プロセスカートリッジ、および画像形成装置
【課題】小型であっても画像形成装置に装着された後のハウジングのがたつきを最小限に抑えることができる構造を持つプロセスカートリッジ、作業者がプロセスカートリッジを挿入するときにプロセスカートリッジを落としてしまう恐れを軽減することができる構造を持つ画像形成装置を提供する。
【解決手段】筐体に設けられているレール１０３の入口に載置部１０３１を設け、さらに、その載置部１０３１にプロセスカートリッジ１５の挿入に伴いプロセスカートリッジに接触してプロセスカートリッジをレールへと案内する案内壁１０３１１を設ける。筐体の、レールの奥に位置するところに突起部１０２を設けてプロセスカートリッジのハウジングに穿たれた長孔の長径方向がプロセスカートリッジ内のクリーニング部材が感光ドラムの周面から不要物を掻き落とす際に周面から受ける反力の方向とは交わる方向になるように長孔を突起部に嵌め込む。
【解決手段】筐体に設けられているレール１０３の入口に載置部１０３１を設け、さらに、その載置部１０３１にプロセスカートリッジ１５の挿入に伴いプロセスカートリッジに接触してプロセスカートリッジをレールへと案内する案内壁１０３１１を設ける。筐体の、レールの奥に位置するところに突起部１０２を設けてプロセスカートリッジのハウジングに穿たれた長孔の長径方向がプロセスカートリッジ内のクリーニング部材が感光ドラムの周面から不要物を掻き落とす際に周面から受ける反力の方向とは交わる方向になるように長孔を突起部に嵌め込む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジ、およびプロセスカートリッジが挿抜自在に装着される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像形成装置内には、像を形成するために必要なプロセスカートリッジやトナーカートリッジ等が配備されており、必要に応じてこれらのカートリッジが適宜交換される。このため、画像形成装置においては、これらのカートリッジを挿抜自在に簡単に装着することができるようにする機構がいろいろと考えられている（例えば特許文献１〜特許文献８参照）。
【０００３】
ここでプロセスカートリッジには、大抵、回転しながら周面に像が形成されその形成された像を保持するロール状の感光ドラムが備えられているために、プロセスカートリッジを筐体内に挿抜自在に装着するときには感光ドラムの軸受と画像形成装置内の回転軸とを精度良く結合させる必要がある。
【０００４】
このため、画像形成装置の筐体には、大抵、回転軸と軸受とを精度良く結合させるための案内用のレールが配備されている。
【０００５】
しかし、回転軸と軸受とを精度良く結合させるためにプロセスカートリッジとレールとの嵌合精度を高精度にすると、作業者がプロセスカートリッジをレールに嵌めようとするときに嵌め難くなるという問題が発生する。こうして嵌め難くなると、作業者の中にはプロセスカートリッジをレールに嵌めるときに誤って落としてしまう人が出てくる。特許文献１の技術を採用してプロセスカートリッジを下から支える部分をレールに設けたとしても挿入時にプロセスカートリッジを落としてしまうことを防止することはできない。
【０００６】
これを解決するためにレールの精度を緩めて、プロセスカートリッジのハウジングに孔を設けるとともに画像形成装置の筐体にプロセスカートリッジの姿勢決め用の突起部を設けてその突起部と孔とが嵌り合うことで軸受と回転軸とを結合させる構成にすることが考えられる。
【０００７】
しかし、軸受の位置を回転軸の軸位置に合わせることができるようにするためには、プロセスカートリッジの姿勢決め用の突起部に嵌り合うハウジングの孔をやや大きめにしなけれならなくなる。ここで、プロセスカートリッジ内には、大抵、感光ドラムの他に回転中の感光ドラムに接触して不要物を除去するクリーニング部材が備えられているために、装着後においては、そのクリーニング部材からの力を受けて突起部と孔とが嵌り合うことで保持されているプロセスカートリッジのハウジングががたついてしまうことがある。特許文献９には、補強部材を設けてハウジングのがたつきを最小限に抑える提案がなされているが、部品点数が増えるとハウジングが大型化してしまう。
【特許文献１】特開２００４−２１２９８６号公報
【特許文献２】特開平９−１６０５４号公報
【特許文献３】特開２００１−１８８４５６号公報
【特許文献４】特開２００４−２８００７０号公報
【特許文献５】特開２００４−１７０７２７号公報
【特許文献６】特開２００４−１７０８２１号公報
【特許文献７】特開２００６−１５４４１０号公報
【特許文献８】実開平５−２００７５号公報
【特許文献９】特開２０００−０１９９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、小型であっても画像形成装置に装着された後のハウジングのがたつきを最小限に抑えることができる構造を持つプロセスカートリッジ、作業者がプロセスカートリッジを挿入するときにプロセスカートリッジを誤って落としてしまう恐れを軽減することができる構造を持つ画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明のプロセスカートリッジは、
回転しながら周面に像が形成されその形成された像を保持する像保持体を備え、画像形成装置に本体に対して挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジであって、
上記画像形成装置内にこのプロセスカートリッジが挿入されることでその画像形成装置に設けられた駆動伝達手段と結合して駆動を受け入れる駆動受入手段を備える像保持体と、
上記像保持体の周面に接触してその周面上の不要物を掻き落とすクリーニング部材と、
上記像保持体を回転自在に保持し上記クリーニング部材が固定されたハウジングとを備え、
上記ハウジングは、上記画像形成装置内に設けられている上記プロセスカートリッジの姿勢決め用の突起に嵌り込む長孔を有し、上記長孔の長径方向が、上記像保持体の回転中心に向かっているとともに、上記像保持体が回転した状態で上記クリーニング部材が上記像保持体の周面から不要物を掻き落とす際にその周面から受ける反力の方向と略直交していることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明のプロセスカートリッジによれば、上記画像形成装置内にこのプロセスカートリッジの上記姿勢決め用に設けられている突起部に嵌り込む長孔の長径方向が、像保持体の回転中心に向かうとともに、上記クリーニング部材が上記像保持体の周面から不要物を掻き落とす際にその周面から受ける反力の方向とは交わる方向になるように上記長孔が設けられる。
【００１１】
このため、このプロセスユニットが画像形成装置に装着された後、像保持体が回転してクリーニング部材がその保持体の周面から不要物を掻き落としているときにその周面から力を受けたときには、像保持体の回転に対する反力の影響も、クリーニング部材が受ける反力の影響も長孔の短径、又は短径に近い部分により規制されてプロセスユニットのハウジングのがたつきが抑えられる。
【００１２】
また上記課題を達成する本発明の第１の画像形成装置は、
駆動伝達手段と突起が設けられた筐体；
上記筐体に対して挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジであって、
回転しながら周面に像が形成されその形成された像を保持するロール状の像保持体であって、上記筐体内にこのプロセスカートリッジが挿入されることで上記駆動伝達手段と結合して駆動を受け入れる駆動受入手段を備えた像保持体と、
上記像保持体の周面に接触してその周面上の不要物を掻き落とすクリーニング部材と、
上記像保持体を回転自在に保持し上記クリーニング部材が固定されたハウジングであって、上記筐体内にこのプロセスカートリッジの姿勢決め用に設けられている上記突起に嵌り込む長孔が設けられ、その長孔の長径方向が、上記像保持体の回転中心に向かっているとともに、上記クリーニング部材が上記像保持体の周面から不要物を掻き落とす際にその周面から受ける反力の方向とは交わっているハウジングとを備えたプロセスカートリッジ；
上記像保持体上に像を形成する像形成部；
上記像保持体上の像を記録媒体上に転写する転写部：および
その記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着部；
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記本発明の画像形成装置によれば、上記本発明のプロセスカートリッジが筐体に挿抜自在に装着されることによって装着後のプロセスカートリッジのハウジングのがたつきが最小限に抑えられるので、上記像保持体の回転状態が非常に安定する。このため、上記像形成部、および上記転写部および上記定着部の動作が安定してこの画像形成装置が形成する画像の画質が向上するという効果が得られる。
【００１４】
また、上記課題を達成する本発明の第２の画像形成装置は、
筐体と、
表面に像が形成されてその像を保持する像保持体と、
上記筐体に設けられたレールと、
上記像保持体を内包した、上記レールに挿抜自在な、そのレールに挿入されることでその像保持体が上記筐体に対して位置決めされるプロセスカートリッジと、
上記レールの、上記プロセスカートリッジが挿入される一端に隣り合って設けられた、そのレールよりも広い、そのレールに挿入される上記プロセスカートリッジが載せられる載置部であって、そのプロセスカートリッジの挿入に伴いそのプロセスカートリッジに接触してそのプロセスカートリッジをそのレールへと案内する案内壁を有する載置部と、
