JPH096210A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 回転駆動される像担持体を内蔵するプロセス
カートリッジが着脱可能に装備される画像形成装置にお
いて、画像形成装置本体に設けられた駆動モータから像
担持体に回転駆動力が伝達される際に、プロセスカート
リッジがガタつくのを簡単な構造で防止する。 【構成】 プロセスカートリッジ２は画像形成装置本体
１に着脱可能に装備されているが、Ｘ方向、Ｙ方向およ
びＺ方向にガタつきが生じ得る状態となっている。一
方、駆動モータ４からの回転駆動力は歯車５，６，７お
よびかさ歯車８，９を介し、駆動力伝達用かさ歯車１０
から被伝達用かさ歯車１１に伝えられ、像担持体１２が
駆動される。このとき、駆動力伝達用かさ歯車１０から
被伝達用かさ歯車１１に作用する力はＸ方向、Ｙ方向お
よびＺ方向の成分を含む。これによりプロセスカートリ
ッジ２が、それぞれの方向で支持部材１３に押しつけら
れ、ガタつきが防止される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真プロセスを用
いる画像形成装置であって、像担持体およびクリーニン
グ装置または現像装置等が一体に保持されたプロセスカ
ートリッジを用いる画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを用いる画像形成装置
では、潜像が形成される感光体、感光体にトナーを転移
させて潜像を可視化する現像装置、感光体の周面を清掃
するクリーニング装置等を一体に組込み、画像形成装置
の本体からの着脱が可能となったプロセスカートリッジ
が広く用いられている。このように画像形成動作を行な
う各装置をカートリッジ化することによって装置の小型
化が可能となるとともに、感光体の交換やトナーの補給
が容易となり、一般使用者によって維持管理を行うこと
ができるという利点を有している。

【０００３】このような画像形成装置において、プロセ
スカートリッジは画像形成装置本体に設けられたガイド
部材又はレール等に沿って所定の位置に装着され、画像
形成装置本体に支持された駆動モータから回転駆動力が
伝達される。このとき、プロセスカートリッジは、ガイ
ド部材等の支持部材によって所定位置に支持されるが、
着脱を容易に行うために、これらの支持部材とプロセス
カートリッジとの間に遊間が設けられており、プロセス
カートリッジが所定位置で遊動する。すなわち、プロセ
スカートリッジにいわゆるガタが生じることになる。装
着されたプロセスカートリッジにガタがあると、カート
リッジ内の各装置が駆動され画像形成動作を行なうとき
に、この駆動力によってプロセスカートリッジ全体が振
動し、露光ムラ、転写ムラが生じて画像を劣化させるこ
とになる。

【０００４】このため、装着されたプロセスカートリッ
ジにガタが生じないように保持する技術が提案されてお
り、例えば特開平６−１９２２９号公報、特開平６−１
８０５１６号公報に記載されるものがある。特開平６−
１９２２９号公報に記載の技術では、画像形成装置本体
に設けられた駆動モータからの駆動力をプロセスカート
リッジに設けられた感光体に伝達する手段として、はす
ば歯車を用い、駆動力の伝達とともにスラスト方向（感
光体の軸線方向）の力を付与する。この力によってプロ
セスカートリッジを位置決め側板に当接させ、プロセス
カートリッジがガタつくのを防止するものである。ま
た、特開平６−１８０５１６号公報に記載の技術では、
カートリッジの着脱を画像形成装置本体のルーフを開放
して行うようになっており、このルーフを閉位置とした
ときに、このルーフに設けられた押え部材がカートリッ
ジを上方から押圧する。これにより、カートリッジが上
下方向に遊動するのを防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、着脱可
能に装着されるプロセスカートリッジは、例えば感光体
の軸線方向または感光体の半径方向と、支持部材の形状
等によってあらゆる方向にガタつく可能性がある。これ
に対し、上記のような従来の技術では単一の手段ですべ
ての方向のガタを防止することができない。つまり、特
開平６−１９２２９号公報に記載の技術では、感光体の
軸線方向のガタは防止することができるが、半径方向に
拘束することはできない。一方、特開平６−１８０５１
６号公報に記載の技術では、プロセスカートリッジを上
下方向に拘束することができるが感光体の軸線方向にガ
タつくのを防止することはできない。また、これらの手
段を併用することによってすべての方向へのガタつきを
防止できると考えられるが、ガタつきを拘束する機構が
複雑となり、部品数も増加して製造コストが高騰すると
いう問題がある。

