JP2006078804A

JP2006078804A - 画像形成装置

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Publication number: JP2006078804A
Application number: JP2004263099A
Authority: JP
Inventors: Junya Takigawa; 潤也瀧川
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-09-09
Filing date: 2004-09-09
Publication date: 2006-03-23
Anticipated expiration: 2024-09-09
Also published as: JP4553243B2

Abstract

【課題】像担持体２と現像ユニット３を有するプロセスカートリッジ１を備え、現像ユニット３は、現像ローラ４と、その現像ローラ４の軸５を支持するユニット本体６と、現像ローラ４の軸５に固定された回転体側ギア２９と、ユニット本体６に支持されたアイドラギア３１を有し、回転体側ギア２９は、アイドラギア３１を介して、本体側出力軸３２に支持された本体側ギア３３に駆動連結された画像形成装置において、アイドラギア３１と本体側ギア３３の中心線間距離のばらつきを少なくして、像担持体２に形成されるトナー像の画質を高める。
【解決手段】回転体側ギア２９とアイドラギア３１が位置決めされたユニット本体６に形成されている基準穴６８に本体側出力軸３２を嵌合して位置決めする。
【選択図】図３

Description

本発明は、一体的に組み付けられた像担持体と回転体ユニットとを具備していて、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジを備えた画像形成装置に関する。

プロセスカートリッジを有する画像形成装置は従来より周知である（例えば、特許文献１参照）。かかる画像形成装置は、例えば電子複写機、プリンタ、ファクシミリ或いはこれらの複合機などとして構成され、回転体ユニットは、例えば現像ユニット又はクリーニングユニットなどとして構成される。回転体ユニットは、例えば現像ローラ又はクリーニングブラシなどから成る回転体を有し、該回転体は像担持体に対向して配置され、該回転体の軸がユニット本体に回転可能に支持されている。

上述した構成の画像形成装置において、画像形成装置本体に回転可能に支持された本体側出力軸に本体側ギアを支持し、その本体側ギアを、上述の回転体の軸に固定された回転体側ギアに、直接又は少なくとも１つのアイドラギアを介してに駆動連結し、画像形成装置本体側に設けられた駆動モータによって本体側出力軸を回転駆動し、その回転を、本体側ギア及び回転体側ギアを介して、回転体の軸に伝え、これによって回転体を回転駆動するように構成することができる。

その際、回転体側ギアの軸は、回転体ユニットのユニット本体に回転可能に支持されているのに対し、本体側ギアは、画像形成装置本体に支持された本体側出力軸に支持されているので、公差の積み上げによって、互いに噛み合うギアの中心軸線間距離がばらついてしまうおそれがある。かかるばらつきにより、互いに噛み合うギアの中心軸線間距離が所定の適正値から大きくずれてしまうと、互いに噛み合ったギアの回転時に振動が発生し、これが像担持体に伝わり、該像担持体に形成されたトナー像の画質が劣化する欠点を免れない。

特開２００１−２０１９９９号公報

本発明の目的は、上述した不具合の発生を阻止し、ないしは効果的に抑制できる画像形成装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、一体的に組み付けられた像担持体と回転体ユニットとを具備していて、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジを備え、前記回転体ユニットは、前記像担持体に対向して配置される回転体と、該回転体の軸を回転可能に支持して位置決めするユニット本体と、前記回転体の軸に固定された回転体側ギアとを有し、画像形成装置本体には本体側出力軸が回転可能に支持され、該本体側出力軸には本外ギアが支持されていて、前記プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着された状態で、前記回転体側ギアは前記本体側ギアに駆動連結され、画像形成装置本体側に設けられた駆動モータによって回転駆動された本体側出力軸の回転が、本体側ギアと回転体側ギアを介して、回転体の軸に伝えられ、該回転体が回転駆動される画像形成装置において、前記本体側出力軸の一個所が画像形成装置本体に対して回転可能に支持され、プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着された状態で、前記本体側出力軸の他の一個所が、前記回転体ユニットのユニット本体に形成された基準穴に回転可能に嵌合して位置決めされることを特徴とする画像形成装置を提案する（請求項１）。

また、上記請求項１に記載の画像形成装置において、前記本体側ギアは、本体側出力軸に対して、その軸線方向に移動可能に支持されていると共に、画像形成装置本体に装着されたプロセスカートリッジの側に向けてばね付勢されていると有利である（請求項２）。

