JP2007219266A - Cartridge, and electrophotographic image forming device equipped with the cartridge - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、レーザービームプリンタやLEDプリンタなどの電子写真プリンタ、ファクシミリ装置、そして複合機などの電子写真画像形成装置(以下、単に「画像形成装置」という)に関し、この画像形成装置に用いられるカートリッジに関するものである。 The present invention relates to an electrophotographic image forming apparatus (hereinafter simply referred to as an “image forming apparatus”) such as a copying machine, an electrophotographic printer such as a laser beam printer or an LED printer, a facsimile machine, and a multifunction machine. The present invention relates to a cartridge used.
従来、電子写真画像形成プロセスを実行して記録紙などシート上に画像を形成する画像形成装置が知られている。この画像形成装置には、電子写真感光体ドラム(以下、単に「感光体ドラム」という)などに形成した静電像を現像手段によって現像剤(トナー)を付着させて現像しシート上に転写する方式が用いられている。その場合、静電潜像担持体としての上記感光体ドラムと、この感光体ドラムに作用するプロセス手段とを一体的にまとめてカートリッジ化し、プロセスカートリッジとして画像形成装置本体に着脱自在に装着できるようにしたものがある。プロセス手段とは、帯電手段、現像手段およびクリーニング手段の少なくとも1つのことをいう。感光体ドラムとプロセス手段をそのようにカートリッジ化することで、それまでサービスマンに依存していた装置のメンテナンスをユーザ自らができるようになり、ユーザビリティが格段に向上し、近年急速な普及をみている。 2. Description of the Related Art Conventionally, an image forming apparatus that executes an electrophotographic image forming process to form an image on a sheet such as recording paper is known. In this image forming apparatus, an electrostatic image formed on an electrophotographic photosensitive drum (hereinafter simply referred to as “photosensitive drum”) or the like is developed with a developer (toner) attached by a developing means, and transferred onto a sheet. The method is used. In this case, the photosensitive drum as the electrostatic latent image carrier and the process means acting on the photosensitive drum are integrated into a cartridge so that the process cartridge can be detachably attached to the image forming apparatus main body. There is something that was made The process means means at least one of a charging means, a developing means, and a cleaning means. By making the photosensitive drum and the process means into such a cartridge, the user himself can perform maintenance of the apparatus that has been dependent on the serviceman, and the usability has been greatly improved. Yes.
かかるプロセスカートリッジの複数を一列に並べたインライン型のカラー画像形成装置が周知である。このインライン型カラー画像形成装置の場合、レーザー光によって感光体ドラム表面上に潜像パターンを照射するスキャナユニット(露光手段)と感光体ドラムとの平行性が損なわれると、印刷画像に色ずれが生じる。それを防ぐために、感光体ドラムと複数のスキャナユニットとを高精度かつ平行に位置決めすることが要求される。感光体ドラムとスキャナユニットの平行状態とは、感光体ドラムの回転軸線とスキャナユニットからの照射光が成す平面とが平行になっていることであり、感光体ドラムの左右で照射光の光路長が同等となることである。感光体ドラムとスキャナユニットをそのように位置決めすることで歪みを発生しない作像が可能になる。また一方で、感光体ドラムとスキャナユニットとのそうした相対位置のみならず、それらの像形成プロセス同士の平行性をも考慮する必要がある。複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するため、各像形成プロセスにて歪みを発生しない像形成が実行されたとしても、平行性が確保されていなければ色ずれを生じてしまうからである。 An inline type color image forming apparatus in which a plurality of such process cartridges are arranged in a line is well known. In the case of this inline type color image forming apparatus, if the parallelism between the photosensitive drum and the scanner unit (exposure means) that irradiates the latent image pattern on the surface of the photosensitive drum with laser light is lost, the printed image will be misregulated. Arise. In order to prevent this, it is required to position the photosensitive drum and the plurality of scanner units in parallel with high accuracy. The parallel state of the photosensitive drum and the scanner unit means that the rotation axis of the photosensitive drum and the plane formed by the irradiation light from the scanner unit are parallel to each other, and the optical path length of the irradiation light on the left and right of the photosensitive drum. Is equivalent. By positioning the photosensitive drum and the scanner unit in this way, it is possible to form an image without distortion. On the other hand, it is necessary to consider not only the relative positions of the photosensitive drum and the scanner unit but also the parallelism between the image forming processes. Since a color image is formed by superimposing a plurality of color toner images, even if image formation that does not cause distortion is executed in each image forming process, color misregistration occurs if parallelism is not ensured. It is.