【０００６】本発明は上記のような問題点に鑑みてなさ
れたものであり、その目的は、簡単な構造で、装着され
たプロセスカートリッジがガタつくのを防止し、良好な
画像が得られる画像形成装置を提供することである。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記問題点を解決するた
めに、 請求項１に記載の発明は、 回転駆動される像
担持体を有するプロセスカートリッジが着脱可能に装備
される画像形成装置であって、 画像形成装置本体に設
けられた駆動モータから、前記像担持体に回転駆動力を
伝達する駆動伝達手段を有し、 該駆動伝達手段によっ
て前記プロセスカートリッジに作用する力が、プロセス
カートリッジとこれを位置決めして支持する支持部材と
の間に遊間が存在する（ガタが生じる）２以上の方向の
成分を含むように設定された画像形成装置を提供するも
のである。

【０００８】請求項２に記載の発明は、 請求項１に記
載の画像形成装置において、 前記駆動伝達手段が、互
いに噛み合わされた２つのかさ歯車であるものとする。

【０００９】請求項３に記載の発明は、 回転駆動され
る像担持体を有するプロセスカートリッジが着脱可能に
装備される画像形成装置であって、 前記プロセスカー
トリッジを画像形成装置本体に対して付勢する付勢手段
を有し、 該付勢力が、前記像担持体の軸線方向を含
む、プロセスカートリッジとこれを支持する支持部材と
の間に遊間が存在する（ガタが生じる）２以上の方向の
成分を含むように設定された画像形成装置を提供するも
のである。

【００１０】請求項１に記載の画像形成装置において、
駆動伝達手段は駆動モータの回転駆動力を像担持体に伝
達できるものであって、プロセスカートリッジの着脱に
ともなって駆動力の伝達経路を切り離したり接続したり
できるものである。このような条件を具備するものであ
れば、任意のものを採用することができるが、噛み合わ
された複数の歯車とするのが望ましい。

【００１１】上記「駆動伝達手段によってプロセスカー
トリッジに作用する力」は、回転駆動力を伝達するため
の力であって、駆動伝達手段が複数の歯車である場合に
は、画像形成装置本体に支持された駆動側歯車の歯とプ
ロセスカートリッジに支持された従動側歯車の歯との間
に作用する力である。この力はベクトルとして考える
と、プロセスカートリッジに支持された歯車の支持軸に
対して偏心して作用し、歯車に回転トルクを付与すると
ともに支持軸にある方向の力として作用する。この力の
方向すなわちベクトルが、プロセスカートリッジと支持
部材との間でガタが生じる方向の成分を含むようになっ
ている。つまり、プロセスカートリッジが所定位置に装
着されたときに支持部材等との間で、例えば感光体の軸
線方向（Ｘ軸）と、これと直角で水平な方向（Ｙ軸）に
ガタを生じるようになっていると、これらの方向の成分
を含むものである。なお、上記ガタを生じる方向はプロ
セスカートリッシを支持する手段の形状・方向等によつ
て変動するものであり、例えば斜めにプロセスカートリ
ッジを装着するものではこの装着する方向と直角方向に
ガタが生じる場合がある。

【００１２】請求項３に記載の付勢力は、上記請求項１
の記載における「プロセスカートリッジに作用する力」
と同様に、プロセスカートリッジに作用するある方向の
力であって、この方向がプロセスカートリッジのガタが
生じる２以上の方向の成分を含むように設定されるもの
である。

【００１３】

【作用】請求項１に記載の画像形成装置では、画像形成
装置本体に設けられた駆動モータから駆動伝達手段を介
してプロセスカートリッジの像坦持体に回転駆動力が伝
達される。また、これとともにプロセスカートリッジに
装備された現像装置、クリーニング装置、または帯電装
置等が駆動され、画像形成動作が行われる。上記プロセ
スカートリッジは所定の位置に装着されたときに、２以
上の方向にガタがあっても、駆動伝達手段からプロセス
カートリッジに作用する力が、これらのガタが生じる方
向の成分を含んでいるので、プロセスカートリッジがそ
れぞれの方向で支持部材に押し付けられ、遊間内での移
動が拘束される。これによってプロセスカートリッシの
ガタつきは防止され、安定した画像形成動作が可能とな
る。

