JP4557077B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置で使用され、回転を必要とする着脱自在なユニットに駆動を伝達する駆動力伝達装置に関する。

従来の画像形成装置として、静電潜像を現像器で現像することにより得られたトナー像を形成担持する像担持体(例えば感光体ドラム)と、感光体ドラムに対向配置される中間転写体(中間転写ベルト)と、中間転写ベルト上に感光体ドラム上のトナー像を転写する一次転写装置と、記録媒体(例えば用紙)に中間転写ベルト上のトナー像を転写する二次転写装置とを備えたものがある。
このような画像形成装置では、一次転写後の感光体ドラム上にトナーが残留するため、この残留トナーをドラムクリーナで清掃・除去した後に、次のトナー像を形成する。また、二次転写後の中間転写ベルト上にもトナーが残留するため、この残留トナーをベルトクリーナで清掃・除去した後に、次のトナー像を転写する。そして、これらドラムクリーナやベルトクリーナで回収された残留トナー(廃トナー)は、搬送されて回収容器に回収される。

特に、カラー画像形成装置では、通常はイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の画像を形成する４個の感光体ドラムが中間転写ベルトの周囲に配設され、それぞれの感光体ドラムに配設されたドラムクリーナから廃トナーが生じる。これらＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの廃トナーを一括して１個の回収容器に回収するために、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのドラムクリーナやベルトクリーナから廃トナーを回収容器へ搬送する廃トナー搬送ユニットを設けている。この廃トナー搬送ユニットはメンテナンスの必要から画像形成装置本体とは着脱自在に構成され、トナー搬送のための搬送部材へは、画像形成装置本体からカップリングにより駆動力が伝達されるように構成されている。

また、現像剤としてトナーおよびキャリアを有する二成分現像剤を用いる場合に、現像器にトナーを補給するトナー容器ユニットが画像形成装置本体とは着脱自在に配設されるが、トナー容器ユニットに貯蔵されたトナーを現像器に搬送する搬送部材へは画像形成装置本体からカップリングにより駆動力が伝達されるように構成されている。

このような廃トナー搬送ユニットやトナー容器ユニット等の駆動力を伝達する必要があるユニットでは、駆動力の伝達効率を考慮して画像形成装置本体側に設けられた駆動軸と同軸上で連結するために、画像形成装置本体に対して駆動軸と平行な方向で着脱する方式が採用されている。

ここで、従来技術として、現像カートリッジが画像形成装置本体に設けられたロータリーユニットに装着された状態で、現像カートリッジの駆動力受け部が画像形成装置本体の駆動伝達部材と同軸上に位置し、駆動伝達部材と駆動力受け部とがカップリング連結する技術が存在する（例えば、特許文献１参照）。また、現像装置のトナー供給ローラと一体に回転するカップリングギヤが装置本体に設けたジョイント駆動軸及びその先端のオルダムジョイントと略同軸上で回転する技術が存在する（例えば、特許文献２参照）。

特開平９−２９７４４３号公報(第１７頁、図１１) 特開２０００−２２７６９０号公報(第４頁、図３)

ところで、廃トナー搬送ユニットやトナー容器ユニット等の駆動力を伝達する必要があるユニットについては、画像形成装置の配置構成によっては画像形成装置本体側に設けられた駆動軸と平行な方向での着脱が困難であるために、駆動軸に対して直交する方向から着脱する構成を採用する場合がある。しかしながら、駆動軸に対して直交する方向から移動可能なカップリング構成では、ギヤを組み合わせた方式が用いられるが、かかる方式ではギヤ同士の軸間距離を高精度に設定しなければいわゆる歯飛びが発生し、駆動力を効率よく伝達できないという問題があった。また、駆動軸と平行な方向で着脱する方式を採用した場合には、駆動軸に対して直交する方向からの装着動作の後、駆動軸と平行な方向への装着動作を行う２段階の動作が必要となり、着脱操作が煩雑となるという問題もあった。

本発明は、以上の技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、着脱可能なユニットに駆動力を効率よく伝達することにある。さらに他の目的は、ユニットの装着に際しての着脱操作性を向上することにある。

請求項１に記載の発明は、像担持体と、回転可能な基体に当該基体の回転中心軸と平行に当該回転中心軸とは離れて配設されるとともに、断面形状が円形の柱状凸部を備えた駆動伝達部材と、前記像担持体で回収したトナーを収容する回収部と、回転可能な基体に当該基体の回転中心軸とは離れて配設されるとともに、回転方向上流側に前記柱状凸部から駆動力を受け取るときに当該柱状凸部と接触し、且つ、法線が当該回転中心軸と直交する平面が形成された壁状凸部を備えた駆動受け部材と、前記回収部内に配置され、前記駆動受け部材で受け取った駆動力によって回転することで回収部内のトナーを移動させる部材を一体的に装置本体に対して着脱可能とした回収容器とを備え、前記回収容器は、当該回収容器を取り外す際に前記駆動受け部材が前記駆動伝達部材から当該駆動受け部材の前記回転中心軸と交差する方向に引き抜かれると共に、前記壁状凸部の前記回転方向上流側の壁面が当該駆動伝達部材の前記柱状凸部と接触することで当該壁状凸部が当該駆動受け部材の当該回転中心軸の回りを回転しながら移動し、且つ、当該回転方向上流側の壁面は、当該駆動受け部材の当該回転中心軸と交差する方向に引き抜かれる過程で当該柱状凸部の異なる部位に接触するように構成されたことを特徴とする画像形成装置である。