さらに、上記請求項１又は２に記載の画像形成装置において、前記駆動モータから前記本体側出力軸への駆動伝達装置が、本体側出力軸に固定されたプーリと、該プーリに巻き掛けられたベルトを包含していると有利である（請求項３）。

また、上記請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記基準穴の本体側ギアを向いた側の縁部には面取りが形成されていると有利である（請求項４）。

さらに、上記請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記本体側出力軸が、軸受を介して前記基準穴に嵌合すると有利である（請求項５）。

また、上記請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記回転体は現像ローラより成り、前記回転体ユニットは現像ユニットにより構成され、前記現像ローラに担持されて搬送される現像剤によって前記像担持体上にトナー像を形成するように構成されていると有利である（請求項６）。

さらに、上記請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置において、前記回転体はクリーニングブラシより成り、前記回転体ユニットはクリーニングユニットにより構成され、前記像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写したあとに、該像担持体上に付着する転写残トナーを、前記クリーニングブラシの作用により除去するように構成されていると有利である（請求項７）。

本発明によれば、本体側ギアが支持されている本体側出力軸と、回転体側ギアが固定支持されている軸が、共にユニット本体に対して位置決めされるので、ギア間の距離のばらつきを少なくできる。しかも、本体側出力軸は、画像形成装置本体と、ユニット本体の２個所で支持されるので、本体側出力軸に撓みが発生することを効果的に抑え、該出力軸に回転むらが発生することを防止して像担持体上に高品質なトナー像を形成することができる。

以下、本発明の実施形態例を説明し、併せて上述した不具合を図面に従ってより具体的に明らかにする。

図１は、画像形成装置本体内の所定の位置に装填されたプロセスカートリッジ１と、その他のプロセス機器の概略を示す垂直断面図であり、プロセスカートリッジ１は、後述するように、画像形成装置本体に着脱可能に装着される。ここに示したプロセスカートリッジ１は、ドラム状の感光体より成る像担持体２と、回転体ユニットの一例である現像ユニット３とを具備し、像担持体２と現像ユニット３は、後述するように一体的に組み付けられている。現像ユニット３は、像担持体２に対向配置される回転体の一例である現像ローラ４と、その現像ローラ４の軸５を回転可能に支持するユニット本体６とを有している。軸５は現像ローラ４と一体に形成されているか、又は現像ローラ４に一体に連結されている。ユニット本体６は、乾式の現像剤Dが収容された現像ケース７を有し、現像ローラ４はこの現像ケース７内に配置されている。現像ケースだけでユニット本体を構成することもできる。

画像形成動作時に、像担持体２は図１における反時計方向に回転駆動され、このとき像担持体２は帯電ローラ８によって所定の極性に帯電され、その帯電面に対して図示していない露光装置から出射した書込み光Ｌが照射され、これによって像担持体２に静電潜像が形成される。

一方、現像ユニット３の現像ローラ４は図１における時計方向に回転駆動され、このとき現像ローラ４の周面に現像剤Ｄが担持されて搬送され、その現像剤によって像担持体２に形成された静電潜像がトナー像として可視像化される。このトナー像は、図示していない給紙装置から給送されて、矢印Ａ方向に搬送される転写材Ｐに、転写ローラ１３の作用により転写される。この転写材Ｐは、像担持体２を離れた後、図示していない定着装置を通り、このとき熱と圧力の作用によって、トナー像が転写材Ｐに定着される。像担持体２上のトナー像を中間転写体より成る転写材に転写し、その中間転写体上のトナー像を最終転写材に転写するように構成することもできる。

トナー像を転写材Ｐに転写したあとに像担持体上に付着する転写残トナーは、クリーニングユニット９によって除去される。ここに示したクリーニングユニット９は、ユニット本体１０に回転可能に支持されたクリーニングブラシ１１と、そのユニット本体１０に支持されたクリーニングブレード１２とを有し、クリーニングブラシ１１とクリーニングブレード１２の協働作用によって、像担持体上の転写残トナーが除去される。本例のクリーニングユニット９においては、ユニット本体１０によって、クリーニングケースが構成されている。

図２は図１に示したプロセスカートリッジ１の部分断面平面図である。この図においては、図１に示した帯電ローラ８や、クリーニングユニット９の図示は省略してある。図２における符号Ｆｒは、画像形成装置本体１４の手前側を示し、符号Ｒは画像形成装置本体１４の奥側を示している（図３乃至図８、図１０及び図１１においても同じ）。また、図３はプロセスカートリッジ１を画像形成装置本体の奥側から見た斜視図である。

