JP4654109B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、潜像担持体と現像剤担持体とに対し、それぞれ共通の回転駆動源からの回転駆動力を伝達する手段の改良に関するものである。

従来、この種の画像形成装置としては、例えば特許文献１に記載のものが知られている。この画像形成装置は、回転駆動源たる駆動モータの回転駆動力を潜像担持体たる感光体に伝達した後、感光体のギヤを介して現像剤担持体たる現像ローラまで伝達する。かかる構成では、感光体と現像ローラとで駆動モータを共用して低コスト化や小型化を図ることができる。

特許第３５９９６３２号公報

しかしながら、画像形成装置内のレイアウトによっては、駆動モータの回転駆動力を感光体から現像ローラに伝達する方式ではなく、次のような方式を採用した方が、小型化などに有利な場合がある。即ち、駆動モータから感光体への駆動伝達と、駆動モータから現像ローラへの駆動伝達とを分ける方式である。

そこで、本発明者らは、駆動モータの回転軸に固定した原動ギヤに対して、感光体に駆動を伝達するための感光体ギヤと、現像ローラに駆動を伝達するための現像ギヤとをそれぞれ噛み合わせるようにした画像形成装置を開発中である。かかる構成においては、感光体と現像ローラとで駆動モータを共用して低コスト化や小型化を図りながら、駆動モータから感光体への駆動伝達と、駆動モータから現像ローラへの駆動伝達とを分けることができる。

ところが、この開発中の画像形成装置では、次に説明する理由により、感光体に十分量の現像剤を供給することができなくなるおそれがあった。即ち、近年の画像形成装置では、高画質化に伴い、ギヤの噛み合いの反動による画像濃度ムラが画質に大きく影響するようになってきた。このため、駆動モータから感光体に至るまでのギヤ数をできるだけ減らしたり、ギヤの小モジュール化によって１歯噛み合いあたりの感光体の表面移動量をできるだけ小さくしたりして、画像濃度ムラを抑えることが望まれる。そこで、開発中の画像形成装置では、駆動モータから感光体に至るまでのギヤ数を、上述の原動ギヤと感光体ギヤとの２つだけにし、且つ、これらギヤのモジュール（基準ピッチ／π）を０．３という非常に小さなものにしている。これら原動ギヤや感光体ギヤに合わせて、原動ギヤに噛み合う現像ギヤや、これよりも下流側で現像ローラに向けて駆動を伝達する各種のギヤのモジュールを小さくしたとする。すると、現像ローラの回転速度を不足させて、感光体に十分量の現像剤を供給することができなくなる。

そこで、本発明者らは、次のような構成を採用したプリンタ試験機を製造した。即ち、現像ギヤとして、原動ギヤに噛み合う第１ギヤ部と、これよりも大きなモジュールで且つ第１ギヤ部と同じ回転軸線上で回転する第２ギヤ部とを設けたものを用い、第２ギヤ部を駆動伝達方向下流側のギヤと噛み合わせた構成である。かかる構成では、下流側のギヤに駆動を伝達するための第２ギヤ部のモジュールを、原動ギヤに噛み合うモジュールの小さな第１ギヤ部よりも大きくする。これにより、現像ローラを十分に速い線速で駆動して、感光体に十分量の現像剤を供給することができる。

しかしながら、このプリンタ試験機では、現像ギヤが短期間で破損してしまい、実用化し得る耐久性を発揮することができなかった。本発明者らは、その原因について鋭意研究を行ったところ、以下のようなことがわかってきた。即ち、プリンタ試験機では、現像ローラに加えて、現像装置内の現像剤撹拌スクリュウなどといった他の回転部材にも回転駆動力を伝達するために、相当数のギヤを噛み合わせている。これらギヤのうち、上流側のギヤから下流側のギヤに回転駆動力を伝達する中継ギヤについては、軸受けを必要としない摺動方式にして低コスト化を図るのが一般的である。そこで、中継ギヤとして機能する現像ギヤや、これよりも下流側にあるいくつかの中継ギヤを摺動方式のものにした。摺動方式とは、ギヤを固定軸に対して摺動回転可能に係合させて、回転軸上で摺動回転させる方式である。かかる摺動方式の現像ギヤは、固定軸上での良好な摺動回転が可能になるように、例えばポリアセタール樹脂などといった摩擦係数の比較的小さな材料を用いる必要があるために、曲げ強度や硬度が比較的低くなってしまう。にもかかわらず、原動ギヤとの噛み合わせのために現像ギヤの第１ギヤ部を０．３という非常に小さなモジュールにしていたため、実用化し得る程度の耐久性を発揮させることができなかったのである。更に、現像ギヤ群には、必要に応じて現像ローラ等の回転部材への駆動をＯＦＦするために、駆動伝達を接断するクラッチを設けており、このクラッチを接断する際の衝撃によって第１ギヤ部の破損を助長していた。

なお、開発中の画像形成装置では、原動ギヤに噛み合う現像ギヤだけでなく、現像ギヤ群内の他のギヤ全てをポリアセタール樹脂等からなる曲げ強度や硬度が比較的低いものにしている。かかる構成において、現像ギヤとして曲げ強度や硬度が比較的高いものを用いて耐久性の向上を図ろうとすると、今度は、現像ギヤの第２ギヤ部に噛み合う下流側のギヤの摩耗を助長してしまうという新たな問題が発生してしまう。

