JP2017207565A - 回転駆動装置、及び、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経時においても駆動カップリングが回転軸部の軸方向に沿って移動しにくくなる不具合が生じにくい、回転駆動装置、及び、画像形成装置を提供する。【解決手段】駆動カップリング６４が回転軸部６５に接触する面積が小さくなるように駆動カップリング６４の内径部に設置されて、駆動カップリング６４とともに回転軸部６５の軸方向に沿って移動可能に構成された中間部材６７と、駆動カップリング６４と中間部材６７とを現像ローラ１３ａ（被回転体）の従動カップリング１３ｄに近づく方向に付勢する圧縮スプリング６６（付勢部材）と、設けられている。そして、中間部材６７は、駆動カップリング６４に比べて摩擦係数が小さな材料で形成されている。【選択図】図５

Description

この発明は、被回転体を回転駆動する回転駆動装置と、それを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機や印刷機等の画像形成装置に関するものである。

従来から、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、現像ローラ、搬送スクリュ、感光体ドラム、転写ローラ、レジストローラなどの被回転体を回転駆動する回転駆動装置を設置する技術が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

詳しくは、特許文献１において、現像ローラ（被回転体）が回転可能に設置されたプロセスカートリッジは、回転駆動装置が内設された画像形成装置本体に対して、着脱可能に構成されている。
現像ローラの軸部には、従動カップリング（カートリッジ側カップリング）が設置されている。これに対して、回転駆動装置には、従動カップリングに嵌合するとともに、駆動源によって回転軸とともに回転駆動される駆動カップリングが設置されている。駆動カップリングは、回転軸部に対して軸方向に移動可能に設置されている。また、回転軸部には、駆動カップリングを従動カップリングの側に付勢する付勢部材（コイルスプリング）が巻装されている。

そして、このような構成により、画像形成装置本体に対してプロセスカートリッジが軸方向に移動されて装着されると、その従動カップリングが回転駆動装置の駆動カップリングに嵌合して、回転駆動装置から現像ローラ（被回転体）に駆動を伝達することが可能になる。
ここで、駆動カップリングは、回転軸部に対して付勢部材によって付勢された状態で軸方向に移動可能に設置されているため、画像形成装置本体にプロセスカートリッジが装着されるときに、駆動カップリングが従動カップリングに嵌合せずに先端部同士が衝突してしまっても、その分だけ駆動カップリングが軸方向に逃げるように移動して、その後におこなわれる駆動カップリングの回転駆動によって回転方向の姿勢がズレて双方のカップリングが嵌合することになる。これにより、駆動カップリングと従動カップリングとの先端部同士が衝突して、駆動カップリングや従動カップリングが破損する不具合が防止されることになる。

従来の回転駆動装置は、その耐久性や機械的強度を向上させるために、駆動カップリングや回転軸部などを金属材料で形成した場合などに、経時で回転軸部を摺動する駆動カップリングの摺動抵抗が増加してしまうことがあった。そして、そのようなときに、駆動カップリングが従動カップリングに嵌合せずに先端部同士が衝突してしまうと、駆動カップリングが回転軸部の軸方向に沿って移動しにくくなってしまって、双方のカップリングに破損が生じてしまう可能性があった。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、経時においても駆動カップリングが回転軸部の軸方向に沿って移動しにくくなる不具合が生じにくい、回転駆動装置、及び、画像形成装置を提供することにある。

この発明における回転駆動装置は、被回転体を回転駆動する回転駆動装置であって、前記被回転体の軸部に設置された従動カップリングに嵌合する駆動カップリングと、駆動源によって前記駆動カップリングとともに回転駆動される回転軸部と、前記駆動カップリングが前記回転軸部に接触する面積が小さくなるように前記駆動カップリングの内径部に設置されて、前記駆動カップリングとともに前記回転軸部の軸方向に沿って移動可能に構成された中間部材と、前記駆動カップリングと前記中間部材とを前記従動カップリングに近づく方向に付勢する付勢部材と、を備え、前記中間部材は、前記駆動カップリングに比べて摩擦係数が小さな材料で形成されたものである。

本発明によれば、経時においても駆動カップリングが回転軸部の軸方向に沿って移動しにくくなる不具合が生じにくい、回転駆動装置、及び、画像形成装置を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部を示す構成図である。 （Ａ）現像装置の上部を長手方向にみた概略断面図と、（Ｂ）現像装置の下部を長手方向にみた概略断面図と、である。 （Ａ）現像ローラの従動カップリングが回転駆動装置の駆動カップリングに嵌合した状態を示す概略図と、（Ｂ）従動カップリングと駆動カップリングとの爪部同士が衝突した状態を示す概略図と、である。 現像ローラの従動カップリングが回転駆動装置の駆動カップリングに嵌合した状態を示す概略断面図である。 回転駆動装置の要部を示す斜視図である。 現像ローラの軸部を示す斜視図である。 現像ローラの従動カップリングが回転駆動装置の駆動カップリングに嵌合した状態を示す斜視図である。 駆動カップリングと中間部材と回転軸部とを示す断面図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１にて、画像形成装置における全体の構成・動作について説明する。
図１において、１は画像形成装置としてのタンデム型カラー複写機、２は入力画像情報に基づいたレーザ光を発する書込み部、３は原稿Ｄを原稿読込部４に搬送する原稿搬送部、４は原稿Ｄの画像情報を読み込む原稿読込部、７は転写紙等の記録媒体Ｐが収容される給紙部、９は記録媒体Ｐの搬送タイミングを調整するレジストローラ（タイミングローラ）、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成されるプロセスカートリッジ（作像部）、を示す。

