プロセスカートリッジ及び画像形成装置
【課題】本発明は感光体ドラムに負荷トルクを与える際にフレームの側面方向に荷重がかからず、フレームの変形や撓み等は発生せず、色ずれ等のない良好な印刷が可能となるプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【解決手段】本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジであって、静電潜像を形成する感光体ドラムと、感光体ドラムに固定された筒状の取付部を有するフランジと、フランジの取付部に摺動可能に圧入される負荷部材と、フランジを保持するためのフレームとを有し、フレームは感光体ドラムの軸方向で感光体ドラム側に突出するフック部を備え、負荷部材の一端部はフック部の規制面によって回転を規制されることを特徴とする。
【解決手段】本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジであって、静電潜像を形成する感光体ドラムと、感光体ドラムに固定された筒状の取付部を有するフランジと、フランジの取付部に摺動可能に圧入される負荷部材と、フランジを保持するためのフレームとを有し、フレームは感光体ドラムの軸方向で感光体ドラム側に突出するフック部を備え、負荷部材の一端部はフック部の規制面によって回転を規制されることを特徴とする。
【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当該プロセスカートリッジを用いて印刷を行う画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を採用する複写機やレーザプリンタ、ファクシミリ等といった画像形成装置では、プロセスカートリッジが使用されている。ここで、プロセスカートリッジとは、帯電、現像又はクリーニングの各手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化したものである。
【０００３】
このようなプロセスカートリッジについては種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１に開示されているように、従来の画像形成装置に装備されているプロセスカートリッジでは、感光ドラムの速度ムラを抑制するためにトルク付与部材を用いて負荷トルクを与えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１８０５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構成のプロセスカートリッジでは、フレーム側面に大きな荷重がかかるため、フレーム強度が十分でないと変形や歪みが発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の技術的な課題に鑑み、感光体ドラムに負荷トルクを与える際にフレームの側面方向に荷重がかからず、フレームの変形や撓み等は発生せず、色ずれ等のない良好な印刷が可能となり、更に感光体ドラムの軸方向のガタが発生しても、新たな部材を追加することなく、或いは負荷部材を脱落することなく確実に設置できるプロセスカートリッジ及び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】
【０００７】
上述技術的な課題を解決するため、本発明の一態様に係るプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジであって、静電潜像を形成する感光体ドラムと、前記感光体ドラムに固定された筒状の取付部を有するフランジと、前記フランジの前記取付部に摺動可能に圧入されるコイル形状の負荷部材と、前記フランジを保持するためのフレームと、を有し、前記フレームは前記感光体ドラムの軸方向で前記感光体ドラム側に突出する凸部を備え、前記負荷部材の一端部は前記凸部の規制面によって回転を規制されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置によれば、感光体ドラムに負荷トルクを与える際にフレームに荷重がかからず、フレームの変形や撓み等は発生せず、色ずれ等のない良好な印刷が可能となり、更に感光体ドラムの軸方向のガタが発生しても、新たな部材を追加することなく、或いは負荷部材を脱落することなく確実に設置できることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】図１におけるプロセスカートリッジの詳細な構成を示す図である。
【図３】図２におけるフランジの詳細な構成を示す図である。
【図４】図２における感光体ドラムにフランジを取り付け、該フランジに負荷部材を取り付けた様子を示す図である。
【図５】図２のプロセスカートリッジにおける感光体ドラムの支持構成を詳細に示す図である。
【図６】図２のプロセスカートリッジにおける感光体ドラムがフレームに固定された軸受によって回転可能に支持される前の様子を示す図である。
【図７】図２のプロセスカートリッジにおける感光体ドラムがフレームに固定された軸受によって回転可能に支持された後の様子を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るプロセスカートリッジにおける感光体ドラムの支持構成を詳細に示す図である。
【図９】図８のプロセスカートリッジにおける感光体ドラムがフレームに固定された軸受によって回転可能に支持された後の様子を示す図である。
【図１０】図９におけるＡ方向矢視図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るプロセスカートリッジにおける感光体ドラムの支持構成を詳細に示す図である。
【図１２】図１１のプロセスカートリッジにおける感光体ドラムがフレームに固定された軸受によって回転可能に支持された後の様子を示す図である。
【図１３】図１２におけるＢ方向矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のプロセスカートリッジ及び画像形成装置に係る好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本発明のプロセスカートリッジ及び画像形成装置は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
【００１１】
（第１の実施形態）
【００１２】
図１には本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１の構成を示し説明する。
【００１３】
同図に示されるように、画像形成装置１は、CMYK、即ちシアン色（C：Cyan）、マゼンタ色（M：Magenta）、イエロー色（Y：Yellow）、及びブラック色（K：Key Plate）の各色に対応する画像情報に基づいて記録媒体４に印刷するプロセスカートリッジ２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ及び２Ｋを備えている。即ち、画像形成装置１内のプロセスカートリッジ２は、CMYKの各色に対応する画像情報を現像するプロセスカートリッジ２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、及び２Ｋから成るが、これらは互いに略同一の構成であるため、以下の説明においては符号２を用いて総称し、その詳細は後に詳述する。
【００１４】
この画像形成装置１は、更に給紙科カセット５を始点とし、後段のプロセスカートリッジ２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、及び２ＫでCMYKの各色に対応する画像情報を印刷した記録媒体４が排出されるスタッカ１９を終点とする略Ｓ字状の用紙搬送経路３を備えている。即ち、この画像形成装置１内の用紙搬送経路３は、記録媒体４を収納した給紙カセット５を始点とし、ホッピングローラ６、レジストローラ７、転写ベルト１０、定着器１５、排出ローラ１８を経て、スタッカ１９を終点とする経路から構成される。以下、図１を参照して、用紙搬送経路３に含まれる、これら各構成部材等について詳細に説明する。
【００１５】
記録媒体４は、プロセスカートリッジ２によって形成されたトナー画像を形成させるための記録用紙である。例えば、紙等の記録用紙等がこれに相当するが、これには限定されない。給紙カセット５は、記録媒体４を複数枚収納が可能なケース部材で、画像形成装置１に対して着脱可能となっている。ホッピングローラ６は、給紙カセット５に収納された記録媒体４を１枚ずつ分離して用紙搬送路３に送り出すための部材である。即ち、ホッピングローラ６は、記録媒体４に圧接し、記録媒体４を１枚ずつ繰り出させる。レジストローラ７は、ホッピングローラ６によって分離された記録媒体４を斜行させず搬送するための搬送ローラとして機能する。そして、転写ベルト１０は、記録媒体４を吸着させてプロセスカートリッジ２の下部を搬送させる無端状のベルトである。即ち、転写ベルト１０は静電吸着された被転写媒体である記録媒体４をプロセスカートリッジ２の複数の画像転写位置に搬送する役割を担っている。
