JP2004038194A

JP2004038194A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004038194A
Application number: JP2003291420A
Authority: JP
Inventors: Jiyuusuke Shimamura; 島村　十輔; Yoshiaki Ikehata; 池端　芳彰
Original assignee: Kyocera Corp
Current assignee: Kyocera Corp
Priority date: 2003-08-11
Filing date: 2003-08-11
Publication date: 2004-02-05
Anticipated expiration: 2017-09-30
Also published as: JP3875667B2

Abstract

【課題】　感光体を現像器と一体的に内部に配置したカートリッジを精度よく装置本体に装着し、電気的接続を確実に行う画像形成装置を提供する。
【解決手段】　前記カートリッジ２には、前記感光体ドラム軸を固定する側面側に前記カートリッジ側ガイド手段２ａを、該カートリッジ側ガイド手段２ａよりカートリッジ反挿入方向側に離間した位置に前記装置本体側の動力伝達ギアと噛合する駆動ギア（４１、４２）及び、電気的接続手段５３を配置し、前記カートリッジ側ガイド手段２ａの装着方向終点付近において、前記カートリッジ側ガイド手段２ａを回動中心として、前記カートリッジ２を回動して、前記装置本体と前記カートリッジの機械的接続及び電気的接続の成就もしくは解放を行う。
【選択図】　　　図１

Description

　本発明は、感光体ドラムと現像手段とを一体形成したカートリッジを、着脱自在に構成した画像形成装置、特に、前記カートリッジを装置本体に装着時に前記装置本体側に設けた動力伝達ギアと噛合して前記カートリッジ側駆動ギアを駆動可能に構成した画像形成装置に関する。

　従来より、画像形成装置本体に対して、メンテナンスの為に交換可能に構成された装置ユニットは、例えば、現像器にトナーを補給するトナーコンテナ等の場合には、トナー補給ローラを回転させて現像器にトナー補給する必要から、トナー補給ローラの駆動源を必要とする。

　そのためには、二つの方式が考えられ、その一つはトナーコンテナ内にモータを内蔵させ、該モータにより、トナーコンテナ内の駆動機構を駆動する。また、他の方式は、トナーコンテナ内の駆動機構の画像形成装置本体内に内蔵しているモータとギア連結する方式である。

　前者の方式は、トナーコンテナの各々に駆動機構を駆動するモータ、該モータを制御する制御回路と連結するコネクタ等を内蔵する必要があり、コストがアップするという問題がある。
　また、後者の場合は、モータ及び制御回路は装置本体内に内蔵されているので、それらをトナーコンテナ内に内蔵する必要はないが、トナーコンテナの内部機構を駆動する従動ギアに、装置本体内の駆動源（モータ）からの駆動ギアにギア連結することが必要である。

　トナーコンテナを装着する際に、前記従動ギアと前記駆動ギアの歯の先端同士が当接して噛合しない状態においては、トナーコンテナの装着が不十分となり、トナーコンテンナにおける現像器へのトナー補給が不完全となる恐れがあり、通常は前記従動ギアもしくは、前記駆動ギアのいずれかを相手方ギアに付勢力を与えておき、前記駆動ギアの回転により両者が噛合するように構成する。

　しかしながら、上述の構成では、噛合する両者の一方に付勢力を付与する機構を設けることが必要であり、構成が複雑化するとともに、コンパクト化の要請に反することになる。

　よって、本発明者は感光体ドラムと現像手段とをカートリッジとして一体化して、通常、現像手段にトナーを補給する装置本体のトナー補給用扉から、前記カートリッジを交換可能に構成する方式を案出した。

　しかしながら、この方式においては、次の条件を満足する必要がある。
（１）感光体ドラムは機内の転写ローラと記録媒体を介して押圧接触して、記録媒体に画像が転写されるために、感光体を機外に取り出した後に、再度同じ位置に装着すること。
（２）感光体ドラム及び現像器内のトナー容量の検知などのための電気的接続を確実に行うこと。

（３）前記カートリッジ内の駆動機構を駆動するギア類と、装置本体内の駆動源からのギアとの噛合を確実に行うこと。
（４）前記カートリッジ内の駆動機構と接続する、装置本体内駆動源からの駆動力伝達系列を感光体ドラム側とその他と区別して合理的に行うこと。

（５）前記カートリッジにより操作者が容易に感光体ドラムを機外に取り出せるので、感光体ドラムを保護するカバーが自動的に被蓋すること。
（６）前記カートリッジを装置本体に装着している際に、挿入の初期に前記カートリッジを把持する力を弱めても、前記カートリッジが装置本体から逆に機外に落下しないこと。

　よって、本発明は上述の事情に鑑み、カートリッジ内に感光体ドラムと現像器とを一体的に配置し、カートリッジを機外に取り出した後に、感光体ドラムが再度同じ位置に精度よく装着するとともに、カートリッジの電気的接続を確実に行うことができる画像形成装置を提供することを目的とする。
　また、本発明の他の目的は、前記カートリッジ内の駆動機構を駆動するギア類と、装置本体内の駆動源からのギアとの噛合を確実に行うことができる画像形成装置を提供することである。