【００１４】請求項２に記載の画像形成装置では、駆動
伝達手段が互いに噛み合わされた二つのかさ歯車で構成
されているので、プロセスカートリッジの着脱の際に
は、これらのかさ歯車の噛み合わせが接合又は離脱され
る。これにより、プロセスカートリッジを装着したとき
には、駆動力をプロセスカートリッジに確実に伝達する
ことができ、プロセスカートリッジを交換するときには
容易に取り出すことが可能となる。さらに、二つのかさ
歯車の歯と歯とが噛み合わされる面はそれぞれのかさ歯
車の回転軸と角度を有しており、歯と歯との間で作用す
る駆動力伝達のための力が像担持体の軸線方向の成分を
含むことになる。したがって簡単な構造で像担持体の軸
線方向のガタを防止することが可能となる。

【００１５】請求項３に記載の画像形成装置では、プロ
セスカートリッジを画像形成装置本体に付勢する付勢手
段を有し、その付勢力が像坦持体の軸線方向を含むプロ
セスカートリッジと支持部材との間のガタが生じる２以
上の方向の成分を含んでいるので、プロセスカートリッ
ジは支持部材に押し付けられ、ガタついて振動するのが
防止される。また、上記２以上の方向には像坦持体の軸
線方向の成分を含んでいるのでプロセスカートリッジお
よび像担持体がその軸線方向にガタつくのが防止され、
像担持体上に形成される像は乱れたり、ゆがんだりする
ことなく、良好な画像となる。

【００１６】

【実施例】以下、本発明の実施例を図に基づいて説明す
る。図１は請求項１又は請求項２に記載の発明の一実施
例である画像形成装置を示すものであり、プロセスカー
トリッジへの駆動力伝達機構を示す概略平面構成図であ
る。また、図２は同じ画像形成装置の駆動力伝達機構を
示す概略立面構成図である。この画像形成装置１は、着
脱が可能なプロセスカートリッジ２を備えるものであ
り、このプロセスカートリッシ２内には、表面を一様に
帯電した後、像光を照射することによって潜像が形成さ
れる感光体ドラム１２（像担持体）を備えている。ま
た、この他、上記潜像をトナーの付着により可視化する
現像装置、トナー像を用紙に転写した後の像担持体表面
を清掃するクリーニンク装置等も内蔵されている。

【００１７】このプロセスカートリッジ２は、画像形成
装置本体の上部から着脱が可能となっており、所定位置
に装置されたときに支持部材１３との間に遊間を有し、
感光体ドラム１２の軸線方向、これと直角な水平方向、
および上下方向にガタが生じ得るようになっている。

【００１８】上記感光体ドラム１２の駆動は、画像形成
装置１の本体に設けられた駆動モータ４の駆動力による
ものであり、駆動軸に固着された駆動歯車５から支持フ
レーム３に支持された歯車６、７、およびかさ歯車８、
９、１０を介して、感光体ドラム１２の支持軸に固着さ
れたかさ歯車１１に駆動力が伝達されるようになってい
る。さらに、この駆動力がプロセスカートリッジ１２に
内蔵された現像装置・クリーニング装置（図示しない）
等に伝達され、これらの装置が駆動される。

【００１９】図３は、上記画像形成装置１の本体に支持
された駆動力伝達用のかさ歯車１０からプロセスカート
リッジ２の被伝達用のかさ歯車１１へ駆動力が伝達され
る部分を示す拡大図である。駆動力伝達用のかさ歯車１
０と被伝達用のかさ歯車１１とが噛み合わされ、駆動力
が伝達される際に、被伝達用のかさ歯車１１に作用する
力は図中に示す矢印の方向となる。つまり、平面内で力
の方向を考えると、図３（ａ）に示されるように、双方
のかさ歯車が噛み合わされる面とほぼ垂直に作用し、感
光体ドラム１２の軸線方向（Ｘ方向）とこれと直角な水
平方向（Ｙ方向）の成分を含んでいる。また、感光体ド
ラム１２の軸線と垂直な立面内で力の方向を考えると、
図３（ｂ）に示されるように、双方のかさ歯車１０，１
１の噛み合わせ位置から被伝達用のかさ歯車１１の中心
へ向かう方向（Ｙ方向）成分と、双方のかさ歯車の噛み
合わせ位置の接線方向（Ｚ方向）下向きの成分とを含ん
でいる。この接線方向下向きの力によって被伝達用のか
さ歯車１１は回転駆動されるとともに、この歯車および
プロセスカートリッジ２が下方へ押し付けられる。