【００１６】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド２３は、複数のＬＥＤ素子、レンズアレイ、及びＬＥＤ駆動素子等から構成される露光源である。このＬＥＤヘッド２３は、ここでは不図示の制御部より送られる画像情報に対応した光を後述する感光体ドラム２１（図２で後述）の表面に照射して、感光体ドラム２１の表面に静電潜像を形成する。即ち、感光体ドラム２１は、上記光の照射により、静電荷が画像状に分布した状態となる。転写ローラ９は、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像、即ちトナー画像を記録媒体４に転写するための転写部材であり、感光体ドラム２１の下方に転写ベルト１０を挟むように回転自在に設けられている。即ち、転写ローラ９は、記録媒体４を介して感光体ドラム２１に接触回転し、トナーと逆極性のバイアスを印加することで転写を行う役割を担う。
【００１７】
定着器１５は、定着ローラ１６と加圧ローラ１７による圧力、及びここでは不図示のハロゲンランプ等の熱源を用いて記録媒体４に転写されたトナー画像を定着させるユニットである。また、排出ローラ１８は、定着器１５によりトナー画像を定着された記録媒体４をスタッカ１９に排出するローラである。そして、スタッカ１９は、記録媒体４を積載する画像形成装置１の上部に設けられたスペースである。
【００１８】
次に、図２乃至図７を参照して、CMYKの各色に対応する画像情報に基づいて記録媒体４にトナー画像を印刷するプロセスカートリッジ２について更に詳述する。
【００１９】
図２はプロセスカートリッジ２の詳細な構成を示す図であり、図３はフランジ４１の詳細な構成を示す図であり、図４は感光体ドラム２１にフランジ４１を取り付け、該フランジ４１に負荷部材４２を取り付けた様子を示す図であり、図５は感光体ドラム２１の支持構成を詳細に示す図であり、図６は感光体ドラム２１がフレーム５０ａ，５０ｂに固定された軸受４５によって回転可能に支持される前の様子を示す図であり、図７は感光体ドラム２１がフレーム５０ａ，５０ｂに固定された軸受４５によって回転可能に支持されている様子を示す図である。
【００２０】
図２に示されるように、プロセスカートリッジ２は、CMYKのいずれかに対応する画像情報に基づく静電潜像を担持する感光体ドラム２１と、この感光体ドラム２１の表面に電荷を蓄えさせる帯電部材２２と、現像剤であるトナー２４と、トナー２４を収容するトナーカートリッジ２５と、トナー２４を現像ローラ２８へ供給するためのトナー供給ローラ２７と、感光体ドラム２１表面の静電潜像にトナー２４を現像する現像ローラ２８と、現像ローラ２８上のトナー層を一定の厚さに規制する現像ブレード２９と、感光体ドラム２１に残留したトナー２４を掻き落とすクリーニングブレード３０と、を有する。詳細は後述するが、感光体ドラム２１には、フランジ４１が取り付けられており、該フランジ４１には負荷部材４２が取り付けられている。符号４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、それぞれ第１のアーム部、第２のアーム部、先端部を意味している。尚、負荷部材には導電性の材料を用いることができ、フランジには導電性樹脂材料を用いることができる。
【００２１】
以下、図３乃至図７を更に参照して、感光体ドラム２１の支持構成を詳細に述べる。
【００２２】
フランジ４１は、導電性樹脂材料でできた円筒形状部材であって、図３に示されるように、感光体ドラム２１に圧入、接着固定される固定部４１ａと、後述する負荷部材４２を取り付ける取付部４１ｂと、摺動可能に支持を受けるための支持部４１ｃからなる。固定部４１ａの感光体ドラム２１への接着には、導電性接着剤が用いられる。これにより、接着後のフランジ４１と感光体ドラム２１との間の電気的導通を確保している。
【００２３】
また、図４に示されるように、感光体ドラム２１は、アルミニウムからなる導電性基層に感光層を塗布された円筒形状をしたパイプ部材である。
【００２４】
そして、図５に示されるように、感光体ドラム２１の両端部には、装置本体から駆動を入力するための駆動カップリング４０と、フランジ４１が同軸に固定されている。駆動カップリング４０とフランジ４１は、フレーム５０ａ，５０ｂに固定された軸受４５によって回転可能に支持されている。フレーム５０ａ，５０ｂは、感光体ドラム２１の長手方向に対して垂直に設けられている。フック部５０ｃは、フレーム５０ｂの感光体ドラム２１側の側面に突き出るように設けられた凸部で、負荷部材４２の回転を規制するための規制面５０ｄを備える。なお、規制面５０ｄと、フレーム５０ｂの感光体ドラム２１側でこの回転の上流側の面がなす角度は略垂直となっている。即ち、凸部としてのフック部５０ｃの規制面５０ｄは、感光体ドラム２１の回転方向に対して略垂直である。
【００２５】
接触部４３は、フランジ４１の中心軸に設けられた凸形状部であり、感光体ドラム２１の外側に向けて突出するように形成されている。コンタクト４６は、導通用の銅板部材であり、第１の接触部４６ａを感光体ドラム２１側に、第２の接触部４６ｂをプロセスカートリッジ２の外側に露出するようにフレーム５０ｂに固定されている。第１の接触部４６ａは接触部４３と弾性的に常に接触しており、一方、第２の接触部４６ｂはプロセスカートリッジ２が画像形成装置１に装着されると不図示の装置本体のＦＧ（Flame Ground）端子と接触する構成となっている。従って、感光体ドラム２１は、フランジ４１の電気的抵抗を挟んで画像形成装置１のＦＧ端子へと接地されていることとなる。
【００２６】
負荷部材４２は、感光体ドラム２１が回転するときに負荷トルクを与えるためのステンレス製の負荷付与部材で、図４に示されるように、コイル形状をしており、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入されている。感光体ドラム２１は、駆動カップリング４０を介して不図示の装置本体に設けられた駆動源より回転力を得ており、この際にカップリング部のガタに起因する回転振動が発生し画像上の欠陥となることがあるが、負荷部材４２を取り付けることで感光体ドラム２１の振動を抑制している。
【００２７】
負荷部材４２とフランジ４１との摺動幅は当該フランジ４１の取付部４１ｂの幅Ｗ（図３参照）よりも狭くなっているため、感光体ドラム２１及びフレーム５０ｂの側面への荷重はかからないようになっている。また、負荷部材４２の両端部は、それぞれ巻き外径に対して接線方向に延ばしており、それぞれ第１のアーム部４２ａ、第２のアーム部４２ｂを形成する。フランジ４１の取付部４１ｂに取り付けたときの感光体ドラム２１側に設けられた第１のアーム部４２ａは、先端部が取付部４１ｂの側面に引っ掛からないようにするために、フレーム５０ｂ方向に折り曲げられている。また、負荷部材４２の第２のアーム部４２ｂの先端部は巻き方向と同じ方向に曲げられて先端部４２ｃを形成する。負荷部材４２は、感光体ドラム２１の矢印ｓ方向（図５参照）に回転して、その先端部４２ｃがフック部５０ｃの規制面５０ｄに接触すると、そのコイル形状が広がる力が働く方向に巻かれている。
【００２８】
以下、上記構成による動作を詳細に説明する。
【００２９】
まず、不図示の電源が投入されると、画像形成装置１の不図示の制御部は、所定の初期動作を行い、画像形成装置１を待機状態におく。そして、上位装置としての不図示のホストコンピュータから画像形成装置１に印刷命令が送られると、ホッピングローラ６によって給紙カセット５からの記録媒体４が１枚ずつ繰り出される。そして、この繰り出された記録媒体４は、用紙搬送経路３を通って、レジストローラ７によって搬送され、転写ベルト１０で静電吸着されて、プロセスカートリッジ２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃと転写ローラ９間へと送られることになる。
【００３０】
これと同時に、各プロセスカートリッジ２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃでは、帯電ローラ２２と供給ローラ２７、現像ローラ２８、現像ブレード２９は、不図示の電源部より所定のマイナス電圧を受け、同じく不図示の駆動源により駆動を開始する。
【００３１】
すると、感光体ドラム２１は帯電ローラ２２の作用により電荷を注入されて、表面は一様に所定のマイナス電位に帯電される。そして、ＬＥＤヘッド２３によって印刷命令に対応した画像を表面に露光されると、露光された部分の電荷はフランジ４１、コンタクト４６を通じて感光体ドラム２１の装置本体へと流出されて先の所定のマイナス電位よりも高い帯電状態となり、静電潜像が形成される。即ち、感光体ドラム２１は、上記ＬＥＤヘッド２３の光の照射により、静電荷が画像状に分布した状態となる。
【００３２】
一方、供給ローラ２７はトナー２４を現像ローラ２８へ供給するとともに、現像ブレード２９は現像ローラ２８上のトナーを適正な層厚に規制する。そして、規制された現像ローラ２８上のトナーは感光体ドラム２１上の静電潜像にトナー像を現像させる。
