JP2016017551A - 駆動力伝達装置、プロセスユニット及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ギア同士の突起先端が当接することにより、衝撃が発生したり、突起先端が破損したりすることがある。
【解決手段】第１のギア２９と第２のギア２５との突起同士の係合が解除され、次に互いの突起が係合するまでに、連続回転駆動する第１のギア２９に対して第２のギア２５の回転が停止することで、第１のギア２９から第２のギア２５へ単位時間当たりの回転数が減少するように駆動力を伝達する駆動力伝達装置であって、第２のギア２５の回転を制限する回転制限手段を備え、回転制限手段によって第２のギア２５の回転を制限することで、次に第１のギア２９の突起と係合する第２のギア２５の突起の先端位置Ｅが、第１のギア２９と第２のギア２５との互いの突起の先端軌跡Ｍ，Ｎが交差する交差始点Ｑ１よりも回転方向下流側で、かつ、交差終点Ｑ２よりも回転方向上流側に位置するようにした。
【選択図】図８

Description

本発明は、単位時間当たりの回転数が減少するように駆動力を伝達する駆動力伝達装置、斯かる駆動力伝達装置を備えるプロセスユニット及び画像形成装置に関する。

モータ等の駆動源からの駆動力を減速して伝達する駆動力伝達装置として、外周の一部にのみ歯を有する欠歯ギアを用いた構成が知られている。

例えば、特許文献１（特開２０００−２４９２１０号公報）には、欠歯ギアを用いた駆動伝達装置を、プリンタ等における現像装置内の撹拌羽根に駆動力を伝達する装置に適用した例が開示されている。

斯かる構成では、図１６に示すように、欠歯ギア２００が図示しない駆動源からの駆動力により回転駆動すると、従動ギア３００は欠歯ギア２００の歯と係合することで従動回転する。しかし、回転に伴いその係合が解除されると、次に係合されるまでの間、欠歯ギア２００の回転は継続するが、従動ギア３００はその回転を停止する。このように、連続回転駆動する欠歯ギア２００に対して、従動ギア３００が間欠的に回転することで、欠歯ギア２００よりも従動ギア３００の単位時間当たりの回転数が少なくなり、欠歯ギア２００から従動ギア３００へ減速して駆動力が伝達される。

ところで、上記のような欠歯ギアを用いた駆動力伝達装置においては、欠歯ギアと従動ギアとの係合が解除されると、図１７（ａ）に示すように、通常、その時点で従動ギア３００の回転は停止する。しかしながら、図１７（ｂ）に示すように、このとき何らかの理由で、従動ギア３００が通常の停止位置（二点鎖線の位置）で停止せず、そこから距離Ａだけずれた位置で従動ギア３００が停止すると、次に係合する従動ギア３００の歯先３００ａが、欠歯ギアの歯先２００ａと当接する位置に配置されることがある。その結果、互いの歯先の当接により衝撃が発生したり、最悪の場合は、歯先が破損したりすることがある。

上記課題を解決するため、本発明は、駆動源によって回転駆動されると共に、外周に少なくとも１つの突起を有する第１のギアと、前記第１のギアの突起と係合可能な複数の突起を外周に有し、前記第１のギアの回転に伴って従動回転する第２のギアとを備え、前記第１のギアと前記第２のギアとの前記突起同士の係合が解除され、次に互いの突起が係合するまでに、連続回転駆動する前記第１のギアに対して前記第２のギアの回転が停止することで、前記第１のギアから前記第２のギアへ単位時間当たりの回転数が減少するように駆動力を伝達する駆動力伝達装置であって、前記第２のギアの回転を制限する回転制限手段を備え、前記回転制限手段によって前記第２のギアの回転を制限することで、次に前記第１のギアの突起と係合する前記第２のギアの突起の先端位置が、前記第１のギアと前記第２のギアとの互いの突起の先端軌跡が交差する交差始点よりも回転方向下流側で、かつ、交差終点よりも回転方向上流側に位置するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、回転制限手段によって第２のギアの回転を制限することで、次に第１のギアの突起と係合する第２のギアの突起の先端位置を、第１のギアと第２のギアとの互いの突起の先端軌跡が交差する交差始点よりも回転方向下流側で、かつ、交差終点よりも回転方向上流側に配置できる。これにより、第１のギアと第２のギアとを、互いの突起先端における当接を回避しつつ係合させることができる。