本発明は、以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次に列記する事項を何れも実現することができる画像形成装置を提供することである。
（１）潜像担持体と現像剤担持体とで回転駆動源を共用して低コスト化や小型化を図りながら、回転駆動源から潜像担持体への駆動伝達と、回転駆動源から現像剤担持体への駆動伝達とを分ける。
（２）感光体ギヤ等の潜像ギヤの小モジュール化によって画像濃度ムラを抑えながら、潜像担持体に十分量の現像剤を供給する。
（３）現像剤担持体への駆動伝達をクラッチ等の駆動伝達接断手段によって接断する。
（４）現像ギヤ群内における現像ギヤやその他の中継ギヤに摺動方式を採用することによる低コスト化と、現像ギヤ群内における各ギヤの長寿命化とを両立させる。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、無端移動する表面に担持した現像剤によって該潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、回転軸に原動ギヤが固定された回転駆動源と、該原動ギヤの回転駆動力を該潜像担持体及び現像剤担持体に伝達するギヤ群とを有する画像形成装置において、上記ギヤ群として、上記原動ギヤに噛み合って回転しながらその回転駆動力を上記潜像担持体に向けて伝達する潜像ギヤと、固定軸上で自らの第１ギヤ部を該原動ギヤに噛み合わせて摺動回転しながら、自らの第２ギヤ部を駆動伝達方向下流側のギヤに噛み合わせる現像ギヤとを備えるものを用い、該第２ギヤ部として、該第１ギヤ部よりもモジュールが大きく、該第１ギヤ部よりも硬度及び曲げ強度が低く、且つ上記固定軸に係合する係合部を具備するものを用い、該第１ギヤ部を上記固定軸に摺擦させないように該第２ギヤ部に固定し、該ギヤ群による上記現像剤担持体への回転駆動力の伝達を接断する駆動伝達接断手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記第１ギヤ部として、標準曲げ強度が２５０［ＭＰａ］以上である材料からなるものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像形成装置において、上記現像ギヤとして、上記第１ギヤ部が上記第２ギヤ部に対して回転方向に所定の回転角度で遊動可能に係合するものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、上記現像ギヤとして、上記第２ギヤ部に係合しながら回転する上記第１ギヤ部の一部を、その回転方向にて弾性部材を介して該第２ギヤ部の一部に突き当てることで、上記所定の回転角度を超える該第１ギヤ部の遊動を阻止するようにしたものを用いたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、無端移動する表面に担持した現像剤によって該潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、回転軸に原動ギヤが固定された回転駆動源と、該原動ギヤの回転駆動力を該潜像担持体及び現像剤担持体に伝達するギヤ群とを有する画像形成装置において、上記ギヤ群として、上記原動ギヤに噛み合って回転しながらその回転駆動力を上記潜像担持体に向けて伝達する潜像ギヤと、固定軸上で該原動ギヤに噛み合って摺動回転しながら、その回転駆動力を上記現像剤担持体に向けて伝達する現像ギヤとを備えるものを用い、該原動ギヤとして、該潜像ギヤに噛み合う第１ギヤ部と、これと同じ回転軸線上で回転しながら該現像ギヤに噛み合う第２ギヤ部とを設けたものを用い、該第２ギヤ部として、該第１ギヤ部よりもモジュールが大きく、且つ該第１ギヤ部よりも硬度及び曲げ強度が低いものを用い、該ギヤ群による上記現像剤担持体への回転駆動力の伝達を接断する駆動伝達接断手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５の何れかの画像形成装置において、少なくとも上記潜像担持体と上記現像剤担持体とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能にしたプロセスユニットとして構成したことを特徴とするものである。

これらの発明においては、潜像担持体に向けて回転駆動力を伝達する潜像ギヤと、現像剤担持体に向けて回転駆動力を伝達する現像ギヤとを、それぞれ個別に原動ギヤに噛み合わせるので、潜像担持体と現像剤担持体とで回転駆動源を共用して低コスト化や小型化を図りながら、回転駆動源から潜像担持体への駆動伝達と、回転駆動源から現像剤担持体への駆動伝達とを分けることができる。

また、これらの発明のうち、請求項１の発明特定事項の全てを備えるものでは、現像ギヤにおいて、駆動伝達方向下流側のギヤに噛み合う第２ギヤ部のモジュールを、原動ギヤに噛み合う第１ギヤ部よりも大きくすることで、第２ギヤ部から駆動力が伝達される現像剤担持体を、潜像担持体よりも速い線速で駆動する。これにより、潜像ギヤの小モジュール化によって画像濃度ムラを抑えながら、潜像担持体に十分量の現像剤を供給することができる。

また、請求項５の発明特定事項の全てを備えるものでは、原動ギヤにおいて、現像ギヤに噛み合う第２ギヤ部のモジュールを、潜像ギヤに噛み合う第１ギヤ部よりも大きくすることで、第２ギヤ部から現像ギヤを介して駆動力が伝達される現像剤担持体を、潜像担持体よりも速い線速で駆動する。これにより、潜像ギヤの小モジュール化によって画像濃度ムラを抑えながら、潜像担持体に十分量の現像剤を供給することができる。

これらの結果、請求項１乃至６の発明においては、先に列記した（１）及び（２）の事項を何れも実現することができる。

更に、請求項１の発明特定事項の全てを備える発明においては、現像剤担持体への回転駆動力の伝達を接断する駆動伝達接断手段を設けているので、現像担持体への駆動伝達を駆動伝達接断手段によって必要に応じて接断することができる。また、第２ギヤ部とは別体であって且つ原動ギヤに噛み合う第１ギヤ部の曲げ強度を、第２ギヤ部よりも高くして第１ギヤ部の長寿命化を図ることができる。この一方で、固定軸と係合する係合部を有する第２ギヤ部を第１ギヤ部よりも低い硬度にすることで、その材料として、ポリアセタール樹脂などといった摩擦係数の比較的小さなものを適用可能にする。これにより、固定軸上で良好に摺動回転させる摺動方式を現像ギヤに採用することができる。更には、現像ギヤ群内の各ギヤを互いに硬度の比較的低いものにして、互いの硬度差による摩耗を抑えるとともに、それらギヤのうちの中継ギヤに摺動方式を採用することができる。これらの結果、上述した（３）及び（４）の事項を何れも実現することができる。

また、請求項５の発明特定事項の全てを備える発明においては、現像剤担持体への回転駆動力の伝達を接断する駆動伝達接断手段を設けているので、現像担持体への駆動伝達を駆動伝達接断手段によって必要に応じて接断することができる。また、原動ギヤの第２ギヤ部を第１ギヤ部よりも低い硬度にすることで、その材料として、ポリアセタール樹脂などといった摩擦係数の比較的小さなものを適用可能にする。これにより、第２ギヤ部に噛み合う現像ギヤや、現像ギヤ群内におけるその他の各ギヤを互いに硬度の比較的低いものにして、互いの硬度差による摩耗を抑えるとともに、それらギヤのうちの中継ギヤに摺動方式を採用することができる。これらの結果、上述した（３）及び（４）の事項を何れも実現することができる。

以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の第１実施形態について説明する。
まず、本第１実施形態に係るプリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本第１実施形態に係るプリンタを示す概略構成図である。同図において、本プリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Ｙトナー像を生成するためのプロセスユニット１Ｙを例にすると、図２に示すように、ドラム状の感光体２Ｙ、ドラムクリーニング装置３Ｙ、除電装置（不図示）、帯電装置４Ｙ、現像装置５Ｙ等を備えている。このプロセスユニット１Ｙは、プリンタ本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。

帯電装置４Ｙは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体２Ｙの表面を一様帯電せしめる。同図においては、図示しない電源によって帯電バイアスが印加されながら、図中反時計回りに回転駆動される帯電ローラ６Ｙを感光体２Ｙに当接させることで、感光体２Ｙを一様帯電せしめる方式の帯電装置４Ｙを示した。帯電ローラ６Ｙの代わりに、帯電ブラシを当接させるものを用いてもよい。また、スコロトロンチャージャーのように、潜像担持体たる感光体２Ｙに対して非接触で帯電処理を施すものを用いてもよい。帯電装置４Ｙによって一様帯電せしめられた感光体２Ｙの表面は、後述する光書込ユニットから発せられるレーザ光によって露光走査されてＹ用の静電潜像を担持する。

