10³ Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。

次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路を通る転写用紙101 上に３次転写される。この転写用紙101 は、図３に示すような紙送り工程を経てレジストローラ90を通過し、二次中間転写ドラム53と転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、転写用紙101 上に形成された最終的なトナー像は、定着器70によって熱及び圧力で定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。

すなわち、この実施の形態に係るフルカラープリンタ01では、図４に示すように、メンテンス性等を向上させるため、４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14と、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と、二次中間転写ドラム53とが、一体的に設けられて画像形成ユニット101 を構成しており、この画像形成ユニット101 は、フルカラープリンタ01の装置本体102 に対して着脱自在となっている。

上記画像形成ユニット101 は、図５に示すように、そのフロント側とリア側に、４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14と、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と、二次中間転写ドラム53とを回転自在に支持するためのフレーム103 ，104 を備えている。また、上記画像形成ユニット101 には、二次中間転写ドラム53を回転自在に支持するための軸状部材としての回転軸105 が、フロント側とリア側のフレーム103 ，104 から外側に所定量だけそれぞれ突出するように取り付けれている。この二次中間転写ドラム53の回転軸105 は、図２に示すように、画像形成ユニット101 をフルカラープリンタ01の装置本体102 に装着した際に、当該画像形成ユニット101 を所定の位置に位置決め固定するための固定部材としての機能を果たしている。上記二次中間転写ドラム53を回転自在に支持するための回転軸105 は、当該二次中間転写ドラム53を回転自在に支持するものであれば良く、当該回転軸105 自体は、回転自在に設けられたものであっても、画像形成ユニット101 に固定した状態で設けられたものであっても良い。なお、この実施の形態では、上記回転軸105 は、画像形成ユニット101 に固定した状態で取り付けられている。

また、この実施の形態では、上記画像形成ユニット101 に、図４に示すごとく、４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14と、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と、二次中間転写ドラム53と以外にも、帯電ロール21，22，23，24や必要に応じて図示しないリフレッシャーロール等も取り付けられている。

上記画像形成ユニット101 は、図６に示すように、フルカラープリンタ01の装置本体102 に対して、当該装置本体102 の側部を覆うフロントユニット106 、及び当該装置本体102 の上部を覆うカバー部材107 を開いた状態で、上方に持ち上げることによって、図７に示すように、装置本体102 から取り出し自在に構成されており、当該画像形成ユニット101 の着脱方向は、図中に矢印で示すような鉛直方向に沿った上下方向となっている。

さらに、上記イエロー（Ｙ）、マジェンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）色の現像装置41, 42, 43, 44は、図８に示すように、一体的にユニット化されており、この現像ユニット109 は、図９に示すように、画像形成ユニット101 と接離方向に沿ってリトラクト自在に取り付けられている。なお、上記現像ユニット109 は、画像形成ユニット101 と接離方向に沿って着脱自在に構成しても良い。

上記フルカラープリンタ01の装置本体102 のフレーム108 には、図１０乃至図１２に示すように、現像装置41, 42, 43, 44の現像ロール401 を回転駆動するための駆動機構70が取り付けられている。

図１３はイエロー色、マジェンタ色、シアン色、ブラック色の各現像装置41, 42, 43, 44の現像ロール401 Ｙ、401 Ｍ、401 Ｃ、401 Ｋを回転駆動する駆動機構70を示す斜視図である。

図１３において、７０はイエロー色、マジェンタ色、シアン色、黒色の各現像装置41, 42, 43, 44の現像ロール401 Ｙ、401 Ｍ、401 Ｃ、401 Ｋを回転駆動する駆動機構を示すものであり、この駆動機構70は、板金等によって形成された駆動機構のケース71を備えている。この駆動機構のケース71には、図１０に示すように、駆動源としての第１の駆動モータ72と、第２の駆動モータ73とが取り付けられている。また、上記第１の駆動モータ72の駆動軸74と、第２の駆動モータ73の駆動軸75には、図１３に示すように、それぞれ駆動歯車76、77が一体的に形成されている。

上記第１の駆動モータ72の駆動歯車76には、２つの減速用の二重歯車78、79が噛み合わされているとともに、第２の駆動モータ73の駆動歯車77には、１つの減速用の二重歯車80が噛み合わされている。また、上記減速用の二重歯車78には、一体的に形成された二重歯車81が噛み合わされているとともに、減速用の二重歯車79には、２つの一体的に形成された二重歯車82、83が噛み合わされている。さらに、上記減速用の二重歯車80には、一体的に形成された二重歯車84が噛み合わされている。