また、１７は複数色のトナー像が重ねて転写される中間転写ベルト、１８は中間転写ベルト１７上のカラートナー像を記録媒体Ｐ上に転写するための２次転写ローラ、１９は中間転写ベルト１７を清掃する中間転写ベルトクリーニング部、２０は各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト１７上に重ねて転写する１次転写ローラ、２１は中間転写ベルト１７を走行させる駆動ローラ、３０は記録媒体Ｐ上の未定着画像を定着する定着装置、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫは各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナーが収容されたトナーカートリッジ（トナー容器）、を示す。

以下、画像形成装置における、通常のカラー画像形成時の動作について説明する。
なお、各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１２上でおこなわれる作像プロセスについては、図２をも参照することができる。

まず、原稿Ｄは、原稿搬送部３の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部４のコンタクトガラス５上に載置される。そして、原稿読込部４で、コンタクトガラス５上に載置された原稿Ｄの画像情報が光学的に読み取られる。
詳しくは、原稿読込部４は、コンタクトガラス５上の原稿Ｄの画像に対して、照明ランプから発した光を照射しながら走査させる。そして、原稿Ｄにて反射した光を、ミラー群及びレンズを介して、カラーセンサに結像する。原稿Ｄのカラー画像情報は、カラーセンサにてＲＧＢ（レッド、グリーン、ブルー）の色分解光ごとに読み取られた後に、電気的な画像信号に変換される。さらに、ＲＧＢの色分解画像信号をもとにして画像処理部で色変換処理、色補正処理、空間周波数補正処理等の処理をおこない、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカラー画像情報を得る。

そして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像情報は、書込み部２に送信される。そして、書込み部２からは、各色の画像情報に基づいたレーザ光Ｌ（図２を参照できる。）が、それぞれ、対応する感光体ドラム１２上に向けて発せられる。

一方、４つのプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１２は、それぞれ、図１の反時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム１２の表面は、帯電装置１４（帯電ローラ）との対向部で、一様に帯電される（帯電工程である。）。こうして、感光体ドラム１２上には、帯電電位が形成される。その後、帯電された感光体ドラム１２の表面は、それぞれのレーザ光Ｌの照射位置に達する。
書込み部２において、４つの光源から画像信号に対応したレーザ光が各色に対応してそれぞれ射出される。各レーザ光は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの色成分ごとに別の光路を通過することになる（露光工程である。）。

イエロー成分に対応したレーザ光は、紙面左側から１番目のプロセスカートリッジ１０Ｙの感光体ドラム１２の表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラーにより、感光体ドラム１２の回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電装置１４にて帯電された後の感光体ドラム１２上には、イエロー成分に対応した静電潜像が形成される。

同様に、マゼンタ成分に対応したレーザ光は、紙面左から２番目のプロセスカートリッジ１０Ｍの感光体ドラム１２の表面に照射されて、マゼンタ成分に対応した静電潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、紙面左から３番目のプロセスカートリッジ１０Ｃの感光体ドラム１２の表面に照射されて、シアン成分の静電潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、紙面左から４番目のプロセスカートリッジ１０ＢＫの感光体ドラム１２の表面に照射されて、ブラック成分の静電潜像が形成される。

その後、各色の静電潜像が形成された感光体ドラム１２の表面は、それぞれ、現像装置１３（現像部）との対向位置に達する。そして、各現像装置１３から感光体ドラム１２上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム１２上の潜像が現像される（現像工程である。）。
その後、現像工程後の感光体ドラム１２の表面は、それぞれ、中間転写ベルト１７との対向部に達する。ここで、それぞれの対向部には、中間転写ベルト１７の内周面に当接するように１次転写ローラ２０が設置されている。そして、1次転写ローラ２０の位置で、中間転写ベルト１７上に、各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１２上に形成された各色のトナー像が、順次重ねて転写される（１次転写工程である。）。

そして、１次転写工程後の感光体ドラム１２の表面は、それぞれ、クリーニングブレード１５（クリーニング部）との対向位置に達する。そして、クリーニングブレード１５で、感光体ドラム１２上に残存する未転写トナーが回収される（クリーニング工程である。）。
その後、感光体ドラム１２の表面は、除電部を通過して、感光体ドラム１２における一連の作像プロセスが終了する。

他方、各プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫの感光体ドラム１２上の各色のトナー像が重ねて転写（担持）された中間転写ベルト１７は、駆動ローラ２１（中間転写ベルト１７を張架・支持する複数のローラ部材のうちの１つである。）の時計方向の回転によって、図中の時計方向に走行して、２次転写ローラ１８との対向位置に達する。そして、２次転写ローラ１８との対向位置で、記録媒体Ｐ上に中間転写ベルト１７上に担持されたカラーのトナー像が転写される（２次転写工程である。）。
その後、中間転写ベルト１７表面は、中間転写ベルトクリーニング部１９の位置に達する。そして、中間転写ベルト１７上に付着した未転写トナーが中間転写ベルトクリーニング部１９に回収されて、中間転写ベルト１７における一連の転写プロセスが終了する。

ここで、中間転写ベルト１７と２次転写ローラ１８との間（２次転写ニップである。）に搬送される記録媒体Ｐは、給紙部７からレジストローラ９等を経由して搬送されるものである。
詳しくは、記録媒体Ｐを収納する給紙部７から、給紙ローラ８により給送された記録媒体Ｐが、搬送ガイドを通過した後に、レジストローラ９に導かれる。レジストローラ９に達した記録媒体Ｐは、タイミングを合わせて、２次転写ニップに向けて搬送される。

