JP2000275967A - プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置

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JP2000275967A
JP2000275967A JP11085774A JP8577499A JP2000275967A JP 2000275967 A JP2000275967 A JP 2000275967A JP 11085774 A JP11085774 A JP 11085774A JP 8577499 A JP8577499 A JP 8577499A JP 2000275967 A JP2000275967 A JP 2000275967A
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Japan
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developing sleeve
process cartridge
coupling
photosensitive drum
developing
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JP11085774A
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English (en)
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Hisayoshi Kojima
久義 小嶋
Atsushi Numagami
敦 沼上
Kazunari Murayama
一成 村山
Nobuharu Hoshi
信晴 星
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Canon Inc
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  • Electrophotography Configuration And Component (AREA)
  • Electrostatic Charge, Transfer And Separation In Electrography (AREA)
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 クリーナレス画像形成を行うプロセスカート
リッジで感光体ドラムと現像手段を同じフレームで支持
する場合の現像スリーブの支持を如何にするかを解決す
る。 【解決手段】 感光体ドラム7を支持するフレームに揺
動中心SLvを中心にして現像スリーブ10dを揺動可
能に設け、不図示のばねで現像スリーブ10dで感光体
ドラム7に加圧する。現像スリーブ10dの感光体ドラ
ム7への追従性がよい。また、歯荷重Fにより現像スリ
ーブ10dと感光体ドラム7との当接に影響を少なく出
来る不図示のばねを弱くでき、スぺーサコロ10jのへ
たりを防止する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は電子写真画像形成装
置の本体に着脱可能なプロセスカートリッジ及び電子写
真画像形成装置に関する。
【0002】ここで、電子写真画像形成装置とは、電子
写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成する物
である。そして、電子写真画像形成装置の例としては、
例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えばレー
ザービームプリンタ、LEDプリンタ等)ファクシミリ
装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【0003】また、プロセスカートリッジとは、帯電手
段、またはクリーニング手段と現像手段及び電子写真感
光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカート
リッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とする物で
ある。及び帯電手段、クリーニング手段の少なくとも1
つと現像手段及び電子写真感光体ドラムとを一体的にカ
ートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするも
のである。更に、少くとも現像手段と電子写真感光体ド
ラムとを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可
能とするものをいう。
【0004】
【従来の技術】従来、電子写真画像プロセスを用いた画
像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電子写
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
うことができるので、格段に操作性を向上させることが
できた。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。
【0005】このようなプロセスカートリッジは感光体
ドラムをカートリッジフレームに回転自在に支持すると
共に装置本体から回転力を受ける回転力受け部を有す
る。そして感光体ドラムに向って現像手段の現像剤担持
体である現像スリーブを付勢して、例えば、スペーサコ
ロを用いて感光体ドラムと現像スリーブ間の隙間を一定
としている。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上述の従来の
技術を更に発展させたものである。
【0007】本発明は現像手段の現像スリーブと電子写
真感光体ドラムの駆動を夫々別個とした場合におけるプ
ロセスカートリッジの電子写真感光体ドラムへの現像手
段の現像スリーブの付勢と現像スリーブの駆動を如何に
すべきかという課題を解決したプロセスカートリッジを
提供することを目的とする。
【0008】
【課題を解決するための手段】主要な本発明は請求項と
対応する番号を付して示せば以下のとおりである。
【0009】本出願に係る第1の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において、電子写
真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成さ
れた静電潜像を現像剤を用いて現像する現像スリーブ
と、プロセスカートリッジの長手方向の一方端に設けら
れプロセスカートリッジをその長手方向に進退して画像
形成装置本体に着脱する際に画像形成装置本体のカップ
リングと係脱するカップリングであって、現像スリーブ
に回転力を伝えるための現像部カップリングと、を有
し、現像スリーブは電子写真感光体ドラムと連動しない
で駆動されることを特徴とするプロセスカートリッジで
ある。
【0010】本出願に係る第2の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において、電子写
真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成さ
れた静電潜像を現像剤を用いて現像する現像スリーブ
と、前記電子写真感光体ドラムを回転自在に支持するフ
レームと、前記現像スリーブを回転自在に支持して電子
写真感光体ドラムに対して現像スリーブが平行移動する
ように前記フレームに取り付けられた支持部材と、前記
現像スリーブを電子写真感光体ドラムに向って付勢する
ための付勢部材と、前記現像スリーブの電子写真感光体
ドラムに対する位置決め手段と、前記現像スリーブに固
定された現像スリーブギアと、前記現像スリーブギアと
噛み合い前記フレームに回転自在に支持された駆動ギア
と、前記駆動ギアと一体的であって画像形成装置本体の
カップリングと係脱される現像部カップリングと、を有
し、前記付勢部材によって現像スリーブが電子写真感光
体ドラムに向って付勢されるように前記支持部材は前記
フレームに取り付けられていることを特徴とするプロセ
スカートリッジである。
【0011】本出願に係る第17の発明はプロセスカー
トリッジを着脱可能で記録媒体に画像を形成する電子写
真画像形成装置において、 a.電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラ
ムに形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像
スリーブと、プロセスカートリッジの長手方向の一方端
に設けられプロセスカートリッジをその長手方向に進退
して画像形成装置本体に着脱する際に画像形成装置本体
のカップリングと係脱するカップリングであって、現像
スリーブに回転力を伝えるための現像部カップリング
と、を有し、現像スリーブは電子写真感光体ドラムと連
動しないで駆動されプロセスカートリッジを取り外し可
能に装着する装着手段と、 b.前記現像部カップリングと係脱する画像形成装置本
体側カップリングと、c.前記画像形成装置本体側カッ
プリングを駆動する駆動源と d.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有す
ることを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【0012】本出願に係る第18の発明はプロセスカー
トリッジを着脱可能で記録媒体に画像を形成する電子写
真画像形成装置において、 a.電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラ
ムに形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像
スリーブと、前記現像スリーブを回転自在に支持して電
子写真感光体ドラムに対して現像スリーブが平行移動す
るように、前記フレームに取り付けられた支持部材と、
前記現像スリーブを電子写真感光体ドラムに向って付勢
するための付勢部材と、前記現像スリーブの電子写真感
光体ドラムに対する位置決め手段と、前記現像スリーブ
に固定された現像スリーブギアと、前記現像スリーブギ
アと噛み合い前記フレームに回転自在に支持された駆動
ギアと、を有し、前記付勢部材によって現像スリーブが
電子写真感光体ドラムに向って付勢されるように前記支
持部材は前記フレームに取り付けられているプロセスカ
ートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、 b.前記帯電部カップリングと係脱する画像形成装置本
体側カップリングと、 c.前記画像形成装置本体側カップリングを駆動する駆
動源と、 d.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有す
ることを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【0013】
【発明の実施の形態】以下本発明の実施の形態を図面に
従って説明する。
【0014】以下の説明で長手方向とは記録媒体の搬送
方向に交叉する方向で記録媒体に平行な方向をいう。ま
た左右とは記録媒体の搬送方向で見ての左右である。ま
た、プロセスカートリッジの上とはプロセスカートリッ
ジの装着状態における上をいう。
【0015】図1は本発明の適用される画像形成装置を
表わす図面である。この画像形成装置は、像担持体であ
る感光体ドラム上にトナー像を形成する画像形成部31
Y,31M,31C,31BKと、そのトナー像を一旦
転写する中間転写ベルト4a及びそのベルト4a上のト
ナー像を記録媒体2に転写する転写手段である二次転写
ローラ40、記録媒体2を中間転写ベルト4aと二次転
写ローラ40間へ送り出す給紙手段及び転写手段へ記録
媒体2を搬送する給送手段、定着手段、排紙手段を具備
する。
【0016】以下画像形成について説明する。
【0017】図に示すように画像形成装置には複数枚の
記録媒体(例えば、記録紙、OHPシート、布等)2を
積載収納する給紙カセット3aが着脱自在に装着されて
いる。ピックアップローラ3bにより給紙カセット3a
から給送された記録媒体2はリタードローラ対3cによ
り一枚ずつに分離され、搬送ローラ3d,3fによって
レジストローラ対3gに搬送される。
【0018】記録媒体2が搬送された時には、レジスト
ローラ対3gは回転を停止しており、これのニップに突
き当てられることにより記録媒体2は斜行を矯正され
る。
【0019】像担持体を含むプロセスカートリッジB
Y,BM,BC,BBには、4ドラムフルカラー方式の
場合、図のごとくイエロー、マゼンタ、シアン、ブラッ
クの4つが並列配置されている。各々のプロセスカート
リッジBY,BM,BC,BBに対し、それぞれ光学走
査系1Y,1M,1C,1BKが設けられ、画像信号に
より各色ごとの感光体ドラム上にトナー像が形成された
後、転写ローラ4(4Y,4M,4C,4BK)により
図示矢印方向に走行する中間転写ベルト4a上に各色ト
ナーが重ねて転写される。
【0020】この後、記録媒体2は所定のタイミング
で、2次転写ローラ40に送り出され、中間転写ベルト
4a上のトナー像が記録媒体2上へ転写され、定着器5
で定着された後、排出ローラ対3h,3iにより排出さ
れ、装置本体14上のトレー6に積載される。
【0021】上記画像形成部31Y,31M,31C,
31BKは光学走査系1Y,1M,1C,1BKを除い
て夫々がプロセスカートリッジBY,BM,BC,BB
を構成している。プロセスカートリッジの構成は同様で
あるのでプロセスカートリッジBYについてのべる。
【0022】図2に示すようにプロセスカートリッジB
Yは感光体ドラム7の周囲に帯電手段、露光部、現像手
段、転写開口を配設したものである。この実施の形態で
は磁性キャリア粉を有する二成分現像剤を用いている。
そこで本発明の実施の形態に用いられる感光体ドラム7
としては、通常用いられている有機感光体等を用いるこ
とができるが、望ましくは、有機感光体上にその抵抗が
102〜1014Ω・cmの材質を有する表面層を持つも