ところで、画像形成装置本体に対してプロセスカートリッジを組み込みかつ取り外すときの方向から分類すると、つぎの2つのカートリッジ着脱方式がある。 By the way, there are the following two cartridge attachment / detachment methods when classified from the direction in which the process cartridge is incorporated into and removed from the image forming apparatus main body.
1つは、感光体ドラムの回転軸線に直交する方向からプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱させる場合であり、以下これを説明の便宜上「カートリッジ横入れ方式」と呼ぶ。また1つは、感光体ドラムの回転軸線に沿ってドラム長手方向からプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱させる場合で同様に以下「カートリッジ縦入れ方式」と呼ぶものとする。 One is a case where the process cartridge is attached to and detached from the main body of the image forming apparatus from a direction orthogonal to the rotational axis of the photosensitive drum. Hereinafter, this is referred to as a “cartridge lateral insertion method” for convenience of explanation. One is a case where the process cartridge is attached to and detached from the main body of the image forming apparatus from the longitudinal direction of the drum along the rotational axis of the photosensitive drum.
前者のカートリッジ横入れ方式による画像形成装置には、先に本出願人によって提案されたものがある(たとえば、特許文献1参照)。この場合の画像形成装置は、画像形成装置本体の左右の側板フレーム間が開口部となっている。この開口部に感光体ドラムを長手方向から臨ませ、ドラム回転軸線をそのまま平行に開口部に向かって移動させててプロセスカートリッジを横入れする。左右の側板フレームでは感光体ドラムのドラムシャフト両端を受けて回転可能に支持し、またスキャナユニットの両端部も支持する。左右の側板フレームでは、ドラムシャフトの軸受とスキャナユニットの支持部をそれぞれ弾性部材で押圧してガタ付きが生じないよう位置決めする。 The former image forming apparatus using the cartridge horizontal insertion method has been previously proposed by the present applicant (see, for example, Patent Document 1). The image forming apparatus in this case has an opening between the left and right side plate frames of the image forming apparatus main body. The photosensitive drum faces the opening from the longitudinal direction, and the drum rotation axis is moved in parallel toward the opening so that the process cartridge is inserted horizontally. The left and right side plate frames receive and support both ends of the drum shaft of the photosensitive drum so as to be rotatable, and also support both ends of the scanner unit. In the left and right side plate frames, the drum shaft bearing and the support unit of the scanner unit are respectively pressed by elastic members and positioned so as not to be loose.
しかしながら、上記特許文献1に開示された画像形成装置においては以下の課題がある。
However, the image forming apparatus disclosed in
即ち、端面カップリング嵌合方式を採用し、プロセスカートリッジをカートリッジ横入れ方式で画像形成装置本体に着脱させる場合、ドラム駆動ギアを一旦カートリッジ着脱軌道から逃がす必要がある。そして、プロセスカートリッジが定位置まで挿入された段階で退避位置のドラム駆動ギアを定位置に戻す必要がある。特許文献1にあっては、転写ベルトの退避動作に連動してドラム駆動ギアを退避させる構成が開示されている。しかし、そうした退避動作のための複雑な機構を要する場合がある。また、そのために部品点数が増加するといった問題がある。
That is, when the end face coupling fitting method is adopted and the process cartridge is attached to and detached from the image forming apparatus main body by the cartridge lateral insertion method, the drum driving gear needs to be released from the cartridge attaching / detaching track once. Then, it is necessary to return the drum drive gear in the retracted position to the fixed position when the process cartridge is inserted to the fixed position.
