JP5439391B2 - 画像形成ユニット及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に関し、特に、クリーニングブレードを用いて像担持体上に残留するトナーをクリーニングする画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、プリンター、ファクシミリ等の画像形成装置では、像担持体上にトナー像を形成し、形成されたトナー像を用紙等の転写媒体に転写した後、像担持体上の残留トナーをクリーニングしている。クリーニングされた残留トナーはクリーニング部内に収容されるか、或いはクリーニング部の外部に配置された残留トナー収容容器に収容される。この像担持体上の残留トナーを除去するには、像担持体と圧接するクリーニングブレードを用いることが広く行なわれている。そして、クリーニングブレードと像担持体との間に滞留した異物によって像担持体表面を傷付けずに残留トナーを除去するために、クリーニングブレードを像担持体の軸方向に往復移動させる方法が提案されている。

例えば、特許文献１では、クリーニングブレードを駆動する駆動軸と、駆動軸を駆動する駆動ギアとを備え、像担持体が回転すると、像担持体用のギアが駆動ギアを回転させ、駆動軸に伝達されて、クリーニングブレードがカムを介して像担持体の軸方向に往復駆動する構成が開示されている。

一方、特許文献２、３に示すように、クリーニングブレードに代えて像担持体を軸方向に往復移動させることにより像担持体表面の傷付きを抑制する方法も提案されている。

特開平８−２７２２７１号公報（段落［００４３］、第２図） 特開昭６２−１４１７１号公報 特開昭６２−２７３５８６号公報

しかしながら、特許文献１の方法では、クリーニングブレードを軸方向に往復移動させるので、駆動機構が複雑になっていた。また、クリーニングブレードの軸方向の両端部に対向してクリーニング部の両端部にシール部材が取り付けられている場合、クリーニングブレードの往復移動によってクリーニング部の両端部とシール部材との間に隙間が発生し、その隙間から除去した残留トナーがクリーニング部外に飛散するおそれがあった。

また、特許文献２、３の構成では、像担持体を軸方向に往復駆動させるための駆動機構が像担持体の軸方向外側に接続されるため、駆動機構の構成が複雑になるとともに省スペース化にも不利となっていた。また、像担持体表面から飛散したトナーが駆動機構に進入して動作不良を引き起こすおそれもあった。さらに、特許文献３の構成では像担持体を往復駆動させるための駆動源（モーター）を別途設けているためコストアップにも繋がっていた。

本発明は、上記問題点に鑑み、簡単な構成で像担持体の表面を傷付けることなく像担持体上の残留トナーをクリーニングし、除去したトナーが飛散して駆動機構を汚染することがない画像形成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。