【００２０】したがって上記駆動力伝達用のかさ歯車１
０から被伝達用のかさ歯車１１へ作用する力によってプ
ロセスカートリッジ２は、画像形成装置１の本体に固定
された支持部材１３に、感光体ドラム１２の軸線方向
（Ｘ方向）、これと直角な水平方向（Ｙ方向）および鉛
直方向下方に押し付けられ、プロセスカートリッジ２の
ガタ、つまり所定位置での振動が防止される。このよう
な状態で感光体ドラム１２が回転駆動され、一様な帯
電、画像形成装置１の本体側に設けられた書き込み装置
（図示しない）による像露光、現像装置（図示しない）
によるトナー像の形成が行われ、このトナー像が記録用
紙に転写される。このとき、感光体ドラム１２はガタつ
かず安定して回転駆動されているので、形成された像に
乱れやゆがみはなく、良好な画像となる。

【００２１】図４は、請求項３に記載の発明の一実施例
である画像形成装置を示すもので、プロセスカートリッ
ジへの駆動力伝達機構を示すの概略構成図である。この
画像形成装置２１も、着脱が可能なプロセスカートリッ
ジ２２を備えるものであり、このプロセスカートリッジ
２２が装置本体の上部から着脱が可能となっている。プ
ロセスカートリッジ２２には感光体ドラム３１、現像装
置（図示しない）、クリーニング装置（図示しない）等
が内蔵されており、これらの駆動は、画像形成装置２１
本体に支持された駆動モータ２４による。つまり、駆動
モータ２４の回転駆動力は駆動歯車２５、減速用歯車２
６、２７、２８および駆動力伝達用歯車２９を介し、プ
ロセスカートリッジに支持された被伝達用歯車３０に伝
達され、この回転駆動力によって感光体ドラム３１およ
びその他の装置が駆動される。

【００２２】このようなプロセスカートリッジ２２が所
定位置に装着された状態では、支持部材３４との間にわ
ずかの間隔があり、感光体ドラム２２の軸線方向、これ
と直角な水平方向、および上下方向にガタがじ得る構造
となっている。このプロセスカートリッジ２２のガタを
防止するために、本実施例では、図５に示すように画像
形成装置本体の上蓋３３に押え部材３２が取り付けられ
ている。

【００２３】この押え部材は、プロセスカートリッジ２
２のハウジングに当接される弾性部材３２ａと、この弾
性部材３２ａを支持し、上記上蓋３３に固定される支持
部３２ｂとで構成されている。弾性部材３２ａの形状は
ほぼ円錐台となっており、図６に示すようにプロセスカ
ートリッジ２２のハウジングに設けられた曲面２２ａに
当接され、プロセスカートリッジ２２をある方向の力
で、画像形成装置本体に固定された支持部材３４に押し
付けるようになっている。

【００２４】上記プロセスカートリッジ２２を押し付け
る力の方向は、弾性部材３２ａとプロセスカートリッジ
の曲面２２ａとの当接状態によって設定され、図７
（ａ）に示すように感光体ドラム３１の軸線方向の立面
内で下方（Ｚ方向）への力の成分と感光体ドラム３１の
軸線方向（Ｘ方向）への力の成分とを含んでいる。ま
た、感光体ドラム３１の軸線方向と直角方向の立面内で
は、図７（ｂ）に示すように、軸線と直角で水平な方向
（Ｙ方向）の成分と下方（Ｚ方向）への成分とを含んで
いる。したがって、この押え部材３２から伝達される力
によってプロセスカートリッジ２２は、感光体ドラムの
軸線方向（Ｘ方向）、軸線と直角で水平な方向（Ｙ方
向）および下方向（Ｚ方向）に付勢され、画像形成装置
本体に固定された支持部材３４に押し付けられる。これ
により、プロセスカートリッジ２２はガタつくことがな
く、形成される画像は良好なものとなる。

