JPH0580651A - 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］ 現像手段内の現像剤の撹拌搬送手段のトルク
変動に起因して、画像図にピッチムラを生じさせること
のない画像形成装置等を提供することである。 ［構成］ 内部に現像剤の撹拌搬送手段３１を備えた現
像手段３を有する画像形成装置において、現像手段３の
撹拌搬送手段３１の回転駆動経路を像担持体１や現像手
段３の現像剤担持体３０の回転駆動経路とは別ルートに
した。撹拌搬送手段３１の負荷トルクは現像剤の凝集程
度によって変動するため、この撹拌搬送手段３１を像担
持体１や現像剤担持体３０と同一駆動経路で回転駆動す
れば、像担持体１等に回転ムラが生じ、画像にピッチム
ラが生じる。そこで、撹拌搬送手段３１を像担持体１等
と別ルートで回転駆動し、上記不都合が生じないように
した。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は電子写真複写機、静電記
録装置、レーザビームプリンタ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】複写機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上に形成された潜像を現像器に
より現像することにより画像が形成される。かかる現像
作業に当り、現像器中のトナーは現像剤担持体である現
像スリーブの外周面に磁力等の作用で吸着保持された
後、この現像スリーブの回転により感光ドラム側に移動
され、該感光ドラムの潜像に供給されて画像が形成され
る。

【０００３】現像器内には内部のトナーを撹拌搬送しこ
れを現像スリーブ側に移動させる撹拌棒が備えられてい
るが、該撹拌棒は感光ドラムや現像器の現像スリーブを
介して回転されうようになっているものが多い。例えば
図１２で示される如く、感光ドラム１１０や現像器１２
０等によりプロセスカートリッジ１００が形成された画
像形成装置において、現像器１２０の撹拌棒１２２は、
感光ドラム１１０のドラムギヤ１１１及び現像スリーブ
１２１のスリーブギヤ１２３を介してその撹拌ギヤ１２
４が回転されることにより回転される。尚、ドラムギヤ
１１１はプロセスカートリッジ１００外のアイドラギヤ
１３２を介して駆動モータ１３０の駆動ギヤ１３１によ
り駆動される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、現像器
１２０内のトナーが凝集している場合、撹拌棒１２２に
かかるトルクが変動するため、該撹拌棒１２２に回転力
を伝えている現像スリーブ１２１の回転速度が撹拌棒１
２２の撹拌周期で変動し、転写紙の通紙方向にピッチム
ラと呼ばれる濃度ムラを発生させてしまうという問題が
生じる。

【０００５】このため、撹拌周期によるピッチムラを防
止すべく現像スリーブ１２１の回転用に与えられるトル
クを十分に大きくすることも考えられるが、この場合撹
拌トルクを通常の１Kg・cm から、トナーが長期間放置さ
れて凝集している場合に必要とされる１０Kg・cm まで上
げれば、スリーブギヤ１２３や撹拌ギヤ１２４に歯欠け
が生じるという問題が生じる。

【０００６】そこで、ギヤの歯欠けを防止すべくギヤ材
にガラス繊維等を入れてギヤの強度アップをしても、な
おギヤ同志にはある程度の隙間（バックラッシュ）が存
在するため、撹拌棒１２２を現像スリーブ１２１や感光
ドラム１１０を経由して回転させれば、これ等の回転速
度が撹拌トルクの変動とバックラッシュに起因して変動
し、画像にピッチムラを発生してしまうという不都合が
生じる。

【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、現像手段内の現像剤の撹拌搬
送手段のトルクの変動に起因して、画像にピッチムラを
生じさせることのない画像形成装置及びプロセスカート
リッジを提供するにある。

【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、内部に現像剤の撹拌搬送手段を備えた現像手段
を有する画像形成装置において、現像手段の撹拌搬送手
段の回転駆動経路を、像担持体や現像手段の現像剤担持
体の回転駆動経路とは別ルートにしたことを特徴とす
る。

