JP2005115236A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置、及び当該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および電子写真感光体ドラムに関する。
BACKGROUND OF THE
従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラムやその周囲に配設される帯電器等の画像形成部材を、プロセスカートリッジとして一体的に構成し、このプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱自在とし、感光体ドラム等の交換をユーザーが行えるようにして、メンテナンス性を向上させるように構成されている。上記感光体ドラムは、プロセスカートリッジを装置本体に装着することによって、装置本体に設けられた回転軸に対して嵌合され、回転駆動されるように構成されている。 Conventionally, in an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a composite machine to which this type of electrophotographic method is applied, a photosensitive drum as an image carrier and a charger disposed around the photosensitive drum The image forming member is integrally configured as a process cartridge, and the process cartridge can be freely attached to and detached from the apparatus main body so that the user can replace the photosensitive drum and the like, thereby improving the maintainability. ing. The photosensitive drum is configured to be fitted and rotated with respect to a rotation shaft provided in the apparatus main body by mounting the process cartridge in the apparatus main body.
このように、プロセスカートリッジを装置本体に装着することにより、感光体ドラムを回転可能とするように構成された画像形成装置としては、例えば、特開平1−079410号公報や特許第3315451号公報などに開示されたものがある。 As described above, as an image forming apparatus configured so that the photosensitive drum can be rotated by mounting the process cartridge in the apparatus main body, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 1-079401 and Japanese Patent No. 3315451 are disclosed. Is disclosed.
この特開平01−079410号公報に係る回転体支持装置は、回転体の回転軸線に沿って該回転体の支持軸を嵌挿し、この軸を不動の本体部分に装架してなる回転体支持装置において、前記回転体が前記軸に係止される部分を回転体中心方向に縮径するような円錐面に形成し、前記軸に嵌挿されていてその軸線方向に摺動自在であり、前記円錐面に対応する円錐面を備えかつその軸線方向に少なくとも1軸のすり割りを形成してなる部材と、該部材の円錐面を前記回転体の円錐面に着脱自在に係脱させる部材とを備え、前記不動の本体部分と前記軸との間、または前記回転体と前記軸との間のいずれかに、上記両者を相対回転させる手段を配するように構成したものである。 A rotating body support device according to Japanese Patent Laid-Open No. 01-079401 is provided with a rotating body support in which a supporting shaft of the rotating body is fitted along a rotation axis of the rotating body, and this shaft is mounted on an immovable main body. In the apparatus, a portion where the rotating body is locked to the shaft is formed in a conical surface such that the diameter of the rotating body is reduced in the center direction of the rotating body, and is inserted into the shaft and slidable in the axial direction. A member having a conical surface corresponding to the conical surface and having at least one slit formed in the axial direction thereof; and a member for detachably engaging and disengaging the conical surface of the member with the conical surface of the rotating body; And a means for relatively rotating the two is disposed between the stationary main body portion and the shaft or between the rotating body and the shaft.
また、上記特許第3315451号公報に係る画像形成装置は、像担持体を有するプロセスカートリッジが着脱可能であって、装置本体に設けられた回転軸に対して、プロセスカートリッジの前記像担持体を嵌合させてプロセスカートリッジを装置本体に装着する画像形成装置において、前記回転軸は前記像担持体と一体的に回転するための連結部を有し、該連結部は前記回転軸の一端側に設けられ前記回転体のラジアル方向に突出し前記像担持体に設けられた係合部と係合する突出部を備え、前記回転軸の他端側の径は前記突出部の回転軌跡よりも大きく、前記プロセスカートリッジは前記像担持体の側方にそれぞれ設けられた側板を有し、一方の側板に対して前記突出部の回転軌跡よりも大きく前記回転軸の前記他端側と嵌合する第1の転がり軸受を、他方の側板に対して前記第1の転がり軸受より内径が小さく前記回転軸の前記一端側と嵌合する第2の転がり軸受を設け、前記第1の転がり軸受側から前記回転軸の前記一端側へスラスト方向に装着されるように構成したものである。 In addition, the image forming apparatus according to Japanese Patent No. 3315451 can attach and detach a process cartridge having an image carrier, and the image carrier of the process cartridge is fitted to a rotation shaft provided in the apparatus body. In the image forming apparatus in which the process cartridge is attached to the apparatus main body, the rotating shaft has a connecting portion for rotating integrally with the image carrier, and the connecting portion is provided on one end side of the rotating shaft. A projecting portion that projects in a radial direction of the rotating body and engages with an engaging portion provided on the image carrier, and the diameter of the other end side of the rotating shaft is larger than the rotation locus of the projecting portion, The process cartridge has side plates respectively provided on the sides of the image carrier, and the first cartridge is fitted to the other end side of the rotation shaft larger than the rotation trajectory of the protrusion with respect to one side plate. The rolling bearing is provided with a second rolling bearing having an inner diameter smaller than that of the first rolling bearing with respect to the other side plate and fitted to the one end side of the rotating shaft, and the rotating shaft from the first rolling bearing side is provided. It is comprised so that it may mount | wear to the said one end side of a thrust in a thrust direction.