【００２５】

【発明の効果】以上、説明したように、請求項１に記載
の画像形成装置では、駆動伝達手段によって駆動モータ
からプロセスカートリッジに内蔵された像担持体に回転
駆動力が伝達される。このとき、プロセスカートリッジ
に作用する力は、プロセスカートリッジと支持部材との
間でガダが生じる２以上の方向の成分を含んでいるの
で、プロセスカートリッジが２以上の方向で支持部材に
押し付けられ、画像形成動作中にこれらの方向にガタつ
くのが防止される。これにより、像担持体上に形成され
る画像が乱れたり、ゆがんだりするのが防止され、良好
な画像を得ることができる。また、上記のようにプロセ
スカートリッジのガタつきを拘束する力は、駆動力を伝
達するために作用するものを利用しており、複雑な拘束
機構を必要としない。このため、装置の部品数を増加す
ることなく有効にプロセスカートリッジのガタつきを防
止することができる。

【００２６】請求項２に記載の画像形成装置では、駆動
伝達手段が互いに噛み合わされた２つのかさ歯車となっ
ているので、これらの噛み合わせの接合又は離脱によっ
て容易にプロセスカートリッジの着脱を行うことができ
る。また、２つのかさ歯車間に作用する力によってプロ
セスカートリッジを像担持体の軸線方向に付勢すること
ができ、この方向のガタを有効に防止することができ
る。

【００２７】請求項３に記載の画像形成装置では、プロ
セスカートリッジを画像形成装置本体に付勢する付勢手
段を有し、その付勢力が像坦持体の軸線方向を含むプロ
セスカートリッジと支持部材との間にガタが生じる２以
上の方向の成分を含んでいるので、プロセスカートリッ
ジはこれらの方向で支持部材に押し付けられ、ガタつい
て振動するのが防止される。したがって、像担持体上に
形成される像は乱れたり、ゆがんだりすることなく、良
好な画像となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】請求項１又は請求項２に記載の発明の一実施例
である画像形成装置の駆動力伝達機構を示す概略平面構
成図である。

【図２】図１に示す画像形成装置の駆動力伝達機構を示
す概略立面構成図である。

【図３】図１に示す画像形成装置において、プロセスカ
ートリッジに作用する力の方向を示す図である。

【図４】請求項３に記載の発明の一実施例である画像形
成装置の駆動力伝達機構を示す概略構成図である。

【図５】図４に示す画像形成装置に装着されたプロセス
カートリッジを示す概略図である。

【図６】図４に示す画像形成装置のプロセスカートリッ
ジと押え部材とを示す概略斜視図である。

【図７】図４に示す画像形成装置のプロセスカートリッ
ジに作用する力の方向を示す図である。

【符号の説明】

１ 画像形成装置本体 ２ プロセスカートリッジ ３ 画像形成装置本体のフレーム ４ 駆動モータ ５ 駆動歯車 ６，７ 歯車 ８，９ かさ歯車 １０ 駆動力伝達用のかさ歯車 １１ 被伝達用のかさ歯車 １２ 像担持体 １３ 支持部材 ２１ 画像形成装置本体 ２２ プロセスカートリッジ ２３ 画像形成装置本体のフレーム ２４ 駆動モータ ２５ 駆動歯車 ２６，２７，２８ 減速用歯車 ２９ 駆動力伝達用歯車 ３０ 被伝達用歯車 ３１ 像担持体 ３２ 押え部材 ３３ 上蓋 ３４ 支持体

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 回転駆動される像担持体を有するプロ
   セスカートリッジが着脱可能に装備される画像形成装置
   であって、 画像形成装置本体に設けられた駆動モータから、前記像
   担持体に回転駆動力を伝達する駆動伝達手段を有し、 該駆動伝達手段によって前記プロセスカートリッジに作
   用する力が、プロセスカートリッジとこれを位置決めし
   て支持する支持部材との間に遊間が存在する（ガタが生
   じる）２以上の方向の成分を含むことを特徴とする画像
   形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１に記載の画像形成装置におい
   て、 前記駆動伝達手段が、互いに噛み合わされた２つのかさ
   歯車であることを特徴とする画像形成装置。
3. 【請求項３】 回転駆動される像担持体を有するプロ
   セスカートリッジが着脱可能に装備される画像形成装置
   であって、 前記プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して
   付勢する付勢手段を有し、 該付勢力が、前記像担持体の軸線方向を含む、プロセス
   カートリッジとこれを支持する支持部材との間に遊間が
   存在する（ガタが生じる）２以上の方向の成分を含むこ
   とを特徴とする画像形成装置。