本発明の実施の一形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザープリンタの概略構成図である。 プロセスユニットが備える駆動力伝達装置の概略構成図である。 欠歯ギアと搬送ギアをそれぞれの軸方向から見た図である。 （ａ）は、ギアの突起同士の係合が解除された状態を示す図、（ｂ）は、再びギア同士の突起が係合した状態を示す図である。 （ａ）は、搬送ギアが通常の停止位置で停止しなかった状態を示す図、（ｂ）は、ギアの突起同士が先端にて当接した状態を示す図である。 シール部材の構成を示す図である。 シール部材を固定する両面粘着テープの構成を示す図である。 搬送ギアの突起の先端位置を示す図である。 本発明の他の実施形態に係る構成を示す図であって、（ａ）は、搬送スクリューの軸法方向と直交する方向から見た図、（ｂ）は、搬送スクリューの軸方向から見た図である。 搬送スクリューの保持箇所の片側に位置決め部を設けた構成を示す図である。 搬送スクリューの保持箇所の両側に位置決め部を設けた構成を示す図である。 本発明の別の実施形態の構成を示す図である。 撹拌パドルを備える実施形態の構成を示す図である。 本発明のさらに別の実施形態の構成を示す図である。 搬送スクリューと撹拌パドルを備えるトナーカートリッジの構成を示す図である。 欠歯ギアを用いた駆動伝達装置の構成を示す図である。 （ａ）は、従動ギアが通常の位置で停止した状態を示す図、（ｂ）は、従動ギアが通常の停止位置で停止しなかった状態を示す図である。

以下、添付の図面に基づき、本発明の実施形態について説明する。なお、各図面において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すことにより一度説明した後ではその説明を省略する。

図１は、本発明の実施の一形態に係る画像形成装置としてのカラーレーザープリンタの概略構成図である。まず、図１を参照して、カラーレーザープリンタの全体構成及び動作について説明する。

図１に示すように、カラーレーザープリンタの装置本体（画像形成装置本体）１００の中央には、画像形成ユニットとしての４つのプロセスユニット１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃが着脱可能に装着されている。

各プロセスユニット１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは、潜像担持体としての感光体２と、感光体２の表面を帯電させる帯電手段としての帯電ローラ３と、画像形成に用いられる粉体としてのトナーを感光体２上の潜像に供給して現像剤像を形成する現像装置４と、感光体２の表面をクリーニングするクリーニング手段としてのクリーニングブレード５を備えている。なお、図１では、シアン画像用のプロセスユニット１Ｃが備える感光体２、帯電ローラ３、現像装置４、クリーニングブレード５のみに符号を付しており、その他のプロセスユニット１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍにおいては符号を省略している。

本実施形態において、感光体２は、円筒状の感光体ドラムである。帯電ローラ３は、感光体２の表面に当接しており、感光体２の回転により従動回転する。帯電ローラ３に図示しない高圧電源からＤＣあるいはＤＣにＡＣが重畳されたバイアスが印加されることで、感光体２の表面が一様に帯電される。現像装置４は、図示しない高圧電源から供給される所定の現像バイアスによって、感光体２上の静電潜像にトナーを転移させてトナー画像（現像剤像）として顕像化する。クリーニングブレード５は、感光体２に対してカウンタ方向に（感光体２の回転方向に対してブレードの先端が反対方向を向くように）当接しており、感光体２の回転に伴い感光体２上の残留トナー等の異物を掻き取る。

図１において、各プロセスユニット１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの上方には、各感光体２の表面に潜像を形成する潜像形成手段としての露光装置６が配設されている。露光装置６は、光源、ポリゴンミラー、ｆ−θレンズ、反射ミラー等を有し、画像データに基づいて各感光体２の表面へレーザー光を照射するようになっている。また、露光装置６として、発光ダイオードを配列したＬＥＤヘッドを有するものを用いることも可能である。

一方、各プロセスユニット１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの下方には、転写装置７が配設されている。転写装置７は、中間転写体としての中間転写ベルト８を有する。中間転写ベルト８は、一次転写手段としての４つの一次転写ローラ９と、二次転写バックアップローラ１０と、クリーニングバックアップローラ１１と、テンションローラ１２によって張架されている。ここでは、二次転写バックアップローラ１０が回転駆動することによって、中間転写ベルト８は回転（周回走行）するようになっている。テンションローラ１２は、その両端に設けられたばねによって中間転写ベルト８を加圧し、所定のテンションを付与している。

中間転写ベルト８に用いる材質としては、一般に、ＰＶＤＦ（フッ化ビニルデン）、ＥＴＦＥ（エチレン−四フッ化エチレン共重合体）、ＰＩ（ポリイミド）、ＰＣ（ポリカーボネート）、ＴＰＥ（熱可塑性エラストマー）等にカーボンブラック等の導電性材料を分散させ樹脂フィルム状のエンドレスベルトとしたものが用いられる。

４つの一次転写ローラ９は、金属ローラあるいは電導スポンジローラ等で構成されている。また、これらのローラに代えて、電導ブレードを用いてもよい。一次転写ローラ９は、中間転写ベルト８を介して各感光体２に対向した位置に配設され、それぞれの位置で中間転写ベルト８の内周面を押圧している。そして、この中間転写ベルト８の押圧された部分と各感光体２とが接触する箇所にて一次転写ニップが形成されている。各一次転写ローラ９に図示しない単独の高圧電源から所定の一次転写バイアスが印加されることで、一次転写ニップにおいてトナー像を転写するための一次転写電界が形成される。

