JP5314628B2 - 駆動伝達機構を備えた現像ユニット及びそれを備える画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンター、又はファクシミリ等の着脱可能な現像ユニット及びそれを備える画像形成装置に関し、より詳細には、駆動伝達機構を備える現像ユニット及びそれを備える画像形成装置に関する。

複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置は、メンテナンスを簡便にするため、装置のユニット化が進み画像形成装置本体から着脱可能となってきている。特に現像器は、メンテナンス交換が必要なため現像器をユニット化するとともに装置本体から着脱可能とすることにより、ユーザでも容易に部品交換を可能としている。

現像ユニットの駆動に関しては、画像形成装置本体にモータ等の駆動手段が設けられており、画像形成装置本体から現像ユニットに駆動力が与えられている。従って、現像ユニットの現像ローラ、攪拌ローラ及び現像剤を搬送するマグローラに、駆動手段の駆動力を伝達するための駆動力伝達手段（ギア等）は、画像形成装置本体内に配されていた。

特許文献１では、現像ユニットの構成をできるだけコンパクト化及び単純化することにより、現像ユニットの製造工程を単純化させるとともに現像ユニットのコストダウンを可能としている。

しかしながら、現像ユニットの構成を単純化すると、現像ユニットへの駆動を伝達するための駆動手段の装置本体側の構成が複雑なものとなる。従って、１つの駆動手段で駆動可能な現像ユニット及び中間転写ユニットの数が限られ、装置本体側に備えられる駆動手段の設置数が増えるといった問題が発生していた。

また、装置本体側の駆動伝達手段が複雑になると、装置本体側の駆動伝達手段に問題が発生した場合、そのメンテナンス作業は複雑なものとなり、ユーザが簡便にメンテナンスを行うことができないといった問題も有する。

特開２００８−１７６０４１号公報

従って、本発明は上記問題を解決するために、画像形成装置本体の駆動伝達手段を簡便なものとし、設置される駆動手段の数を低減し、駆動伝達手段に問題が発生してもメンテナンス作業も容易に行えることができる現像ユニット及びそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために、本発明は以下の構成からなる。
請求項１に係る発明は、画像形成装置の像担持体表面にトナーを供給し、前記画像形成装置本体に対して着脱可能な現像ユニットであって、前記現像ユニットは、トナーを攪拌する攪拌部と、前記トナーを搬送するマグローラと、前記マグローラにより搬送されたトナーを担持する現像ローラと、前記装置本体に設けられているトナー補給部からのトナーの供給を受けるためのトナー受け部と、前記装置本体の駆動手段に連結するとともに前記マグローラに駆動力を伝達する第１の駆動連結部材と、前記第１の駆動連結部材により伝達された駆動力を前記攪拌部と前記現像ローラに伝達する駆動力伝達部材と、前記攪拌部の攪拌軸と連結するとともに前記装置本体の前記トナー補給部から前記トナー受け部にトナーを搬送するための駆動力を伝達する第２の駆動連結部材とを備えることを特徴とする現像ユニットに関する。

請求項２に係る発明は、前記第１の駆動連結部材と前記第２の駆動連結部材とが、可動駆動ジョイントであることを特徴とする請求項１記載の現像ユニットに関する。

請求項３に係る発明は、請求項１又は２に記載の現像ユニットを備えることを特徴とする画像形成装置に関する。

請求項１に係る発明によれば、画像形成装置の像担持体表面にトナーを供給し、前記画像形成装置本体に対して着脱可能な現像ユニットであって、前記現像ユニットは、トナーを攪拌する攪拌部と、前記トナーを搬送するマグローラと、前記マグローラにより搬送されたトナーを担持する現像ローラと、前記装置本体に設けられているトナー補給部からのトナーの供給を受けるためのトナー受け部と、前記装置本体の駆動手段に連結するとともに前記マグローラに駆動力を伝達する第１の駆動連結部材と、前記第１の駆動連結部材により伝達された駆動力を前記攪拌部と前記現像ローラに伝達する駆動力伝達部材と、前記攪拌部の攪拌軸と連結するとともに前記装置本体の前記トナー補給部から前記トナー受け部にトナーを搬送するための駆動力を伝達する第２の駆動連結部材とを備えることから、画像形成装置本体に設置されている駆動伝達部材の数を低減することができる。従って、１の駆動手段で複数の現像ユニット及び中間転写ユニットを駆動させることができるので、装置本体の駆動手段の数を減らすことができる。また、現像ユニットの攪拌部、マグローラ及び現像ローラに駆動を伝達する駆動伝達部材は、現像ユニット内に構成されることから、駆動伝達部材に故障などの問題が発生したとしても、現像ユニットを交換するだけでよいため、ユーザでも簡単にメンテナンスをすることができる。従って、メンテナンスコストを引き下げることができる。