【００３３】
このとき、装置１本体では、レジストローラ７によって搬送された記録媒体４は、静電気によって転写ベルト１０に静電吸着され、転写ベルト１０の走行に伴って各プロセスカートリッジ２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃへと搬送されると、感光体ドラム２１に形成されたトナー像が転写ローラ９によって順次転写されてカラーのトナー画像が形成される。記録媒体４に転写できなかった感光体ドラム２１上の残トナーについては、各プロセスカートリッジ２内のクリーニングブレード３０によって掻き落とされる。
【００３４】
こうしてカラーのトナー画像が形成された記録媒体４は、定着器１５に送られ、不図示の熱源によって所定温度に加熱された定着ローラ１６、加圧ローラ１７によって加熱、加圧されてカラーのトナー像が定着されて記録媒体４上に画像が形成される。続いて、こうして画像が形成された印刷媒体４は、排出ローラ１８によって更に搬送され、スタッカ１９に排出されて、こうして一連の印刷動作を終了する。
【００３５】
ここで、本実施形態に係る画像形成装置１による上記一連の印刷動作時の感光体ドラム２１及び負荷部材４２周辺の動作詳細を説明する。
【００３６】
まず、感光体ドラム２１が矢印ｓ方向（図５参照）に回転を始めると、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入された負荷部材４２は一体となって同方向（即ち矢印ｓ方向）に回転しようとする。しかし、負荷部材４２のフレーム５０ｂ側の端部に設けられた先端部４２ｃが、該フレーム５０ｂに配設されたフック部５０ｃの規制面５０ｄと突き当たるため、負荷部材４２の回転はここで規制され、感光体ドラム２１及びフランジ４１のみが回転を続ける。この時、前述した通り、負荷部材４２はフランジ４１の取付部４１ｂに圧入されているため、感光体ドラム２１はこの負荷部材４２の摩擦力による一定の負荷トルクを受けたまま回転を続ける。
【００３７】
このとき、負荷部材４２の先端部４２ｃが突き当たるフック部５０ｃの規制面５０ｄは、感光体ドラム２１の回転方向およびフレーム５０ｂに対して略垂直であるため、負荷部材４２によるフレーム５０ｂへの側面方向の荷重は掛からない。
【００３８】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、画像形成装置１に着脱自在なプロセスカートリッジ２であって、静電潜像を形成する感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１に固定された筒状の取付部を有するフランジ４１と、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入されるコイル形状の負荷部材４２と、フランジ４１を保持するためのフレーム５０ｂとを有し、フレーム５０ｂは感光体ドラム２１の軸方向で感光体ドラム２１側に突出する凸部としてのフック部５０ｃを備え、負荷部材４２の一端部は凸部としてのフック部５０ｃの規制面５０ｄによって回転を規制されることを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【００３９】
ここで、負荷部材４２のフランジ４１との摺動幅は、フランジ４１の取付部４１ｂの幅よりも狭いこととしてよい。さらに、凸部としてのフック部５０ｃの規制面５０ｄは、感光体ドラム２１の回転方向に対して略垂直であることとしてもよい。このほか、負荷部材４２は導電性の材料であることを特徴としてよく、フランジ４１には導電性樹脂材料を用いることを特徴としてよい。
【００４０】
従って、本発明の第１の実施形態によれば、感光体ドラム２１に負荷トルクを与える際にフレーム５０ｂの側面方向には荷重がかからないため、フレーム５０ｂの変形やたわみなどは発生せず、色ずれなどのない良好な印刷が可能となる。
【００４１】
（第２の実施形態）
【００４２】
第２の実施形態に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置は、第１の実施形態と比べたときに、プロセスカートリッジ２における感光体ドラム２１の支持構成のみが異なるため、この点のみを図８乃至図１０を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一構成に関しては同一符号を用いて、重複した説明は省略する。
【００４３】
図８は感光体ドラム２１の支持構成を詳細に示す図であり、図９は感光体ドラム２１がフレーム５０ａ，５１ｂに固定された軸受４５によって回転可能に支持された様子を示す図であり、図１０は図９のＡ方向矢視図である。
【００４４】
図８に示されるように、感光体ドラム２１の端部に固定された駆動カップリング４０とフランジ４１は、フレーム５０ａ，５１ｂに固定された軸受４５によって摺動可能に支持されている。フック部５１ｃは、フレーム５１ｂの感光体ドラム２１側の側面に突き出るように設けられた凸形状部であり、負荷部材４２の回転を規制するための規制面５１ｄを備えている。なお、規制面５１ｄはフレーム５１ｂの感光体ドラム２１側の側面で、この回転の上流側の面となす角度は略垂直となっている。即ち、凸部としてのフック部５１ｃの規制面５１ｄは、感光体ドラム２１の回転方向に対して略垂直である。
【００４５】
また、フランジ４１の取付部（４１ｂ）には、導電性グリスが塗布されており、負荷部材４２との電気的接続の補助を行っている。
【００４６】
コンタクト４７は導通用の銅板部材であり、第１の接触部４７ａを感光体ドラム２１側に、第２の接触部４７ｂをプロセスカートリッジ２の外側（図１０参照）に露出するようにフレーム５１ｂに固定されている。第１の接触部４７ａは、フック部５１ｃの規制面５１ｄに沿って設置されている。従って、コンタクト４７の第１の接触部４７ａは、フレーム５１ｂの感光体ドラム２１側の側面で、この回転の上流側の面となす角度は略垂直となっている。即ち、凸部としてのフック部５１ｃの接触面に外部に露出して接続可能なコンタクト４７が設けられている。
【００４７】
以下、第２の実施形態に係る画像形成装置は、前述した第１の実施形態と比して感光体ドラム２１及び負荷部材４２周辺の動作のみが異なるため、この点のみ説明する。
【００４８】
まず、感光体ドラム２１が矢印ｓ方向（図８参照）に回転を始めると、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入された負荷部材４２は一体となって同方向（即ち、矢印ｓ方向）に回転しようとする。しかし、負荷部材４２の先端部４２ｃが規制面５１ｄに沿って設けられた接触部４７ａと突き当たるため、負荷部材４２の回転はここで規制され、感光体ドラム２１及びフランジ４１のみが回転を続ける。この時、負荷部材４２の先端部４２ｃには、取付部４１ｂと負荷部材４２との摩擦力による力が発生するため、これがコンタクト４７への接触力となり、負荷部材４２とコンタクト４７間の電気的接続は確実に行われる。
【００４９】
また、負荷部材４２は、フランジ４１の取付部４１ｂに圧入されている上、取付部４１ｂに塗布された導電性グリスの補助作用も受けて電気的抵抗は損なわれないので、蓄えられた電荷は静電潜像を形成するときに確実に装置本体に流出させることができる。
【００５０】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、画像形成装置１に着脱自在なプロセスカートリッジ２であって、静電潜像を形成する感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１に固定された筒状の取付部を有するフランジ４１と、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入されるコイル形状の負荷部材４２と、フランジ４１を保持するためのもので、感光体ドラム２１の軸方向で感光体ドラム２１側に突出する凸部としてのフック部５１ｃを備えたフレーム５１ｂと、凸部としてのフック部５１ｃの規制面５１ｄに接続される第１の接触面４７ａと、外部に露出して接続可能な第２の接触面４７ｂを有するコンタクト４７とを備え、負荷部材４２の一端部はコンタクト４７の第１の接触面４７ａによって回転を規制され、更に第１の接触面４７ａを介してコンタクト４７への電気的接続が行われることを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【００５１】
従って、本発明の第２の実施形態によれば、感光体ドラム２１の軸方向のガタが発生しても、新たな部材を追加することなく、感光体ドラム２１のＦＧ（フレーム・グラウンド）への電気的接続は確実に行うことができる。
【００５２】
（第３の実施形態）
【００５３】
第３の実施形態に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置は、第２の実施形態と比べたときに、プロセスカートリッジ２における感光体ドラム２１の支持構成のみが異なるため、この点のみ図１１乃至図１３を参照して説明する。なお、第２の実施形態と同一構成について同一符号を用いて、重複した説明は省略する。