中間転写ベルト８を介して二次転写バックアップローラ１０に対向した位置には、二次転写手段としての二次転写ローラ１３が配設されている。二次転写ローラ１３は、スポンジローラであり、イオン導電性ローラや電子導電タイプのローラ等が用いられる。二次転写ローラ１３は中間転写ベルト８の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１３と中間転写ベルト８とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。また、二次転写ローラ１３は、図示しない高圧電源に接続されており、所定の二次転写バイアスが二次転写ローラ１３に印加されるようになっている。これにより、二次転写ニップに転写電界が形成される。

図中、符号２２で示すのは、トナーマークセンサである。トナーマークセンサ２２は、正反射型センサや拡散反射型センサで構成されている。トナーマークセンサ２２によって、中間転写ベルト８上のトナー像濃度や各色の画像位置の測定を行い、画像濃度や位置合わせを行う。

また、図中、符号１４で示すのは、中間転写ベルト８の表面をクリーニングするベルトクリーニング装置１４である。ベルトクリーニング装置１４はクリーニングブレード１４ａを有する。このクリーニングブレード１４ａの先端は、中間転写ベルト８の表面にカウンタ方向に（中間転写ベルト８の回転方向に対してブレードの先端が反対方向を向くように）当接し、クリーニングバックアップローラ１１で支持されている。中間転写ベルト８が回転すると、クリーニングブレード１４ａによってベルト表面上の残留トナーや異物が掻き取られる。また、転写装置７の下方には、ベルトクリーニング装置１４によって除去したトナー等を回収する廃トナー回収部１５が設けられている。

装置本体１００の下部には、記録媒体としての用紙Ｐを収容する給紙トレイ１６や、給紙トレイ１６から用紙Ｐを給送する給紙ローラ１７等が設けてある。用紙Ｐには、厚紙、はがき、封筒、普通紙、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ等が含まれる。また、記録媒体として、ＯＨＰシートやＯＨＰフィルム等を用いることも可能である。

装置本体１００内には、用紙Ｐを給紙トレイ１６から上記二次転写ニップを通過させて上部に設けられた排出口１８へ搬送するための搬送路１９が配設されている。搬送路１９において、二次転写ローラ１３の位置よりも用紙搬送方向上流側には、タイミングローラとしての一対のレジストローラ２０が配設されている。一方、二次転写ローラ１３の位置よりも用紙搬送方向下流側には、用紙Ｐに転写された未定着画像を定着するための定着装置２１が配設されている。

上記画像形成装置は以下のように動作する。
作像動作が開始されると、各プロセスユニット１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃの感光体２が図示しない駆動装置によって図の時計回りに回転駆動され、各感光体２の表面が帯電ローラ３によって所定の極性に一様に帯電される。図示しない読取装置又はコンピュータ等からの画像情報に基づいて、露光装置６が各感光体２の帯電面にレーザー光を照射し、各感光体２の表面に静電潜像が形成される。このとき、各感光体２に露光する画像情報は所望のフルカラー画像をブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの色情報に分解した単色の画像情報である。このように、感光体２上に形成された静電潜像に、各現像装置４からトナーが供給されることにより、静電潜像はトナー画像として顕像化（可視画像化）される。

また、作像動作が開始されると、中間転写ベルト８を張架する二次転写バックアップローラ１０が図の反時計回りに回転駆動することにより、中間転写ベルト８が図の矢印で示す方向に回転駆動される。また、各一次転写ローラ９に、トナーの帯電極性と逆極性の一次転写バイアスが印加されることによって、一次転写ニップにおいて転写電界が形成される。

その後、各感光体２の回転に伴い、感光体２上の各色のトナー画像が一次転写ニップに達したときに、上記一次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、各感光体２上のトナー画像が中間転写ベルト８上に順次重ね合わせて転写される。かくして、中間転写ベルト８の表面にフルカラーのトナー画像が担持される。また、中間転写ベルト８に転写しきれなかった各感光体２上の残留トナーは、クリーニングブレード５によって除去される。

画像形成装置の下部では、給紙ローラ１７が回転駆動を開始し、給紙トレイ１６に収容されている用紙Ｐが搬送路１９に送り出される。搬送路１９に送り出された用紙Ｐは、レジストローラ２０によってタイミングを計られて、二次転写ニップに送られる。このとき二次転写ローラ１３には、中間転写ベルト８上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、これにより、二次転写ニップに転写電界が形成されている。

その後、中間転写ベルト８の回転に伴って、中間転写ベルト８上のトナー画像が二次転写ニップに達したときに、上記二次転写ニップにおいて形成された転写電界によって、中間転写ベルト８上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。また、用紙Ｐに転写しきれなかった中間転写ベルト８上の残留トナー等は、ベルトクリーニング装置１４によって除去された後、廃トナー回収部１５に回収される。