そして、フルカラー画像が転写された記録媒体Ｐは、搬送ベルトによって定着装置３０に導かれる。定着装置３０では、定着ベルトと加圧ローラとのニップにて、カラー画像が記録媒体Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の記録媒体Ｐは、排紙ローラによって、装置本体１外に出力画像として排出されて、一連の画像形成プロセスが完了する。

次に、図２及び図３等を用いて、プロセスカートリッジ１０（作像部）について詳述する。
図２に示すように、プロセスカートリッジ１０は、像担持体としての感光体ドラム１２、感光体ドラム１２を帯電する帯電装置１４（帯電ローラ）、感光体ドラム１２の表面に形成された潜像を現像する現像装置１３（現像部）、感光体ドラム１２上の未転写トナーを除去するクリーニングブレード１５（クリーニング部）、感光体ドラム１２上に潤滑剤を供給する潤滑剤供給装置１６（潤滑剤供給部）、等で構成されている。プロセスカートリッジ１０は、装置本体１に対して着脱可能（交換可能）に構成されている。
なお、各色のプロセスカートリッジは、ほぼ同一構造であるために、図２、図３等にてプロセスカートリッジや感光体ドラムや現像装置は符号のアルファベット（Ｙ、Ｃ、Ｍ、ＢＫ）を除して図示する。

ここで、像担持体としての感光体ドラム１２は、負帯電性の有機感光体であって、ドラム状導電性支持体上に感光層等が設けられている。
感光体ドラム１２は、基層としての導電性支持体上に、絶縁層である下引き層、感光層としての電荷発生層及び電荷輸送層、保護層（表面層）が順次積層されている。感光体ドラム１２の導電性支持体（基層）としては、体積抵抗が１０¹⁰Ωｃｍ以下の導電性材料を用いることができる。
感光体ドラム１２は、メインモータによって所定方向（図２の反時計方向である。）に回転駆動される。なお、本実施の形態では、後述する帯電装置１４（帯電ローラ）や潤滑剤供給ローラ１６ａや搬送スクリュ１５ｂも、メインモータからギア列を介した駆動力の伝達によってそれぞれ図２に示す矢印方向に回転駆動される。

帯電装置１４は、導電性芯金（軸部）の外周に中抵抗の弾性層を被覆してなる帯電ローラ（ローラ部材）であって、潤滑剤供給装置１６に対して感光体ドラム１２の回転方向下流側において感光体ドラム１２に当接するように配設されている。
そして、帯電装置１４には、装置本体１に設置された電源部から所定の電圧（帯電バイアス）が印加されて、これにより対向する感光体ドラム１２の表面を一様に帯電する。
なお、本実施の形態では、帯電装置１４を感光体ドラム１２に接触させているが、帯電装置１４を感光体ドラム１２に対して接触させずに微小ギャップをあけて対向させることもできる。

クリーニングブレード１５（クリーニング部）は、潤滑剤供給装置１６に対して感光体ドラム１２の回転方向下流側に配設されている。クリーニングブレード１５は、ウレタンゴム等のゴム材料からなり、感光体ドラム１２の表面に所定角度かつ所定圧力で当接している。これにより、感光体ドラム１２上に付着する未転写トナー等の付着物が機械的に掻き取られてプロセスカートリッジ１０内に回収されることになる。そして、プロセスカートリッジ１０内に回収されたトナーは、廃トナーとして廃トナー回収容器（図１の装置本体１の紙面垂直方向奥側に着脱可能に設置されている。）に向けて搬送スクリュ１５ｂによって搬送される。
また、本実施の形態におけるクリーニングブレード１５は、潤滑剤供給ローラ１６ａによって感光体ドラム１２上に供給された潤滑剤を薄層化する薄層化ブレードとしても機能する。

潤滑剤供給装置１６（潤滑剤供給部）は、固形潤滑剤１６ｂ、感光体ドラム１２と固形潤滑剤１６ｂとに摺接する潤滑剤供給ローラ１６ａ（ブラシ状ローラ）、固形潤滑剤１６ｂを保持する保持部材１６ｅ、固形潤滑剤１６ｂとともに保持部材１６ｅを潤滑剤供給ローラ１６ａに向けて付勢する圧縮スプリング１６ｃ、等で構成される。
このように構成された潤滑剤供給装置１６によって、感光体ドラム１２上に潤滑剤が供給される。そして、潤滑剤供給装置１６の下流側に配設されたクリーニングブレード１５によって、感光体ドラム１２上に供給された潤滑剤が薄層化される。

図２及び図３を参照して、現像装置１３は、現像剤担持体としての現像ローラ１３ａが微小なギャップ（０．２〜０．２５ｍｍ程度である。）をあけて感光体ドラム１２に対向するように配置されていて、双方の対向位置（現像ギャップ）には感光体ドラム１２と磁気ブラシとが接触する現像領域（現像ニップ部）が形成される。現像装置１３内には、トナーＴとキャリアＣとからなる現像剤Ｇ（２成分現像剤）が収容されている。そして、現像装置１３は、感光体ドラム１２上に形成される静電潜像を現像する（トナー像を形成する。）。なお、現像装置１３の構成・動作については、後で詳しく説明する。