のや、アモルファスシリコン感光体などを用いると、電
荷注入帯電を実現でき、オゾン発生の防止、ならびに消
費電力の低減に効果がある。また、帯電性についても向
上させることが可能となる。
【0023】そこで本実施の形態においてはアルミニウ
ム製のドラム基体上に負帯電の有機感光体を設けた感光
体ドラム7を用いた。
【0024】帯電手段は、磁性キャリアを用いた磁気ブ
ラシ帯電器8である。
【0025】この帯電器8は回転自在に支持された中空
円筒形の帯電ローラ8a内に固定のマグネット8bを配
してある。転写後、感光体ドラム7上に残留したトナー
は図示矢印方向に回転する帯電器8に取り込まれる。
【0026】現像手段は本実施の形態では2成分現像剤
を接触状態にして現像する方法(2成分非接触現像)を
採用した。
【0027】図2には本実施の形態において用いた2成
分磁気ブラシ現像用の現像手段10が示されている。現
像スリーブ10dは中空円筒形であって回転自在に支持
されている。現像スリーブ10d内には固定のマグネッ
ト10cが配設されている。現像スリーブ10dは感光
体ドラム7と同方向に回転し、周面は感光体ドラム7の
周面の移動方向に対して反対方向に移動する。感光体ド
ラム7と現像スリーブ10dは非接触で0.2〜1.0
mm程度の隙間があけられていて、現像剤が感光体ドラ
ム7に対して接触する状態で現像できるように設定され
ている。
【0028】キャリアを混合されてトナーは両端を除く
長手方向の隔壁10fで仕切られたケーシング内の撹拌
スクリュー10g,10hで供給される。不図示のトナ
ー供給容器から供給されたトナーは撹拌スクリュー10
gの一端側へ落下して長手方向の一方向へ送られ乍ら撹
拌され他端側の隔壁10fのない部分をとおり、撹拌ス
クリュー10hで一端側に移動して、ついで、一端側の
隔壁10fのない部分をとおり撹拌スクリュー10hで
送られ乍ら撹拌され、循環する。
【0029】ここで感光体ドラム7に形成された静電潜
像を、現像装置4を用いて2成分磁気ブラシ法により顕
像化する現像工程と現像剤の循環系について以下説明す
る。まず、現像スリーブ10dの回転に伴いマグネット
10cの極で汲み上げられた現像剤は、搬送される過程
において、現像スリーブ10dに対して垂直に配置され
た規制ブレード10e即ち、現像ブレードによって規制
され、現像スリーブ10d上に薄層形成される。ここで
薄層形成された現像剤が、現像主極に搬送されてくると
磁気力によって穂立ちが形成される。この穂状に形成さ
れた現像剤によって感光体ドラム7の静電潜像を現像
し、その後反発磁界によって現像スリーブ10d上の現
像剤は、現像容器10a内に戻される。
【0030】現像スリーブ10dには図示しない電源か
ら直流電圧及び交流電圧が印加される。一般に二成分現
像法においては交流電圧を印加すると現像効率が増し、
画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなる
ということも生じる。このため、通常、現像スリーブ1
0dに印加する直流電圧と感光体ドラム7の表面電位間
に電位差を設けることによって、現像時に非画像領域に
トナーが付くのを防止する。
【0031】このトナー像は、ついで中間転写装置4に
より中間転写ベルト4aに転写される。中間転写装置4
は無端状のベルト4aを駆動ローラ4b、従動ローラ4
c、及び二次転写対向ローラ4dに巻掛け、図1中矢印
方向に回動される。さらに転写ベルト4a内には転写帯
電ローラ4Y,4M,4C,4BKを備え、各転写帯電
ローラは、ベルト4aの内側から感光体ドラム7方向に
加圧力を発生しつつ、高圧電源より給電されることで、
ベルト4aの裏側からトナーと逆極性の帯電を行なうこ
とにより感光体ドラム7上のトナー像を順次中間転写ベ
ルト4aの上面に転写する。
【0032】中間転写ベルト4aとしてはポリイミド樹
脂からなるものを用いることができる。ベルト4aの材
質としてはポリイミド樹脂に限定されるものではなく、
誘電体例えばポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテ
レフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエ
チレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン
樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂
などのプラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを
好適に用いることができる。
【0033】トナー像転写後の感光体ドラム7の面には
転写残トナーが残留している。この転写残トナーをその
まま帯電器を通過させると、残画像部分のみ帯電電位が
低下したり、次の画像上で前画像部分が薄くなったり濃
く現われたりする現象(以下ゴーストと称する)が発生
してしまう。感光体ドラム7と接触した帯電磁気ブラシ
下を転写残トナーが通過しても、ほとんどの場合前画像
の形状をとどめたままである。そこで、感光体ドラム7
の回転に伴い、帯電領域に到達した転写残トナーを磁気
ブラシ帯電器8に取り込み前画像の履歴を消してしまう
ことが必要になる。ここで、感光体ドラム7上の転写残
トナーは転写時の剥離放電等により、極性が正のものと
負のものが混在していることが多いが、磁気ブラシ帯電
器8への取り込み易さを考えると転写残トナーは正帯電
されていることが望ましい。
【0034】本実施の形態では、中間転写装置4と磁気
ブラシ帯電器8との間の感光体ドラム7に導電性ブラシ
11を当接させ、帯電バイアスと逆極性のバイアスを印
加する。正極性の転写残トナーは磁気ブラシ帯電器8を
通過し、負極性の転写残トナーは一時的に導電性ブラシ
11に捕獲され、除電された後に再び感光体ドラム7上
に送り出される。これにより転写残トナーは磁気ブラシ
方向へより取り込まれやすくなる。
【0035】(プロセスカートリッジのフレームの構
成)このプロセスカートリッジB(BY,BM,BC,
BB)は電子写真感光体ドラム7と現像手段10とを現
像フレーム12でもって一体的に構成した現像ユニット
Dに、帯電ローラ8a、規制ブレード8c、帯電ブラシ
11等を帯電フレーム13でもって一体的の帯電ユニッ
トCとしてユニット毎組付ける。更に、長手方向両端よ
り前部カバー16、後部カバー17(図4参照)でもっ
て現像ユニットDと帯電ユニットCの位置決めと結合を
行うものである。
【0036】図3から図7はプロセスカートリッジB
(BY,BM,BC,BB)の投影図である。ここで図
3は正面図、図4は右側面図、図5は左側面図、図6は
平面図、図7は背面図である。図8から図10まではプ
ロセスカートリッジBの外観斜視図である。ここで図8
は前斜めより見る斜視図、図9は後斜めから見る斜視
図、図10は底面図となる側を上向きにして後斜めから
見る斜視図である。
【0037】図2に示すように帯電ユニットCは帯電ロ
ーラ8a、規制ブレード8c、導電性ブラシ11を帯電
フレーム13により一体的に構成してある。図2、図
4、図8、図9、図10に示すように帯電フレーム13
はプロセスカートリッジBの外装の一部を構成してい
る。帯電フレーム13の下縁13aは図2、図10に示
すように感光体ドラム7に近接して間隔をあけて長手方
向に感光体ドラム7に平行している。そしてこの下縁1
3aからプロセスカートリッジBの外装をなすようにほ
ぼ垂直な上下壁13bを有し、上部で弯曲して角部13
cを設けてある。角部13cからほぼ水平な方向に天板
部13dを有し、断面ほぼ鍵形であり、天板部13dの
下方は空間であって長手方向の両端部に部材取付部13
e,13fが一体に成形されている。
【0038】図11は帯電ユニットCを内側から見る側
面図である。帯電フレーム13のプロセスカートリッジ
Bの装着方向(長手方向に装置本体14の正面から装着
する)の手前側の一方端には帯電ローラ軸受22及び端
部カバー23が共締めしてねじ止めされている。また他
方端にはギアユニット24がねじ止め固定されている。
【0039】図12は帯電ユニットCの規制ブレード8
c及びその支持板金8dを外して内側から見る側面図で
ある。部材取付部13e,13fの側面を段で高くした
ブレード取付座部13gは図12に示すように規制ブレ
ード8c両端の接する平面にめねじ13h、ダボ13i
が夫々設けてある。この座部13gより後退した平面に
は長手方向に例えばスポンジのようなシール材21gが
貼りつけてある。また、帯電ローラ8aの両端部のシー
ル部8a1の周方向に沿って現像剤の軸方向外側への洩
れを防止するためフエルトのようなシール材21bが貼
り付けてある。従って帯電フレーム13の帯電ローラ8
a両端のシール部8a1に対向する部分は帯電ローラ8
aと同一中心の円弧形である。
【0040】金属製の規制ブレード8cは図2に示すよ
うに帯電ローラ8aと隙間をおいており、小ねじ8jに
よって支持板金8dに固定されている。支持板金8dは
溝形断面を有し、帯電フレーム13の座部13gのダボ
13iに嵌め込まれると共に支持板金8dの穴を挿通し
て小ねじ8kを座部13gのめねじ13hにねじ込むこ
とによって支持板金8dと座部13gが当接すると共に
シール材21aが支持板金8dによって圧縮される。
又、支持板金8dによってシール材21bの座部13g
近くが圧縮される。支持板金8dは極めて剛性が高く、
両端を帯電フレーム21に固定することにより帯電フレ
ーム21が補剛される。
【0041】(帯電ユニットの装着)帯電ユニットCは
図2に示す揺動中心SCを中心に揺動可能に現像フレー
ム12に支持されている。このため図11に示すように
帯電フレーム13の長手方向の奥側である一端に固定し
たギアユニット24のギアケース26には前記揺動中心
SC上に円筒形軸部26aが設けられると共に長手方向
の他端の端部カバー23には揺動中心SC上に円筒形の
穴23aが設けられている。
【0042】現像フレーム12は図2に示すように前述
の撹拌スクリュー10g,10hを隔壁10fの両側に
収容すると共に規制ブレード10eを取りつけるための
座部12eを有する下部12fと、プロセスカートリッ
ジBの装着方向から見て左側の外装部をなす側部12g
と、長手方向両端に図13、図14、図17、図18に
示すように端板部12h(奥側)、12i(手前側)を
有する。一方の端板部12hには前記帯電ユニットCの
円筒軸部26aを軸受を介して回動可能にするための穴
12jを有する。他方の端板部12iには帯電フレーム
13の穴23aと同径の穴12mが設けられている。そ
こで現像フレーム12の端板部12hの穴12jに帯電
ユニットCの円筒軸部26aを挿入された状態で帯電ユ
ニットCの円筒形嵌合穴23を現像フレーム12の端板
部12iの穴12mに合せる。そして、プロセスカート
リッジBの装着方向から見て奥側の後部カバー17を現
像フレーム13の端部に一致するように位置合せをする
と、該後部カバー17の内部側で長手方向に突出する中
空円筒形軸支部17a(図11、図15参照)の外周が
現像フレーム12の穴12jに嵌合すると同時にその内
周が帯電ユニットCの円筒軸部26aに嵌合する。又、
現像フレーム12の端板部12iに設けた穴12mに嵌
合して突出する支持軸27が(図11、図14参照)が
帯電ユニットCの穴23aに嵌合する。これによって、
帯電ユニットCは一端側の円筒軸部26aが端部カバー
17に回動可能に支持されると共に他端側の穴23aが
現像フレーム12に回動可能に支持される。
【0043】図6、図8に示すように現像フレーム12
の上部では側板12g上部のガイド部12aの内側、端
板部12h,12iに周縁を当接して小ねじ28により
天板29が固定されている。
【0044】図2に示すように天板29にはばね座29
aが長手方向の2個所に設けられている。このばね座2
9aに保持された圧縮コイルばね30が、天板29と帯
電フレーム13間に縮設されている。このばね30のば
ね力で帯電ユニットCは揺動中心SCを中心にして図2
において時計回りに付勢されている。
【0045】図11に示すように帯電ローラ8aの端部
を縮径して回転中心回りに設けたジャーナル部8a2に
は回転自在にスペーサコロ8nが嵌入している。スペー
サコロ8nは上記圧縮コイルばね30のばね力で感光体
ドラム7の画像領域外に圧接している。このような構成
により感光体ドラム7と帯電ローラ8a間には隙間が設
けられていて、帯電ローラ8aと感光体ドラム7の対向
部を通過しようとする転写残トナーを帯電ローラ8aの
周面の移動方向を感光体ドラム7の周面の移動方向と反
対にして帯電バイアスを加えて捕捉するようになってい
る。
【0046】上記において、揺動中心SCと帯電ローラ
8aの中心を結ぶ線と、帯電ローラ8aと感光体ドラム
7の中心を結ぶ線はほぼ直角である。
【0047】図2に示すように現像スリーブ10dは現
像フレーム12に対してSLv加圧中心を中心にして揺
動可能に取り付けられている。図17に示すように現像
スリーブ10dの両側の縮径されたジャーナル部10d
1には現像スリーブ10dよりも現像隙間だけ大きい半
径を有するスペーサコロ10jが嵌合している。スペー
サコロ10jの外側にはジャーナル10d1を嵌合した
揺動アーム31が設けてある。
【0048】図18は揺動アーム32の側面附近を示す
現像スリーブ10dに対して直角な断面図である。現像
フレーム12の両端板部12h,12iに対して長手方
向に圧入された支持軸33に揺動アーム32の根本が揺
動可能に支持されている。揺動アーム32の前記支持軸
33からみてほぼ真上には軸受穴32aが設けられ、そ
の上方にはストッパ部32bが設けられている。支持軸
33の中心である加圧中心SLvと軸受穴32aの中心
を結ぶ線に対してほぼ直角な線上にばね座37cが設け
られている。
【0049】揺動アーム31の軸受穴32aには現像ス
リーブ10dの両端のジャーナル部10d1が回転自在
に支持されている。ばね座32cと現像フレーム12の
端板部12h,12iに設けたばね座12nとの間には
圧縮コイルばね35が縮設してある。これによって、現
像スリーブ10dは感光体ドラム7に向って加圧中心S
Lvを中心に回動して加圧されスペーサコロ10jは感
光体ドラム7の画像領域外の端部に圧接して、現像スリ
ーブ10dと感光体ドラム7との間に所定の隙間(0.
