JPH052293A - 画像形成装置及びプロセスカートリツジ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 ［目的］ プロセスカートリッジ内の回転機器の回転ム
ラ等に起因する画質低下を減少させることができる画像
位形成装置を提供するにある。 ［構成］ 像担持体１等を有するプロセスカートリッジ
５を備えると共に、該プロセスカートリッジ５内の像担
持体１等に装置本体１００側の駆動源１１を介して回転
力が伝達される画像形成装置において、装置本体１００
側の駆動源１１の回転速度を減速してこれを像担持体１
等に伝える減速機構３０をプロセスカートリッジ５内に
備えた。このため、プロセスカートリッジ５の装置本体
１００内への装着に当り、駆動源１１のギヤと減速機構
３０のギヤの噛合が不十分となり、減速機構３０側のギ
ヤ等に回転ムラが生じても、該回転ムラの周波数が大き
いため、これにより大きな画質低下は生じない。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はレーザビームプリンタ等
の如き画像形成装置及び該画像形成装置に用いられるプ
ロセスカートリッジに関する。

【０００２】

【従来の技術】レーザビームプリンタ等の画像形成装置
においては、像担持体である感光ドラムや現像器等を一
体化してプロセスカートリッジを構成し、該プロセスカ
ートリッジを装置本体内に着脱自在に配設することによ
りメンテナンスの容易化等を図っているものも多い。

【０００３】ここで、一般にプロセスカートリッジ内の
感光ドラム等の回転機器は、装置本体側の駆動源によっ
て回転駆動されるため、プロセスカートリッジを装置本
体内に装着するに当り、プロセスカートリッジ側の被駆
動ギヤと装置本体側の駆動ギヤを噛合させる必要があっ
た。尚、一般には駆動源の回転力は装置本体側の減速機
構を介して駆動ギヤに伝えられている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、プロセ
スカートリッジを装置本体内に装着するに当り、プロセ
スカートリッジの被駆動ギヤと装置本体側の駆動ギヤと
の噛合が精度よくなされない場合も多く、かかる場合、
プロセスカートリッジ内の感光ドラム等の回転体の回転
精度が低下してしまって、画質低下を生じさせてしまう
という問題があった。

【０００５】また、ギヤ間のバックラッシュ等に起因し
て被駆動ギヤ側には一般に回転ムラが生じるが、上記の
如くプロセスカートリッジの被駆動ギヤと、装置本体側
の駆動ギヤの噛合が精度よくなされない場合、この回転
ムラは更に大きくなる。この場合、駆動ギヤは装置本体
側の駆動源の回転速度を減速してプロセスカートリッジ
側の被駆動ギヤに伝えるため、上記回転ムラの周波数は
低くなるが、この低い回転ムラ周波数が画像上では人の
目に解り易く、大きく画質を低下させる要因となってい
た。

【０００６】尚、ギヤ間のバックラッシュに起因する回
転ムラを減少させるため、ギヤのモジュールを小さく
し、ギヤ間の噛み合い率を大きくすることも考えられる
が、モジュールを小さくして噛み合い率を大きくすれ
ば、プロセスカートリッジの着脱が困難となって妥当で
ない。

【０００７】本発明は上記問題に鑑みてなされたもの
で、その目的とする処は、内部の回転機器の回転ムラ等
に起因する画質低下を減少させることができるプロセス
カートリッジ及び該プロセスカートリッジを備えた画像
形成装置を提供するにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成すべく本
発明は、像担持体の他少なくとも現像手段を有し、装置
本体内に着脱自在に配設されるプロセスカートリッジを
備えると共に、該プロセスカートリッジ内の像担持体等
に装置本体側の駆動源を介して回転力が伝達される画像
形成装置において、装置本体側の駆動源の回転速度を減
速してこれを像担持体等に伝える減速機構をプロセスカ
ートリッジ内に備えたことを特徴とする。