そこで、本発明の目的は、カートリッジを電子写真画像形成装置本体に装着する構成において、電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するための構成の設計自由度を向上させることである。又、本発明の他の目的は、電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するための構成を低コストにすることである。 SUMMARY OF THE INVENTION Accordingly, an object of the present invention is to improve the degree of design freedom of a configuration for rotatably supporting an electrophotographic photosensitive drum in a configuration in which a cartridge is mounted on an electrophotographic image forming apparatus main body. Another object of the present invention is to reduce the cost of the structure for rotatably supporting the electrophotographic photosensitive drum.
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、
電子写真画像形成装置本体に装着可能なカートリッジにおいて、
カートリッジ枠体を形成するフレームと、
前記フレームに回転可能に設けられ、前記カートリッジが前記装置本体に装着される装着方向に対してその回転軸線が平行に設けられた電子写真感光体ドラムと、
前記フレームに保持され、前記カートリッジの装着方向において前記電子写真感光体ドラムの先端部を回転自在に支持する軸受と、
前記装着方向において前記軸受よりも先端側に、前記先端部から突出させて前記回転軸線の同軸上に設けられた回転受動部であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態で、前記装置本体に設けられた回転駆動部と係合して、前記電子写真感光体ドラムを回転させる回転動力を受ける回転受動部と、
前記装着方向において前記回転受動部よりも先端側に、前記回転受動部から突出させて前記回転軸線の同軸上に設けられた第1調芯部であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態で、前記電子写真画像形成装置本体に設けられた第2調芯部と係合して、前記回転受動部と前記回転駆動部の回転軸線を一致させる第1調芯部と、
前記軸受の外周に接触して設けられた被位置決め部材であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着される際に前記電子写真画像形成装置本体に設けられた位置決め部と摺擦してガイドされ、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態で前記位置決め部に位置決めされる被位置決め部材と、を備えたことを特徴とするものである。
A typical configuration of the present invention for achieving the above object is as follows.
In the cartridge that can be mounted on the electrophotographic image forming apparatus main body,
A frame forming a cartridge frame;
An electrophotographic photosensitive drum provided rotatably on the frame and having a rotation axis parallel to a mounting direction in which the cartridge is mounted on the apparatus main body;
A bearing held by the frame and rotatably supporting a tip portion of the electrophotographic photosensitive drum in the mounting direction of the cartridge;
In the mounting direction, it is a rotational passive portion provided on the tip side of the bearing and coaxially with the rotation axis so as to protrude from the tip portion, and in a state where the cartridge is mounted on the apparatus body, A rotary passive unit that receives rotational power to rotate the electrophotographic photosensitive drum by engaging with a rotation driving unit provided in the apparatus main body;
A first centering portion provided on the same axis as the rotation axis so as to protrude from the rotation passive portion on the tip side of the rotation passive portion in the mounting direction, and the cartridge is mounted to the apparatus main body. A first alignment unit that engages with a second alignment unit provided in the main body of the electrophotographic image forming apparatus to align the rotation passive unit and the rotation axis of the rotation drive unit,
A member to be positioned provided in contact with the outer periphery of the bearing, and is guided by sliding with a positioning portion provided in the electrophotographic image forming apparatus body when the cartridge is mounted in the apparatus body. And a positioned member that is positioned by the positioning portion in a state where the cartridge is mounted on the apparatus main body.
本発明によれば、カートリッジを電子写真画像形成装置本体に装着する構成において、電子写真感光体ドラムを回転可能に支持する支持部材の設計自由度を向上させることができる。又、本発明によれば、電子写真感光体ドラムを回転可能に支持する支持部材を低コストにすることができる。 According to the present invention, in the configuration in which the cartridge is mounted on the electrophotographic image forming apparatus main body, the degree of freedom in designing the support member that rotatably supports the electrophotographic photosensitive drum can be improved. Further, according to the present invention, the support member that rotatably supports the electrophotographic photosensitive drum can be reduced in cost.