トナー画像が転写された用紙Ｐは、二次転写バックアップローラ１０の曲率によって中間転写ベルト８から分離された後、定着装置２１へと搬送される。そして、定着装置２１によってトナー画像が用紙Ｐに定着され、用紙Ｐは排出口１８から装置外へ排出される。

以上の説明は、用紙上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つの作像部を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。

図２は、プロセスユニットが備える駆動力伝達装置の概略構成図である。
なお、上記４つのプロセスユニット１Ｂｋ，１Ｙ，１Ｍ，１Ｃは、同様の構成となっているので、説明を簡略化するため、色の識別を示す符号（Ｂｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）を省略し、１つのプロセスユニットの構成について説明する。

図２に示すように、感光体２の回転軸２ａは、プロセスユニット１の筐体１ａによって回転可能に保持されている。感光体２の軸方向の端部には、感光体２へ回転駆動力を伝達するためのフランジ状の感光体ギア２３が圧入されて取り付けられている。

また、プロセスユニット１の筐体１ａには、螺旋状の羽根２４ｂを有する搬送スクリュー２４の回転軸２４ａが回転可能に保持されている。この搬送スクリュー２４は、上記クリーニングブレード５によって除去された廃トナーを廃トナー回収部１５へ搬送するための搬送部材である。搬送スクリュー２４の回転軸２４ａの端部には、搬送スクリュー２４へ回転駆動力を伝達するための搬送ギア２５が取り付けられている。

また、搬送スクリュー２４の端部には、搬送スクリュー２４の回転軸２４ａとこれを保持する筐体１ａの軸受け部１ｂとの間にトナーが侵入するのを防止するシール部材２６が配置されている。シール部材２６は、ウレタン発泡フォーム等の弾性部材で構成されている。例えば、シール部材２６として、見掛け密度が５８ｋｇ／ｍ³以上のウレタン発泡フォームを用いることで、トナー漏れを高度に防止できるシール部材を安価に作成することが可能である。なお、ここでいう「見掛け密度」とは、ＪＩＳ Ｋ ７２２２に準拠して測定される値である。

上記感光体ギア２３と搬送ギア２５は、プロセスユニット１の筐体１ａに回転可能に保持された連結ギア２７を介して連動連結されている。これにより、図示しない駆動源から感光体ギア２３へ付与された回転駆動力は、連結ギア２７を介して搬送ギア２５へも伝達され、搬送スクリュー２４が回転駆動するようになっている。このように、本実施形態では、１つの駆動源からの駆動力を感光体２と搬送スクリュー２４の両方へ伝達できるようにしているため、感光体用の駆動源と搬送スクリュー用の駆動源を個別に設ける必要が無い。このため、装置の小型化及び低コスト化を図ることが可能である。

上記のように、共通の駆動源によって感光体２と搬送スクリュー２４とを駆動させる構成では、搬送スクリュー２４は感光体２と連動して回転するが、このとき、搬送スクリュー２４の回転速度が必要以上に速いと、搬送先でトナーが詰まって凝集する虞がある。そのため、本実施形態では、連結ギア２７に減速機構を設けている。具体的には、連結ギア２７を、感光体ギア２３との連結部分と搬送ギア２５との連結部分とで構成を異ならせ、搬送ギア２５との連結部分を、外周の一部にのみ突起（歯）を有する欠歯ギア２９としている。一方、感光体ギア２３との連結部分は、外周全体に突起（歯）を有する全歯ギア２８で構成している。

図３は、欠歯ギア２９と搬送ギア２５をそれぞれの軸方向から見た図である。
図３に示すように、欠歯ギア２９は、その外周に１つだけ突起２９０を有する。これに対し、搬送ギア２５は、その外周に５つの突起２５０を有する。欠歯ギア２９の突起２９０が搬送ギア２５の突起２５０に係合すると、搬送ギア２５は従動回転するが、図４（ａ）に示すように、突起２９０，２５０同士の係合が解除されてから、同図（ｂ）に示すように、次に互いの突起２９０，２５０が係合するまで、連続回転駆動する欠歯ギア２９に対して搬送ギア２５の回転は停止する。このように、連続回転駆動する欠歯ギア２９に対して搬送ギア２５が間欠的に従動回転することで、欠歯ギア２９から搬送ギア２５へ単位時間当たりの回転数が減少するように、すなわち減速して駆動力が伝達される。本実施形態の場合、欠歯ギア２９が１回転すると、これに伴い搬送ギア２５が５分の１回転し、欠歯ギア２９が５回転したときに、搬送ギア２５が１回転する。また、欠歯ギア２９又は搬送ギア２５の突起２９０，２５０の個数を変えることで、搬送ギア２５の回転速度を任意に設定することが可能である。