上記筐体に対して位置決めされた像保持体の表面に像を形成する像形成部と、
上記像保持体上の像を記録媒体上に転写する転写部、
その記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着部とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記本発明の第２の画像形成装置によれば、作業者がプロセスカートリッジを挿入するときに上記レールよりも広い上記載置部にプロセスカートリッジを載置しさらにその載置部の案内壁の案内にしたがってプロセスカートリッジを挿入していく操作を行なえば、自然とプロセスカートリッジとレールとを嵌め合うことができる。従来においては、レールの嵌合精度が高精度であったために、作業者がプロセスカートリッジをレールに嵌め込もうとしているときにプロセスカートリッジを誤って落としてしまうという事態が発生していたが、上記本発明によれば挿入当初にプロセスカートリッジが載置される上記載置部の作用によりそのような事態が回避される。
【００１６】
ここで上記レールの奥に設けられ、上記プロセスカートリッジがそのレールに挿入されることでそのプロセスカートリッジと嵌り合うことで、上記像保持体を上記筐体に対して、そのレールによる位置決めよりも厳密に位置決めし、そのプロセスカートリッジをそのレールから離間した状態に保持する保持部材を備えた態様であることが好ましい。
【００１７】
上記保持部材がレールから離間した状態にプロセスカートリッジを保持する構成であると、レールを介して筐体内の他のところから振動が伝えられてきてもその振動がプロセスカートリッジ内の像保持体には伝えられなくなる。その結果、像保持体の回転が非常に安定するという効果が得られる。
【００１８】
また上記レールが、上記保持部材によって上記筐体に対して位置決めされたものであることが好ましい。
【００１９】
そうすると、上記保持部材を基準にして上記レールを、筐体の前側から奥方向に向かって好適に這わせることができ、作業者がそのレールに沿ってプロセスカートリッジを挿入していくことで保持部材にプロセスカートリッジを自然と嵌め込む構成にすることができる。
【００２０】
ここで、上記像形成部が、上記像保持体の表面に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像して現像像を形成するものであり、
上記転写部が、上記現像像を記録媒体上に転写するものであり、
上記転写部によって像が転写された後の上記像保持体の表面を照らすことで該表面を除電する、上記レールに固定された除電ランプを備えると良い。
【００２１】
上記保持部材を基準にして這わせたレールに上記徐電ランプを設けると、上記保持部材によって保持される像保持体の周面の所定の位置に上記徐電ランプを高精度に取り付けることが可能となる。
【００２２】
また、上記プロセスカートリッジが、上記像保持体の表面を帯電させる帯電器を備えたものであり、
上記レールと上記載置部とが一体化された、上記帯電器に対応する箇所に孔が穿たれたレール部材を備えた態様であると良い。
【００２３】
そうすると、上記帯電部で生成された放電生成物を上記レール部材で一旦受けて上記孔からその放電生成物を放出することができる。このときにはレール部材にエアを流す構成にしておくとより効果が高まる。
【発明の効果】
【００２４】
以上、説明したように、本発明によれば、小型であっても画像形成装置に装着された後のハウジングのがたつきを最小限に抑えることができる構造を持つプロセスカートリッジ、作業者がプロセスカートリッジを挿入するときにプロセスカートリッジを誤って落としてしまう恐れを軽減することができる構造を持つ画像形成装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の画像形成装置の１実施形態であるカラーコピー機１の構成を示す斜視図である。この図１には、カラーコピー機１の内部構成が模式的に示されている。また図２は、図１のプロセスカートリッジと一次転写部の構成の詳細を示す図である。なお図１の斜視図の手前側がカラーコピー機１のフロント側になり、図１の斜視図の奥側がカラーコピー機１のリア側になるとして以降説明する。
【００２６】
図１にはカラーコピー機１の内部構成の一例としてタンデム方式のカラーコピー機１の構成が模式的に示されている。その模式的に示されている構成の中には、複数のローラ１０１Ａ〜１０３Ａとその複数のローラ１０１Ａ〜１０３Ａに張り架けられた環状ベルト１００Ａとで構成されるベルトユニット１０と、記録媒体としての普通紙１１０を収容するトレイ１１と、そのトレイ１１から抜き出される普通紙１１０上にトナー像を転写しさらにそのトナー画像を普通紙１１０に定着させる転写定着部１２と、環状ベルト１００の表面の不要物を除去するクリーニングユニット１３と、クリーニングユニット１３で掻き落とされたトナーを回収するトナー回収箱１４と、各色のトナー画像を形成する４本のプロセスカートリッジ１５Ｋ，１５Ｃ、１５Ｍ，１５Ｙと、その形成された各トナー画像が互いに重なるように環状ベルト１００Ａ上に転写してカラートナー像を形成する一次転写部を構成する４つの転写ローラ１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙとが示されている。
【００２７】
なお、４本のプロセスカートリッジはすべて同じ構成であり、また４つの一次転写部もすべて同じ構成であるので、以降においては、プロセスカートリッジに符号１５を付し、転写ローラには符号１６を付して説明する。
【００２８】
図２に示す様に、プロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内には、感光ドラム１５１とクリーニング部材１５２であるゴム製のブレードとが備えられており、更にこの例では、そのプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内に帯電器として帯電ローラ１５３が内包されている例が示されている。そして、このプロセスカートリッジ１５の感光ドラム１５１の周囲には、図２に示す様に、静電潜像形成装置１７と現像装置１８とが配備され、さらに環状ベルト１００Ａを挟むようにして一次転写部を構成する転写ローラ１６が配備される。
【００２９】
つまり４つのプロセスカートリッジ１５が備える各感光ドラム１５１上には、帯電ローラ１５３で感光ドラム１５１の表面が帯電された後に、静電潜像形成装置１７によって感光ドラム１５１上に、原稿台１Ａにセットされた原稿の画像が表わす静電潜像が形成され、さらに現像装置１８で各感光ドラム上に各色のトナー像が形成されることとなる。そして、図１に示す様に、プロセスカートリッジ１５の感光ドラム１５１上のトナー像が４つの転写ローラ１６で環状ベルト１００Ａ上の同じ箇所に重なるように一次転写されてカラートナー像が環状ベルト１００Ａ上に形成される。
【００３０】
さらに、図１に示す様に、環状ベルト１００Ａが回転してトレイ１１から搬送されてくる記録媒体、ここでは普通紙１１０にその環状ベルト１００Ａ上のカラートナー像が転写定着部１２で２次転写・定着され、カラートナー像が定着した普通紙１１０がカラーコピー機１の外部へと排出される。この４つの一次転写部と４つの静電潜像形成装置と４つの現像機とによって本発明にいう像形成部の一例が構成されている。
【００３１】
ここで、図１のカラーコピー機１の内部の構成を図３〜図７を参照して説明する。
【００３２】
図３は、図１のカラーコピー機１内部の筐体１０とプロセスカートリッジ１５の係わりを示す図であり、図４は、図１のプロセスカートリッジ１５とレール１０３１との係わりのみを抜き出して示した図であり、図５はレール１０３１の構成を示す図であり、図６はプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０とレール１０３１との係わりを示す図である。
【００３３】
図３から図６を参照してまずレール１０３１の構成を説明する。
【００３４】
図３に示す様に、フロント側からリア側に向かって４本のレールが設けられている。作業者が、プロセスカートリッジ１５をその４本のうちの一番右側のレール１０３１に沿って挿入していくと、図３に示す左側の３本のプロセスカートリッジ１５のように筐体１０に装着される。
【００３５】
図３に示すレール１０３１には、図４、図５に示す様に、レール１０３１の入口に、レール１０３１の、プロセスカートリッジ１５が挿入される一端に隣り合って設けられた、そのレール１０３１よりも広い、レール１０３１に挿入されるプロセスカートリッジ１５が載せられる載置部１０３２が設けられている。さらにこの載置部１０３２には、プロセスカートリッジ１５の挿入に伴いプロセスカートリッジ１５に接触してプロセスカートリッジ１５をレール１０３１へと案内する、絞り加工によって製作された案内壁１０３３が設けられている。
【００３６】
このため、作業者が、図５のプロセスカートリッジ１５を図３に示す筐体１０に装着するときには、まずその載置部１０３２にプロセスカートリッジ１５を一旦載せて案内壁１０３３に沿って挿入していくという操作を行なうことになる。この操作を行なってプロセスカートリッジ１５を挿入していくと、図６に示す様に自然とプロセスカートリッジ１５とレール１０３１とが嵌りあうことになる。
【００３７】
また、作業者がプロセスカートリッジ１５を挿入するときにはレール１０３１の入口にある載置部１０３２に一旦載せてから挿入操作を開始することができるので、プロセスカートリッジ１５を誤って落としてしまう恐れが著しく軽減される。