以下、本発明によるプロセスカートリッジおよび画像形成装置のそれぞれ好適な一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。 DESCRIPTION OF EXEMPLARY EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of a process cartridge and an image forming apparatus according to the invention will be described in detail with reference to the drawings.
(画像形成装置)
図1に示すように、はじめに本実施形態のプロセスカートリッジ7が着脱可能に装着される画像形成装置の装置本体100には、水平方向に並設した4つのカートリッジ装着部101が設けられている。各カートリッジ装着部101に装着されるプロセスカートリッジ7はいずれも1個の感光体ドラム1を有し、たとえばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の各色に対応してトナー画像を形成する。感光体ドラム1は、装置本体100側のドラム駆動ギア(図7中、符号123参照)から回転駆動を受けて図中矢印の時計廻り方向に回転する。感光体ドラム1の周囲には、その回転方向に沿って順にプロセス手段などを構成するつぎの各装置が配置されている。
(Image forming device)
As shown in FIG. 1, the apparatus
感光体ドラム1の表面に帯電バイアス電圧を均一に印加して帯電させる帯電ローラ2を有し、画像情報に基づいてレーザビームを照射して感光体ドラム1に静電潜像を形成する露光手段としてのスキャナユニット102を有する。また、静電潜像を現像剤であるトナーを用いて現像する現像ユニット4を有する。また、感光体ドラム1に接するように循環移動して感光体ドラム1上のトナー画像を静電転写させる転写ベルト103を有し、転写後の感光体ドラム1表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段6が配置されている。感光体ドラム1の周囲に帯電ローラ2、現像ユニット4、クリーニング手段6が一体的にまとめられてプロセスカートリッジ7を構成している。また、転写ベルト103を挟んで感光体ドラム1と対向する位置には一次転写ローラ104が配置され、転写ベルト103を感光体ドラム1の方向に押圧している。転写ベルト103はまた、図中右端部で二次転写ローラ105とも対向して接しており、記録媒体であるシートSの搬送経路は転写ベルト103と2次転写ローラ105の当接部との間を通過するよう構成されている。この当接部においてシートS上に転写ベルト103上のトナー画像が転写される。
An exposure unit that has a
画像形成動作はつぎのように行われる。 The image forming operation is performed as follows.
Y,M,C,K各色に対応する各プロセスカートリッジ7は、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動して感光体ドラム1が回転を開始し、それに順じてスキャナユニット102が順次駆動する。感光体ドラム1が回転すると、帯電ローラ2は感光体ドラム1の表面に帯電バイアス電圧を均一に印加して電荷を付与する。スキャナユニット102は、その感光体ドラム1表面に画像信号に応じて露光を行い、感光体ドラム1上に静電潜像を形成する。そして、現像ユニット4に備わる現像ローラ5はトナーによって静電潜像を現像する。
The
転写ベルト103には、各感光体ドラム1と一次転写ローラ104との間に形成される電界によって、各感光体ドラム1のトナー画像が順次転写される。Y,M,C,Kの4色のトナー画像を転写された転写ベルト103は、二次転写ローラ105との間に形成される電界によって両者の間に介在するシートSにトナー画像を転写する。その後、シートSは定着部106に搬入され、定着部106でトナー画像を熱定着された後、排出部107から装置本体100の外に排出される。
The toner images on the
(プロセスカートリッジ)
