JPS63221357A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 イ、発明の目的 〔産業上の利用分野〕 本発明は電子写真方式・静電記録方式等による例えば複
写機やレーザビームプリンタなどの画像形成装置に関す
る。

更に詳しくは、脱着式のプロセスカートリッジを備えた
画像形成装置における例えば感光ドラム等の像担持体を
動かすための駆動手段の構造に関するものである。

〔従来の技術〕

上記画像形成装置の像担持体は、プロセスカートリッジ
方式の場合でも、装置本体筒側に設置したモータ等の駆
動手段によって歯車伝動機構を介して駆動していた。

〔発明が解決しようとする問題点〕

ところが従来の画像形成装置に用いられているモータは
、高速回転Φ低出力トルクのものであるため、低速回転
・大出力トルクでの駆動を必要とする感光ドラムに対し
ては、歯車減速機によってモータの回転を落し、トルク
を上げていた。

すなわち減速機および歯車伝動機構を必要としていたた
め、構造が複雑で小型化の妨げとなり、コストが高い、
またモータおよび減速機から出る音が大きいといった問
題点があった。

低速回転・大出力トルクのモータとして振動波モータが
あるけれども、ステータとロータの摺動部の摩擦による
摩耗が大きいため、寿命が短くて使用頻度の高い画像形
成装置のモータには適さない。

本発明は画像形成装置の像担持体駆動手段の上記の問題
点を解決することを目的とする。

口、発明の構成 〔問題点を解決するための手段〕 本発明は上記の目的番達成するために、画像形成装置本
体筐内で、像担持体の周囲に潜像形成工程・現像工程争
クリーニング工程等のプロセスを配設して１つの筐体に
組込んだプロセスカートリッジを画像形成装置本体筒に
対し脱着交換可能とした画像形成装置において、画像形
！Ｉｔ装置装置本体区側置した像担持体駆動手段の移動
子を像担持体に固定したものである。

〔作　用〕

本発明の画像形成装置によれば、像担持体駆動手段の一
部である移動子が、画像形成装置本体筒に対し脱着可能
のプロセスカートリッジ側にあるため、像担持体は駆動
手段から直接駆動される。

また駆動手段の移動子はプロセスカートリッジと共に廃
棄され、プロセスカートリッジの交換によって移動子が
新しくなる。

〔実施例〕

第１図は、本発明のプロセスカートリッジを適用した電
子写真複写装置の縦断正面図である０図中１は装置本体
筒で、その略中夫に導電性ドラム基体上に光導電層を受
けた感光ドラム２が、矢印方向に回転可能に軸支されて
おり、感光ドラム専用のモータ（不図示）によって駆動
される。このモータはプロセスカートリッジ内の他のプ
ロセス機器の駆動源としても利用されるが、負荷が小さ
いので感光ドラム２の回転に悪い影響を与えることはな
い。

上記感光ドラム２の周囲には、感光ドラム２の回転方向
に沿ってコロナ放電器３、短焦点光学素子アレイ４、現
像器５、転写コロナ放電器６、クリーニング器７が配設
されている。

そして感光ドラム？、コロナ放電器３、現像器５および
クリーニング器７は、プロセスカートリッジ２０として
、装置本体筒ｌと別の筐８の中に一体的に支持されてい
る。このカートリッジ筐８は装置本体筒ｌ側に固設され
ている左右一対のガイドレール９・９により案内支持さ
れ、装置本体筒１に対して脱着できる。

コロナ放電器３で感光ドラム２の表面を所定の極性で均
一に帯電し、次いで往復移動する原稿台１０の原稿をラ
ンプ１１で照明し、反射光を素子アレイ４を介して感光
ドラム２上に露光して潜像を形成する。

形成された潜像は現像器５により現像され、その現像像
は転写コロナ放電器６により転写される。転写材は転写
材供給トレイ１２に供給され、搬送ローラ１３とタイミ
ングローラ１４を介して転写部に搬送される。転写を修
了した転写材は分離手段１５により分離され、移動路１
６を経て定着器１７に送られて定着され、更に排紙ロー
ラ１８を介して排紙トレイ１９上に送り出される。

第２図は、本発明に係るプロセスカートリッジ２０の斜
視図である０手前に現れている端面が装填時に奥側とな
る面である。その奥側となる端面には、装置本体筒ｌに
装填されたプロセスカートリッジ２０の位置を正しくす
るための位置決めピン２１と、プロセスカートリッジ２
０内のコロナ放電器３に高電圧を供給するコネクタ２２
と、現像器５ヘバイアス電圧を印加するためのコネクタ
２３が、感光ドラム２の端面に一体に設けた駆動モータ
の移動子２４の周囲に配置されている。

