説明

プロセスカートリッジ及び画像形成装置

【課題】 プロセスカートリッジの感光体ドラム位置は部品公差によって本体に対して位置精度が低下する。本体に対してプロセスカートリッジを固定するために、バネなどによる付勢部材を用いてプロセスカートリッジを挿入方向に付勢しているが、駆動時トルクや通紙による負荷が付勢部材の押し圧に勝り、プロセスカートリッジの位置が変動する。よって、画像が乱れる恐れがある。
【解決手段】 カップリングがスライドして感光体ドラムと係合する際に、カップリングがドラム軸をスライドすることで装置本体とドラム軸が係合することで感光体ドラムの位置を装置本体に対して位置決めする。
装置本体とドラム軸が直接係合し位置決めされるので、感光体ドラムの位置精度を向上する。ドラム軸の両端が本体と係合しているため、通紙や物流時などの外力がプロセスカートリッジにかかってもプロセスカートリッジの位置を安定させることができる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明はプロセスカートリッジ、及びプロセスカートリッジが取り外し可能に装着された画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【0002】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、電子写真感光体および電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザー自身で行うことができ、格段に操作性を向上させることができる。そこで、このプロセスカートリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられている。
【0003】
従来例ではプロセスカートリッジが装置本体に装着する際に、装置本体に保持された本体カップリングが感光ドラムの軸方向にスライドしてくる。それによって、感光ドラムに保持された感光ドラムカップリングと本体カップリングが係合し、印字可能状態になる。またプロセスカートリッジを装置本体から取り出す際には、本体カップリングが感光ドラムカップリングとの係合を解除する方向にスライドする。これにより、プロセスカートリッジが装置本体から取り出し可能となる(特許文献1)。
【0004】
また、プロセスカートリッジを本体挿入後に、感光ドラム軸方向にスライドさせて本体内に位置決めする方法がある。(特許文献2)
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開2001−92333
【特許文献2】特開平8−305259
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
しかしながら、前記従来例では、感光ドラムの装置本体に対する位置は、駆動側は本体枠体に対して、カップリング軸受け、カップリング、感光ドラムカップリングにより位置が決められる。一方、非駆動側は、本体枠体、プロセスカートリッジガイド、プロセスカートリッジ枠、感光ドラム軸、感光ドラム軸受けによって位置が決められる。このように非駆動側において、感光ドラムを本体枠体に対する位置決めは、感光ドラムを保持する部品やプロセスカートリッジをガイドする部品や感光ドラムを回転させる駆動部品などの複数の部品を介してなされる。そのため、これらの部品公差が、プロセスカートリッジを本体枠体に対して位置決めの精度に影響を及ぼす可能性がある。
【0007】
また、本体に対してプロセスカートリッジを固定するために、バネなどによる付勢部材を用いてプロセスカートリッジを挿入方向に付勢している。しかし、駆動時トルクや通紙による負荷が付勢部材の押し圧に勝り、プロセスカートリッジの位置が変動する可能がある。
【0008】
また、装置本体内にプロセスカートリッジを装着した状態で運搬される場合、物流時の外力によって、プロセスカートリッジが動くことを防ぐ部品を追加する必要があり、コストアップしてしまう。
【0009】
また、プロセスカートリッジをスライドさせる構成の場合は、その為の空間を確保する必要があり、本体サイズが大きくなってしまう。
【課題を解決するための手段】
【0010】
上記目的を解決するために、本出願に係る発明は、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、感光体ドラムと、前記感光体ドラムに対して、前記感光体ドラムの軸線方向に移動可能に設けられた、前記感光体ドラムを貫通するドラム軸であって、前記軸線方向の一端側に設けられた、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に前記画像形成装置本体から前記軸線方向に押圧力を受ける被押圧部と、前記軸線方向の他端側に設けられた、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に、前記被押圧部が前記押圧力を受けることによって前記画像形成装置本体に設けられた係合部と係合する被係合部であって、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に対して前記軸線方向と交差する方向の位置決めをおこなう被係合部と、を有するドラム軸と、を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【0011】