2〜1.0mm)が保たれる。
【0050】上記ストッパ部32bは組立分解時に現像
スリーブカバー36に当ることによって揺動アーム31
が図18において外方へ回り込むのを防止している。従
って組立状態のプロセスカートリッジBにおいては、ス
トッパ31bと現像スリーブカバー36とは当接してい
ない。なお現像スリーブカバー36は長手方向で両側の
揺動アーム32間に延在しており、現像フレーム12に
ねじ止めされている。
【0051】(プロセスカートリッジの画像形成装置本
体への着脱構成)プロセスカートリッジBの上部の着脱
方向から見て左右には図3、図7等に示すようにフラン
ジ状のガイド部12a,29bが設けられており、この
ガイド部12a,29bは図1の紙面に直角方向に設け
た不図示のガイドレールに係合し画像形成装置本体14
に着脱される。
【0052】上記プロセスカートリッジBが装置本体1
4に装着された際に装置本体14に設けた不図示の高圧
電源に通じる装置本体側の各接点に夫々接続される接点
が設けてある。
【0053】図3、図8に示すようにプロセスカートリ
ッジBの装着方向から見て手前側には感光体ドラム7に
通じるドラムアース接点101が設けられている。また
図7、図9、図10に示すようにプロセスカートリッジ
Bの装着方向から見て奥側には導電性ブラシ11に通じ
る導電性ブラシ接点102、帯電ローラ8aに通じる帯
電バイアス接点103、現像スリーブ10dに通じる現
像バイアス接点104が設けられている。
【0054】プロセスカートリッジBの装着方向から見
て奥側の端面には長手方向の軸を中心に回転する軸継手
となった3つの駆動力受け部が設けてある。プロセスカ
ートリッジBが装置本体へ装着されると、3つの駆動力
受け部は装置本体14の駆動部材と連結される。
【0055】図7に示すように、プロセスカートリッジ
Bの奥側の端面には夫々端面から退いた位置にドラムカ
ップリング37d、帯電部カップリング38、現像部カ
ップリング39が外部にのぞんで設けてある。
【0056】(感光体ドラムの支持及び駆動手段)ドラ
ムカップリング37dは感光体ドラム7の一端に固定さ
れたドラムフランジ37の先端に形成されている。
【0057】図19は感光体ドラム7の支持方法及び駆
動方法を示す。感光体ドラム7は中空円筒形のアルミ筒
の外周に感光層を設けたドラム筒7aの一方端に駆動側
ドラムフランジ37が嵌入固定され、他方端には非駆動
側ドラムフランジ41が嵌入固定されている。これらの
ドラムフランジ37,41の中心に嵌入するドラム軸4
2の一端は現像フレーム12の端板部12iに設けたド
ラム軸支持穴12bを挿通している。ドラム軸42の直
径をわたる穴に圧入されたピン43は非駆動側ドラムフ
ランジ41の中心穴から半径方向に向って設けた溝41
aに丁度嵌合している。ドラム軸42とドラム筒7aを
電気的に導通させるための導電性ばね44が非駆動側ド
ラムフランジ41の内側端面に固定されている。この固
定方法はドラムフランジ41に設けたダボ41bに導電
性ばね44を嵌め込み、該ダボ41bを溶融固化するこ
とによっている。導電性ばね44の一端はドラム筒7a
内周に弾力で圧接し、他端はドラム軸42に弾力で圧接
している。
【0058】現像フレーム12の端板部12iに取り付
けたドラムアース接点101の一端がドラム軸42に弾
力で接している。このドラムアース接点101は現像フ
レーム12に配設され他端はプロセスカートリッジBの
外部の面に出て外部接点となっている。
【0059】組立のために、端板部12iのドラム軸支
持穴12bから半径方向に設けた溝12cはピン43が
軸方向へ通りぬけることができる。
【0060】駆動側ドラムフランジ37はドラム筒7a
に嵌合する取付部37a、ドラム筒7a端に接するつば
37b、つば37bから縮径したジャーナル部37c、
ジャーナル部37cの端面中心部から軸方向へ凸部とな
ったカップリング凸部37dの順で軸方向にこれらが配
列してある。駆動側ドラムフランジ37はプラスチック
一体成形品である。
【0061】ジャーナル部37cは現像フレーム12の
端板部12hの穴12dに嵌入する後部カバー17に一
体に設けた軸支部17aにカラー56を介して回転自在
に嵌合している。
【0062】カップリング凸部37dは図20に示すよ
うに、ドラム軸42を中心とするねじれた正三角柱であ
る。この三角柱の外接円径はジャーナル部37cよりも
直径が小さい。
【0063】装置本体14に設けた駆動装置は固設され
たモータ45と、モータ45のモータ軸に固定したピニ
オン46と、ピニオン46及び大歯車48と噛合い回転
自在に支持された中間ギア47と、大ギア48と、大ギ
ア48に固定されると共に端部に芯決め部57を剛結し
た大ギア軸49と、大ギア軸49を支軸する軸受51
と、カップリング凹軸52とを有する。ただし、中間ギ
ア47は複数段の2段ギアを用いてもよい。
【0064】軸受51は大ギア軸49を軸方向に移動し
ないように支持している。カップリング凹部52aはね
じれた正三角柱となる穴を有し、カップリング凸部37
dと軸方向に係脱される。カップリング凸部37dとカ
ップリング凹部52aは嵌合時に、カップリング凸部3
7dのねじれた正三角柱の稜線がカップリング凹部52
aのねじれた三角柱の面に接触することにより、カップ
リング凸部37dとカップリング凹部52aは調心され
て回転中心が一致する。芯決め部57及びカップリング
凹部52は微小移動可能な周方向ガタが設けられてい
る。上記において、カップリング凹軸52はプロセスカ
ートリッジB側へ最も移動した位置で位置を定められる
と共に、ばね力に抗して後退可能に支持されている(詳
細な説明は省略する)。
【0065】ドラム軸42の非駆動側の支持部分はドラ
ム軸42が反駆動部側へ移動しない構成となっている。
図に示すようにドラム軸42には軸用止め輪53が嵌入
している。現像フレーム12の端板部12iに固定され
た前部カバー16に固定された軸受ケース54に収納さ
れた軸受55はドラム軸42に嵌入すると共に軸用止め
輪53と軸受ケース54を軸方向の反対側で内外輪端面
と接することによりドラム軸42の反駆動側への移動が
止められている。一方感光体ドラム7はドラムフランジ
37がジャーナル部37cに嵌入するカラー56を介し
て駆動側への移動を制限されている。上記構成で感光体
ドラム7が軸方向に制限的に移動を許されるよう軸支部
17aと軸受55間の距離は軸用止め輪53とカラー5
6の夫々軸支部17a、軸受55と対向する面間の距離
よりも大きくしてある。
【0066】このように駆動装置を構成してあるため、
プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14へ装着
するとカートリッジフレーム(現像フレーム12、前部
カバー16、後部カバー17)は装置本体14に対して
長手方向の位置が定まる。そして、ドラム軸42の先端
部分42aが芯決め部57の中心穴57aに嵌入すると
共にカップリング凸部37dがカップリング凹部52a
に嵌合する。そしてモータ45が回転すると、ピニオン
46、中間ギア47、大ギア48が回転して大ギア軸4
9から芯決め部57を介してカップリング凹軸52が回
転する。この回転によってカップリング凸部37dとカ
ップリング凹部52aは互いにねじれて三角柱がねじ込
み勝手となり、ドラムフランジ37とカップリング凹軸
52は引き付け合うので、カップリング凸部37d先端
がカップリング凹部52aの底面に接する。そこで位置
決めされているカップリング凹軸52に対して、感光体
ドラム7の軸方向位置が一定に定まる。
【0067】そして、上記においてプロセスカートリッ
ジBが装置本体14へ装着されてもカップリング凸部3
7dとカップリング凹部52aが嵌合しない場合には、
カップリング凸部37dの端面がカップリング凹軸52
の凹部52aの口部の縁を押してカップリング凹軸52
をプロセスカートリッジBの方へ付勢しているばね力に
抗して後退させている。したがって、プロセスカートリ
ッジBを装着後、前回転時にカップリング凸部37dと
凹部52aの位相が合った時点で瞬時に嵌合する。な
お、上述においてカップリング凸部37dの端面とカッ
プリング凹部52aの底を当接しないで、ドラムフラン
ジ37のつば37bをカラー56を介して後部カバー1
7の軸支部17aに向けてカップリングの引込み力で寄
せるようにしてもよい実施の形態は、現像手段及びトナ
ーを回収可能な帯電手段を感光体ドラムを一体のカート
リッジとしたプロセスカートリッジについてのべたが、
感光体ドラムのカートリッジ枠体に対する支持構成及び
感光体ドラムの駆動力受け部と画像形成装置本体の駆動
部材との係脱の構成はプロセスカートリッジ一般に適用
可能である。
【0068】ここでプロセスカートリッジとは、帯電手
段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体
ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッ
ジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであ
る。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少な
くとも一つと電子写真感光体ドラムとを一体的にカート
リッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするもので
ある。更に、少なくとも現像手段と電子写真感光体ドラ
ムとを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に
着脱可能とするものをいう。
【0069】(現像スリーブの駆動)現像スリーブ10
dには、図17に示すようにジャーナル部10d1より
も長手方向の外側において現像スリーブギア15bが固
定されている。現像スリーブギア15bは図7、図1
3、図21に示すように現像部駆動ギア15aと噛み合
っている。現像部駆動ギア15aは現像部の回転駆動力
受け部材である現像部カップリング39と一体成形され
て現像部カップリング39の奥側中心に円筒穴を有す
る。現像フレーム12の端板部12hに長手方向に設け
た不図示の軸部に現像部駆動ギア15a付の現像部カッ
プリング39の前記円筒穴が回転自在に嵌合している。
【0070】現像部駆動ギア15aには2段ギア15c
の小ギア15c1が噛み合っている。2段ギア15cは
端板部12hに一体で長手方向に設けた軸部12pに回
転自在に嵌合している。2段ギア15cの大ギア15c
2は図2に示す撹拌スクリュー10gの後部軸端と連結
される撹拌ギア15dに噛合っている。撹拌ギア15d
は撹拌スクリュー10hの後部軸端に連結される撹拌ギ
ア15eに噛合っている。撹拌ギア15d,15eは軸
方向の中間に不図示のジャーナルを有し、軸方向の先端
に撹拌スクリュー10g,10hとの不図示の連結部を
一体に夫々有し現像フレーム12の端板部12hの不図
示の軸受穴に前記ジャーナルが回転自在に嵌合して支持
されると共に前記連結部が撹拌スクリュー10h,10
gの後端に係合して撹拌スクリュー10g,10hを駆
動するように支持している。
【0071】なお、撹拌スクリュー10g,10hの前
方軸端は中心穴を有し、図14に示すように現像フレー
ム12の前述の端板部12hとは長手方向の反対端の端
板部12iの長手方向の穴に圧入され先端が現像フレー
ム12内に突出されている支持軸19g,19hに前記
軸端の中心穴が回転自在に嵌合して支持されている。
【0072】そして、プロセスカートリッジBが装置本
体14に装着された状態で装置本体14側から駆動力が