【０００９】また、本発明は像担持体の他、少なくとも
現像剤の撹拌搬送手段を備えた現像手段を有し、画像形
成装置本体内に着脱自在に配設されるプロセスカートリ
ッジにおいて、現像手段の撹拌搬送手段の回転駆動経路
を、像担持体や現像手段の現像剤担持体の回転駆動経路
と別ルートにしたことを特徴とする。

【００１０】

【作用】現像手段内の現像剤は時間の経過とともに凝集
する傾向にあるため、この現像剤の撹拌搬送手段の負荷
トルクは変動する。従って、現像手段の撹拌搬送手段を
像担持体や現像手段内の現像剤担持体を経由して回転駆
動させれば、ギヤのバックラッシュ等に起因して像担持
体や現像手段の現像剤担持体に速度ムラが生じ、画像に
ピッチムラを生じさせる。

【００１１】そこで、現像手段の撹拌搬送手段を像担持
体や現像剤担持体とは別ルートで駆動し、上記の如き不
都合が生じないこととした。

【００１２】

【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。

【００１３】先ず、本発明の第１実施例を図１乃至図６
により説明する。

【００１４】図１は複写機の断面を示すものでり、図中
１は矢印方向に回転される像担持体である感光ドラムで
あり、該感光ドラム１の周りには帯電器２、現像器３、
クリーニング器４といったプロセス機器が配設されてい
る。そして、これ等の機器はカートリッジフレーム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
複写機の装置本体５０内に着脱自在に配設されて、メン
テナンス等の容易化が図られている。

【００１５】プロセスカートリッジ５の上方には原稿載
置用の原稿台６が配設され、該原稿台６のやや下方には
原稿台６上の原稿に光を当てる照明ランプ７、及び該正
面ランプ７からの反射光を読み取り、これを画像光とし
て感光ドラム１の方へ導く短焦点光学素子アレイ８が配
設されている。また、プロセスカートリッジ５の給紙側
には給紙カセット９、給紙ローラ１０、転写紙ガイド１
１、転写帯電器１２が配設され、プロセスカートリッジ
５の排紙側には転写紙の搬送路１３を介して、定着器１
４、排紙ローラ１５、排紙トレイ１６が配設されてい
る。

【００１６】即ち、帯電器２により一様帯電された感光
ドラム１上に、照明ランプ７及び短焦点光学素子アレイ
８を介して画像光が露光されると、この感光ドラム１上
には静電潜像が形成される。該静電潜像は感光ドラム１
の回転とともに現像器３の方へ向けられ、該現像器３に
よってトナー（現像剤）が供給されてトナー像として顕
像化される。そして、このトナー像は転写帯電器１２の
方へ向けられて、該転写帯電器１２によって転写紙上に
転写され、また、転写の終了した感光ドラム１はクリー
ニング器４によりその残留トナーがクリーニングされ
て、つぎの画像形成のために備えられる。

【００１７】一方、給紙カセット９内の転写紙は給紙ロ
ーラ１０により１枚ずつ取り出された後、転写紙ガイド
１１を介して感光ドラム１と転写帯電器１２間に送ら
れ、感光ドラム１上のトナー像が転写されるが、その
後、搬送路１３を介して定着器１４に送られる。そし
て、この定着器１４により転写紙はそのトナー像が永久
像として定着された後、排紙ローラ１５を介して排紙ト
レイ１６上に積載される。

【００１８】さて、前記プロセスカートリッジ５を構成
する現像器３には、感光ドラム１に対向する位置に現像
作業に当り該感光ドラム１にトナーを供給する現像剤担
持体としての現像スリーブ３０が配設されている。この
現像スリーブ３０は磁力等の作用によりその外周面にト
ナーを吸着保持して回転し、該トナーを感光ドラム１側
に移動させ、バイアス電圧等の作用によりこれを感光ド
ラム１の潜像の方へ移動させるものである。また、現像
器３内の現像スリーブ３０の側方には、内部のトナーを
撹拌しこれを現像スリーブ３０側に搬送させる撹拌板３
１が設けられている。該撹拌板３１は支軸３１ａを中心
に所定方向に回動し、凝集のため自重のみでは現像スリ
ーブ３０の側に移動しきれないトナーを突き崩し、これ
を現像スリーブ３０側に移動させるためのものである。
以下、この撹拌板３１の駆動方法について説明する。