上記目的を達成するために本発明は、外周面に感光層が形成された円筒状の像担持体と、該像担持体の両端部に固定され前記像担持体の内側に凹形状であるフランジ部材と、該フランジ部材の中央を貫通する回転軸と、該回転軸を回転可能且つ軸方向に摺動可能に支持するユニット筐体と、前記像担持体上の残留トナーをクリーニングするクリーニングブレードと、前記像担持体を回転させるとともに軸方向に往復移動させる駆動機構と、を備えた画像形成ユニットにおいて、前記駆動機構は、前記回転軸の一端に固定され前記回転軸に駆動力を入力する駆動入力ギアと、前記回転軸の他端に固定される第１ギア部材と、該第１ギア部材と隣接して前記回転軸に回転可能且つ軸方向に摺動可能に支持されるとともに前記ユニット筐体に対し軸方向に不動に支持され、前記第１ギア部材と歯数の異なる第２ギア部材と、前記第１ギア部材と前記第２ギア部材とに噛合するアイドルギアと、前記第１ギア部材と前記第２ギア部材の対向する側面のうち一方の側面に設けられ円周方向において軸方向距離が連続して変化する環状のカム面と、他方の側面に設けられ前記カム面に当接する環状のカムフォロアと、前記カム面とカムフォロアとが当接する方向に前記像担持体を付勢する付勢部材と、を有し、前記第１ギア部材と前記第２ギア部材と前記アイドルギアとが、前記フランジ部材の凹形状の内側に収容されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成ユニットにおいて、前記第１ギア部材は、前記フランジ部材と一体形成されていることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成ユニットにおいて、前記アイドルギアを回転可能に保持するとともに前記第１ギア部材と前記第２ギア部材とを被覆するギアホルダーが、前記フランジ部材に対し回転可能に装着されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成ユニットにおいて、前記ギアホルダーの外周面は、前記フランジ部材の内周面に対し摺動可能に当接することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成ユニットにおいて、前記第１ギア部材と第２ギア部材の一方のギア歯は、転移歯車からなることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成ユニットにおいて、前記カム面及び前記カムフォロアは、前記第１ギア部材と前記第２ギア部材の単位回転角度当たりの軸方向の変位量が一定になるように形成されることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成ユニットにおいて、前記カム面及び前記カムフォロアには、前記第１ギア部材または第２ギア部材の円周を等分割する位置に同数の極大部及び極小部が互いに対向するように２箇所以上設けられることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の複数の画像形成ユニットと、前記各画像形成ユニットの前記各像担持体の表面に原稿の画像データに基づく光を照射して静電潜像を形成する露光ユニットと、該露光ユニットにより形成された静電潜像にトナーを供給して前記各像担持体上にトナー像を形成する複数の現像装置と、該現像装置により形成されたトナー像を転写媒体に転写する複数の転写部と、を備え、前記各像担持体は、前記露光ユニットからの光が照射される露光部から前記転写部まで回転する間の軸方向の移動量が画像を形成する色点１ドットの直径の１／２以下であることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、駆動機構によって像担持体が回転するとともに軸方向に往復移動するために、クリーニングブレードと像担持体との間に滞留した異物によって像担持体の表面を傷付けることなく像担持体上の残留トナーがクリーニングされる。従って、クリーニングブレードを往復移動させる必要がないためクリーニング装置の外部にトナーが飛散することがない。また、像担持体の回転と軸方向の移動が一つの駆動機構によって行なわれるために構成が簡単になる。さらに、駆動機構を構成する第１ギア部材、第２ギア部材、アイドルギアを像担持体の一端にまとめて配置することができ、それらがフランジ部材の凹形状の内側に収容されるため、省スペースな構成となる。また、駆動機構が飛散したトナーにより汚染されにくくなるため、駆動機構の動作不良の発生を抑制して画像形成装置の長寿命化を図ることができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成ユニットにおいて、第１ギア部材をフランジ部材と一体形成することにより、部材点数及び組み立て工数を少なくすることができる。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成ユニットにおいて、アイドルギアを回転可能に保持するとともに第１ギア部材と第２ギア部材とを被覆するギアホルダーをフランジ部材に対し回転可能に装着することにより、像担持体上から飛散したトナーによる駆動機構の汚染を効果的に防止することができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第３の構成の画像形成ユニットにおいて、ギアホルダーの外周面は、フランジ部材の内周面に対し摺動可能に当接することにより、ギアホルダーとフランジ部材との隙間を極力小さくすることができ、飛散したトナーによる駆動機構の汚染を一層効果的に防止することができる。

また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成ユニットにおいて、第１ギア部材と第２ギア部材の一方のギアは、転移歯車からなるので、第１ギア部材と第２ギア部材はアイドルギアに確実に噛合し、正確に回転駆動力を伝達することができる。

また、本発明の第６の構成によれば、上記第１乃至第５のいずれかの構成の画像形成ユニットにおいて、カム面及びカムフォロアは、単位角度だけ回転すると軸方向に一定量変位するために、像担持体を軸方向に一定速度で移動させることができる。

また、本発明の第７の構成によれば、上記第１乃至第６のいずれかの構成の画像形成装置において、カム面とカムフォロアに、同数の極大部と極小部とを円周等分割に少なくとも二つ設けることにより、カムフォロアがカム面に安定して当接することになる。

また、本発明の第８の構成によれば、上記第１乃至第７のいずれかの構成の複数の画像形成ユニットを備えるカラー画像形成装置において、画像形成時に露光ユニットからの光が照射される露光部から転写部まで各像担持体が回転する間の各像担持体の移動量を、画像を形成する色点１ドットの直径の１／２以下とすることにより、各色のトナー像の色ずれを抑制することができる。