伝達されると現像部カップリング39が回転する。現像
部カップリング39と一体の現像部駆動ギア15aは現
像スリーブギア15bを回転し、現像スリーブ10dは
回転する。また、現像部駆動ギア15aは2段ギア15
cを介して撹拌ギア15dを駆動し、撹拌ギア15dは
撹拌ギア15eに回転を伝える。そこで撹拌スクリュー
10g,10hが回転し、トナーを循環し乍ら撹拌す
る。
【0073】上記現像スリーブ10dは感光体ドラム7
と同方向に回転するようになっている。そこで現像スリ
ーブ10dの周面と感光体ドラム7の周面の対向部(現
像領域)ではこれらの周面は互に逆方向に移動する。そ
こで現像スリーブ10dの両端に回転自在に備えるスペ
ーサコロ10j(図17参照)は感光体ドラム7と転動
すると共に現像スリーブ10dに対して逆方向に回転す
る。
【0074】前述の各ギア15a,15b,15c,1
5d,15eは図21に示すように現像フレーム12の
端板部12hに当接して固定される後部カバー17によ
って覆われている。
【0075】(帯電ローラの駆動)図11、図23、図
24に示すように帯電ユニットCの長手方向の後端部に
固定したギアユニット24は二つ割りのギアケース6
1,62中に歯車列24Gを収容してある。
【0076】ギアケース61,62は長手方向で二つ割
であって、ギアケース61は帯電フレーム13の長手方
向の後端側に当接し小ねじ58でもってギアケース6
1,62は帯電フレーム13に共締め固定されている。
【0077】図22は帯電ユニットCの長手方向から長
手方向の後端部を見る正面図である。図23は図22の
A−B−C−D−E断面図である。帯電部カップリング
38には一体に2段ギア24aが設けられている。2段
ギア24aの中心穴24a3はギアケース61に小ねじ
63で固定して長手方向に突設した支持軸61aに回転
自在に嵌合している。なお、支持軸61aはギアケース
61と一体成形してもよい。帯電ローラ8aは帯電フレ
ーム13の部材取付部13fに嵌合した後部側帯電ロー
ラ軸受20に回転自在に支持されている。
【0078】2段ギア24aの大ギア24a1が帯電ロ
ーラ8aの一端側に固定した帯電ローラギア24bと噛
み合っている。なお、ギアケース62の穴62bにはマ
グネット8bの一端が支持されている。2段ギア24a
の大ギア24a1と小ギア24a2は嵌合固定されてい
る。ただし、一体成形してもよい。
【0079】(プロセスカートリッジの駆動装置)装置
本体14にはプロセスカートリッジBの駆動装置が設け
られている。この駆動装置はプロセスカートリッジBの
カップリング凸部37d、帯電部カップリング38、現
像部カップリング39と夫々係合する3個のカップリン
グを有する駆動ユニットである。なお、図19の感光体
ドラム7を駆動する駆動装置は本実施の形態とは態様を
異にするので図19に用いた符号はこの実施の形態の説
明のためには使用されていない。
【0080】前記3個のカップリングは夫々独立した3
つの駆動源により駆動される。このため、感光体ドラム
7、帯電ローラ8a、現像スリーブ10dは互に駆動系
による影響が及ばないので、特に感光体ドラム7の回転
の円滑さ、立上りの速さにすぐれる。
【0081】図1に示す装置本体14の各色のプロセス
カートリッジB(BY,BM,BC,BB)のカートリ
ッジ装着部の奥側には夫々駆動ユニットが設けられてお
り、プロセスカートリッジBをカートリッジ装着部へ長
手方向(感光体ドラム7の軸方向)に移動して装着する
と、プロセスカートリッジBの各駆動力受け部材である
各カップリングと、駆動ユニットの駆動伝達部材である
各カップリングは夫々係合する。
【0082】図25は駆動ユニットの正面図、図26は
図25において前板を取り外して見る正面図、図27は
駆動ユニットの背面図である。図25から図27ではギ
アはピッチ円で略示してある。図28は図27のF−G
−H−I−J−K−L−M断面図である。図29は図2
7のN−O−P−Q−R−S断面図である。図30は図
27のT−U−V−W−X−Y−Z断面図である。
【0083】図25に示すように駆動ユニットの前面に
は長手方向(プロセスカートリッジBの装着のための挿
入方向(図25の紙面に対して手前方向)に前方へ向っ
て前板65から突出した位置に、プロセスカートリッジ
Bのカップリング凸部37dと係脱されるカップリング
凹部66aを有する駆動側カップリング66、プロセス
カートリッジBの帯電部カップリング38と係脱される
帯電部駆動側カップリング67、プロセスカートリッジ
Bの現像部カップリング39と係脱される現像部駆動側
カップリング68が設けてある。
【0084】図27に示すように後板69の外側には感
光体ドラム7の駆動源であるモータ71、帯電ローラ8
aの駆動源であるモータ72、現像スリーブ10dの駆
動源であるモータ73が固定されている。各モータ7
1,72,73のモータ軸は前板65と後板69間に突
出している。なお感光体ドラム7を駆動するモータ71
はサーボモータであり、モータ軸は後方へも突出してい
る。
【0085】平板の前板65と後板69間は前板65と
後板69が平行となるように複数のステー75で連結さ
れている。図28から図30に示すように各ステー75
は一端が前板65にかしめ75aで固定され、他端が後
板69の内側に当接し後板69の後側から後板69の穴
を挿通してステー75にねじ込まれた小ねじ76によっ
て固定されている。前板65には前板65から前方へオ
フセットして一垂直面上になるように装置本体14へ駆
動ユニットEを取り付けるための取付部65aが複数、
本例では4ケ所設けてあり、小ねじ(不図示)でもって
装置本体14へ駆動ユニットEが取り付けられている。
【0086】図28に示すように感光体ドラム駆動側カ
ップリング66とモータ71間にはギア列74が配設さ
れている。
【0087】(感光体ドラムの駆動装置)図28に示す
ようにカップリング軸77は前板65に嵌合する軸受7
8及び後板69に嵌合する軸受79に支持されており、
前端のつば77aから縮径したDカット軸部77cには
軸方向に移動自在に感光体ドラム駆動側カップリング6
6を嵌合してある。つば付の軸受78とカップリング6
6間にはDカット軸部77cに挿入して圧縮コイルばね
82が縮設され、カップリング66はDカット軸部77
c先端のつば77aに押し付けられている。軸受78が
嵌入する軸部77bは後方へ向って同径であって、Dカ
ット軸部77aから縮径してある。この縮径段部77d
に軸受78の内輪が当接し、軸受78に接して大ギア7
4eのボス74e3が接している。大ギア74eは軸受
78と接する反対側の面に接する軸用止め輪81により
軸方向移動を止められている。軸用止め輪81は軸部7
7bの周方向の溝に嵌入している。大ギア74eに設け
たキー溝74e2には軸部78e1の直径をわたって打
ち込まれたピン83が嵌入し、大ギア74eはカップリ
ング軸77に対して一体に回転するように固定されてい
る。後板69に嵌入するつば付の軸受79は軸部77b
の周方向の溝に嵌入する軸用止め輪84によって軸方向
の移動を止められている。
【0088】カップリング軸77は後板69から後方へ
延出され例えばエンコーダ85のようなカップリング軸
77の回転角検出手段が設けられており、感光体ドラム
7の制御に用いられる。
【0089】モータ71の出力軸部に固定されたピンオ
ンギア74aと噛合うギア74bは一体の2段ギア74
cの大ギア74c1と噛合っている。2段ギア74cの
小ギア74c2と噛合うギア74dは大ギア74eと噛
合っている。中間のギア74b,74c,74dは夫々
固定軸86,87,88の縮径軸部86a,87a,8
8aに夫々回転自在に嵌合しており、夫々固定軸86,
87,88の大径軸部86b,87b,88bと大径軸
部86b,87b,88bよりも小径の縮径軸部86
a,87a,88aとの段部と、縮径軸部86a,86
b,86cの夫々の周方向の溝に夫々嵌入した軸用止め
輪89,91,92によって若干軸方向へ動き得る余ゆ
うを持って軸方向の移動を止められている。固定軸8
6,87,88の一端は夫々が前板65の穴に嵌入して
かしめられており、他端は後板69の穴に嵌入してい
る。
【0090】各ギア74a〜74eは夫々はすばギアで
あって、ピニオンギア74aは右ねじれ、大ギア74e
は右ねじれである。
【0091】図28に示すように、ギア74a〜74e
には夫々つば74a1,74b1,74c3,74c
4,74d1,74e1が設けられている。これらのつ
ばの側面はこのつばを設けたギアと噛合う相手のギアの
側面に夫々接する。このつばは互に噛み合うギアでは軸
方向で歯部を間にして互に反対側に設けられている。
【0092】各ギアは図28に図示矢印方向に周面が移
動する方向に回転する。即ち図1に示すように感光体ド
ラム7を反時計回りに回転するように回転する。
【0093】モータ71が回転すると、モータ軸のギア
74aと噛合うギア74bは図28において右方へ推力
を受ける。この推力はギア74bの側面74b2がモー
タ軸のピニオンギア74aと一体のつば74a1又は及
び2段ギア74cの大ギア74c1のつば74c3と摺
転動して受ける。又は、及びギア74bのつば74b1
とモータ軸のピニオンギア74aの側面74a2で受け
る。更には、つば74b1が2段ギア74cの大ギア7
4c1の側面74c6に当接することにより受ける。以
上何れか1つの部分以上で推力を受ければよいが、製作
上の誤差の点から何れか1つの部分で推力を受けてもよ
い。
【0094】2段ギア74cの大ギア74c1,小ギア
74c2はねじれ方向は同方向であり図28において左
方へ向って推力を受ける。この推力は2段ギア74cの
大ギア74c1のつば74c3がギア74bの側面74
b2に当接、小ギア74c2のつば74c4がギア74
dの側面74d2に当接、小ギア74c2の側面74c
5がギア74dのつば74d1に当接、及び大ギア74
c1の側面74c7がギア74bのつば74b1に当
接、の何れか1つ以上の当接部分で受ける。
【0095】ギア74dの推力は図28において右方向
に加わり、つば74d1と2段ギア74cの小ギア74
c2の側面74c5との当接、ギア74dの側面74d
2と2段ギア74cの小ギア74c2のつば74c4と
の当接、ギア74dの側面74d2と大ギア74eのつ
ば74e1との当接、及びつば74d1と大ギア74e
の側面74e4との当接、の何れか1つ以上の当接で受
ける。既にのべたように大ギア74eはカップリング軸
77に軸方向移動しないように設けられている。
【0096】また、中間のギア74b,74c,74d
は、夫々固定軸86,87,88の大径軸部86b,8
7b,88bと縮径軸部86a,87a,88a間の段
部と軸用止め輪89,91,92との間により軸方向の
位置を決められているので、中間ギア74b,74dは
軸用止め輪89,92で推力を止められ、また中間ギア
74cは固定軸87の段部で推力を止められる。
【0097】上述のようにしてあるのでモータ軸のピニ
オンギア74aとカップリング軸77の大ギア74eは
夫々の支持軸によって軸方向の位置が定まっている。そ
して、モータ軸のピニオンギア74a、カップリング軸
77の大ギア74e及び中間の各ギア74b,74c,
74dはつばとギア側面との当接で軸方向位置を定め得
るので、中間の各ギア74b,74c,74dは固定軸
86,87,88の軸方向へは若干の移動が許される。
【0098】(帯電ローラの駆動装置)図29は帯電部
カップリング38と係脱可能なカップリングを備える帯
電部駆動装置部分を示す。図24に示す帯電部カップリ
ング38と同軸心上には帯電部駆動側カップリング67
が帯電部カップリング38と係脱可能に設けてある。こ