現像手段たる現像装置５Ｙは、第１搬送スクリュウ７Ｙが配設された第１剤収容部８Ｙを有している。また、透磁率センサからなるトナー濃度センサ（以下、トナー濃度センサという）９Ｙ、第２搬送スクリュウ１０Ｙ、現像ロール１１Ｙ、ドクターブレード１２Ｙなどが配設された第２剤収容部１３Ｙも有している。これら２つの剤収容部内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のＹトナーとからなる図示しないＹ現像剤が内包されている。第１搬送スクリュウ７Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、第１剤収容部８Ｙ内のＹ現像剤を図紙面に直交する方向における手前側から奥側へと搬送する。そして、第１剤収容部８Ｙと第２剤収容部１３Ｙとの間の仕切壁に設けられた図示しない連通口を経て、第２剤収容部１３Ｙ内に進入する。第２剤収容部１３Ｙ内の第２搬送スクリュウ１０Ｙは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、Ｙ現像剤を図中奥側から手前側へと搬送する。搬送途中のＹ現像剤は、第１剤収容部１３Ｙの底部に固定されたトナー濃度センサ９Ｙによってそのトナー濃度が検知される。このようにしてＹ現像剤を搬送する第２搬送スクリュウ１０Ｙの図中上方には、図中反時計回りに回転駆動せしめられる非磁性パイプからなる現像スリーブ１４Ｙ内にマグネットローラ１５Ｙを内包する現像剤担持体たる現像ロール１１Ｙが平行配設されている。第２搬送スクリュウ１０Ｙによって搬送されるＹ現像剤は、マグネットローラ１５Ｙの発する磁力によって現像スリーブ１４Ｙ表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ１４Ｙと所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード１２Ｙによってその層厚が規制された後、感光体２Ｙと対向する現像領域まで搬送され、感光体２Ｙ上のＹ用の静電潜像にＹトナーを付着させる。この付着により、感光体２Ｙ上にＹトナー像が形成される。現像によってＹトナーを消費したＹ現像剤は、現像ロール１１Ｙの現像スリーブ１４Ｙの回転に伴って第２搬送スクリュウ１０Ｙ上に戻される。そして、図中手前端まで搬送されると、図示しない連通口を経て第１剤収容部８Ｙ内に戻る。

トナー濃度センサ９ＹによるＹ現像剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。Ｙ現像剤の透磁率は、Ｙ現像剤のＹトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサ９ＹはＹトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。上記制御部はＲＡＭを備えており、この中にトナー濃度センサ９Ｙからの出力電圧の目標値であるＹ用Ｖｔｒｅｆや、他の現像装置に搭載されたＣ，Ｍ，Ｋ用のトナー濃度センサからの出力電圧の目標値であるＣ用Ｖｔｒｅｆ、Ｍ用Ｖｔｒｅｆ、Ｋ用Ｖｔｒｅｆのデータを格納している。現像装置５Ｙについては、トナー濃度センサ９Ｙからの出力電圧の値とＹ用Ｖｔｒｅｆを比較し、後述するＹ用のトナー供給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。この駆動により、現像に伴ってＹトナーを消費してＹトナー濃度を低下させたＹ現像剤に対して第１剤収容部８Ｙで適量のＹトナーが供給される。このため、第２剤収容部１３Ｙ内のＹ現像剤のＹトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他色用のプロセスユニット（１Ｃ，Ｍ，Ｋ）内における現像剤についても、同様のトナー供給制御が実施される。

潜像担持体たる感光体２Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述する中間転写ベルトに中間転写される。ドラムクリーニング装置３Ｙは、中間転写工程を経た後の感光体２Ｙ表面に残留したトナーを除去する。これによってクリーニング処理が施された感光体２Ｙ表面は、図示しない除電装置によって除電される。この除電により、感光体２Ｙの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。先に示した図１において、他色用のプロセスユニット１Ｃ，Ｍ，Ｋにおいても、同様にして感光体２Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＣ，Ｍ，Ｋトナー像が形成されて、中間転写ベルト上に中間転写される。

プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中下方には、光書込ユニット２０が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット２０は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、各プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋにおける各感光体に照射する。これにより、感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット２０は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー２１によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射するものである。

光書込ユニット２０の下方には、第１給紙カセット３１、第２給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、記録部材たる転写紙Ｐが複数枚重ねられた転写紙束の状態で収容されており、一番上の転写紙Ｐには、第１給紙ローラ３１ａ、第２給紙ローラ３２ａがそれぞれ当接している。第１給紙ローラ３１ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第１給紙カセット３１内の一番上の転写紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路３３に向けて排出される。また、第２給紙ローラ３２ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第２給紙カセット３２内の一番上の転写紙Ｐが、給紙路３３に向けて排出される。給紙路３３内には、複数の搬送ローラ対３４が配設されたおり、給紙路３３に送り込まれた転写紙Ｐは、これら搬送ローラ対３４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路３３内を図中下側から上側に向けて搬送される。

給紙路３３の末端には、レジストローラ対３５が配設されている。レジストローラ対３５は、転写紙Ｐを搬送ローラ対３４から送られてくる転写紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。

各プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中上方には、中間転写体たる中間転写ベルト４１を張架しながら図中反時計回りに無端移動せしめる転写ユニット４０が配設されている。転写手段たる転写ユニット４０は、中間転写ベルト４０の他、ベルトクリーニング装置４２、第１ブラケット４３、第２ブラケット４４などを備えている。また、４つの１次転写ローラ４５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、２次転写バックアップローラ４６、駆動ローラ４７、補助ローラ４８、テンションローラ４９なども備えている。中間転写ベルト４１は、これら８つのローラに張架されながら、駆動ローラ４７の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの１次転写ローラ４５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト４１を感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４１の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト４１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト４１上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

２次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された２次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで２次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対３５は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを、中間転写ベルト４１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで、２次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト４１上の４色トナー像は、２次転写バイアスが印加される２次転写ローラ５０と２次転写バックアップローラ４６との間に形成される２次転写電界や、ニップ圧の影響により、２次転写ニップ内で転写紙Ｐに一括２次転写される。そして、転写紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。

２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト４１には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニング装置４２によってクリーニングされる。

２次転写ニップの図中上方には、加圧ローラ６１や定着ベルトユニット６２などを備える定着装置６０が配設されている。この定着装置６０の定着ベルトユニット６２は、定着ベルト６４を、加熱ローラ６３、テンションローラ６５、駆動ローラ６６によって張架しながら、図中反時計回りに無端移動せしめる。加熱ローラ６３は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包しており、定着ベルト６４を裏面側から加熱する。このようにして加熱される定着ベルト６４の加熱ローラ６３掛け回し箇所には、図中時計回りに回転駆動される加圧ローラ６１がおもて面側から当接している。これにより、加圧ローラ６１と定着ベルト６４とが当接する定着ニップが形成されている。

２次転写ニップを通過した転写紙Ｐは、中間転写ベルト４１から分離した後、定着装置６０内に送られる。そして、定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト６４によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が定着せしめられる。

このようにして定着処理が施された転写紙Ｐは、排紙ローラ対６７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部６８が形成されており、排紙ローラ対６７によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部６８に順次スタックされる。

転写ユニット４０の上方には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを収容する４つのトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。トナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ内のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーは、プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの現像装置に適宜供給される。これらトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、プロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。

以上の構成の本プリンタにおいては、４つのプロセスユニット１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、光書込ユニット２０、転写ユニット４０などの組合せにより、記録部材たる転写紙Ｐにトナー像を形成するトナー像形成手段が構成されている。