請求項２に記載の発明は、前記駆動受け部材は、前記壁状凸部の当該駆動受け部材の前記回転中心軸とは反対側の端部が前記基体に固定され、当該壁状凸部の回転最小半径が前記駆動伝達部材の前記柱状凸部の回転半径よりも小さく、当該壁状凸部の回転最大半径が当該柱状凸部の回転半径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
請求項３に記載の発明は、前記駆動受け部材は、前記壁状凸部の回転最小半径が前記駆動伝達部材の前記柱状凸部の断面半径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。
請求項４に記載の発明は、前記駆動伝達部材は、前記柱状凸部が１または複数配設されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置である。

本発明によれば、着脱可能なユニットに駆動力を効率よく伝達することが可能となる。

以下、添付図面を参照して、実施の形態について詳細に説明する。
図１は、実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図である。図１に示す画像形成装置は、プリンタ本体１とプリンタ本体１が載置される基台２とを有しており、プリンタ本体１には、プリンタ本体１から排出される廃トナーや廃現像剤（以下、廃棄粉体ともいう）を回収する収容手段としての廃棄粉体回収装置１００が外付けされている。なお図１は、プリンタ本体１の前扉１ａを開放した状態を示している。

図２は、プリンタ本体１を示した図である。プリンタ本体１は、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０、記録用紙(シート)を搬送するシート搬送系４０、例えばパーソナルコンピュータや画像読み取り装置等に接続され、受信された画像データに対して所定の画像処理を施す画像処理系であるＩＰＳ(Image Processing System)５０を備えている。

画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて並列に配置される、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ、これら画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト２１上に多重転写させる転写ユニット２０、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対してレーザ光を照射する光学系ユニットであるＲＯＳ(Raster Output System)３０を備えている。これら転写ユニット２０および中間転写ベルト２１によって中間転写手段が構成される。また、プリンタ本体１には、転写ユニット２０によって二次転写された記録用紙上のトナー像を、熱および圧力を用いて記録用紙に定着させる定着器２９を備えている。さらに、転写ユニット２０の上部には、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋが設けられている。

転写ユニット２０は、中間転写体である中間転写ベルト２１を駆動するドライブロール２２、中間転写ベルト２１に一定のテンションを付与するテンションロール２３、重畳された各色のトナー像を記録用紙に二次転写するためのバックアップロール２４、中間転写ベルト２１上に存在する残留トナー等を除去するベルトクリーナ(クリーニング手段)２５を備えている。中間転写ベルト２１は、このドライブロール２２とテンションロール２３およびバックアップロール２４との間に一定のテンションで掛け渡されており、定速性に優れた専用のモータ(図示せず)によって回転駆動されるドライブロール２２により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。この中間転写ベルト２１は、例えば、チャージアップを起こさないベルト素材(ゴムまたは樹脂)にて抵抗調整されたものが使用されている。ベルトクリーナ２５は、中間転写ベルト２１に接触配置されるクリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂを備えており、トナー像の二次転写工程が終了した後の中間転写ベルト２１の表面から残留トナーや紙粉、タルク等を除去して、次の画像形成プロセスに備えるように構成されている。ベルトクリーナ２５の下部には、これらクリーニングブラシ２５ａおよびクリーニングブレード２５ｂによって除去された残留トナー(廃トナー)や紙粉等を、中間転写ベルト２１の搬送方向に直交する方向に沿ってベルトクリーナ２５の外部へと搬送するオーガ２５ｃが設けられている。

ＲＯＳ３０は、図示しないレーザダイオード、変調器の他、レーザダイオードから出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を偏向走査するポリゴンミラー３１を備えている、図２に示す例では、ＲＯＳ３０は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの下側に備えられることから、トナー等の落下による汚損の危険性を有している。そこで、ＲＯＳ３０は、各構成部材を密閉するための直方体状のフレーム３２を設け、また、レーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)が通過するガラス製のウィンドウ３３をこのフレーム３２の上方に設けて、走査露光と共にシールド効果を高めるように構成されている。