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平01−079410号公報に係る回転体支持装置の場合には、回転体が軸に係止される部分に、回転体中心方向に縮径するような円錐面(テーパ面)からなる係合手段を用いることで、環境(温度変化)や部品精度によって回転体の表面振れ精度が変化するのを低減させているが、部品点数が多くなるとともに、複数の部品に対して適度な精度が要求されるため、プロセスカートリッジの大型化やコストアップを招くという問題点を有している。 However, the conventional technique has the following problems. That is, in the case of the rotating body support device according to the above-mentioned Japanese Patent Laid-Open No. 01-079401, from the conical surface (tapered surface) that is reduced in diameter toward the center of the rotating body at the portion where the rotating body is locked to the shaft. By using the engaging means, it is possible to reduce the change in the surface runout accuracy of the rotating body due to the environment (temperature change) and component accuracy. Since accuracy is required, there is a problem that the process cartridge is increased in size and cost.
また、上記特許第3315451号公報に係る画像形成装置の場合には、プロセスカートリッジの一方の側板と他方の側板に設けられた第1及び第2の転がり軸受を、装置本体に設けられた回転軸に嵌合させるように構成したものであり、像担持体の表面振れ精度やプロセスカートリッジに装着されている各々の部品の位置精度を向上させることは可能である。 In the case of the image forming apparatus according to Japanese Patent No. 3315451, the first and second rolling bearings provided on one side plate and the other side plate of the process cartridge are provided with a rotating shaft provided on the apparatus main body. It is possible to improve the surface shake accuracy of the image carrier and the positional accuracy of each component mounted on the process cartridge.
しかしながら、この特許第3315451号公報に係る画像形成装置の場合には、回転軸に対する転がり軸受が、スラスト方向に沿って複数存在するため、プロセスカートリッジの一方の側板と他方の側板に設けられた第1及び第2の転がり軸受の位置精度が、中心線に対して装着前の状態で高精度に維持されていることが必要であり、長尺なプロセスカートリッジの両端部に設けられた側板に取り付けられる転がり軸受の位置精度を出すことが困難であるプロセスカートリッジにあっては、装置本体に装着または離脱する際に、回転軸と転がり軸受または像担持体の嵌合部の表面が突き当たり、着脱力が不本位に増加したり、場合によっては、プロセスカートリッジを装置本体に対して着脱することが困難となるという問題点を有している。 However, in the case of the image forming apparatus according to Japanese Patent No. 3315451, since there are a plurality of rolling bearings with respect to the rotating shaft along the thrust direction, the first side plate and the other side plate of the process cartridge are provided. The positional accuracy of the first and second rolling bearings must be maintained with high accuracy in the state before mounting with respect to the center line, and is attached to the side plates provided at both ends of the long process cartridge. For process cartridges in which it is difficult to obtain the positional accuracy of the rolling bearing, the surface of the rotating shaft and the fitting portion of the rolling bearing or the image carrier abuts when attaching to or detaching from the apparatus main body, and the attachment / detachment force Has an unreasonable increase, and in some cases, it is difficult to attach and detach the process cartridge to the apparatus main body.
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、プロセスカートリッジの大型化やコストアップを招くことがなく、像担持体の表面振れ精度やプロセスカートリッジに装着されている各々の部品の位置精度を向上させることが可能なことは勿論のこと、回転軸と転がり軸受等が突き当たるのを防止し、着脱力が不本位に増加することがなく、プロセスカートリッジを装置本体に対して容易に着脱することが可能な画像形成装置を提供することにある。 Accordingly, the present invention has been made to solve the above-mentioned problems of the prior art, and the object of the present invention is to avoid the increase in the size and cost of the process cartridge and the surface shake of the image carrier. It is possible to improve the accuracy and position accuracy of each component mounted on the process cartridge, as well as prevent the rotating shaft and rolling bearings from abutting, and the attachment / detachment force increases unnecessarily. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus in which a process cartridge can be easily attached to and detached from an apparatus main body.
上記の課題を解決するため、請求項1に記載された発明は、像担持体を有するプロセスカートリッジを、装置本体に着脱可能に構成し、前記プロセスカートリッジを装置本体に装着することにより、前記プロセスカートリッジの像担持体を、装置本体に設けられた回転軸に嵌合させて駆動する画像形成装置において、前記像担持体の軸方向の両端部にそれぞれフランジ部材を設け、前記フランジ部材を装置本体に設けられた回転軸に嵌合するとともに、前記像担持体の各フランジ部材を、前記プロセスカートリッジの各側板にそれぞれ軸受部材を介して回転自在に支持するように構成されている。
In order to solve the above-mentioned problems, the invention described in
また、請求項2に記載された発明は、前記像担持体のフランジ部材が、熱可塑性樹脂からなり、且つ当該熱可塑性樹脂の線膨張係数が5×10-5以下であるように構成されている。 The flange member of the image carrier is made of a thermoplastic resin, and the linear expansion coefficient of the thermoplastic resin is 5 × 10 −5 or less. Yes.