　また、本発明の他の目的は、前記カートリッジ内の駆動機構と接続する、装置本体内駆動源からの駆動力伝達系列を感光体ドラム側とその他と区別して合理的に行うことができる画像形成装置を提供することである。
　また、本発明の他の目的は、前記カートリッジの機外取り出しによって、感光体ドラムを保護するカバーが自動的に被蓋することができるカートリッジを用いる画像形成装置を提供することである。
　また、本発明の他の目的は、前記カートリッジを装置本体に装着している際に、挿入の初期に前記カートリッジを把持する力を弱めても、前記カートリッジが装置本体から逆に機外に落下しない画像形成装置を提供することである。

　本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、本発明は、画像形成装置本体（以下装置本体）に着脱自在なカートリッジに、少なくとも感光体ドラムと現像手段とを一体形成し、該カートリッジに設けたカートリッジ側ガイド手段と、装置本体に設けた本体側ガイド手段とを係合して前記カートリッジを装置本体に装着時に前記装置本体側に設けた動力伝達ギアと噛合して前記カートリッジ側駆動ギアを駆動可能に構成した画像形成装置に係るものである。

　そして、本発明は、前記カートリッジには、前記感光体ドラム軸を固定する側面側に前記カートリッジ側ガイド手段を、該カートリッジ側ガイド手段よりカートリッジ反挿入方向側の位置に前記装置本体側の動力伝達ギアと噛合する駆動ギア及び、電気的接続手段を配置し、さらに、前記カートリッジには、前記感光体ドラムを閉鎖する方向に付勢されるドラムカバーが備えられ、該ドラムカバーにはその先端に係合突起を備える腕部を延在して設け、該係合突起に対応して本体側ガイド手段が設けられており、前記カートリッジを前記装置本体に装着する際、前記カートリッジ側ガイド手段が前記本体側ガイド手段に当接して生じる摩擦力によって前記カートリッジが装着途中位置で保持でき、前記係合突起が、該係合突起に対応する前記本体側ガイド手段に案内されて前記ドラムカバーを開成しつつ、前記カートリッジ側ガイド手段の装着方向終点付近で前記カートリッジ側ガイド手段を回動中心として、前記カートリッジを回動した際、前記装置本体と前記カートリッジの機械的接続及び電気的接続の成就が行われるようにしたことを特徴とする。

　ここにおいて、カートリッジ側、もしくは本体側ガイド手段とは、側面に植設された凸部、または、前記側面に設けられた溝部、もしくはカム部であってもよい。
　前記ガイド手段が凸部であれば、これと係合して摺動する相手方は溝部もしくはカム部となり、前記ガイド手段が溝部もしくはカム部であれば、相手方は凸部となり、どちらの場合でも、前記ガイド手段の装着方向終点付近において、相手方ガイドの凸部、または溝、もしくはカム部等の摺接面をガイドとしてカートリッジを回動して、前記装置本体と前記カートリッジの機械的接続及び電気的接続を行うことができ、また、それらの接続を解放することができる。尚、前記した装着方向終端付近とは、ガイド手段が完全に終端部に当接した場合、及びそれより若干手前の部分を含む。

　そして、カートリッジ側ガイド手段よりカートリッジ反挿入方向側の位置に前記装置本体側の動力伝達ギアと噛合する駆動ギア及び、電気的接続手段を配置されているので、その駆動ギアの歯部は装置本体内の駆動源からの駆動ギアの歯部のピッチ円に略接触する方向に、前記ガイド手段の回動中心までの距離を半径とする軌跡で移動するように両者のギアを配置可能であり、その場合は、前記カートリッジ側駆動ギアが移動する過程で両者のギアが確実に噛合される。また、感光体ドラムを閉鎖する方向に付勢されたドラムカバーを有しているので、カートリッジを機外に取り出した際には、自動的に感光体ドラムをカバーしてドラム表面が傷つくことを防止することができる。また、ドラムカバーは、前記本体側ガイド手段と当接して前記感光体ドラムを開成するので、前記装置本体への前記カートリッジの装着により前記ドラムカバーを自動的に開成することができる。

　また、図２に示すように、装置本体内の駆動源からの駆動ギアから連結されるカートリッジ側のギアは４１及び４２と２個設けているが、これは、カートリッジ側ガイド手段よりカートリッジ反挿入方向側の位置に配置されるのであれば、前記したように２個設けても、１個のカートリッジ側駆動ギアから前記２個のギアに分岐して駆動力を伝達するように構成してもよい。