以上説明したように、装置本体と感光ドラムの貫通軸が直接係合して、プロセスカートリッジが位置決めされるので、感光ドラムの装置本体に対する位置が少ない部品で決めることができ、装置本体に対する位置を精度良く決めることができる。また、プロセスカートリッジを装置本体に装着した状態で運搬する際も、プロセスカートリッジを安定して装置本体に固定することができる。さらに感光ドラムの貫通軸のみがスライドするので、プロセスカートリッジをスライドするための空間を必要とせず、本体の大きさを小さくできる。
【図面の簡単な説明】
【0012】
【図1】第1の実施例に係る画像形成装置を示す図
【図2】(a)第1の実施例に係る印字可能状態にある感光ドラム中心の断面図、(b)第1の実施例に係る印字可能状態にある感光ドラム中心の断面図における非駆動側の拡大図、(c)第1の実施例に係る印字可能状態にある感光ドラム中心の断面図における駆動側の拡大図
【図3】(a)第1の実施例に係るプロセスカートリッジ取り出し可能状態にある感光ドラム中心の断面図、(b)第1の実施例に係るプロセスカートリッジ取り出し可能状態にある感光ドラム中心の断面図における非駆動側の拡大図、(c)第1の実施例に係るプロセスカートリッジ取り出し可能状態にある感光ドラム中心の断面図における駆動側の拡大図
【図4】(a)第2の実施例に係る印字可能状態にある感光ドラム中心の断面図、(b)第2の実施例に係る印字可能状態にある感光ドラム中心の断面図における非駆動側の拡大図、(c)第2の実施例に係る印字可能状態にある感光ドラム中心の断面図における駆動側の拡大図
【図5】(a)第2の実施例に係るプロセスカートリッジ取り出し可能状態にある感光ドラム中心の断面図、(b)第2の実施例に係るプロセスカートリッジ取り出し可能状態にある感光ドラム中心の断面図における非駆動側の拡大図、(c)第2の実施例に係るプロセスカートリッジ取り出し可能状態にある感光ドラム中心の断面図における駆動側の拡大図
【図6】(a)第3の実施例に係る印字可能状態にある感光ドラム中心の断面図、(b)第3の実施例に係る印字可能状態にある感光ドラム中心の断面図における非駆動側の拡大図
【図7】(a)第3の実施例に係るプロセスカートリッジ取り出し可能状態にある感光ドラム中心の断面図、(b)第3の実施例に係るプロセスカートリッジ取り出し可能状態にある感光ドラム中心の断面図における非駆動側の拡大図
【発明を実施するための形態】
【0013】
(実施例1)
本発明の実施例を図1、図2、図3に基づいて説明する。
【0014】
図1は、本発明の実施形態に係る、画像形成カートリッジの感光体ドラムが本体のカップリングにより駆動される画像形成装置Mの概略構成を示す図である。
【0015】
図1においては、右側が本体正面側であり、左側が本体背面側である。本体前面方向に挿抜できる給紙カセット1に収容された印字前の記録媒体である紙2は、給紙部3によって1枚ずつ給送され、搬送路4によって搬送ローラー対5へと搬送される。一方、帯電ローラー6aが感光体ドラム6bを帯電し、レーザーユニット7が発するレーザー光8により感光体ドラム6bには潜像が形成される。そして現像器6cにより感光体ドラム6bの潜像部にトナー像を形成する。その後、紙2は転写ローラー9により感光体ドラム6b上に形成されたトナー像が転写され、転写されなかったトナーはクリーナー手段6dによってプロセスカートリッジ6内部に回収される。トナー像が転写された紙2は、定着装置10により紙2にトナー像が定着される。その後、紙2は排紙ローラー11により本体前面側へ搬送され、画像形成装置Mから排出される。なお、図1に示すように、感光体ドラム6b、帯電ローラー6a、クリーナー手段6dはカートリッジ枠体19に保持されている。そして、現像器6cと合わせてプロセスカートリッジ6として一体に形成され、非駆動側ガイド12と駆動側ガイド36に沿って装置本体13に対して着脱可能な構成となっている。
【0016】
図2(a)および図3(a)は感光体ドラム6b中心における本体枠体の長手方向断面図である。図2(b)、図3(b)は非駆動側の拡大図であり、図2(c)、図3(c)は駆動側の拡大図である。本実施の形態では、プロセスカートリッジ6は、感光体ドラム6bの軸線方向に移動可能に設けられた、感光体ドラム6bを貫通するドラム軸14を有する。そして、ドラム軸14は非駆動本体枠体15に形成された係合部15aと係合した第1の位置(図2a)と、係合部15aと離間した第2の位置(図3a)とに移動可能である。ここで、ドラム軸14は、係合部15aと係合する被係合部14bを有する。
【0017】
また、感光体ドラム14は感光体ドラム14の軸線方向の一端側に設けられたドラムカップリング16と、他端側に設けられたドラム軸受け17を介して、ドラム軸14に回転可能に保持されている。ドラム軸14は受け部14aが設けられている。付勢部材18はドラム軸受け17とドラム軸14の受け部14aの間に配置され、ドラム軸14を図3(a)の矢印方向に付勢している。カートリッジ枠体19はドラムカップリング16とドラム軸14に保持されている。非駆動側ガイド12は非駆動側本体枠体15に保持され、駆動側ガイド36は駆動本体枠体35に保持され、プロセスカートリッジ6の着脱方向を規制している。本体カップリング20は駆動本体枠体15に保持されたカップリング軸受け21に保持され、不図示の本体ドアの開閉動作に連動した不図示のカムによって図2(a)の矢印方向に動く。非駆動側本体枠体15はドラム軸14と係合する係合部15aを有している。