図１を参照して、トナーカートリッジ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫ（トナー容器）は、その内部に現像装置１３内に供給するためのトナーＴが収容されている。具体的に、現像装置１３に設置された磁気センサ１３ｈ（図３を参照できる。）によって検知されるトナー濃度（現像剤Ｇ中のトナーＴの割合である。）の情報に基いて、トナー補給装置を介して、４つのトナーカートリッジ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫのうち対応するトナーカートリッジから現像装置１３内に向けてトナー補給口１３ｅからトナーＴを適宜に補給する。
なお、４つのトナーカートリッジ５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０ＢＫは、図１の装置本体１の紙面垂直方向手前側（操作方向手前側である。）から装置本体に着脱できるように構成されていて、トナーカートリッジ内のトナーがなくなると、新品のものに交換されることになる。

以下、画像形成装置における現像装置１３について詳述する。
図２及び図３を参照して、現像装置１３は、被回転体としての現像ローラ１３ａ（現像剤担持体）、搬送部材としての搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２（オーガスクリュ）、現像剤規制部材としてのドクターブレード１３ｃ、等で構成されている。
現像装置１３における現像ケース１３ｋには、現像ローラ１３ａの一部を感光体ドラム１２の側に露呈させるために、開口部が形成されている。現像ローラ１３ａは、アルミニウム、ステンレス、真鍮、導電性樹脂等の非磁性体を円筒形に形成してなるスリーブ１３ａ２の軸部１３ａ２０に、従動カップリング１３ｄが設置されている。そして、この従動カップリング１３ｄに、回転駆動装置６０（図４（Ａ）、図５等を参照できる。）から駆動が伝達されて、現像ローラ１３ａ（スリーブ１３ａ２）が図２の時計方向に回転されるように構成されている。現像ローラ１３ａのスリーブ１３ａ２内には、スリーブ１３ａ２の周面に複数の磁極を形成するマグネット１３ａ１が非回転で固設されている（マグネット軸が側板に軽圧入されている。）。現像ローラ１３ａ上に担持された現像剤Ｇは、現像ローラ１３ａ（スリーブ１３ａ２）の矢印方向の回転にともなって搬送されて、ドクターブレード１３ｃ（現像剤規制部材）の位置に達する。そして、現像ローラ１３ａ上の現像剤Ｇは、この位置で適量（単位面積当たりの汲み上げ量が３０〜３８ｍｇ／ｃｍ²程度である。）に規制された後に、感光体ドラム１２との対向位置（現像領域である。）まで搬送される。そして、現像領域に形成された電界（感光体ドラム１２上に形成された潜像電位と、現像ローラ１３ａに印可された現像バイアスと、の差分となる現像電界である。）によって、感光体ドラム１２上に形成された潜像にトナーが吸着される。

現像剤規制部材としてのドクターブレード１３ｃは、非磁性材料で形成された略板状の部材であって、現像ローラ１３ａの上方に対向するように配設されている。本実施の形態において、ドクターブレード１３ｃと現像ローラ１３ａとの対向距離（ドクターギャップ）は、０．２〜０．３ｍｍ程度に設定されている。

そして、現像ローラ１３ａは、駆動源としての駆動モータ６１によって所定方向（図２の時計方向である。）に回転駆動されることになる。すなわち、感光体ドラム１２と現像ローラ１３ａとは、いずれも、互いの対向位置（現像ギャップ）において上方から下方に向けて移動するように回転駆動されることになる。
なお、本実施の形態では、後述する２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２も、駆動モータ６１（回転駆動装置６０）からギア列を介した駆動の伝達によってそれぞれ図２に示す矢印方向に回転駆動される。

２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２（搬送部材）は、現像装置１３内に収容された現像剤Ｇを長手方向（図２の紙面垂直方向であって、図３の左右方向であって、現像ローラ１３ａの回転軸方向と同じ方向である。）に循環しながら撹拌・混合する。
第１搬送部材としての第１搬送スクリュ１３ｂ１は、現像ローラ１３ａに対向する位置に配設されていて、現像剤Ｇを長手方向（回転軸方向）に水平に搬送する（図３（Ａ）の破線矢印に示す左方向の搬送である。）とともに、汲上げ磁極の位置で現像ローラ１３ａ上に現像剤Ｇを供給（図３（Ａ）の白矢印方向の供給である。）する。

第２搬送部材としての第２搬送スクリュ１３ｂ２は、第１搬送スクリュ１３ｂ１の下方の位置で現像ローラ１３ａに対向する位置に配設されている。そして、現像ローラ１３ａから離脱した現像剤Ｇ（現像工程後に剤離れ磁極によって現像ローラ１３ａ上から離脱された現像剤Ｇであって、図３（Ｂ）の白矢印方向に離脱するものある。）を長手方向に水平に搬送する（図３（Ｂ）の破線矢印に示す右方向の搬送である。）。
そして、第２搬送スクリュ１３ｂ２は、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の下流側から第１中継部１３ｇを介して循環される現像剤Ｇを第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の上流側に第２中継部１３ｆを介して搬送する（図３の一点鎖線矢印に示す搬送である。）。
２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２は、現像ローラ１３ａや感光体ドラム１２と同様に、回転軸がほぼ水平になるように配設されている。また、２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２は、いずれも、回転軸部にスクリュ部が螺旋状に巻装されたものである。