ここで、欠歯ギア２９と搬送ギア２５との係合が解除された際に搬送ギア２５の回転を停止させる要素としては、搬送スクリュー２４の回転軸２４ａと軸受け部１ｂとの間での摺動摩擦や、搬送スクリュー２４が廃トナーを搬送する際の負荷などがある。しかしながら、廃トナーによる負荷は、廃トナーの量によって大きく異なり、特に、使用初期状態などの廃トナーが無いときには作用しない。従って、仮に、廃トナーによる負荷が、搬送ギア２５の回転を停止させる要素として支配的である場合、廃トナーが無い使用初期状態などにおいては搬送スクリュー２４に対する回転負荷があまりかからないため、搬送ギア２５が所定の位置で停止しないことがある。

そして、図５（ａ）に示すように、搬送ギア２５が通常の停止位置（二点鎖線の位置）で停止せず、そこから距離Ｂだけずれた位置で搬送ギア２５が停止すると、同図（ｂ）に示すように、次に係合する際に、各ギア２９，２５の突起２９０，２５同士の先端が当接することがある。このように、突起２９０，２５０同士の先端が当接すると、この当接により衝撃が発生し、発生した衝撃が各ギアを介して感光体２に伝播することで、横スジの入った不良画像や画像濃度ムラなどが発生する虞がある。また、最悪の場合は、突起２９０，２５０の先端が破損して、搬送スクリュー２４を駆動させることができなくなる虞もある。

そこで、本実施形態では、上記のような不具合の発生を回避するため、欠歯ギア２９と搬送ギア２５との係合が適切になされるように搬送ギア２５の回転を制限する回転制限手段を設けている。具体的に、本実施形態では、回転制限手段として、図２に示す上記シール部材２６を用いている。

図６に示すように、シール部材２６は、環状又は筒状に形成されており、その中央部に搬送スクリュー２４の回転軸２４ａを挿入可能な挿入孔２６ａを有する。挿入孔２６ａの内径Ｄ１は、搬送スクリュー２４の回転軸２４ａが挿入されない状態で、搬送スクリュー２４の回転軸２４ａの外径Ｄ２よりも小さく設定されている。このため、挿入孔２６ａに搬送スクリュー２４の回転軸２４ａを挿入すると、挿入孔２６ａが拡径するようにシール部材２６が弾性変形し、シール部材２６の内周面が搬送スクリュー２４の回転軸２４ａの外周面に押し当てられた状態となる。

図７に示すように、シール部材２６は、両面粘着テープ３０によってプロセスユニット１の筐体１ａに貼り付け固定されている。両面粘着テープ３０は、その中央部に孔部３０ａを有する環状に形成されており、この孔部３０ａに搬送スクリュー２４の回転軸２４ａが挿入されている。

このように、シール部材２６が両面粘着テープ３０によって筐体１ａに固定されているため、搬送スクリュー２４が回転すると、その回転軸２４ａ（言い換えると、搬送ギア２５の回転軸）の外周面とシール部材２６の内周面との間に摺動抵抗が発生する。この摺動抵抗によって、搬送ギア２５の回転を制限する回転負荷が与えられ、搬送ギア２５を所定の位置に停止させることができる。

なお、シール部材２６の摺動抵抗によって搬送ギア２５を停止させる位置は、搬送ギア２５が欠歯ギア２９との係合が解除された位置｛図４（ａ）に示す位置｝でなくてもよい。すなわち、次の欠歯ギア２９と搬送ギア２５との係合が適切になされる位置であれば、搬送ギア２５は、欠歯ギア２９との係合が解除された位置から少し進んだ位置で停止してもよい。

具体的には、図８に示すように、次に欠歯ギア２９の突起２９０と係合する搬送ギア２５の突起２５０の先端位置Ｅが、欠歯ギア２９と搬送ギア２５との互いの突起２９０，２５０の先端軌跡Ｍ，Ｎが交差する交差始点Ｑ１よりも回転方向下流側で、かつ、交差終点Ｑ２よりも回転方向上流側に位置するように、搬送ギア２５の回転を制限すればよい。このように、搬送ギア２５の回転を制限することで、各突起２９０，２５０の先端での当接を回避しつつ両者を互いに係合させることができ、上記のような画像不良や濃度ムラ、突起の破損を防止することが可能となる。

シール部材２６による回転負荷は、小さすぎると搬送ギア２５の回転を適切に制限できず、大きすぎると出力の大きい駆動源が必要となるため、好ましくない。また、シール部材２６による回転負荷は、シール部材２６を搬送スクリュー２４に装着した際のシール部材２６の径方向の圧縮量によって変化する。そのため、シール部材２６の径方向の圧縮量は、適当な回転負荷が得られるような値に設定する必要がある。この圧縮量としては、搬送スクリュー２４の回転軸２４ａの外径の１０％程度となるようにすることが好ましい。例えば、外径が４ｍｍの搬送スクリュー２４の回転軸２４ａに対して、シール部材２６の内径を３．６ｍｍに設定し、圧縮量が０．４ｍｍとなるようにする。