シート搬送系４０は、画像が記録される記録用紙を積載して供給する給紙装置４１、給紙装置４１から記録用紙を取り上げて供給するナジャーロール４２、ナジャーロール４２から供給された記録用紙を一枚ずつ分離して搬送するフィードロール４３、フィードロール４３により一枚ずつに分離された記録用紙を画像転写部に向けて搬送する搬送路４４を備えている。また、搬送路４４を介して搬送された記録用紙に対し、二次転写位置に向けてタイミングを合わせて搬送するレジストロール４５、二次転写位置に設けられ記録用紙を介してバックアップロール２４に圧接して記録用紙上に画像を二次転写する二次転写ロール４６を備えている。さらに、定着器２９によって画像が定着された記録用紙をプリンタ本体１の機外に排出する排出ロール４７、排出ロール４７によって排出された記録用紙を積載する排出トレイ４８を有する。また、定着器２９によって画像が定着された記録用紙を反転させて両面記録を可能とする両面用搬送ユニット４９を備えている。

次に、画像プロセス系１０における画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋについて詳述する。図３は、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの構成を説明するための図であり、ここでは、イエロー(Ｙ)の画像形成ユニット１１Ｙと、マゼンタ(Ｍ)の画像形成ユニット１１Ｍとが示されている。他の画像形成ユニット１１Ｃ,１１Ｋについても略同様に構成されている。

画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋは、トナー像を担持させる像担持体としての感光体ドラム１２、帯電ロール１３ａを用いて感光体ドラム１２を帯電させる帯電器１３、帯電器１３によって帯電され、ＲＯＳ３０からのレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)によって感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像ロール１４ａによって現像する現像器１４、中間転写ベルト２１を挟んで感光体ドラム１２に対向して設けられ、感光体ドラム１２上に現像されたトナー像を中間転写ベルト２１上に転写する一次転写ロール１５、一次転写後に感光体ドラム１２上に残った残留トナーを除去するドラムクリーナ１６を備えている。

本実施の形態では、現像器１４においてトナーおよびキャリアを有する所謂二成分現像剤(以下、現像剤という)を用いた二成分現像方式を採用している。この現像器１４には、感光体ドラム１２の軸方向に沿って並列に配設され、互いに逆方向に現像剤を攪拌搬送する一対のオーガ１４ｂ,１４ｃが設けられている。この現像器１４では、所定のタイミングでキャリアを含むトナーを新たに現像器１４内に供給し、その結果現像器１４内で余剰となった現像剤を廃現像剤として外部に排出するトリクル方式を採用することで、長期間の使用に伴って劣化したキャリアを除去できるようになっている。新たな現像剤は例えばオーガ１４ｂの現像剤搬送方向上流側から供給され、廃棄される現像剤はオーガ１４ｃの現像剤搬送方向下流側から排出される。また、ドラムクリーナ１６は感光体ドラム１２に接触配置されるクリーニングブレード１６ａを備えており、ドラムクリーナ１６の内部には、クリーニングブレード１６ａによって除去された残留トナーを感光体ドラム１２の軸方向に沿ってドラムクリーナ１６の外側へと搬送するオーガ１６ｂが設けられている。

また、本実施の形態では、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２、帯電器１３およびドラムクリーナ１６を一体化し、図４に示すプロセスカートリッジ６０とすることで、プリンタ本体１からこのプロセスカートリッジ６０だけを取り外し、また、プロセスカートリッジ６０だけをプリンタ本体１に対して取り付け可能とし、ユーザによる交換を可能としている。各プロセスカートリッジ６０には、不揮発性メモリユニット６１が搭載されている。この不揮発性メモリユニット６１には、例えば、感光体ドラム１２の回転数、高圧電圧印加時間、プリント枚数など、所定の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにて、そのプロセスカートリッジ６０が装着された際の、各々のカートリッジ使用履歴情報が格納されている。そして、不揮発性メモリユニット６１の側部には、ドラムクリーナ１６のオーガ１６ｂ(図示せず。図３参照)が収容される排出パイプ６２が配設されている。この排出パイプ６２の端部下側(図中では上側)には廃トナーの排出口６２ａが形成されており、排出パイプ６２の端部には側部に開口６３ａが形成されたキャップ６３が回動可能に取り付けられている。キャップ６３には排出パイプ６２に巻き回されて固定されたねじりばね６４が装着されており、プリンタ本体１にプロセスカートリッジ６０が装着された場合にキャップ６３が回動し、排出パイプ６２の開口６２ａとキャップ６３の開口６３ａとを合わせることで、外部に廃トナーを排出できるようにしている。