図２に示すように、ドラム状に形成された像担持体２の長手方向各端部には、前後のフランジ１５，１６がそれぞれ圧入固定され、その両フランジ１５，１６の中心孔に像担持体用の駆動軸１７が挿通され、像担持体２がフランジ１５，１６を介して駆動軸１７に支持されている。駆動軸１７は、画像形成装置本体１４の奥側の奥側板１８と、その奥側板１８に固定された支持板１９とに、軸受を介して回転自在に支持されている。

また、画像形成装置本体１４の手前側の前側板２０には開口２１が形成され、この開口２１に面板２２が位置し、その面板２２に駆動軸１７の手前側の端部が軸受を介して回転自在に支持されている。面板２２は、前側板２０に正しく位置決めされて着脱可能に固定されている。このようにして、像担持体２が画像形成装置本体１４に対して正しく位置決めされる。図２における符号５０は、前側板２０よりも手前側に位置する前ドアを示している。

奥側のフランジ１６の中心孔には多数の歯が形成され、この歯は、駆動軸１７に固定された係合部材２３に形成された歯２４に噛み合っている。さらに、駆動軸１７の奥側の部分にはギア２５が固定され、このギア２５には、奥側板１８と支持板１９とに回転自在に支持された駆動ギア２６が噛み合っている。この駆動ギア２６が図示していないモータにより回転駆動されると、その回転が、ギア２５を介して駆動軸１７に伝えられ、該駆動軸１７の回転が係合部材２３及び奥側のフランジ１６を介して像担持体２に伝達される。これによって像担持体２が図１における反時計方向に回転駆動され、前述の画像形成動作が実行される。

図２に示すように、現像ユニット３のユニット本体６は、手前側の側板２７と奥側の側板２８を有し、現像ローラ４の軸５は、これらの側板２７，２８に軸受６０，６１を介して回転可能に支持され、かつユニット本体６に対して位置決めされている。このように、ユニット本体６は、回転体の軸５を回転可能に支持して位置決めする用をなす。また、軸５の奥側端部には回転体側ギア２９が固定され、ユニット本体６の奥側の側板２８には、図３及び図４に示すように、アイドラ軸３０が位置決めされて固定され、このアイドラ軸３０にアイドラギア３１が軸受６２を介して回転自在に支持されている。このアイドラギア３１は、上述の回転体側ギア２９に噛み合っている。アイドラ軸３０をユニット本体６に回転自在に支持し、そのアイドラ軸にアイドラギア３１を固定してもよい。いずれにしても、アイドラギア３１は、アイドラ軸３０を介してユニット本体６に回転可能に支持されている。

上述のように、現像ユニット３として構成された回転体ユニットは、回転体の一例である現像ローラ４の軸５に固定された回転体側ギア２９を有し、本例の回転体ユニットは、さらにユニット本体６に対してアイドラ軸３０を介して回転可能に支持されたアイドラギア３１も有している。

一方、図２及び図５に示すように、画像形成装置本体１４の奥側板１８の基準取付孔７５に、本体側出力軸３２が軸受６３を介して回転可能に支持され、その本体側出力軸３２には本体側ギア３３が支持されている。この本体側ギア３３は、図３に示すように、プロセスカートリッジ１が画像形成装置本体１４内の所定の位置に装着された状態で、アイドラギア３１に噛み合っている。その際、本体側ギア３３を本体側出力軸３２に一体に固定してもよいが、図示した例では、本体側ギア３３が、本体側出力軸３２に対して、相対回転はしないが、本体側出力軸３２の軸線方向には移動可能に当該本体側出力軸３２に支持されている。この点については、後に詳しく説明する。

上述のように、本例の画像形成装置においては、回転体側ギア２９が、１つのアイドラギア３１を介して、本体側ギア３３に駆動連結されている。これに対し、アイドラ軸を介してユニット本体に回転可能に支持された複数のアイドラギアを設け、これらのアイドラギアを介して回転体側ギア２９を本体側ギア３３に駆動連結してもよい。或いは、アイドラギアを設けずに、回転体側ギア２９を直に本体側ギア３３に駆動連結してもよい。いずれの場合も、プロセスカートリッジ１が画像形成装置本体１４に装着された状態で、回転体側ギア２９は本体側ギア３３に駆動連結される。