【００３８】
また、図５に示すレール１０３１と載置部１０３２とが一体化されたレール部材１０３には、プロセスカートリッジ１５を挿入しているときの落下を防止するための補強部１０３４も一体的に設けられている。このため、作業者が、案内壁１０３３にそってプロセスカートリッジ１４を挿入していったときにプロセスカートリッジ１５をレール１０３１にうまく嵌め込むことができなかった場合においてもその補強部１０３４でプロセスカートリッジ１５の落下を阻止することができる。
【００３９】
また図６に示す様に、レール部材１０３の補強部１０３４が帯電ローラ１５３の部分に位置していることを利用して、図５に示す補強部１０３４に孔１０３５を穿って帯電ローラ１５３で生成された放電生成物をその孔１０３４から放出することができる構成にもなっている。このときには帯電ローラ１５３に対して図６中の矢印Ａで示す方向にファン等でエアーの流れを形成しておくとレール部材１０３の補強部１０３２の孔１０３５から放電生成物が効率的に放出される。
【００４０】
さらに、図６に示す様に、感光ドラム１５１の表面を照らすことで感光ドラム１５１を除電する除電ランプ１９がレール部材１０３に固定されている。
【００４１】
このように本実施形態では、レール１０３１と載置部１０３２とが一体化されたレール１０３部材を、落下防止用の部材として機能させたり、放電生成物の放出用の部材として機能させたりするほか、除電ランプ１９を固定する固定具にも用いている。
【００４２】
このレール部材１０３は、１枚の板材を板金加工することで製作可能であって小型であってしかも薄型の形状にすることができ、図３に示す様にレール部材１０３を隣接して並べて複数配置する構成にすることが可能である。このためこのレール部材１０３は、画像形成装置であるカラーコピー機を小型にすることに寄与する。
【００４３】
ここで、図１〜図６に加えて、図７と図８を参照してその小型化が図られたカラーコピー機の筐体１０に挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジ１５の構成を説明する。
【００４４】
プロセスカートリッジ１４には、図７、図８に示す様に、図３に示す筐体１０のプロセスカートリッジ１５の姿勢決め用の突起部１０２に嵌り合い、その突起部１０２にプロセスカートリッジ１５を保持させるために用いられる孔１５０１が穿たれているのでその孔１５０１の構成を、プロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内に収容されている感光ドラム１５１の軸受１５４等の構成を絡めて説明する。
【００４５】
図７は、プロセスカートリッジ１５に穿たれた孔１５０１が筐体１０側の姿勢決め用の突起部１０２を受け入れてプロセスカートリッジ１５の姿勢が決められて、ドライブシャフト１０１がプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内の感光ドラムの軸受１５４に結合した後のプロセスカートリッジ１５を示す図である。図８は、図７の状態から突起部１０２を取り去ってプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０に穿たれた孔１５０１を見た図である。
【００４６】
前述した様に、プロセスカートリッジ１５には、回転しながら周面に像が形成されその形成された像を保持するロール状の像保持体であって、図１のカラーコピー機１内にこのプロセスカートリッジ１５が挿入されることでカラーコピー機１内に設けられ、感光体に対して駆動を伝達する駆動伝達手段の一例である回転軸であるドライブシャフト１０１と結合してドライブシャフト１０１を中心に回転する像保持体である感光ドラム１５１（図２、図６参照）が備えられている。
【００４７】
このため感光ドラム１５１には、図７、図８に示す様に回転軸であるドライブシャフト１０１を受け入れるための駆動受入手段の一例である軸受１５４が設けられている。また、プロセスカートリッジのハウジング１５０には、軸受１５４の脇に、筐体１０の突起部１０２と嵌り合う孔１５０１が穿たれている。この孔１５０１は長孔形状になっており、長径の方向が感光ドラム１５１（図２，図６参照）の回転中心に向かっているので、ドライブシャフト１０１を軸受１５４に結合させるときにはその長孔１５０１の長径に沿ってプロセスカートリッジ１０１の位置を調整することができる。この長孔１５０１の機能、作用については図９を説明するときに詳述する。
【００４８】
本実施例においては、駆動伝達手段の一例として回転軸であるドライブシャフト１０１、駆動受入手段の一例として軸受１５４としているが、感光体ドラム１５１がドライブシャフト１０１を有し、筐体１０に設けられたカップリング部材と係合するカップリング部材を感光体１５１側のドライブシャフト１０１に設けることで駆動伝達手段、および、駆動受入手段としても良い。
【００４９】
ここで図３に戻ってプロセスカートリッジ１５とレール１０３１と筐体１０の突起部１０２との係わりを説明する。
【００５０】
図３に示すレール１０３１は、プロセスカートリッジ１５の姿勢決め用の突起部１０２によって筐体１０に対して位置決めされており、さらに突起部１０２には挿入方向に沿って徐々に径が大きくなっていくテーパが設けられている。このため、作業者がプロセスカートリッジ１５をレール１０３１に沿って挿入していくと、プロセスカートリッジ１５のハウジング１５０の長孔１５０１（図８参照）が自然と突起部１０２と嵌り合って、さらにプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０に穿たれている長孔１５０１がその突起部１０２の根元側の径の最も大きい部分に達したときに感光ドラムが筐体１０に対して、レール１０３１による位置決めよりも厳密に位置決めされ、プロセスカートリッジ１５がレール１０３１から離間した状態に保持される。このときに筐体１０側のドライブシャフト１０１がハウジング１５０の軸受１５４に精度良く結合してプロセスカートリッジ１５内の感光ドラム１５１が回転自在に筐体１０に装着される。本実施形態においては、上記突起部１０２が本発明にいう保持部材の一例に相当する。
【００５１】
レールと載置部とを一体的に設けたレール部材は、小型・薄型構造にすることができるので、この画像形成装置の小型化並びに低廉化に寄与することになる。
【００５２】
また、上記構成であると、感光ドラム１５１の軸受１５４（図７、図８参照）が、上記長孔１５０１と突起部１０２の嵌り合いの助けを借りて精度良くドライブシャフト１０１に結合するとともに、プロセスカートリッジ１５がレール１０３１からは離間した状態に保持される。
【００５３】
こうして感光ドラム１５１がレール１０３１からは離間した状態に保持されると、レールが長い距離に渡っていても、筐体１０内の他のところからの振動がレール１０３１を介してプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内に収容されている感光ドラム１５１に伝えられ難くなり、感光ドラム１５１上での画像形成の安定性に寄与する。このことはレール近傍にいろいろな部材を高密度に配置することができるということを意味しており、画像形成装置の更なる小型化にも寄与することになる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、２次転写部１２１と定着部１２２が別々に構成されているが、本発明にいう転写部と定着部は、転写定着部であって、転写と定着とを同時に行なうものであっても良い。また本発明で用いられる記録媒体はＯＨＰシート等であっても良い。また図１には４本のプロセスカートリッジを環状ベルト１００に沿って直列に並べたタンデム方式のカラーコピー機を例に掲げたが、画像形成装置であるカラーコピー機は、１本のプロセスカートリッジ（感光ドラム）を環状ベルト１００に沿って配設しその感光ドラム上に４色のトナー像を順次形成するロータリー方式のカラーコピー機であっても良い。さらに本発明の画像形成装置は、図１のようにカラー画像を形成するカラーコピー機ではなく、１本のプロセスカートリッジで済むモノクロ画像を形成するモノクロのコピー機であっても良い。また、上記実施形態では中間転写方式のカラーコピー機を例に挙げたが、本発明の画像形成装置は、プロセスカートリッジが備える感光ドラムから直接記録媒体に転写する構成のものであっても良い。また本発明の画像形成装置は、プリンタで合っても良く、ＦＡＸであっても良い。
【００５５】
次に筐体１０に装着された後のプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０に穿たれた長孔１５０１（図７参照）の機能および作用を説明する。
【００５６】
本実施形態のプロセスカートリッジのハウジング１５０に穿たれた長孔１５０１が、ドライブシャフト１０１を軸受部１５４に結合させるときにはプロセスカートリッジ１５の姿勢調整を行なう姿勢調整用の部材として機能することは前述のとおりである。
【００５７】
さらにこの長孔１５０１は、ドライブシャフト１０１が軸受１５４に結合した後においては、感光ドラムが回転しているときのハウジング１５０のがたつきも防止する。
【００５８】
ここで前述した様に、その長孔１５０１に嵌めこまれる突起部１０２は、装着された後においてはプロセスシャフト１５のハウジング１５０を保持する、本発明にいう保持部材として機能する。さらに本実施形態においては、長孔１５０１に、上記突起部１０２が嵌め込まれてその突起部１０２がハウジング１５０を保持しているときのハウジング１５０のがたつきを防止する機能も持たせている。