さらに、図２に示すプリンタ本体１では、通常、図中破線で示す回収ボトル７０が取り付けられている。図５(ａ)(ｂ)は回収ボトル７０を示している。この回収ボトル７０には、不要となった廃トナーや廃現像剤を取り入れる開口７１〜７９が形成されている。これらのうち、開口７１〜７４には、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ(図２参照)を構成するプロセスカートリッジ６０に取り付けられたドラムクリーナ１６(共に図４参照)で回収され、オーガ１６ｂ(図３参照)により搬送された廃トナー等が搬入される。また、開口７６〜７９には、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ(図２参照)の現像器１４からオーガ１４ｃ(共に図３参照)により搬送された廃現像剤が搬入される。さらに、開口７５には、ベルトクリーナ２５で回収されオーガ２５ｃ(共に図２参照)によって搬送された廃トナー等が搬入される。なお、各開口７１〜７９には、搬入される廃トナーや廃現像剤等の外部漏れを防止するスポンジが取り付けられる。

図６は、廃棄粉体回収装置１００を示した図である。図６に示す廃棄粉体回収装置１００は、上述した回収ボトル７０に代えてプリンタ本体１(共に図２参照)に着脱自在に取り付けられる一次回収部１１０と、一次回収部１１０で回収された廃トナーおよび廃現像剤を最終的に収容する二次回収部１３０と、一次回収部１１０と二次回収部１３０との間で廃トナーおよび廃現像剤を搬送する搬送部１５０とを有している。ここで、一次回収部１１０はプリンタ本体１に対し、プリンタ本体１の前扉１ａ側からプロセスカートリッジ６０の配置方向に向かって平行に着脱するように構成されている。

図７は一次回収部１１０を正面から見た図であり、図８は一次回収部１１０に四本のプロセスカートリッジ６０を装着した状態を示す斜視図である。一次回収部１１０は中空状の一次回収容器(回収容器)１１０ａを有している。一次回収容器１１０ａには、図６および図７に示すように、不要となった廃トナーや廃現像剤を取り入れる開口１１１〜１１９が形成されている。ここで、開口１１１〜１１４には、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ(図２参照)を構成するプロセスカートリッジ６０に取り付けられたドラムクリーナ１６(共に図４参照)で回収されオーガ１６ｂ(図３参照)により搬送された廃トナー等が搬入される。つまり開口１１１〜１１４は、廃トナー搬入口としての機能を有する。また、開口１１６〜１１９には、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋ(図２参照)の現像器１４からオーガ１４ｃ(共に図３参照)により搬送された廃現像剤が搬入される。つまり、開口１１６〜１１９は、廃現像剤搬入口としての機能を有する。さらに、開口１１５には、ベルトクリーナ２５(図２参照)で回収されオーガ２５ｃ(図２参照)によって搬送された廃トナー等が搬入される。つまり、開口１１５は、廃トナー搬入口としての機能を有する。また、開口１１１〜１１９は、廃トナーあるいは廃現像剤を一次回収容器１１０ａ内に落下させる落下手段としての機能を有する。なお、各開口１１１〜１１９には、所定形状の切り込みが入れられた漏れ防止用のスポンジが取り付けられる。

また、一次回収容器１１０ａの内側底部には、長手方向に沿って搬送部材としてのコイルオーガ１２０が配設されている。コイルオーガ１２０は硬鋼線にて構成され、その外径はφ１６、線径はφ１、ピッチは５ｍｍである。コイルオーガ１２０は、その一端が一次回収容器１１０ａの外側に配設されたギヤ１２１に接続されており、他端が一次回収容器１１０ａの下側側部に設けられた排出口１２２よりさらに外側まで、具体的には、搬送部１５０の搬送パイプ１５１の下流側端部まで延設されている。また、コイルオーガ１２０を駆動するギヤ１２１は、受け側カップリング１２４と一体的に形成されるギヤ１２３と噛合しており、後述するように本体側に設けられる駆動装置１６０から伝達される駆動力によって駆動されるようになっている。これによりコイルオーガ１２０は、一次回収容器１１０ａ内に搬入された廃トナーや廃現像剤を搬送パイプ１５１側に向けて搬送することができる。なお、図から明らかなように、搬送パイプ１５１は屈曲しているが、コイルオーガ１２０がフレキシビリティを有しているため、屈曲した搬送パイプ１５１内においても十分に廃トナーや廃現像剤を搬送することが可能である。

さらに、一次回収部１１０には、四つの開口１２５〜１２８が並列に設けられている。これら開口１２５〜１２８は、レーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)が通過するガラス製のウィンドウ３３(図２参照)を清掃するためのものである。なお図６は、これら開口１２５〜１２８がプリンタ本体１に対する取り付け用の板１２９で隠された状態を示している。