れらカップリング対は爪クラッチとなっており、山が二
つ谷が二つで互に噛み合い可能で噛合って回転力が伝達
される。帯電部駆動側カップリング67は前板65に固
定されたブラケット90に嵌入する不図示の軸受に回転
自在で軸方向移動可能なカップリング軸93に軸方向移
動可能に嵌合している。このカップリング67の嵌入す
るカップリング軸93の軸部93aはDカット断面であ
り、このDカット断面の軸部93aにカップリング67
のD形穴が嵌合してカップリング67とカップリング軸
93は一体的に回転する。カップリング軸93の前端と
前板65のすぐ裏側の二個所の周方向の溝には軸用止め
輪94,95が嵌め込まれている。カップリング67と
ブラケット90との間においてカップリング軸93に挿
入して圧縮コイルばね96が縮設してある。
【0099】後板69に固定したモータ72のモータ軸
に固定されたピニオンギア98aには2段ギア98bの
大ギア98b1が噛合い、2段ギア28bの小ギア28
b2に噛合うギア98cはカップリング軸93の後端に
固定されたギア98dと噛み合っている。カップリング
軸93の後端は段部93bで縮径しており縮径軸部93
cは断面Dカット形であり、ギア98dはこの段部93
bとDカットした軸部93cの周方向に設けた溝に嵌入
する軸用止め輪99によって軸方向の移動を止められて
いる。ギア98dがカップリング軸93と共に軸方向に
移動する範囲においてギア98c,98dが常時噛合う
ようにギア98cの歯幅をギア98dの歯幅より大きく
してある。
【0100】2段ギア98bは一端が前板65にかしめ
て固定され、他端が後板69に嵌入した固定軸111の
縮径軸部111aに回転自在に支持されている。固定軸
111の大径軸部111bと縮径軸部111aとの段部
111cと縮径軸部111aの周方向の溝に嵌合する軸
用止め輪100でもって2段ギア98bは軸方向位置を
止められている。ピニオンギア98a、2段ギア98b
の大ギア98b1は、はすばギアである。
【0101】ギア98cは前板65に一端が嵌入してか
しめて固定した固定軸112の縮径軸部112aに回転
自在に嵌合し、固定軸112の大径軸部112bと縮径
軸部112a間の段部112cと縮径軸部112aの周
方向の溝に嵌入する軸用止め輪110によって軸方向の
移動を制限されている。
【0102】(現像スリーブの駆動装置)図30は現像
スリーブ10dを駆動するための装置本体側駆動装置部
分を示す。図25に示す現像部カップリング39と同軸
心上には現像部駆動側カップリング68が現像部カップ
リング39と係脱可能に設けてある。これらカップリン
グ対は爪クラッチとなっており、山が二つ谷が二つで互
に噛み合い可能であって、噛合って回転力が伝達され
る。
【0103】現像部駆動側カップリング68は前板65
に固定されたブラケット114に嵌入する不図示の軸受
に回転自在で軸方向移動可能なカップリング軸115に
軸方向移動可能に嵌合している。現像部駆動側カップリ
ング68の嵌入するカップリング軸115の軸部はDカ
ット断面であり。このDカット断面の軸部115aに上
記カップリング68のD形穴が嵌合してこのカップリン
グ68とカップリング軸115は一体的に回転する。カ
ップリング軸115の前端と前板65のすぐ裏側の二個
所の周方向の溝には軸用止め輪116,117が嵌め込
まれている。現像部駆動側カップリング68とブラケッ
ト114との間においてカップリング軸115に挿入し
て圧縮コイルばね118が縮設してある。
【0104】後板69に固定したモータ73のモータ軸
に固定されたピニオンギア121aにはギア121bを
介して2段ギア121cの大ギア121c1が噛合い、
2段ギア121c1の小ギア121c2に噛合うギア1
21dはカップリング軸115の後端に固定されたギア
121eと噛み合っている。カップリング軸115の後
端は段部115cで縮径しており縮径軸部115bは断
面Dカット形であり、ギア121eはこの段部115c
とDカットした縮径軸部115bの周方向に設けた溝に
嵌入する軸用止め輪122によって軸方向の移動を止め
られている。
【0105】ギア121b、2段ギア121c及びギア
121dは一端が前板65にかしめて固定され、他端が
後板69に嵌入した固定軸123,124,125の縮
径軸部123a,124a,125aに夫々回転自在に
支持されている。固定軸123,124,125の大径
軸部123b,124b,125bと縮径軸部123
a,124a,125bとの段部123c,124c,
125cと縮径軸部123a,124a,125aの周
方向の溝に嵌合する軸用止め輪126,127,128
でもって各ギア121b,121c,121dは軸方向
移動を止められている。ピニオンギア121a、ギア1
21b及び2段ギア121cの大ギア121c1ははす
ばギアである。
【0106】上述のようにプロセスカートリッジBを駆
動するための装置本体14に設けた駆動装置Eの感光体
ドラム7を駆動するためのカップリング66、帯電部駆
動側カップリング67、現像部駆動側カップリング68
は夫々独立して設けられた感光体ドラム駆動用モータ7
1、帯電ローラ駆動用モータ72、現像スリーブ駆動用
モータ73により夫々ギア列を介して駆動されるように
なっている。そのため感光体ドラム7が帯電ローラ8
a、現像スリーブ10d、撹拌スクリュー10g,10
h等と連動していないため、感光体ドラム7は撹拌スク
リュー10g,10h等の負荷変動の影響を受けること
がない。また、感光体ドラム7が立上げ時も、撹拌スク
リュー10g,10hによる撹拌抵抗負荷を受けること
なく、且つ帯電ローラ8a、現像スリーブ10dの慣性
負荷及び現像スリーブ10d、撹拌スクリュー10g,
10h、感光体ドラム7を連結するギア列の慣性負荷を
受けることがない。従って感光体ドラム7は回転速度変
動が少なく、且つ立ち上げが速い。
【0107】プロセスカートリッジBを長手方向から装
置本体14へ装着すると、感光体ドラム7と一体的なカ
ップリング37のカップリング凸部37dが装置本体1
4に設けた上述の駆動ユニットEのカップリング凹部6
6aと係合する。係合しない場合は感光体ドラム駆動用
のカップリング66が図28においてカップリング軸7
7上を軸方向に圧縮コイルばね82のばね力に抗して後
退(右行)させる。そこでカップリング37,66の端
面は圧接している。そこでモータ71が回転した際にカ
ップリング凸部37dとカップリング凹部66aの位相
が合うと、カップリング66は圧縮コイルばね82のば
ね力でカップリング軸77上を滑動してカップリング凸
部37dとカップリング凹部66aは嵌合する。このと
き駆動側のカップリング66はカップリング軸77先端
のつば77aに当り軸方向の位置が定まる。カップリン
グ凸部37dとカップリング凹部66aはねじれた正三
角柱とねじれた正三角柱の穴を有しており、且つゆるく
嵌合するようにしてあって、カップリング凸部37dの
正三角柱の稜線はカップリング凹部66aのねじれた正
三角柱の穴の面に接するので互に引き込む力が働くと共
に感光体ドラム7の軸心とカップリング軸77の軸心が
一致するように調芯作用が働く。カップリング凸部37
dとカップリング凹部66aが互に引き込むことで、カ
ップリング凸部37dの先端はカップリング軸77のつ
ば77aのある先端に当接する。カップリング軸77は
装置本体14に固定された駆動ユニットEに対して軸方
向位置が定められているのでカップリング凸部37dが
カップリング軸77に当ることによって感光体ドラム7
の装置本体14に対する軸方向位置が定まる。
【0108】なお、カップリング軸77はカップリング
凸部37dとカップリング凹部66aの引き込み作用の
際に図28において左方へ引かれるが前板65に対して
位置決めされたつば付の軸受78に大ギア74eのボス
74e3が当接し、軸用止め輪81が大ギア74eに当
接する。
【0109】プロセスカートリッジBを装置本体14へ
装着すると上記カップリング凸部37dとカップリング
凹部66aの係合作用と同時に、帯電部カップリング3
8に対して帯電部駆動側カップリング67、現像部カッ
プリング39に対して現像部駆動側カップリング68が
係合作用を行う。この際、相対するカップリング38,
67又は39,68の山と谷が合うと直ちに係合する。
山と山が合うと、帯電部カップリング38、現像部カッ
プリング39は帯電部駆動側カップリング67、現像部
駆動側カップリング68を夫々圧縮コイルばね96,1
18に抗してカップリング軸93、115上を滑動させ
て後退させる。そして帯電ローラ駆動用モータ72、現
像スリーブ駆動用モータ73が駆動されて帯電部駆動側
カップリング67、現像部駆動側カップリング98が回
転すると、これらカップリング67,68は夫々帯電部
カップリング38、現像部カップリング39と位相が合
った位置で圧縮コイルばね96,118のばね力で軸部
93a,115aを滑動して前進して、カップリング3
8と67、カップリング39と68が係合する。
【0110】感光体ドラム駆動用モータ71が回転する
と、ピニオンギア74a、ギア74b、2段ギア74
c、ギア74d、大ギア74e、カップリング軸77と
回転が伝達されカップリング凹部66aを有するカップ
リング66が回転し、カップリング凹部66aからカッ
プリング凸部37dへ伝達された回転により感光体ドラ
ム7が回転する。
【0111】上述において駆動ユニットEの感光体ドラ
ム7駆動用の中間ギアの軸方向の相対位置は夫々ギアの
側面とつばで定まる。既述したようにピニオン74aと
大ギア74eは軸方向に移動しないように支持されてい
る。図28において、ギア74b,74dは右方向、2
段ギア74cは左方向へ夫々推力を受けるが夫々互につ
ばとギア側面でこの推力を受けるため、これら、ギア7
4b,74c,74dの軸方向位置はギア74b,74
c,74d同志で定められると共にピニオンギア74
a,大ギア74eに対して定まる。この際、各ギアは複
数個所でつばとギア側面が接しているので何れか1個所
のつばとギアの側面が接触すると他の個所でのつばとギ
アの側面は接触しない。従って、ギア74b,74c,
74dは固定軸86,87,88の大径軸部86b,8
7b,88bと縮径軸部86a,87a,88aとの間
の夫々の段部と軸用止め輪89,91,92間にゆるく
嵌合して必ずしも固定軸86,87,88に対しての軸
方向の両方向への位置を定めなくてもよいようになって
いる。
【0112】(現像スリーブと感光体ドラムとの間隔保
持と現像スリーブの駆動ギアの関係)図31は現像部カ
ップリングから現像スリーブへ回転力を備える際の荷重
関係を示す。
【0113】感光体ドラム7と現像スリーブ10dとの
間は現像スリーブ10dよりも現像隙間(現像領域にお
ける感光体ドラム7と現像スリーブ10dとの対向部間
距離)だけ半径の大きなスペーサコロ10jを感光体ド
ラム7外周に当接して間を置いている。
【0114】既にのべたように感光体ドラム7と現像ス
リーブ10dとは同方向に回転し、現像領域及びその長
手方向両側においては感光体ドラム7と現像スリーブ1
0dの周面は互いに反対方向に移動する。そこで現像ス
リーブ10dの両側にジャーナル部10d1を設け、こ
のジャーナル部10d1の長手方向の内側に隣ってスペ
ーサコロ10jをジャーナル部10d1と同軸心で回転
自在に支持している。
【0115】図18について説明したように加圧中心S
Lvを中心にして揺動可能な揺動アーム32の軸受穴3
2aに前記ジャーナル部10d1が回転自在に嵌合して
いる。そして圧縮コイルばね35で揺動アーム32を加
圧してスペーサコロ10jを感光体ドラム7の現像領域
に関し長手方向の外側に圧接する。従って、感光体ドラ