上述の本体側出力軸３２は、画像形成装置本体側に設けられた駆動モータによって回転駆動される。図示した例では、図２、図５及び図９に示すように、本体側出力軸３２にプーリ６４が固定されていると共に、図９に示すように、画像形成装置本体に固定支持された駆動モータ６５の出力軸には駆動ギア７１が固定され、この駆動ギア７１が他のギア７２に噛み合い、このギア７２と同軸に駆動側プーリ６６が固定され、これらのプーリ６４，６５にタイミングベルト６７が巻き掛けられている。駆動モータ６５が作動すると、その回転がギア７１，７２、駆動側プーリ６６、タイミングベルト６７及び従動側のプーリ６４を介して本体側出力軸３２に伝えられる。このように駆動モータ６５によって回転駆動された本体側出力軸３２の回転は、本体側ギア３３とアイドラギア３１と回転体側ギア２９を介して、現像ローラ４の軸５に伝えられ、その現像ローラ４が図１における時計方向に回転駆動され、前述の現像動作が実行される。アイドラギアを省略したときは、本体側ギア３３は直に回転体側ギア２９に噛み合って、その本体側ギア３３から回転体側ギア２９に回転が伝えられる。

図２及び図３に示すように、ユニット本体６の長手方向各端部の外側には、位置決め部材３４，３５がそれぞれ配置され、これらの位置決め部材３４，３５によって、像担持体２と、現像ローラ４の軸５が互いに位置決めされて連結されている。すなわち、像担持体２の各端部に固定されたフランジ１５，１６には、駆動軸１７と同心状の環状突部３６，３７が突設され、その各環状突部３６，３７の外周面に、軸受３８，３９を介して、各位置決め部材３４，３５に形成された孔４０，４１が着脱可能に嵌合している。また、現像ローラ４の軸５も、軸受５１，５２を介して各位置決め部材３４，３５に回転可能に嵌合している。これにより、像担持体２と現像ローラ４とが位置決めされる。また、奥側の位置決め部材３５には、長孔より成る従基準孔４２が形成され、この従基準孔４２には、ユニット本体６に固定された従基準ピン４３が嵌合している。同様に、図２に示すように、手前側の位置決め部材３４にも、長孔より成る従基準孔５３が形成され、この従基準孔５３に従基準ピン４３が嵌合している。このように、従基準ピン４３が各位置決め部材３４，３５に形成された従基準孔４２，５３に嵌合することによって、ユニット本体６が現像ローラ４の中心軸線のまわりに回転することが禁止される。

上述のようにして、像担持体２と現像ローラ４とが互いに正しく位置決めされて連結され、一体的なプロセスカートリッジ１が構成される。しかも像担持体２の中心軸線と現像ローラ４の中心軸線との間の距離が正しく規制される。これによって、図示した例のように像担持体２と現像ローラ４とが微小なギャップをあけて対向配置されるように構成されているときは、そのギャップが正しく維持され、像担持体２と現像ローラ４とが互いに当接して対向配置されるように構成されているときは、その当接圧が正しく規制され、いずれの場合も、像担持体２に高品質なトナー像を形成することができる。

また、本例のプロセスカートリッジ１においては、図２に示すように、各位置決め部材３４，３５に形成された従基準孔５３，４２には、ねじ４４，５４が挿入され、その各ねじ４４，５４が従基準ピン４３に形成されためねじに螺着されて締め付けられ、これによって従基準ピン４３が位置決め部材３４，３５に固定されている。このように、ユニット本体６と位置決め部材３４，３５を互いに固定連結することにより、ユニット本体６が撓むことによるアイドラ軸３０の傾きを防止し、アイドラギア３１と、これに噛み合うギア２９，３３との軸間距離の変動を防止して、ギアの噛み合いむらを抑え、像担持体２に形成されるトナー像の画質を高めることができる。

さらに、本例のプロセスカートリッジ１においては、手前側の位置決め部材３４と奥側の位置決め部材３５にそれぞれ形成された従基準孔５３，４２に嵌合した従基準ピン４３として、共通のピンが用いられ、この従基準ピン４３が現像ローラ４の軸５に対してほぼ平行に延びている。このように、従基準ピン４３の手前側の部分と奥側の部分とが同心状に位置しているので、ユニット本体６が傾くことによるアイドラギア３１と本体側ギア３３の軸間距離の変動を防止でき、これによっても像担持体２に高品質なトナー像を形成することができる。