　また、前記カートリッジ側ガイド手段を前記感光体ドラム軸と同軸にすることも本発明の有効な手段である。

　感光体ドラムの位置は、記録媒体を介して配置される転写ローラとの関係で重要であり、その位置が狂うと良好な画像をえることはできないが、感光体ドラムの軸と同軸にカトリッジ側ガイド手段を設け、該ガイド手段を前記本体側ガイド手段と係合することにより、本体側のガイド手段により感光体ドラムの軸が位置決めされるので、感光体ドラムを正確な位置に設定することができる。

　また、本発明は、前記カートリッジ側ガイド手段は、先端が略円柱状で、該略円柱面から後端に向かって壁状に延在して植設されるとともに、
　前記本体側ガイド手段は、前記カートリッジ側ガイド手段を前記円柱部分を先頭として装着される方向に沿って遊嵌可能な部分を含んで形成されることも本発明の有効な手段である。

　例えば、図１に示すように、前記カートリッジ側ガイド手段５７は、前記感光体ドラム軸９ａを固定する側面２ｄに、先端が略円柱状２ａで、該円柱面から後端に向かって壁状２ｂに延在して植設される。なお、略円柱形状とは、１８０゜以上の円柱形状部分を有するものとする。
　前記本体側ガイド手段３２は、図６に示すように、前記ガイド手段（２ａ，２ｂ）を前記円柱部分２ａを先頭として装着される方向に沿って遊嵌可能な部分（ガイド部３２ａ，３２ｂ，３２ｃ）を含んで形成されている。

　本発明によると、図６に示すように、カートリッジ２を手で持って装置本体に挿入してから、カートリッジ２を離すと、カートリッジ２は後端部にあるトナーコンテナ部３及び現像器１０の重量により矢印７０方向に下がるが、その際に、ガイド手段の壁状部２ｂの後端部とガイド部３２ｂと当接し、円柱状２ａとガイド部３２ａと当接して、前記矢印７０方向の重力に抗して摩擦力により保持されてカートリッジ２は停止保持される。よって、カートリッジ２は装置本体から抜け出して矢印７０方向に落下することはない。また、略円柱状とすることがカートリッジ２を回動時に、回動中心が高さ方向にズレることがない。

　また、本発明は、前記カートリッジに、感光体ドラムを閉鎖する方向に付勢されるとともに、本体側ガイド手段と当接して前記感光体ドラムを開成するドラムカバーを有し、前記装置本体への前記カートリッジの装着により前記ドラムカバーを開成するように構成することも本発明の有効な手段である。

　かかる発明によれば、感光体ドラムを閉鎖する方向に付勢されたドラムカバーを有しているので、カートリッジ２を機外に取り出した際には、自動的に感光体ドラムをカバーしてドラム表面が傷つくことを防止することができる。
　そして、ドラムカバーは、前記本体側ガイド手段と当接して前記感光体ドラムを開成するので、前記装置本体への前記カートリッジの装着により前記ドラムカバーを自動的に開成することができる。

　また、本発明の請求項４に記載するように、前記装置本体側の前記動力伝達ギアを、駆動源のロータに設けた出力ギアに噛合させるとともに、１個の中間ギアを介した感光体ドラム動力伝達系と、複数の中間ギアを介した現像器動力伝達系との２系列動力伝達系を設け、
　前記カートリッジ側駆動ギアを、前記現像器動力伝達系に接続する現像器側駆動ギアと、前記感光体ドラム動力伝達系に接続する前記感光体ドラム側ギアとを並設してそれぞれ独立に配置構成し、
　前記カートリッジを前記装置本体に装着状態では、前記現像器側駆動ギアと前記感光体ドラム側ギアとは、前記２系列動力伝達系に噛合するように構成することも本発明の有効な手段である。

　本請求項４は、例えば、図４に示すように、モータのロータに設けた出力ギア１７ａに噛合する動力伝達ギア３６は、１個の中間ギア３７を介した感光体ドラム動力伝達系と、複数の中間ギア（３８、３９、４０）を介した現像器動力伝達系との２系列動力伝達系に駆動力が伝達されるように構成されている。

　そして、前記カートリッジ側駆動ギアは、図２に示すように、前記現像器動力伝達系に接続する現像器側駆動ギア（現像器ギア）４２と、前記感光体ドラム動力伝達系に接続する前記感光体ドラム側ギア（ドラムギア）４１とを並設してそれぞれ独立に配置構成し、前記カートリッジ２を前記装置本体に装着状態では、前記現像器側駆動ギアと前記感光体ドラム側ギアとは、前記２系列動力伝達系に噛合する。

　よって、前記動力伝達ギア３６から、１個の中間ギア３７を介した感光体ドラム動力伝達系により、感光体ドラム９に駆動力が伝達されるので、少ないギア列で駆動力が伝達され、負荷トルクが軽減され、精度のよい感光体ドラムの回転駆動が行われる。