また、上記一体的に形成された二重歯車81、82、83、84の直径が小さい歯車には、図９及び図１４に示すように、イエロー色、マジェンタ色、シアン色、黒色の各現像装置41, 42, 43, 44の現像ロール401 Ｙ、401 Ｍ、401 Ｃ、401 Ｋの端部に取り付けられた歯車85、86、87、88が、当該現像装置41, 42, 43, 44の現像ユニットが画像形成ユニット101 に近接した位置に移動した際に噛み合うように構成されている。

ところで、この実施の形態は、画像形成装置本体に対してユニットを着脱自在に配設するとともに、当該ユニットの内部には、端部に歯車を有する回転体を設け、前記ユニット内の回転体を、画像形成装置本体側に取り付けられた駆動モータにより歯車を介して駆動するように構成した画像形成装置において、前記ユニット側の被駆動歯車に駆動力を伝達する画像形成装置本体側の駆動歯車列は、当該駆動歯車列を構成する歯車として、同軸状に組み付けられた複数の歯車を有し、前記同軸状に組み付けられた複数の歯車は、互いに所定角度だけ空転自在に構成されている。

また、この実施の形態は、前記同軸状に組み付けられた複数の歯車は、互いに所定角度だけ空転自在な回転止め形状を有するように構成されている。

さらに、この実施の形態は、前記同軸状に組み付けられた複数の歯車のうち、入力側の歯車と出力側の歯車との相対的な空転角度をθｘ、前記ユニットの着脱時に、装置本体側の駆動歯車がユニット側の被駆動歯車と当接することによって、回転する回転角度をθａ、前記同軸状に組み付けられた複数の歯車（回転数ｆｘ）と前記駆動歯車（回転数ｆａ）の減速比をＩｘ（＝ｆｘ／ｆａ）とした場合に、θｘ＞θａ・Ｉｘなる関係を満たすように構成されている。

又、この実施の形態は、前記駆動モータを停止させた後、当該駆動モータを所定の角度だけ逆転させるように構成されている。

更に、この実施の形態は、前記駆動モータの逆転角度をθｍ、前記駆動モータ（回転数ｆｍ）と前記駆動歯車（回転数ｆａ）の減速比をＩｍ（＝ｆｍ／ｆａ）とした場合に、θｍ＞θａ・Ｉｍなる関係を満たすように構成されている。

また、この実施の形態は、前記画像形成装置本体側の歯車は、すべて軸位置が固定されているように構成されている。

すなわち、上記画像形成装置本体108 側の駆動歯車列のうち、中間に位置する３つの二重歯車78、79、80は、図１に示すように、直径の大きな歯車78ａ、79ａ、80ａと、直径の小さな歯車78ｂ、79ｂ、80ｂとを、同軸状に配置して構成されている。また、上記３つの二重歯車78、79、80は、直径の大きな歯車78ａ、79ａ、80ａと、直径の小さな歯車78ｂ、79ｂ、80ｂとが、互いに所定角度θｘだけ空転自在に構成されている。

更に説明すると、上記３つの二重歯車78、79、80のうち、直径の大きな歯車78ａ、79ａ、80ａには、図１５に示すように、その内周に円弧状の溝部90が設けられている。また、直径の小さな歯車78ｂ、79ｂ、80ｂには、図１６に示すように、その下端面に、直径の大きな歯車78ａ、79ａ、80ａの円弧状の溝部90に嵌合され、当該円弧状の溝部90に周方向に沿って回動自在な凸部91が設けられている。

そして、上記３つの二重歯車78、79、80は、図１に示すように、直径の大きな歯車78ａ、79ａ、80ａの円弧状の溝部90と、直径の小さいな歯車78ｂ、79ｂ、80ｂの凸部91とが嵌合することによって、互いに所定角度θｘだけ空転自在となっている。