【0018】
プロセスカートリッジ6は非駆動側ガイド12と駆動側ガイド36にガイドされ、本体内の所定の位置まで挿入される。不図示の本体ドアを閉じる動作により、不図示のカムが本体カップリング20を図2(c)の矢印方向にスライドする。それによって、本体カップリング20とドラムカップリング16が係合することで、不図示の駆動機構と連結される。また、本体カップリング20はドラム軸14に当接するため、ドラム軸14の軸線方向の他端側に設けられた被押圧部14cは本体カップリング20から押圧力を受け、図2(c)の軸線方向である矢印方向にスライドする。そして、非駆動側本体枠体15の係合部15aと、ドラム軸14の係合部14bとが係合されて、プロセスカートリッジ6の装置本体に対して、軸線方向と交差する方向の位置決めがされる。(第一の位置)
プロセスカートリッジ6を取り出す際は、不図示の本体ドアを開ける動作により、不図示のカムが本体カップリング20を図3(c)の矢印方向にスライドし、カップリング30とドラムカップリング16の係合が解除される。ドラム軸14は付勢手段18により図3(c)の矢印方向にスライドし、非駆動側本体枠体15の係合部15aから離間した位置に移動する。(第二の位置)。よってプロセスカートリッジ6は装置本体13から取り出すことができる。
【0019】
感光体ドラム6bは、ドラム軸受け17とドラムカップリング16を介してドラム軸14に保持されており、ドラム軸14は本体枠体係合部15aと本体カップリング20に直接係合している。そのため感光体ドラム6bは非駆動側本体枠体15に対して少ない部品を介して位置が決められるので、部品公差が小さくでき精度良く位置を決められ、正確な印字を実現することができる。また、ドラム軸14が非駆動側本体枠体15と係合しているため、プリント時の紙の剛性による感光体ドラム6bへの外力で感光体ドラム6bの位置が移動することがなく、プロセスカートリッジ6を付勢するためのバネなどの付勢手段が必要ない。
【0020】
また、物流時の省スペース化のために、プロセスカートリッジ6を装置本体13内に装着した状態で出荷(運搬)する場合がある。
本実施例ではプロセスカートリッジ6が非駆動側本体枠体15と本体カップリング20に係合しているため、物流時の衝撃によってプロセスカートリッジ6が装置本体13の外へ飛び出すことがない。そのため、プロセスカートリッジ6が装置本体13外部へ飛び出すことを防ぐために装置本体13内に挿入する緩衝材が必要なく、コストダウンを実現できる。
【0021】
また、プロセスカートリッジ6全体をスライドする場合と比較して、装置本体13内部に挿入後に感光体ドラム6bに駆動力を伝達するための本体カップリング20によってドラム軸14のみスライドされる。したがって、装置本体13の開口部を広げることがなく、またプロセスカートリッジをスライドさせるための空間の必要もないので、装置本体の小型化を実現できる。さらにスライドさせる力も小さくて済む。
【0022】
(実施例2)
本発明の実施例を図4、図5に基づいて説明する。なお、実施例1との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。図4(a)および図5(a)は感光体ドラム6b中心における装置本体の長手方向断面図である。図4(b)、図5(b)は非駆動側の拡大図であり、図4(c)、図5(c)は駆動側の拡大図である。実施例1と違っている特徴的な点は、接点部材22が付勢手段を兼ねていることである。
【0023】
接点保持部材23は非駆動側装置本体15に設けられ、付勢接続手段である接点部材22を保持している。
接点部材22は導電体であり、第一の位置にあるドラム軸24と導通している。また、接点部材22はプロセスカートリッジガイド25のb面よりも低い位置に設けられている。
【0024】
ドラム軸受17、ドラム軸24、ドラム軸受17、ドラム軸24、接点部材22、接点保持部材23は導電体である。非駆動側本体枠対15は金属である。
【0025】
本実施の形態では、プロセスカートリッジ6は非駆動側ガイド25と駆動側ガイド36にガイドされ、装置本体M内の所定の位置まで装着される。不図示の本体ドアを閉じる動作により、不図示のカムが本体カップリング20を図4(c)の矢印方向にスライドする。スライドにより、本体カップリング20はドラム軸24と係合し、本体カップリング20とドラムカップリング16が係合することで、不図示の駆動機構と連結される。また、本体カップリング20はドラム軸24の被押圧部24cに当接する。そして、ドラム軸24は図4(a)の矢印方向にスライドし、ドラム軸24の被係合部24bが非駆動側本体枠体15の係合部15aと係合され位置が決まる(第一の位置)。また、接点部材22とドラム軸24が接触し導通する。よって、感光体ドラム6bはドラム軸受17、ドラム軸24、接点部材22、接点保持部材23、非駆動本体枠体15の経路でアースされる。
【0026】