ム7、現像スリーブ10dが回転するとスペーサコロ1
0jは感光体ドラム7に対して転動して回転し、現像ス
リーブ10dとは反対方向に回転する。
【0116】図31に示すように装置本体14の駆動ユ
ニットのカップリング68から現像部カップリング39
が回転力を受けると現像部カップリング39、駆動ギア
15aが反時計回りに回転し、駆動ギア15aから現像
スリーブギア15bへ回転を伝え、現像スリーブ10d
は時計回りに回転する。
【0117】本実施の形態では各ギアは総てインボリュ
ート歯形を採用している。従って歯荷重Fの作用線はピ
ッチポイントPをとおるギア15a,15bのピッチ円
に対する接線に対して圧力角だけ傾いた一定の直線であ
る。
【0118】この歯荷重の作用線下と、スリーブ支持部
材である揺動アーム32の軸受穴32aと揺動中心SL
vを結んだ線がなす角が±30度の範囲となるようにほ
ぼ平行に配置することで歯荷重に基づくスペーサコロ1
0jと感光体ドラム7の圧接力への影響が少なくなるた
め、揺動アーム32を介して圧縮コイルばね35で加圧
する加圧力を小さくできる。これによって、プロセスカ
ートリッジBを未使用の場合においてスペーサコロ10
jと感光体ドラム7の圧接力が小さく、クリープにより
スペーサコロ10jが変形することが防止される。
【0119】(帯電ローラと感光体ドラム間に働く加圧
力)図32は帯電部カップリングから帯電ローラを有す
る帯電ユニットへ回転力を伝える際の荷重関係を示す。
【0120】感光体ドラム7と帯電ローラ8aとの間は
帯電ローラ8aと感光体ドラム7を帯電すると共に転写
後の感光体ドラム7上の転写残トナーを帯電ローラ8a
の背部側に取り込み電荷を調整した上送り出せるように
磁気ブラシ帯電のための隙間を設けている。この隙間を
設けるために現像ローラ8aのジャーナル部8a2には
スペーサコロ8nが回転自在に嵌合している。このスペ
ーサコロ8nの半径は現像ローラ8aの半径よりも現像
ローラ8aと感光体ドラム7との間の隙間だけ大であ
る。スペーサコロ8nは感光体ドラム7の長手方向にお
いて帯電領域の両側において感光体ドラム7に圧接して
いる。
【0121】感光体ドラム7と帯電ローラ8aとは同方
向に回転し、帯電領域及びその長手方向両側においては
感光体ドラム7と帯電ローラ8aの周面は互いに反対方
向に移動する。
【0122】帯電ローラ8aの中心を03、帯電部カッ
プリング38の中心を04とすると、感光体ドラム7の
中心01と帯電ローラ8aの中心03とを結ぶ線と、帯
電ローラ8aの中心03と帯電部カップリング38の中
心04を結ぶ線とのなす角θは直角である。なお、この
角θはほぼ直角であればよい。更には角θが180度に
近づくにつれて帯電ローラ8aはくさび作用で感光体ド
ラム7へ向う力を受ける範囲を除いて、帯電部カップリ
ング38に装置本体14の駆動ユニットのカップリング
67から加えられるトルクTが、帯電ローラ8aを感光
体ドラム7に圧接するようになっておればよい。また、
図32において帯電ローラ8aの中心03は帯電部カッ
プリング38の中心04と感光体ドラム7の中心01を
結ぶ線よりも左側に位置する必要がある。
【0123】帯電部カップリング38の受けるトルクT
により、帯電ユニットCを支持される円筒軸部26aと
穴23a(図11参照)の中心を中心として帯電ユニッ
トCは反時計回りに回ろうとする。そこで、帯電ローラ
8aの中心03と帯電部カップリング04間の距離をJ
とすると帯電ローラ8aのスペーサコロ8nと感光体ド
ラム7間にはT/Jの圧接力が発生する。
【0124】一方、圧縮コイルばね30の中心線と帯電
部カップリング38の中心04間の距離をLとすると円
筒軸部26a、穴23a回りには圧縮コイルばね30の
ばね力をFsとしてFs・Lのトルクが働き、このトル
クによって帯電ローラ8aのスペーサコロ8nと感光体
ドラム7間にはFs・L/Jの圧接力が生ずる。
【0125】上述のように構成してあるため、帯電ユニ
ットCを加圧する圧縮コイルばね30のばね力が小さく
ても、スペーサコロ8nと感光体ドラム7との圧接力は
得られる。これによってプロセスカートリッジBを未使
用の場合においてスペーサコロ8nと感光体ドラム7の
圧接力が小さく、クリープによりスペーサコロ8nが変
形するのを防止できる。
【0126】(カートリッジ装着部)図33はカートリ
ッジ装着部の一つを示す。装置本体14の各画像形成部
31Y,31M,31C,31BKには図33に示すよ
うにカートリッジ装着部14aが設けてある。このカー
トリッジ装着部14aはカートリッジガイド14bと駆
動ユニットEが配設されている。カートリッジガイド1
4bには記録媒体2の搬送方向に直角で記録媒体2の表
面に平行して案内14cが設けてある。この案内14c
にプロセスカートリッジBのガイド部12a,29bを
嵌合してカートリッジ装着部14aに挿入され、或は引
き出される。カートリッジ装着部14aに挿入される
と、既に述べたように、プロセスカートリッジBのドラ
ムカップリング37d(カップリング凸部)、帯電部カ
ップリング38、現像部カップリング39が駆動ユニッ
トEのカップリング66,67,68にして係合する。
【0127】このような、カートリッジ装着部を設けた
ため、複数の駆動力を夫々独立してプロセスカートリッ
ジへ取り入れる場合において、装置本体の構成が簡単と
なる。また、プロセスカートリッジBの装置本体への着
脱も容易である。
【0128】本発明の実施の形態をまとめると共に補足
すれば次のようになる。
【0129】第1は、画像形成装置本体14に着脱可能
なプロセスカートリッジBにおいて、電子写真感光体ド
ラム7と、電子写真感光体ドラム7に形成された静電潜
像を現像剤を用いて現像する現像スリーブ10dと、プ
ロセスカートリッジBの長手方向の一方端に設けられプ
ロセスカートリッジBをその長手方向に進退して画像形
成装置本体14に着脱する際に画像形成装置本体14の
カップリング68と係脱するカップリングであって、現
像スリーブ10dに回転力を伝えるための現像部カップ
リング39と、を有し、現像スリーブ10dは電子写真
感光体ドラム7と連動しないで駆動されるプロセスカー
トリッジを説明した。これによって、感光体ドラムの回
転の円滑さに影響を与えることなく、現像スリーブ10
dを自在に回転できる。
【0130】第2は、電子写真感光体ドラム7と、電子
写真感光体ドラム7に形成された静電潜像を現像剤を用
いて現像する現像スリーブ10dと、電子写真感光体ド
ラム7を回転自在に支持する現像フレーム12と、現像
スリーブ10dを回転自在に支持して電子写真感光体ド
ラム7に対して現像スリーブ10dが平行移動するよう
に前記フレーム12に取り付けられた支持部材である揺
動アーム32と、現像スリーブ10dを電子写真感光体
ドラム7に向って付勢するための付勢部材である圧縮コ
イルばね35と、現像スリーブ10dの電子写真感光体
ドラム7に対する位置決め手段として設けたスペーサコ
ロ10jと、現像スリーブ10dに固定された現像スリ
ーブギア15bと、現像スリーブギア15bと噛み合い
前記フレーム12に回転自在に支持された駆動ギア15
aと、駆動ギア15aと一体的であって装置本体14の
現像部駆動側カップリング68と係脱される現像部カッ
プリング39と、を有し、現像スリーブギア15bと駆
動ギア15aの歯荷重が、現像スリーブ10dと感光体
ドラム7の当接圧に影響しないように配置し、前記付勢
部材が現像スリーブ10dが電子写真感光体ドラム7に
向って付勢されるように前記支持部材である揺動アーム
32は前記フレーム12に取り付けられているプロセス
カートリッジであることを説明した。これによって、ギ
ア伝達による現像スリーブ10dと感光体ドラム7間の
当接圧変化も小さいため圧縮コイルばね35のばね力が
小さくてもスペーサコロ10jは充分電子写真感光体ド
ラム7に密接し、現像隙間を不変に確保でき、プロセス
カートリッジBの不使期間中におけるスペーサコロのへ
たり、変形を防止できる。
【0131】第3は第2において、駆動ギア15aは電
子写真感光体ドラム7から見て現像スリーブ10dの背
部側に配設されている。これによって、圧縮コイルばね
35と駆動ギア15aと現像スリーブギア15bの噛み
合いの歯荷重に基ずく力は現像スリーブ10dを感光体
ドラム7へ圧接する方向へ働く。
【0132】第4は第3において、電子写真感光体ドラ
ム7の軸心、現像スリーブ10dの中心、駆動ギア15
aの中心はこの順でほぼ一直線上に配設されている。
【0133】第5は、第2から第4の何れか1つにおい
て、支持部材である揺動アーム32は電子写真感光体ド
ラム7の軸心と平行な揺動中心である加圧中心SLvで
もって前記フレーム12に枢着され、この加圧中心SL
vから離れて電子写真感光体ドラム7の軸心と平行に現
像スリーブ10dを回転自在に支持する。
【0134】第6は第2から第5において、支持部材で
ある揺動アーム32及び付勢部材である圧縮コイルばね
30は現像スリーブ10dの長手方向において現像領域
外に設けられている。
【0135】第7は第2から第5において、支持部材で
ある揺動アーム32及び付勢部材である圧縮コイルばね
30は現像スリーブ10dの長手方向に関し両側に夫々
設けられている。
【0136】第8は、第5から第7の何れか1つにおい
て、現像スリーブギア15bと駆動ギア15aの噛み合
いの作用線に対して支持部材の加圧中心SLvから揺動
中心SLvへ引いた線がほぼ平行になる。この平行度は
平行に対して±30度である。これによって駆動ギア1
5aと現像スリーブギア15bの歯荷重を現像スリーブ
10dと感光体ドラム7との圧接力に影響を少なく出来
るため、圧縮コイルばね30のばね力を充分小さくでき
る。
【0137】第9は第2から第8の何れか1つにおい
て、現像スリーブギア15b及び駆動ギア15aは噛み
合いのピッチ点をとおる作用線が一定方向となる歯型を
有する。
【0138】これによって、現像スリーブ10dの感光
体ドラム7へ向う付勢力を一定にするのに寄与する。
【0139】第10は、第9において、ギア15a,1
5bの歯型はインボリュート歯型であることにより、上
記効果を格別な歯型のギアを用いなくても奏することが
できる。
【0140】第11は第1から第10の何れか1つにお
いて、現像スリーブ10dの両端部に現像スリーブ10
dよりも現像隙間だけ半径の大きなスペーサコロ10j
を回転自在に有し、該スペーサコロ10jを画像領域外
において電子写真感光体ドラム7に圧接した。これによ
って、感光体ドラム7、現像スリーブ10dの回転方向
を自由に選択でき、磁気ブラシ現像も可能となる。
【0141】第12は、第1から第10の何れか1つに
おいて、前記駆動ギア15aと同軸上に駆動ギア15a
と一体に回転する現像部カップリング39を有し、プロ
セスカートリッジBを画像形成装置本体14に装着した
際に、前記カップリング39が画像形成装置本体14の
駆動源に連なる駆動部材であるカップリング68と係合
する。
【0142】上述本発明の実施の形態は以下の態様のプ
ロセスカートリッジに適用して好適である。
【0143】第13は第1から第12の何れか1つにお
いて、前記プロセスカートリッジBとは、帯電手段8、
またはクリーニング手段と現像手段10及び電子写真感
光体7とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッ
ジを画像形成装置本体14に対して着脱可能とするもの
である。
【0144】第14は第1から第12の何れか1つにお
いて、前記プロセスカートリッジBとは、帯電手段8、
クリーニング手段の少なくとも一つと現像手段10及び
電子写真感光体7とを一体的にカートリッジ化して画像