【００５９】
図９は、ハウジング１５０に穿たれた長孔１５０１を示す図である。
【００６０】
図９には、ハウジング１５０とハウジング１５０内の感光ドラム１５１とブレード１５２とが抜き出されて模式的に示されている。
【００６１】
図９に示すハウジング１５０には、像保持体である感光ドラム１５１が回転自在に保持されるとともにクリーニング部材であるブレード１５３が固定されている。そのハウジング１５０には、プロセスカートリッジ１５を装着するときには姿勢決め用の突起部１０２に嵌り込まれる長孔１５０１が穿たれている。その長孔１５０１は、その長径方向が感光ドラム１５１の回転中心に向かっているので、上述したとおりに姿勢調整用の部材としての機能を発揮する。さらにこの長孔１５０１は、その長孔の長径がクリーニング部材であるブレード１５３が感光ドラム１５１の周面から不要物を掻き落とす際に周面から受ける反力Ｆの方向とは交わっている。ここでは一例として直交している例を掲げている。
【００６２】
図９には、反力Ｆが感光ドラム１５１の接線方向に働く力Ｆ１と、感光ドラム１５１の中心から放射方向に働く力Ｆ２との合力として示されている。この図９に示す状態においては、接線方向の力Ｆ１の影響が、長孔１５０１に嵌め込まれている、プロセスカートリッジのハウジングを保持する保持部となる突起部１０２と長孔１５０１とに強く現われる。
【００６３】
そこで、保持部材である突起部１０２によってプロセスカートリッジ１５が保持された後においては、ハウジング１５０の長孔１５０１が上記反力によるハウジング１５０のがたつきを規制するための位置規制用としての機能を発揮するように、長孔の長径がクリーニング部材であるブレード１５３が感光ドラム１５１の周面から不要物を掻き落とす際に周面から受ける反力Ｆの方向とは交わっている長孔、つまり反力Ｆの方向に沿って短径が位置する長孔がハウジングに穿たれている。
【００６４】
こうしておくと、図９に示す反力Ｆを受けたとしてもその反力が短径、またはその短径に近い部分で抑えられてハウジングのがたつきが抑えられる。
【００６５】
このように長孔の配置を工夫することで装着後のハウジングのがたつきが好適に抑えられると、ハウジングにわざわざ補強部材を設けなくても良くなるのでハウジングを小型にすることができるという効果が得られる。この小型化されたプロセスカートリッジが上記小型化が達成されたカラーコピー機の筐体内部に装着されるということになる。
【００６６】
なお、上記実施形態ではプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内には帯電ローラ１５３が内包されているが、本発明のプロセスカートリッジには帯電器は内包されていなくても良い。また、上記実施形態では、プロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内に現像機１５３は内包されていないが、本発明のプロセスカートリッジは、現像装置１５３をハウジング内に内包したものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の画像形成装置の１実施形態であるカラーコピー機１の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のプロセスカートリッジ１５と一次転写部１６の構成の詳細を示す図である。
【図３】図１のカラーコピー機１内部の筐体１０とプロセスカートリッジ１５の係わりを示す図である。
【図４】図１のプロセスカートリッジ１５とレール１０３１との係わりのみを抜き出して示した図である。
【図５】レール１０３１の構成を示す図である。
【図６】プロセスカートリッジ１５のハウジング１５０とレール１０３１との係わりを示す図である。
【図７】プロセスカートリッジ１５に穿たれた孔１５０１が筐体１０側の姿勢決め用の突起部１０２を受け入れてプロセスカートリッジ１５の姿勢が決められて、回転軸であるドライブシャフト１０１がプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内の感光ドラムの軸受１５４に結合した後のプロセスカートリッジ１５を示す図である。
【図８】図７の状態から突起部１０２を取り去ってプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０に穿たれた孔１５０１を見た図である。
【図９】ハウジング１５０に穿たれた長孔１５０１を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ カラーコピー機
１０ 筐体
１０１ ドライブシャフト（回転軸）
１０２ 突起部
１０３ レール
１０３１ 載置部
１０３２ 補強部
１０Ａ ベルトユニット
１００Ａ 環状ベルト
１０１Ａ １０２Ａ １０３Ａ 張架ロール
１１ トレイ
１２ 転写定着部
１３ クリーニングユニット
１４ 回収箱
１５ プロセスカートリッジ
１５０ ハウジング
１５１ 像保持体（感光ドラム）
１５２ クリーニング部材（ブレード）
１５３ 帯電ローラ
１５４ 軸受
１６ 一次転写部
１７ 静電潜像形成装置
１８ 現像装置
１９ 除電ランプ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジ、およびプロセスカートリッジが挿抜自在に装着される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、画像形成装置内には、像を形成するために必要なプロセスカートリッジやトナーカートリッジ等が配備されており、必要に応じてこれらのカートリッジが適宜交換される。このため、画像形成装置においては、これらのカートリッジを挿抜自在に簡単に装着することができるようにする機構がいろいろと考えられている（例えば特許文献１〜特許文献８参照）。
【０００３】
ここでプロセスカートリッジには、大抵、回転しながら周面に像が形成されその形成された像を保持するロール状の感光ドラムが備えられているために、プロセスカートリッジを筐体内に挿抜自在に装着するときには感光ドラムの軸受と画像形成装置内の回転軸とを精度良く結合させる必要がある。
【０００４】
このため、画像形成装置の筐体には、大抵、回転軸と軸受とを精度良く結合させるための案内用のレールが配備されている。
【０００５】
しかし、回転軸と軸受とを精度良く結合させるためにプロセスカートリッジとレールとの嵌合精度を高精度にすると、作業者がプロセスカートリッジをレールに嵌めようとするときに嵌め難くなるという問題が発生する。こうして嵌め難くなると、作業者の中にはプロセスカートリッジをレールに嵌めるときに誤って落としてしまう人が出てくる。特許文献１の技術を採用してプロセスカートリッジを下から支える部分をレールに設けたとしても挿入時にプロセスカートリッジを落としてしまうことを防止することはできない。
【０００６】
これを解決するためにレールの精度を緩めて、プロセスカートリッジのハウジングに孔を設けるとともに画像形成装置の筐体にプロセスカートリッジの姿勢決め用の突起部を設けてその突起部と孔とが嵌り合うことで軸受と回転軸とを結合させる構成にすることが考えられる。
【０００７】
しかし、軸受の位置を回転軸の軸位置に合わせることができるようにするためには、プロセスカートリッジの姿勢決め用の突起部に嵌り合うハウジングの孔をやや大きめにしなけれならなくなる。ここで、プロセスカートリッジ内には、大抵、感光ドラムの他に回転中の感光ドラムに接触して不要物を除去するクリーニング部材が備えられているために、装着後においては、そのクリーニング部材からの力を受けて突起部と孔とが嵌り合うことで保持されているプロセスカートリッジのハウジングががたついてしまうことがある。特許文献９には、補強部材を設けてハウジングのがたつきを最小限に抑える提案がなされているが、部品点数が増えるとハウジングが大型化してしまう。
【特許文献１】特開２００４−２１２９８６号公報
【特許文献２】特開平９−１６０５４号公報
【特許文献３】特開２００１−１８８４５６号公報
【特許文献４】特開２００４−２８００７０号公報
【特許文献５】特開２００４−１７０７２７号公報
【特許文献６】特開２００４−１７０８２１号公報
【特許文献７】特開２００６−１５４４１０号公報
【特許文献８】実開平５−２００７５号公報
【特許文献９】特開２０００−０１９９３０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、上記事情に鑑み、小型であっても画像形成装置に装着された後のハウジングのがたつきを最小限に抑えることができる構造を持つプロセスカートリッジ、作業者がプロセスカートリッジを挿入するときにプロセスカートリッジを誤って落としてしまう恐れを軽減することができる構造を持つ画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記目的を達成する本発明のプロセスカートリッジは、
回転しながら周面に像が形成されその形成された像を保持する像保持体を備え、画像形成装置に本体に対して挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジであって、
上記画像形成装置内にこのプロセスカートリッジが挿入されることでその画像形成装置に設けられた駆動伝達手段と結合して駆動を受け入れる駆動受入手段を備える像保持体と、
上記像保持体の周面に接触してその周面上の不要物を掻き落とすクリーニング部材と、
上記像保持体を回転自在に保持し上記クリーニング部材が固定されたハウジングとを備え、