プロセスカートリッジ6を取り出す際は、不図示の本体ドアを開ける動作により、不図示のカムが本体カップリング20を図5(a)の矢印方向にスライドし、本体カップリング20とドラムカップリング16の係合は解除される。ドラム軸24は接点部材22により、図5(a)の矢印方向にスライドし、被係合部24bが非駆動側本体枠体15の係合部15aから離間した位置に移動する(第二の位置)。よってプロセスカートリッジ6は装置本体との係合が解除され、本体から取り出すことができる。プロセスカートリッジ6を本体から取り出した状態では、ドラム軸24を付勢する手段がなく、ドラム軸24が図4(a)の矢印方向にスライドする可能性がある。しかし、プロセスカートリッジ6を装置本体に挿入する際に、非駆動側ガイド25の不図示のガイド形状により、飛び出たドラム軸24を図5(a)の矢印方向に戻すことで、挿入時のユーザビリティを損ねることはない。
【0027】
プロセスカートリッジ6が装置本体から取り出されたときに、接点部材22が非駆動側ガイド25のb面よりも低い位置にある。そのため、紙詰まり処理などによりユーザーが本体内に手を入れた際に触れることがなく、接点が汚れることによる接点不良を防ぐことができる。
【0028】
また、接点部材22が付勢手段を兼ねているため部品点数を少なくでき、低コストで実施することができる。
【0029】
(実施例3)
本発明の実施例を図6、図7に基づいて説明する。なお、実施例1、実施例2との共通箇所には同一符号を付して説明を省略する。図6(a)および図7(a)は感光体ドラム6b中心における装置本体の長手方向断面図である。図6(b)、図7(b)は非駆動側の拡大図であり、図6(c)、図7(c)は駆動側の拡大図である。
【0030】
実施例1、実施例2と違っている特徴的な点は、ドラム軸26にプロセスカートリッジや装置本体に関する情報を記憶する記憶手段27が設けられ、記憶手段27と装置本体を電気的に接続する電気接続手段28が本体14に設けられていることである。
【0031】
ドラム軸26は、端部に記憶手段27が設けられ、受け部26aが設けられている。また、回転方向の位相が一定になるように、プロセスカートリッジ枠19に設けられている。
【0032】
記憶手段27は、プロセスカートリッジや装置本体に関する情報を記憶する。
電気接続手段28は、記憶手段27と装置本体を電気的に接続し、非駆動側ガイド25よりも低く退避した位置の非駆動側本体枠体15に設けられる。
【0033】
本実施の形態では、プロセスカートリッジ6は非駆動側ガイド25にガイドされ、本体内の所定の位置まで挿入される。不図示の本体ドアを閉じる動作により、不図示のカムが本体カップリング20を図6(c)の矢印方向にスライドする。スライドにより、本体カップリング20はドラム軸26と係合し、本体カップリング20とドラムカップリング16が係合することで、不図示の駆動機構と連結される。また、本体カップリング20はドラム軸26の被押圧部26cに当接する。そして、ドラム軸26は図6(a)の矢印方向にスライドし、ドラム軸26の被係合部26bが非駆動側本体枠体15の係合部15aと係合され位置が決まる(第一の位置)。また、記憶手段27と電気接続手段28が接続される。電気接続手段28は不図示のリード線を介して、不図示の装置本体の制御部と電気的通信を行う。
【0034】
プロセスカートリッジ6を取り出す際は、不図示の本体ドアを開ける動作により、不図示のカムが本体カップリング20を図7(a)の矢印方向にスライドし、本体カップリング20とドラムカップリング16の係合は解除される。ドラム軸24は付勢手段18により、図7(a)の矢印方向にスライドし、被係合部26bが非駆動側枠体15の係合部15aから離間した位置に移動する(第二の位置)。よってプロセスカートリッジ6は装置本体との係合が解除され、本体から取り出すことができる。また、記憶手段27と電気接続手段28の電気的接続は解除される。
【0035】
プロセスカートリッジ6が取り出されたときに、電気接続手段28は非駆動側ガイド25のb面よりも低い位置にある。そのため、紙詰まり処理などによりユーザーが本体内に手を入れた際に触れることがなく、電気接続手段が汚れることや変形することによる電気的接続不良を防ぐことができる。また、ユーザーが有する静電気などによる電気接続手段へのトラブルが生じることがない。また、電気接続手段28は記憶手段27のドラム軸方向の動きに追従して動くため接点圧は安定し、記憶手段27を保持するドラム軸26は装置本体14に係合してスライドするため、高い位置精度を得ることができる。
【符号の説明】
【0036】
6 プロセスカートリッジ
13 装置本体
14 ドラム軸
14a 受け部
15 非駆動側枠体
15a 係合部
16 感光体ドラムカップリング
17 ドラム軸受け
18 付勢部材
19 カートリッジ枠体
20 カップリング
21 カップリング軸受け
22 接点部材
23 接点保持部材
24 ドラム軸
25 非駆動側ガイド
26 ドラム軸
26a 受け部
27 記憶手段
28 電気接続手段
29 プロセスカートリッジ
29b 感光体ドラム
30 非駆動側ガイド
31 装置本体
32 プロセスカートリッジ枠
33 ドラム軸
34 カップリング
35 駆動装置本体
36 駆動側ガイド
37 非駆動本体枠体
38 非駆動側ガイド