図2〜図4はプロセスカートリッジ7を単体で示す。図2中矢印で示すカートリッジ長手方向から装置本体100に対して着脱される。図3に示すように、カートリッジ枠体を形成するフレーム13の内部に感光体ドラム1が回転軸線をカートリッジ長手方向にして配置されている。その感光体ドラム1の回転軸線に沿ってプロセスカートリッジ7を長手方向から装置本体100に挿入する「カートリッジ縦入れ方式」として構成されている。
(Process cartridge)
2 to 4 show the
感光体ドラム1は両端から回転軸線上に延びたドラムシャフト14を有し、このドラムシャフト14の両端部を回転自在に支持する軸受8がフレーム13の両端部に固定して保持されている。軸受14にはボールベアリング構造のものが使用されているが、焼結軸受や樹脂軸受などその他の軸受でも可能である。ボールベアリングの場合、通常内径によって外径と幅の定まった規格が存在し、その規格品を用いることで量産効果で軸受8の部品コストを抑えることが期待できる。ドラムシャフト14は、感光体ドラム1が回転斑のない安定した回転をするだけの十分な剛性を備えた金属製で成形加工されたものである。
The
カートリッジ挿入方向でいう前側のプロセスカートリッジ7の先端部ドラムシャフト14では、この軸部先端に回転動力を受ける回転受動部15が正面略三角形に成形されて一体に設けられている。図7以降の各図で示すが、装置本体100側にはモータ回転を減速装置など経て所要の回転速度(rpm)にして出力する端末部にドラム駆動ギア(ドラム駆動部材)123が設けられている。このドラム駆動ギア123の同軸上で感光体ドラム1に臨む前側に突出して凹型フランジ形状の回転駆動部123aが設けられている。
In the front
カートリッジ挿入時、プロセスカートリッジ7の回転受動部15が装置本体100側のドラム駆動ギア123の回転駆動部123aに係合することで端面カップリング嵌合による機械的接続が行われる。ドラム駆動ギア123は回転動力源のモータにギア連結され、モータから適度に減速された回転をプロセスカートリッジ7の感光体ドラム1に伝達する。また、ドラム駆動ギア123は、カートリッジ挿入時に回転駆動部123aが回転受動部15とのカップリングで位相ずれを生じていると、ギア軸線方向に後退可能となっている。すなわち、カートリッジ挿入後、最初の回転でカップリングの位相が一致したところで嵌合するよう、ばね部材125によってカートリッジ挿入方向とは逆の方向に常時付勢している。
When the cartridge is inserted, the rotation
ばね部材125は、位相ずれ時に自動調整作用でドラム駆動ギア123が後退することでプロセスカートリッジ7の挿入による係合力を緩衝して吸収する機能がある。後退といってもそれは僅かな距離によるワンクッションであり、従来のような退避機構とは目的おや機能が異なるものであり、コストも掛からない。また、ばね部材125に抗してドラム駆動ギア123がキックバックのごとき動作する。これにより、ユーザがプロセスカートリッジ7を真っ直ぐに挿入するために格別意識せずとも、多少斜めに挿入してもドラム駆動ギア123のキックバック動作で以下の説明のように自動調芯される。したがって、ユーザにとって非常に使い勝手に優れたものとなる。
The
図7において、ドラム駆動ギア123は、プロセスカートリッジ7が挿入されていない未装填状態ではギア径方向に僅かなガタを持って装置本体100内でラフに支持されている。また、ドラム駆動ギア123は回転軸線上で回転駆動部123aの内側に段差成形された孔状の調芯凹部(第2調芯部)123bを有している。この調芯凹部123bに対応して、感光体ドラム1のドラムシャフト14では、回転受動部15からさらに突出して段差成形された棒状の調芯凸部(第1調芯部)16が設けられている。すなわち、カートリッジ挿入時にドラムシャフト側の調芯凸部16が装置本体側の調芯凹部123bに係合することで、感光体ドラム1とドラム駆動ギア123の双方の回転軸線が自動的に一致して自動調芯するようになっている。この自動調芯によって、感光体ドラム1の1回転周期の角速度変動を抑えることができるようになり、色ずれ防止に有効となる。
In FIG. 7, the
(カートリッジ縦入れ方式の主要構造)
図3に示すように、カートリッジフレーム13においては、ドラムシャフト15の軸受8の外周に当接させて円柱形状のロッド(被位置決め部材)18が保持されている。このロッド18は、プロセスカートリッジ7をこの長手方向から、つまり感光体ドラム1の回転軸線に沿って装置本体100に着脱する際、感光体ドラム1を装置本体100の所定位置に自動的に位置決めできるようにするための部材である。