　また、現像器１０には、前記駆動力は現像器内のトナーの撹拌及び感光体ドラム側へのトナーの移送に用いられるが、複数の中間ギアを介した現像器動力伝達系によって、バックラッシュやトルクが落ちても影響することはなく、また、複数の中間ギア列を介することにより、感光体ドラムのドラムギアの位置に対して前記現像器ギア４２の位置を、任意の位置に配置することができ、設計の自由度が向上する。また、動力伝達系が２系列となるために、負荷トルクを軽減でき耐久性が向上する。なお、前記電気的接続手段として電気的接続端子群を有するコネクタが用いられ、前記コネクタは前記装置本体を構成する側壁の下方に配置されている。また、前記コネクタは、前記装置本体を構成する一方の側壁の下方に設けられ、前記装置本体を構成する他方の側壁に動力伝達ギアが設けられる。

　以上記載したごとく、本発明では、カートリッジには、前記感光体ドラム軸を固定する側面側に前記カートリッジ側ガイド手段を、該カートリッジ側ガイド手段よりカートリッジ反挿入方向側に離間した位置に前記装置本体側の動力伝達ギアと噛合する駆動ギア及び、電気的接続手段を配置して、前記ガイド手段の装着方向終点付近において、前記ガイド手段を回動中心として、カートリッジを回動して、前記装置本体と前記カートリッジの機械的接続及び電気的接続の成就もしくは解放を行うことができるので、前記カートリッジ側駆動ギアの歯部は装置本体内の駆動源からの駆動ギアの歯部のピッチ円に略接触する方向に、前記ガイド手段の回動中心までの距離を半径とする軌跡で移動するように両者のギアを配置可能であり、前記カートリッジ側駆動ギアが移動する過程で両者のギアが確実に噛合することができる。さらに、前記カートリッジに、感光体ドラムを閉鎖する方向に付勢されるとともに、前記本体側ガイド手段と当接して前記感光体ドラムを開成するドラムカバーを備えて、前記装置本体への前記カートリッジの装着により前記ドラムカバーを開成しているので、装置本体への前記カートリッジの装着により前記ドラムカバーを自動的に開成することができるとともに、カートリッジを機外に取り出した際には、自動的に感光体ドラムをカバーしてドラム表面が傷つくことを防止することができる。つまり、ドラムカバーは、前記本体側ガイド手段と当接して、前記感光体ドラムを開成するので、前記装置本体への前記カートリッジの装着により前記ドラムカバーを自動的に開成することができる。

　また、本発明では、前記カートリッジ側ガイド手段を前記感光体ドラム軸と同軸に構成しているので、感光体ドラムの位置は、感光体ドラムの軸と同軸に設けたガイド手段を前記本体側ガイド手段と係合することにより、本体側のガイド手段により感光体ドラムの軸が位置決めされ、感光体ドラムを正確な位置に設定することができる。

　また、本発明では、前記カートリッジ側ガイド手段は、先端が略円柱状で、該略円柱面から後端に向かって壁状に延在して植設されるとともに、前記本体側ガイド手段は、前記カートリッジ側ガイド手段を前記円柱部分を先頭として装着される方向に沿って遊嵌可能な部分を含んで形成しているので、カートリッジを装置本体に装着中に、カートリッジから手を離しても、カートリッジが装置本体から抜け出して落下することはない。

　また、本発明は、前記カートリッジに、感光体ドラムを閉鎖する方向に付勢されるとともに、前記本体側ガイド手段と当接して前記感光体ドラムを開成するドラムカバーを有し、前記装置本体への前記カートリッジの装着により前記ドラムカバーを開成しているので、装置本体への前記カートリッジの装着により前記ドラムカバーを自動的に開成することができるとともに、カートリッジを機外に取り出した際には、自動的に感光体ドラムをカバーしてドラム表面が傷つくことを防止することができる。

　また、本発明では、前記装置本体側の前記動力伝達ギアを、１個の中間ギアを介した感光体ドラム動力伝達系と、複数の中間ギアを介した現像器動力伝達系との２系列動力伝達系を設けているので、前記動力伝達ギアから、１個の中間ギアを介した感光体ドラム動力伝達系により、感光体ドラム９に駆動力が伝達されるので、少ないギア列で駆動力が伝達され、負荷トルクが軽減され、精度のよい感光体ドラムの回転駆動が行われる。

　また、本発明では、前記カートリッジ側駆動ギアを、前記現像器動力伝達系に接続する現像器側駆動ギアと、前記感光体ドラム動力伝達系に接続する前記感光体ドラム側ギアとを並設してそれぞれ独立に配置構成し、前記カートリッジを前記装置本体に装着状態では、前記現像器側駆動ギアと前記感光体ドラム側ギアとは、前記２系列動力伝達系に噛合するように構成しているので、複数の中間ギア列を介することにより、感光体ドラムのドラムギアの位置に対して前記現像器ギアの位置を、任意の位置に配置することができ、設計の自由度が向上する。

　以下、図面に基づいて本発明の実施例を例示的に詳しく説明する。但しこの実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