さらに、請求項3に記載された発明は、前記軸受部材と、前記像担持体のフランジ部材と、現像手段のトラッキング部材の加圧位置とを、少なくともスラスト方向において一致させるように構成されている。 Furthermore, the invention described in claim 3 is configured so that the pressure position of the bearing member, the flange member of the image carrier, and the pressure position of the tracking member of the developing unit are at least in the thrust direction. .
又、請求項4に記載された発明は、前記像担持体のフランジ部材が、像担持体の円筒状基体への圧入部と、軸受部材の嵌合部と、回転軸への嵌合部とを一体的に有しているように構成されている。 According to a fourth aspect of the present invention, the flange member of the image carrier includes a press-fit portion of the image carrier to the cylindrical base, a fitting portion of the bearing member, and a fitting portion to the rotating shaft. Are integrally formed.
更に、請求項5に記載された発明は、前記像担持体の一方のフランジ部材には、回転軸と係合して回転駆動力を伝達する連結部を一体的に設けるように構成されている。 Further, the invention described in claim 5 is configured such that one flange member of the image carrier is integrally provided with a connecting portion that engages with the rotation shaft and transmits the rotational driving force. .
また、請求項6に記載された発明は、像担持体を有し、且つ装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体の軸方向の両端部にそれぞれフランジ部材を設け、前記フランジ部材を装置本体に設けられた回転軸に嵌合するとともに、前記像担持体の各フランジ部材を、前記プロセスカートリッジの各側板にそれぞれ軸受部材を介して回転自在に支持するように構成されている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the process cartridge having an image carrier and configured to be detachable from the apparatus main body, flange members are provided at both ends in the axial direction of the image carrier, The flange member is fitted to a rotation shaft provided in the apparatus main body, and each flange member of the image carrier is rotatably supported on each side plate of the process cartridge via a bearing member. ing.
さらに、請求項7に記載された発明は、装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジに、回転自在に装着される電子写真感光体ドラムにおいて、前記電子写真感光体ドラムには、その軸方向の両端部にそれぞれフランジ部材を設け、前記電子写真感光体ドラムを、フランジ部材を介して装置本体に設けられた回転軸に嵌合自在に構成するとともに、前記電子写真感光体ドラムの各フランジ部材を、前記プロセスカートリッジの各側板にそれぞれ軸受部材を介して回転自在に支持するように構成されている。 Furthermore, the invention described in claim 7 is an electrophotographic photosensitive drum rotatably mounted on a process cartridge configured to be detachable from the apparatus main body. The electrophotographic photosensitive drum has an axial direction thereof. Flange members are provided at both ends of the electrophotographic photosensitive drum, and the electrophotographic photosensitive drum is configured to be freely engageable with a rotation shaft provided in the apparatus main body via the flange member, and each of the flange members of the electrophotographic photosensitive drum. Is rotatably supported on each side plate of the process cartridge via a bearing member.
この発明によれば、プロセスカートリッジの大型化やコストアップを招くことがなく、像担持体の表面振れ精度やプロセスカートリッジに装着されている各々の部品の位置精度を向上させることが可能なことは勿論のこと、回転軸と転がり軸受等が突き当たるのを防止し、着脱力が不本位に増加することがなく、プロセスカートリッジを装置本体に対して容易に着脱することが可能な画像形成装置を提供することができる。 According to the present invention, it is possible to improve the surface shake accuracy of the image carrier and the positional accuracy of each component mounted on the process cartridge without increasing the size and cost of the process cartridge. Of course, it is possible to provide an image forming apparatus that prevents the rotating shaft and the rolling bearings from colliding with each other, and can easily attach / detach the process cartridge to / from the apparatus main body without increasing the attaching / detaching force unnecessarily. can do.
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
実施の形態1
図2はこの発明の実施の形態1に係る画像形成装置としてのタンデム方式のデジタルカラー複写機を示す構成図である。また、このタンデム方式のデジタルカラー複写機は、通常のオフィス用の複写機等の大きさで、大型の高速複写機にほぼ匹敵する高い生産性で、フルカラーや白黒の画像を形成することが可能となっている。
FIG. 2 is a block diagram showing a tandem digital color copying machine as an image forming apparatus according to
なお、上記タンデム方式のデジタルカラー複写機は、画像読取装置を備えているが、当該画像読取装置を備えずに、図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データに基づいて画像を形成するプリンタ等の画像形成装置であっても良いことは勿論である。 Although the tandem digital color copying machine includes an image reading device, the printer does not include the image reading device and forms an image based on image data output from a personal computer (not shown). Of course, this image forming apparatus may be used.
