説明

プロセスカートリッジ、これを用いる画像形成装置

【課題】画像形成装置やプロセスカートリッジを大型化することなく、生産性が良好で回転体の回転ムラが良好なものにする。
【解決手段】プロセスカートリッジ10のカップリング11の一部はフライス11B形状をなし、駆動軸12の軸心に対称である。バネ13とカップリング11を駆動軸12にネジ締結する際、フライス部11Bを工具で把持し、締結トルクによる駆動軸12の回転を容易に防止し、確実にネジ締結する。フライス部11Bとネジ締結位置が近いため、締結トルクがプロセスカートリッジ10全体にかからず、ねじれない。ネジ締結位置に近い駆動軸12にフライス部12Aを設けても良い。カップリングの一部に貫通穴11Cを設け、貫通穴11Cにピンを差し込むことで、ネジ締結時の回転を容易に防止できる。ネジ締結位置に近い駆動軸12に貫通穴12B設けても良い。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に搭載されるプロセスカートリッジと、これを搭載する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献1に開示されているプロセスカートリッジは、その駆動軸に外歯のカップリングを具備し、このカップリングは駆動軸とネジにより止められており、画像形成装置本体にある駆動ユニットの内歯カップリングに嵌合することで、お互いの軸芯を合わせる構成となっている(発明の詳細な説明の段落0009、図面の図1参照)。この特許文献1に開示されているプロセスカートリッジでは、外歯と内歯の噛み合いによるカップリングを用いたことで、回転時常に複数枚の歯が噛み合うので、1回転周期中での急激な速度変動を無くし、滑らかな回転を維持することができるとされている。またカップリングと駆動軸は、ネジ止めだけではなく、Dカットや小判形状により止めることも可能と開示されている。特許文献2にも同様のカップリングが開示されている。
【0003】
【特許文献1】特開2008-58360号公報
【特許文献2】特開2007-108349号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
しかしながら、プロセスカートリッジの画像形成装置に対するスラスト方向の位置決めをするためや、プロセスカートリッジのセット感を高めるためには、プロセスカートリッジを付勢部材によりスラスト方向に付勢する必要がある。このため、付勢部材を画像形成装置本体またはプロセスカートリッジに設けなければならない。上記特許文献に開示されている発明のように外歯、内歯を用いたカップリングで装置本体から駆動伝達する場合、特に装置本体側のカップリングと駆動ギヤが一体となっている場合は、付勢部材を画像形成装置本体に設けるよりもプロセスカートリッジに設ける方が画像形成装置の縮小化が可能である。
【0005】
すなわち、付勢部材をプロセスカートリッジのカップリング内でカップリングと一体に駆動軸にネジ止めすることで、プロセスカートリッジが付勢部材により拡大化することはなく、かつ画像形成装置の縮小化が可能となる。
【0006】
その一方、プロセスカートリッジ生産工程において、カップリングと付勢部材を駆動軸にネジ止めする際に、駆動軸または駆動軸と一体となった回転体、例えば感光体ドラム等を把持しなければ、ネジ締付けトルクにより回転してしまうためネジ止めすることができない。外歯のカップリングを備えている場合、外歯部を把持することでネジ締め時の回転を防止することができる。
【0007】
しかしながら、高精度回転をするためにカップリングの外歯は高精度で仕上げてあるのが通常であり、そのようなカップリングを把持することで外歯部にキズをつけたり、最悪の場合には破損させてしまうおそれがある。
【0008】
また、回転体には回転体周辺装置、例えばクリーニングブラシへの駆動伝達のためのギヤが一体となっている場合もあるが、このギヤを把持した場合も同様にギヤ部にキズをつけたり、破損してしまう恐れがある。
【0009】
また、回転体表面を把持すると表面が傷つくため、表面を把持することはできない。一般にプロセスカートリッジのカートリッジ枠体と回転体の隙間はほんのわずかであるため、これらの隙間を利用して回転を防止することは困難である。これができたとしても、作業の効率性が悪い。また、ネジ近傍ではない箇所を把持して回転を防止すると、締付けトルクが加わることでプロセスカートリッジ全体や回転体に捩れが発生してしまう。
【0010】
このようにネジ締結時の回転を容易かつ確実に防止することが難しいという問題があった。
【0011】
本発明は前記問題点にかんがみてなしたものであり、画像形成装置やプロセスカートリッジを大型化することなく、生産性が良好で回転体の回転ムラが良好であるプロセスカートリッジ、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】
【0012】