　本発明の実施例を図面を用いて説明する。
　図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す構成斜視図である。
　図１において、画像形成装置１には、側壁３０、３１、で形成される枠体が配設され、該枠体内には、記録紙を搬送する搬送路５０（中央部空所４６切欠）、５１が設けられ、搬送路５０、５１との間には、記録紙の浮き上がりを押さえる押さえ板５８、レジストローラ（１８、３０）、前記搬送路５１の上方には、下方に光路を有し、後述するカートリッジ２の感光体ドラム９に画像情報を投影する光学ユニット５、及び転写ローラ４７が配設され、前記押さえ板５８の上流側の前記空所４６にはレジストセンサ４５、側壁３０の下方には電気的のコネクタ５２が配置されている。

　後述するカートリッジ２を装置本体に装着する際のガイドとなるガイド用の溝３３は、側壁３０に、溝３５、４４は側壁３１に設けられている。
　また、側壁３１には、装置本体及び後述するカートリッジ２の駆動機構への駆動力伝達を制御する駆動制御ユニット１４が取り外し可能に配設されている。

　駆動制御ユニット１４は、モータ１７のロータピニオン１７ａ（図４）が回転自在に配置されるとともに、該ロータピニオン１７ａと接続する各種ギア、リレー２１、２２、感光体ドラム軸をアースする接片３５等が配設された金属性の地板４９、前記モータ１７を制御する電気的制御基板１６、及び該制御基板１６を含めて機内の温度を冷却するために熱を外部に放出するファン４３とで構成され、前記制御基板１６には、配線パターン、コネクタ、電気回路部品、該電気回路部品の発熱を発散する冷却板等が配設されている。

　図４は、駆動制御ユニット１４を裏面から視た図である。
　地板４９に回転自在に取付られたモータ１７のロータから延設したピニオン１７ａは電磁クラッチを有した動力伝達ギア３６と噛合し、該ギア３６は中間ギア３７及び、電磁クラッチを介して中間ギア３８と噛合している。
　中間ギア３７は、転写ローラ４７の軸に取付られ、該転写ローラ４７を回転させるとともに、前述したカートリッジ２に設けられた感光体ドラム９のドラムギア４１と噛合するように配置されている。

　動力伝達ギア３６と噛合するもう一方の中間ギア３８は、中間ギア３９、中間ギア４０を介してカートリッジ２に設けられた現像器ギア４２と噛合するように配置されている。
　中間ギア３９はレジストギア２６と噛合し、図示しない一方向クラッチを介して大径のレジストローラＡ及び小径のレジストローラＢを回転可能に構成されている。

　また、中間ギア３９は、電磁クラッチを介して給紙ローラ（不図示）と接続する給紙ギア２８と噛合し、給紙カセットからの記録紙をレジストローラ（Ａ、Ｂ）へ給紙可能に構成している。
　また、中間ギア３７は電磁クラッチを介してギア６０と接続し、該ギア６０はギア６１、６２、６３と接続しているが、これらのギアから記録紙の図示しない定着ローラギア、及びトレー６への給紙ギアに接続している。
　また、モータ１７のロータから延設したピニオン１７ａと噛合する駆動力供給ギア５９は、図示しない記録紙収納カセットからのピックアップローラ駆動ギアに接続している。

　上述のごとく、モータ１７のロータに設けた出力ギア（ピニオン１７ａ）に噛合して回転駆動力を伝達する動力伝達ギア３６を、１個の中間ギア３７を介した感光体ドラム動力伝達系と、複数の中間ギア（３８、３９、４０）を介した現像器動力伝達系との２系列動力伝達系を設けて駆動力が伝達されるように構成されるとともに、前記カートリッジ側駆動ギアは、図２に示すように、前記現像器動力伝達系に接続する現像器側駆動ギア（現像器ギア）４２と、前記感光体ドラム動力伝達系に接続する前記感光体ドラム側ギア（ドラムギア）４１とを並設してそれぞれ独立に配置構成し、前記カートリッジ２を前記装置本体に装着状態では、前記現像器側駆動ギアと前記感光体ドラム側ギアとは、前記２系列動力伝達系に噛合する。

　また、現像器１０には、前記駆動力は現像器内のトナーの撹拌及び感光体ドラム側へのトナーの移送に用いられるが、複数の中間ギアを介した現像器動力伝達系によって、バックラッシュやトルクが落ちても影響することはなく、また、複数の中間ギア列を介することにより、感光体ドラムのドラムギアの位置に対して前記現像器ギア４２の位置を、任意の位置に配置することができ、設計の自由度が向上する。