【００５４】
図１１は感光体ドラム２１の支持構成を詳細に示す図であり、図１２は感光体ドラム２１がフレーム５０ａ，５２ｂに固定された軸受４５によって回転可能に支持された様子を示す図であり、図１３は図１２のＢ方向矢視図である。
【００５５】
感光体ドラム２１の端部に固定された駆動カップリング４０とフランジ４１は、フレーム５０ａ，５２ｂに固定された軸受４５によって摺動可能に支持されている。また、フレーム５０ａ，５２ｂは感光体ドラム２１に対して垂直に設けられている。
【００５６】
フック部５２ｃはフレーム５２ｂに設けられた凸形状部で、負荷部材４２の回転を規制するための規制面５２ｄを備える。なお、規制面５２ｄはフレーム５２ｂの感光体ドラム２１側の側面で、この回転の上流側の面となす角度は略垂直にとなっている。即ち、凸部としてのフック部５２ｃの規制面５２ｄは、感光体ドラム２１の回転方向に対して略垂直である。
【００５７】
コンタクト４８は導通用の銅板部材であり、第１の接触部４８ａを感光体ドラム２１側に、第２の接触部４８ｂをプロセスカートリッジ２の外側に露出するようにフレーム５２ｂに固定されている。なお、コンタクト４８の第１の接触部４８ａは、規制面５２ｄに沿って設置されている。従って、コンタクト４８の第１の接触部４８ａは、感光体ドラム２１側の側面で、この回転の上流側の面となす角度θ（図１１参照）は鋭角となす。すなわち、凸部としてのフック部５２ｃの規制面５２ｄとフレーム５２ｂのフック部５２ｃを形成する面との成す角度は鋭角である。この実施形態では、凸部としてのフック部５２ｃの規制面５２ｄとフレーム５２ｂのフック部５２ｃを形成する面との２面に外部に露出して接続可能なコンタクト４８が設けられていることになる。
【００５８】
以下、前述した第１、第２の実施形態とは、感光体ドラム２１および負荷部材４２周辺の動作のみ異なるため、この点のみを説明する。
【００５９】
まず、感光体ドラム２１が矢印ｓ方向（図１１参照）に回転を始めると、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入された負荷部材４２は該感光体ドラム２１と一体となって同方向に回転しようとする。しかし、負荷部材４２の先端部４２ｃがフック部５２ｃの規制面５２ｄに沿って設けられたコンタクト４８の接触部４８ａと突き当たるため、負荷部材４２の回転はここで規制され、感光体ドラム２１及びフランジ４１のみが回転を続ける。この時、負荷部材４２の先端部４２ｃには、フランジ４１の取付部４１ｂと負荷部材４２との摩擦力による力が発生するため、これがコンタクト４７への接触力となり、負荷部材４２とコンタクト４８間の電気的接続は確実に行われる。
【００６０】
また、負荷部材４２の先端部４２ｃは、コンタクト４８の接触部４８ａと接触すると感光体ドラム２１の軸方向外側に力が掛かってフック部５２ｃから外れにくくなり、さらにコンタクト４８のフレーム５２ｂの側面側の面４８ｃとも接触するため負荷部材４２とコンタクト４８との電気的接続はより確実なものとなる。
【００６１】
以上説明したように、本発明の第３の実施形態によれば、画像形成装置１に着脱自在なプロセスカートリッジ２であって、静電潜像を形成する感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１に固定された筒状の取付部を有するフランジ４１と、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入されるコイル形状の負荷部材４２と、フランジ４１を保持するためのもので、感光体ドラム２１の軸方向で感光体ドラム２１側に突出する凸部としてのフック部５１ｃを備えたフレーム５１ｂと、凸部としてのフック部５１ｃの規制面５１ｄに接続される第１の接触面４７ａと、前記フレームの側面側の面４８ｃと、外部に露出して接続可能な第２の接触面４７ｂを有するコンタクト４７とを備え、負荷部材４２の一端部はコンタクト４７の第１の接触面４７ａ及び前記フレーム５１ｂの側面側の面４８ｃによって回転を規制され、更に第１の接触面４７ａ及び前記フレーム５１ｂの側面側の面４８ｃを介してコンタクト４７への電気的接続が行われることを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【００６２】
従って、本発明の第３の実施形態によれば、感光体ドラム２１の軸方向のガタが発生しても、負荷部４２材は脱落することなく確実に設置できるとともに、感光体ドラム２１のＦＧ（フレーム・グラウンド）への電気的接続は確実に行うことができる。
【００６３】
以上、本発明の第１乃至第３の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能である。例えば、本実施形態は、着脱可能な印刷プロセスカートリッジをもつ複写機、プリンタ、ファクシミリ等に適用されることは勿論である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 画像形成装置
２ プロセスカートリッジ
３ 用紙搬送経路
４ 記録媒体
５ 給紙カセット
６ ホッピングローラ
７ レジストローラ
９ 転写ローラ
１０ 転写ベルト
１５ 定着器
１６ 定着ローラ
１７ 加圧ローラ
１８ 排出ローラ
１９ スタッカ
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電部材
２４ トナー
２５ トナーカートリッジ
２７ トナー供給ローラ
２８ 現像ローラ
２９ 現像ブレード
３０ クリーニングブレード
４０ 駆動カップリング
４１ フランジ
４１ａ 固定部
４１ｂ 取付部
４１ｃ 支持部
４２ 負荷部材
４２ａ 第１のアーム部
４２ｂ 第２のアーム部
４２ｃ 先端部
４３ 接触部
４５ 軸受
４６ コンタクト
４６ａ 第１の接触部
４６ｂ 第２の接触部
４７ コンタクト
４７ａ 第１の接触部
４７ｂ 第２の接触部
４８ コンタクト
４８ａ 第１の接触部
４８ｂ 第２の接触部
５０ａ フレーム
５０ｂ フレーム
５０ｃ フック部
５０ｄ 規制面
５１ｂ フレーム
５１ｃ フック部
５１ｄ 規制面
５２ｂ フレーム
５２ｃ フック部
５２ｄ 規制面
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスカートリッジ及び当該プロセスカートリッジを用いて印刷を行う画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式を採用する複写機やレーザプリンタ、ファクシミリ等といった画像形成装置では、プロセスカートリッジが使用されている。ここで、プロセスカートリッジとは、帯電、現像又はクリーニングの各手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化したものである。
【０００３】
このようなプロセスカートリッジについては種々の技術が提案されている。例えば、特許文献１に開示されているように、従来の画像形成装置に装備されているプロセスカートリッジでは、感光ドラムの速度ムラを抑制するためにトルク付与部材を用いて負荷トルクを与えていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平６−１８０５４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、上記構成のプロセスカートリッジでは、フレーム側面に大きな荷重がかかるため、フレーム強度が十分でないと変形や歪みが発生するという問題があった。
【０００６】
本発明は、上述の技術的な課題に鑑み、感光体ドラムに負荷トルクを与える際にフレームの側面方向に荷重がかからず、フレームの変形や撓み等は発生せず、色ずれ等のない良好な印刷が可能となり、更に感光体ドラムの軸方向のガタが発生しても、新たな部材を追加することなく、或いは負荷部材を脱落することなく確実に設置できるプロセスカートリッジ及び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】
【０００７】
上述技術的な課題を解決するため、本発明の一態様に係るプロセスカートリッジは、画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジであって、静電潜像を形成する感光体ドラムと、前記感光体ドラムに固定された筒状の取付部を有するフランジと、前記フランジの前記取付部に摺動可能に圧入されるコイル形状の負荷部材と、前記フランジを保持するためのフレームと、を有し、前記フレームは前記感光体ドラムの軸方向で前記感光体ドラム側に突出する凸部を備え、前記負荷部材の一端部は前記凸部の規制面によって回転を規制されることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置によれば、感光体ドラムに負荷トルクを与える際にフレームに荷重がかからず、フレームの変形や撓み等は発生せず、色ずれ等のない良好な印刷が可能となり、更に感光体ドラムの軸方向のガタが発生しても、新たな部材を追加することなく、或いは負荷部材を脱落することなく確実に設置できることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】図１におけるプロセスカートリッジの詳細な構成を示す図である。