また、図７に示すように、上記両面粘着テープ３０の孔部３０ａの内径Ｄ３は、搬送スクリュー２４の回転軸２４ａの外径Ｄ２よりも大きく設定されることが望ましい。このように設定することで、両面粘着テープ３０の粘着物質が搬送スクリュー２４の回転軸２４ａに付着することによる搬送スクリュー２４の摺動負荷のばらつきを防止することができる。

以下、本発明のその他の実施形態について、上記実施形態とは異なる点を中心に説明する。なお、上記実施形態と同様の構成の部分については、同様の作用・効果が得られるので、重複説明を省略する。

図９は、本発明の他の実施形態に係る構成を示す図であって、（ａ）は、搬送スクリュー２４の軸法方向と直交する方向から見た図、（ｂ）は、搬送スクリュー２４の軸方向から見た図である。

上記実施形態では、搬送スクリュー２４の回転軸２４ａを保持する筐体１ａの軸受け部１ｂを、円形の孔部で構成しているが、図９に示す実施形態では、軸受け部１ｂを、円弧状の凹部で構成している。このように、軸受け部１ｂを凹部とすることで、凹部に対して搬送スクリュー２４の回転軸２４ａを軸方向と交差する方向から挿入して組み付けることができ、組立性が向上する。また、この場合、搬送スクリュー２４の端部に搬送ギア２５が取り付けられた状態でも、搬送スクリュー２４を凹部に組み付けることができるので、搬送スクリュー２４と搬送ギア２５とを一体で構成することが可能となり、部品点数の削減や低コスト化を図れる。

また、本実施形態では、シール部材２６を、上記凹部に搬送スクリュー２４の回転軸２４ａを挿入した状態で、凹部から回転軸２４ａが露出する部分に押し当てて取り付けている。シール部材２６は、その両端部を筐体１ａに対して両面粘着テープなどにより接着して固定されている。このように、シール部材２６を搬送スクリュー２４の回転軸２４ａに対して押し当てて取り付けることで、上記実施形態と同様に、シール部材２６によって搬送ギア２５の回転を制限し、搬送ギア２５を所定の位置に停止させることが可能である。

また、上記のように、軸受け部１ｂを凹部で構成することで、図１０や図１１に示すように、回転軸２４ａに凹部の内径又は幅よりも大きい外径の位置決め部２４ｃを設けた搬送スクリュー２４でも組み付けが可能である。このように、搬送スクリュー２４の凹部で保持される箇所の片側又は両側に位置決め部２４ｃを設けることで、搬送スクリュー２４の軸方向の一方又は両方の移動を規制して、位置決めすることができる。

図１２は、本発明の別の実施形態の構成を示す図である。
図１２に示す実施形態では、搬送スクリュー２４の回転軸２４ａを保持する筐体１ａの軸受け部１ｂを、摺動性の高い部材で構成している。摺動性の高い部材としては、例えば、ポリアセタール樹脂などが挙げられる。

一般的に、プロセスユニット１の筐体１ａには、摺動性よりも強度等の確保を優先して材料が選定されることが多い。また、摺動性や強度等を兼ね備えた材料を選択すると高コストとなる。そのため、軸受け部１ｂ（軸受け面及びその近傍部分）のみを摺動性の高い材料で構成することで、最低限のコストアップで高い摺動性を確保することができる。また、他の部分においては、その他の適した材料を選択することが可能である。

本実施形態では、軸受け部１ｂを摺動性の高い材料で構成することで、搬送スクリュー２４の回転軸２４ａと軸受け部１ｂとの間での摺動摩擦を、搬送スクリュー２４の回転軸２４ａとシール部材２６との間での摺動摩擦よりも小さくなるようにしている。これにより、シール部材２６によって搬送ギア２５に与えられる回転負荷による影響が、軸受け部１ｂによって搬送ギア２５に与えられる回転負荷による影響よりも支配的となるようにしている。

摺動性の高くない軸受け部１ｂを用いている場合、搬送スクリュー２４の周りにある廃トナー量が多くなると、これに伴って、軸受け部１ｂと搬送スクリュー２４との間での摩擦による回転負荷も大きくなる。一方、シール部材２６と搬送スクリュー２４との間での摩擦による回転負荷は、搬送スクリュー２４の周囲にある廃トナー量の増減にかかわらず一定である。

そこで、上記のように、シール部材２６による回転負荷の影響が、軸受け部１ｂによる回転負荷の影響よりも支配的となるようにすることで、廃トナー量が増減しても、これに伴う回転負荷への影響を少なくすることができ、安定した搬送ギア２５の回転制御を実現することが可能となる。

図１３は、撹拌パドルを備える実施形態の構成を示す図である。
図１３に示す実施形態では、プロセスユニット１の筐体１ａ内に、廃トナーを撹拌する撹拌部材としての撹拌パドル３１を設けている。撹拌パドル３１は、回転軸３１ａと、回転軸３１ａの外周に軸方向に渡って平面状に設けられた羽根３１ｂとで構成されている。撹拌パドル３１の回転軸３１ａの端部には、撹拌ギア３２が設けられている。