【０００９】また本発明は、像担持体の他少なくとも現
像手段を有し、装置本体内に着脱自在に配設されるプロ
セスカートリッジを備えた画像形成装置において、プロ
セスカートリッジ内の像担持体等を回転駆動する駆動源
及び該駆動源の減速機構をプロセスカートリッジ内を備
えたことを特徴とする。

【００１０】更に本発明は、像担持体の他少なくとも現
像手段を有し、画像形成装置本体内に着脱自在に配設さ
れると共に、内部の像担持体等に画像形成装置本体側の
駆動源を介して回転力が伝達されるプロセスカートリッ
ジにおいて、画像形成装置本体側の駆動源の回転速度を
減速してこれを像担持体等に伝える減速機構を内部に備
えることを特徴とする

【００１１】

【作用】請求項１の発明ではプロセスカートリッジ内に
減速機構を設け、装置本体側の駆動源の回転力をプロセ
スカートリッジ内の減速機構を介して像担持体等に伝え
るようにした。従って、プロセスカートリッジの装置本
体内への着脱に当り、例えば、駆動源側の駆動ギヤと減
速機構側の減速ギヤとを噛合させる必要が生じるが、こ
れ等の噛合が十分になされない場合、減速ギヤ側にギヤ
のバックラッシュ等に基づく回転ムラが増幅されること
となる。しかし、駆動ギヤは高速回転しているため、減
速ギヤ側の回転ムラ周波数は高くなり、これが像担持体
等に及ぼす影響は画像上人目に付きにくく、画質低下を
生じさせない。

【００１２】請求項３の発明ではプロセスカートリッジ
内に駆動源及び減速機構を共に設けているため、プロセ
スカートリッジを装置本体内に装着しても、ギヤの噛合
等の問題は生じず、像担持体等の回転精度が低下した
り、像担持体に大きな回転ムラ等が生じることもない。
従って、像担持体等によって形成される画像に画質の低
下は生じない。

【００１３】

【実施例】以下に本発明の実施例を添付図面に基づいて
説明する。

【００１４】先ず、本発明の第１実施例を図１乃至図３
により説明する。

【００１５】図３は多色画像の形成可能な画像形成装置
の断面を示しており、図中１は一定方向に回転する像担
持体である感光ドラムであり、該感光ドラム１の周りに
帯電ローラ２、４つの現像器３（具体的にはイエロー、
マゼンタ、シアン、ブラック現像器３Ａ，３Ｂ，３Ｃ，
３Ｄ）及びクリーニング器４が配設されている。そし
て、これ等のプロセス機器はカートリッジ容器５ａ内に
一体的に収納され、プロセスカートリッジ５として装置
本体１００内に着脱自在に配設されて、メンテナンスの
容易化等が図られている。

【００１６】また、感光ドラム１の一側には転写材を保
持して回転する転写ドラム６が配設され、該転写ドラム
６の給紙側に給紙ユニット７、排紙側に定着ユニット８
がそれぞれ配設されている。更にプロセスカートリッジ
５の上方には光学ユニット９が配設されている。

【００１７】即ち、帯電ローラ２により一様帯電された
感光ドラム１に光学ユニット９を介してイエロー画像情
報の画像光Ｌが露光され、この感光ドラム１上に静電潜
像が形成されると、該静電潜像は感光ドラム１の回転と
共にイエロートナーを有するイエロー現像器３Ａの方へ
向けられ、該イエロー現像器３Ａによってトナー像とし
て顕像化される。そして、このトナー像は感光ドラム１
の回転と共に、該感光ドラム１に同期して回転する転写
ドラム６上の転写材に転写される。

【００１８】転写の終了した感光ドラム１はクリーニン
グ器４にクリーニングされた後、再び帯電ローラ２にて
一様帯電され、光学ユニット９を介してマゼンタ画像情
報の画像光Ｌが露光されて、この感光ドラム１上に静電
潜像が形成される。そして、この静電潜像はマゼンタト
ナーを有するマゼンタ現像器３Ｂによりトナー像として
顕像化された後、該トナー像はこれにタイミングを合せ
て回転してくる転写ドラム６上の前記転写材に多重転写
される。同様にシアン、ブラック画像情報に基づきシア
ン、ブラック現像器３Ｃ，３Ｄを介して感光ドラム１上
に形成されたトナー像が前記転写材上に多重転写され
る。