　図５に示すように、給紙ギア２８は図示しないクラッチを介して、給紙ローラ６４の中心軸と一体的に形成したクロウ２７と接続している。クロウ２７は円筒周囲をラチェット歯車状に回転方向に直立面を設け、該直立面の頂点から反回転方向になだらかな面を有するように歯が刻設され、その歯に係止する方向に付勢された爪板６６が配置され、該爪板６６はリレー２２によりクロウ２７の歯に係脱可能に構成され、給紙ギア２８の時計方向の回転により、前記クラッチの若干の摩擦力により給紙ローラ６４は時計方向に回転し、爪板６６によりクロウ２７が停止すると給紙ローラ６４は停止するが、摩擦力に抗して回転可能であり、ジャムなどによる記録紙を引っ張ると給紙ローラ６４は反搬送方向へ、前記摩擦力に抗して回転するが、このときクロウ２７は反時計方向に回転するので、爪板６６によって係止されることはない。

　また、レジストギア２６は図示しないクラッチを介して、レジストローラＢ２３の中心軸と一体的に形成したクロウ２０と接続している。クロウ２０は円筒周囲をラチェット歯車状に回転方向に直立面を設け、該直立面の頂点から反回転方向になだらかな面を有するように歯が削設され、その歯に係止する方向に付勢された爪板６５が配置され、該爪板６５はリレー２１によりクロウ２０の歯に係脱可能に構成され、レジストギア２６の時計方向の回転により、前記クラッチの若干の摩擦力によりレジストローラＢ２３は時計方向に、また、レジストローラＡ１８は反時計方向に回転し、爪板６５によりクロウ２０が停止すると両レジストローラＡ，Ｂは停止するが、摩擦力に抗して回転可能であり、ジャムなどによる記録紙を引っ張るとレジストローラＡ，Ｂは反搬送方向へ、前記摩擦力に抗して回転するが、このときクロウ２０は反時計方向に回転するので、爪板６５によって係止されることはない。

　また、図１に戻り、側壁３０、３１で構成される枠体は、外側を外面パネル８で覆われ、該外面パネル８の右側上面８ａ面には、図示しない操作ボタンを有する操作部５４が配置されている。
　前記外面パネル８の左側上面８ｂと右側上面８ａとの間には、下方にヒンジ部を有し、外方向に開成可能な側面扉１２が配置され、該側面扉１２と外面パネル８との間には搬送ローラ５５により転写された記録紙を集積するトレー６が形成されている。

　搬送路５０の外側は、外部から着脱可能カセット収納庫７を有したサイド枠１１が取付られ、該サイド枠１１の上面１１ａと外面パネル８の端面８ｃとの間をカバーする開閉扉４が、側壁３０、及び３１に設けられた図示しないヒンジ部によって開閉可能に配置されている。

　図１の斜め上方には、手前側の側面２ｄ側に、後述する感光体ドラム９をカバーするドラムカバー５６（図２）から延在する回動腕部である係合突起５６ａが、装置本体側壁３１の溝４４に嵌合可能に配置され、装置本体側壁３１の溝３２に遊嵌されるカトリッジ側ガイド手段５７（２ａ，２ｂ）を側面に有したカートリッジ２が示されている。
　該カートリッジ２は、現像器１０と、その上部に着脱可能に配置されたトナーコンテナ３と、感光体ドラム９を回転可能に保持するドラム取付部１５等が一体に構成され、その底部後方には、開口凹部５３ａの奥側に電気的接続端子郡を有したコネクタ５３、また、側面２ｄ側内部には感光体ドラム９及び現像器１０内部機構、現像ローラ、トナー撹拌機構等を駆動する各種ギアが配置されている。

　また、図２に示すように、前記カートリッジ２の両側面２ｄ，２ｄには、感光体ドラム９が回転可能に配設され、カートリッジ２を機外に取り出した状態では、感光体ドラム表面をカバーする方向に付勢力を有したドラムカバー５６が、カートリッジ２の前方上面にヒンジを有して回動可能に設けられている。ドラムカバー５６の手前側のヒンジの左側には腕部５６ｃが延設され、その先端には係合突起５６ａが設けられている。

　また、カートリッジ２の両側面２ｄ，２ｄには、感光体ドラム軸９ａを同軸として、先端が円柱２ａ，２ａで、該円柱面から後端に向かって壁状２ｂ，２ｂに延在して植設される突起５７が植設されるとともに、突起２ｃ，２ｃが突設されている。

　手前側側面２ｄの内側には、感光体ドラム９を回転するドラムギア４１及び、現像器１０の現像ローラ及びトナー撹拌機構等を駆動する現像器ギア４２が、それそれ独立に配置されている。

　このように構成された装置本体１にカートリッジ２を装着するには、カートリッジ２の背面２ｆを掌に接して手で把持して、両側面２ｄ，２ｄに植設された突起５７、５７を側壁３０，３１に設けた溝３２、３３に挿入しするとともに、ドラムカバー５６の係合突起５６ａを側壁３１の溝４４に挿入する。

　まず、図３に示すように、係合突起５６ａが溝４４の入り口から上方に起立するカム面４４ａに当接し、ドラムカバー５６の開成をはじめて、その後、係合突起５６ａは溝の上下面４４ｂ，４４ｃ間を滑り底部４４ｄに到達する。