【図３】図２におけるフランジの詳細な構成を示す図である。
【図４】図２における感光体ドラムにフランジを取り付け、該フランジに負荷部材を取り付けた様子を示す図である。
【図５】図２のプロセスカートリッジにおける感光体ドラムの支持構成を詳細に示す図である。
【図６】図２のプロセスカートリッジにおける感光体ドラムがフレームに固定された軸受によって回転可能に支持される前の様子を示す図である。
【図７】図２のプロセスカートリッジにおける感光体ドラムがフレームに固定された軸受によって回転可能に支持された後の様子を示す図である。
【図８】本発明の第２の実施形態に係るプロセスカートリッジにおける感光体ドラムの支持構成を詳細に示す図である。
【図９】図８のプロセスカートリッジにおける感光体ドラムがフレームに固定された軸受によって回転可能に支持された後の様子を示す図である。
【図１０】図９におけるＡ方向矢視図である。
【図１１】本発明の第３の実施形態に係るプロセスカートリッジにおける感光体ドラムの支持構成を詳細に示す図である。
【図１２】図１１のプロセスカートリッジにおける感光体ドラムがフレームに固定された軸受によって回転可能に支持された後の様子を示す図である。
【図１３】図１２におけるＢ方向矢視図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、本発明のプロセスカートリッジ及び画像形成装置に係る好適な実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本発明のプロセスカートリッジ及び画像形成装置は以下の記述に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において、適宜変更可能である。
【００１１】
（第１の実施形態）
【００１２】
図１には本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１の構成を示し説明する。
【００１３】
同図に示されるように、画像形成装置１は、CMYK、即ちシアン色（C：Cyan）、マゼンタ色（M：Magenta）、イエロー色（Y：Yellow）、及びブラック色（K：Key Plate）の各色に対応する画像情報に基づいて記録媒体４に印刷するプロセスカートリッジ２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ及び２Ｋを備えている。即ち、画像形成装置１内のプロセスカートリッジ２は、CMYKの各色に対応する画像情報を現像するプロセスカートリッジ２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、及び２Ｋから成るが、これらは互いに略同一の構成であるため、以下の説明においては符号２を用いて総称し、その詳細は後に詳述する。
【００１４】
この画像形成装置１は、更に給紙科カセット５を始点とし、後段のプロセスカートリッジ２Ｃ、２Ｍ、２Ｙ、及び２ＫでCMYKの各色に対応する画像情報を印刷した記録媒体４が排出されるスタッカ１９を終点とする略Ｓ字状の用紙搬送経路３を備えている。即ち、この画像形成装置１内の用紙搬送経路３は、記録媒体４を収納した給紙カセット５を始点とし、ホッピングローラ６、レジストローラ７、転写ベルト１０、定着器１５、排出ローラ１８を経て、スタッカ１９を終点とする経路から構成される。以下、図１を参照して、用紙搬送経路３に含まれる、これら各構成部材等について詳細に説明する。
【００１５】
記録媒体４は、プロセスカートリッジ２によって形成されたトナー画像を形成させるための記録用紙である。例えば、紙等の記録用紙等がこれに相当するが、これには限定されない。給紙カセット５は、記録媒体４を複数枚収納が可能なケース部材で、画像形成装置１に対して着脱可能となっている。ホッピングローラ６は、給紙カセット５に収納された記録媒体４を１枚ずつ分離して用紙搬送路３に送り出すための部材である。即ち、ホッピングローラ６は、記録媒体４に圧接し、記録媒体４を１枚ずつ繰り出させる。レジストローラ７は、ホッピングローラ６によって分離された記録媒体４を斜行させず搬送するための搬送ローラとして機能する。そして、転写ベルト１０は、記録媒体４を吸着させてプロセスカートリッジ２の下部を搬送させる無端状のベルトである。即ち、転写ベルト１０は静電吸着された被転写媒体である記録媒体４をプロセスカートリッジ２の複数の画像転写位置に搬送する役割を担っている。
【００１６】
ＬＥＤ（Light Emitting Diode）ヘッド２３は、複数のＬＥＤ素子、レンズアレイ、及びＬＥＤ駆動素子等から構成される露光源である。このＬＥＤヘッド２３は、ここでは不図示の制御部より送られる画像情報に対応した光を後述する感光体ドラム２１（図２で後述）の表面に照射して、感光体ドラム２１の表面に静電潜像を形成する。即ち、感光体ドラム２１は、上記光の照射により、静電荷が画像状に分布した状態となる。転写ローラ９は、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像、即ちトナー画像を記録媒体４に転写するための転写部材であり、感光体ドラム２１の下方に転写ベルト１０を挟むように回転自在に設けられている。即ち、転写ローラ９は、記録媒体４を介して感光体ドラム２１に接触回転し、トナーと逆極性のバイアスを印加することで転写を行う役割を担う。
【００１７】
定着器１５は、定着ローラ１６と加圧ローラ１７による圧力、及びここでは不図示のハロゲンランプ等の熱源を用いて記録媒体４に転写されたトナー画像を定着させるユニットである。また、排出ローラ１８は、定着器１５によりトナー画像を定着された記録媒体４をスタッカ１９に排出するローラである。そして、スタッカ１９は、記録媒体４を積載する画像形成装置１の上部に設けられたスペースである。
【００１８】
次に、図２乃至図７を参照して、CMYKの各色に対応する画像情報に基づいて記録媒体４にトナー画像を印刷するプロセスカートリッジ２について更に詳述する。
【００１９】
図２はプロセスカートリッジ２の詳細な構成を示す図であり、図３はフランジ４１の詳細な構成を示す図であり、図４は感光体ドラム２１にフランジ４１を取り付け、該フランジ４１に負荷部材４２を取り付けた様子を示す図であり、図５は感光体ドラム２１の支持構成を詳細に示す図であり、図６は感光体ドラム２１がフレーム５０ａ，５０ｂに固定された軸受４５によって回転可能に支持される前の様子を示す図であり、図７は感光体ドラム２１がフレーム５０ａ，５０ｂに固定された軸受４５によって回転可能に支持されている様子を示す図である。
【００２０】
図２に示されるように、プロセスカートリッジ２は、CMYKのいずれかに対応する画像情報に基づく静電潜像を担持する感光体ドラム２１と、この感光体ドラム２１の表面に電荷を蓄えさせる帯電部材２２と、現像剤であるトナー２４と、トナー２４を収容するトナーカートリッジ２５と、トナー２４を現像ローラ２８へ供給するためのトナー供給ローラ２７と、感光体ドラム２１表面の静電潜像にトナー２４を現像する現像ローラ２８と、現像ローラ２８上のトナー層を一定の厚さに規制する現像ブレード２９と、感光体ドラム２１に残留したトナー２４を掻き落とすクリーニングブレード３０と、を有する。詳細は後述するが、感光体ドラム２１には、フランジ４１が取り付けられており、該フランジ４１には負荷部材４２が取り付けられている。符号４２ａ，４２ｂ，４２ｃは、それぞれ第１のアーム部、第２のアーム部、先端部を意味している。尚、負荷部材には導電性の材料を用いることができ、フランジには導電性樹脂材料を用いることができる。
【００２１】
以下、図３乃至図７を更に参照して、感光体ドラム２１の支持構成を詳細に述べる。
【００２２】
フランジ４１は、導電性樹脂材料でできた円筒形状部材であって、図３に示されるように、感光体ドラム２１に圧入、接着固定される固定部４１ａと、後述する負荷部材４２を取り付ける取付部４１ｂと、摺動可能に支持を受けるための支持部４１ｃからなる。固定部４１ａの感光体ドラム２１への接着には、導電性接着剤が用いられる。これにより、接着後のフランジ４１と感光体ドラム２１との間の電気的導通を確保している。
【００２３】
また、図４に示されるように、感光体ドラム２１は、アルミニウムからなる導電性基層に感光層を塗布された円筒形状をしたパイプ部材である。
【００２４】
そして、図５に示されるように、感光体ドラム２１の両端部には、装置本体から駆動を入力するための駆動カップリング４０と、フランジ４１が同軸に固定されている。駆動カップリング４０とフランジ４１は、フレーム５０ａ，５０ｂに固定された軸受４５によって回転可能に支持されている。フレーム５０ａ，５０ｂは、感光体ドラム２１の長手方向に対して垂直に設けられている。フック部５０ｃは、フレーム５０ｂの感光体ドラム２１側の側面に突き出るように設けられた凸部で、負荷部材４２の回転を規制するための規制面５０ｄを備える。なお、規制面５０ｄと、フレーム５０ｂの感光体ドラム２１側でこの回転の上流側の面がなす角度は略垂直となっている。即ち、凸部としてのフック部５０ｃの規制面５０ｄは、感光体ドラム２１の回転方向に対して略垂直である。