【００１９】一方、給紙ユニット７内の転写材は転写ド
ラム６に供給され、該転写ドラム６に位置決め保持され
た後、転写ドラム６の回転に伴いこの転写材上に前述の
如く各色のトナー像が多重転写される。そして、転写が
終了した転写材はこの転写ドラム６から定着ユニット８
の方へ運ばれ、該定着ユニット８にてそのトナー像が加
熱、加圧されて溶解混色され、永久像として定着された
後、排紙トレイ９上に積載される。

【００２０】さて、次に装置本体１００側からプロセス
カートリッジ５内の感光ドラム１等の回転機器への駆動
力の伝達機構等について図１及び図２により説明する。

【００２１】プロセスカートリッジ５はカートリッジ容
器５ａから外方へ突出する感光ドラム１のドラム軸１ａ
が装置本体１００の本体フレーム１０，１０の軸受部１
０ａ，１０ａに支持されることにより装置本体１００内
に値決め支持されている。即ち、本体フレーム１０，１
０の軸受部１０ａ，１０ａには該軸受部１０ａ，１０ａ
に通じる不図示のガイド溝が形成されており、該ガイド
溝にドラム軸１ａの両端部を挿入することにより、プロ
セスカートリッジ５は装置本体１００に対して着脱でき
るようになっている。そして、このドラム軸１ａの一端
部側には感光ドラム１等のプロセスカートリッジ５内の
回転機器を回転させるドラムギヤ２０が固設されてい
る。

【００２２】一方、本体フレーム１０の前記ドラムギヤ
２０側にはその出力軸に駆動ギヤ１２を取り付けた駆動
モーター１１が取り付けられている。そして、該駆動モ
ーター１１の駆動ギヤ１２と前記ドラムギヤ２０間に
は、駆動モーター１１の回転速度を減速して感光ドラム
１等に伝える減速機構３０が取り付けられているが、本
発明ではこの減速機構３０をプロセスカートリッジ５内
に設けた。

【００２３】減速機構３０はカートリッジ本体５ａに枢
支される回転軸３３に大ギヤ３１と小ギヤ３２とを同軸
状に固設したものであり、小ギヤ３２はドラムギヤ２０
に噛合し、大ギヤ３１は装置本体１００側の駆動ギヤ１
２に噛合可能となっている。そして、大ギヤ３１の回転
速度がそのまま小ギヤ３２に伝えられるため、駆動ギヤ
１２の回転速度はこの大、小ギヤ３１，３２からなる減
速機構３０により減速されてドラムギヤ２０に伝えられ
ることとなる。

【００２４】而して、プロセスカートリッジ５を装置本
体１００の本体フレーム１０，１０の軸受部１０ａ，１
０ａに装着すれば、プロセスカートリッジ５内の減速機
構３０の大ギヤ３１と装置本体１００側の駆動ギヤ１２
とが噛合する。そして、駆動モーター１１を回転させれ
ば、駆動ギヤ１２、減速機構３０を介してドラムギヤ２
０が回転され、プロセスカートリッジ５内の感光ドラム
１等の回転機器が回転される。

【００２５】ここで、プロセスカートリッジ５の装置本
体１００への装着の仕方により、駆動ギヤ１２と減速機
構３０の大ギヤ３１とが十分に噛み合わない場合も生じ
るが、この場合、被駆動側の減速機構３０の大ギヤ３１
には、ギヤ間のバックラッシュ等に基づく回転ムラが増
幅されることとなる。しかしながら大ギヤ３１の回転ム
ラは高速回転する駆動ギヤ１２との間で生じるものであ
り、この大ギヤ３１の回転ムラ周波数は高いため、これ
が小ギヤ３２、ドラムギヤ２０を介して感光ドラム１側
に伝わっても、画像上人目につく画質低下は生じない。