その際、上記空転角度θｘは、図１及び図９に示すように、現像ユニット109 のリトラクト時に、装置本体108 側の駆動歯車である二重歯車81、82、83、84が、現像ユニット109 側の被駆動歯車である歯車85、86、87、88と当接して距離Ｌだけ移動することによって、二重歯車81、82、83、84の直径の小さい歯車81ｂ、82ｂ、83ｂ、84ｂが回転する回転角度をθａ、前記同軸状に組み付けられた複数の歯車78ｂ、79ｂ、80ｂ（回転数ｆｘ）と駆動歯車としての二重歯車81、82、83、84の直径の小さい歯車81ｂ、82ｂ、83ｂ、84ｂ（回転数ｆａ）の減速比をＩｘ（＝ｆｘ／ｆａ）とした場合に、θｘ＞θａ・Ｉｘなる関係を満たすように構成されている。

つまり、現像ユニット109 のリトラクトした時に、同軸状に組み付けられた複数の歯車78ｂ、79ｂ、80ｂが回転する角度（θａ・Ｉｘ）よりも、当該歯車78ｂ、79ｂ、80ｂの空転角度θｘの方が大きくなるように設定されている。

また、この実施の形態では、駆動モータ71、72の逆転角度をθｍ、当該駆動モータ71、72（回転数ｆｍ）と前記駆動歯車としての二重歯車81、82、83、84の直径の小さい歯車81ｂ、82ｂ、83ｂ、84ｂ（回転数ｆａ）の減速比をＩｍ（＝ｆｍ／ｆａ）とした場合に、θｍ＞θａ・Ｉｍなる関係を満たすように構成されている。

つまり、上記駆動モータ71、72を所定の逆転角度θｍだけ逆転させることにより、現像ユニット109 のリトラクト時に、常に、直径の小さい歯車78ｂ、79ｂ、80ｂの凸部91が、図１に示すように、直径の大きな歯車78ａ、79ａ、80ａの円弧状の溝部90の逆方向の端部に当接した状態となっており、現像ロール401 Ｙ、401 Ｍ、401 Ｃ、401 Ｋの歯車85、86、87、88が、装置本体108 側の二重歯車81、82、83、84の直径の小さい歯車81ｂ、82ｂ、83ｂ、84ｂに当接して、当該直径の小さい歯車81ｂ、82ｂ、83ｂ、84ｂに噛み合った直径の小さいな歯車78ｂ、79ｂ、80ｂが回転する際に、最大の空転角度θｘが確保されるようになっている。

以上の構成において、この実施の形態に係る画像形成装置としてのタンデム方式のフルカラープリンタでは、次のようにして、簡単な構成であって、回転軸の位置精度を出すことができ、しかもユニット側への駆動力の伝達を容易に解除することができ、ユニットの着脱を容易に行うことが可能となっている。

すなわち、この実施の形態に係るタンデム方式のフルカラープリンタでは、図８及び図９に示すように、現像装置41, 42, 43, 44を備えた現像ユニット109 を装置本体108 に装着し、当該現像ユニット109 を装置本体108 側にリトラクト乃至装着する際に、現像ユニット109 と装置本体108 の着脱方向は、図１に示すように、現像ユニット109 側の歯車85、86、87、88と、装置本体108 側の歯車81ｂ、82ｂ、83ｂ、84ｂとの回転軸を結んだ直線方向と異なっている。そのため、上記現像ユニット109 を装置本体108 に装着する際に、当該現像ユニット109 側の歯車85、86、87、88と、装置本体108 側の歯車81ｂ、82ｂ、83ｂ、84ｂとが当接する。

ところで、この実施の形態では、図１に示すように、装置本体108 側の駆動歯車列に、二重歯車78、79、80が介在されており、当該二重歯車78、79、80は、互いに同軸状に配置され、互いに所定角度θｘだけ空転自在な直径の大きな歯車78ａ、79ａ、80ａと、直径の小さな歯車78ｂ、79ｂ、80ｂとを備えている。そのため、上記現像ユニット109 側の歯車85、86、87、88と、装置本体108 側の歯車81ｂ、82ｂ、83ｂ、84ｂとが当接した場合であっても、二重歯車78、79、80が所定角度θｘだけ空転するため、現像ユニット109 に歯車の噛み合わせによる負荷が作用することなく、リトラクト乃至装着を行うことが可能となる。

その際、上記現像ユニット109 を少なくともリトラクト乃至装着する以前に、駆動モータ71、72を所定の逆転角度θｍだけ、逆転させておくことにより、図１に示すように、常に、所定の空転角度θｘを確保することができ、現像ユニット109 のリトラクト乃至装着を容易に行うことが可能となる。