【００１９】図２で示される如く、プロセスカートリッ
ジ５の装置本体５０への挿入側の一端部には、現像器３
の撹拌板３１の支軸３１ａに固定され、カートリッジフ
レーム５ａに回動自在に支持されている凸部材３２が突
出して設けられており、装置本体５０側にもこの凸部材
３２と係合する凹部１８ａが形成された撹拌レバー１８
が設けられている。該撹拌レバー１８はその凹部１８ａ
側が回動中心となるよう装置本体５０に枢支されている
と共に、その下部のレバー部１８ｂが図２中紙面の上下
方向、即ち、給紙カセット９の着脱方向に回動可能とな
っている。また、撹拌レバー１８は図１で示される如
く、バネ部材１９により反時計回り方向に付勢されてい
ると共に、そのレバー部１８ｂが給紙カセット９の一端
に係合している。従って、撹拌レバー１８は給紙カセッ
ト９の装置本体５０内への着脱に連動して揺動し、プロ
セスカートリッジ５の凸部材３２を介して現像器３の撹
拌板３１を回動させる働きを有している。

【００２０】而して、図３で示される如く、装置本体５
０から給紙カセット９を引き出すと、撹拌レバー１８は
バネ部材１９の力によりそのレバー部１８ｂが右方に揺
動し、現像器３内の撹拌板３１を反時計回り方向に所定
量だけ回動させる。そして、図４で示される如く、装置
本体５０内に給紙カセット９を挿入すれば撹拌レバー１
８はバネ部材１９の力に反してそのレバー部１８ｂが左
方に押されて揺動し、現像器３内の撹拌板３１を時計回
り方向に所定量だけ回動させ、該撹拌板３１により現像
器３内で凝集しつつあるトナーを着き崩させ、これを現
像スリーブ３０側に移動させる。

【００２１】従って、例えば給紙カセット９内に１５０
枚の転写紙を収納しておけば、この給紙カセット９は１
５０枚のプリント毎に着脱されるため、現像器３内の撹
拌板３１もその間隔で回動され、現像スリーブ３０側へ
継続的にトナーを供給できることとなる。

【００２２】以上の如く、現像器３の撹拌板３１に感光
ドラム１や現像スリーブ３０を介して回転駆動力を伝え
ず、全く別のルートから撹拌板３１に回転駆動力を伝え
るようにしているため、トナーの凝集に伴い撹拌板３１
に負荷トルクの変動があっても、感光ドラム１や現像ス
リーブ３０の回転速度に速度ムラが生じることはなく、
画像にピッチムラを生じさせることはない。また、撹拌
レバー１８は給紙カセット９の着脱に連動して揺動する
ため、現像器３の撹拌板３１の駆動に別途駆動源を設け
る必要がないというメリットがある。更に、撹拌レバー
３１は装置本体５０側に設けられ、プロセスカートリッ
ジ５の装着に当りその凸部材３２を撹拌レバー１８の凹
部１８ａに係合させるだけで、このプロセスカートリッ
ジ５内の現像器３の撹拌板３１を回動できるため、プロ
セスカートリッジ５の構成も簡単なものでよいこととな
る。

【００２３】ここで、図５で示される如く、装置本体５
０内に給紙カセット９を有さず、給紙トレイ１７が設け
れている場合は、図６で示される如く、撹拌レバー１８
のレバー部１８ｂをＬ字形に曲げてその一部を装置本体
５０から外部に突出させ、ユーザーによりこの撹拌レバ
ー１８を揺動させるようにしてもよい。この場合、現像
器３の現像スリーブ３０近傍のトナーの有無を示す警告
灯を装置本体５０側に設け、この警告灯による信号によ
ってユーザーが撹拌レバー１８を揺動させるようにすれ
ばよい。