図2において、1はタンデム方式のデジタルカラー複写機の本体を示すものであり、このデジタルカラー複写機本体1は、その上部に、原稿2の画像を読み取る画像読取装置 (IIT:Image Input Terminal)3を備えている。また、上記デジタルカラー複写機本体1の内部には、画像読取装置3や図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データ、あるいは電話回線やLAN等の通信回線を介して送られてくる画像データを必要に応じて一時的に蓄積し、当該画像データに所定の画像処理を施す画像処理装置(IPS:Image Processing System)4と、CPU、ROM、RAM等を含んで構成されカラー複写機における処理全般を制御する制御部5と、前記制御部5によって画像形成動作が制御されて、前記画像処理装置4で所定の画像処理が施された画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置(IOT:Image Output Terminal)6とが配設されている。
In FIG. 2,
上記デジタルカラー複写機本体1の内部には、画像出力装置6を構成する複数の画像形成手段として、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色に対応した画像形成部7Y、7M、7C、7Kが、水平方向に沿って一定の間隔をおいて配列されている。さらに、上記4つの画像形成部7Y、7M、7C、7Kの下方には、これらの画像形成部で順次形成される各色のトナー像を、互いに重ね合わせた状態で転写する中間転写体としての中間転写ベルト8が、矢印方向に沿って循環移動可能に配設されている。そして、上記中間転写ベルト8上に多重に転写された各色のトナー像は、給紙トレイ9等から給紙される記録媒体としての記録用紙10上に一括して転写された後、定着装置11によって記録用紙10上に定着され、カラー画像が形成された記録用紙10が外部に排出されるようになっている。
Inside the digital color copying machine
更に、図2に基づいて、上記タンデム方式のデジタルカラー複写機の構成について詳細に説明する。 Further, the configuration of the tandem digital color copying machine will be described in detail with reference to FIG.
上記デジタルカラー複写機本体1の一端側の上部には、図2に示すように、原稿2を載置するプラテンガラス12と、当該プラテンガラス12上に載置された原稿2の画像を読み取る画像読取装置3が配設されている。この画像読取装置3は、プラテンガラス12上に載置された原稿2を2本の光源13によって照明し、原稿2からの反射光像を、フルレートミラー14及びハーフレートミラー15、16及び結像レンズ17からなる走査光学系を介してCCDセンサ等からなる画像読取素子18上に走査露光して、この画像読取素子18によって原稿2の反射光像を所定の解像度で読み取るように構成されている。
As shown in FIG. 2, on the upper end of one end side of the digital color copying machine
上記画像読取装置3によって読み取られた原稿2の反射光像は、例えば、赤(R)、緑(G)、青(B)(各8bit)の3色の原稿反射率データとして画像処理装置4(Image Processing System)に送られ、この画像処理装置4では、原稿2の反射率データに対して、必要に応じて、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色/移動編集等の所定の画像処理が施される。
The reflected light image of the
そして、上記の如く画像処理装置4で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)(例えば、各8bit)の4色の階調データ(ラスタデータ)に変換され、次に述べるように、イエロー(Y)、マゼンタ
(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像形成部7Y、7M、7C、7Kに配設されたROS(Raster Output Scanner)19a、19bに送られ、これらのROS19a及び19bでは、対応する色の階調データに応じてレーザービームによる画像露光が行われる。
The image data subjected to the predetermined image processing by the
ところで、上記タンデム型のデジタルカラー複写機本体1の内部には、上述したように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成部7Y、7M、7C、7Kが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。
Incidentally, inside the tandem type digital color copying machine
これらの4つの画像形成部7Y、7M、7C、7Kのうち、3つのカラー用の画像形成部7Y、7M、7Cは、形成する画像の色が異なる以外は、すべて同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム20と、この感光体ドラム20の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ロール21と、当該感光体ドラム20の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置としてのROS19と、感光体ドラム20上に形成された静電潜像を現像する現像装置22と、この現像装置22に所定の色のトナーを供給するトナー供給装置23と、クリーニング装置24とから構成されている。
Of these four
また、黒色の画像形成部7Kは、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム20と、この感光体ドラム20の表面を一様に帯電する帯電手段としてのスコロトロン25と、当該感光体ドラム20の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置としてのROS19と、感光体ドラム20上に形成された静電潜像を現像する現像装置26と、この現像装置22に所定の色のトナーを供給するトナー供給装置27と、クリーニング装置28とから構成されている。
The black
上記画像処理装置4からは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各画像形成部7Y、7M、7C、7KのROS19に各色の画像データ(ラスタデータ)が順次出力され、このROS19から画像データに応じて出射されるレーザービームが、それぞれの感光体ドラム20Y、20M、20C、20Kの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。
From the
上記ROS19は、各画像形成部7Y、7M、7C、7Kに対応して、個別に設けラ得ているのではなく、イエロー(Y)及びマゼンタ(M)の画像形成部7Y、7M用のROS19aと、シアン(C)、黒(K)の画像形成部7C、7K用のROS19bとが、共通に構成されている。これらのROS19a及び19bは、図3に示すように、画像データに応じて変調されたレーザービームLBを出射する半導体レーザー70を備えている。上記半導体レーザー70から出射されたレーザービームLBは、コリメータレンズ71によって平行光化され、2枚の平面ミラー72、73によって反射された後、ポリゴンミラー74の表面に照射される。このポリゴンミラー74は、矢印方向に沿って所定の速度で回転駆動され、当該ポリゴンミラー74の表面(鏡面)に照射されたレーザービームLBは、主走査方向(感光体ドラムの軸方向)に沿って偏向走査される。上記ポリゴンミラー74で偏向走査されたレーザービームLBは、f−θレンズ75、76によって、偏向角度に応じて焦点距離が調整された後、折り返しミラー77を介して感光体ドラム20上にドット状に絞られた状態で照射されるようになっている。また、上記感光体ドラム20の軸方向の一端部には、レーザービームLBの走査方向のうち、走査開始側の端部(SOS:Start Of Scan)に相当する位置に、走査開始位置検出センサ78が配設されている。