【００２６】以上の如く、プロセスカートリッジ５内に
減速機構３０を設け、プロセスカートリッジ５の装着に
当り、この減速機構３０の大ギヤ３１と装置本体１００
側の駆動ギヤ１２とを噛合させるようにしたため、該駆
動ギヤ１２と減速機構３０の大ギヤ３１との噛合精度が
悪く、該大ギヤ３１に回転ムラを増幅させることとなっ
ても、その影響が感光ドラム１の画像上には現われにく
く、結果として感光ドラム１上の画質を低下させること
にはならない。

【００２７】尚、減速機構３０をプロセスカートリッジ
５内に設けているため、感光ドラム１の回転ムラに大き
な影響を及ぼすドラムギヤ２０は減速機構３０の小ギヤ
３２により精度よく回転される。この場合、プロセスカ
ートリッジ５の着脱に無関係にドラムギヤ２０と小ギヤ
３２とは噛合させておくことができるため、モジュール
を小さくして２つのギヤを噛み合い率を上げることも容
易である。

【００２８】また、減速機構３０をユニット化して、プ
ロセスカートリッジ５内に着脱容易に配設するように
し、プロセスカートリッジ５が寿命に達した場合、この
減速機構３０の再使用等を図るようにしてもよいのは勿
論である。

【００２９】次に、本発明の第２実施例を図４及び図５
により説明する。尚、第１実施例に係るものと同一機能
を有するものについては同一符号を付しその説明を省略
する。

【００３０】本実施例ではプロセスカートリッジ５内の
減速機構３０を装置本体１００側の駆動ギヤ１２と噛合
する大ギヤ３１と、該大ギヤ３１に同軸状に固定させた
この大ギヤ３１より小径の小プーリ３４とから構成し、
ドラム軸１ａにドラムギヤ２０に代わって設けられたド
ラムプーリ２１を無端状の金属ベルト２２を介して減速
機構３０の小プーリ３４で回転させるようにした。尚、
２３は金属ベルト２２に張力を与えるテンションプーリ
である。

【００３１】本実施例においてもプロセスカートリッジ
５を装置本体１００の本体フレーム１０の所定位置に位
置決めすれば、装置本体１００側の駆動モーター１１の
出力軸に固定された駆動ギヤ１２とプロセスカートリッ
ジ５の減速機構３０の大ギヤ３１とが噛合し、プロセス
カートリッジ５内の感光ドラム１等は駆動モーター１１
によって、駆動ギヤ１２、大ギヤ３１、小プーリ３４、
金属ベルト２２、ドラムプーリ２１を介して回転され、
第１実施例と同様な効果を得ることができる。特に本実
施例では感光ドラム１等にプーリとベルトを介して回転
を伝えているため、ギヤ等による場合に比べ感光ドラム
１は回転ムラなく滑らかに回転されるという利点を有し
ている。

【００３２】次に、本発明の第３実施例を図６乃至図９
により説明する。尚、第１実施例に係るものと同一機能
を有するものについては同一符号を付しその説明を省略
する。

【００３３】本実施例では減速機構３０のみでなく駆動
モーター１１及び駆動ギヤ１２自体をもプロセスカート
リッジ５内に配設し、プロセスカートリッジ５の着脱に
伴うギヤの噛合及び噛合解除を無くすようにした。

【００３４】即ち、プロセスカートリッジ５内のカート
リッジ容器５ａに駆動ギヤ１２を有する駆動モーター１
１を固定し、この駆動ギヤ１２と、ドラム軸１ａに固定
されたドラムギヤ２０との間に、回転軸３３に同軸状態
で固定された大、小ギヤ３１，３２からなる減速機構３
０を配設した。また、駆動モーター１１の電源供給接点
１１ａをカートリッジ容器５ａから突出させ、プロセス
カートリッジ５が装置本体１００内に装着された場合
に、この電源供給接点１１ａと装置本体１００側の電源
コネクタ１３とを図８で示される如く、電気的に接合さ
せるようにした。