　他方、突起５７は溝３２内に進入し、図６上５７Ａの位置において、カートリッジ２を把持していた手を離すと、カートリッジ２は後端部にあるトナーコンテナ部３及び現像器１０重量により矢印７０方向に下がるが、その際に、ガイド手段の壁状部２ｂの後端部とガイド部３２ｂと当接し、円柱状２ａとガイド部３２ａと当接して、前記矢印７０方向の重力に抗して摩擦力により保持されてカートリッジ２は停止保持される。よって、カートリッジ２は装置本体から抜け出して矢印７０方向に落下することはない。

　突起５７は５７Ｂの位置を経て、ガイド溝３２の終端付近に至る。このときガイド手段２ａは２ａＣの位置に至り、後方に植設されたガイド突起２ｃは２ｃＣの位置にある。このときの駆動ギア４１は４１Ｃの位置であり、駆動ギア４２は４２Ｃの位置にある。

　さらにカートリッジ２を反時計方向に回動すると、ガイド手段２ａＣは反時計方向に回動ぎみに移動してガイド部３２ｅに当接する。そして、ガイド突起２ｃは２ｃＣの位置から２ｃＤの位置に落ちて、溝３２の起立面３２ｄにより係止され、カートリッジ２は装置本体の所定の位置に装着される。

　このように、感光体ドラム９と同軸にガイド手段たる突起５７を設け、該ガイド手段を前記本体側ガイド手段たる溝３２に係合させ、前記ガイド手段の装着方向終点付近における、前記ガイド手段を回動中心として回動することにより、感光体ドラムを正確な位置に設定することができる。

　また、カートリッジ２を装置本体から取り外すには、カートリッジ２の背面２ｆを掌に接して手で把持して、カートリッジ２の後部を持ち上げると、前記ガイド手段２ａＤを中心として図６上時計方向にカートリッジ２が回動し、突起２ｃがカム面３２ｄから外れ、２ｃＤ′の位置に至り、カートリッジ２を斜め左上方に引き出すことにより自動的にドラムカバー５６が感光体ドラム９を閉成するので、ドラム表面が傷つくことを防止することができる。

　次に、記録紙の転写動作を説明する。
　図４において、ピニオン１７ａからの回転力は給紙ギア２８から給紙ローラ６４（図５）に伝達され、記録紙は前記給紙ローラ６４によりレジストローラＡ，Ｂ（１８、２３）に搬送される。
　記録紙の搬送に同期してリレー２１は爪板６５を吸引し、爪板６５の先端がクロウ２０の歯に侵入してクロウ２０の回転が停止しているので、レジストローラＡ，Ｂ（１８、２３）は停止している。

　この状態では、レジストギア２６は回転を続けるがレジストローラは停止しているので、レジストギア２６とクロウ２０との間に介在するクラッチは、クロウ２０に若干の回転力を付与した状態で、摩擦力に抗してレジストギア２６とともに回転を続ける。
　レジストセンサ４５により記録紙が検知され所定時間が経過すると、給紙ローラ６４と給紙ギア２８との間の電磁クラッチが切れて記録紙の搬送が停止する。

　一方、動力伝達ギア３６からの駆動力により、カートリッジ２の感光体ドラム９及び現像器１０内の機構は駆動し、光学ユニット５（図１）からの画像信号光が感光体ドラム９の表面に形成した像を現像し、所定のタイミングでリレー２１の吸引を解除すると、クラッチに付勢された駆動力により直ちにレジストローラは記録紙を感光体ドラム９と転写ローラ４７（図１）に向かって送出し、感光体ドラム上の画像は記録紙に転写され、その後、図示しない定着装置を経て搬送ローラ５５（図１）によりトレー６に積載される。

　以上詳述したように、本実施例においては、カートリッジ側ガイド手段を、感光体ドラム９の軸と同軸の突起２ａとして開示しているが、必ずしもこれに限定されるものではなく、カートリッジ２の側面に植設された可動しない凸部、または、前記側面に設けられた溝部、もしくはカム部であってもよい。
　そして、前記ガイド手段が凸部であれば、これと係合して摺動する相手方は溝部もしくはカム部となり、前記ガイド手段が溝部もしくはカム部であれば、相手方は凸部となり、どちらの場合でも、前記ガイド手段の装着方向終点付近において、相手方ガイドの凸部、または溝、もしくはカム部等の摺接面をガイドとしてカートリッジを回動して、前記装置本体と前記カートリッジの機械的接続及び電気的接続を行うことができ、また、それらの接続を解放することができる構成であればよいことは勿論のことである。