【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに対して、前記感光体ドラムの軸線方向に移動可能に設けられた、前記感光体ドラムを貫通するドラム軸であって、前記軸線方向の一端側に設けられた、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に前記画像形成装置本体から前記軸線方向に押圧力を受ける被押圧部と、前記軸線方向の他端側に設けられた、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に、前記被押圧部が前記押圧力を受けることによって前記画像形成装置本体に設けられた係合部と係合する被係合部であって、前記プロセスカートリッジを前記画像形成装置本体に対して前記軸線方向と交差する方向の位置決めをおこなう被係合部と、を有するドラム軸と、
を有するプロセスカートリッジ。
【請求項2】
前記感光体ドラムの前記軸線方向の一端側には、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に前記画像形成装置本体に設けられた本体カップリングと係合して、前記感光体ドラムを駆動する駆動力が伝達されるドラムカップリングであって、前記ドラム軸が貫通するドラムカップリングが設けられており、前記被押圧部は前記本体カップリングから前記押圧力を受けることを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項3】
前記感光体ドラムは、前記ドラム軸を前記軸線方向において前記他端側から前記一端側に向かって付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項1又は2に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項4】
前記ドラム軸の前記他端側には、前記プロセスカートリッジが前記画像形成装置本体に装着された際に前記装置本体に設けられた電気接続手段と接続して前記装置本体と通信をおこなう記憶手段を備えていることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項5】
記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
(a)係合部と、
(b)前記画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着されたプロセスカートリッジであって、
感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに対して、前記感光体ドラムの軸線方向に移動可能に設けられた、前記感光体ドラムを貫通するドラム軸であって、前記軸線方向の一端側に設けられた、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に前記装置本体から前記軸線方向に押圧力を受ける被押圧部と、前記軸線方向の他端側に設けられた、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記被押圧部が前記押圧力を受けることによって前記係合部と係合する被係合部であって、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に対して前記軸線方向と交差する方向の位置決めをおこなう被係合部と、を有するドラム軸と、
を有するプロセスカートリッジと、
(c)前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項6】
更に、前記画像形成装置は、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に前記感光体ドラムの前記軸線方向の一端側に設けられたドラムカップリングと係合して前記感光体ドラムを駆動する駆動力を伝達する本体カップリングであって、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に前記軸線方向に移動して前記被押圧部を押圧する本体カップリングを備えていることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
【請求項7】
更に、前記画像形成装置は、前記ドラム軸を前記軸線方向において前記他端側から前記一端側に向かって付勢する付勢部材を有することを特徴とする請求項5又は6に記載の画像形成装置。
【請求項8】
更に、前記画像形成装置は、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ドラム軸の前記他端側に設けられた記憶手段と接続して前記装置本体と通信をおこなう電気接続手段を有することを特徴とする請求項5乃至7のいずれか1項に記載の画像形成装置。

【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2012−53402(P2012−53402A)
【公開日】平成24年3月15日(2012.3.15)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−197848(P2010−197848)
【出願日】平成22年9月3日(2010.9.3)
【出願人】(000001007)キヤノン株式会社 (59,756)
【Fターム(参考)】