また、二次回収部１３０は、図６に示す筐体カバー１３１を有しており、その内部には、図９に示す二次回収容器１３２が収容されている。ここで、図９(ａ)は二次回収容器１３２および搬送部１５０の主要部を示す斜視図であり、図９(ｂ)はその側面図である。
二次回収容器１３２は、略直方体状の形状を有し、その上部側には取っ手１３３が形成されている。また、二次回収容器１３２の上面には、廃トナーおよび廃現像剤を搬入するための開口１３４が形成されている。
一方、搬送部１５０の搬送パイプ１５１端部には、二次回収容器１３２を着脱するコネクタ１５２が取り付けられている。コネクタ１５２は、二次回収容器１３２を取り付けた場合に二次回収容器１３２内に廃トナーおよび廃現像剤を搬入でき、且つ、二次回収容器１３２を取り外した場合に外部に廃トナーや廃現像剤が漏れないように蓋ができるように構成されている。なお、搬送パイプ１５１は、図６に示すカバー１５３が取り付けられる。このカバー１５３は、プリンタ本体１(図１参照)に装着される。

そして、本実施の形態では、図９(ｂ)から明らかなように、二次回収容器１３２が所定の角度だけ傾斜した状態でコネクタ１５２に取り付けられるようになっている。このように二次回収容器１３２を配設することで、二次回収容器１３２内を落下する廃トナーおよび廃現像剤が、二次回収容器１３２の内部側壁を滑り落ちるようになるため、内部での廃トナーおよび廃現像剤の飛散を抑制することが可能となっている。

次に、本実施の形態に係る画像形成装置の動作について説明する。図示しない原稿読み取り装置によって読み取られた原稿の色材反射光像や、図示しないパーソナルコンピュータ等にて形成された色材画像データは、例えばＲ(赤)、Ｇ(緑)、Ｂ(青)の各８ビットの反射率データとしてＩＰＳ５０に入力される。ＩＰＳ５０では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間補正、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の四色の色材階調データに変換され、ＲＯＳ３０に出力される。

ＲＯＳ３０では、入力された色材階調データに応じて、レーザダイオード(図示せず)から出射されたレーザ光(ＬＢ-Ｙ,ＬＢ-Ｍ,ＬＢ-Ｃ,ＬＢ-Ｋ)を、ｆ-θレンズ(図示せず)を介してポリゴンミラー３１に出射している。ポリゴンミラー３１では、入射されたレーザ光を各色の階調データに応じて変調し、偏向走査して、図示しない結像レンズおよび複数枚のミラーを介して画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２に照射している。画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２では、帯電された表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の各色のトナー像として現像される。

画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋの感光体ドラム１２上に形成されたトナー像は、中間転写体である中間転写ベルト２１上に順次転写される。このとき、ブラックのトナー像を形成するブラックの画像形成ユニット１１Ｋは、中間転写ベルト２１の移動方向の最下流側に設けられ、ブラックのトナー像は、中間転写ベルト２１に対して最後に転写される。

一方、シート搬送系４０では、画像形成のタイミングに合わせてナジャーロール４２が回転し、給紙装置４１から所定サイズの記録用紙が供給される。フィードロール４３により一枚ずつ分離された記録用紙は、搬送路４４を経てレジストロール４５に移送され、一旦、停止される。その後、トナー像が形成された中間転写ベルト２１の移動タイミングに合わせてレジストロール４５が回転し、記録用紙は、バックアップロール２４および二次転写ロール４６によって形成される二次転写位置に搬送される。二次転写位置にて下方から上方に向けて搬送される記録用紙には、圧接力および所定の電界を用いて、四色が重ね転写されたトナー像が副走査方向に順次、二次転写される。そして、トナー像が二次転写された記録用紙は、定着器２９によって熱および圧力で定着処理を受けた後、排出ロール４７によってプリンタ本体１の上部に設けられた排出トレイ４８に排出される。なお、排出トレイ４８にそのまま排出せずに、図示しない切り替えゲートによって記録用紙を両面用搬送ユニット４９によって反転させることもできる。この反転された記録用紙をレジストロール４５に搬送した後、前述と同様な流れによって、印刷されていない他の面について画像を形成することで、記録用紙の両面に画像を形成することが可能となる。

次に、この画像形成装置における一次回収部１１０に設けた受け側カップリング１２４と本体側に設けられる駆動装置１６０との連結について説明する。
図１０は、駆動装置１６０と受け側カップリング１２４との連結を説明するための図である。駆動装置１６０は、駆動源であるＤＣモータ１６１、ＤＣモータ１６１のモータ軸に取り付けたウォーム１６２、ウォーム１６２と噛み合って回転軸の方向をモータ軸と直交する方向へ変換するためのウォームホイール１６３、ウォームホイール１６３と同軸に結合してあるギヤ１６４、ギヤ１６４に噛合して配置されたギヤ１６５、ギヤ１６５と同軸に一体的に形成された駆動伝達部材としての駆動側カップリング１６６、これらを取り付け固定するべース部材１６７から構成されている。
駆動装置１６０では、ＤＣモータ１６１の駆動がウォーム１６２からウォームホイール１６３へ伝達される際に約１／１００に減速され、ギヤ１６４およびギヤ１６５を介して駆動側カップリング１６６に伝達される。