本発明のプロセスカートリッジのうち請求項1に係るものは、像担持体と、現像手段、帯電手段、潤滑剤塗布手段及びクリーニング手段のうちの少なくとも1つとを一体に構成し、画像形成装置本体に対し着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、前記画像形成装置本体からの駆動力を内部の駆動軸に伝達するためのカップリングとスラスト方向に付勢するため付勢部材と前記駆動軸の回転防止手段とを備え、これらカップリングと付勢部材とを前記駆動軸にネジ止めし、前記駆動軸の回転防止手段を前記ネジ止め用のネジ近傍に備えていることを特徴とする。
【0013】
請求項2に係るものは、請求項1のプロセスカートリッジにおいて、前記回転防止手段を前記カップリングに備えていることを特徴とする。
【0014】
請求項3に係るものは、請求項1のプロセスカートリッジにおいて、前記回転防止手段を前記駆動軸に備えていることを特徴とする。
【0015】
請求項4に係るものは、請求項1から3のいずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記回転防止手段が前記駆動軸の軸心に対して対称形状をなすことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【0016】
請求項5に係るものは、請求項1から3のいずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記回転防止手段が、前記駆動軸もしくは前記カップリング、または前記駆動軸と前記カップリングの両方を貫通する貫通穴であることを特徴とする。
【0017】
請求項6に係る画像読取装置は、請求項1から4のいずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記回転防止手段が、前記駆動軸もしくは前記カップリング、または前記駆動軸と前記カップリングの両方の外周にあるフライス面であることを特徴とする。
【0018】
請求項7に係る画像形成装置は、請求項1から6のいずれかのプロセスカートリッジを搭載することを特徴とする。
【発明の効果】
【0019】
本発明によれば、回転防止手段をネジ近傍に備えることで、ネジ締め時の回転体の回転とねじれを防止し、ネジ締結を確実に行える。
【発明を実施するための最良の形態】
【0020】
以下に、本発明を実施するための最良の形態を、図1から図7に基づいて説明する。ただし、これらは一実施形態にすぎず本発明の特許請求の範囲を限定するものではない。
【実施例1】
【0021】
図2は本発明の実施対象となる画像形成装置の一例として、カラー画像形成装置の構成を示す図である。このカラー画像形成装置は、イエロー(以下Y)、シアン(以下C)、マゼンダ(以下M)、ブラック(以下K)の4色トナーから一画像を形成する装置である。またこの画像形成装置は、像担持体として4つの感光体1Y、1C、1M、1Kを備えており、それぞれ中間転写ベルト21に接触しながら図中Aの方向に回転駆動する。
【0022】
図2は4つのプロセスカートリッジ10のうちの1つの概略断面図で、4色とも同一構成のため1つについて図示する。各作像ユニットは、各感光体1(φ30mm)の周りに、感光体1表面に電荷を与える帯電装置2、感光体1表面に形成された潜像を各色トナーで現像してトナー像とする現像装置4、感光体1表面に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布装置3、トナー像転写後の感体光1表面のクリーニングをするクリーニング装置5がそれぞれ配置されている。
【0023】
次にこのカラー画像形成装置でカラー画像を得る過程について説明する。図1において図中左からY、C、M、Kのトナーが充填されたトナーを補給するトナーボトル6から図示しない搬送経路によって、所定の補給量だけ各色の現像装置4にトナーが補給される。転写紙24が、給紙コロ25でフィードされ、2次転写ローラ23と中間転写ベルト21のニップに搬送される。
【0024】
あらかじめ帯電ローラ2によって一様に帯電された感光体ドラム1は、書き込みユニット40によってレーザー光にて露光走査され、感光体ドラム1上に静電潜像が作られる。各静電潜像は、それぞれ各色の現像装置4により現像され、これにより感光体ドラム1表面にY、C、M、Kのトナー像が形成される。次に転写ローラ20に電圧が印加され各感光体ドラム1上のトナーが、中間転写ベルト21上に順次転写されていく。
【0025】
このとき、各色の作像動作は、そのトナー像が中間転写ベルト21の同じ位置に重ねて転写されるように、上流側から下流側に向けてタイミングをずらして実行される。中間転写ベルト21上に形成された画像は、2次転写ローラ23の位置まで搬送され転写紙24に2次転写される。各色のトナー像が転写された転写紙24は定着ユニット30に搬送されて熱定着され排紙ローラ31で排紙される。なお、感光体上ドラム1上の残留トナーは、それぞれのクリーニング手段5によって、また中間転写ベルト21上の残留トナーは転写クリーニング手段22によってクリーニングされ、これらの廃トナーは各クリーニングユニット内の廃トナー搬送スクリュにより、プロセスカートリッジから画像形成装置に設けられた図示しない廃トナーボトルに排出される。