図３はＹ用のトナーカートリッジ１００Ｙを示す斜視図である。同図において、トナー収容器たるトナーカートリッジ１００Ｙは、図示しないＹトナーを収容するボトル状のボトル部１０１Ｙと、円筒状のホルダー部１０２Ｙとを備えている。ホルダー部１０２Ｙは、ボトル部１０１Ｙの先端に形成された図示しない開口を覆うようにボトル部１０１Ｙの先端部に係合しつつ、ボトル部１０１Ｙを回転自在に保持している。ボトル部１０１Ｙには、外側から内側に向けて突出するスクリュー状の突起が１０３Ｙその円周面に沿うようにエンボス加工されている。ボトル部１０１Ｙが図示しない駆動系によって回転せしめられると、ボトル部１０１Ｙ内のＹトナーがこのスクリュー状の突起に沿ってボトル底側からボトル先端側に向けて移動する。そして、トナー収容器たるボトル部１０１Ｙの先端に設けられた図示しない開口を通って、円筒状のホルダー部１０２Ｙ内に流入する。

ホルダー部１０２Ｙのボトル軸線方向における端面には、ノズル受入口１０９Ｙが形成されている。このノズル受入口１０９Ｙは、プリンタ本体側に固定された後述する吸引ノズルを受け入れるためのものである。ノズル受入口１０９Ｙの図中両脇には、それぞれノズル受入口よりも若干小径の位置決めピン受入口１１０Ｙがそれぞれ形成されている。これら位置決めピン受入口１１０Ｙは、それぞれ、ボトル部１０１Ｙの回転軸線からずれた位置に形成されており、その奧には、図示しないピン挿入通路が、ボトル部１０１Ｙの回転軸線方向と並行な方向に延在するように形成されている。なお、ボトル部１０１Ｙとしては、駆動伝達ギヤによって回転せしめられる際の衝撃では変形しない程度に剛性の高い樹脂材料からなるものを用いている。

図４は、後述するトナー補給装置の一部となっているＹ用のカートリッジ連結部７１Ｙを示す斜視図である。このＹ用のカートリッジ連結部７１Ｙは、Ｙトナーを流通させるための流通管７２Ｙの上端に、管部材たる吸引ノズル７３Ｙが水平方向に延在するように固定されている。吸引ノズル７３Ｙの先端部には、Ｙトナーを受け入れるためのトナー受入口７４Ｙが形成されている。また、吸引ノズル７３Ｙの両脇には、それぞれ、棒状の位置決めピン７５Ｙが、水平方向（ボトル部の回転軸線と並行な方向）に延在するように固定されている。位置決め部材としてのカートリッジ連結部７１Ｙの凸部たる位置決めピン７５Ｙは、先端部が吸引ノズル７３Ｙの先端よりも出っ張るようになっている。

Ｙ用のトナーカートリッジ１００Ｙが後述するトナー補給装置のカートリッジ載置台にセットされる際には、まず、プリンタの筺体の側板に設けられた図示しない開閉扉が開かれる。すると、筺体内のトナー補給装置のカートリッジ載置台が露出する。このカートリッジ載置台には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の４つのトナーカートリッジを並行載置するための半筒状の４つの窪みが並行に設けられている。作業者は、トナーカートリッジ１００Ｙを、そのホルダー部１０２Ｙを先頭に向ける姿勢で把持する。そして、カートリッジ載置台に設けられた半筒上の４つの窪みのうち、Ｙ用の窪みの端にホルダー部１０２Ｙを載せた後、カートリッジ全体を差し込むように、ボトル部回転軸線方向に沿ってスライド移動させる。このスライド移動により、トナーカートリッジ１００Ｙを、所定の位置まで押し込んで、カートリッジ載置台上にセットする。

トナー補給装置におけるＹ用のカートリッジ連結部７１Ｙの２つの位置決めピン７３Ｙは、それぞれ先端部を吸引ノズル７３Ｙの先端よりも出っ張らせるように固定されている。そして、その先端部は、後端側よりも先細になっている。トナーカートリッジがセット時にカートリッジ載置台上に差し込まれる途中で、これら２つの位置決めピン７３Ｙの先細の先端部が、図３に示したトナーカートリッジ１００Ｙの２つの位置決めピン受入口１１０Ｙ内にそれぞれ進入する。そして、トナーカートリッジ１００Ｙが更に差し込まれると、位置決めピン７３Ｙの先端部よりも太くなっている後端側も、ピン受入口１１０Ｙ内に進入していく。先端部よりも太くなっている後端側がピン受入口１１０Ｙ内に進入することで、トナーカートリッジ１００Ｙのカートリッジ載置台上における回転軸線方向と直交する方向の位置決めがなされる。

かかる位置決めがなされた後、トナーカートリッジ１００Ｙが更に差し込まれると、カートリッジ連結部１０９Ｙにおける吸引ノズル７３Ｙが、ホルダー部１０２Ｙのノズル受入口１０９Ｙ内に進入していく。そして、吸引ノズル７３Ｙ内がノズル受入口１０９Ｙの内側に延在している挿入通路（１１５Ｙ）にある程度まで押し込まれた時点で、トナーカートリッジ１００Ｙのセットが完了する。

このようにしてセットされたトナーカートリッジ１００Ｙは、ボトル部１０１Ｙの先端部に形成されたギヤ部１１１Ｙを、トナー補給装置に固定された図示しない駆動伝達ギヤに噛み合わせる。駆動伝達ギヤが回転駆動されると、ボトル部１０１Ｙがホルダー部１０２Ｙに保持されながら回転する。この回転により、ボトル部１０１Ｙ内のＹトナーが、ボトル後端側から先端側に向けて搬送されて、ホルダー部１０２内に流入する。

吸引ノズル７３Ｙに連結した流通管７２Ｙの図示しない領域には、吸引ポンプが接続されており、これの作動によって流通管７２Ｙ内の空気やトナーが吸引される。すると、その吸引力が、流通管７２Ｙ内、吸引ノズル７３Ｙ内を介して、ホルダー部１０２Ｙに伝わる。そして、ホルダー部１０２内のＹトナーが、吸引ノズル７３Ｙ内へと吸引され、Ｙ用のプロセスユニット１Ｙの現像装置５Ｙ内に補給される。

なお、Ｙトナーを収容するＹ用のトナーカートリッジ１００Ｙについて詳しく説明したが、他色用のトナーカートリッジ（１００Ｃ，Ｍ，Ｋ）も同様の構成になっている。

図５は、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の４つの吸引ポンプのうち、Ｙ用の吸引ポンプ７８Ｙを示す斜視図である。この吸引ポンプ７８Ｙは、一軸偏芯スクリューポンプ（通称モーノポンプ）と呼ばれる方式のものである。そのポンプ部８０Ｙは、金属や剛性の高い樹脂などで偏芯２条スクリュー形状に加工されたロータ８１Ｙ、ゴム等の材料に２条スクリュー状の空洞が形成されたステータ８２Ｙ、これらを内包する樹脂製のホルダ等から構成される。吸引ポンプ７８Ｙは、このポンプ部８０Ｙの他に、吐出部８３Ｙ、ロータ８１Ｙを回転させるモータ８４Ｙ等も有している。２条スクリュー形状のロータ８１Ｙがステータ８２Ｙ内で回転すると、ポンプ部８０Ｙの吸引側（図中右側）に負圧が発生する。この負圧により、Ｙ用のトナーカートリッジ１００Ｙ内のＹトナーが、流通管７２Ｙ等を介して吸引される。そして、吸引ポンプ７８Ｙのポンプ部８０Ｙに至り、ステータ８２Ｙ内を通って吐出部８３Ｙから吐出される。他色用の吸引ポンプも同様の構成である。