(Main structure of cartridge vertical insertion system)
As shown in FIG. 3, in the
図3と、この図中の矢印A−A線からの断面を示す図4において、ロッド18は軸受8の幅寸法よりも長くカートリッジ挿入方向の前側に突出し、軸受8の回転中心を通る垂線に対して左右均等な角度位置に振り分け、1つの軸受8に2つが設けられている。カートリッジ枠体のフレーム13に対してそれらロッド18は軸受8の半径方向へのガタ付きが若干許されているが、軸受8の円周方向への寸法公差は厳密に高精度加工でもって規制されている。但し、ロッド18の断面形状は、所要の外径精度で加工し易い円形状の部材が使用されているが、必ずしも断面円形の部材に限る必要はない。したがって、それら2つのロッド18は装置本体100へのカートリッジ挿入の段階で、ロッド外周面の一側で軸受8に接しかつ反対の他側でV字形状のカートリッジ支持部(位置決め凹部)112の両側傾斜面に当接して支持されている。
In FIG. 3 and FIG. 4 showing a cross section from the arrow AA line in this figure, the
このように、プロセスカートリッジ7の感光体ドラム1はこの長手方向前後でそれぞれ軸受8を介して、さらにそれら前後の軸受8をロッド18の2つずつで装置本体100のカートリッジ支持部112に支持される。この支持状態において、軸受8とロッド18は装置本体100に設けた押圧手段または付勢手段(図示略)によってカートリッジ支持部112に圧接され、感光体ドラム1をカートリッジ支持部112のV字形状の傾斜面に押し付けて安定させている。
As described above, the
カートリッジ支持部112としては、カートリッジ挿入方向でいう前方側と後方側に2枚の平行な側板110,111でなっており、それら手前側板110と奥側板111に開口形成した開口部118,119の下部にV字形に形成された同一形状のものである。開口部118,119は互いのV字形による傾斜端面が高精度に平行となるよう配置されている。また、手前側板110と奥側板111は4色に対応するプロセスカートリッジ7ごとに設けられているとともに、スキャナ台124も位置決め支持している(図1参照)。
The
このスキャナ台124には、複数の露光手段であるスキャナユニット102が高精度に位置決めされており、一対の部品で全てのプロセスカートリッジ7とスキャナ台124を位置決めしている。したがって、プロセスカートリッジ7とスキャナ台124相互の位置精度は単一部品の加工精度誤差の範囲内に収めることが可能になっている。また、図5に示すように、スキャナ台124の支持部形状についてもカートリッジ支持部112と同様に、手前側板110と奥側板111とで同一形状にしている。本実施形態においては、カートリッジ支持部112とスキャナ支持部に関して、手前側と奥側とで形状の差異がないように手前側板110と奥側板111とを重ねて同時にプレス加工して打ち抜いている。
A
また、カートリッジ挿入方向でいう奥側のカートリッジ枠体のフレーム13の側面に回り止め孔19が貫通して設けられ、装置本体100に設けられた図5に示す回り止めボス120に係合することで、挿入奥側ドラムシャフト14の回転方向を規制する。同様に、挿入手前側においてもフレーム13の端部上面に設けた回り止めボス20を装置本体100に設けた回り止め孔孔121に係合させることで、挿入手前側におけるドラムシャフト14の回転方向を規制する。これにてプロセスカートリッジ7の挿入長手方向の前後端における僅かな回転挙動をも完全に止めることになる。
Further, a rotation-preventing
以上のような位置決め構造とすることで、スキャナユニット102と感光体ドラム1、および感光体ドラム1同士の位置関係のズレや平行度を極小に抑えている。それによって色ずれを抑えることができる。
By adopting the positioning structure as described above, deviation and parallelism of the positional relationship between the
(カートリッジ装填動作)