【００２５】
接触部４３は、フランジ４１の中心軸に設けられた凸形状部であり、感光体ドラム２１の外側に向けて突出するように形成されている。コンタクト４６は、導通用の銅板部材であり、第１の接触部４６ａを感光体ドラム２１側に、第２の接触部４６ｂをプロセスカートリッジ２の外側に露出するようにフレーム５０ｂに固定されている。第１の接触部４６ａは接触部４３と弾性的に常に接触しており、一方、第２の接触部４６ｂはプロセスカートリッジ２が画像形成装置１に装着されると不図示の装置本体のＦＧ（Flame Ground）端子と接触する構成となっている。従って、感光体ドラム２１は、フランジ４１の電気的抵抗を挟んで画像形成装置１のＦＧ端子へと接地されていることとなる。
【００２６】
負荷部材４２は、感光体ドラム２１が回転するときに負荷トルクを与えるためのステンレス製の負荷付与部材で、図４に示されるように、コイル形状をしており、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入されている。感光体ドラム２１は、駆動カップリング４０を介して不図示の装置本体に設けられた駆動源より回転力を得ており、この際にカップリング部のガタに起因する回転振動が発生し画像上の欠陥となることがあるが、負荷部材４２を取り付けることで感光体ドラム２１の振動を抑制している。
【００２７】
負荷部材４２とフランジ４１との摺動幅は当該フランジ４１の取付部４１ｂの幅Ｗ（図３参照）よりも狭くなっているため、感光体ドラム２１及びフレーム５０ｂの側面への荷重はかからないようになっている。また、負荷部材４２の両端部は、それぞれ巻き外径に対して接線方向に延ばしており、それぞれ第１のアーム部４２ａ、第２のアーム部４２ｂを形成する。フランジ４１の取付部４１ｂに取り付けたときの感光体ドラム２１側に設けられた第１のアーム部４２ａは、先端部が取付部４１ｂの側面に引っ掛からないようにするために、フレーム５０ｂ方向に折り曲げられている。また、負荷部材４２の第２のアーム部４２ｂの先端部は巻き方向と同じ方向に曲げられて先端部４２ｃを形成する。負荷部材４２は、感光体ドラム２１の矢印ｓ方向（図５参照）に回転して、その先端部４２ｃがフック部５０ｃの規制面５０ｄに接触すると、そのコイル形状が広がる力が働く方向に巻かれている。
【００２８】
以下、上記構成による動作を詳細に説明する。
【００２９】
まず、不図示の電源が投入されると、画像形成装置１の不図示の制御部は、所定の初期動作を行い、画像形成装置１を待機状態におく。そして、上位装置としての不図示のホストコンピュータから画像形成装置１に印刷命令が送られると、ホッピングローラ６によって給紙カセット５からの記録媒体４が１枚ずつ繰り出される。そして、この繰り出された記録媒体４は、用紙搬送経路３を通って、レジストローラ７によって搬送され、転写ベルト１０で静電吸着されて、プロセスカートリッジ２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃと転写ローラ９間へと送られることになる。
【００３０】
これと同時に、各プロセスカートリッジ２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃでは、帯電ローラ２２と供給ローラ２７、現像ローラ２８、現像ブレード２９は、不図示の電源部より所定のマイナス電圧を受け、同じく不図示の駆動源により駆動を開始する。
【００３１】
すると、感光体ドラム２１は帯電ローラ２２の作用により電荷を注入されて、表面は一様に所定のマイナス電位に帯電される。そして、ＬＥＤヘッド２３によって印刷命令に対応した画像を表面に露光されると、露光された部分の電荷はフランジ４１、コンタクト４６を通じて感光体ドラム２１の装置本体へと流出されて先の所定のマイナス電位よりも高い帯電状態となり、静電潜像が形成される。即ち、感光体ドラム２１は、上記ＬＥＤヘッド２３の光の照射により、静電荷が画像状に分布した状態となる。
【００３２】
一方、供給ローラ２７はトナー２４を現像ローラ２８へ供給するとともに、現像ブレード２９は現像ローラ２８上のトナーを適正な層厚に規制する。そして、規制された現像ローラ２８上のトナーは感光体ドラム２１上の静電潜像にトナー像を現像させる。
【００３３】
このとき、装置１本体では、レジストローラ７によって搬送された記録媒体４は、静電気によって転写ベルト１０に静電吸着され、転写ベルト１０の走行に伴って各プロセスカートリッジ２Ｋ、２Ｙ、２Ｍ、２Ｃへと搬送されると、感光体ドラム２１に形成されたトナー像が転写ローラ９によって順次転写されてカラーのトナー画像が形成される。記録媒体４に転写できなかった感光体ドラム２１上の残トナーについては、各プロセスカートリッジ２内のクリーニングブレード３０によって掻き落とされる。
【００３４】
こうしてカラーのトナー画像が形成された記録媒体４は、定着器１５に送られ、不図示の熱源によって所定温度に加熱された定着ローラ１６、加圧ローラ１７によって加熱、加圧されてカラーのトナー像が定着されて記録媒体４上に画像が形成される。続いて、こうして画像が形成された印刷媒体４は、排出ローラ１８によって更に搬送され、スタッカ１９に排出されて、こうして一連の印刷動作を終了する。
【００３５】
ここで、本実施形態に係る画像形成装置１による上記一連の印刷動作時の感光体ドラム２１及び負荷部材４２周辺の動作詳細を説明する。
【００３６】
まず、感光体ドラム２１が矢印ｓ方向（図５参照）に回転を始めると、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入された負荷部材４２は一体となって同方向（即ち矢印ｓ方向）に回転しようとする。しかし、負荷部材４２のフレーム５０ｂ側の端部に設けられた先端部４２ｃが、該フレーム５０ｂに配設されたフック部５０ｃの規制面５０ｄと突き当たるため、負荷部材４２の回転はここで規制され、感光体ドラム２１及びフランジ４１のみが回転を続ける。この時、前述した通り、負荷部材４２はフランジ４１の取付部４１ｂに圧入されているため、感光体ドラム２１はこの負荷部材４２の摩擦力による一定の負荷トルクを受けたまま回転を続ける。
【００３７】
このとき、負荷部材４２の先端部４２ｃが突き当たるフック部５０ｃの規制面５０ｄは、感光体ドラム２１の回転方向およびフレーム５０ｂに対して略垂直であるため、負荷部材４２によるフレーム５０ｂへの側面方向の荷重は掛からない。
【００３８】
以上説明したように、本発明の第１の実施形態によれば、画像形成装置１に着脱自在なプロセスカートリッジ２であって、静電潜像を形成する感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１に固定された筒状の取付部を有するフランジ４１と、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入されるコイル形状の負荷部材４２と、フランジ４１を保持するためのフレーム５０ｂとを有し、フレーム５０ｂは感光体ドラム２１の軸方向で感光体ドラム２１側に突出する凸部としてのフック部５０ｃを備え、負荷部材４２の一端部は凸部としてのフック部５０ｃの規制面５０ｄによって回転を規制されることを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【００３９】
ここで、負荷部材４２のフランジ４１との摺動幅は、フランジ４１の取付部４１ｂの幅よりも狭いこととしてよい。さらに、凸部としてのフック部５０ｃの規制面５０ｄは、感光体ドラム２１の回転方向に対して略垂直であることとしてもよい。このほか、負荷部材４２は導電性の材料であることを特徴としてよく、フランジ４１には導電性樹脂材料を用いることを特徴としてよい。
【００４０】
従って、本発明の第１の実施形態によれば、感光体ドラム２１に負荷トルクを与える際にフレーム５０ｂの側面方向には荷重がかからないため、フレーム５０ｂの変形やたわみなどは発生せず、色ずれなどのない良好な印刷が可能となる。
【００４１】
（第２の実施形態）
【００４２】
第２の実施形態に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置は、第１の実施形態と比べたときに、プロセスカートリッジ２における感光体ドラム２１の支持構成のみが異なるため、この点のみを図８乃至図１０を参照して説明する。なお、第１の実施形態と同一構成に関しては同一符号を用いて、重複した説明は省略する。
【００４３】
図８は感光体ドラム２１の支持構成を詳細に示す図であり、図９は感光体ドラム２１がフレーム５０ａ，５１ｂに固定された軸受４５によって回転可能に支持された様子を示す図であり、図１０は図９のＡ方向矢視図である。
【００４４】