【0026】
図3から図7によりプロセスカートリッジ10について説明する。
図3(A)はプロセスカートリッジ10の概観図である。プロセスカートリッジ10後方には画像形成装置本体100からの駆動を伝達するカップリング11を備えている。カップリング11外周は平歯車11Aとなっている。また、図3(B)に示すように、プロセスカートリッジ10の前方横には突起上のストッパー16が設けてあり、このストッパー16が画像形成装置本体100にあるレール17の開口部17Aに突き当たる事で、プロセスカートリッジ10の画像形成装置に対するスラスト位置が決まる。
【0027】
図4はプロセスカートリッジ10後方の駆動軸12を中心とした断面図である。外歯11Aを備えたカップリング11は感光体1と一体となった駆動軸12にバネ13と共に軸長手方向でネジ止めされている。駆動軸12はプロセスカートリッジ枠体に圧入された軸受15により支持されている。
【0028】
図5は画像形成装置本体100側のカップリング51であり、プロセスカートリッジ10のカップリング11との嵌合部と、駆動モータ50からの駆動を伝達するハスバ歯車51Bが一体となっている。嵌合部の内周は平歯車51Aとなっている。
【0029】
図6はプロセスカートリッジ10が画像形成装置本体100に装着されたときのプロセスカートリッジ10後方の駆動軸12を中心とした断面図である。プロセスカートリッジ10のカップリング11外周の平歯車11Aと画像形成装置本体100側のカップリング51内周の平歯車51Aが嵌合することで、駆動が伝達される。これにより平歯車11Aと平歯車51Aの複数の歯が噛み合うので、1回転周期中での急激な速度変動を無くし、滑らかな回転を維持することができる。さらに画像形成装置本体100側カップリング51内周の突起51Cによりプロセスカートリッジ10のバネ13が押される。これによりプロセスカートリッジ10全体が前方に付勢される。
【0030】
上述のように付勢力がある状態で、プロセスカートリッジ10のストッパー16が画像形成装置本体100のレール17の開口部17Aに到達すると、ストッパー16が開口部より飛び出る構成となっている。この飛び出たストッパー16の一面がレール開口部17Aのエッジ部に突き当たることで、プロセスカートリッジ10の画像形成装置本体100に対するスラスト位置が決まる。このようにバネ13を画像形成装置本体100側に配置せずにプロセスカートリッジ10のカップリング11内周にネジ止めすることで、画像形成装置本体100を大きくすることなく、カップリング11とプロセスカートリッジ10全体を効率良く付勢できる。またバネ13による付勢力とストッパー16が開口部17Aから飛び出した際にクリック感が発生するため、プロセスカートリッジのセット感覚が高い。
【0031】
図7(A)はカップリング11の概観図である。カップリング11の一部はフライス11B形状をしており、駆動軸12の軸心に対称になっている。バネ13とカップリング11を駆動軸12にネジ締結する際、このフライス部11Bを工具で把持することで、締結トルクによる駆動軸12の回転を容易に防止でき、確実にネジ締結できる構成となっており、プロセスカートリッジの生産効率が高い。またフライス部11Bとネジ締結位置は近いため、締結トルクがプロセスカートリッジ10全体にかかることはなく、ねじれることも無い。特に小口径感光体ドラム(φ30mm以下)を用いた小型のプロセスカートリッジでは効果は高い。図7(B)に示すようにネジ締結位置に近い駆動軸12にフライス部12Aを設けても良い。また図7(C)に示すように、カップリングの一部に貫通穴11Cを設け、貫通穴11Cにピンを差し込むことで、ネジ締結時の回転を容易に防止できる。さらに、図7(D)に示すようにネジ締結位置に近い駆動軸12に貫通穴12B設けても良い。
【0032】
すなわち、回転防止手段をネジ近傍に備えることで、ネジ締め時の回転体の回転とねじれを防止し、ネジ締結を確実に行える。そして、回転防止手段がカップリングに備えることで、ネジ締め時の回転体の回転とねじれを防止し、ネジ締結を容易かつ確実に行え、また回転防止手段が駆動軸に備えていることで、ネジ締め時の回転体の回転とねじれを防止でき、回転防止手段が駆動軸の軸心に対し対称形状となっていることで、ネジ締め時の回転体の回転とねじれを防止し、ネジ締結をより確実に行えるようになる。また回転防止手段が駆動軸もしくはカップリング、または両方を貫通する貫通穴である構成とすることで、ネジ締め時の回転体の回転とねじれを防止し、ネジ締結を容易かつより確実に行える。回転防止手段が駆動軸もしくはカップリング、または両方の外周にあるフライス面であることでも、ネジ締め時の回転体の回転とねじれを防止し、ネジ締結を容易かつより確実に行える。