The ROS 19 is not separately provided corresponding to each of the
なお、上記図3に示すROS19a及び19bでは、半導体レーザー70が1本のレーザービームLBのみを出射するように説明されているが、実際には、1つの半導体レーザー70が2本のレーザービームLBを出射し、2つの画像形成部に対応して、所定の色の画像に対応した画像露光を行うように構成されている。
In the
上記各感光体ドラム20Y、20M、20C、20K上に形成された静電潜像は、図2に示すように、現像装置22Y、22M、22C、22Kによって、それぞれイエロー
(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像として現像される。
As shown in FIG. 2, the electrostatic latent images formed on the photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20K are respectively yellow (Y) and magenta (M) by developing devices 22Y, 22M, 22C, and 22K. ), Cyan (C), and black (K) toner images.
上記各画像形成部7Y、7M、7C、7Kの感光体ドラム20Y、20M、20C、20K上に、順次形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、各画像形成部7Y、7M、7C、7Kの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト8上に、一次転写手段としての一次転写ロール25Y、25M、25C、25Kによって互いに重ね合わせた状態で転写される。この中間転写ベルト8は、ドライブロール29と、アイドラーロール30と、テンションロール31と、アイドラーロール32と、バックアップロール33と、アイドラーロール34との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール29により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト8としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。
Yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) sequentially formed on the photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20K of the
上記中間転写ベルト8上に多重に転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、バックアップロール33に所定のタイミングで圧接する二次転写手段としての二次転写ロール39によって、圧接力及び静電気力で記録用紙10上に二次転写され、これら各色のトナー像が転写された記録用紙10は、図示しない搬送ベルトや搬送ロールによって定着装置11へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙10は、定着装置11によって熱及び圧力で定着処理を受け、複写機本体1の外部に設けられた図示しない排出トレイ上に排出される。
The yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K) toner images transferred onto the intermediate transfer belt 8 in multiple layers are pressed against the
上記記録用紙10は、図2に示すように、給紙トレイ9から所望のサイズのものが、給紙ローラ36及び用紙分離ローラ対37、更に用紙搬送用のローラ対38を備えた用紙搬送経路38aを介して、1枚ずつ分離された状態でレジストロール40まで一旦搬送され、停止される。上記給紙トレイ9から供給された記録用紙10は、中間転写ベルト8上のトナー像に同期して、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール40によって、中間転写ベルト8上へ送出される。
As shown in FIG. 2, the
それに先だって、上記イエロー、マゼンタ、シアン、黒の4つの画像形成部7Y、7M、7C、7Kでは、上述したように、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるようになっている。
Prior to that, in the four
また、上記の如く構成されるタンデム方式のデジタルカラー複写機本体1の上面には、メッセージ等を表示するディスプレイ41と、オペレータが各種コマンド等を入力するためのキーボード42とを含んで構成された操作部43が設けられている。
Further, the upper surface of the tandem digital color copying machine
なお、上記感光体ドラム20Y、20M、20C、20Kは、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング装置24Y、24M、24C、24Kによって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。また、中間転写ベルト8は、ベルト用クリーナー44によって残留トナー等が除去される。
The photosensitive drums 20Y, 20M, 20C, and 20K, after the toner image transfer process is completed, the residual toner and paper dust are removed by the cleaning devices 24Y, 24M, 24C, and 24K, and the next image formation is performed. Prepare for the process. Further, residual toner and the like are removed from the intermediate transfer belt 8 by the
ところで、この実施の形態は、像担持体を有するプロセスカートリッジを、装置本体に着脱可能に構成し、前記プロセスカートリッジを装置本体に装着することにより、前記プロセスカートリッジの像担持体を、装置本体に設けられた回転軸に嵌合させて駆動する画像形成装置において、前記像担持体の軸方向の両端部にそれぞれフランジ部材を設け、前記フランジ部材を装置本体に設けられた回転軸に嵌合するとともに、前記像担持体の各フランジ部材を、前記プロセスカートリッジの各側板にそれぞれ軸受部材を介して回転自在に支持するように構成されている。 By the way, in this embodiment, a process cartridge having an image carrier is configured to be detachable from the apparatus main body, and the process cartridge is attached to the apparatus main body so that the image carrier of the process cartridge is attached to the apparatus main body. In an image forming apparatus that is driven by being fitted to a provided rotation shaft, flange members are provided at both ends in the axial direction of the image carrier, and the flange member is fitted to a rotation shaft provided in the apparatus main body. At the same time, each flange member of the image carrier is rotatably supported on each side plate of the process cartridge via a bearing member.