【００２４】次に、本発明の第２実施例を図７及び図８
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。

【００２５】本実施例は、図７で示される如く、装置本
体５０内に給紙カセット９の代りに給紙トレイ１７が設
けられている場合であり、プロセスカートリッジ５の現
像器３に撹拌板３１の代わりに同一機能を有するＵ字形
の撹拌棒３３を設け、該撹拌棒３３の回転軸３３ａの一
端に第１実施例に係るものと同様な凸部材３２を突出さ
せて設けている。そして、装置本体５０側にも、前記凸
部材３２に係合する凹部材２０をその駆動軸に連結した
駆動モータ２１を設け、プロセスカートリッジ５の装置
本体５０内への装着に当り、その凸部材３２と駆動モー
タ２１の凹部材２０を係合させて、この駆動モータ２１
により現像器３内の撹拌棒３３を回転させるようにして
いる。

【００２６】尚、駆動モータ２１の作動は現像器３内の
トナーの残量検知手段からの信号に連動させて、現像ス
リーブ３０周りにトナーが少なくなっている場合に所定
時間だけ行なえばよい。

【００２７】而して、本実施例では現像器３内の撹拌棒
３３を回転させるのに駆動モータ２１を必要とするが、
該駆動モータ２１を感光ドラム１や現像器３の現像スリ
ーブ３０を回転させる駆動源とは別のものとしているた
め、トナーの凝集に伴い撹拌棒３３にかかる負荷トルク
が変動しても、感光ドラム１や現像スリーブ３０に回転
速度ムラが生じることはなく、画像にピッチムラを生じ
させることはない。また、プロセスカートリッジ５内に
駆動モータ２１等を設ける必要がないため、プロセスカ
ートリッジ５の構成も簡単となる。

【００２８】尚、上記駆動モータ２１は撹拌棒３３のみ
でなく、感光ドラム１や現像スリーブ３０以外のものな
ら、他の機器、例えば、定着器１４や給紙ローラ１０等
を駆動するものであってもよいのは勿論である。

【００２９】次に、本発明の第３実施例を図９乃至図１
１により説明する。尚、第１又は第２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】図９は装置本体５０側に設けられた駆動モ
ータ２２からプロセスカートリッジ５内の感光ドラム
１、現像器３の現像スリーブ３０及び撹拌棒３３への駆
動力の伝達経路を示すものであり、感光ドラム１は駆動
モータ２２のモータギヤ４０に装置本体５０側の第１ア
イドラギヤ４１を介して噛合するドラムギヤ４２によっ
て回転され、現像スリー３０はドラムギヤ４２に噛合す
るスリーブギヤ４３によって回転される。また、撹拌棒
３３は第１アイドラギヤ４１、ドラムギヤ４２、スリー
ブギヤ４３とは別ルートで、モータギヤ４０に装置本体
５０側の第２アイドラギヤ４４を介して噛合する撹拌ギ
ヤ４５にょて回転される。この場合、トナーの凝集に伴
い撹拌棒３３に負荷トルクの変動があっても、駆動モー
タ２２はこれを十分にカバーできる容量のものであるも
のとする。

【００３１】而して、現像器３の撹拌棒３３にトナーの
凝集に起因して負荷トルクの変動が生じても、撹拌ギヤ
４５と第２アイドラギヤ４４の歯間のバックラッシュや
第２アイドラギヤ４４とモータギヤ４０の歯間のバック
ラッシュに起因して撹拌ギヤ４５や第２アイドラギヤ４
４に速度ムラが生じるだけである。そして、駆動モータ
２２の容量は十分大きいため、撹拌棒３３の負荷トルク
の変動に対しても、駆動モータ２２はその回転速度を変
動することはなく一定速度で回転し、撹拌棒３３と別ル
ートにて感光ドラム１や現像器３の現像スリーブ３０を
一定速度で回転させる。従って、撹拌棒３３にトナーの
凝集に起因して負荷トルクに変動が生じても、感光ドラ
ム１や現像スリーブ３０の回転速度に速度ムラが生じる
ことはなく、画像にピッチムラは生じない。