形成装置本体14に対して着脱可能とするものである。
【0145】第15は第1から第12の何れか1つにお
いて、前記プロセスカートリッジBとは、少なくとも現
像手段10と電子写真感光体7とを一体的にカートリッ
ジ化して装置本体14に着脱可能とするものである。上
述のクリーニング手段とは転写後感光体上に残留したト
ナーを除去するものをいう。
【0146】第16は第1から第12の何れか1つにお
いて、前記プロセスカートリッジBとは帯電手段8、現
像手段10及び電子写真感光体7を一体的にカートリッ
ジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体14に着
脱可能であって、転写後電子写真感光体17に残留した
トナーを回収するクリーニング手段を有しないで画像形
成を維持可能なものである。この点はプロセスカートリ
ッジとして詳述した。
【0147】第17は、プロセスカートリッジBを着脱
可能で記録媒体2に画像を形成する電子写真画像形成装
置Aにおいて、 a.電子写真感光体ドラム7と、電子写真感光体ドラム
7に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像
スリーブ10dと、プロセスカートリッジBの長手方向
の一方端に設けられプロセスカートリッジBをその長手
方向に進退して画像形成装置本体14に着脱する際に画
像形成装置本体14のカップリング68と係脱するカッ
プリングであって、現像スリーブ10dに回転力を伝え
るための現像部カップリング39と、を有し、現像スリ
ーブ10dは電子写真感光体ドラム7と連動しないで駆
動されるプロセスカートリッジBを取り外し可能に装着
する装着手段と、 b.前記現像部カップリング39と係脱する画像形成装
置本体側カップリング38と、 c.前記画像形成装置本体側カップリング68を駆動す
る駆動源であるモータ73と、 d.前記記録媒体2を搬送するための搬送手段と、を有
する電子写真画像形成装置である。
【0148】本実施の形態によれば、現像スリーブは電
子写真感光体ドラムの回転に影響を与えることなく、所
望の現像条件に応じて自在に回転方向、回転速度を選択
できる。
【0149】第18は、プロセスカートリッジBを着脱
可能で記録媒体2に画像を形成する電子写真画像形成装
置Aにおいて、 a.電子写真感光体ドラム7と、電子写真感光体ドラム
7に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像する現像
スリーブ10dと、電子写真感光体ドラム7を回転自在
に支持する現像フレーム12と、現像スリーブ10dを
回転自在に支持して電子写真感光体ドラム7に対して現
像スリーブ10dが平行移動するように前記フレーム1
2に取り付けられた支持部材である揺動アーム32と、
現像スリーブ10dを電子写真感光体ドラム7に向って
付勢するための付勢部材である圧縮コイルばね35と、
現像スリーブ10dの電子写真感光体ドラム7に対する
位置決め手段であるスペーサコロ10jと現像スリーブ
10dに固定された現像スリーブギア15bと、現像ス
リーブギア15bと噛み合い前記フレーム12に回転自
在に支持された駆動ギア15aと、駆動ギア15aと一
体的であって画像形成装置本体14のカップリング68
と係脱される現像部カップリング3と、を有し、前記付
勢部材によって、現像スリーブ10dが電子写真感光体
ドラム7に向って付勢されるように前記支持部材である
揺動アーム32は前記フレーム12に取り付けられてい
るプロセスカートリッジBを取り外し可能に装着する装
着手段と、 b.現像部カップリング39と係脱する画像形成装置本
体側カップリング68と、 c.前記画像形成装置本体側カップリング68を駆動す
る駆動源であるモータ71と、 d.前記記録媒体2を搬送するための搬送手段と、を有
する電子写真画像形成装置である。
【0150】本実施の形態によれば、現像スリーブは電
子写真感光体ドラムの回転に影響を与えることなく、所
望の現像条件に応じて自在に回転方向、回転速度を選択
できる。
【0151】
【発明の効果】本発明によれば、現像スリーブを独立し
て駆動可能であるから、所望の現像条件に合うように現
像スリーブの回転方向、回転速度を選択できる。そして
電子写真感光体ドラムの回転に対して現像スリーブの回
転が影響を与えない。また、現像スリーブを支持部材で
もって移動可能とした上、支持部材を付勢部材でもって
現像スリーブを電子写真感光体ドラムに向って付勢する
と共に現像スリーブをギアで駆動してその噛み合い歯荷
重に基ずく力を現像スリーブの電子写真感光体ドラムに
向う方向に影響ない方向としたので、恒常的に力を加え
る付勢部材の付勢力を弱くでき、プロセスカートリッジ
の工場出荷後使用開始までなどの休止期間また、プロセ
スカートリッジ作画中におけるスペーサコロのへたり変
形を防止できる。
【図面の簡単な説明】
【図1】電子写真画像形成装置の縦断面図である。
【図2】プロセスカートリッジの縦断面図である。
【図3】プロセスカートリッジの正面図である。
【図4】プロセスカートリッジの右側面図である。
【図5】プロセスカートリッジの左側面図である。
【図6】プロセスカートリッジの平面図である。
【図7】プロセスカートリッジの背面図である。
【図8】プロセスカートリッジの前右方から見る斜視図
である。
【図9】プロセスカートリッジの後左方から見る斜視図
である。
【図10】プロセスカートリッジを裏返して後斜めから
見る斜視図である。
【図11】帯電ユニットの正面図である。
【図12】図11においてブレードを外した正面図であ
る。
【図13】後カバーを外して見る現像ユニットの背面図
である。
【図14】前カバーを外して見る現像ユニットの正面図
である。
【図15】後カバーの内部側を見る斜視図である。
【図16】前カバーの内部側を見る斜視図である。
【図17】現像ユニットの側面図である。
【図18】現像スリーブの支持部を示す正面図である。
【図19】電子写真感光体ドラムの支持と駆動装置を示
す縦断面図である。
【図20】駆動側ドラムフランジの斜視図である。
【図21】後部カバーを外して後方の下斜めより見るプ
ロセスカートリッジの斜視図である。
【図22】帯電ユニットの正面図である。
【図23】図2のA−B−C−D−E断面図である。
【図24】帯電ユニットの斜視図である。
【図25】装置本体側の駆動ユニットの正面図である。
【図26】図25において前板を外して見る正面図であ
る。
【図27】装置本体側の駆動ユニットの背面図である。
【図28】図27のF−G−H−I−J−K−L−M断
面図である。
【図29】図27のN−O−P−Q−R−S断面であ
る。
【図30】図27のT−U−V−W−X−Y−Z断面図
である。
【図31】現像スリーブの駆動装置の荷重関係を示す背
面図である。
【図32】帯電ローラの駆動力の関係を示す背面図であ
る。
【図33】カートリッジ装着部の斜視図である。
【符号の説明】
B(BY,BM,BC,BB)…プロセスカートリッジ C…帯電ユニット D…現像ユニット E…駆動ユニット SC…揺動中心 SLv…加圧中心 1Y,1M,1C,1BK…走査光学系 2…記録媒体 3a…給紙カセット 3b…ピックアップローラ 3c
…リタードローラ対 3d,3f…搬送ローラ 3g…レジストローラ対 3
h,3i…排出ローラ対 4…中間転写装置 4a…中間転写ベルト 4b…駆動
ローラ 4c…従動ローラ 4d…二次転写対向ローラ
4Y,4M,4C,4BK…転写ローラ 5…定着器 6…トレー 7…感光体ドラム 7a…ドラム筒 8…磁気ブラン帯電器 8a…帯電ローラ 8a1…シ
ール部 8a2…ジャーナル部 8b…マグネット 8
c…規制ブレード 8d…支持板金 8h…スペーサコ
ロ 8j,8k…小ねじ 8n…スペーサコロ 10…現像手段 10c…マグネット 10d…現像ス
リーブ 10d1…ジャーナル部 10e…規制ブレー
ド 10f…隔壁 10g,10h…撹拌スクリュー
10j…スペーサコロ 11…導電性ブラシ 12…現像フレーム 12a…ガイド部 12b…ドラ
ム軸支持穴 12c…溝 12d…穴 12e…座部
12f…下部 12g…側部 12h,12i…端板部
12j…穴 12k…穴 12m…穴 12n…ばね
座 12p…軸部 13…帯電フレーム 13a…下縁 13b…上下壁
13c…角部 13d…天板部 13e,13f…部材
取付部 13g…ブレード取付座部 13h…めねじ穴
13i…ダボ 13j…穴 13n…転写開口 13
p…穴 14…装置本体 14a…カートリッジ装着部 14b
…カートリッジ部材 14c…案内 15a…駆動ギア 15b…現像スリーブギア 15c
…2段ギア 15c1…小ギア 15c2…大ギア 1
5d,15e…撹拌ギア 16…前部カバー 17…後部カバー 17a…軸支部 19g,19h…支持軸 20…帯電ローラ軸受 21a,22b…シール材 22…帯電ローラ軸受 23…端部カバー 23a…穴 24…ギアユニット 24a…2段ギア 24a1…大
ギア 24a2…小ギア 24b…帯電ローラギア 2
4G…歯車列 25…裏部材 26…ギアケース 26a…円筒軸部 27…支持軸 28…小ねじ 28b…2段ギア 28b2…小ギア 29…天板 29a…ばね座 29b…ガイド部 30…圧縮コイルばね 31…画像形成部 31Y,31M,31C,31BK
…画像形成部 32…揺動アーム 32a…軸受穴 32b…ストッパ
部 32c…ばね座 33…支持軸 35…圧縮コイルばね 36…現像スリーブカバー 37…ドラムフランジ 37a…取付部 37b…つば
37c…ジャーナル部 37d…カップリング凸部 38…帯電部カップリング 39…現像部カップリング 40…二次転写ローラ 41…非駆動側フランジ 41a…溝 41b…ダボ 42…ドラム軸 42a…先端部分 43…ピン 44…導電性ばね 45…モータ 46…ピニオン 47…中間ギア 48…大ギア 49…大ギア軸 51…軸受 52…カップリング凹軸 52a…カップリング凹部 53…軸用止め輪 54…軸受ケース 55…軸支部 56…カラー 57…芯決め部 57a…中心穴 58…小ねじ 61…ギアケース 61a…支持軸 62…ギアケース 63…小ねじ 65…前板 65a…取付部 66…感光体ドラム駆動側カップリング 66a…カッ
プリング凹部 67…帯電部駆動側カップリング 68…現像部駆動側カップリング 69…後板 71…モータ(感光体ドラム用) 72…モータ(帯電ローラ用) 73…モータ(現像スリーブ用) 74…ギア列 74a…ギア 74a1…つば 74a
2…側面 74b…ギア 74b1…つば 74b2…
側面 74c…2段ギア 74c1…大ギア 74c2…小ギア 74c3,74c4…つば 74c
5,74c6…側面 74d…ギア 74d1…つば
74d2…側面 74e…大ギア 74e1…つば 7
4e2… 74e3…ボス 74e4…側面 75…ステー 75a…かしめ 76…小ねじ 77…カップリング軸 77a…つば 77b…軸部
77c…Dカット軸部 77d…段部 78…軸受 78e,78e1…軸部 79…軸受 81…軸用止め輪 82…圧縮コイルばね 83…ピン 84…軸用止め輪 85…エンコーダ 86…固定軸 86a…縮径軸部 86b…大径軸部 87…固定軸 87a…縮径軸部 87b…大径軸部 88…固定軸 88a…縮径軸部 88b…大径軸部 89…軸用止め輪 90…ブラケット 91…軸用止め輪 92…軸用止め輪 93…カップリング軸 93a…軸部 94…軸用止め輪 95…軸用止め輪 96…ばね 98a…ピニオンギア 98b1…大ギア 98b2…