　以上詳述したように、本実施例は、前記カートリッジには、前記感光体ドラム軸を固定する側面側に前記カートリッジ側ガイド手段を、該カートリッジ側ガイド手段よりカートリッジ反挿入方向側の位置に前記装置本体側の動力伝達ギアと噛合する駆動ギア及び、電気的接続手段を配置して、前記ガイド手段の装着方向終点付近において、前記ガイド手段を回動中心として、カートリッジを回動して、前記装置本体と前記カートリッジの機械的接続及び電気的接続の成就もしくは解放を行うように構成しているので、カートリッジ側駆動ギアの歯部は装置本体内の駆動源からの駆動ギアの歯部のピッチ円に略接触する方向に、前記ガイド手段の回動中心までの距離を半径とする軌跡で移動するように両者のギアを配置可能であり、その場合は、前記カートリッジ側駆動ギアが移動する過程で両者のギアの山同士が当接状態で位置することがなく、両ギアが確実に噛合される。

　本発明は、感光体ドラムと現像手段とを一体形成したカートリッジを、着脱自在に構成した画像形成装置、特に、前記カートリッジを装置本体に装着時に前記装置本体側に設けた動力伝達ギアと噛合して前記カートリッジ側駆動ギアを駆動可能に構成した画像形成装置に有効に適用できる。

本発明に係るが画像形成装置の一実施例を示す構成斜視図である。カートリッジの一部断面図である。画像形成装置本体の部分的斜視図である。駆動制御ユニットの正面図である。（ａ）は、駆動制御ユニットの斜視図、（ｂ）はその背面図である。カートリッジを装置本体に装着する説明図である。

符号の説明

　１　　画像形成装置
　２　　カートリッジ
　２ａ、２ｂ　　ガイド手段（カートリッジ側ガイド手段）
　３　　トナーコンテナ
　９　　感光体ドラム
　１０　　現像器
　１４　　駆動制御ユニット
　３２、３３、４４　　溝（装置本体側ガイド手段）
　３６　　動力伝達ギア

Claims

　画像形成装置本体（以下装置本体）に着脱自在なカートリッジに、少なくとも感光体ドラムと現像手段とを一体形成し、該カートリッジに設けたカートリッジ側ガイド手段と、装置本体に設けた本体側ガイド手段とを係合して前記カートリッジを装置本体に装着時に前記装置本体側に設けた動力伝達ギアと噛合して前記カートリッジ側駆動ギアを駆動可能に構成した画像形成装置において、
　前記カートリッジには、前記感光体ドラム軸を固定する側面側に前記カートリッジ側ガイド手段を、該カートリッジ側ガイド手段よりカートリッジ反挿入方向側の位置に前記装置本体側の動力伝達ギアと噛合する駆動ギア及び、電気的接続手段を配置し、
　さらに、前記カートリッジには、前記感光体ドラムを閉鎖する方向に付勢されるドラムカバーが備えられ、該ドラムカバーにはその先端に係合突起を備える腕部を延在して設け、該係合突起に対応して本体側ガイド手段が設けられており、
　前記カートリッジを前記装置本体に装着する際、前記カートリッジ側ガイド手段が前記本体側ガイド手段に当接して生じる摩擦力によって前記カートリッジが装着途中位置で保持でき、
　前記係合突起が、該係合突起に対応する前記本体側ガイド手段に案内されて前記ドラムカバーを開成しつつ、前記カートリッジ側ガイド手段の装着方向終点付近で前記カートリッジ側ガイド手段を回動中心として、前記カートリッジを回動した際、前記装置本体と前記カートリッジの機械的接続及び電気的接続の成就が行われるようにしたことを特徴とする画像形成装置。
　前記カートリッジ側ガイド手段を前記感光体ドラム軸と同軸にすることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
　前記カートリッジ側ガイド手段は、先端が略円柱状で、該略円柱面から後端に向かって壁状に延在して植設されるとともに、
　前記本体側ガイド手段は、前記カートリッジ側ガイド手段を前記円柱部分を先頭として装着される方向に沿って遊嵌可能な部分を含んで形成されていることを特徴とする請求項１または２記載の画像形成装置。
　前記装置本体側の前記動力伝達ギアを、駆動源のロータに設けた出力ギアに噛合させるとともに、１個の中間ギアを介した感光体ドラム動力伝達系と、複数の中間ギアを介した現像器動力伝達系との２系列動力伝達系を設け、
　前記カートリッジ側駆動ギアを、前記現像器動力伝達系に接続する現像器側駆動ギアと、前記感光体ドラム動力伝達系に接続する前記感光体ドラム側ギアとを並設してそれぞれ独立に配置構成し、
　前記カートリッジを前記装置本体に装着状態では、前記現像器側駆動ギアと前記感光体ドラム側ギアとは、前記２系列動力伝達系に噛合することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
　前記電気的接続手段として電気的接続端子群を有するコネクタが用いられ、前記コネクタは前記装置本体を構成する側壁の下方に配置されていることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
　前記コネクタは、前記装置本体を構成する一方の側壁の下方に設けられ、前記装置本体を構成する他方の側壁に動力伝達ギアが設けられるようにしたことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。