【００３２】また、図１０で示される如く、現像スリー
ブ３０のスリーブギヤ４３を直接駆動モータ２２のモー
タギヤ４０に噛合させ、現像スリーブ３０を駆動モータ
２２により直接回転させる場合においても、感光ドラム
１や現像スリーブ３０への駆動ルートが撹拌棒３３の駆
動ルートと異なり、且つ駆動モータ２２の容量が十分大
きいため、感光ドラム１や現像スリーブ３０に速度ムラ
が生じることはなく、上記と同様の効果が得られる。

【００３３】ここで、図１１で示される如く、現像スリ
ーブ３０を駆動モータ２２により直接回転させると共
に、ドラムギヤ４２と撹拌ギヤ４５との間に連結ギヤ４
６，４７，４８を配設し、撹拌棒３３を感光ドラム１を
介して回転させることもできる。この場合、現像スリー
ブ３０は撹拌棒３３と無関係に回転されるため、現像ス
リーブ３０の回転速度には速度ムラは生じず、この現像
スリーブ３０に起因した画像のピッチムラは生じない
が、撹拌棒３３は感光ドラム１を介して回転されている
ため、撹拌棒３３の負荷トルクの変動により、撹拌ギヤ
４５と連結ギヤ４８、連結ギヤ４６，４７，４８同志、
連結ギヤ４６とドラムギヤ４２との各歯間のバックラッ
シュに起因して、撹拌棒３３の回転周期で感光ドラム１
の回転速度に速度ムラを生じさせ、画像にピッチムラを
生じさせる。

【００３４】

【発明の効果】以上の説明で明らかな如く本発明によれ
ば、現像手段の現像剤の撹拌搬送手段を像担持体や現像
手段の現像剤担持体とは別ルートで回転駆動するように
しているため、像担持体や現像剤担持体は現像剤の凝集
に起因した撹拌搬送手段の負荷トルクの影響を受けるこ
とはなく、従って、画像にピッチムラを生じさせること
もない。

【００３５】以上の効果はかかる現像手段を有する画像
形成装置において発揮されるのみでなく、かかる現像手
段を有するプロセスカートリッジにおいても同様に発揮
される。

【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側断面図であ
る。

【図２】同画像形成装置の装置本体内にプロセスカート
リッジを装着している状態を示す図である。

【図３】同画像形成装置の現像器の撹拌板等の作用説明
図である。

【図４】同画像形成装置の現像器の撹拌板等の作用説明
図である。

【図５】第１実施例の変更実施例に係る画像形成装置の
側断面図である。

【図６】同画像形成装置の装置本体内にプロセスカート
リッジを装着している状態を示す図である。

【図７】第２実施例に係る画像形成装置の側断面図であ
る。

【図８】同画像形成装置の装置本体内にプロセスカート
リッジを装着している状態を示す図である。

【図９】第３実施例に係る画像図形成装置に関しプロセ
スカートリッジ内の回転機器への駆動力の伝達経路を示
す図である。

【図１０】第３実施例の第一の変更実施例に係る画像図
形成装置に関しプロセスカートリッジ内の回転機器への
駆動力の伝達経路を示す図である。

【図１１】第３実施例の第二の変更実施例に係る画像図
形成装置に関しプロセスカートリッジ内の回転機器への
駆動力の伝達経路を示す図である。

【図１２】従来技術を説明するための図である。

【符号の説明】

１ 感光ドラム（像担持体） ３ 現像器（現像手段） ５ プロセスカートリッジ ３０ 現像スリーブ（現像剤担持体） ３１ 撹拌板（撹拌搬送手段）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 内部に現像剤の撹拌搬送手段を備えた現
   像手段を有する画像形成装置において、現像手段の撹拌
   搬送手段の回転駆動経路を、像担持体や現像手段の現像
   剤担持体の回転駆動経路とは別ルートにしたことを特徴
   とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 像担持体の他、少なくとも現像剤の撹拌
   搬送手段を備えた現像手段を有し、画像形成装置本体内
   に着脱自在に配設されるプロセスカートリッジにおい
   て、現像手段の撹拌搬送手段の回転駆動経路を、像担持
   体や現像手段の現像剤担持体の回転駆動経路とは別ルー
   トにしたことを特徴とするプロセスカートリッジ。