2段ギア 98c,98d…ギア 99…軸用止め輪 100…軸用止め輪 101…ドラムアース接点 102…導電性ブラン接点 103…帯電バイアス接点 104…現像バイアス接点 105…I.C付コネクタ 110…軸用止め輪 111…固定軸 111a……縮径軸部 111b…大
径軸部 111c…段部 112…固定軸 112a……縮径軸部 112b…大
径軸部 112c…段部 114…ブラケット 115…カップリング軸 115a…軸部 116… 117…軸用止め輪 118…ばね 119…モータ 121a…ピニオン 121b…ギア 121c1…大
ギア 121c2…小ギア 121d…ギア 121e
…ギア 122…軸用止め輪 123…固定軸 123a……縮径軸部 123b…大
径軸部 123c…段部 124…固定軸 124a……縮径軸部 124b…大
径軸部 124c…段部 125…固定軸 125a……縮径軸部 125b…大
径軸部 125c…段部 126…軸用止め輪 127…軸用止め輪 128…軸用止め輪
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 村山 一成 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 (72)発明者 星 信晴 東京都大田区下丸子3丁目30番2号 キヤ ノン株式会社内 Fターム(参考) 2H003 BB11 CC05 EE16 2H071 BA13 BA14 BA16 BA36 CA02 CA05 DA05 DA06 DA08 DA13 DA34 2H077 AA37 AB02 AD02 AD06 AD13 AD18 AD31 AD35 BA03 BA07 BA08 EA01 FA19 FA21 GA04 GA13 3J009 DA03 EA05 EA21 EA32 EA43 ED07 FA16

Claims (18)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセス
    カートリッジにおいて、 電子写真感光体ドラムと、 前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像
    剤を用いて現像する現像スリーブと、 プロセスカートリッジの長手方向の一方端に設けられプ
    ロセスカートリッジをその長手方向に進退して画像形成
    装置本体に着脱する際に画像形成装置本体のカップリン
    グと係脱するカップリングであって、現像スリーブに回
    転力を伝えるための現像部カップリングと、 を有し、現像スリーブは電子写真感光体ドラムと連動し
    ないで駆動されることを特徴とするプロセスカートリッ
    ジ。
  2. 【請求項2】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセス
    カートリッジにおいて、 電子写真感光体ドラムと、 前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像
    剤を用いて現像する現像スリーブと、 前記電子写真感光体ドラムを回転自在に支持するフレー
    ムと、 前記現像スリーブを回転自在に支持して電子写真感光体
    ドラムに対して現像スリーブが平行移動するように前記
    フレームに取り付けられた支持部材と、 前記現像スリーブを電子写真感光体ドラムに向って付勢
    するための付勢部材と、 前記現像スリーブの電子写真感光体ドラムに対する位置
    決め手段と、 前記現像スリーブに固定された現像スリーブギアと、 前記現像スリーブギアと噛み合い前記フレームに回転自
    在に支持された駆動ギアと、 前記駆動ギアと一体的であって画像形成装置本体のカッ
    プリングと係脱される現像部カップリングと、 を有し、前記付勢部材によって現像スリーブが電子写真
    感光体ドラムに向って付勢されるように前記支持部材は
    前記フレームに取り付けられていることを特徴とするプ
    ロセスカートリッジ。
  3. 【請求項3】 前記駆動ギアは電子写真感光体ドラムか
    ら見て現像スリーブの背部側に配設されていることを特
    徴とする請求項2に記載のプロセスカートリッジ。
  4. 【請求項4】 前記電子写真感光体ドラムの軸心、現像
    スリーブの中心、駆動ギアの中心はこの順でほぼ一直線
    上に配設されていることを特徴とする請求項3に記載の
    プロセスカートリッジ。
  5. 【請求項5】 前記支持部材は電子写真感光体ドラムの
    軸心と平行な揺動中心でもって前記フレームに枢着さ
    れ、この揺動中心から離れて電子写真感光体ドラムの軸
    心と平行に前記現像スリーブを回転自在に支持すること
    を特徴とする請求項2から4の何れか1つに記載のプロ
    セスカートリッジ。
  6. 【請求項6】 前記支持部材及び付勢部材は現像スリー
    ブの長手方向において現像領域外に設けられていること
    を特徴とする請求項2から5の何れか1つに記載のプロ
    セスカートリッジ。
  7. 【請求項7】 前記支持部材及び付勢部材は現像スリー
    ブの長手方向に関し両側に夫々設けられていることを特
    徴とする請求項6に記載のプロセスカートリッジ。
  8. 【請求項8】 前記現像スリーブギアと駆動ギアのかみ
    合いの作用線に対して、支持部材の現像スリーブ支持部
    と揺動中心を結んだ線が略平行な±30度以内であるこ
    とを特徴とする請求項5から7の何れか1つに記載のプ
    ロセスカートリッジ。
  9. 【請求項9】 前記現像スリーブギア及び駆動ギアは噛
    み合いのピッチ点をとおる作用線が一定方向となる歯型
    を有することを特徴とする請求項2から8の何れか1つ
    に記載のプロセスカートリッジ。
  10. 【請求項10】 前記現像スリーブギア及び駆動ギアの
    歯型はインボリュート歯型である請求項9に記載のプロ
    セスカートリッジ。
  11. 【請求項11】 前記現像スリーブの両端部に現像スリ
    ーブよりも現像隙間だけ半径の大きなスペーサコロを回
    転自在に有し、該スペーサコロを画像領域外において電
    子写真感光体ドラムに圧接したことを特徴とする請求項
    1から10の何れか1つに記載のプロセスカートリッ
    ジ。
  12. 【請求項12】 前記駆動ギアと同軸上に駆動ギアと一
    体に回転するカップリングを有し、プロセスカートリッ
    ジを画像形成装置本体に装着した際に、前記カップリン
    グが画像形成装置本体の駆動源に連なる駆動側カップリ
    ングと係合することを特徴とする請求項1から11の何
    れか1つに記載のプロセスカートリッジ。
  13. 【請求項13】 前記プロセスカートリッジとは、帯電
    手段、またはクリーニング手段と現像手段及び電子写真
    感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッ
    ジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであ
    る請求項1から12の何れか1つに記載のプロセスカー
    トリッジ。
  14. 【請求項14】 前記プロセスカートリッジとは、帯電
    手段、クリーニング手段の少なくとも一つと現像手段及
    び電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化して画像
    形成装置本体に対して着脱可能とするものである請求項
    1から12の何れか1つに記載のプロセスカートリッ
    ジ。
  15. 【請求項15】 前記プロセスカートリッジとは、少な
    くとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリ
    ッジ化して装置本体に着脱可能とするものである請求項
    1から12の何れか1つに記載のプロセスカートリッ
    ジ。
  16. 【請求項16】 前記プロセスカートリッジとは帯電手
    段、現像手段及び電子写真感光体を一体的にカートリッ
    ジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可
    能であって、転写後電子写真感光体に残留したトナーを
    回収するクリーニング手段を有しないで画像形成を維持
    可能なことを特徴とする請求項1から12の何れか1つ
    に記載のプロセスカートリッジ。
  17. 【請求項17】 プロセスカートリッジを着脱可能で記
    録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置におい
    て、 a.電子写真感光体ドラムと、 前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像
    剤を用いて現像する現像スリーブと、 プロセスカートリッジの長手方向の一方端に設けられプ
    ロセスカートリッジをその長手方向に進退して画像形成
    装置本体に着脱する際に画像形成装置本体のカップリン
    グと係脱するカップリングであって、現像スリーブに回
    転力を伝えるための現像部カップリングと、 を有し、現像スリーブは電子写真感光体ドラムと連動し
    ないで駆動されるプロセスカートリッジを取り外し可能
    に装着する装着手段と、 b.前記現像部カップリングと係脱する画像形成装置本
    体側カップリングと、c.前記画像形成装置本体側カッ
    プリングを駆動する駆動源と d.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、 を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
  18. 【請求項18】 プロセスカートリッジを着脱可能で記
    録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置におい
    て、 a.電子写真感光体ドラムと、 前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像
    剤を用いて現像する現像スリーブと、 前記現像スリーブを回転自在に支持して電子写真感光体
    ドラムに対して現像スリーブが平行移動するように、前
    記フレームに取り付けられた支持部材と、 前記現像スリーブを電子写真感光体ドラムに向って付勢
    するための付勢部材と、 前記現像スリーブの電子写真感光体ドラムに対する位置
    決め手段と、 前記現像スリーブに固定された現像スリーブギアと、 前記現像スリーブギアと噛み合い前記フレームに回転自
    在に支持された駆動ギアと、 を有し、前記付勢部材によって現像スリーブが電子写真
    感光体ドラムに向って付勢されるように前記支持部材は
    前記フレームに取り付けられているプロセスカートリッ
    ジを取り外し可能に装着する装着手段と、 b.前記帯電部カップリングと係脱する画像形成装置本
    体側カップリングと、 c.前記画像形成装置本体側カップリングを駆動する駆
    動源と、 d.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、 を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
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