【図面の簡単な説明】
【0033】
【図1】図1は従来および本発明における実施例のカラー画像形成装置構成図
【図2】4つのプロセスカートリッジのうちの1つの概略断面図
【図3】プロセスカートリッジの概観図(A)とその拡大部分図(B)
【図4】プロセスカートリッジ後方の駆動軸を中心とした断面図
【図5】画像形成装置本体側のカップリングの概観図
【図6】プロセスカートリッジを画像形成装置に装着したときのプロセスカートリッジ後方の駆動軸を中心とした断面図
【図7】カップリングの概観図(A)と断面図(B)、変形例の概観図(C)、他の変形例の断面図(D)
【符号の説明】
【0034】
1:感光体
2:帯電装置
3:潤滑剤塗布装置
4:現像装置
5:クリーニング装置
6:トナーボトル
10:プロセスカートリッジ
11:カップリング
11A:平歯車(外歯部)
11B:フライス部
11C:貫通穴
12:駆動軸
12A:フライス部
12B:貫通穴
13:バネ
14:ネジ
15:軸受
16:ストッパー
17:レール
17A:レール開口部
20:転写ローラ
21:中間転写ベルト
22:転写クリーニング手段
23:2次転写ローラ
24:転写紙
25:給紙コロ
30:定着ユニット
31:排紙ローラ
40:書き込みユニット
50:駆動モータ
51:駆動ギヤカップリング
51A:平歯車(内歯部)
51B:ハスバ歯車
51C:突起
100:画像形成装置本体


【特許請求の範囲】
【請求項1】
像担持体と、現像手段、帯電手段、潤滑剤塗布手段及びクリーニング手段のうちの少なくとも1つとを一体に構成し、画像形成装置本体に対し着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
前記画像形成装置本体からの駆動力を内部の駆動軸に伝達するためのカップリングとスラスト方向に付勢するため付勢部材と前記駆動軸の回転防止手段とを備え、
これらカップリングと付勢部材とを前記駆動軸にネジ止めし、
前記駆動軸の回転防止手段を前記ネジ止め用のネジ近傍に備え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】
請求項1のプロセスカートリッジにおいて、前記回転防止手段を前記カップリングに備えていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項3】
請求項1のプロセスカートリッジにおいて、前記回転防止手段を前記駆動軸に備えていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項4】
請求項1から3のいずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記回転防止手段が前記駆動軸の軸心に対して対称形状をなすことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項5】
請求項1から3のいずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記回転防止手段が、前記駆動軸もしくは前記カップリング、または前記駆動軸と前記カップリングの両方を貫通する貫通穴であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項6】
請求項1から4のいずれかのプロセスカートリッジにおいて、前記回転防止手段が、前記駆動軸もしくは前記カップリング、または前記駆動軸と前記カップリングの両方の外周にあるフライス面であることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項7】
請求項1から6のいずれかのプロセスカートリッジを搭載することを特徴とする画像形成装置。


【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【図5】
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【図6】
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【図7】
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【公開番号】特開2010−96815(P2010−96815A)
【公開日】平成22年4月30日(2010.4.30)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2008−264966(P2008−264966)
【出願日】平成20年10月14日(2008.10.14)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】