本発明のドラムユニットが搭載された画像形成装置の概略断面図 図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図 本発明の第１実施形態に係るドラムユニット４０の正面断面図 感光体ドラム１ａをドラムフランジ４１ａ側から見た部分斜視図 図４からギアホルダー４５を取り外した状態を示す部分斜視図 感光体ドラム１ａのドラムフランジ４１ａ側の端部の断面図 ドラムユニット４０をドラムフランジ４１ｂ側から見た部分斜視図 ドラムフランジ４１ａの外観斜視図 第１ギア部材５１を図６の左側面側（第２ギア部材５３側）から見た斜視図 第１ギア部材５１を図６の右側面側（ドラムフランジ４１ａ側）から見た斜視図 第２ギア部材５３を図６の右側面側（第１ギア部材５１側）から見た斜視図 第１ギア部材５１と第２ギア部材５３との軸方向距離が最小となった状態を示す感光体ドラム１ａのドラムフランジ４１ａ側の端部の断面図 第１ギア部材５１と第２ギア部材５３との軸方向距離が最大となった状態を示す感光体ドラム１ａのドラムフランジ４１ａ側の端部の断面図 画像形成部Ｐａにおける一次転写ローラー６ａ（転写部）と露光ユニット４からの光が照射される露光部Ｌとの位置関係を示す断面図 感光体ドラム周回数と軸方向の移動量との関係を示すグラフ 本発明の第２実施形態のドラムユニット４０に用いられるドラムフランジ４１ａの斜視図 本発明の第３実施形態のドラムユニット４０に用いられるドラムフランジ４１ａの斜視図

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明のドラムユニットが搭載された画像形成装置の構成を示す概略図である。カラープリンター１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、搬送方向上流側（図１では右側）から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（シアン、マゼンタ、イエロー及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの画像を順次形成する。

これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、ここではアルミドラムの外周面に有機感光層（ＯＰＣ）が形成されたＯＰＣ感光体が用いられている。さらに駆動手段（図示せず）により図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次一次転写されて重畳された後、二次転写ローラー９の作用によって記録媒体の一例としての転写紙Ｐ上に二次転写され、さらに、定着部７において転写紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される転写紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラー１２ａ及びレジストローラー対１２ｂを介して二次転写ローラー９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが主に用いられる。また、中間転写ベルト８の回転方向に対し二次転写ローラー９の下流側には、中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのブレード状のベルトクリーナー１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング装置５ａ〜５ｄが設けられている。

ユーザにより画像形成開始が入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラーを備え、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色のトナーを含む二成分現像剤が所定量充填されている。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラーにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラー６ａ〜６ｄにより一次転写ローラー６ａ〜６ｄと感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に所定の転写電圧で電界が付与され、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置５ａ〜５ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、従動ローラー１０、駆動ローラー１１を含む複数の懸架ローラーに掛け渡されており、駆動モーター（図示せず）による駆動ローラー１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、転写紙Ｐがレジストローラー１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラー９へ搬送され、中間転写ベルト８とのニップ部（二次転写ニップ部）において転写紙Ｐ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された転写紙Ｐは定着部７へと搬送される。

定着部７に搬送された転写紙Ｐは、定着ローラー対１３のニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が転写紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された転写紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。転写紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラー１５によって排出トレイ１７に排出される。

一方、転写紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着部７を通過した転写紙Ｐの一部を一旦排出ローラー１５から装置外部にまで突出させる。その後、転写紙Ｐは排出ローラー１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態でレジストローラー対１２ｂに再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラー９により転写紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着部７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。

図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図である。なお、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図２の反時計回り）に沿って帯電装置２ａ、現像装置３ａ、クリーニング装置５ａ、及び除電ランプ２０が配設され、中間転写ベルト８を挟んで一次転写ローラー６ａが配置されている。

帯電装置２ａは、感光体ドラム１ａに接触してドラム表面に帯電バイアス（直流電圧）を印加する帯電ローラー２１と、帯電ローラー２１をクリーニングするための帯電クリーニングローラー２３とを有している。本発明においては、発生するオゾン量を少なくし、且つ帯電バイアス電源（図示せず）のコストを低減するために、直流電圧のみからなる帯電バイアスを帯電ローラー２１に印加しているが、直流バイアスに交流バイアスを重畳したバイアスを印加する方式であっても良い。