前述のように、像担持体２に固定されたフランジ１５，１６が、画像形成装置本体１４に対して位置決めされて支持された駆動軸１７に嵌合しているので、像担持体２は画像形成装置本体１４に対して正しく位置決めされる。しかも、図２及び図３に示すように、奥側の位置決め部材３５に突設された位置決めピン４５が画像形成装置本体１４の奥側板１８に形成された位置決め孔５５に嵌合すると共に、手前側の位置決め部材３４に突設された位置決めピン４６が面板２２に形成された位置決め孔５６に嵌合することによって、プロセスカートリッジ１が像担持体２の中心軸線のまわりに回転することが阻止され、プロセスカートリッジ１の全体が画像形成装置本体１４に対して正しく位置決めされる。

プロセスカートリッジ１を画像形成装置本体１４から取り出すには、図２に示した前ドア５０を開くと共に、面板２２を前側板２０から取り外し、次いでプロセスカートリッジ１を矢印Ｂで示すように手前側に引き出せばよい。このとき、駆動軸１７は画像形成装置本体内に残され、しかも、プロセスカートリッジ１のアイドラギア３１が、画像形成装置本体に支持された本体側ギア３３から外れる。このようにプロセスカートリッジ１を画像形成装置本体外に取り出してから、位置決め部材３４，３５を像担持体２と現像ユニット３から取り外すことによって、像担持体２と現像ユニット３を分離することができる。

上述した操作と逆の操作によって、プロセスカートリッジ１を画像形成装置本体内の所定の位置に正しく位置決めして装填することができる。なお、プロセスカートリッジ１には、図示していないガイド溝が形成され、画像形成装置本体１４には、同じく図示していないガイドレールが固着され、プロセスカートリッジ１を手前側に引き出し、又は奥側に押し込むとき、ガイド溝がガイドレールに嵌合し、そのガイドレールに沿って摺動する。

また、本例のプロセスカートリッジ１においては、図３及び図４に示すように、アイドラ軸３０の自由端側が、位置決め部材３５に形成された孔４７に嵌合して、その位置決め部材３５に支持されている。これにより、本体側ギア３３の回転時に、その本体側ギア３３からアイドラギア３１に伝えられた外力が、位置決め部材３５に受け止められるように、アイドラ軸３０が位置決め部材３５に保持される。外力によってアイドラ軸３０が曲げ変形しないように、そのアイドラ軸３０が位置決め部材３５によって受け止められるのである。これにより、本体側ギア３３からアイドラギア３１に及ぼされた外力に基因して、アイドラ軸３０が振動することが効果的に抑制され、像担持体２に形成されたトナー像にバンディングが発生することを防止することができる。互いに噛み合った複数のアイドラギアが、各アイドラ軸を介して、ユニット本体６に回転可能に支持されている場合も、その各アイドラギアに加えられた外力が位置決め部材に受け止められるように、各アイドラ軸が位置決め部材に保持される。このようにして高品質な画像を得ることができる。

また、本例のプロセスカートリッジ１においては、図４に示すように、アイドラ軸３０は、その基端部がユニット本体６に固定され、アイドラギア３１は、そのアイドラ軸３０に、軸受６２を介して回転可能に支持されているが、その際、アイドラギア３１は、位置決め部材３５によって、そのアイドラギア３１が軸線方向に遊動することが禁止され、当該軸線方向に位置決めされる。図４に示した例では、位置決め部材３５にボス部４８が形成され、このボス部４８と、アイドラ軸３０のフランジ部５７がアイドラギア３１に当接し、該ギア３１がその軸線方向に遊動することが禁止されている。かかる構成により、アイドラギア３１をその軸線方向に位置決めする専用の部材を省くことができ、プロセスカートリッジ１のコストを低減できる。

ところで、上述した画像形成装置においては、回転体側ギア２９の軸５と、アイドラギア３１のアイドラ軸３０は、現像ユニット３のユニット本体６に回転可能に支持されているのに対し、本体側ギア３３は、画像形成装置本体１４に支持された本体側出力軸３２に支持されているので、上述した構成だけであると、各軸の組み付け公差の積み上げによって、互いに噛み合うギアの中心線間距離がばらついてしまう。すなわち、図３に示すようにアイドラギア３１が設けられているときは、そのアイドラギア３１と本体側ギア３３との中心線間距離Ｌ１がばらつく。またアイドラギア３１が設けられておらず、回転体側ギア２９が本体側ギア３３に直に噛み合っているときは、これらのギア２９，３３の中心線間距離Ｌ２がばらついてしまう。このようにして、互いに噛み合うギア３１，３３又は２９，３３の中心線間距離が適正値から大きくずれてしまうと、回転の伝達むらが発生し、これによって生じた振動が像担持体２に伝わり、像担持体２に形成されたトナー像の画質が劣化する欠点を免れない。