また、この実施の形態は、前記像担持体のフランジ部材が、熱可塑性樹脂からなり、且つ当該熱可塑性樹脂の線膨張係数が5×10-5以下であるように構成されている。 In this embodiment, the flange member of the image carrier is made of a thermoplastic resin, and the linear expansion coefficient of the thermoplastic resin is 5 × 10 −5 or less.
さらに、この実施の形態は、前記軸受部材と、前記像担持体のフランジ部材と、現像手段のトラッキング部材の加圧位置とを、少なくともスラスト方向において一致させるように構成されている。 Further, in this embodiment, the bearing member, the flange member of the image carrier, and the pressurizing position of the tracking member of the developing unit are configured to coincide at least in the thrust direction.
又、この実施の形態は、前記像担持体のフランジ部材が、像担持体の円筒状基体への圧入部と、軸受部材の嵌合部と、回転軸への嵌合部とを一体的に有しているように構成されている。 Further, in this embodiment, the flange member of the image carrier integrally forms the press-fitting part of the image carrier to the cylindrical base, the fitting part of the bearing member, and the fitting part to the rotating shaft. It is comprised so that it may have.
更に、この実施の形態は、前記像担持体の一方のフランジ部材には、回転軸と係合して回転駆動力を伝達する連結部を一体的に設けるように構成されている。 Further, in this embodiment, one flange member of the image carrier is integrally provided with a connecting portion that engages with the rotation shaft and transmits the rotational driving force.
すなわち、この実施の形態では、図4(a)及び(b)に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各画像形成部7Y、7M、7C、7Kにおいて、像担持体としての感光体ドラム20と、帯電装置21、25と、クリーニング装置24とが一体的に設けられており、装置本体1に対して着脱可能なプロセスカートリッジ45を構成している。このプロセスカートリッジ45は、図4(a)及び(b)に示すように、感光体ドラム20を備えており、当該感光体ドラム20としては、例えば、アルミニウム等の金属からなる円筒状芯金46の表面に、OPC等の光導電材料47を塗布したものが用いられる。上記感光体ドラム20のうち、イエロー、マゼンタ、シアン用のカラーの感光体ドラム20は、例えば、その直径φが40mmに設定されており、黒用の感光体ドラム20Kは、例えば、その直径φが60mmに設定されている。
なお、図5は黒用のプロセスカートリッジ45を示す外観斜視図である。
That is, in this embodiment, as shown in FIGS. 4A and 4B, in each of the yellow, magenta, cyan, and black
FIG. 5 is an external perspective view showing the
上記感光体ドラム20の両端部には、図1及び図6に示すように、フランジ部材48、49が設けられており、当該フランジ部材48、49は、感光体ドラム20の円筒状芯金46の両端部に嵌合固定された状態で取り付けられている。上記フランジ部材48、49は、例えば、熱可塑性樹脂によって形成されるが、当該フランジ部材48、49を構成する熱可塑性樹脂としては、線膨張係数が金属と同程度に大幅に小さいものが用いられる。上記線膨張係数が金属(例えば、アルミニウム)と同程度に大幅に小さい熱可塑性樹脂としては、例えば、ガラスファイバーを充填したPCや、変性PPOなどが用いられる。これらの熱可塑性樹脂の線膨張係数は、約1.5〜2.5×10-5であり、5×10-5以下となっている。
As shown in FIGS. 1 and 6,
これらのフランジ部材48、49のうち、装置本体1の手前側に配置されるフランジ部材43は、図1に示すように、感光体ドラム20の円筒状芯金41の端部に嵌合される直径の大きな大径部50と、当該大径部50の軸方向外側に向けてテーパー状に突設されたテーパー部51と、当該テーパー部51の先端部に軸方向外側に突設された直径の小さい小径部52とから構成されている。上記小径部52には、内径が回転軸53の外径と略等しく設定された固定部52aが設けられており、当該固定部52aには、回転軸53が嵌合固定されるように構成されている。また、上記小径部52の先端には、軸受け部52bが設けられており、当該軸受け部52bの外周には、軸受け部材としての転がり軸受54が嵌合されるようになっている。また、上記フランジ部材43の固定部52aと軸受け部52bは、当該フランジ部材43の軸方向に沿って隣接して設けられており、固定部52aで受けた荷重を、略半径方向外方に設けられた軸受け部52bによって支持することが可能となっている。
Of these
上記転がり軸受54の外周は、図1に示すように、プロセスカートリッジ45の側板55に嵌合された状態で取り付けられている。また、上記プロセスカートリッジ45の側板55には、カバー部材56が被着されている。
As shown in FIG. 1, the outer periphery of the rolling