現像装置３ａは、２本の攪拌搬送スクリュー２５と、磁気ローラー２７と、現像ローラー２９とを有する二成分現像式であり、磁気ローラー２７表面に起立する磁気ブラシを用いて現像ローラー２９にトナー薄層を形成し、現像ローラー２９にトナーと同極性（正）の現像バイアスを印加してドラム表面にトナーを飛翔させる。

クリーニング装置５ａは、クリーニングブレード３１及びトナー排出スクリュー３３を有している。クリーニング装置５ａと帯電装置２ａの間には除電ランプ２０が配置されている。除電ランプ２０は、感光体ドラム１ａ表面に光照射することによりドラム表面の残留電荷を除去する。

図３は、感光体ドラム１ａ、帯電装置２ａ及びクリーニング装置５ａを含む本発明の第１実施形態のドラムユニット４０の正面断面図である。以下、画像形成部Ｐａに配置されるドラムユニットについて説明するが、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄに配置されるドラムユニットも全く同様の構成であるため説明を省略する。また、帯電装置２ａ及びクリーニング装置５ａは記載を省略している。

感光体ドラム１ａの両端部にはドラムフランジ４１ａ、４１ｂが内挿固定されており、ドラムフランジ４１ａ、４１ｂの中心にはドラムシャフト４２が感光体ドラム１ａの内部を貫通するように固定されている。

ドラムフランジ４１ｂ側からドラムユニット筐体４０ａの外部に突出するドラムシャフト４２の端部には駆動入力ギア４３が固定されている。また、ドラムフランジ４１ｂとドラムユニット筐体４０ａの内壁面との間には押圧バネ４４が配置されており、感光体ドラム１ａは押圧バネ４４によって矢印Ａ方向に付勢されている。一方、ドラムフランジ４１ａ側には感光体ドラム１ａを回転させつつ軸方向（図の左右方向）に往復移動させるための駆動機構５０（後述）を構成する複数のギア（後述）が配置されており、各ギアをカバーするギアホルダー４５が装着されている。ギアホルダー４５はドラムユニット筐体４０ａに固定されている。なお、駆動入力ギア４３及び押圧バネ４４は駆動機構５０の一部を構成するものである。

図４は、感光体ドラム１ａをドラムフランジ４１ａ側から見た部分斜視図、図５は、図４からギアホルダー４５を取り外した状態を示す部分斜視図、図６は、感光体ドラム１ａのドラムフランジ４１ａ側の端部の断面図（図４のＸＸ′矢視断面図）、図７は、ドラムユニット４０をドラムフランジ４１ｂ側から見た部分斜視図である。図４〜図７を用いて感光体ドラム１ａの駆動機構５０について説明する。

駆動機構５０は、ドラムシャフト４２に駆動力を入力する駆動入力ギア４３と、ドラムフランジ４１ａに固定される第１ギア部材５１と、ドラムフランジ４１ａに対し回転自在に嵌合する第２ギア部材５３と、第１ギア部材５１及び第２ギア部材５３に噛み合うアイドルギア５５と、ドラムフランジ４１ｂをドラムフランジ４１ａ方向に押圧する押圧バネ４４とを有する。

図８は、ドラムフランジ４１ａの外観斜視図、図９及び図１０は、それぞれ第１ギア部材５１を図６の左側面側（第２ギア部材５３側）及び右側面側（ドラムフランジ４１ａ側）から見た斜視図、図１１は、第２ギア部材５３を図６の右側面側（第１ギア部材５１側）から見た斜視図である。図８に示すように、ドラムフランジ４１ａは感光体ドラム１ａの内側に向かって凹形状である。ドラムフランジ４１ａの中央にはドラムシャフト４２が固定される円筒状の軸受部６０が形成されており、軸受部６０の外周面の３箇所には係合爪６１が突設されている。