そこで、本例の画像形成装置においては、図３及び図５に示すように、ユニット本体６の奥側の側板２８に基準穴６８が形成され、プロセスカートリッジ１が画像形成装置本体１４に装着されているとき、本体側出力軸３２の手前側端部が、上記基準穴６８に、軸受６９を介して回転可能に嵌合して位置決めされている。一方、前述のように、アイドラ軸３０と現像ローラ４の軸５はユニット本体６に対して位置決めされている。複数のアイドラギアが設けられているときも、その各アイドラギアを支持する各アイドラ軸はユニット本体に対して位置決めされている。このように、本体側ギア３３が支持されている本体側出力軸３２と、アイドラギア３１が支持されているアイドラ軸３０と、本体側ギア３３が支持されている本体側出力軸３２が、全て共通の本体ユニット６に対して位置決めされている。このため、アイドラギア３１と本体側ギア３３の中心線間距離Ｌ１が、寸法公差の積み上げによって、ばらつくことがなく、当該距離Ｌ１を、高い精度で所定の寸法に保つことができる。同様に、アイドラギア３１が設けられていないときも、直に噛み合った回転体側ギア２９と本体側ギア３３の中心線間距離Ｌ２を、高い精度で所定の寸法に保つことができる。これにより、ギアの回転時に、回転の伝達むらが発生することを抑え、ひいては振動の発生を防止でき、像担持体２に形成されるトナー像の画質を高めることができる。

ところで、本体側出力軸３２は、図２及び図５に示すように、画像形成装置本体１４の奥側板１８に軸受６３を介して回転可能に支持されているが、その本体側出力軸３２を、画像形成装置本体に対してより強固に支持するには、図５に仮想線で示したように、奥側板１８に支持板７６を固定し、本体側出力軸３２を、この支持板６６にも軸受を介して回転可能に支持すればよい。本体側出力軸３２を画像形成装置本体１４に対して２個所で位置決めして支持するのである。ところが、このように構成すると、本体側出力軸３２は、ユニット本体６の基準穴６８にも軸受６９を介して嵌合して位置決めされるので、本体側出力軸３２は合計３個所で位置決め支持されることになる。このようになると、３個の軸受の中心軸線を全て一致させることが困難であるため、３個の軸受により支持された本体側出力軸３２が撓んでしまう。このように本体側出力軸３２に撓みが生じると、その回転時に回転むらが発生し、これによって像担持体２に形成されるトナー像に濃度むらが発生する。

そこで、本例の画像形成装置においては、図５に示したように、本体側出力軸３２の一個所が、奥側板１８に形成された基準取付孔７５に軸受６３を介して回転可能に支持され、本体側出力軸３２の他の個所が、画像形成装置本体１４に装着されたプロセスカートリッジ１のユニット本体６に形成された基準穴６８に、軸受６９を介して回転可能に嵌合して位置決めされている。このように、本体側出力軸３２の一個所が画像形成装置本体１４に対して回転可能に支持され、プロセスカートリッジ１が画像形成装置本体１４に装着された状態で、本体側出力軸３２の他の一個所が、回転体ユニットのユニット本体６に形成された基準穴６８に回転可能に嵌合して位置決めされるのである。

上述した構成によれば、本体側出力軸３２は、２個所で支持されるので、本体側出力軸３２が大きく撓むことはなく、その本体側出力軸３２に回転むらが発生することを防止でき、像担持体２上に、濃度むらを抑えた高品質なトナー像を形成することができる。本体側出力軸３２を２個所で支持すれば、その各支持個所の軸受６３，６９の同心性が多少悪くとも、本体側出力軸３２が大きく撓むことを阻止できる。しかも、本体側出力軸３２は２個所で支持されるので、その支持安定性が害されることもない。