このように、上記実施の形態によれば、装置本体108 側の駆動歯車列に、同軸状に配置され、互いに所定角度θｘだけ空転自在な直径の大きな歯車78ａ、79ａ、80ａと、直径の小さな歯車78ｂ、79ｂ、80ｂとを介在させるという簡単な構成で、しかも装置本体108 側の駆動歯車列は、固定した軸配置で良いので、回転軸の位置精度を出すことができ、しかも現像ユニット109 側への駆動力の伝達を容易に解除することができ、現像ユニット109 の着脱を容易に行うことが可能となっている。

実施の形態２
図１７及び図１８はこの発明の実施の形態２を示すものであり、前記実施の形態１と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態２では、現像装置の現像ロールを回転駆動する駆動機構の構成、及び互いに空転自在な歯車の配置が、実施の形態１と異なっている。

図１７はこの実施の形態２に係るイエロー色、マジェンタ色、シアン色、ブラック色の各現像装置41, 42, 43, 44の現像ロール401 Ｙ、401 Ｍ、401 Ｃ、401 Ｋを回転駆動する駆動機構を示す斜視図である。

図１７において、170 はイエロー色、マジェンタ色、シアン色、黒色の各現像装置41, 42, 43, 44の現像ロール401 Ｙ、401 Ｍ、401 Ｃ、401 Ｋを回転駆動する駆動機構を示すものであり、この駆動機構170 は、板金等によって形成された駆動機構のケース171 を備えている。この駆動機構のケース171 には、駆動源としての駆動モータ172 が固定した状態で取り付けられており、当該駆動モータ172 の回転軸173 には、駆動ギア174 が一体的に形成されている。この駆動モータ172 は、その回転方向が、正回転と逆回転とに切り替え可能となっている。また、この実施の形態では、駆動モータ172 の回転数が、正回転と逆回転とで同一となるように設定されている。

上記駆動機構170 は、図１８に示すように、駆動モータ172 の回転駆動力を、ブラック色以外の複数の現像ロール401 Ｙ、401 Ｍ、401 Ｃに伝達する第１の駆動力伝達経路191 と、駆動モータ172 の回転駆動力を、ブラック色の現像ロール401 Ｋに伝達する第２の駆動力伝達経路192 とを備え、前記第１の駆動力伝達経路191 には、ブラック色以外の複数の現像ロール401 Ｙ、401 Ｍ、401 Ｃに駆動を分岐する手前に、ワンウェイクラッチを内蔵した第２のワンウェイクラッチ内蔵歯車178 が配設されている。

また、上記駆動機構170 は、第２の駆動力伝達経路192 が、２つの駆動力伝達経路192 ａ、192 ｂを備えており、前記第１の駆動力伝達経路191 と第２の駆動力伝達経路192 との分岐位置に、ワンウェイクラッチを内蔵した第１のワンウェイクラッチ内蔵歯車177 が配置されているとともに、当該第１のワンウェイクラッチ内蔵歯車177 のブラック色の現像ロール401 Ｋ側に、他のワンウェイクラッチを内蔵した第３のワンウェイクラッチ内蔵歯車187 が配置されている。この第３のワンウェイクラッチ内蔵歯車187 の入力歯車187 ａは、駆動モータ172 から歯車174 ａ及び第１の歯車175 を介して直接的に回転駆動力を伝達され、当該第３のワンウェイクラッチ内蔵歯車187 は、モノクロ画像形成時に駆動力を伝達し、フルカラー画像形成時に空転するように構成されている。

さらに、上記駆動機構170 の構成について詳細に説明すると、駆動モータ172 の駆動ギア174 には、図１７に示すように、歯車174 ａ及び第２の歯車176 が噛み合わされているとともに、当該第２の歯車176 には、図１８に示すように、第１の歯車175 が同軸状に取り付けられている。上記第１の歯車175 は、第２の歯車176 に対して、２１５°にわたって空転自在となるように装着されている。上記第１の歯車175 には、その内周に扇形状の溝175 ａが形成されており、当該扇形状の溝175 ａには、第２の歯車176 の凸部176 ａが周方向に沿ってスライド自在に嵌合されるように構成されている。そして、上記第１の歯車175 が回転した場合であっても、当該第１の歯車175 が所定角度θｘ＝２１５°空転した後に、第２の歯車176 に回転駆動力が伝達されるように構成されている。