一方、一次回収部１１０は駆動装置１６０側の側部に、一次回収容器１１０ａの内側底部に配設されたコイルオーガ１２０に駆動を伝達するギヤ１２１、ギヤ１２１に噛合して配置されたギヤ１２３、ギヤ１２３と一体的に形成される駆動受け部材としての受け側カップリング１２４を備えている。
そして、一次回収部１１０が、プリンタ本体１の前扉１ａ側からプロセスカートリッジ６０の配置方向に向かって平行に装着された際に、駆動装置１６０の駆動側カップリング１６６と一次回収部１１０の受け側カップリング１２４とは結合される。

ここで、駆動側カップリング１６６と受け側カップリング１２４とを説明する。図１１は駆動側カップリング１６６を説明する図であり、図１２は受け側カップリング１２４を説明する図である。図１１に示すように、駆動側カップリング１６６はギヤ１６５と同軸にプラスチックによる一体成型で形成されている。駆動側カップリング１６６は、円盤状の基体１６６ａ、基体１６６ａの回転中心軸から６ｍｍ離れた位置に基体１６６ａに垂直に固設された円柱形状の柱状凸部１６６ｂで構成されている。

また、図１２に示すように、受け側カップリング１２４はギヤ１２３と同軸にプラスチックによる一体成型で形成されている。受け側カップリング１２４は外径が１８．５ｍｍ、内径が１４ｍｍの円筒状の基体１２４ａ、基体１２４ａの上面であって回転中心軸から離れた位置に固設された壁状凸部１２４ｂ、壁状凸部１２４ｂを補強する補強部材１２４ｃで構成されている。壁状凸部１２４ｂは、断面形状が長方形と半円形とを組み合わせた小判形状に形成され、受け側カップリング１２４の回転方向上流側には平面に形成された側面１２４ｄが配設されている。さらに、壁状凸部１２４ｂは側面１２４ｄの法線が回転中心軸と直交する方向を向くように基体１２４ａの上面に垂直に固設されている。

ここで、一次回収部１１０をプリンタ本体１に装着させる場合を説明する。一次回収部１１０を装着させると、受け側カップリング１２４は壁状凸部１２４ｂが駆動側カップリング１６６の回転軸に対し直交する方向から駆動側カップリング１６６に結合される。その際、駆動側カップリング１６６の回転軸と受け側カップリング１２４の回転軸とは一致するように位置する。一次回収部１１０が装着された後には、駆動側カップリング１６６の回転により柱状凸部１６６ｂは壁状凸部１２４ｂの側面１２４ｄと当接する。そして、受け側カップリング１２４は柱状凸部１６６ｂからの駆動力を壁状凸部１２４ｂの側面１２４ｄに受けて回転する。

このように受け側カップリング１２４には平面で形成された側面１２４ｄが設けられ、柱状凸部１６６ｂからの駆動力を受けている。このため、柱状凸部１６６ｂが壁状凸部側面１２４ｄに当接するに際し、柱状凸部１６６ｂからの駆動力を効率よく伝達できる当接許容域を大きく形成することができる。すなわち、壁状凸部側面１２４ｄを基体１２４ａの法線方向に充分に長く形成することによって、壁状凸部側面１２４ｄには柱状凸部１６６ｂが確実に当接して、駆動力を効率よく伝達することができる。

ここで、壁状凸部１２４ｂの断面形状は、柱状凸部１６６ｂが当接する側面１２４ｄが平面に形成されていればよく、図１３に示すように、断面形状が例えば幅３ｍｍ、長さ３．５ｍｍの長方形と半径１．５ｍｍの半円形とを組み合わせた小判形状（（ａ））のほか、長方形と三角形とを組み合わせた六角形状（（ｂ））、または五角形状（（ｃ））で形成してもよい。なお、側面１２４ｄは平面に形成するだけでなく、駆動力の伝達および受け側カップリング１２４の引き出しに障害とならない限り、緩やかな湾曲で形成した凸部または凹部を設けてもよい。

また、図１４に示したように、壁状凸部１２４ｂは基体１２４ａの外周面１２４ｅよりも内側の領域に配置されるように、壁状凸部１２４ｂの端部が基体１２４ａの上面に位置するように固設されている。そして、駆動側カップリング１６６の柱状凸部１６６ｂの回転半径ｒは、基体１２４ａの外周半径Ｒよりも大きくならないように設定し、柱状凸部１６６ｂが基体１２４ａの外周面１２４ｅよりも内側から駆動力を伝達するように構成している。本実施の形態では、柱状凸部１６６ｂの回転半径ｒは６ｍｍであり、基体１２４ａの外周面１２４ｅの半径Ｒは９．２５ｍｍに設定している。なお、柱状凸部１６６ｂの回転半径ｒと基体１２４ａの外周面１２４ｅの半径Ｒとは等しくなるように設定してもよい。