図６は、トナー補給装置とその周囲構成とを示す斜視図である。トナー補給装置７０は、カートリッジ載置台７７、４つのカートリッジ連結部７１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、４つの吸引ポンプ７８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋなどを有している。カートリッジ載置台７７は、４つのトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを平行載置するための４つの半円筒状の窪みを有している。カートリッジ載置台７７の下方には、図示しない転写ユニットが配設され、その更に下方には、４つの現像装置が配設されている。なお、同図においては、便宜上、４つの現像装置のうち、Ｙ用の現像装置５Ｋだけを示している。

図示しないプリンタ筐体の側面には、カートリッジ交換作業用の開閉扉が設けられており、この開閉扉を開くと、筐体内のトナー補給装置７０が図中の奥側で露出する。作業者は、開閉扉から、トナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋをボトル長手方向に押し込むようにして、カートリッジ載置台７７上をスライド移動させることで、トナー補給装置７０にセットする。

カートリッジ載置台７７の一端部には、４つのカートリッジ連結部７１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを支持するための連結部支持板７９が立設せしめられている。カートリッジ載置台７７上に載置されたトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図示しないノズル挿入通路には、カートリッジ連結部７１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの吸引ノズルがそれぞれ差し込まれている。カートリッジ連結部７１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの流通管７２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの端には、吸引ポンプ７８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが連結されている。各吸引ポンプ７８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの直下には、各現像装置のトナー補給口Ｅが位置している。吸引ポンプ７８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの吐出部からそれぞれ吐出されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーは、それぞれ対応する現像装置のトナー補給口を通して、その現像装置の内部に補給される。なお、同図においては、Ｋ用の現像装置５Ｋだけを示しているが、Ｙ，Ｍ，Ｃ用の吸引ポンプ７８Ｙ，Ｍ，Ｃの直下にも、それぞれＹ，Ｍ，Ｃ用の現像装置が位置している。

次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
図７は、プリンタの筺体内に固定された駆動伝達系である本体側駆動伝達部を示す斜視図である。また、図８は、この本体側駆動伝達部を上方から示す平面図である。プリンタの筺体内には、支持板が立設せしめられており、これには４つの駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが固定されている。駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転軸には、原動ギヤ１２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが固定されている。駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転軸の下方には、上記支持板に突設せしめられた図示しない固定軸に係合しながら摺動回転可能な現像ギヤ１２２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。この現像ギヤ１２２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、互いに同じ回転軸線上で回転する第１ギヤ部１２３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋと第２ギヤ部１２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとを有している。第２ギヤ部１２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの方が、第１ギヤ部１２３Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋよりも駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転軸の先端側に位置している。現像ギヤ１２２Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋは、その第１ギヤ部１２３Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋを駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの原動ギヤ１２１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに噛み合わせながら、駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転によって固定軸上で摺動回転する。

現像ギヤ１２２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの左側方には、図示しない固定軸に係合しながら摺動回転する第１中継ギヤ１２５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。これらは、現像ギヤ１２２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの第２ギヤ部１２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに噛み合うことで、現像ギヤ１２２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋから回転駆動力を受けて、固定軸上で摺動回転する。第１中継ギヤ１２５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋには、駆動伝達方向上流側で第２ギヤ部１２４Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが噛み合っている他に、駆動伝達方向下流側でクラッチ入力ギヤ１２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが噛み合っている。これらクラッチ入力ギヤ１２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、現像クラッチ１２７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに支持されている。現像クラッチ１２７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、図示しない駆動回路によって電源供給が入切されるのに伴って、クラッチ入力ギヤ１２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転駆動力をクラッチ軸に繋いだり、クラッチ入力ギヤ１２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを空転させたりする。現像クラッチ１２７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋのクラッチ軸の先端側には、クラッチ出力ギヤ１２８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが固定されている。現像クラッチ１２７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに電源が供給されると、クラッチ入力ギヤ１２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転駆動力がクラッチ軸に繋がれて、クラッチ出力ギヤ１２８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが回転する。これに対し、現像クラッチ１２７Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋへの電源供給が切られると、たとえ駆動モータ１２０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが回転していても、クラッチ入力ギヤ１２６Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋがクラッチ軸上で空転するため、クラッチ出力ギヤ１２８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転が停止する。

クラッチ出力ギヤ１２８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中左側方には、図示しない固定軸に係合しながら摺動回転可能な第２中継ギヤ１２９Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されており、クラッチ出力ギヤ１２８Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに噛み合いながら回転する。

以上のようにして、プリンタ本体側では、次のような駆動伝達系が４つのプロセスユニットにそれぞれ対応するように構成されている。即ち、駆動モータ１２０→原動ギヤ１２１→現像ギヤ１２２の第１ギヤ部１２３→第２ギヤ部１２４→第１中継ギヤ１２５→クラッチ入力ギヤ１２６→クラッチ出力ギヤ１２８→第２中継ギヤ１２９、という駆動伝達系である。

図９は、Ｙ用のプロセスユニット５Ｙの一端部を示す部分斜視図である。プロセスユニット５Ｙのケーシング内の現像スリーブ１３Ｙは、その軸部材をケーシング側面に貫通させて外部に突出させている。このように突出した軸部材箇所には、スリーブ上流ギヤ１３１Ｙが固定されている。また、ケーシング側面には固定軸１３２Ｙが突設せしめられており、これに対して第３中継ギヤ１３０Ｙが摺動回転可能に係合しながら、スリーブ上流ギヤ１３１Ｙに噛み合っている。

Ｙ用のプロセスユニット５Ｙがプリンタ本体にセットされた状態では、第３中継ギヤ１３０Ｙに対し、スリーブ上流ギヤ１３１Ｙの他、先に図７や図８に示した第２中継ギヤ１２９Ｙが噛み合う。そして、第２中継ギヤ１２９Ｙの回転駆動力が、第３中継ギヤ１３０Ｙ、スリーブ上流ギヤ１３１Ｙに順次伝達されて、現像スリーブ１３Ｙが回転駆動される。