上記ハウジングは、上記画像形成装置内に設けられている上記プロセスカートリッジの姿勢決め用の突起に嵌り込む長孔を有し、上記長孔の長径方向が、上記像保持体の回転中心に向かっているとともに、上記像保持体が回転した状態で上記クリーニング部材が上記像保持体の周面から不要物を掻き落とす際にその周面から受ける反力の方向と略直交していることを特徴とする。
【００１０】
上記本発明のプロセスカートリッジによれば、上記画像形成装置内にこのプロセスカートリッジの上記姿勢決め用に設けられている突起部に嵌り込む長孔の長径方向が、像保持体の回転中心に向かうとともに、上記クリーニング部材が上記像保持体の周面から不要物を掻き落とす際にその周面から受ける反力の方向とは交わる方向になるように上記長孔が設けられる。
【００１１】
このため、このプロセスユニットが画像形成装置に装着された後、像保持体が回転してクリーニング部材がその保持体の周面から不要物を掻き落としているときにその周面から力を受けたときには、像保持体の回転に対する反力の影響も、クリーニング部材が受ける反力の影響も長孔の短径、又は短径に近い部分により規制されてプロセスユニットのハウジングのがたつきが抑えられる。
【００１２】
また上記課題を達成する本発明の第１の画像形成装置は、
駆動伝達手段と突起が設けられた筐体；
上記筐体に対して挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジであって、
回転しながら周面に像が形成されその形成された像を保持するロール状の像保持体であって、上記筐体内にこのプロセスカートリッジが挿入されることで上記駆動伝達手段と結合して駆動を受け入れる駆動受入手段を備えた像保持体と、
上記像保持体の周面に接触してその周面上の不要物を掻き落とすクリーニング部材と、
上記像保持体を回転自在に保持し上記クリーニング部材が固定されたハウジングであって、上記筐体内にこのプロセスカートリッジの姿勢決め用に設けられている上記突起に嵌り込む長孔が設けられ、その長孔の長径方向が、上記像保持体の回転中心に向かっているとともに、上記クリーニング部材が上記像保持体の周面から不要物を掻き落とす際にその周面から受ける反力の方向とは交わっているハウジングとを備えたプロセスカートリッジ；
上記像保持体上に像を形成する像形成部；
上記像保持体上の像を記録媒体上に転写する転写部：および
その記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着部；
を備えたことを特徴とする。
【００１３】
上記本発明の画像形成装置によれば、上記本発明のプロセスカートリッジが筐体に挿抜自在に装着されることによって装着後のプロセスカートリッジのハウジングのがたつきが最小限に抑えられるので、上記像保持体の回転状態が非常に安定する。このため、上記像形成部、および上記転写部および上記定着部の動作が安定してこの画像形成装置が形成する画像の画質が向上するという効果が得られる。
【００１４】
また、上記課題を達成する本発明の第２の画像形成装置は、
筐体と、
表面に像が形成されてその像を保持する像保持体と、
上記筐体に設けられたレールと、
上記像保持体を内包した、上記レールに挿抜自在な、そのレールに挿入されることでその像保持体が上記筐体に対して位置決めされるプロセスカートリッジと、
上記レールの、上記プロセスカートリッジが挿入される一端に隣り合って設けられた、そのレールよりも広い、そのレールに挿入される上記プロセスカートリッジが載せられる載置部であって、そのプロセスカートリッジの挿入に伴いそのプロセスカートリッジに接触してそのプロセスカートリッジをそのレールへと案内する案内壁を有する載置部と、
上記筐体に対して位置決めされた像保持体の表面に像を形成する像形成部と、
上記像保持体上の像を記録媒体上に転写する転写部、
その記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着部とを備えたことを特徴とする。
【００１５】
上記本発明の第２の画像形成装置によれば、作業者がプロセスカートリッジを挿入するときに上記レールよりも広い上記載置部にプロセスカートリッジを載置しさらにその載置部の案内壁の案内にしたがってプロセスカートリッジを挿入していく操作を行なえば、自然とプロセスカートリッジとレールとを嵌め合うことができる。従来においては、レールの嵌合精度が高精度であったために、作業者がプロセスカートリッジをレールに嵌め込もうとしているときにプロセスカートリッジを誤って落としてしまうという事態が発生していたが、上記本発明によれば挿入当初にプロセスカートリッジが載置される上記載置部の作用によりそのような事態が回避される。
【００１６】
ここで上記レールの奥に設けられ、上記プロセスカートリッジがそのレールに挿入されることでそのプロセスカートリッジと嵌り合うことで、上記像保持体を上記筐体に対して、そのレールによる位置決めよりも厳密に位置決めし、そのプロセスカートリッジをそのレールから離間した状態に保持する保持部材を備えた態様であることが好ましい。
【００１７】
上記保持部材がレールから離間した状態にプロセスカートリッジを保持する構成であると、レールを介して筐体内の他のところから振動が伝えられてきてもその振動がプロセスカートリッジ内の像保持体には伝えられなくなる。その結果、像保持体の回転が非常に安定するという効果が得られる。
【００１８】
また上記レールが、上記保持部材によって上記筐体に対して位置決めされたものであることが好ましい。
【００１９】
そうすると、上記保持部材を基準にして上記レールを、筐体の前側から奥方向に向かって好適に這わせることができ、作業者がそのレールに沿ってプロセスカートリッジを挿入していくことで保持部材にプロセスカートリッジを自然と嵌め込む構成にすることができる。
【００２０】
ここで、上記像形成部が、上記像保持体の表面に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像して現像像を形成するものであり、
上記転写部が、上記現像像を記録媒体上に転写するものであり、
上記転写部によって像が転写された後の上記像保持体の表面を照らすことで該表面を除電する、上記レールに固定された除電ランプを備えると良い。
【００２１】
上記保持部材を基準にして這わせたレールに上記徐電ランプを設けると、上記保持部材によって保持される像保持体の周面の所定の位置に上記徐電ランプを高精度に取り付けることが可能となる。
【００２２】
また、上記プロセスカートリッジが、上記像保持体の表面を帯電させる帯電器を備えたものであり、
上記レールと上記載置部とが一体化された、上記帯電器に対応する箇所に孔が穿たれたレール部材を備えた態様であると良い。
【００２３】
そうすると、上記帯電部で生成された放電生成物を上記レール部材で一旦受けて上記孔からその放電生成物を放出することができる。このときにはレール部材にエアを流す構成にしておくとより効果が高まる。
【発明の効果】
【００２４】
以上、説明したように、本発明によれば、小型であっても画像形成装置に装着された後のハウジングのがたつきを最小限に抑えることができる構造を持つプロセスカートリッジ、作業者がプロセスカートリッジを挿入するときにプロセスカートリッジを誤って落としてしまう恐れを軽減することができる構造を持つ画像形成装置が実現する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
図１は、本発明の画像形成装置の１実施形態であるカラーコピー機１の構成を示す斜視図である。この図１には、カラーコピー機１の内部構成が模式的に示されている。また図２は、図１のプロセスカートリッジと一次転写部の構成の詳細を示す図である。なお図１の斜視図の手前側がカラーコピー機１のフロント側になり、図１の斜視図の奥側がカラーコピー機１のリア側になるとして以降説明する。
【００２６】
図１にはカラーコピー機１の内部構成の一例としてタンデム方式のカラーコピー機１の構成が模式的に示されている。その模式的に示されている構成の中には、複数のローラ１０１Ａ〜１０３Ａとその複数のローラ１０１Ａ〜１０３Ａに張り架けられた環状ベルト１００Ａとで構成されるベルトユニット１０と、記録媒体としての普通紙１１０を収容するトレイ１１と、そのトレイ１１から抜き出される普通紙１１０上にトナー像を転写しさらにそのトナー画像を普通紙１１０に定着させる転写定着部１２と、環状ベルト１００の表面の不要物を除去するクリーニングユニット１３と、クリーニングユニット１３で掻き落とされたトナーを回収するトナー回収箱１４と、各色のトナー画像を形成する４本のプロセスカートリッジ１５Ｋ，１５Ｃ、１５Ｍ，１５Ｙと、その形成された各トナー画像が互いに重なるように環状ベルト１００Ａ上に転写してカラートナー像を形成する一次転写部を構成する４つの転写ローラ１６Ｋ，１６Ｃ，１６Ｍ，１６Ｙとが示されている。
【００２７】
なお、４本のプロセスカートリッジはすべて同じ構成であり、また４つの一次転写部もすべて同じ構成であるので、以降においては、プロセスカートリッジに符号１５を付し、転写ローラには符号１６を付して説明する。
【００２８】
図２に示す様に、プロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内には、感光ドラム１５１とクリーニング部材１５２であるゴム製のブレードとが備えられており、更にこの例では、そのプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内に帯電器として帯電ローラ１５３が内包されている例が示されている。そして、このプロセスカートリッジ１５の感光ドラム１５１の周囲には、図２に示す様に、静電潜像形成装置１７と現像装置１８とが配備され、さらに環状ベルト１００Ａを挟むようにして一次転写部を構成する転写ローラ１６が配備される。