撹拌ギア３２は、上記搬送スクリュー２４に設けられた搬送ギア２５と同様に構成されており、欠歯ギア２９を介して駆動力が伝達されることで、撹拌パドル３１は減速して回転駆動する。このように、撹拌パドル３１も減速するように駆動力が伝達されることで、撹拌パドル３１が必要以上に速く回転することによるトナーの劣化や機内の温度上昇などを抑制することができる。

また、本実施形態においても、欠歯ギア２９と撹拌ギア３２との係合が適切になされるように、シール部材２６を用いて撹拌ギア３２の回転を制限し、撹拌ギア３２を所定の位置（上記図８にて説明した位置）に停止させるようにしている。これにより、欠歯ギア２９と撹拌ギア３２とを、互いの突起先端における当接を回避しつつ係合させることができ、画像不良や濃度ムラ、突起の破損を防止することができる。

また、図１３に示す例のように、撹拌パドル３１の羽根３１ｂの配置が回転軸３１ａに対して点対称となっていない場合、撹拌パドル３１は、上記のような搬送スクリュー２４に比べて、自重により発生する回転モーメントによって回転しやすくなるため、所定の位置で停止しにくい。従って、特に、このような形状の撹拌パドル３１に対して、本発明に係る回転制限手段を適用することが有効である。この場合、回転制御手段による回転負荷を、撹拌パドル３１の自重により発生する回転モーメントよりも大きくなるように設定すればよい。

上述の実施形態では、搬送ギア２５や撹拌ギア３２に対して回転負荷を与える回転負荷部材（回転制御手段）としてシール部材２６を用いているが、シール部材２６とは別個にギアに回転負荷を与える回転負荷部材を設けてもよい。また、搬送スクリュー２４や撹拌パドル３１を保持する軸受け部を回転負荷部材として用いること可能である。

例えば、図１４に示す実施形態では、長手方向中間部を境界に互い違いに曲げられた撹拌パドル３６を、その両端部と中間部との３箇所で回転可能に保持しているが、両端部を保持する軸受け部１ｂ，１ｃと、中間部を保持する軸受け部１ｄとで、撹拌パドル３６を挿通させる孔部の中心線位置を径方向に若干ずらしている。これにより、撹拌パドル３６は、各軸受け部１ｂ，１ｃ，１ｄの内周面に対して押し当てられるため、摺動抵抗が高まり、撹拌ギア３２の回転を制限することができる。

その他、軸受け部と撹拌パドル又は搬送スクリューとの間での摺動抵抗を高める方法として、軸受け部をゴムなどの摺動抵抗の高い材料で構成したり、軸受け部の内周面を粗面化処理したりするなどの方法がある。ただし、このように摺動抵抗を高めた場合、軸受け部による回転負荷の影響が支配的となる可能性があるが、廃トナー量の増減に伴う回転負荷への影響に問題がなければ採用しても構わない。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限らない。本発明に係る駆動力伝達装置は、撹拌パドルと搬送スクリューの両方を備えるプロセスユニットにも適用可能である。その場合、欠歯ギアを介して感光体ギアと連動連結するギアは、撹拌ギアと搬送ギアの両方でもよいし、いずれか一方であってもよい。

上述の実施形態では、感光体ギア２３と搬送ギア２５又は撹拌ギア３２とを、欠歯ギア２９を有する連結ギア２７を介して連結しているが、連結ギア２７と感光体ギア２３との間に他のギアを介在させてもよい。また、連結ギア２７と搬送ギア２５との間、又は連結ギア２７と撹拌ギア３２との間にも他のギアを介在させてもよい。すなわち、感光体２と搬送スクリュー２４又は撹拌パドル３１との間で駆動力を伝達するギア列を構成するギアの数や配置は、適宜変更可能である。要するに、本発明は、感光体２と搬送スクリュー２４又は撹拌パドル３１との間で駆動力を伝達するギア列において、感光体２側に配置された欠歯ギアから成る第１のギアと、これと係合可能であると共に搬送スクリュー２４又は撹拌パドル３１側に配置された第２のギア（搬送ギア２５又は撹拌ギア３２）とを備える駆動伝達装置に広く適用可能である。

また、本発明に係る駆動力伝達装置は、上記のような廃トナーを搬送する搬送スクリューや廃トナーを撹拌する撹拌パドル等の回転部材に駆動力を伝達するものに限らない。例えば、図１５に示すように、トナーカートリッジ３３に収容された補給トナーを搬送又は撹拌する回転部材（搬送スクリュー３４又は撹拌パドル３５）に駆動力を伝達する駆動力伝達装置にも本発明の構成を適用可能である。