上述のように、本体側出力軸３２を画像形成装置本体１４に対して１個所で支持するように構成すると、プロセスカートリッジ１が画像形成装置本体内に装填されていないとき、本体側出力軸３２は、軸受６３の側を中心として、図５に二点鎖線の矢印Ｃで示す方向にわずかに遊動できる状態にある。従って、プロセスカートリッジ１を画像形成装置本体１４に装着するとき、本体側出力軸３２をユニット本体６の基準穴６８に正しく嵌合させ難くなるおそれがある。

そこで、本例の画像形成装置においては、前述のように、本体側ギア３３は、本体側出力軸３２に対して、その軸線方向に移動可能に支持されていると共に、図５に示すように、本体側出力軸３２のまわりに圧縮コイルばね７７が巻回され、そのばね７７によって、本体側ギア３３が、画像形成装置本体１４に装着されたプロセスカートリッジ１の側に向けてばね付勢されている。図５に示した状態では、圧縮コイルばね７７によって加圧された本体側ギア３３は、本体側出力軸３２に係止されたストッパ７８によって受け止められて停止している。

図６に示すように、プロセスカートリッジ１を矢印Ｂ方向に押し込んで、そのプロセスカートリッジ１を画像形成装置本体に装填するとき、本体側出力軸３２が軸受６３（図５）の側を中心として多少傾いているため、アイドラギア３１が本体側ギア３３に突き当たることがある。この場合も、プロセスカートリッジ１を奥側に押し込むに従って、圧縮コイルばね７７が圧縮変形して、本体側ギア３３は本体側出力軸３２に対して相対的に奥側に移動する。なお、図６に示すように、例えば玉軸受より成る軸受６９は、本体側出力軸３２に圧入されている。

次いで、図７に示すように、軸受６９がユニット本体６に形成された基準穴６８に嵌り始め、図８に示すように軸受６９が基準穴６８に嵌合し終えると、本体側出力軸３２が位置決めされて、その傾きがなくなるので、本体側ギア３３とアイドラギア３１の突き当りは解消され、本体側ギア３３は、圧縮コイルばね７７により押圧されて、本体側出力軸３２に対して相対的に手前方向に移動し、ストッパ７８によって止められる。このようにして、確実に本体側出力軸３２を基準穴６８に嵌合させることができる。

本体側ギア３３を本体側出力軸３２に不動に固定支持することもできるが、この場合には、図１０及び図１１に示すように、ユニット本体６に形成された基準穴６８の長さＬ３を大きく設定する必要がある。プロセスカートリッジ１を図１０に矢印Ｂで示すように奥方向に押し込んで、軸受６９が基準穴６８に嵌合すると、本体側出力軸３２の傾きが修正される。従って、図１１に示すように、アイドラギア３１が本体側ギア３３に突き当たらずに、本体側出力軸３２を基準穴６８に嵌め込むことができる。このように、図１０及び図１１に示した構成によっても、本体側出力軸３２を基準穴６８に嵌合させることができるが、この構成によると、基準穴６８の長さＬ３を長く設定する必要があるため、プロセスカートリッジ１のコストと重量が増大する。図５乃至図８に示した画像形成装置においては、かかる不具合は発生しない。

また、図９に関連して先に説明したように、駆動モータ６５から本体側出力軸３２への駆動伝達装置が、本体側出力軸３２に固定されたプーリ６４と、該プーリ６４に巻き掛けられたベルト６７を包含している。このため、プロセスカートリッジ１が画像形成装置本体内に装填されていないときに、本体側出力軸３２が例えば図９に矢印で示した方向に傾いても、これに応じてベルト６７が柔軟に動くので、駆動伝達装置の要素に大きな外力が加えられて、これが破損することはない。

さらに、図５乃至図８、図１０及び図１１に示すように、基準穴６８の本体側ギア３３を向いた側の縁部には面取り７０が形成されている。このため、プロセスカートリッジ１を画像形成装置本体１４に装着するとき、本体側出力軸３２が傾いていても、その本体側出力軸３２の手前側端部を面取り７０によって案内しながら、その本体側出力軸３２の手前側端部を確実に基準穴６８に嵌め込むことができる。

また、本体側出力軸３２は、その軸３２に設けられた軸受６９を介して基準穴６８に嵌合するので、駆動伝達のために本体側出力軸３２が回転した際に、その本体側出力軸３２が基準穴６８の側から受ける摺動抵抗を低減でき、動力の伝達効率を高めることができる。

以上、像担持体２と現像ユニット３を有するプロセスカートリッジ１を説明したが、他のプロセス機器、例えば図１に示したクリーニングユニット９を像担持体２に連結して、そのクリーニングユニット９がプロセスカートリッジ１の一構成要素となるように、プロセスカートリッジを構成することもできる。