請求項２に係る発明によれば、前記第１の駆動連結部材と前記第２の駆動連結部材とが、可動駆動ジョイントであることから、現像ユニットと画像形成装置の駆動伝達部とを確実に連結することができる。従って、画像形成装置本体に設置されている駆動手段からの駆動力を現像ユニットに確実に伝達することができるため、現像ローラへの駆動にずれが生じることがなく、画像の色ずれ等が発生することはない。

請求項３に係る発明によれば、請求項１又は２に記載の現像ユニットを備えることを特徴とする画像形成装置となる。従って、駆動手段の数を減らすことができ、メンテナンスが容易であることから、画像形成装置の製造コスト及びメンテナンスコストを引き下げることができる。

本発明に係る画像形成装置の概略断面図である。 本発明に係る画像形成装置の中間転写装置周辺の垂直断面拡大図である。 本発明に係る現像ユニットの斜視図である。 本発明に係る現像ユニットの連結部材を示した拡大斜視図である。 本発明に係る現像ユニットの駆動伝達機構を示す正面図である。 本発明に係る現像ユニットと画像形成装置本体の設置の状態を示した拡大斜視図である。 本発明に係る現像ユニットと装置本体側に設けられたトナー補給部との駆動伝達を説明する拡大斜視図である。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置について、図面を参照して説明する。
本発明の実施形態に係る画像形成装置について、図１及び図２を用いてその構造の概略を説明する。図１は画像形成装置の概略断面図、図２は中間転写装置周辺の垂直断面拡大図である。図２に示される矢印は、回転方向を示している。

図１に示すように、画像形成装置（１）の本体（２）の内部下方には、給紙カセット（３）が配置されている。給紙カセット（３）の左方には、第１用紙搬送部（４）が備えられている。第１用紙搬送部（４）は、給紙カセット（３）から送り出された用紙（Ｐ）を受け取り、本体（２）の左側面に沿って垂直上方に搬送する。

給紙カセット（３）の上方であって、第１用紙搬送部（４）が形設された本体（２）の左側面とは反対側の側面である右側面の箇所には、手差し給紙部（５）が備えられている。手差し給紙部（５）には、給紙カセット（３）に入っていないサイズの用紙や厚紙、ＯＨＰシートのように１枚ずつ送り込みたいものが載置される。

手差し給紙部（５）の左方には、第２用紙搬送部（６）が備えられている。第２用紙搬送部（６）は、給紙カセット（３）のすぐ上方にあって、手差し給紙部（５）から第１用紙搬送部（４）まで略水平に延び、第１用紙搬送部（４）に合流している。そして、第２用紙搬送部（６）は、手差し給紙部（５）から送り出された用紙などを受け取り、略水平に第１用紙搬送部（４）まで搬送する。

画像形成装置（１）は、外部コンピュータ（図示せず）から原稿画像データを受信する。この画像データの情報は、第２用紙搬送部（６）の上方に配置された露光手段であるレーザ照射部（７）に送られる。レーザ照射部（７）により、画像データに基づいて制御されたレーザ光（Ｌ）が、画像形成部（２０）に向かって照射される。

図１及び図２に示すように、レーザ照射部（７）の上方には計４台の画像形成部（２０）が、更にそれら各画像形成部（２０）の上方には中間転写体を無端ベルトの形で用いた中間転写ベルト（８）が備えられている。中間転写ベルト（８）は、複数のローラに巻き掛けられて支持され、駆動装置（図示せず）により図２において時計方向に回転する。

４台の画像形成部（２０）は、図１及び図２に示すように、中間転写ベルト（７）の回転方向に沿って、回転方向上流側から下流側に向けて一列にして配置された所謂タンデム方式である。４台の画像形成部（２０）とは、上流側から順に、マゼンダ用の画像形成部（２０Ｍ）、シアン用の画像形成部（２０Ｃ）、イエロー用の画像形成部（２０Ｙ）、及びブラック用の画像形成部（２０Ｂ）である。これらの画像形成部（２０）には、後述する各色の現像ユニット（３０）が配されており、トナーが補給される。なお、以下の説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｍ」「Ｃ」「Ｙ」「Ｂ」の識別記号は、省略するものとする。

各画像形成部（２０）は、露光手段であるレーザ照射部（７）によって照射されたレーザ光（Ｌ）により原稿画像の静電潜像が形成され、この静電潜像からトナー像が現像される。トナー像は、各画像形成部（２０）の上方に備えられた中間転写ベルト（８）表面に一次転写される。そして、中間転写ベルト（８）の回転とともに、所定のタイミングで各画像形成部（２０）のトナー像が中間転写ベルト（８）に転写されることにより、中間転写ベルト（８）表面にはマゼンダ、シアン、イエロー、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像が形成される。