図９及び図１０に示すように、第１ギア部材５１は第１ギア歯５１ａとカムフォロア５１ｂと係合凹部５１ｃを有する。第１ギア歯５１ａは、第１ギア部材５１の外周面に形成される平歯車である。カムフォロア５１ｂは、第１ギア部材５１の側面から突出する環状の突起であり、第２ギア部材５３のカム面５３ｂに当接する。カムフォロア５１ｂには第１ギア部材５１の周方向の単位回転角に対して常に所定量だけ軸方向距離が変わる（変位する）ように極大部（凸部）５１１と極小部（凹部）５１２とが１８０°隔てて１箇所ずつ形成される。係合凹部５１ｃはドラムフランジ４１ａの軸受部６０に形成された係合爪６１に係合する。

図１１に示すように、第２ギア部材５３は、第２ギア歯５３ａとカム面５３ｂを有する。第２ギア歯５３ａは、第２ギア部材５３の外周面に形成され、第１ギア部材５１の第１ギア歯５１ａに対して歯数が一つ少ない平歯車である。また、第２ギア歯５３ａは、そのピッチ円直径を第１ギア歯５１ａのピッチ円直径に合わせるために転移して形成される。第２ギア歯５３ａを転移歯車で構成することで、後述するアイドルギア５５が第１ギア歯５１ａと第２ギア歯５３ａとに確実に噛み合う。

なお、第２ギア歯５３ａの歯数を少なくする替わりに、第１ギア歯５１ａを第２ギア歯５３ａに対して歯数が一つ少ない転移歯車にしてもよい。また、第１及び第２ギア歯５１ａ、５３ａの一方の歯数は、２歯以上少なくしてもよい。

カム面５３ｂは、第１ギア部材５１のカムフォロア５１ｂに対向するように第２ギア部材５３の左側面に環状に形成され、円周方向において軸方向距離が異なる（変位する）ように形成される。カム面５３ｂには第２ギア部材５３の周方向の単位回転角に対して常に所定量だけ軸方向距離が変わる（変位する）ように極大部（凸部）５３１と極小部（凹部）５３２とが１８０°隔てて１箇所ずつ形成される。

そして、カムフォロア５１ｂとカム面５３ｂとの当接位置に応じて、カムフォロア５１ｂがカム面５３ｂに対し軸方向に相対移動する。ここで、カム面５３ｂを有する第２ギア部材５３の側面はギアホルダー４５に当接し、ギアホルダー４５はドラムユニット筐体４０ａに当接しているため、第２ギア部材５３は軸方向（図６の左方向）への移動が規制されている。

そのため、カムフォロア５１ｂを有する第１ギア部材５１がドラムフランジ４１ａを軸方向（図６の右方向）に押圧し、ドラムフランジ４１ａ、４１ｂと共に感光体ドラム１ａが押圧バネ４４の付勢力に抗して一体に移動する。なお、カムフォロア５１ｂとカム面５３ｂの極大部５１１、５３１と極小部５１２、５３２を、夫々円周面を当分割する位置に２箇所以上対向して設けてもよい。極大部５１１、５３１と極小部５１２、５３２を夫々２箇所以上設けた場合、カムフォロア５１ｂとカム面５３ｂとを安定して当接させることができる。また、第１ギア部材５１にカム面を形成し、第２ギア部材５３にカムフォロアを設けるようにしてもよい。

アイドルギア５５は、第１ギア歯５１ａと第２ギア歯５３ａに噛合する平歯車からなる。アイドルギア５５の回転軸５５ａはギアホルダー４５の軸受部４５ａ、４５ｂに回転可能に支持されている。

押圧バネ４４は、ドラムフランジ４１ｂを図６の左方向に押圧するコイルスプリングからなり、カムフォロア５１ｂがカム面５３ｂに当接する方向に付勢する。

図示しないモーター等の駆動源によって駆動入力ギア４３が回転駆動すると、駆動入力ギア４３が固定されたドラムシャフト４２が回転し、ドラムシャフト４２が固定されたドラムフランジ４１ａ、４１ｂと一体に感光体ドラム１ａも回転する。また、第１ギア部材５１の係合凹部５１ｃとドラムフランジ４１ａの係合爪６１との係合により、第１ギア部材５１はドラムフランジ４１ａと一体となって回転する。