補給トナーを収容するトナーカートリッジ３３においては、補給トナーがなくなってくると、搬送スクリュー３４や撹拌パドル３５への回転負荷が小さくなるため、これらの回転部材に駆動力を伝達するためのギアが所定の位置で停止しないことが起こり得る。このため、斯かる搬送スクリュー３４や撹拌パドル３５へ駆動力を伝達する駆動力伝達装置にも、本発明の構成を適用することで、ギア同士の係合が適切になされるようにすることが可能である。

１ プロセスユニット
１ｂ 軸受け部
２ 感光体（潜像担持体）
２４ 搬送スクリュー（回転部材）
２４ａ 回転軸
２５ 搬送ギア（第２のギア）
２６ シール部材（回転制限手段、回転負荷部材）
２９ 欠歯ギア（第１のギア）
３１ 撹拌パドル（回転部材）
３１ａ 回転軸
３２ 撹拌ギア（第２のギア）
３４ 搬送スクリュー（回転部材）
３５ 撹拌パドル（回転部材）
２５０ 突起
２９０ 突起
Ｄ１ シール部材の挿入孔の内径
Ｄ２ 搬送スクリューの回転軸の外径
Ｅ 突起の先端位置
Ｍ 突起の先端軌跡
Ｎ 突起の先端軌跡
Ｑ１ 交差始点
Ｑ２ 交差終点

特開２０００−２４９２１０号公報

Claims (10)

1. 駆動源によって回転駆動されると共に、外周に少なくとも１つの突起を有する第１のギアと、
   前記第１のギアの突起と係合可能な複数の突起を外周に有し、前記第１のギアの回転に伴って従動回転する第２のギアとを備え、
   前記第１のギアと前記第２のギアとの前記突起同士の係合が解除され、次に互いの突起が係合するまでに、連続回転駆動する前記第１のギアに対して前記第２のギアの回転が停止することで、前記第１のギアから前記第２のギアへ単位時間当たりの回転数が減少するように駆動力を伝達する駆動力伝達装置であって、
   前記第２のギアの回転を制限する回転制限手段を備え、
   前記回転制限手段によって前記第２のギアの回転を制限することで、次に前記第１のギアの突起と係合する前記第２のギアの突起の先端位置が、前記第１のギアと前記第２のギアとの互いの突起の先端軌跡が交差する交差始点よりも回転方向下流側で、かつ、交差終点よりも回転方向上流側に位置するようにしたこと特徴とする駆動力伝達装置。
2. 前記回転制限手段は、前記第２のギアの回転軸に接触して回転負荷を与える回転負荷部材である請求項１に記載の駆動力伝達装置。
3. 表面に潜像を担持する潜像担持体と画像形成に用いられる粉体を搬送又は撹拌する回転部材との間で駆動力を伝達するギア列を備え、
   前記第１のギアは、前記ギア列の前記潜像担持体側に配置され、
   前記第２のギアは、前記ギア列の前記回転部材側に配置された請求項２に記載の駆動力伝達装置。
4. 前記第２のギアは、前記回転部材の回転軸の一端部に設けられ、
   前記回転負荷部材を、前記回転部材の回転軸とこれを回転可能に保持する軸受け部との間に粉体が侵入するのを防止するシール部材とした請求項３に記載の駆動力伝達装置。
5. 前記シール部材として、見掛け密度が５８ｋｇ／ｍ³以上のウレタン発泡フォームを用いた請求項４に記載の駆動力伝達装置。
6. 前記シール部材を、前記回転部材の回転軸外径よりも小さい内径の挿入孔を有する弾性部材で構成し、
   前記シール部材の挿入孔に前記回転部材の回転軸を挿入した状態で、前記シール部材を、前記回転部材の回転軸に対して回転しないように固定した請求項４又は５に記載の駆動力伝達装置。
7. 前記軸受け部を、前記回転部材の回転軸を軸方向と交差する方向に挿入可能な凹部で構成し、
   前記凹部に前記回転部材の回転軸を挿入した状態で、前記シール部材を、前記凹部から前記回転軸が露出する部分に押し当てて取り付けて、前記回転部材の回転軸に対して回転しないように固定した請求項４又は５に記載の駆動力伝達装置。
8. 前記回転部材の回転軸と前記軸受け部との間での摺動摩擦を、前記回転部材の回転軸と前記回転負荷部材との間での摺動摩擦よりも小さくした請求項４から７のいずれか１項に記載の駆動力伝達装置。
9. 表面に潜像を担持する潜像担持体と、画像形成に用いられる粉体を搬送又は撹拌する回転部材と、駆動源から付与される回転駆動力を前記潜像担持体と前記回転部材とに伝達する駆動力伝達装置とを備えるプロセスユニットであって、
   前記駆動力伝達装置として、請求項３から８のいずれか１項に記載の駆動力伝達装置を備えることを特徴とするプロセスユニット。
10. 請求項１から８のいずれか１項の駆動伝達装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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