なお、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路（第１搬送経路）と、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路（第２搬送経路）と、は壁部によって隔絶されている。
図３を参照して、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路（第２搬送経路）の下流側と、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路（第１搬送経路）の上流側と、は第２中継部１３ｆを介して連通している。第２搬送スクリュ１３ｂ２による第２搬送経路の下流側に達した現像剤Ｇが、第２中継部１３ｆの近傍に留まって盛り上がって、第２中継部１３ｆを介して第１搬送スクリュ１３ｂ１による第１搬送経路の上流側に搬送（供給）されることになる。
また、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の下流側と、第２搬送スクリュ１３ｂ２による搬送経路の上流側と、は第１中継部１３ｇを介して連通している。そして、第１搬送スクリュ１３ｂ１による第１搬送経路にて現像ローラ１３ａ上に供給されなかった現像剤Ｇが、第１中継部１３ｇにて自重落下して、第２搬送経路の上流側に達することになる。

このような構成により、２つの搬送スクリュ１３ｂ１、１３ｂ２によって、現像装置１３において現像剤Ｇを長手方向に循環させる循環経路が形成されることになる。すなわち、現像装置１３が稼動されると、装置内に収容された現像剤Ｇは図３の破線矢印の方向に流動する。そして、このように、現像ローラ１３ａに対する現像剤Ｇの供給経路（第１搬送スクリュ１３ｂ１による第１搬送経路である。）と、現像ローラ１３ａから離脱する現像剤Ｇの回収経路（第２搬送スクリュ１３ｂ２による第２搬送経路である。）と、を分離することで、感光体ドラム１２上に形成するトナー像の濃度偏差を小さくすることができる。

なお、図２、図３（Ａ）を参照して、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路中（第１搬送スクリュ１３ｂ１の下方であって、第１搬送経路上流側の位置である。）には、装置内を循環する現像剤のトナー濃度を検知する磁気センサ１３ｈ（トナー濃度検知手段）が設置されている。そして、磁気センサ１３ｈによって検知されるトナー濃度の情報に基いて、トナーカートリッジ５０からトナー補給口１３ｅ（第２中継部１３ｆの近傍に配設されている。）を介して現像装置１３内に向けて新品のトナーＴが供給される。
また、図３を参照して、トナー補給口１３ｅは、第１搬送スクリュ１３ｂ１による搬送経路の上流側の上方であって、現像領域から離れた位置（現像ローラ１３ａの長手方向の範囲の外側である。）に配設されている。

以下、図４〜図９等を用いて、本実施の形態において特徴的な、回転駆動装置６０（画像形成装置１）の構成・動作について詳述する。
本実施の形態における回転駆動装置６０は、被回転体としての現像ローラ１３ａを回転駆動するものであって、画像形成装置本体１に設置されている。
この現像ローラ１３ａ（被回転体）は、回転駆動装置６０に対して軸方向（図４、図５の左右方向である。）に着脱可能に構成されている。詳しくは、現像ローラ１３ａが設置されたプロセスカートリッジ１０（現像装置１３）が画像形成装置本体１に対して図１の紙面垂直方向に着脱される動作に連動して、現像ローラ１３ａが回転駆動装置６０に対して着脱されることになる。

図４、図５等を参照して、本実施の形態において、回転駆動装置６０は、駆動源としての駆動モータ６１、ギア６２、６３、駆動カップリング６４、回転軸部６５、中間部材６７、付勢部材としての圧縮スプリング６６、止め輪７８、などで構成されている。

駆動カップリング６４は、現像ローラ１３ａ（被回転体）の軸部１３ａ２０に設置された従動カップリング１３ｄに嵌合するものである。上述したように、現像ローラ１３ａは、回転駆動装置６０（画像形成装置１）に対して着脱可能に構成されているため、このようにカップリング１３ｄ、６４を用いた駆動伝達が有用になる。
詳しくは、図４に加えて図６〜図８をも参照して、駆動カップリング６４と従動カップリング１３ｄとは、それぞれ、軸方向の先端部における外周部に、周方向に間隔をあけて複数の爪部１３ｄ１、６４ａが形成されている。そして、図４（Ａ）に示すように、駆動カップリング６４の爪部６４ａ（凸部）と、従動カップリング１３ｄの爪部１３ｄ１（凹部）と、が噛み合った状態で、駆動カップリング６４から従動カップリング１３ｄに効率的に駆動が伝達されることになる。

なお、本実施の形態において、駆動カップリング６４と従動カップリング１３ｄとは、それぞれ、複数の爪部１３ｄ１、６４ａの先端がテーパー状に形成されている（先端部にテーパー部が設けられている）。これにより、現像ローラ１３ａ（プロセスカートリッジ１０）が左方から右方に移動されて回転駆動装置６０（画像形成装置本体１）にセットされるときに、図４（Ｂ）に示すように、駆動カップリング６４の爪部６４ａと、従動カップリング１３ｄの爪部１３ｄ１と、が噛み合わずに互いの先端部が衝突してしまっても、双方の先端部のテーパー形状によって、カップリング１３ｄ、６４が回転方向のガタ分だけ回転して、図４（Ａ）に示すように、完全に噛合った状態になりやすくなる。
また、本実施の形態において、従動カップリング１３ｄは、図５に示すように、現像ローラ１３ａの軸部１３ａ２０の先端に圧入などにより固定されている。特に、従動カップリング１３ｄの内径部の一部が、回転駆動装置６０の回転軸部６５の先端部６５ｂが挿入されるスペースとなるように、軸部１３ａ２０における従動カップリング１３ｄの位置が定められている。

回転軸部６５は、駆動モータ６１（駆動源）によって駆動カップリング６４（及び、中間部材６７）とともに図４の矢印方向に回転駆動されるものである。詳しくは、駆動モータ６１が稼働されると、その駆動がモータ軸に設置された第１ギア６２から第２ギア６３（回転軸部６５とともに回転可能に設置されている。）に伝達されて、回転軸部６５が駆動カップリング６４（及び、中間部材６７）とともに所定の回転方向に回転駆動されることになる。