第３図は、装置本体筒ｌに対するプロセスカートリッジ
２０の脱着要領を示す斜視図で、感光ドラム２を内蔵す
るプロセスカートリッジ２０は、装置本体筒１の扉２５
を開け、操作者が手動で脱着する。プロセスカートリッ
ジ２０が装置本体筒ｌに確実に装填されると、プロセス
カートリッジ２０側の移動子２４が装置本体筐１側の弾
性体（後述の駆動モータの一構成部材）に適当な圧力で
接触し、移動子２４を駆動可能にする。

第４図は、本発明に係る感光ドラム２の駆動部分並びに
軸支部分を縦断して示す正面図である。

プロセスカートリッジ２０のほぼ中央に回転自在に取り
付けられている感光ドラム２は、材質がアルミニウムで
できており、インパクト成形法により奥側のボス部２０
１を一体に成形している。

−力感光ドラム２の開口側端部２０２は、端板２０３で
ふさがれ、この端板２０３は、プロセスカートリッジ２
０の筐８の手前側端面に固定された軸２６に回転自在に
軸支されている。

奥側すなわちボス部２０１がある側には、前記したモー
タの移動子２４が固設されている。プロセスカートリッ
ジ２０を装置本体液１に装填すると、感光ドラム２は、
装置本体液１の内壁に設けた軸受２７にボス２０１がは
まることによって回転自在に支持される。

そのとき移動子２４は弾性体２８に圧接されており、弾
性体２８から回転力を受ける０弾性体２８は、装置本体
液１に、振動を吸収するためのフェルト２９を介して固
定されている０弾性体２８のフェルト側の面には、圧電
体３０が固定されている。移動子２４には、プロセスカ
ートリッジ２０内のトナー掻き込み機等を駆動するため
の歯車２４Ａが一体に形成されている。

第５図は、感光ドラム２の駆動に用いる振動波モータの
動作原理図である。　　ＰｂＴｉＯ３のような圧電体３
０によって弾性体２８に振動を与えると、弾性体２８に
沿って振動が伝播する。

弾性体２８の表面上の一点Ｐに着目すると、その点Ｐは
長軸２ｗ、！Ｈ軸２ｕの楕円状の軌跡を描いている０弾
性体２８が移動子２４と接触する頂点で１点ＰはＸ軸の
負の方向に、Ｖ−２πｆｕの速度を持つ、この結果、移
動子２４は弾性体２８との摩擦力で振動波の進行と逆方
向に速度Ｖで駆動される。

第６１ｉｉｉ！−第７図は、モータの構造を示す正面図
および中央縦断面図、第８図は圧電体３０の電極パター
ンを示す正面図である。圧電体３０の電極は第８図に示
すように２つに分けられ、互い、に位相が機械的にλ／
４ずれて配置されている。また、各々の電極内は、入／
２ごとに分極方向が反転している。圧電体３０は、黄銅
でできた弾性体２Ｂに接着剤によって固定されている。

　　ＰｂＴｉＯ３でできた圧電体３０の端子Ａ−Ｅ、Ｂ
−Ｅにそれぞれ位相が８０度異次る高周波を加えると、
圧電体３０と弾性体２８はバイモルフ型の屈曲振動を発
生し。

その振動は進行波となってリング状の弾性体２８上を循
環する。

弾性体２８は、移動子２４よりも硬い材料でできており
、両者の摩擦によって生じる摩擦面の摩耗は、移動子２
４の方に多く発生するように構成されている。あるいは
両者２４・２８の材料の硬度が同じか１弾性体２８の方
が軟らかくても、摩擦面を表面処理することによって弾
性体２８の表面を硬くすれば、移動子２４の摩耗量を一
方的に多くするという目的を果たせる。

第９図は、感光ドラム２の駆動に適用できる振動波モー
タの他の実施例である。感光ドラム２の端面に固定され
た移動子２４を駆動するためには、移動子２４を圧接す
る弾性体２８の表面が楕円運動をすればよいもので、縦
振動を生じる超音波振動子３１は、アルミニウム製の共
振子３２・３３によって両側から挟まれており、さらに
、共振子３３の端面には、捻り結合子３４が一体に付い
ていて、捻り振動子を構成する。捻り結合子２３４、振
動子３１、共振子３２・３３は１図示されていないがボ
ルトによって一体に結合されている。