図6に示すように、Y,M,C,K各色に対応するプロセスカートリッジ7をこの長手方向からすなわち感光体ドラム回転軸線に沿って装置本体100に挿し込んで装填する。装填に臨み装置本体100の手前に設けた開閉カバー108を開け、並設した4つのカートリッジ装着部101を露出させる。各カートリッジ装着部101にはプロセスカートリッジ7の挿入を円滑に案内するためのガイドリブ109とガイドピン114が設けられている。それらガイドリブ109とガイドピン114に対応して係合する被ガイド突起部9と被ガイド溝10が各プロセスカートリッジ7に設けられ、双方互いに係合させて摺動でスライドさせることによって装置本体100に円滑に装填することができる。
(Cartridge loading operation)
As shown in FIG. 6, the
図7〜図9は、カートリッジ挿入時の動作を示す。ユーザは、被ガイド突起部9をガイドリブ109に乗せてから長手方向にプロセスカートリッジ7を装入して装填開始する。図7に示す挿入開始位置では、プロセスカートリッジ7は装填完了位置よりも高い位置にて案内される。長手方向に水平にある程度装入してから斜めに落ち込むように案内される。図8に示すように、斜めに落ち込みつつカートリッジ支持部112にロッド18の外周面が当接する。それ以後のカートリッジの案内は、ガイドリブ109およびガイドピン114からカートリッジ支持部112に受け渡される。この当接からプロセスカートリッジ7はカートリッジ支持部112にてロッド18が摺動しながら長手方向に水平に挿入されて行く。そして、長手当接面21がカートリッジ装着部112の奥の面に当接した段階で、図9に示すように装填が完了する。その際、始めの段階でまずドラムシャフト側回転受動部15の先端に突出させた第1調芯部16がドラム駆動ギア123の軸心上を貫通する第2調芯部123bが嵌合し、ドラム駆動ギア123の回転軸線に感光体ドラム1の回転軸線が合致して自動調芯される。それに続き、ドラムシャフト14の回転受動部15がドラム駆動ギア123の回転駆動部123aに端面カップリング嵌合して結合し、機械的な接続が行われる。
7 to 9 show the operation when the cartridge is inserted. The user places the guided
同時に、感光体ドラム1は前後の軸受8におけるそれぞれ2つずつのロッド18が装置本体100側の前後のカートリッジ支持部112に直交する形で当接して支持され、位置決めされる。
At the same time, the
なお、カートリッジ挿入時にドラムシャフト14の最先端部の第1調芯部16が最初にドラム駆動ギア123の第2調芯部123bに係合するときの衝撃を緩衝するために、後端ドラムシャフト14上に緩衝ばね17を設けることができる。
It should be noted that the rear end drum shaft is used to buffer an impact when the first centering
このように、本実施形態では、ユーザはプロセスカートリッジ7を格別な気遣いなく装置本体100に挿入すれば、高精度に位置決めされかつ回転を受ける機械的カップリングが完了するので、ユーザビリティが非常に良好なものとなる。
As described above, in this embodiment, if the user inserts the
図9に示すように、ドラムシャフト14側に設けた凸形の第1調芯部16とドラム駆動ギア123側に設けた凹形の第2調芯部123bとの大径部での嵌合長さB寸法と、小径部での嵌合長さC寸法は、いずれもたとえば約数ミリに設定することができる。カートリッジ挿入途中で正確に凹凸係合させるためには、少なくとも係合長さ数ミリ以上は水平に移動させる必要がある。カートリッジ挿入時、ガイドリブ109とガイドピン114に案内されてロッド18がカートリッジ支持部112に当接してから装填完了位置までの距離Dを適宜寸法に設定している。そして、ロッド18の長さLは数10ミリに設定することができる。いま、嵌合に必要な長さをB+αとすると、
B+α<D<L ・・・(1)
なる関係式(1)が成立する。
As shown in FIG. 9, the convex
B + α <D <L (1)
The following relational expression (1) holds.