ここで、図５（及び、図６〜図８）を参照して、本実施の形態において、回転軸部６５は、駆動カップリング６４が従動カップリング１３ｄに嵌合した状態であるときに、その先端部６５ｂが従動カップリング１３ｄの内径部に嵌合するように形成されている。
すなわち、現像ローラ１３ａ（プロセスカートリッジ１０）が図５の左方から右方に移動されて回転駆動装置６０（画像形成装置本体１）に装着される動作に連動して、回転軸部６５の先端部６５ｂが従動カップリング１３ｄの内径部に嵌合するように挿入されることになる。
これにより、回転駆動装置６０の回転軸部６５と、現像ローラ１３ａの軸部１３ａ２０と、の同軸度が高精度に定められた状態で、回転駆動装置６０から現像ローラ１３ａへの駆動伝達がおこなわれることになり、現像ローラ１３ａが偏心回転する不具合が軽減されることになる。
なお、本実施の形態では、図５に示すように、回転軸部６５は、その先端部６５ｂがテーパー状に形成されている（先端部６５ｂにテーパー部が設けられている）。また、従動カップリング１３ｄの内径部は、駆動カップリング６４に対向する側がテーパー状に形成されている（テーパー部が設けられている）。このような構成により、上述したような、現像ローラ１３ａ（プロセスカートリッジ１０）の回転駆動装置６０（画像形成装置本体１）への装着動作に連動して、回転軸部６５の先端部６５ｂが従動カップリング１３ｄの内径部に嵌合する動作が、スムーズにおこなわれることになる。

付勢部材としての圧縮スプリング６６は、駆動カップリング６４と、中間部材６７（後述するように駆動カップリング６４の内径部に嵌合するように設置されている。）と、を従動カップリング１３ｄに近づく方向（図４、図５の左方である。）に付勢するものである。
詳しくは、圧縮スプリング（付勢部材）は、その一端側が第２ギア６３の座部に当接して、その他端側が中間部材６７の座部に当接するように、設置されている。

このような構成により、現像ローラ１３ａ（プロセスカートリッジ１０）が左方から右方に移動されて回転駆動装置６０（画像形成装置本体１）にセットされるときに、図４（Ｂ）に示すように、駆動カップリング６４の爪部６４ａと、従動カップリング１３ｄの爪部１３ｄ１と、が噛み合わずに互いの先端部が衝突してしまっても、駆動カップリング６４（及び、中間部材６７）が回転軸部６５に沿って白矢印方向（右方）にスライド移動（退避）することになるため、カップリング１３ｄ、６４（爪部１３ｄ１、６４ａ）の衝突による破損を防止することができる。
なお、図４（Ｂ）のように双方のカップリング１３ｄ、６４が嵌合していない状態は、そのままでは、駆動カップリング６４から従動カップリング１３ｄに駆動が伝達されない状態である。しかし、図４（Ｂ）の状態から、駆動モータ６１が稼働されて回転軸部６５（駆動カップリング６４）が回転駆動されると、すぐに、駆動カップリング６４（爪部６４ａ）の周方向の姿勢（位置）が、従動カップリング１３ｄ（爪部１３ｄ１）に嵌合する姿勢（位置）に変化して、駆動カップリング６４から従動カップリング１３ｄに駆動が伝達される状態になる（図４（Ａ）の状態になる）。
また、図４（Ａ）に示すように、双方のカップリング１３ｄ、６４が嵌合した状態において、圧縮スプリング６６（付勢部材）は、双方の嵌合が簡単に解除（脱落）されないように作用することになる。これにより、駆動カップリング６４から従動カップリング１３ｄへの駆動伝達が安定的におこなわれることになる。

また、図５を参照して、本実施の形態では、中間部材６７と駆動カップリング６４とが回転軸部６５において圧縮スプリング６６によって付勢される軸方向の範囲（図５の左右方向の移動範囲である。）を規制する止め輪６８（例えば、Ｅリング、Ｃリングなどである。）が、回転軸部６５に設置されている。
これにより、現像ローラ１３ａ（従動カップリング１３ｄ）が回転駆動装置（駆動カップリング６４）に装着されていない状態のときに、圧縮スプリング６６に付勢されて、中間部材６７と駆動カップリング６４とが回転軸部６５から脱落してしまう不具合を防止することができる。

ここで、図５等を参照して、本実施の形態では、駆動カップリング６４が回転軸部６５に接触する面積が小さくなるように、駆動カップリング６４の内径部に中間部材６７が設置されている。特に、本実施の形態において、中間部材６７は、図９（Ａ）に示すように、駆動カップリング６４が回転軸部６５に接触しないように、駆動カップリング６４の内径部に圧入などにより設置されている。
すなわち、本実施の形態では、駆動カップリング６４の内径部に回転軸部６５が直接的に挿入されているのではなくて、駆動カップリング６４の内径部には中間部材６７が設けられていて、この中間部材６７を介して回転軸部６５が駆動カップリング６４の内径部に挿入されている。
そして、この中間部材６７は、駆動カップリング６４とともに回転軸部６５の軸方向（図４、図５の左右方向である。）に沿って移動可能に構成されている。