更に説明すると、上記第１の歯車175 と第２の歯車176 は、図１９に示すように、直径の大きな歯車175 の円弧状の溝部190 と、直径の小さいな歯車176 の凸部191 とが嵌合することによって、互いに所定角度θｘ＝２１５°だけ空転自在となっている。

その際、この実施の形態２では、図１８に示すように、装置本体108 側の二重歯車81の回転数ｆａが２３５ｒｐｍに設定されているとともに、ユニット着脱時に装置本体108 側の二重歯車81が被駆動側の歯車85と干渉することによって回転する角度θａは、約８０°となっている。また、互いに回転止め形状を有する同軸状に配置された歯車175 、176 の回転数ｆｘは、４８６ｒｐｍである。

この実施の形態２では、同軸状に配置された歯車175 、176 の空転角度θｘが２１５°に設定されており、このとき、θａＩｘは１６５．６°となり、θｘ＞θａＩｘの関係を満たしている。

また、駆動モータ172 の回転数θｍは、１７４８ｒｐｍであり、θｍＩｘは５９５°となる。この構成において、駆動モータ172 を停止させた後に、当該駆動モータ172 の歯車174 を５９５°より大きい角度だけ逆転させると、その後の現像ユニット109 の着脱時に、現像ユニット109 側の歯車85と干渉する二重歯車81は、無負荷状態で回転することが可能となり、現像ユニット109 の着脱操作性の向上が達成される。

また、上記第１の歯車175 には、第１のワンウェイクラッチ内蔵歯車177 の入力歯車177 ａが噛み合わされている。この第１のワンウェイクラッチ内蔵歯車177 は、その入力歯車177 ａが時計周り方向に回転した場合に回転力を伝達し、出力歯車177 ｂが時計周り方向に回転し、当該入力歯車177 ａが反時計周り方向に回転した場合に回転力を伝達せず、出力歯車177 ｂが空転するように構成されている。この第１のワンウェイクラッチ内蔵歯車177 の入力歯車177 ａには、図１８に示すように、同じくワンウェイクラッチが内蔵された第２のワンウェイクラッチ内蔵歯車178 の入力歯車178 ａが噛み合わされており、当該第２のワンウェイクラッチ内蔵歯車178 の出力歯車178 ｂには、２つの二重歯車78、79の直径の大きな歯車78ａ、79ａが噛み合わされている。この第２のワンウェイクラッチ内蔵歯車178 は、その入力歯車178 ａが反時計周り方向に回転した場合に回転力を伝達し、出力歯車178 ｂが反時計周り方向に回転し、当該入力歯車178 ａが時計周り方向に回転した場合に回転力を伝達せず、出力歯車178 ｂが回転しないように構成されている。さらに、上記一方の二重歯車78の直径の小さな歯車78ｂには、減速用の二重歯車81の直径の大きな歯車81ａが噛み合わされているとともに、当該減速用の二重歯車81の直径の小さな歯車81ｂには、イエロー色の現像ロール401 Ｙの端部に設けられた歯車85が噛み合わされている。

また、上記他方の二重歯車79の直径の小さな歯車79ｂには、２つの減速用の二重歯車82、83の直径の大きな歯車82ａ、83ａが噛み合わされているとともに、当該減速用の二重歯車82、83の直径の小さな歯車82ｂ、83ｂには、マジェンタ色の現像ロール401 Ｍとシアン色の現像ロール401 Ｃの端部に設けられた歯車85、86が噛み合わされている。

さらに、上記第１の歯車175 には、図１８に示すように、第３のワンウェイクラッチ内蔵歯車187 の入力歯車187 ａが噛み合わされているとともに、当該第３のワンウェイクラッチ内蔵歯車187 の出力歯車187 ｂには、前記第１のワンウェイクラッチ内蔵歯車177 の出力歯車177 ｂが噛み合わされている。この第３のワンウェイクラッチ内蔵歯車187 は、その入力歯車187 ａが反時計周り方向に回転した場合に回転力を伝達し、出力歯車187 ｂが反時計周り方向に回転し、当該入力歯車187 ａが時計周り方向に回転した場合に、出力歯車187 ｂ側に回転力を伝達しないように構成されている。さらに、上記第３のワンウェイクラッチ内蔵歯車187 の出力歯車187 ｂには、二重歯車180 の直径の大きな歯車180 ａが噛み合わされている。さらに、上記二重歯車８０の直径の小さな歯車８０ｂには、減速用の二重歯車８４の直径の大きな歯車184 ａが噛み合わされているとともに、当該減速用の二重歯車184 の直径の小さな歯車184 ｂには、ブラック色用の現像ロール401 Ｋの端部に設けられた歯車190 が噛み合わされている。