第１ギア部材５１が回転駆動すると、第１ギア歯５１ａに噛合するアイドルギア５５が回転し、さらにアイドルギア５５に噛合する第２ギア歯５３ａ、つまり第２ギア部材５３が回転する。その結果、第１ギア部材５１と第２ギア部材５３は同方向に回転するが、第１ギア歯５１ａと第２ギア歯５３ａとの歯数の違いによって、第１ギア部材５１と第２ギア部材５３とは互いに異なる周速で回転する。第１及び第２ギア部材５１、５３が異なる周速で回転することで、カムフォロア５１ｂとカム面５３ｂとの当接位置が変わり、その当接位置に応じて、押圧バネ４４の付勢力に抗して感光体ドラム１ａが回転しながら軸方向に移動する。

そして、図１２に示すように、カムフォロア５１ｂの極大部５１１とカム面５３ｂの極小部５３２、カムフォロア５１ｂの極小部５１２とカム面５３ｂの極大部５３１とが当接する位置で第１ギア部材５１と第２ギア部材５３との軸方向距離が最小となり、感光体ドラム１ａは最も第２ギア部材５３側（図３の左寄り）に移動する。

第１ギア部材５１がさらに回転すると、感光体ドラム１ａは、図１２の状態から徐々に右側に移動する。そして、図１３に示すように、カムフォロア５１ｂの極大部５１１とカム面５３ｂの極大部５３１とが当接し、カムフォロア５１ｂの極小部５１２とカム面５３ｂの極小部５３２とが対向する位置で第１ギア部材５１と第２ギア部材５３との軸方向距離が最大となり、感光体ドラム１ａは最も駆動入力ギア４３側（図３の右寄り）に移動する。図１３の状態から第１ギア部材５１がさらに回転すると、再び図１２の状態に戻る。

このように、感光体ドラム１ａ〜１ｄが回転するとともに軸方向に往復移動するために、感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接するクリーニングブレード３１（図２参照）に残留トナーが詰まった状態で感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の同じ位置が繰り返し擦られるおそれがない。よって、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を傷付けることなく感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーがクリーニングされる。なお、第１ギア部材５１を回転駆動させる替わりに、第２ギア部材５３をドラムフランジ４１ａに固定して回転駆動させてもよい。

ここで、各色の画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて、クリーニングブレード３１によって各感光体ドラム１ａ〜１ｄをクリーニングするために、画像形成時に感光体ドラム１ａ〜１ｄが軸方向に移動する構成であると、一次転写ローラー６ａ〜６ｄによる各色のトナー像の一次転写時に軸方向に色ずれが発生するおそれがある。この色ずれを抑える構成を図１４及び図１５に基づいて説明する。図１４は、画像形成部Ｐａを示す断面図であり、図１５は、感光体ドラム周回数と軸方向の移動量との関係を示すグラフである。なお、図１４は図２に示した画像形成部Ｐａを紙面裏側から示している。また、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについても同様であるため説明を省略する。

図１４に示すように、一次転写ローラー６ａ（転写部）は露光ユニット４からの光が照射される露光部Ｌに対して周方向に角度Ｗだけ離間している。本実施形態では、角度Ｗを１６２．５°に設定し、また、クリーニングブレード３１と帯電装置２ａとの角度は１２９．２８°に設定している。

また、第１ギア歯５１ａ（図９参照）の歯数を２４に設定し、第２ギア歯５３ａ（図１１参照）の歯数を２３に設定している。さらに、カムフォロア５１ｂとカム面５３ｂを単位回転角に対して常に一定量の軸方向距離が変わる（変位する）ように形成し、カム面５３ｂに対するカムフォロア５１ｂの軸方向の最大変位量（図１２、図１３参照）を０．５ｍｍに設定している。

このように設定した駆動機構５０において、駆動入力ギア４３の回転駆動により第１ギア部材５１を回転させると、感光体ドラム１ａは図１５の実線で示すように往復移動する。図５の横軸は感光体ドラム１ａの周回数であり、縦軸は感光体ドラム１ａの軸方向移動量である。感光体ドラム１ａは２３回転（８２８０°回転）する間に１往復し、１１．５回転（４１４０°回転）で軸方向に０．５ｍｍ移動する。