また、図示したプロセスカートリッジ１は、回転体が現像ローラ４より成り、回転体ユニットが現像ユニット３により構成され、その現像ローラ４に担持されて搬送される現像剤Ｄによって像担持体２上にトナー像を形成するように構成されているが、他の各種形態でプロセスカートリッジを構成することもできる。例えば、回転体を図１に示したクリーニングブラシ１１により構成すると共に、回転体ユニットをクリーニングユニット９により構成し、像担持体２に形成されたトナー像を転写材に転写したあとに、その像担持体２上に付着する転写残トナーをクリーニングブラシ１１の作用により除去するように、プロセスカートリッジを構成することもできる。

プロセスカートリッジと、他のプロセス機器の概略を示す垂直断面図である。図１に示したプロセスカートリッジの部分断面平面図である。プロセスカートリッジを奥側から見たときの斜視図である。回転体側ギアとアイドラギアとの噛み合い状態を示す説明図である。プロセスカートリッジが画像形成装置本体内に装着されたときのユニット本体と本体側出力軸との位置関係を示す説明図である。プロセスカートリッジを画像形成装置本体内に押し込んで装着するときの様子を示す説明図である。プロセスカートリッジを画像形成装置本体内に押し込んで装着するときの様子を示す説明図である。プロセスカートリッジを画像形成装置本体内に装着し終えたときの様子を示す説明図である。駆動モータから本体側出力軸への駆動伝達装置の概略図である。他の形態のプロセスカートリッジを画像形成装置本体内に押し込んで装着するときの様子を示す説明図である。図１０に示したプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着し終えたときの様子を示す説明図である。

符号の説明

１プロセスカートリッジ
２像担持体
３現像ユニット
４現像ローラ
５軸
６ユニット本体
９クリーニングユニット
１１クリーニングブラシ
１４画像形成装置本体
２９回転体側ギア
３３本体側ギア
６４プーリ
６５駆動モータ
６７ベルト
６８基準穴
６９軸受
７０面取り
Ｄ現像剤
Ｐ転写材

Claims

一体的に組み付けられた像担持体と回転体ユニットとを具備していて、画像形成装置本体に着脱可能に装着されるプロセスカートリッジを備え、前記回転体ユニットは、前記像担持体に対向して配置される回転体と、該回転体の軸を回転可能に支持して位置決めするユニット本体と、前記回転体の軸に固定された回転体側ギアとを有し、画像形成装置本体には本体側出力軸が回転可能に支持され、該本体側出力軸には本体側ギアが支持されていて、前記プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着された状態で、前記回転体側ギアは前記本体側ギアに駆動連結され、画像形成装置本体側に設けられた駆動モータによって回転駆動された本体側出力軸の回転が、本体側ギアと回転体側ギアを介して、回転体の軸に伝えられ、該回転体が回転駆動される画像形成装置において、
前記本体側出力軸の一個所が画像形成装置本体に対して回転可能に支持され、プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着された状態で、前記本体側出力軸の他の一個所が、前記回転体ユニットのユニット本体に形成された基準穴に回転可能に嵌合して位置決めされることを特徴とする画像形成装置。
前記本体側ギアは、本体側出力軸に対して、その軸線方向に移動可能に支持されていると共に、画像形成装置本体に装着されたプロセスカートリッジの側に向けてばね付勢されている請求項1に記載の画像形成装置。
前記駆動モータから前記本体側出力軸への駆動伝達装置が、本体側出力軸に固定されたプーリと、該プーリに巻き掛けられたベルトを包含する請求項１又は２に記載の画像形成装置。
前記基準穴の本体側ギアを向いた側の縁部には面取りが形成されている請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記本体側出力軸が、軸受を介して前記基準穴に嵌合する請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
前記回転体は現像ローラより成り、前記回転体ユニットは現像ユニットにより構成され、前記現像ローラに担持されて搬送される現像剤によって前記像担持体上にトナー像を形成する請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。
前記回転体はクリーニングブラシより成り、前記回転体ユニットはクリーニングユニットにより構成され、前記像担持体に形成されたトナー像を転写材に転写したあとに、該像担持体上に付着する転写残トナーを、前記クリーニングブラシの作用により除去する請求項１乃至５のいずれかに記載の画像形成装置。