この実施の形態２においても、駆動モータ172 の近傍に、同軸状に設けられ、互いに所定角度だけ空転自在な第１の歯車175 と第２の歯車176 とが介在されているので、簡単な構成であって、回転軸の位置精度を出すことができ、しかもユニット側への駆動力の伝達を容易に解除することができ、ユニットの着脱を容易に行うことが可能となっている。

なお、前記画像形成装置本体に対して着脱自在なユニットとしては、現像ユニットに限らず、定着装置や転写装置であっても良い。

図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタの駆動機構を示す要部構成図である。 図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタを示す構成図である。 図３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタの画像形成部を示す構成図である。 図４は画像形成ユニットを示す構成図である。 図５は画像形成ユニットを示す構成図である。 図６はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタを示す構成図である。 図７はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタを示す構成図である。 図８は現像ユニットを示す斜視構成図である。 図９は現像ユニットを示す斜視構成図である。 図１０は装置本体を示す斜視構成図である。 図１１は装置本体を示す斜視構成図である。 図１２は装置本体を示す斜視構成図である。 図１３はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタの駆動機構を示す斜視構成図である。 図１４はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタの駆動機構を示す斜視構成図である。 図１５は歯車を示す構成図である。 図１６は歯車を示す構成図である。 図１７はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタの駆動機構を示す斜視構成図である。 図１８はこの発明の実施の形態２に係る画像形成装置としてのフルカラープリンタの駆動機構を示す斜視構成図である。 図１９は歯車を示す構成図である。

符号の説明

70：駆動機構、72、73：駆動モータ、78：駆動側の歯車、78ａ、78ｂ：同軸状に配置された歯車、80：駆動側の歯車、85：従動側の歯車。

Claims (9)

1. 画像形成装置本体に対してユニットを着脱自在又はリトラクト自在に配設するとともに、当該ユニットの内部には、端部に歯車を有する回転体を設け、前記ユニット内の回転体を、画像形成装置本体側に取り付けられた駆動モータにより歯車を介して駆動するように構成した画像形成装置において、
   前記ユニット側の被駆動歯車に駆動力を伝達する画像形成装置本体側の駆動歯車列は、当該駆動歯車列を構成する歯車として、同軸状に組み付けられた複数の歯車を有し、前記同軸状に組み付けられた複数の歯車は、互いに所定角度だけ空転自在に構成されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記同軸状に組み付けられた複数の歯車は、互いに所定角度だけ空転自在な回転止め形状を有することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記同軸状に組み付けられた複数の歯車のうち、入力側の歯車と出力側の歯車との相対的な空転角度をθｘ、前記ユニットの着脱時に、装置本体側の駆動歯車がユニット側の被駆動歯車と当接することによって回転する回転角度をθａ、前記同軸状に組み付けられた複数の歯車（回転数ｆｘ）と前記駆動歯車（回転数ｆａ）の減速比をＩｘ （＝ｆｘ／ｆａ）とした場合に、θｘ＞θａ・Ｉｘなる関係を満たすことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動モータを停止させた後、当該駆動モータを所定の角度だけ逆転させることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記駆動モータの逆転角度をθｍ、前記駆動モータ（回転数ｆｍ）と前記駆動歯車（回転数ｆａ）の減速比をＩｍ（＝ｆｍ／ｆａ）とした場合に、θｍ＞θａ・Ｉｍなる関係を満たすことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成装置本体側の歯車は、すべて軸位置が固定されていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成装置本体に対して着脱自在なユニットが、現像装置または像担持体の少なくとも一方を含むプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成装置本体に対して着脱自在なユニットが、定着装置であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記画像形成装置本体に対して着脱自在なユニットが、転写装置であることを特徴とする請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。

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