いま、一次転写ローラー６ａから露光部Ｌまでの角度Ｗが１６２．５°であるから、感光体ドラム１ａが角度Ｗだけ回転する間の感光体ドラム１ａの軸方向移動量は、１６２．５／４１４０×０．５（ｍｍ）≒０．０１９６ｍｍ＝１９．６μｍとなり、軸方向に１９．６μｍ移動する。つまり、露光ユニット４により形成された静電潜像は、現像ローラー２９によりトナー像に現像され、一次転写ローラー６ａによって中間転写ベルト８上に転写されるまでに１９．６μｍずれることになる。従って、一次転写時における任意の２色間の最大ずれ量は１９．６×２＝３９．２μｍとなる。

ここで、２色間の色ずれは、画像を形成する色点１ドットの直径（ここでは４２μｍ）以下であれば実用上問題のないレベルである。従って、画像形成時における各感光体ドラム１ａ〜１ｄの軸方向移動量が２１μｍ以下であれば各感光体ドラム１ａ〜１ｄによるトナー像の色ずれは許容できる範囲のものとなる。

本実施形態の構成によれば、駆動機構５０によって、感光体ドラム１ａが回転するとともに軸方向に往復移動するために、クリーニングブレード３１と感光体ドラム１ａ〜１ｄとの間に滞留した異物が感光体ドラム１ａ〜１ｄの軸方向の同一箇所を削るおそれがなくなる。従って、クリーニングブレード３１を用いて、感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の感光層を傷付けることなく感光体ドラム１ａ〜１ｄ上の残留トナーをクリーニングすることができる。

また、クリーニングブレード３１を例えばクリーニング装置５ａ〜５ｄに固設する構成をとることができ、クリーニング装置５ａ〜５ｄのシール部の構成が簡単になるため、クリーニング装置５ａ〜５ｄの外部にトナーが飛散することがない。また、単一の駆動源（モーター）を用いて感光体ドラム１ａ〜１ｄの回転と軸方向の往復移動とが行なわれるために、構成の簡素化及び低コスト化にも寄与する。

さらに、駆動機構５０を構成する第１ギア部材５１、第２ギア部材５３、アイドルギア５５がドラムフランジ４１ａの凹形状の内側に収容されるため、省スペースな構成となる。また、駆動機構５０が飛散したトナーにより汚染されにくくなるため、駆動機構５０の動作不良の発生を抑制して画像形成装置の長寿命化を図ることができる。

図１６は、本発明の第２実施形態のドラムユニット４０に用いられるドラムフランジ４１ａの斜視図である。本実施形態では、ドラムフランジ４１ａの軸受部６０に、第１ギア歯５１ａとカムフォロア５１ｂとを有する第１ギア部材５１が一体形成されている。他の部分の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態の構成によれば、上述した第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、第１ギア部材５１をドラムフランジ４１ａと一体形成することで、部材点数及び組み立て工数を少なくすることができる。

図１７は、本発明の第３実施形態のドラムユニット４０に用いられる感光体ドラム１ａのドラムフランジ４１ａ側の端部の斜視図である。本実施形態では、ギアホルダー４５の外径がドラムフランジ４１ａの凹部の内径よりも僅かに小さくなっている。つまり、ギアホルダー４５の外周面がドラムフランジ４１ａの凹部の内周面に摺動可能に当接している。他の部分の構成は第１実施形態と同様であるため説明を省略する。

本実施形態の構成によれば、上述した第１実施形態と同様の効果が得られるとともに、駆動機構５０を構成する第１ギア部材５１、第２ギア部材５３、アイドルギア５５がギアホルダー４５で被覆されるため、飛散したトナーによる駆動機構５０の汚染を一層効果的に防止することができる。

その他本発明は、上記各実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記各実施形態では、中間転写式のカラー画像形成装置に適用した例を示したが、本発明はこれに限らず、用紙を転写媒体とした直接転写式のカラー画像形成装置やモノクロ画像形成装置に適用してもよい。モノクロ画像形成装置に適用する場合は上述した色ずれの問題は発生しない。

本発明は、電子写真方式を利用した複写機、プリンター、ファクシミリ、それらの複合機等の画像形成装置に利用することができ、特に、クリーニングブレードを用いて像担持体上に残留するトナーをクリーニングする画像形成装置に利用することができる。

Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部
１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ 帯電装置
３ａ〜３ｄ 現像装置
４ 露光ユニット
５ａ〜５ｄ クリーニング装置
６ａ〜６ｄ 一次転写ローラー（転写部）
８ 中間転写ベルト（転写媒体）
３１ クリーニングブレード
４０ ドラムユニット（画像形成ユニット）
４０ａ ドラムユニット筐体
４１ａ、４１ｂ ドラムフランジ（フランジ部材）
４２ ドラムシャフト（回転軸）
４３ 駆動入力ギア
４４ 押圧バネ（付勢部材）
４５ ギアホルダー
５０ 駆動機構
５１ 第１ギア部材
５１ａ 第１ギア歯
５１ｂ カムフォロア
５３ 第２ギア部材
５３ａ 第２ギア歯
５３ｂ カム面
５５ アイドルギア
５１１、５３１ 極大部
５１２、５３２ 極小部
１００ 画像形成装置
Ｌ 露光部

Claims (8)

1. 外周面に感光層が形成された円筒状の像担持体と、
   該像担持体の両端部に固定され前記像担持体の内側に凹形状であるフランジ部材と、
   該フランジ部材の中心に固定される回転軸と、
   該回転軸を回転可能且つ軸方向に摺動可能に支持するユニット筐体と、
   前記像担持体上の残留トナーをクリーニングするクリーニングブレードと、
   前記像担持体を回転させるとともに軸方向に往復移動させる駆動機構と、
   を備えた画像形成ユニットにおいて、
   前記駆動機構は、前記回転軸の一端に固定され前記回転軸に駆動力を入力する駆動入力ギアと、前記回転軸の他端に固定される第１ギア部材と、該第１ギア部材と隣接して前記回転軸に回転可能且つ軸方向に摺動可能に支持されるとともに前記ユニット筐体に対し軸方向に不動に支持され、前記第１ギア部材と歯数の異なる第２ギア部材と、前記第１ギア部材と前記第２ギア部材とに噛合するアイドルギアと、前記第１ギア部材と前記第２ギア部材の対向する側面のうち一方の側面に設けられ円周方向において軸方向距離が連続して変化する環状のカム面と、他方の側面に設けられ前記カム面に当接する環状のカムフォロアと、前記カム面とカムフォロアとが当接する方向に前記像担持体を付勢する付勢部材と、を有し、
   前記第１ギア部材と前記第２ギア部材と前記アイドルギアとが、前記フランジ部材の凹形状の内側に収容されることを特徴とする画像形成ユニット。
2. 前記第１ギア部材は、前記フランジ部材と一体形成されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成ユニット。
3. 前記アイドルギアを回転可能に保持するとともに前記第１ギア部材と前記第２ギア部材とを被覆するギアホルダーが前記ユニット筐体に固定されており、前記ギアホルダーは、前記フランジ部材に対し回転可能であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成ユニット。
4. 前記ギアホルダーの外周面は、前記フランジ部材の内周面に対し摺動可能に当接することを特徴とする請求項３に記載の画像形成ユニット。
5. 前記第１ギア部材と第２ギア部材の一方のギア歯は、転移歯車からなることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成ユニット。
6. 前記カム面及び前記カムフォロアは、前記第１ギア部材と前記第２ギア部材の単位回転角度当たりの軸方向の変位量が一定になるように形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項５のいずれかに記載の画像形成ユニット。
7. 前記カム面及び前記カムフォロアには、前記第１ギア部材または第２ギア部材の円周を等分割する位置に同数の極大部及び極小部が互いに対向するように２箇所以上設けられることを特徴とする請求項１乃至請求項６のいずれかに記載の画像形成ユニット。
8. 請求項１乃至請求項７のいずれかに記載の複数の画像形成ユニットと、
   前記各画像形成ユニットの前記各像担持体の表面に原稿の画像データに基づく光を照射して静電潜像を形成する露光ユニットと、
   該露光ユニットにより形成された静電潜像にトナーを供給して前記各像担持体上にトナー像を形成する複数の現像装置と、
   該現像装置により形成されたトナー像を転写媒体に転写する複数の転写部と、
   を備え、
   前記各像担持体は、前記露光ユニットからの光が照射される露光部から前記転写部まで回転する間の軸方向の移動量が画像を形成する色点１ドットの直径の１／２以下であることを特徴とする画像形成装置。