中間転写ベルト（８）が用紙搬送路に懸かる箇所には、二次転写ローラ（９）が配置されている。中間転写ベルト（８）表面に一旦担持されたカラートナー像は、第１用紙搬送部（４）によって同期をとって送られてきた用紙に、中間転写ベルト（８）と二次転写ローラ（９）とが圧接して形成される二次転写ニップ部にて転写される。

二次転写ローラ（９）の上方には、定着部（１０）が備えられている。二次転写ローラ（９）にて未定着トナー像を担持した用紙（Ｐ）は、定着部（１０）へと送られ、熱ローラと加圧ローラとによりトナー像が加熱、加圧されて定着され、排出トレイ（１１）に排出される。

次いで、本発明に係る現像ユニット（３０）の詳細な構成について図面に基づいて詳述する。
図３は本発明に係る現像ユニットの斜視図であり、図４は本発明に係る現像ユニットの装置本体と連結する駆動連結部材を示した拡大斜視図であり、図５は本発明に係る現像ユニットの装置本体からの駆動力を伝達する駆動伝達機構を示す正面図である。

現像ユニット（３０）は、図３及び図４に示されるように、ハウジング（３１）と、現像ローラ（３２）と、本体（２）の駆動部材（図示せず）と接続する第１の駆動連結部材（３３）と、現像ユニット（３０）の駆動力を装置本体に設けられるトナー補給部に伝達するための第２の駆動連結部材（３４）を備え、ハウジング（３１）の内部にはトナーを攪拌する攪拌部（３５）と、トナーを現像ローラ（３２）に搬送するマグローラ（３６）とを備えている。現像ローラ（３２）は、現像ユニット（３０）が本体（２）に設置された状態では、感光体ドラムに対向して配されている。

現像ユニット（３０）は、内部に駆動手段を備えていないことから、その駆動力を本体（２）に設置されているモータ等の駆動手段から得ている。従って、現像ユニット（３０）は、本体（２）からの駆動力を、後述する駆動力伝達部材を介して攪拌部（３５）と現像ローラ（３２）に伝達する第１の駆動連結部材（３３）を備えている。また、現像ユニット（３０）にトナー供給するトナー補給部（４２）（図６参照）は、本体（２）側に設けられているが、装置本体側に取付けられる駆動部材を減らすために、現像ユニット（３０）から駆動力が伝達される構成となっている。このため、現像ユニット（３０）は、本体（２）側に設けられたトナー補給部（４２）（図６参照）に駆動を伝達するための第２の駆動連結部材（３４）を備えている。

駆動力伝達部材は、図５に示されるように、現像ローラ（３２）軸の端部に設けられた現像ローラギアー（３７）と、マグローラ（３６）軸の端部に設けられたマグローラギアー（３８）と、攪拌部（３５）に備えられたトナーを攪拌するための第１の攪拌軸（３９ａ）及び第２の攪拌軸（３９ｂ）の夫々の端部に設けられた第１の攪拌ギアー（４０ａ）及び第２の攪拌ギアー（４０ｂ）と、これらギアーを連動させる従動ギアー（４１）とを備えている。

第１の駆動連結部材（３３）は、マグローラギアー（３８）に連結されており、本体（２）からの駆動力をマグローラ（３６）に伝達し、マグローラを回転させている。マグローラギアー（３８）は、第１の従動ギアー（４１ａ）及び第２の従動ギアー（４１ｂ）と噛合し、第１の従動ギアー（４１ａ）は現像ローラギアー（３７）と噛合して現像ローラ（３２）を回転駆動させ、第２の従動ギアー（４１ｂ）は第１の攪拌ギアー（４０ａ）と噛合して第１の攪拌軸（３７）を回転駆動させる。第１の攪拌ギアー（４０ａ）は第３の従動ギアーと噛合し、第３のギアーは第２の攪拌ギアー（４０ｂ）と噛合して第２の攪拌軸（３９ｂ）を回転駆動させる。第２の駆動連結部材（３４）は、第２の攪拌軸（３９ｂ）と連結されている。従って、本発明に係る現像ユニット（３０）は、本体（２）に設けられたトナー補給部（４２）（図６参照）に駆動力を伝達することができる。
上記した構成により、画像形成装置（１）に設けられた１の駆動手段からの駆動力により、現像ユニット（３０）内の全ての部材を駆動させることができる。
本実施形態では、駆動部材及び従動部材として駆動ギアー及び従動ギアーを用いたが、駆動部材及び従動部材はこれに限定されない。例えば、駆動部材を駆動プーリー、従動部材を従動プーリーとし、両プーリーにベルトを懸架して駆動力を伝達するように構成してもよい。

現像ユニット（３０）の画像形成装置（１）内への設置及び、トナー補給部への駆動力伝達について図６及び図７に基づいて詳述する。
図６は本発明に係る現像ユニットを画像形成装置本体に設置した状態を示す拡大斜視図であり、図７は本発明に係る現像ユニットと装置本体側に設けられたトナー補給部との駆動伝達を説明する拡大斜視図である。