なお、Ｙ用のプロセスユニット５Ｙについてだけ、図を示して説明したが、他色用のプロセスユニットにおいても、同様にして現像スリーブに回転駆動力が伝達される。

また、図９では、Ｙ用のプロセスユニット５Ｙの一端部だけを示したが、現像スリープ１３Ｙの他端側の軸部材は、ケーシングの他端側の側面に貫通して外部に突出しており、その突出箇所には図示しないスリーブ下流ギヤが固定されている。また、先に図２に示した第１搬送スクリュウ７Ｙ、第２搬送スクリュウ１０Ｙも、その軸部材をケーシング他端側の側面に貫通させており、その突出箇所には図示しない第１スクリュウギヤ、第２スクリュウギヤが固定されている。現像スリーブ１３Ｙがスリーブ上流ギヤ１３１Ｙによる駆動伝達によって回転すると、それに伴い、他端側においてスリーブ下流ギヤが回転する。そして、スリーブ下流ギヤに噛み合っている第２スクリュウギヤで駆動力を受ける第２搬送スクリュウ１０Ｙが回転するとともに、第２スクリュウギヤに噛み合っている第１スクリュウギヤで駆動力を受ける第１搬送スクリュウ７Ｙが回転する。他色用のプロセスユニットも同様の構成である。

このように、本プリンタでは、原動ギヤ１２１、現像ギヤ１２２、第１中継ギヤ１２５、クラッチ入力ギヤ１２６、クラッチ出力ギヤ１２８、第２中継ギヤ１２９、第３中継ギヤ１３０、スリーブ上流ギヤ１３１、スリーブ下流ギヤ、第２スクリュウギヤ、及び第１スクリュウギヤからなる現像ギヤ群が、各プロセスユニットにそれぞれ対応して４組構成されている。

図１０は、Ｙ用の感光体ギヤ１３３Ｙと、その周囲構成とを示す斜視図である。同図において、原動ギヤ１２１Ｙには、現像ギヤ１２２Ｙの第１ギヤ部１２３Ｙの他、潜像ギヤたる感光体ギヤ１３３Ｙが噛み合っている。この感光体ギヤ１３３Ｙは、図示しないＹ用の感光体における回転軸に固定されており、Ｙ用のプロセスユニットの一部を構成している。感光体ギヤ１３３Ｙの直径は、感光体の直径よりも大きくなっている。駆動モータ１２０Ｙが回転すると、その回転駆動力が原動ギヤから感光体ギヤ１２１Ｙに一段減速で伝達されて感光体が回転駆動する。他色用のプロセスユニットも同様の構成である。このように、本プリンタでは、原動ギヤ１２１及び感光体ギヤ１３３からなる潜像ギヤ群が各プロセスユニットにそれぞれ対応して４組構成されている。

本プリンタにおいては、現像ギヤ群の原動ギヤからスリーブ上流側ギヤまでにおける各ギヤの駆動条件が次の表１に示すようになっている。なお、表中における画像ピッチとは、ギヤの１歯噛み合いあたりにおける感光体の表面移動量を示している。

現像ギヤ１２２の第１ギヤ部１２３は、これに噛み合う原動ギヤ１２１に合わせてモジュールが０．３になっている。また、下流側のギヤに駆動力を伝達するための第２ギヤ部１２４や、これよりも下流側のギヤは、それぞれモジュールが０．８に統一されている。

また、本プリンタにおいては、潜像ギヤ群における各ギヤの駆動条件が次の表２に示すようになっている。

本プリンタでは、感光体の直径が４０［ｍｍ］になっている。感光体ギヤの歯数は表２に示すように３３０［個］であるので、潜像ギヤ群における画像ピッチは、４０［ｍｍ］×π／３３０＝０．３８［ｍｍ］となる。

なお、原動ギヤ１２１としては、金属（Ｓ４５Ｃ又はＳＵＳ４３０）からなるものを用いている。また、感光体ギヤ１３３としては、ポリアセタール樹脂からなるものを用いている。

［第１実験］
本発明者らは、これまで説明してきた本プリンタと同様の構成のプリンタ試験機を用意した。また、各色用の原動ギヤ１２１や感光体ギヤ１３３として、それぞれ、モジュールを０．２、０．３、０．４、０．５、０．６に調整した５種類のものを用意した。また、各色用の現像ギヤ１２２として、比較的強度の弱いポリアセタール樹脂からなるものであって、且つ第１ギヤ部１２３のモジュールを０．２、０．３、０．４、０．５、０．６に調整した５種類のものを用意した。そして、プリンタ試験機にセットする原動ギヤ１２１、感光体ギヤ１３３及び現像ギヤ１２２の組合せを、これら５種類のもので順次変更しながら、それぞれ各色の感光体や現像装置を連続駆動して、現像ギヤ１２２の耐久時間を調べる実験を行った。何れかの色の現像ギヤ１２２に破損が発生し始めた時点を、耐久時間とした。なお、実機においては、３０００時間程度の耐久時間が求められる（以下、実用耐久時間という）。この実験の結果を図１１にグラフとして示す。図示のように、全てのモジュールにおいて、実用耐久時間をクリアすることができた。

［第２実験］
次に、本発明者らは、実際のプリントアウト時に似た動作条件を再現するために、各色における現像クラッチ１２７を所定の時間間隔で入切しながら、第１実験と同様にして感光体や現像装置を駆動して、現像ギヤ１２２の耐久時間を調べてみた。すると、モジュール０．４以下の現像ギヤ１２２では第１ギヤ部１２３の破損により、図１２に示すように、実用耐久時間をクリアすることができなかった。現像クラッチ１２７を入切する際に、現像ギヤ群において、比較的強度の高い原動ギヤ１２１を除く各ギヤの中で、最も負荷のかかる最上流側の第１ギヤ部１２３に大きな衝撃がかかったためである。本第２実験では、原動ギヤ１２１、感光体ギヤ１３３及び第１ギヤ部１２３の組合せとして、モジュールの異なる複数種類のものを用いたが、本プリンタで採用すべきギヤ組合せは、表１や表２に示したようにモジュール０．３のものである。よって、このままでは、実用耐久時間をクリアすることができない。

［第３実験］
現像ギヤ１２２として、図１３に示す構成のものを試作した。同図において、現像ギヤ１２２の第２ギヤ部１２４は、図示しない固定軸に係合する軸穴を有するパイプ部と、これの長手方向の一端部に位置するようにパイプ部に一体形成されたギヤ円盤とを有している。パイプ部及びギヤ円盤はそれぞれ摩擦係数の低いポリアセタール樹脂からなる。一方、第１ギヤ部１２３は、ハイパーサイトＡ２０００という商品名（油化電子社製）の樹脂材料が中心部に嵌合穴を有する円盤形状に成型されたものであり、その嵌合穴を第２ギヤ部１２４のパイプ部の他端部に嵌合させている。この嵌合により、第１ギヤ部１２３が図示しない固定軸に摺動せず、且つその固定軸を中心にして回転するように第２ギヤ部１２４に固定されている。なお、第１ギヤ部１２３を第２ギヤ部１２４に嵌合させるのではなく、予め成形しておいた第２ギヤ部１２４上で、第１ギヤ部１２３を射出成型法などによって成型してもよい。

上記ハイパーサイトＡ２０００は、その標準曲げ強度がポリアセタール樹脂よりも高い２５０［ＭＰａ］となっている。かかるハイパーサイトＡ２０００によって製造された第１ギヤ部１２３は、第２実験で使用したものよりも曲げ強度や硬度が高くなる。なお、標準曲げ強度とは、被検材料を射出成型法などによって長さ８０［ｍｍ］×幅１０［ｍｍ］×厚さ４［ｍｍ］の寸法に成形して被検部材を得て、この被検部材についてＪＩＳ７１７１（速度＝２ｍｍ／分）による曲げ強度を測定した結果である。