一方、上記フランジ部材のうち、装置本体1の奥側に配置されるフランジ部材49は、図6に示すように、感光体ドラム20の円筒状芯金41の端部に嵌合される直径の大きな大径部57と、当該大径部57の軸方向外側に向けて外側面がテーパー状に形成されたテーパー部58と、当該テーパー部58の先端部に設けられた直径の小さい小径部59とから構成されている。上記小径部59には、内径が回転軸53の外径と略等しく設定された固定部59aが設けられており、当該固定部59aには、回転軸53が嵌合固定されるように構成されている。また、上記小径部59の固定部59aの外周には、軸受け部59bが設けられており、当該軸受け部59bの外周には、軸受け部材としての転がり軸受60が嵌合されるようになっている。なお、図6に示すフランジ部材49は、テーパー部58が中実状に構成されているが、当該テーパー部58を中空状に形成しても良い。
On the other hand, among the flange members, the
上記転がり軸受60の外周は、図6に示すように、プロセスカートリッジ45の側板61に嵌合された状態で取り付けられている。また、上記プロセスカートリッジ45の側板61には、カバー部材62が被着されている。
As shown in FIG. 6, the outer periphery of the rolling
また、上記装置本体1側には、図6に示すように、駆動モータ66によって回転駆動される回転軸53が、装置本体1側に固定した状態で取付けられている。この回転軸53は、その基端部53aが駆動モータ66に取り付けられており、例えば、当該基端部53aが直径15mm、装置本体1の奥側のフランジ部材48の内側の中間部53bが直径11mm、図1に示す先端部53cが直径10mmとなるように、先端部に行くに従って徐々に又は段階的に細くなるように形成されている。
Further, as shown in FIG. 6, a rotating
さらに、上記感光体ドラム20の一方のフランジ部材49には、図6に示すように、回転軸53と係合して回転駆動力を伝達する連結部としての可動式係合部63が一体的に設けられている。上記フランジ部材49の小径部59先端には、図7に示すように、周方向に沿って4つの係合用の凹部64が設けられており、この係合用凹部64は、感光体ドラム20の回転方向に沿った端面64aが、軸方向に沿って平面状に形成されているとともに、回転方向と逆方向に沿った端面が、傾斜した曲面状に形成されている。
Further, as shown in FIG. 6, a movable engaging
また、上記回転軸53には、図6に示すように、感光体ドラム20のフランジ部材49に設けられた係合部64と相対的に係合する可動式係合部材65が設けられている。この可動式係合部材65は、図示しないスプリングによって、回転軸53の先端部に向けて付勢されており、プロセスカートリッジ45を装置本体1に装着した状態で、フランジ部材49に設けられた係合部64と相対的に係合して、当該回転軸53によって感光体ドラム20を一体的に回転駆動するように構成されている。
Further, as shown in FIG. 6, the
さらに、上記プロセスカートリッジ45の感光体ドラム20には、図2に示すように、装置本体1に装着した状態で、現像装置22及び26の現像ロールが、所定の間隙DRSを介して対向するように配設されている。
Further, as shown in FIG. 2, the developing rolls of the developing
そのため、上記プロセスカートリッジ45には、図8及び図9に示すように、当該プロセスカートリッジ45を装置本体1に装着した状態で、現像装置22及び26が感光体ドラム20側にリトラクトするように構成されている。上記現像装置22及び26には、現像ロール80と感光体ドラム20との間隙DRSを、所定の値に設定するように、トラッキングロール81が回転自在に取付けられている。このトラッキングロール81は、プロセスカートリッジ45の側板に設けられたギャップ保持ブロック82の表面に当接するように配設されている。また、上記トラッキングロール81は、転がり軸受と、感光体ドラムのフランジ部材の小径部と、現像装置のトラッキングロールの加圧位置とが、スラスト方向において略一致するように配置されている。
Therefore, as shown in FIGS. 8 and 9, the
その結果、上記の如く現像装置22及び26の現像ロール80を、プロセスカートリッジ45のギャップ保持ブロック82に当接させた場合でも、現像装置22及び26からの荷重を、転がり軸受54、60と、感光体ドラム20のフランジ部材48,49の小径部52a、59aを介して、回転軸53によって直接受けることができ、感光体ドラム20のフランジ部材48,49に撓み等の変形が発生することがない。そのため、上記感光体ドラム20を高い回転精度で回転駆動することができる。
As a result, even when the developing
以上の構成において、この実施の形態に係る画像形成装置においては、次のようにして、プロセスカートリッジの大型化やコストアップを招くことがなく、像担持体の表面振れ精度やプロセスカートリッジに装着されている各々の部品の位置精度を向上させることが可能なことは勿論のこと、回転軸と転がり軸受等が突き当たるのを防止し、着脱力が不本位に増加することがなく、プロセスカートリッジを装置本体に対して容易に着脱することが可能となっている。 With the above configuration, in the image forming apparatus according to this embodiment, as described below, the size of the process cartridge is not increased and the cost is not increased, and the surface shake accuracy of the image carrier and the process cartridge are mounted. In addition to being able to improve the positional accuracy of each of the parts, it is possible to prevent the rotating shaft and rolling bearings from colliding with each other, and the attachment / detachment force does not increase unnecessarily, and the process cartridge is installed in the apparatus. It can be easily attached to and detached from the main body.