図８に示されるように、感光体ドラム２１の端部に固定された駆動カップリング４０とフランジ４１は、フレーム５０ａ，５１ｂに固定された軸受４５によって摺動可能に支持されている。フック部５１ｃは、フレーム５１ｂの感光体ドラム２１側の側面に突き出るように設けられた凸形状部であり、負荷部材４２の回転を規制するための規制面５１ｄを備えている。なお、規制面５１ｄはフレーム５１ｂの感光体ドラム２１側の側面で、この回転の上流側の面となす角度は略垂直となっている。即ち、凸部としてのフック部５１ｃの規制面５１ｄは、感光体ドラム２１の回転方向に対して略垂直である。
【００４５】
また、フランジ４１の取付部（４１ｂ）には、導電性グリスが塗布されており、負荷部材４２との電気的接続の補助を行っている。
【００４６】
コンタクト４７は導通用の銅板部材であり、第１の接触部４７ａを感光体ドラム２１側に、第２の接触部４７ｂをプロセスカートリッジ２の外側（図１０参照）に露出するようにフレーム５１ｂに固定されている。第１の接触部４７ａは、フック部５１ｃの規制面５１ｄに沿って設置されている。従って、コンタクト４７の第１の接触部４７ａは、フレーム５１ｂの感光体ドラム２１側の側面で、この回転の上流側の面となす角度は略垂直となっている。即ち、凸部としてのフック部５１ｃの接触面に外部に露出して接続可能なコンタクト４７が設けられている。
【００４７】
以下、第２の実施形態に係る画像形成装置は、前述した第１の実施形態と比して感光体ドラム２１及び負荷部材４２周辺の動作のみが異なるため、この点のみ説明する。
【００４８】
まず、感光体ドラム２１が矢印ｓ方向（図８参照）に回転を始めると、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入された負荷部材４２は一体となって同方向（即ち、矢印ｓ方向）に回転しようとする。しかし、負荷部材４２の先端部４２ｃが規制面５１ｄに沿って設けられた接触部４７ａと突き当たるため、負荷部材４２の回転はここで規制され、感光体ドラム２１及びフランジ４１のみが回転を続ける。この時、負荷部材４２の先端部４２ｃには、取付部４１ｂと負荷部材４２との摩擦力による力が発生するため、これがコンタクト４７への接触力となり、負荷部材４２とコンタクト４７間の電気的接続は確実に行われる。
【００４９】
また、負荷部材４２は、フランジ４１の取付部４１ｂに圧入されている上、取付部４１ｂに塗布された導電性グリスの補助作用も受けて電気的抵抗は損なわれないので、蓄えられた電荷は静電潜像を形成するときに確実に装置本体に流出させることができる。
【００５０】
以上説明したように、本発明の第２の実施形態によれば、画像形成装置１に着脱自在なプロセスカートリッジ２であって、静電潜像を形成する感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１に固定された筒状の取付部を有するフランジ４１と、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入されるコイル形状の負荷部材４２と、フランジ４１を保持するためのもので、感光体ドラム２１の軸方向で感光体ドラム２１側に突出する凸部としてのフック部５１ｃを備えたフレーム５１ｂと、凸部としてのフック部５１ｃの規制面５１ｄに接続される第１の接触面４７ａと、外部に露出して接続可能な第２の接触面４７ｂを有するコンタクト４７とを備え、負荷部材４２の一端部はコンタクト４７の第１の接触面４７ａによって回転を規制され、更に第１の接触面４７ａを介してコンタクト４７への電気的接続が行われることを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【００５１】
従って、本発明の第２の実施形態によれば、感光体ドラム２１の軸方向のガタが発生しても、新たな部材を追加することなく、感光体ドラム２１のＦＧ（フレーム・グラウンド）への電気的接続は確実に行うことができる。
【００５２】
（第３の実施形態）
【００５３】
第３の実施形態に係るプロセスカートリッジ及び画像形成装置は、第２の実施形態と比べたときに、プロセスカートリッジ２における感光体ドラム２１の支持構成のみが異なるため、この点のみ図１１乃至図１３を参照して説明する。なお、第２の実施形態と同一構成について同一符号を用いて、重複した説明は省略する。
【００５４】
図１１は感光体ドラム２１の支持構成を詳細に示す図であり、図１２は感光体ドラム２１がフレーム５０ａ，５２ｂに固定された軸受４５によって回転可能に支持された様子を示す図であり、図１３は図１２のＢ方向矢視図である。
【００５５】
感光体ドラム２１の端部に固定された駆動カップリング４０とフランジ４１は、フレーム５０ａ，５２ｂに固定された軸受４５によって摺動可能に支持されている。また、フレーム５０ａ，５２ｂは感光体ドラム２１に対して垂直に設けられている。
【００５６】
フック部５２ｃはフレーム５２ｂに設けられた凸形状部で、負荷部材４２の回転を規制するための規制面５２ｄを備える。なお、規制面５２ｄはフレーム５２ｂの感光体ドラム２１側の側面で、この回転の上流側の面となす角度は略垂直にとなっている。即ち、凸部としてのフック部５２ｃの規制面５２ｄは、感光体ドラム２１の回転方向に対して略垂直である。
【００５７】
コンタクト４８は導通用の銅板部材であり、第１の接触部４８ａを感光体ドラム２１側に、第２の接触部４８ｂをプロセスカートリッジ２の外側に露出するようにフレーム５２ｂに固定されている。なお、コンタクト４８の第１の接触部４８ａは、規制面５２ｄに沿って設置されている。従って、コンタクト４８の第１の接触部４８ａは、感光体ドラム２１側の側面で、この回転の上流側の面となす角度θ（図１１参照）は鋭角となす。すなわち、凸部としてのフック部５２ｃの規制面５２ｄとフレーム５２ｂのフック部５２ｃを形成する面との成す角度は鋭角である。この実施形態では、凸部としてのフック部５２ｃの規制面５２ｄとフレーム５２ｂのフック部５２ｃを形成する面との２面に外部に露出して接続可能なコンタクト４８が設けられていることになる。
【００５８】
以下、前述した第１、第２の実施形態とは、感光体ドラム２１および負荷部材４２周辺の動作のみ異なるため、この点のみを説明する。
【００５９】
まず、感光体ドラム２１が矢印ｓ方向（図１１参照）に回転を始めると、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入された負荷部材４２は該感光体ドラム２１と一体となって同方向に回転しようとする。しかし、負荷部材４２の先端部４２ｃがフック部５２ｃの規制面５２ｄに沿って設けられたコンタクト４８の接触部４８ａと突き当たるため、負荷部材４２の回転はここで規制され、感光体ドラム２１及びフランジ４１のみが回転を続ける。この時、負荷部材４２の先端部４２ｃには、フランジ４１の取付部４１ｂと負荷部材４２との摩擦力による力が発生するため、これがコンタクト４７への接触力となり、負荷部材４２とコンタクト４８間の電気的接続は確実に行われる。
【００６０】
また、負荷部材４２の先端部４２ｃは、コンタクト４８の接触部４８ａと接触すると感光体ドラム２１の軸方向外側に力が掛かってフック部５２ｃから外れにくくなり、さらにコンタクト４８のフレーム５２ｂの側面側の面４８ｃとも接触するため負荷部材４２とコンタクト４８との電気的接続はより確実なものとなる。
【００６１】
以上説明したように、本発明の第３の実施形態によれば、画像形成装置１に着脱自在なプロセスカートリッジ２であって、静電潜像を形成する感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１に固定された筒状の取付部を有するフランジ４１と、フランジ４１の取付部４１ｂに摺動可能に圧入されるコイル形状の負荷部材４２と、フランジ４１を保持するためのもので、感光体ドラム２１の軸方向で感光体ドラム２１側に突出する凸部としてのフック部５１ｃを備えたフレーム５１ｂと、凸部としてのフック部５１ｃの規制面５１ｄに接続される第１の接触面４７ａと、前記フレームの側面側の面４８ｃと、外部に露出して接続可能な第２の接触面４７ｂを有するコンタクト４７とを備え、負荷部材４２の一端部はコンタクト４７の第１の接触面４７ａ及び前記フレーム５１ｂの側面側の面４８ｃによって回転を規制され、更に第１の接触面４７ａ及び前記フレーム５１ｂの側面側の面４８ｃを介してコンタクト４７への電気的接続が行われることを特徴とするプロセスカートリッジが提供される。
【００６２】
従って、本発明の第３の実施形態によれば、感光体ドラム２１の軸方向のガタが発生しても、負荷部４２材は脱落することなく確実に設置できるとともに、感光体ドラム２１のＦＧ（フレーム・グラウンド）への電気的接続は確実に行うことができる。
【００６３】
以上、本発明の第１乃至第３の実施形態について説明したが、本発明はこれに限定されることなく、その主旨を逸脱しない範囲で種々の改良・変更が可能である。例えば、本実施形態は、着脱可能な印刷プロセスカートリッジをもつ複写機、プリンタ、ファクシミリ等に適用されることは勿論である。
【符号の説明】
【００６４】
１ 画像形成装置
２ プロセスカートリッジ
３ 用紙搬送経路
４ 記録媒体
５ 給紙カセット
６ ホッピングローラ
７ レジストローラ
９ 転写ローラ
１０ 転写ベルト
１５ 定着器
１６ 定着ローラ
１７ 加圧ローラ
１８ 排出ローラ