かかる構成の各色の現像ギヤ１２２として、それぞれ、モジュール０．２、０．３、０．４、０．５、０．６に調整した５種類のものを用意した。そして、これらを用いて、第２実験と同様の実験を行った。すると、図１４に示すように、モジュール０．４以下でも、実用耐久時間をクリアすることができた。

上記ハイパーサイトＡ２０００に代えて、ハイパーサイトＡ４００（油化電子社製）という商品名の樹脂材料を使用した第１ギヤ部１２３を有する現像ギヤ１２２を試作し、同様の実験を行ったところ、同様の結果が得られた。なお、ハイパーサイトＡ４００の標準曲げ強度は、２９０［ＭＰａ］であり、同一形状且つ同一サイズのギヤでは、ハイパーサイトＡ４００からなるものの方が、ポリアセタール樹脂からなるものよりも、曲げ強度や硬度が高くなる。

これらのことから、現像ギヤ１２２の第１ギヤ部１２３として、標準曲げ強度が２５０［ＭＰａ］以上である材料からなるものを用いることで、第１ギヤ部１２３に実用耐久時間以上の耐久性を発揮させ得ることがわかった。

現像ギヤ群の各ギヤのうち、現像ギヤ１２２を除くものは、それぞれポリアセタール樹脂からなり、硬度がそれぞれ同じである。このため、硬度差による摩耗を引き起こすことはなかった。これに対し、現像ギヤ１２２の第２ギヤ部１２４を第１ギヤ部１２３と同様にハイパーサイトＡ２０００で構成したものを試作して同様の実験を行ったところ、第２ギヤ部１２４に噛み合う第１中継ギヤ１２５の摩耗によって実用耐久時間をクリアすることができなかった。

そこで、実施形態に係るプリンタには、各色用の現像ギヤ１２２として、それぞれ、第３実験で使用したモジュール０．３のものが搭載されている。

次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した実施例のプリンタについて説明する。
図１５は、本実施例に係るプリンタの現像ギヤ１２２を第２ギヤ部１２４側から示す分解斜視図である。また、図１６は、現像ギヤ１２２を第１ギヤ部１２３側から示す分解斜視図である。図１６に示すように、第２ギヤ部１２４の一端部には、軸線方向に窪む凹部が形成されている。この凹部内には、軸線方向に突出する４つの羽根部１２４ａがギヤ回転方向に所定の間隔をおいて並ぶように形成されている。一方、図１５に示すように、第１ギヤ部１２３の端面には、軸線方向に突出する４つの羽根部１２３ａがギヤ回転方向に所定の間隔をおいて並ぶように形成されている。これら羽根部１２３ａにおける両側面の角度θ１は、図１６における第２ギヤ部１２４における２つの羽根部１２４ａの対向面角度θ２よりも小さくなっている。即ち、第１ギヤ部１２３の羽根部材１２３ａの幅は、第２ギヤ部１２４における羽根部材間ギャップよりも小さくなっている。第１ギヤ部１２３は、その４つの羽根部材１２３ａを、第２ギヤ部１２４の４つの羽根部材間ギャップにそれぞれ進入させる姿勢で、図示しない固定軸に支持される。これにより、第１ギヤ部１２３が第２ギヤ部１２４に対してθ２−θ１の回転角度で遊動可能に係合する。そして、この係合が解かれないように、図示しない固定軸には、２つのＣリング（割りピン）が軸線方向に所定の間隔をおいて嵌め込まれており、これらＣリングの間に第１ギヤ部１２３と第２ギヤ部とを挟み込んでいる。

かかる構成では、現像クラッチ１２７のＯＮに伴って現像ギヤ１２２の第１ギヤ部１２３が回転を開始して、その羽根部材１２３ａを第２ギヤ部１２３の羽根部材１２４ａを追突させた直後に、反力によって僅かに回転方向とは逆方向にバウンドさせる。これにより、第２ギヤ部１２４以降の負荷を第１ギヤ部１２３に一気にかけることを回避して、第１ギヤ部１２３の各歯への衝撃を低減する。そして、第１ギヤ部１２３の破損をより抑えることができる。

先に図１６に示したように、第２ギヤ部１２４の４つの羽根部１２４ａには、それぞれ一側面に、ゴムや発泡樹脂等の弾性材料からなるクッション部材１２４ｂを固定している。これにより、第１ギヤ部１２３の羽根部１２３ａを、弾性部材たるクッション部材１３５を介して第２ギヤ部１２４の一部である羽根部１２４ａに突き当てている。かかる構成では、クッション部材１３５のクッション作用により、クラッチＯＮ時における第１ギヤ部１２３の各歯への衝撃を更に低減して、第１ギヤ部１２３の破損を更に抑えることができる。

次に、本発明を適用したプリンタの第２実施形態について説明する。なお、以下に特筆しない限り、本第２実施形態に係るプリンタの構成は、第１実施形態と同様である。
図１７は、本プリンタにおけるＹ用の原動ギヤ１２１Ｙと、これに噛み合うＹ用の現像ギヤ１２２Ｙとを示す斜視図である。同図において、現像ギヤ１２２Ｙは、第１実施形態のものとは異なり、ギヤ部を１個しか有しておらず、全てがポリアセタール樹脂からなっている。そして、図示しない固定軸上で摺動回転する。そのモジュールは０．８である。かかる構成の現像ギヤ１２２Ｙには、図示しない第１中継ギヤが噛み合っており、下流側にそれぞれ０．８のモジュールで回転駆動力を伝達する。

一方、原動ギヤ１２１Ｙは、第１実施形態のものとは異なり、互いに同一軸線上で回転する第１ギヤ部Ｄと第２ギヤ部Ｅとを有しており、両ギヤ部は互いに連結している。第１ギヤ部Ｄは、比較的強度の高い金属からなり、そのモジュールが０．３に調整されている。そして、図示しないモジュール０．３の感光体ギヤと噛み合っている。第２ギヤ部Ｅは、比較的強度の高いポリアセタール樹脂からなり、そのモジュールが０．８に調整されている。そして、モジュール０．８の現像ギヤ１２２Ｙに噛み合いながら、回転駆動力を下流側に伝達する。なお、他色用の原動ギヤや現像ギヤもＹ用のものと同様の構成になっている。

かかる構成の本プリンタでは、原動ギヤ１２１における第１ギヤ部Ｄのモジュールを第２ギヤ部Ｅよりも小さくすることで、第１ギヤ部Ｄに噛み合う感光体ギヤの小モジュール化を図って画像濃度ムラを抑えることができる。この一方で、原動ギヤの第２ギヤ部Ｅを第１ギヤ部Ｄよりも低い硬度のポリアセタール樹脂によって構成することで、第２ギヤ部Ｄに噛み合う現像ギヤ１２２や、現像ギヤ群内におけるその他の各ギヤを互いに硬度の比較的低いものにして、互いの硬度差による摩耗を抑えるとともに、それらギヤのうちの中継ギヤに摺動方式を採用することができる。以上の結果、第１実施形態に係るプリンタと同様に、感光体ギヤの小モジュール化によって画像濃度ムラを抑えながら、現像ギヤ群内における現像ギヤ１２２やその他の中継ギヤに摺動方式を採用することによる低コスト化と、現像ギヤ群内における各ギヤの長寿命化とを両立させることができる。