【００２９】
つまり４つのプロセスカートリッジ１５が備える各感光ドラム１５１上には、帯電ローラ１５３で感光ドラム１５１の表面が帯電された後に、静電潜像形成装置１７によって感光ドラム１５１上に、原稿台１Ａにセットされた原稿の画像が表わす静電潜像が形成され、さらに現像装置１８で各感光ドラム上に各色のトナー像が形成されることとなる。そして、図１に示す様に、プロセスカートリッジ１５の感光ドラム１５１上のトナー像が４つの転写ローラ１６で環状ベルト１００Ａ上の同じ箇所に重なるように一次転写されてカラートナー像が環状ベルト１００Ａ上に形成される。
【００３０】
さらに、図１に示す様に、環状ベルト１００Ａが回転してトレイ１１から搬送されてくる記録媒体、ここでは普通紙１１０にその環状ベルト１００Ａ上のカラートナー像が転写定着部１２で２次転写・定着され、カラートナー像が定着した普通紙１１０がカラーコピー機１の外部へと排出される。この４つの一次転写部と４つの静電潜像形成装置と４つの現像機とによって本発明にいう像形成部の一例が構成されている。
【００３１】
ここで、図１のカラーコピー機１の内部の構成を図３〜図７を参照して説明する。
【００３２】
図３は、図１のカラーコピー機１内部の筐体１０とプロセスカートリッジ１５の係わりを示す図であり、図４は、図１のプロセスカートリッジ１５とレール１０３１との係わりのみを抜き出して示した図であり、図５はレール１０３１の構成を示す図であり、図６はプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０とレール１０３１との係わりを示す図である。
【００３３】
図３から図６を参照してまずレール１０３１の構成を説明する。
【００３４】
図３に示す様に、フロント側からリア側に向かって４本のレールが設けられている。作業者が、プロセスカートリッジ１５をその４本のうちの一番右側のレール１０３１に沿って挿入していくと、図３に示す左側の３本のプロセスカートリッジ１５のように筐体１０に装着される。
【００３５】
図３に示すレール１０３１には、図４、図５に示す様に、レール１０３１の入口に、レール１０３１の、プロセスカートリッジ１５が挿入される一端に隣り合って設けられた、そのレール１０３１よりも広い、レール１０３１に挿入されるプロセスカートリッジ１５が載せられる載置部１０３２が設けられている。さらにこの載置部１０３２には、プロセスカートリッジ１５の挿入に伴いプロセスカートリッジ１５に接触してプロセスカートリッジ１５をレール１０３１へと案内する、絞り加工によって製作された案内壁１０３３が設けられている。
【００３６】
このため、作業者が、図５のプロセスカートリッジ１５を図３に示す筐体１０に装着するときには、まずその載置部１０３２にプロセスカートリッジ１５を一旦載せて案内壁１０３３に沿って挿入していくという操作を行なうことになる。この操作を行なってプロセスカートリッジ１５を挿入していくと、図６に示す様に自然とプロセスカートリッジ１５とレール１０３１とが嵌りあうことになる。
【００３７】
また、作業者がプロセスカートリッジ１５を挿入するときにはレール１０３１の入口にある載置部１０３２に一旦載せてから挿入操作を開始することができるので、プロセスカートリッジ１５を誤って落としてしまう恐れが著しく軽減される。
【００３８】
また、図５に示すレール１０３１と載置部１０３２とが一体化されたレール部材１０３には、プロセスカートリッジ１５を挿入しているときの落下を防止するための補強部１０３４も一体的に設けられている。このため、作業者が、案内壁１０３３にそってプロセスカートリッジ１４を挿入していったときにプロセスカートリッジ１５をレール１０３１にうまく嵌め込むことができなかった場合においてもその補強部１０３４でプロセスカートリッジ１５の落下を阻止することができる。
【００３９】
また図６に示す様に、レール部材１０３の補強部１０３４が帯電ローラ１５３の部分に位置していることを利用して、図５に示す補強部１０３４に孔１０３５を穿って帯電ローラ１５３で生成された放電生成物をその孔１０３４から放出することができる構成にもなっている。このときには帯電ローラ１５３に対して図６中の矢印Ａで示す方向にファン等でエアーの流れを形成しておくとレール部材１０３の補強部１０３２の孔１０３５から放電生成物が効率的に放出される。
【００４０】
さらに、図６に示す様に、感光ドラム１５１の表面を照らすことで感光ドラム１５１を除電する除電ランプ１９がレール部材１０３に固定されている。
【００４１】
このように本実施形態では、レール１０３１と載置部１０３２とが一体化されたレール１０３部材を、落下防止用の部材として機能させたり、放電生成物の放出用の部材として機能させたりするほか、除電ランプ１９を固定する固定具にも用いている。
【００４２】
このレール部材１０３は、１枚の板材を板金加工することで製作可能であって小型であってしかも薄型の形状にすることができ、図３に示す様にレール部材１０３を隣接して並べて複数配置する構成にすることが可能である。このためこのレール部材１０３は、画像形成装置であるカラーコピー機を小型にすることに寄与する。
【００４３】
ここで、図１〜図６に加えて、図７と図８を参照してその小型化が図られたカラーコピー機の筐体１０に挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジ１５の構成を説明する。
【００４４】
プロセスカートリッジ１４には、図７、図８に示す様に、図３に示す筐体１０のプロセスカートリッジ１５の姿勢決め用の突起部１０２に嵌り合い、その突起部１０２にプロセスカートリッジ１５を保持させるために用いられる孔１５０１が穿たれているのでその孔１５０１の構成を、プロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内に収容されている感光ドラム１５１の軸受１５４等の構成を絡めて説明する。
【００４５】
図７は、プロセスカートリッジ１５に穿たれた孔１５０１が筐体１０側の姿勢決め用の突起部１０２を受け入れてプロセスカートリッジ１５の姿勢が決められて、ドライブシャフト１０１がプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内の感光ドラムの軸受１５４に結合した後のプロセスカートリッジ１５を示す図である。図８は、図７の状態から突起部１０２を取り去ってプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０に穿たれた孔１５０１を見た図である。
【００４６】
前述した様に、プロセスカートリッジ１５には、回転しながら周面に像が形成されその形成された像を保持するロール状の像保持体であって、図１のカラーコピー機１内にこのプロセスカートリッジ１５が挿入されることでカラーコピー機１内に設けられ、感光体に対して駆動を伝達する駆動伝達手段の一例である回転軸であるドライブシャフト１０１と結合してドライブシャフト１０１を中心に回転する像保持体である感光ドラム１５１（図２、図６参照）が備えられている。
【００４７】
このため感光ドラム１５１には、図７、図８に示す様に回転軸であるドライブシャフト１０１を受け入れるための駆動受入手段の一例である軸受１５４が設けられている。また、プロセスカートリッジのハウジング１５０には、軸受１５４の脇に、筐体１０の突起部１０２と嵌り合う孔１５０１が穿たれている。この孔１５０１は長孔形状になっており、長径の方向が感光ドラム１５１（図２，図６参照）の回転中心に向かっているので、ドライブシャフト１０１を軸受１５４に結合させるときにはその長孔１５０１の長径に沿ってプロセスカートリッジ１０１の位置を調整することができる。この長孔１５０１の機能、作用については図９を説明するときに詳述する。
【００４８】
本実施例においては、駆動伝達手段の一例として回転軸であるドライブシャフト１０１、駆動受入手段の一例として軸受１５４としているが、感光体ドラム１５１がドライブシャフト１０１を有し、筐体１０に設けられたカップリング部材と係合するカップリング部材を感光体１５１側のドライブシャフト１０１に設けることで駆動伝達手段、および、駆動受入手段としても良い。
【００４９】
ここで図３に戻ってプロセスカートリッジ１５とレール１０３１と筐体１０の突起部１０２との係わりを説明する。
【００５０】
図３に示すレール１０３１は、プロセスカートリッジ１５の姿勢決め用の突起部１０２によって筐体１０に対して位置決めされており、さらに突起部１０２には挿入方向に沿って徐々に径が大きくなっていくテーパが設けられている。このため、作業者がプロセスカートリッジ１５をレール１０３１に沿って挿入していくと、プロセスカートリッジ１５のハウジング１５０の長孔１５０１（図８参照）が自然と突起部１０２と嵌り合って、さらにプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０に穿たれている長孔１５０１がその突起部１０２の根元側の径の最も大きい部分に達したときに感光ドラムが筐体１０に対して、レール１０３１による位置決めよりも厳密に位置決めされ、プロセスカートリッジ１５がレール１０３１から離間した状態に保持される。このときに筐体１０側のドライブシャフト１０１がハウジング１５０の軸受１５４に精度良く結合してプロセスカートリッジ１５内の感光ドラム１５１が回転自在に筐体１０に装着される。本実施形態においては、上記突起部１０２が本発明にいう保持部材の一例に相当する。