このように構成するのは、以下の理由に基づくものである。例えば壁状凸部１２４ｂを基体１２４ａの外周面１２４ｅよりも外側に位置するように配設し、柱状凸部１６６ｂを基体１２４ａの外周面１２４ｅよりも外側で当接して駆動力を伝達するように構成することも考えられる。しかし、柱状凸部１６６ｂの当接位置が外周面１２４ｅよりも外側である場合、壁状凸部１２４ｂには柱状凸部１６６ｂから壁状凸部１２４ｂを固設した基体１２４ａの上面との接合部を支点として回転方向に倒そうとする大きな力が働いてしまう。

すなわち、柱状凸部１６６ｂが壁状凸部１２４ｂを押す力をＦ、壁状凸部１２４ｂを固設した基体１２４ａの上面の接合部に働く力をｆとすると、ｆ＝ｒＦ／Ｒで表される。したがって、ｒ＞Ｒの場合にはｒ／Ｒ＞１となってｆはＦよりも大きな力となってしまう。このため、壁状凸部１２４ｂの接合部に大きなせん断力が働き、壁状凸部１２４ｂがこの接合部で破損するという現象が発生する。これに対し、本実施の形態のように、ｒ≦Ｒの場合にはｒ／Ｒ≦１となってｆはＦよりも大きくはならない。したがって、柱状凸部１６６ｂの当接位置を基体１２４ａの外周面１２４ｅよりも内側となるように構成することによって、壁状凸部１２４ｂを倒そうとする力を小さく抑えることが可能となる。このため、壁状凸部１２４ｂが破損するという現象は発生しない。なお、本実施の形態のように、壁状凸部１２４ｂの破損を防止するため、壁状凸部１２４ｂの回転方向下流側に、補強部材１２４ｃを配設して壁状凸部１２４ｂを補強することも有効である。

次に、一次回収部１１０をプリンタ本体１から取り出す場合を説明する。駆動側カップリング１６６は、ウォーム１６２とウォームホイール１６３からなるウォームギヤに接続されているのでロックされた状態となることから、駆動側カップリング１６６側から回転させることはできない。これに対し、受け側カップリング１２４は構成上そのような制限を受けていないため自由に回転することが可能である。このため、一次回収部１１０を引き出す場合には、引き出し動作に同期して受け側カップリング１２４の壁状凸部１２４ｂは柱状凸部１６６ｂからすり抜けられる位置まで柱状凸部１６６ｂに押されて回転する。さらに、壁状凸部１２４ｂの側面１２４ｄは平面に形成され、柱状凸部１６６ｂは円筒形状に形成されているので、壁状凸部１２４ｂの側面１２４ｄは柱状凸部１６６ｂの円筒側面を滑ることができる。すなわち、一次回収部１１０を引き出す動作によって、受け側カップリング１２４は回転し、柱状凸部１６６ｂをすり抜け、カップリングが解除される。

このように、駆動側カップリング１６６と受け側カップリング１２４とは、少なくとも一方がロックされた状態とならず自由に回転することが可能に構成されている。これによって、一次回収部１１０を引き出す場合には、引き出し動作に同期して駆動側カップリング１６６と受け側カップリング１２４とのいずれかがすり抜けられる位置まで回転することができる。なおその際、受け側カップリング１２４の引き出しに障害とならないように回転可能側のカップリングには側面が平面で形成された壁状凸部を配設し、固定側のカップリングには円柱形状の柱状凸部を配設することが必要である。

また、図１５に示したように、壁状凸部１２４ｂは回転軸側端部１２４ｆの回転半径（回転最小半径）ｂが駆動側カップリング１６６の柱状凸部１６６ｂの半径ａよりも大きくなるように構成されている。このように構成することによって、一次回収部１１０を引き出す方向から見て柱状凸部１６６ｂが回転軸ｘと重なる位置にある場合でも、壁状凸部１２４ｂを柱状凸部１６６ｂと回転軸ｘとを含む平面に対して垂直となるように位置させることでｂ−ａのクリアランスを得ることができるので、容易に取り外すことができる。
このように、柱状凸部１６６ｂがどこに位置していようとも柱状凸部１６６ｂが障害物となることなく、受け側カップリング１２４は駆動側カップリング１６６からスムーズに取り外すことが可能である。

なお、本実施の形態では、駆動側カップリング１６６には、柱状凸部１６６ｂを１本配設したが、受け側カップリング１２４の引き出しに障害とならない限り、複数の柱状凸部１６６ｂを配設することもできる。また、柱状凸部１６６ｂは円筒形状で形成したが、壁状凸部１２４ｂの側面１２４ｄが滑り抜けることができるような形状であれば、内角が鈍角である多角柱形状や一部に平面を有する円筒形状等で形成してもよい。