また、この中間部材６７は、駆動カップリング６４に比べて摩擦係数が小さな材料で形成されている。
具体的に、本実施の形態において、駆動カップリング６４は、従動カップリング１３ｄと同様に、焼結金属で形成されていて、その耐久性や機械的強度や駆動伝達剛性が高められている。また、回転軸部６５は、ステンレス鋼（ＳＵＳ）などの金属材料で形成されていて、その耐久性や機械的強度が高められている。
これに対して、中間部材６７は、圧縮スプリング６６に対向する側に座部を有する略小判状の断面を有する略円筒状部材であって、ＰＯＭ（ポリアセタール）などの摩擦係数が小さく表面平滑性が高い樹脂材料で形成されている。

このように構成することにより、中間部材６７を介さずに駆動カップリング６４の内径部を回転軸部６５に接触させるように構成する場合に比べて、先に図４（Ｂ）を用いて説明したように駆動カップリング６４が軸方向にスライド移動するときに回転軸部６５との間に生じる摺動抵抗を経時においても安定的に減ずることができる。

特に、本実施の形態では、装置の耐久性や機械的強度などを向上させるために、駆動カップリング６４や回転軸部６５が金属材料で形成されていて、これらが直接的に摺動される動作が繰り返されると、互いの摺動面の平滑性が徐々に低下して、回転軸部６５を摺動する駆動カップリング６４の摺動抵抗が増加しやすくなる。そして、そのようなときには、図４（Ｂ）に示すように、駆動カップリング６４が従動カップリング１３ｄに嵌合せずに先端部同士が衝突してしまったときに、駆動カップリング６４が回転軸部６５の軸方向に沿って移動しにくくなってしまって、双方のカップリング１３ｄ、６４に破損が生じてしまう可能性がある。
これに対して、本実施の形態では、金属材料で形成された駆動カップリング６４と回転軸部６５との間に、摩擦係数が小さな樹脂材料で形成された中間部材６７を介在させているため、上述したような不具合が生じにくくなる。具体的に、回転軸部６５に対して直接的に接触して摺動する部材は中間部材６７になるが、これらの摺動が繰り返されても、互いの摺動面の平滑性が低下して回転軸部６５を摺動する中間部材６７の摺動抵抗が増加する不具合が生じにくくなる。したがって、図４（Ｂ）に示すように、駆動カップリング６４が従動カップリング１３ｄに嵌合せずに先端部同士が衝突してしまったときに、駆動カップリング６４が回転軸部６５の軸方向に沿って移動しにくくなってしまって、双方のカップリング１３ｄ、６４に破損が生じてしまう不具合も生じにくくなる。

また、図５等を参照して、本実施の形態では、圧縮スプリング６６の一端側が、駆動カップリング６４の端面に接触するのではなくて、中間部材６７の座部に接触するように構成されている。これにより、圧縮スプリング６６を駆動カップリング６４の端面に接触させる場合に比べて、圧縮スプリング６６との間に生じる摺動抵抗を減ずることができて、圧縮スプリング６６などが摩耗する不具合や、圧縮スプリング６６との摺動によって異常音が生じる不具合が減ぜられることになる。

ここで、図５、図９（Ａ）に示すように、本実施の形態において、回転軸部６５には、軸方向に直交する断面が略小判状に形成された摺動部６５ａ（駆動伝達部）が設けられている。詳しくは、回転軸部６５は、その先端から所定範囲まで、回転中心（軸心）からの距離が互いに等しくなるように平行なフライス面が形成されている。
また、駆動カップリング６４は、その内径部の軸方向に直交する断面が、回転軸部６５における略小判状の摺動部６５ａの断面よりも大きな略小判状になるように形成されている。すなわち、駆動カップリング６４の内径部の略小判状の断面形状は、摺動部６５ａの略小判状の断面形状に対して、大きく、ほぼ相似の関係になるように設定されている。
また、中間部材６７（上述した座部を除く部分である。）は、駆動カップリング６４の内径部と、回転軸部６５の摺動部６５ａと、の間に介在されるように設置される。そして、中間部材６７は、その内周部が摺動部６５ａに嵌合した状態で軸方向に沿って摺動可能に形成されている。
このように形成された回転軸部６５の摺動部６５ａは、中間部材６７（及び、駆動カップリング６４）を軸方向に移動させることを可能にするとともに、中間部材６７（及び、駆動カップリング６４）を回転軸部６５とともに回転させる機能（駆動を伝達する機能）をも発揮することになる。特に、略小判状に形成された摺動部６５ａ（駆動伝達部）は、円形断面の摺動部に平行ピンを用いて中間部材（及び、駆動カップリング）を固定する場合に比べて、駆動伝達剛性を高めることができる。

なお、本実施の形態では、図９（Ａ）に示すように、中間部材６７の断面が略環状に形成されていて、回転軸部６５の摺動部６５ａの外周面の全域に中間部材６７が接触するように構成した。
これに対して、図９（Ｂ）に示すように、中間部材６７を、回転軸部６５における摺動部６５ａの断面の四隅にのみ接触するように形成することもできる。部品の寸法精度の観点から摺動部６５ａと中間部材６７との間には多少の隙間（ガタ）が生じる場合が多くなるものと考えられ、そのような場合に、略小判形状の摺動部６５ａ（駆動伝達部）から中間部材６７（及び、駆動カップリング６４）への駆動の伝達は、略小判形状の摺動部６５ａの四隅の部分で中心的におこなわれることになる。そのため、略小判形状の摺動部６５ａの四隅に対応する部分にのみ中間部材６７が当接するように構成することで、中間部材６７をコンパクト化することができるとともに、摺動部６５ａからの駆動伝達を効率的におこなうことができる。
また、本実施の形態では、駆動カップリング６４の内径部の全部が、摺動部６５ａ（回転軸部６５）に接触しないように構成したが、図９（Ｃ）に示すように、駆動カップリング６４の内径部の一部のみが、摺動部６５ａ（回転軸部６５）に接触しないように構成することもできる。このように構成した場合であっても、駆動カップリング６４の内径部の全部が回転軸部６５に接触する場合に比べて、駆動カップリング６４が回転軸部６５に接触する面積が小さくなるため、経時において駆動カップリング６４がスムーズにスライド移動しにくくなる不具合を軽減する効果が発揮されることになる。