【００５１】
レールと載置部とを一体的に設けたレール部材は、小型・薄型構造にすることができるので、この画像形成装置の小型化並びに低廉化に寄与することになる。
【００５２】
また、上記構成であると、感光ドラム１５１の軸受１５４（図７、図８参照）が、上記長孔１５０１と突起部１０２の嵌り合いの助けを借りて精度良くドライブシャフト１０１に結合するとともに、プロセスカートリッジ１５がレール１０３１からは離間した状態に保持される。
【００５３】
こうして感光ドラム１５１がレール１０３１からは離間した状態に保持されると、レールが長い距離に渡っていても、筐体１０内の他のところからの振動がレール１０３１を介してプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内に収容されている感光ドラム１５１に伝えられ難くなり、感光ドラム１５１上での画像形成の安定性に寄与する。このことはレール近傍にいろいろな部材を高密度に配置することができるということを意味しており、画像形成装置の更なる小型化にも寄与することになる。
【００５４】
なお、上記実施形態では、２次転写部１２１と定着部１２２が別々に構成されているが、本発明にいう転写部と定着部は、転写定着部であって、転写と定着とを同時に行なうものであっても良い。また本発明で用いられる記録媒体はＯＨＰシート等であっても良い。また図１には４本のプロセスカートリッジを環状ベルト１００に沿って直列に並べたタンデム方式のカラーコピー機を例に掲げたが、画像形成装置であるカラーコピー機は、１本のプロセスカートリッジ（感光ドラム）を環状ベルト１００に沿って配設しその感光ドラム上に４色のトナー像を順次形成するロータリー方式のカラーコピー機であっても良い。さらに本発明の画像形成装置は、図１のようにカラー画像を形成するカラーコピー機ではなく、１本のプロセスカートリッジで済むモノクロ画像を形成するモノクロのコピー機であっても良い。また、上記実施形態では中間転写方式のカラーコピー機を例に挙げたが、本発明の画像形成装置は、プロセスカートリッジが備える感光ドラムから直接記録媒体に転写する構成のものであっても良い。また本発明の画像形成装置は、プリンタで合っても良く、ＦＡＸであっても良い。
【００５５】
次に筐体１０に装着された後のプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０に穿たれた長孔１５０１（図７参照）の機能および作用を説明する。
【００５６】
本実施形態のプロセスカートリッジのハウジング１５０に穿たれた長孔１５０１が、ドライブシャフト１０１を軸受部１５４に結合させるときにはプロセスカートリッジ１５の姿勢調整を行なう姿勢調整用の部材として機能することは前述のとおりである。
【００５７】
さらにこの長孔１５０１は、ドライブシャフト１０１が軸受１５４に結合した後においては、感光ドラムが回転しているときのハウジング１５０のがたつきも防止する。
【００５８】
ここで前述した様に、その長孔１５０１に嵌めこまれる突起部１０２は、装着された後においてはプロセスシャフト１５のハウジング１５０を保持する、本発明にいう保持部材として機能する。さらに本実施形態においては、長孔１５０１に、上記突起部１０２が嵌め込まれてその突起部１０２がハウジング１５０を保持しているときのハウジング１５０のがたつきを防止する機能も持たせている。
【００５９】
図９は、ハウジング１５０に穿たれた長孔１５０１を示す図である。
【００６０】
図９には、ハウジング１５０とハウジング１５０内の感光ドラム１５１とブレード１５２とが抜き出されて模式的に示されている。
【００６１】
図９に示すハウジング１５０には、像保持体である感光ドラム１５１が回転自在に保持されるとともにクリーニング部材であるブレード１５３が固定されている。そのハウジング１５０には、プロセスカートリッジ１５を装着するときには姿勢決め用の突起部１０２に嵌り込まれる長孔１５０１が穿たれている。その長孔１５０１は、その長径方向が感光ドラム１５１の回転中心に向かっているので、上述したとおりに姿勢調整用の部材としての機能を発揮する。さらにこの長孔１５０１は、その長孔の長径がクリーニング部材であるブレード１５３が感光ドラム１５１の周面から不要物を掻き落とす際に周面から受ける反力Ｆの方向とは交わっている。ここでは一例として直交している例を掲げている。
【００６２】
図９には、反力Ｆが感光ドラム１５１の接線方向に働く力Ｆ１と、感光ドラム１５１の中心から放射方向に働く力Ｆ２との合力として示されている。この図９に示す状態においては、接線方向の力Ｆ１の影響が、長孔１５０１に嵌め込まれている、プロセスカートリッジのハウジングを保持する保持部となる突起部１０２と長孔１５０１とに強く現われる。
【００６３】
そこで、保持部材である突起部１０２によってプロセスカートリッジ１５が保持された後においては、ハウジング１５０の長孔１５０１が上記反力によるハウジング１５０のがたつきを規制するための位置規制用としての機能を発揮するように、長孔の長径がクリーニング部材であるブレード１５３が感光ドラム１５１の周面から不要物を掻き落とす際に周面から受ける反力Ｆの方向とは交わっている長孔、つまり反力Ｆの方向に沿って短径が位置する長孔がハウジングに穿たれている。
【００６４】
こうしておくと、図９に示す反力Ｆを受けたとしてもその反力が短径、またはその短径に近い部分で抑えられてハウジングのがたつきが抑えられる。
【００６５】
このように長孔の配置を工夫することで装着後のハウジングのがたつきが好適に抑えられると、ハウジングにわざわざ補強部材を設けなくても良くなるのでハウジングを小型にすることができるという効果が得られる。この小型化されたプロセスカートリッジが上記小型化が達成されたカラーコピー機の筐体内部に装着されるということになる。
【００６６】
なお、上記実施形態ではプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内には帯電ローラ１５３が内包されているが、本発明のプロセスカートリッジには帯電器は内包されていなくても良い。また、上記実施形態では、プロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内に現像機１５３は内包されていないが、本発明のプロセスカートリッジは、現像装置１５３をハウジング内に内包したものであっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本発明の画像形成装置の１実施形態であるカラーコピー機１の構成を示す斜視図である。
【図２】図１のプロセスカートリッジ１５と一次転写部１６の構成の詳細を示す図である。
【図３】図１のカラーコピー機１内部の筐体１０とプロセスカートリッジ１５の係わりを示す図である。
【図４】図１のプロセスカートリッジ１５とレール１０３１との係わりのみを抜き出して示した図である。
【図５】レール１０３１の構成を示す図である。
【図６】プロセスカートリッジ１５のハウジング１５０とレール１０３１との係わりを示す図である。
【図７】プロセスカートリッジ１５に穿たれた孔１５０１が筐体１０側の姿勢決め用の突起部１０２を受け入れてプロセスカートリッジ１５の姿勢が決められて、回転軸であるドライブシャフト１０１がプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０内の感光ドラムの軸受１５４に結合した後のプロセスカートリッジ１５を示す図である。
【図８】図７の状態から突起部１０２を取り去ってプロセスカートリッジ１５のハウジング１５０に穿たれた孔１５０１を見た図である。
【図９】ハウジング１５０に穿たれた長孔１５０１を示す図である。
【符号の説明】
【００６８】
１ カラーコピー機
１０ 筐体
１０１ ドライブシャフト（回転軸）
１０２ 突起部
１０３ レール
１０３１ 載置部
１０３２ 補強部
１０Ａ ベルトユニット
１００Ａ 環状ベルト
１０１Ａ １０２Ａ １０３Ａ 張架ロール
１１ トレイ
１２ 転写定着部
１３ クリーニングユニット
１４ 回収箱
１５ プロセスカートリッジ
１５０ ハウジング
１５１ 像保持体（感光ドラム）
１５２ クリーニング部材（ブレード）
１５３ 帯電ローラ
１５４ 軸受
１６ 一次転写部
１７ 静電潜像形成装置
１８ 現像装置
１９ 除電ランプ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転しながら周面に像が形成されその形成された像を保持する像保持体を備え、画像形成装置に本体に対して挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジであって、
前記画像形成装置内にこのプロセスカートリッジが挿入されることで該画像形成装置に設けられた駆動伝達手段と結合して駆動を受け入れる駆動受入手段を備える像保持体と、
前記像保持体の周面に接触して該周面上の不要物を掻き落とすクリーニング部材と、
前記像保持体を回転自在に保持し前記クリーニング部材が固定されたハウジングとを備え、
前記ハウジングは、前記画像形成装置内に設けられている前記プロセスカートリッジの姿勢決め用の突起に嵌り込む長孔を有し、前記長孔の長径方向が、前記像保持体の回転中心に向かっているとともに、前記像保持体が回転した状態で前記クリーニング部材が前記像保持体の周面から不要物を掻き落とす際に該周面から受ける反力の方向と略直交していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