すなわち、この実施の形態に係るタンデム方式のデジタルカラー複写機においては、図2に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各画像形成部7Y、7M、7C、7Kにおいて、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像が形成され、これらの各色のトナー像が中間転写ベルト8上に、一旦多重に転写された後、中間転写ベルト8上から記録紙10に一括して二次転写され、定着されて、カラー画像又は白黒の画像が形成される。
That is, in the tandem digital color copying machine according to this embodiment, as shown in FIG. 2, yellow, magenta, cyan, and black
上記タンデム方式のデジタルカラー複写機においては、画像形成動作を多数枚繰り返している間に、各画像形成部7Y、7M、7C、7Kの感光体ドラム20の光導電層が磨耗したりして、当該感光体ドラム20を交換する必要が生じる場合がある。
In the tandem digital color copying machine, the photoconductive layer of the
この場合、上記感光体ドラム20は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各画像形成部7Y、7M、7C、7K毎に、プロセスカートリッジ45を構成しているため、感光体ドラム20を交換する必要があるプロセスカートリッジ45を、ユーザーが装置本体1から取り外して、新しいプロセスカートリッジ45を装置本体1に装着する。
In this case, the
その際、上記プロセスカートリッジ45には、図1及び図6に示すように、感光体ドラム20が装着されているが、当該感光体ドラム20は、その両端部に設けられたフランジ部材48、49及び軸受け部材を介して、プロセスカートリッジ45に回転自在に取り付けられている。そして、上記プロセスカートリッジ45を装置本体1の所定の位置に装着することによって、感光体ドラム20は、図1及び図6に示すように、その両端部に設けられたフランジ部材48、49の小径部52、59が、装置本体1に固定した状態で設けられた回転軸53に嵌合固定されるとともに、可動式係合部63の係合用凹部64と、可動式係合部材65とが相対的に係合され、回転軸53と感光体ドラム20とが一体的に連結されて、感光体ドラム20が回転駆動されるようになっている。
At that time, as shown in FIGS. 1 and 6, the
このように、上記実施の形態では、従来技術のように回転軸53に円錐面からなる係合手段を設けたりする必要がないので、プロセスカートリッジが大型化したりコストアップを招くことがなく、しかも感光体ドラム20は、その両端部に設けられたフランジ部材48、49を、装置本体1に設けられた回転軸53に嵌合固定するだけで良く、感光体ドラム20の表面振れ精度やプロセスカートリッジに装着されている各々の部品の位置精度を向上させることができるとともに、回転軸53と転がり軸受54、60が突き当たるのを防止し、着脱力が不本位に増加することがなく、プロセスカートリッジ45を装置本体1に対して容易に着脱することが可能となる。
Thus, in the above-described embodiment, there is no need to provide an engagement means having a conical surface on the
また、上記実施の形態では、上述したように、現像装置22及び26の現像ロール80を、プロセスカートリッジ45のギャップ保持ブロック82に当接させた場合でも、現像装置22及び26からの荷重を、転がり軸受54、60と、感光体ドラム20のフランジ部材48,49の小径部52a、59aを介して、回転軸53によって直接受けることができ、感光体ドラム20のフランジ部材48,49に撓み等の変形が発生することがない。そのため、上記感光体ドラム20を高い回転精度で回転駆動することができる。
In the above embodiment, as described above, even when the developing
20:感光体ドラム(像担持体)、45:プロセスカートリッジ、48,49:フランジ部材、53:回転軸、54,60:転がり軸受、56,61:側板。 20: photosensitive drum (image carrier), 45: process cartridge, 48, 49: flange member, 53: rotating shaft, 54, 60: rolling bearing, 56, 61: side plate.
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-
2003
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