これまで、各色用のプロセスユニットによってカラー画像を形成するプリンタについて説明したが、単色画像だけを形成する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。

以上、第１実施形態に係るプリンタでは、現像ギヤ１２２の第１ギヤ部１２３として、標準曲げ強度が２００［ＭＰａ］以上である材料からなるものを用いるので、上述した理由により、第１ギヤ部１２３に実用耐久時間以上の耐久性を発揮させることができる。

また、実施例に係るプリンタでは、現像ギヤ１２２として、第１ギヤ部１２３が第２ギヤ部１２４に対して回転方向に所定の回転角度で遊動可能に係合するものを用いている。かかる構成では、上述したように、第２ギヤ部１２４以降の負荷を第１ギヤ部１２３に一気にかけることを回避して、第１ギヤ部１２３の各歯への衝撃を低減する。そして、第１ギヤ部１２３の破損をより抑えることができる。

また、実施例に係るプリンタでは、現像ギヤ１２２として、第２ギヤ部１２４に係合しながら回転する第１ギヤ部１２４の一部である羽根部１２３ａを、その回転方向にて弾性部材たるクッション部材１３５を介して第２ギヤ部１２４の一部である羽根部１２４ａに突き当てることで、所定の回転角度を超える第１ギヤ部１２３の遊動を阻止するようにしている。かかる構成では、上述したように、クッション部材１３５のクッション作用により、クラッチＯＮ時における第１ギヤ部１２３の各歯への衝撃を更に低減して、第１ギヤ部１２３の破損を更に抑えることができる。

第１実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタのＹ用のプロセスユニットを示す拡大構成図。 同プリンタのＹ用のトナーカートリッジを示す斜視図。 同プリンタのトナー補給装置の一部となっているカートリッジ連結部を示す斜視図。 同トナー補給装置における４つの吸引ポンプのうち、Ｙ用の吸引ポンプを示す斜視図。 同トナー補給装置とその周囲構成とを示す斜視図。 同プリンタの筺体内に固定された駆動伝達系である本体側駆動伝達部を示す斜視図。 同本体側駆動伝達部を上方から示す平面図。 Ｙ用のプロセスユニットの一端部を示す部分斜視図。 同プリンタにおけるＹ用の感光体ギヤと、その周囲構成とを示す斜視図。 第１実験におけるギヤモジュールと現像ギヤの耐久時間との関係を示すグラフ。 第２実験におけるギヤモジュールと現像ギヤの耐久時間との関係を示すグラフ。 同プリンタの現像ギヤを示す拡大断面図。 第３実験におけるギヤモジュールと現像ギヤの耐久時間との関係を示すグラフ。 実施例に係るプリンタの現像ギヤを第２ギヤ部側から示す分解斜視図。 同現像ギヤを第１ギヤ部側から示す分解斜視図。 第２実施形態に係るプリンタの原動ギヤと現像ギヤとを示す斜視図。

符号の説明

１：プロセスユニット
２：感光体（潜像担持体）
１３：現像スリーブ（現像剤担持体）
１２０：駆動モータ（回転駆動源）
１２１：原動ギヤ
Ｄ：第１ギヤ部
Ｅ：第２ギヤ部
１２２：現像ギヤ
１２３：第１ギヤ部
１２３ａ：羽根部（第１ギヤ部の一部）
１２４：第２ギヤ部
１２４ａ：羽根部（第２ギヤの一部）
１２７：現像クラッチ（駆動伝達接断手段）
１３３：感光体ギヤ（潜像ギヤ）

Claims (6)

1. 無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、無端移動する表面に担持した現像剤によって該潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、回転軸に原動ギヤが固定された回転駆動源と、該原動ギヤの回転駆動力を該潜像担持体及び現像剤担持体に伝達するギヤ群とを有する画像形成装置において、
   上記ギヤ群として、上記原動ギヤに噛み合って回転しながらその回転駆動力を上記潜像担持体に向けて伝達する潜像ギヤと、固定軸上で自らの第１ギヤ部を該原動ギヤに噛み合わせて摺動回転しながら、自らの第２ギヤ部を駆動伝達方向下流側のギヤに噛み合わせる現像ギヤとを備えるものを用い、
   該第２ギヤ部として、該第１ギヤ部よりもモジュールが大きく、該第１ギヤ部よりも硬度及び曲げ強度が低く、且つ上記固定軸に係合する係合部を具備するものを用い、
   該第１ギヤ部を上記固定軸に摺擦させないように該第２ギヤ部に固定し、
   該ギヤ群による上記現像剤担持体への回転駆動力の伝達を接断する駆動伝達接断手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   上記第１ギヤ部として、標準曲げ強度が２５０［ＭＰａ］以上である材料からなるものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２の画像形成装置において、
   上記現像ギヤとして、上記第１ギヤ部が上記第２ギヤ部に対して回転方向に所定の回転角度で遊動可能に係合するものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置において、
   上記現像ギヤとして、上記第２ギヤ部に係合しながら回転する上記第１ギヤ部の一部を、その回転方向にて弾性部材を介して該第２ギヤ部の一部に突き当てることで、上記所定の回転角度を超える該第１ギヤ部の遊動を阻止するようにしたものを用いたことを特徴とする画像形成装置。
5. 無端移動する表面に潜像を担持する潜像担持体と、無端移動する表面に担持した現像剤によって該潜像担持体上の潜像を現像する現像剤担持体と、回転軸に原動ギヤが固定された回転駆動源と、該原動ギヤの回転駆動力を該潜像担持体及び現像剤担持体に伝達するギヤ群とを有する画像形成装置において、
   上記ギヤ群として、上記原動ギヤに噛み合って回転しながらその回転駆動力を上記潜像担持体に向けて伝達する潜像ギヤと、固定軸上で該原動ギヤに噛み合って摺動回転しながら、その回転駆動力を上記現像剤担持体に向けて伝達する現像ギヤとを備えるものを用い、
   該原動ギヤとして、該潜像ギヤに噛み合う第１ギヤ部と、これと同じ回転軸線上で回転しながら該現像ギヤに噛み合う第２ギヤ部とを設けたものを用い、
   該第２ギヤ部として、該第１ギヤ部よりもモジュールが大きく、且つ該第１ギヤ部よりも硬度及び曲げ強度が低いものを用い、
   該ギヤ群による上記現像剤担持体への回転駆動力の伝達を接断する駆動伝達接断手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５の何れかの画像形成装置において、
   少なくとも上記潜像担持体と上記現像剤担持体とを１つのユニットとして共通の保持体に保持させて画像形成装置本体に対して一体的に着脱可能にしたプロセスユニットとして構成したことを特徴とする画像形成装置。

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