駆動伝達手段と突起が設けられた筐体；
前記筐体に対して挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジであって、
回転しながら周面に像が形成されその形成された像を保持するロール状の像保持体であって、前記筐体内にこのプロセスカートリッジが挿入されることで前記駆動伝達手段と結合して該駆動伝達手段の駆動を受け入れる駆動受入手段を備えた像保持体と、
前記像保持体の周面に接触して該周面上の不要物を掻き落とすクリーニング部材と、
前記像保持体を回転自在に保持し前記クリーニング部材が固定されたハウジングであって、前記筐体内にこのプロセスカートリッジの姿勢決め用に設けられている前記突起に嵌り込む長孔が設けられ、該長孔の長径方向が、前記像保持体の回転中心に向かっているとともに、前記クリーニング部材が前記像保持体の周面から不要物を掻き落とす際に該周面から受ける反力の方向とは交わっているハウジングとを備えたプロセスカートリッジ；
前記像保持体上に像を形成する像形成部；
前記像保持体上の像を記録媒体上に転写する転写部；、および
該記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着部；
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
筐体と、
表面に像が形成されてその像を保持する像保持体と、
前記筐体に設けられたレールと、
前記像保持体を内包した、前記レールに挿抜自在な、該レールに挿入されることで該像保持体が前記筐体に対して位置決めされるプロセスカートリッジと、
前記レールの、前記プロセスカートリッジが挿入される一端に隣り合って設けられた、該レールよりも広い、該レールに挿入される前記プロセスカートリッジが載せられる載置部であって、該プロセスカートリッジの挿入に伴い該プロセスカートリッジに接触して該プロセスカートリッジを該レールへと案内する案内壁を有する載置部と、
前記筐体に対して位置決めされた像保持体の表面に像を形成する像形成部と、
前記像保持体上の像を記録媒体上に転写する転写部と、該記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記レールの奥に設けられ、前記プロセスカートリッジが該レールに挿入されることで該プロセスカートリッジと嵌り合うことで、前記像保持体を前記筐体に対して、該レールによる位置決めよりも厳密に位置決めし、該プロセスカートリッジを該レールから離間した状態に保持する保持部材を備えたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記レールが、前記保持部材によって前記筐体に対して位置決めされたものであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像形成部が、前記像保持体の表面に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像して現像像を形成するものであり、
前記転写部が、前記現像像を記録媒体上に転写するものであり、
前記転写部によって像が転写された後の前記像保持体の表面を照らすことで該表面を除電する、前記レールに固定された除電ランプを備えたことを特徴とする請求項３から５のうちいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記プロセスカートリッジが、前記像保持体の表面を帯電させる帯電器を備えたものであり、
前記レールと前記載置部とが一体化された、前記帯電器に対応する箇所に孔が穿たれたレール部材を備えたことを特徴とする請求項３から６のうちいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項１】
回転しながら周面に像が形成されその形成された像を保持する像保持体を備え、画像形成装置に本体に対して挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジであって、
前記画像形成装置内にこのプロセスカートリッジが挿入されることで該画像形成装置に設けられた駆動伝達手段と結合して駆動を受け入れる駆動受入手段を備える像保持体と、
前記像保持体の周面に接触して該周面上の不要物を掻き落とすクリーニング部材と、
前記像保持体を回転自在に保持し前記クリーニング部材が固定されたハウジングとを備え、
前記ハウジングは、前記画像形成装置内に設けられている前記プロセスカートリッジの姿勢決め用の突起に嵌り込む長孔を有し、前記長孔の長径方向が、前記像保持体の回転中心に向かっているとともに、前記像保持体が回転した状態で前記クリーニング部材が前記像保持体の周面から不要物を掻き落とす際に該周面から受ける反力の方向と略直交していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
駆動伝達手段と突起が設けられた筐体；
前記筐体に対して挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジであって、
回転しながら周面に像が形成されその形成された像を保持するロール状の像保持体であって、前記筐体内にこのプロセスカートリッジが挿入されることで前記駆動伝達手段と結合して該駆動伝達手段の駆動を受け入れる駆動受入手段を備えた像保持体と、
前記像保持体の周面に接触して該周面上の不要物を掻き落とすクリーニング部材と、
前記像保持体を回転自在に保持し前記クリーニング部材が固定されたハウジングであって、前記筐体内にこのプロセスカートリッジの姿勢決め用に設けられている前記突起に嵌り込む長孔が設けられ、該長孔の長径方向が、前記像保持体の回転中心に向かっているとともに、前記クリーニング部材が前記像保持体の周面から不要物を掻き落とす際に該周面から受ける反力の方向とは交わっているハウジングとを備えたプロセスカートリッジ；
前記像保持体上に像を形成する像形成部；
前記像保持体上の像を記録媒体上に転写する転写部；、および
該記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着部；
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
筐体と、
表面に像が形成されてその像を保持する像保持体と、
前記筐体に設けられたレールと、
前記像保持体を内包した、前記レールに挿抜自在な、該レールに挿入されることで該像保持体が前記筐体に対して位置決めされるプロセスカートリッジと、
前記レールの、前記プロセスカートリッジが挿入される一端に隣り合って設けられた、該レールよりも広い、該レールに挿入される前記プロセスカートリッジが載せられる載置部であって、該プロセスカートリッジの挿入に伴い該プロセスカートリッジに接触して該プロセスカートリッジを該レールへと案内する案内壁を有する載置部と、
前記筐体に対して位置決めされた像保持体の表面に像を形成する像形成部と、
前記像保持体上の像を記録媒体上に転写する転写部と、該記録媒体上に転写された転写像を定着させる定着部とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記レールの奥に設けられ、前記プロセスカートリッジが該レールに挿入されることで該プロセスカートリッジと嵌り合うことで、前記像保持体を前記筐体に対して、該レールによる位置決めよりも厳密に位置決めし、該プロセスカートリッジを該レールから離間した状態に保持する保持部材を備えたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記レールが、前記保持部材によって前記筐体に対して位置決めされたものであることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像形成部が、前記像保持体の表面に静電潜像を形成し、その静電潜像を現像して現像像を形成するものであり、
前記転写部が、前記現像像を記録媒体上に転写するものであり、
前記転写部によって像が転写された後の前記像保持体の表面を照らすことで該表面を除電する、前記レールに固定された除電ランプを備えたことを特徴とする請求項３から５のうちいずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記プロセスカートリッジが、前記像保持体の表面を帯電させる帯電器を備えたものであり、
前記レールと前記載置部とが一体化された、前記帯電器に対応する箇所に孔が穿たれたレール部材を備えたことを特徴とする請求項３から６のうちいずれか１項記載の画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２００９−１２２５３９（Ｐ２００９−１２２５３９Ａ）
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００７−２９８４４７（Ｐ２００７−２９８４４７）
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２１年６月４日（２００９．６．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成１９年１１月１６日（２００７．１１．１６）
【出願人】（０００００５４９６）富士ゼロックス株式会社 (21,908)
【Ｆターム（参考）】
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