また、駆動装置１６０にウォーム１６２とウォームホイール１６３からなるウォームギヤを用い、駆動側カップリング１６６が駆動側カップリング１６６側からはロックされた状態となるように構成したが、駆動側カップリング１６６側からロックされないように駆動ギヤを構成してもよい。
なおその際、受け側カップリング１２４側をロックされた状態となるようにギヤを構成してもよいが、上述したように受け側カップリング１２４の引き出しに障害とならないように受け側カップリング１２４には円柱形状の柱状凸部を配設し、駆動側カップリング１６６には側面が平面で形成された壁状凸部を配設することが必要である。

さらに、本実施の形態の駆動力伝達装置は、廃棄粉体回収装置１００に適用する場合に限られず、トナー供給装置等の駆動力を伝達する機構を備えた本体装置に着脱自在なユニット全てに適用可能である。

実施の一形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。 プリンタ本体を示す図である。 画像形成ユニットの構成を示す図である。 プロセスカートリッジを示す図である。 (ａ)(ｂ)は回収ボトルを示す図である。 廃棄粉体回収装置を示す図である。 一次回収部を正面から見た図である。 一次回収部に四本のプロセスカートリッジを装着した状態を示す図である。 (ａ)は二次回収容器および搬送部の主要部を示す斜視図であり、(ｂ)はその側面図である。 駆動装置と受け側カップリングとの連結を説明するための斜視図である。 駆動側カップリングを説明する斜視図である。 受け側カップリングを説明する斜視図である。 壁状凸部の断面形状を説明する図である。 柱状凸部と壁状凸部との位置関係を説明する図である。 壁状凸部の配置構成と柱状凸部の径との関係を説明する図である。

符号の説明

１…プリンタ本体、１０…画像プロセス系、１１Ｙ…イエロー画像形成ユニット、１１Ｍ…マゼンタ画像形成ユニット、１１Ｃ…シアン画像形成ユニット、１１Ｋ…ブラック画像形成ユニット、１２…感光体ドラム、１３…帯電器、１４…現像器、１５…一次転写ロール、１６…ドラムクリーナ、２０…転写ユニット、２５…ベルトクリーナ、３０…ＲＯＳ、４０…シート搬送系、５０…ＩＰＳ、６０…プロセスカートリッジ、７０…回収ボトル、１００…廃棄粉体回収装置、１１０…一次回収部、１１０ａ…一次回収容器、１１１〜１１９…開口、１２０…コイルオーガ、１２４…受け側カップリング、１２４ａ…基体、１２４ｂ…壁状凸部、１２４ｃ…補強部材、１２４ｄ…側面、１２４ｅ…外周面、１３０…二次回収部、１３２…二次回収容器、１５０…搬送部、１５１…搬送パイプ、１５２…コネクタ、Ｄ…廃現像剤、Ｔ…廃トナー、１６１…ＤＣモータ、１６２…ウォーム、１６３…ウォームホイール、１６４，１６５…ギヤ、１６６…駆動側カップリング、１６６ａ…基体、１６６ｂ…柱状凸部、１６７…ベース部材

Claims (4)

1. 像担持体と、
   回転可能な基体に当該基体の回転中心軸と平行に当該回転中心軸とは離れて配設されるとともに、断面形状が円形の柱状凸部を備えた駆動伝達部材と、
   前記像担持体で回収したトナーを収容する回収部と、
   回転可能な基体に当該基体の回転中心軸とは離れて配設されるとともに、回転方向上流側に前記柱状凸部から駆動力を受け取るときに当該柱状凸部と接触し、且つ、法線が当該回転中心軸と直交する平面が形成された壁状凸部を備えた駆動受け部材と、
   前記回収部内に配置され、前記駆動受け部材で受け取った駆動力によって回転することで回収部内のトナーを移動させる部材を一体的に装置本体に対して着脱可能とした回収容器とを備え、
   前記回収容器は、当該回収容器を取り外す際に前記駆動受け部材が前記駆動伝達部材から当該駆動受け部材の前記回転中心軸と交差する方向に引き抜かれると共に、前記壁状凸部の前記回転方向上流側の壁面が当該駆動伝達部材の前記柱状凸部と接触することで当該壁状凸部が当該駆動受け部材の当該回転中心軸の回りを回転しながら移動し、且つ、当該回転方向上流側の壁面は、当該駆動受け部材の当該回転中心軸と交差する方向に引き抜かれる過程で当該柱状凸部の異なる部位に接触するように構成されたことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動受け部材は、前記壁状凸部の当該駆動受け部材の前記回転中心軸とは反対側の端部が前記基体に固定され、当該壁状凸部の回転最小半径が前記駆動伝達部材の前記柱状凸部の回転半径よりも小さく、当該壁状凸部の回転最大半径が当該柱状凸部の回転半径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記駆動受け部材は、前記壁状凸部の回転最小半径が前記駆動伝達部材の前記柱状凸部の断面半径よりも大きいことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記駆動伝達部材は、前記柱状凸部が１または複数配設されたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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