捻り結合子３４は、第１０図のように円盤部分の一方の
面の中央に幅の広い溝３４Ａが彫ってあり、もう一方の
面には梁状の突起３４Ｂが出ている。この梁状突起３４
Ｂの長手方向は溝３４Ａの方向に対して一定の角度を以
って傾いており、振動子３１の縦振動による力が捻り結
合子３４に伝わると、捻り結合子３４の円盤部分は曲げ
振動を生じる。この曲げ振動によって生じるたわみによ
り梁状突起３４Ｂが傾く、この梁状突起３４Ｂの両端で
傾く方向が反対であるので、梁状突起３４Ｂ全体で見る
と捻り振動になっている。その捻り振動と縦振動によっ
て捻り結合子３４の梁状突起３４Ｂの端面３４Ｃは楕円
振動をする。

捻り結合子３４の端面３４Ｃと、移動子２４を圧接する
ことにより、移動子２４を回転させる。

ボルトで一体に構成された捻り結合子３４、振動子３１
、共振子３２φ３３を本体装置値１に固定し、移動子２
４をプロセスカートリッジ２０内の感光ドラム２の奥側
の端面に固定することによって、脱着可能なプロセスカ
ートリッジの感光ドラム２を直接駆動できる。

なお本発明の上記実施例は、アルミニウム製の感光ドラ
ム２と移動子２４を別部材で構成しているが、これらを
一体に構成することももちろん可能である。その場合は
、感光ドラム２の奥側の端面が移動子２４を兼ねること
になる。

本発明によると、上記実施例のように、感光ドラム駆動
用モータとして振動波モータの適用が可能となる。

第１１図は１本発明の画像形成装置の他の実施例である
。プロセスカートリッジ２０は、受光・窓３５、感光ベ
ル）２Ａ、コロナ帯電器３Ａ、移動子２４Ａ、現像装置
５Ａ、円筒プーリ３６、クリーニング装置７Ａによって
構成されている。感光ベル）２Ａは移動子２４Ａと一体
の円筒プーリ３７と、前記の円筒プーリ３６とによって
回転可能に保持されている。感光ベル）２Ａは、移動子
２４Ａによって時計方向に回転する。プロセスの工程は
、他の実施例と同様なので説明は省略する。

ハ、発明の効果 以上のように本発明の構成によれば像担持体駆動手段の
一部である移動子が、画像形成装置本体筐に対し脱着可
能のプロセスカートリッジ側にあり、像担持体は駆動手
段から直接駆動されるので、駆動手段と像担持体の間に
歯車伝動機構や減速機を配設する必要がなくて５構造が
簡単で騒音も少ない、また像担持体の運動むらの発生が
少なくて、忠実な画像を得ることができる。

更に、駆動手段の一部である移動子をプロセスカートリ
ッジごと廃棄して新しいものと交換できるので、駆動手
段の寿命が長いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明を実施するプロセスカートリッジ式の画
像形成装置の縦断正面図、第２図はプロセスカートリッ
ジの斜視図、第３図はプロセスカートリッジの脱着要領
を示す斜視図、第４図は像担持体（感光ドラム）の一部
縦断正面図、第５図は像担持体駆動用振動波モータの動
作原理図、第６図は振動波モータの正面図、第７図はそ
のモータの中央縦断面図、第８図は上記モータの圧電体
の正面図、第９図は振動波モータの他の実施例の斜視図
、第１０囚はそのモータの捻り結合子の斜視図、第１１
図は本発明画像形成装置のプロセスカートリッジの他の
実施例の縦断正面図。 １は装置本体筒、２は像担持体、３は帯電装置、４は素
子アレイ、５は現像装置、６は転写帯電装置、７はクリ
ーニング装置、８はカートリッジ筐、２０はプロセスカ
ートリッジ、２４は像担持体駆動手段の移動子、２６は
軸、２７は軸受、２８・２９・３０は像担持体駆動手段
の固定部。 第１図 第１０図　　　　　　第９図 第２図 第３図 第５図 フム

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. （１）画像形成装置本体筐内で、像担持体の周囲に潜像
   形成工程・現像工程・クリーニング工程等のプロセスを
   配設して１つの筐体に組込んだプロセスカートリッジを
   画像形成装置本体筐に対し脱着交換可能とした画像形成
   装置において、画像形成装置本体筐側に設置した像担持
   体駆動手段の移動子を像担持体に固定したことを特徴と
   する画像形成装置。