以上説明したように、本実施の形態における回転駆動装置６０は、駆動カップリング６４が回転軸部６５に接触する面積が小さくなるように駆動カップリング６４の内径部に設置されて、駆動カップリング６４とともに回転軸部６５の軸方向に沿って移動可能に構成された中間部材６７と、駆動カップリング６４と中間部材６７とを現像ローラ１３ａ（被回転体）の従動カップリング１３ｄに近づく方向に付勢する圧縮スプリング６６（付勢部材）と、設けられている。そして、中間部材６７は、駆動カップリング６４に比べて摩擦係数が小さな材料で形成されている。
これにより、経時においても駆動カップリング６４が回転軸部６５の軸方向に沿って移動しにくくなる不具合を生じにくくすることができる。

なお、本実施の形態では、被回転体としての現像ローラ１３ａを回転駆動する回転駆動装置６０に対して本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されることなく、例えば、被回転体としての感光体ドラム１２を回転駆動する回転駆動装置や、被回転体としての２次転写ローラ１８を回転駆動する回転駆動装置や、被回転体としての駆動ローラ２１を回転駆動する回転駆動装置、などに対しても当然に本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、駆動モータ６１（駆動源）からギア６２、６３を介して回転軸部６５に間接的に駆動が伝達されるように回転駆動装置６０を構成したが、駆動モータ（駆動源）から回転軸部に直接的に駆動が伝達されるように回転駆動装置を構成することもできる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

１ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
１０、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０ＢＫ プロセスカートリッジ、
１２ 感光体ドラム（像担持体）、
１３ 現像装置、
１３ａ 現像ローラ（被回転体）、
１３ａ２０ 軸部、
１３ｄ 従動カップリング、
１３ｄ１ 爪部、
６０ 回転駆動装置、
６１ 駆動モータ（駆動源）、
６２ 第１ギア、
６３ 第２ギア、
６４ 駆動カップリング、
６４ａ 爪部、
６５ 回転軸部、
６５ａ 摺動部、 ６５ｂ 先端部、
６６ 圧縮スプリング（付勢部材）、
６７ 中間部材、
６８ 止め輪。

特許第４８８４１４４号公報

Claims (9)

1. 被回転体を回転駆動する回転駆動装置であって、
   前記被回転体の軸部に設置された従動カップリングに嵌合する駆動カップリングと、
   駆動源によって前記駆動カップリングとともに回転駆動される回転軸部と、
   前記駆動カップリングが前記回転軸部に接触する面積が小さくなるように前記駆動カップリングの内径部に設置されて、前記駆動カップリングとともに前記回転軸部の軸方向に沿って移動可能に構成された中間部材と、
   前記駆動カップリングと前記中間部材とを前記従動カップリングに近づく方向に付勢する付勢部材と、
   を備え、
   前記中間部材は、前記駆動カップリングに比べて摩擦係数が小さな材料で形成されたことを特徴とする回転駆動装置。
2. 前記中間部材は、前記駆動カップリングが前記回転軸部に接触しないように前記駆動カップリングの前記内径部に設置されたことを特徴とする請求項１に記載の回転駆動装置。
3. 前記中間部材は、樹脂材料で形成されて、
   前記駆動カップリングと前記回転軸部とは、それぞれ、金属材料で形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転駆動装置。
4. 前記回転軸部は、軸方向に直交する断面が略小判状に形成された摺動部を具備し、
   前記駆動カップリングは、前記内径部の軸方向に直交する断面が、前記回転軸部における略小判状の前記摺動部の断面よりも大きな略小判状になるように形成され、
   前記中間部材は、前記駆動カップリングの前記内径部と前記回転軸部の前記摺動部との間に介在されるように設置されて、その内周部が前記摺動部に嵌合した状態で軸方向に沿って摺動可能に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の回転駆動装置。
5. 前記中間部材は、前記回転軸部における前記摺動部の断面の四隅にのみ接触するように形成されたことを特徴とする請求項４に記載の回転駆動装置。
6. 前記駆動カップリングと前記従動カップリングとは、それぞれ、
   軸方向の先端部における外周部に、周方向に間隔をあけて複数の爪部が形成されて、
   前記複数の爪部の先端がテーパー状に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の回転駆動装置。
7. 前記回転軸部は、
   前記駆動カップリングが前記従動カップリングに嵌合した状態であるときに、前記従動カップリングの内径部に嵌合するように形成されて、
   その先端部がテーパー状に形成され、
   前記従動カップリングの前記内径部は、前記駆動カップリングに対向する側がテーパー状に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれかに記載の回転駆動装置。
8. 前記被回転体は、当該回転駆動装置に対して軸方向に着脱可能に構成され、
   前記付勢部材は、圧縮スプリングであって、
   前記中間部材と前記駆動カップリングとが前記回転軸部において前記圧縮スプリングによって付勢される軸方向の範囲を規制する止め輪が、前記回転軸部に設置されたことを特徴とする請求項１〜請求項７のいずれかに記載の回転駆動装置。
9. 請求項１〜請求項８のいずれかに記載の回転駆動装置と前記被回転体とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

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