【００３５】而して、プロセスカートリッジ５が装置本
体１００内に装着され、プロセスカートリッジ５のドラ
ム軸１ａが本体フレーム１０，１０の軸受部１０ａ，１
０ａに位置決めされると、駆動モーター１１の電源供給
接点１１ａと装置本体１００側の電源コネクタ１３とが
連結される。そして、駆動モーター１１が回転される
と、その回転力が駆動ギヤ１２、減速機構３０の大ギヤ
３１及び小ギヤ３２、ドラムギヤ２０へと伝えられ、感
光ドラム１等が回転されることとなる。

【００３６】特に本実施例ではプロセスカートリッジ５
の着脱に当り、ギヤの噛合等を行なわなくてよいため、
プロセスカートリッジ５の着脱が容易になると共に、駆
動モーター１１の回転が減速機構３０等を介して精度よ
く感光ドラム１に伝えられ、感光ドラム１等が精度よく
且つ回転ムラが少ない状態で回転される。

【００３７】また、図９で示される如く、駆動モーター
１１、駆動ギヤ１２、減速機構３０を一体として駆動ユ
ニット４０を構成し、該駆動ユニット４０をプロセスカ
ートリッジ５内に着脱容易に配設するようにすれば、プ
ロセスカートリッジ５自体が寿命に達した場合でも、こ
の駆動ユニット４０の再使用が容易となる。尚、駆動ユ
ニット４０をプロセスカートリッジ５に装着するには、
駆動ユニット４０をプロセスカートリッジ５のドラム軸
１ａ及びカートリッジ容器５ａに設けられたピン２４を
介してプロセスカートリッジ５に位置決め固定し、減速
機構３０の小ギヤ３２とドラムギヤ２０とを噛合させる
ようにすればよい。

【００３８】次に、本発明の第４実施例を図１０により
説明する。尚、第１実施例に係るものと同一機能を有す
るものについては同一符号を付しその説明を省略する。

【００３９】本実施例では減速機構３０を有するプロセ
スカートリッジ５内における現像器３への駆動力の伝達
について説明する。即ち、減速機構３０の大ギヤ３１に
は、小径のギヤ５１を介してドラムギヤ２０と同軸状に
配設される大径のローラ駆動ギヤ５２が噛合しており、
このローラ駆動ギヤ５２に各現像器３の現像ローラを回
転させるローラギヤ５３が噛合している。該ローラギヤ
５３と現像ローラ間にはこのローラギヤ５３から現像ロ
ーラへの動力の伝達、又はその解除を行なわせる不図示
の電磁クラッチが取り付けられており、この電磁クラッ
チにより所望の現像器３の現像ローラのみがローラ駆動
ギヤ５２により回転駆動されるようになっている。

【００４０】而して、プロセスカートリッジ５が装置本
体１００内に装着され、プロセスカートリッジ５内の減
速機構３０の大ギヤ３１と装置本体１００側の駆動モー
ター１１の駆動ギヤ１２とが噛合された後、駆動モータ
ー１１が回転されると、小ギヤ３２、ドラムギヤ２０を
介して感光ドラム１が回転される。また、大ギヤ３１の
回転によりギヤ５１を介してローラ駆動ギヤ５２が高周
速で回転され、該ローラ駆動ギヤ５２によりローラギヤ
５３を介して所望の現像器３の現像ローラが回転され
て、この現像器３により現像作業が開始されることとな
る。

【００４１】以上の如く、本実施例においても第１実施
例と同様な効果を得ることができるが、本実施例では特
に以下の効果がある。

【００４２】即ち、複数の現像器３を有するプロセスカ
ートリッジ５においては、現像器３の配置の都合上、現
像ローラの径が小さくなり、現像ローラの回転速度をか
なり高速にしなければ、現像剤の供給不良が生じる。こ
の場合、減速機構３０がプロセスカートリッジ５内に無
ければ、現像器３の現像ローラは感光ドラム１のドラム
ギヤ２０側から回転力を供与されるが、感光ドラム１と
現像ローラとの間の回転速度に差が生じているため、現
像ローラの回転速度を必要な回転速度にするためには、
感光ドラム１と現像ローラとの間に複数のギヤを配設
し、しかもこれを現像器３の数だけ設けねばならず、プ
ロセスカートリッジ５の大型化等を招いていた。