１９ スタッカ
２１ 感光体ドラム
２２ 帯電部材
２４ トナー
２５ トナーカートリッジ
２７ トナー供給ローラ
２８ 現像ローラ
２９ 現像ブレード
３０ クリーニングブレード
４０ 駆動カップリング
４１ フランジ
４１ａ 固定部
４１ｂ 取付部
４１ｃ 支持部
４２ 負荷部材
４２ａ 第１のアーム部
４２ｂ 第２のアーム部
４２ｃ 先端部
４３ 接触部
４５ 軸受
４６ コンタクト
４６ａ 第１の接触部
４６ｂ 第２の接触部
４７ コンタクト
４７ａ 第１の接触部
４７ｂ 第２の接触部
４８ コンタクト
４８ａ 第１の接触部
４８ｂ 第２の接触部
５０ａ フレーム
５０ｂ フレーム
５０ｃ フック部
５０ｄ 規制面
５１ｂ フレーム
５１ｃ フック部
５１ｄ 規制面
５２ｂ フレーム
５２ｃ フック部
５２ｄ 規制面
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジであって、
静電潜像を形成する感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに固定された筒状の取付部を有するフランジと、
前記フランジの前記取付部に摺動可能に圧入される負荷部材と、
前記フランジを保持するためのフレームと、を有し、
前記フレームは前記感光体ドラムの軸方向で前記感光体ドラム側に突出する凸部を備え、
前記負荷部材の一端部は前記凸部の規制面によって回転を規制されること
を特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記負荷部材の前記フランジとの摺動幅は、前記フランジの取付部の幅よりも狭いこと
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
前記凸部の規制面は、前記感光体ドラムの回転方向に対して略垂直であること
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記負荷部材は導電性の材料であること
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記フランジは導電性樹脂材料を用いていること
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記凸部の接触面には外部に露出して接続可能なコンタクトを設けたこと
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記凸部の規制面と前記フレームの前記凸部を形成する面との成す角度は鋭角であること
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記凸部の規制面と前記フレームの前記凸部を形成する面との２面に外部に露出して接続可能なコンタクトを備えたこと
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
前記負荷部材はコイル形状であること
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジであって、
静電潜像を形成する感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに固定された筒状の取付部を有するフランジと、
前記フランジの前記取付部に摺動可能に圧入されるコイル形状の負荷部材と、
前記フランジを保持するためのもので、前記感光体ドラムの軸方向で前記感光体ドラム側に突出する凸部を備えたフレームと、
前記凸部の規制面に接続される第１の接触面と、外部に露出して接続可能な第２の接触面を有するコンタクトと、を備え、
前記負荷部材の一端部は前記第１の接触面によって回転を規制され、更に第１の接触面を介して前記コンタクトへの電気的接続が行われること
を特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
前記コンタクトは、前記フレームの側面側の面を更に有し、
前記負荷部材の一端部は前記コンタクトの前記第１の接触面及び前記フレームの側面側の面によって回転を規制され、更に第１の接触面及び前記フレームの側面側の面を介して前記コンタクトへの電気的接続が行われること
を特徴とする請求項１０に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジを用いた画像形成装置。
【請求項１】
画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジであって、
静電潜像を形成する感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに固定された筒状の取付部を有するフランジと、
前記フランジの前記取付部に摺動可能に圧入される負荷部材と、
前記フランジを保持するためのフレームと、を有し、
前記フレームは前記感光体ドラムの軸方向で前記感光体ドラム側に突出する凸部を備え、
前記負荷部材の一端部は前記凸部の規制面によって回転を規制されること
を特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記負荷部材の前記フランジとの摺動幅は、前記フランジの取付部の幅よりも狭いこと
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
前記凸部の規制面は、前記感光体ドラムの回転方向に対して略垂直であること
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記負荷部材は導電性の材料であること
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記フランジは導電性樹脂材料を用いていること
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記凸部の接触面には外部に露出して接続可能なコンタクトを設けたこと
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記凸部の規制面と前記フレームの前記凸部を形成する面との成す角度は鋭角であること
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記凸部の規制面と前記フレームの前記凸部を形成する面との２面に外部に露出して接続可能なコンタクトを備えたこと
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
前記負荷部材はコイル形状であること
を特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１０】
画像形成装置に着脱自在なプロセスカートリッジであって、
静電潜像を形成する感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに固定された筒状の取付部を有するフランジと、
前記フランジの前記取付部に摺動可能に圧入されるコイル形状の負荷部材と、
前記フランジを保持するためのもので、前記感光体ドラムの軸方向で前記感光体ドラム側に突出する凸部を備えたフレームと、
前記凸部の規制面に接続される第１の接触面と、外部に露出して接続可能な第２の接触面を有するコンタクトと、を備え、
前記負荷部材の一端部は前記第１の接触面によって回転を規制され、更に第１の接触面を介して前記コンタクトへの電気的接続が行われること
を特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
前記コンタクトは、前記フレームの側面側の面を更に有し、
前記負荷部材の一端部は前記コンタクトの前記第１の接触面及び前記フレームの側面側の面によって回転を規制され、更に第１の接触面及び前記フレームの側面側の面を介して前記コンタクトへの電気的接続が行われること
を特徴とする請求項１０に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項１２】
請求項１乃至１１のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジを用いた画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−７３１３８（Ｐ２０１３−７３１３８Ａ）
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２１３７５３（Ｐ２０１１−２１３７５３）
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月２２日（２０１３．４．２２）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月２９日（２０１１．９．２９）
【出願人】（５９１０４４１６４）株式会社沖データ (2,444)
【Ｆターム（参考）】
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