トナー補給部（４２）は、図６（Ａ）に示されるように、本体（２）内に設けられている。トナーを補給部（４２）は、トナーが供給されるトナー供給口（４３）と、トナーを搬送するためのトナー搬送部（４４）と、トナーを現像ユニット（３０）に供給するトナー排出口（４５）と、現像ユニット（３０）と嵌合する突起部（４６）とを備えている。

図６（Ａ）に示されるように、現像ユニット（３０）を設置する画像形成装置（１）の内部には、現像ユニット（３０）をスライドさせて設置するガイドレール（４７）と、現像ユニットの第１の駆動連結部材（３３）と連結する本体側第１の駆動連結部材（４８）と、現像ユニットの第２の駆動連結部材（３４）と連結する本体側第２の駆動連結部材（４９）とを備えている。
現像ユニット（３０）は、本体（２）に備えられているガイドレール（４７）にスライド可能なレール受け部（５０）が底部に備えられており、図６（Ｂ）に示されるようにレール受け部（５０）をガイドレール（４７）にスライドさせて本体（２）と連結する。

現像ユニット（３０）の第１の駆動連結部材（３３）及び第２の駆動連結部材（３４）は、それぞれ本体側第１の駆動連結部材（４８）と本体側第２の駆動連結部材（４９）に連結する。この駆動連結部材としては、可動駆動ジョイント、例えばウォルダム継手等が好適に用いられる。これにより、駆動伝達のブレを防止することができる。

現像ユニット（３０）が本体（２）内に設置されるとき、トナー補給部（４２）の突起部（４６）は、現像ユニット（３０）のトナー受け部（５１）の上部に設けられたトナー受け窓（５２）の凹部（図示せず）と嵌合し、トナー受け窓（５２）を現像ユニット（３０）の長手方向にスライドさせることにより、トナー受け部（５１）の上部を開いた状態にする。次いで、トナー補給部（４２）の下部に設けられたトナー供給口（４３）が現像ユニット（３０）のトナー受け部（５１）と連結して本体（２）から現像ユニット（３０）へのトナー供給が可能な状態とする。

図７に示されるように、トナー補給部（４２）の内部には、トナーを搬送するためのスクリュウ状のトナー搬送軸（５３）が設けられている。現像ユニット（３０）が本体（２）内に設置されると、現像ユニット（３０）の第２の駆動連結部材（３６）と本体側第２の駆動連結部材（４９）が連結される。トナー搬送軸（５３）の装置本体側の端部にはトナー搬送ギアー（５４）が設けられており、従動ギアー（５５）を介して、本体側第２の駆動連結部材（４９）と連動する駆動ギア（５６）により駆動するように構成されている。従って、画像形成装置（１）に設けられた１の駆動手段からの駆動力により、現像ユニット（３０）の駆動力伝達部材を介してトナー補給部（４２）を駆動させ、本体（２）からの現像ユニット（３０）へのトナー補給を可能としている。

本発明に係る現像ユニット及びそれを備える画像形成装置は、様々なコピー機、プリンター、ＦＡＸに好適に利用することができる。

１・・・画像形成装置
２・・・本体
２０・・画像形成部
３０・・現像ユニット
３２・・現像ローラ
３３・・第１の駆動連結部材
３４・・第２の駆動連結部材
３７・・現像ローラギアー
３８・・マグローラギアー
４０ａ・第１の攪拌ギアー
４０ｂ・第２の攪拌ギアー
４２・・トナー補給部

Claims (3)

1. 画像形成装置の像担持体表面にトナーを供給し、前記画像形成装置本体に対して着脱可能な現像ユニットであって、
   前記現像ユニットは、
   トナーを攪拌する攪拌部と、
   前記トナーを搬送するマグローラと、
   前記マグローラにより搬送されたトナーを担持する現像ローラと、
   前記装置本体に設けられているトナー補給部からのトナーの供給を受けるためのトナー受け部と、
   前記装置本体の駆動手段に連結するとともに前記マグローラに駆動力を伝達する第１の駆動連結部材と、
   前記第１の駆動連結部材により伝達された駆動力を前記攪拌部と前記現像ローラに伝達する駆動力伝達部材と、
   前記攪拌部の攪拌軸と連結するとともに前記装置本体の前記トナー補給部から前記トナー受け部にトナーを搬送するための駆動力を伝達する第２の駆動連結部材とを備えることを特徴とする現像ユニット。
2. 前記第１の駆動連結部材と前記第２の駆動連結部材とが、可動駆動ジョイントであることを特徴とする請求項１記載の現像ユニット。
3. 請求項１又は２に記載の現像ユニットを備えることを特徴とする画像形成装置。

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