【００４３】一方、本実施例の如く、プロセスカートリ
ッジ５内に減速機構３０を有す場合には、現像ローラの
回転速度により近い高周速で回転するローラ駆動ギヤ５
２等を介して各現像器３の現像ローラに回転力を伝える
ことができるようになるため、減速機構３０を有さない
プロセスカートリッジ５よりギヤ機構が簡単となりプロ
セスカートリッジ５の小型化が図れるようになると共
に、設計の自由度も広がることとなる。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く本発明によれ
ば、プロセスカートリッジを装置本体内に装着するに当
り、例えば、このプロセスカートリッジ側の減速機構の
ギヤと装置本体側の駆動源のギヤとを噛合させればよい
ため、これ等のギヤの噛合が十分でなく、減速機構のギ
ヤ側に回転ムラが生じても、この回転ムラの周波数が大
きいため、画像の画質低下は生じない。

【００４５】また、本発明によれば、プロセスカートリ
ッジ内に駆動源と減速機構とを設けたため、プロセスカ
ートリッジの装置本体内への装着に当り、ギヤ等の噛合
が不要となり、該ギヤ等の噛合不良に基づく画質低下は
生じない。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例に係る画像形成装置の装置本体内に
プロセスカートリッジが組み込まれている状態を示す図
である。

【図２】図１のＡ−Ａ矢視図である。

【図３】同画像形成装置の側断面図である。

【図４】第２実施例に係る画像形成装置の装置本体内に
プロセスカートリッジが組み込まれている状態を示す図
である。

【図５】図４のＢ−Ｂ矢視図である。

【図６】第３実施例に係る画像形成装置の装置本体内に
プロセスカートリッジが組み込まれている状態を示す図
である。

【図７】図６のＣ−Ｃ矢視図である。

【図８】同画像形成装置の側断面図である。

【図９】第３実施例の変更実施例に係る画像形成装置の
プロセスカートリッジを示す図である。

【図１０】第４実施例に係るプロセスカートリッジの断
面等を示す図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ５ プロセスカートリッジ １１ 駆動モーター（駆動源） ３０ 減速機構 １００ 装置本体

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体の他少なくとも現像手段を有
   し、装置本体内に着脱自在に配設されるプロセスカート
   リッジを備えると共に、該プロセスカートリッジ内の像
   担持体等に装置本体側の駆動源を介して回転力が伝達さ
   れる画像形成装置において、装置本体側の駆動源の回転
   速度を減速してこれを像担持体等に伝える減速機構をプ
   ロセスカートリッジ内に備えたことを特徴とする画像形
   成装置。
2. 【請求項２】 上記減速機構が着脱容易なユニットとし
   てプロセスカートリッジ内に組み込まれていることを特
   徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 像担持体の他少なくとも現像手段を有
   し、装置本体内に着脱自在に配設されるプロセスカート
   リッジを備えた画像形成装置において、プロセスカート
   リッジ内の像担持体等を回転駆動する駆動源及び該駆動
   源の減速機構をプロセスカートリッジ内に備えたことを
   特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】 上記駆動源及び減速機構が着脱容易なユ
   ニットとしてプロセスカートリッジ内に組み込まれてい
   ることを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 上記減速機構を介して、プロセスカート
   リッジ内の複数の現像手段に回転力を伝達することを特
   徴とする請求項１，２，３又は４記載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 像担持体の他少なくとも現像手段を有
   し、画像形成装置本体内に着脱自在に配設されると共
   に、内部の像担持体等に画像形成装置本体側の駆動源を
   介して回転力が伝達されるプロセスカートリッジにおい
   て、画像形成装置本体側の駆動源の回転速度を減速して
   これを像担持体等に伝える減速機構を内部に備えること
   を特徴とするプロセスカートリッジ。