そのようにすることで、カートリッジ装填軌道において、装填位置の手前側から装填位置に至るまでに少なくとも凹凸係合長さよりも長い距離を、装填位置の高さを保ったまま水平に移動させることが可能となる。それによって第2調芯部123bに第1調芯部16を係合させることが可能となるのである。
By doing so, in the cartridge loading trajectory, the distance from the near side of the loading position to the loading position can be moved horizontally at least longer than the concave and convex engagement length while maintaining the height of the loading position. It becomes possible. As a result, the first aligning
なお、以上のように本発明の実施形態が説明されたが、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で他の実施形態、応用例、変形例およびそれらの組み合わせも可能である。 In addition, although embodiment of this invention was described as mentioned above, in the range which does not deviate from the main point of this invention, other embodiment, an application example, a modification, and those combinations are also possible.
また、本実施例によれば、カートリッジ7の長手方向において、ロッド18の少なくとも一部と回転受動部15の少なくとも一部とを重ねて配置できる。そのため、プロセスカートリッジ7の長手方向の長さを短縮してコンパクト化できる。また、装置本体100側のドラム駆動ギア123をカートリッジ側に寄せて配置できるので、装置本体100の大型化を抑えることにも有効である。
Further, according to the present embodiment, in the longitudinal direction of the
また、本実施例によれば、ロッド18を用いることにより、軸受の規格による長手幅及び外径の制約を簡易に解消することができる。即ち、軸受は、規格によって長手幅及び外径等の寸法が定められている。従って、この規格外の軸受を使用する場合にはコストが上昇する。しかし、本実施例によれば、ロッド18を用いることにより、規格通りの軸受を用いつつ、軸受け構成の設計自由度を向上させることができる。
Further, according to the present embodiment, by using the
また、プロセスカートリッジ7の着脱時における転写ベルト103の位置についても、装置本体100の前カバー108を開ける動作に連動させ、一次転写ローラ104を感光体ドラム1から離間させる機構を設けることができる。この離間機構をプロセスカートリッジ7の着脱動作の際に動作させて、転写ベルト103とプロセスカートリッジ7との間に常に一定の隙間以上を確保できる状態で退避させる。これによって、カートリッジ支持部112にロッド18が当接すると、それ以降は水平移動して装着位置に至るまでの間、転写ベルト103と感光体ドラム1との摺擦による両者の損傷を防ぐことができる。
In addition, a mechanism for separating the
尚、本実施例では、軸受8は内径φ8mm、外径φ22mmのボールベアリングを採用している。そして被位置決め部材18はφ5mmの金属ピンである。また、感光体ドラム1は外径φ30mmのものを採用している。感光体ドラム1の外径に対する軸受8の出っ張り量Δは、
である。
In this embodiment, the
It is.
もし、ロッド18を設けず、軸受8の外径をカートリッジ支持部112に当接させる構成を本実施例に適用した場合を考える。この場合、感光体ドラム1の外径に対する軸受の出っ張り量Δ‘は、
となり、逆に軸受は4mm引っ込んだ位置にある。このような構成の場合、カートリッジ7の挿入開始位置の高さは、本実施例の構成と比較して、Δ−Δ‘=5mm余計に高くする必要がある。なぜなら、手前側カートリッジ支持部を感光体ドラム1が乗り越える必要があるからである。したがって、カートリッジ7を装着した状態では、カートリッジ上部の高さ方向5mm分の空間がデッドスペースとなってしまう。上記5mm分の空間を現像ユニット4のトナー収容部の容積に換算すると、約2800枚分のトナー収容室に相当する。つまり、本実施例にすることによって、スペース効率が良く、コンパクトな画像形成装置を実現できる。
If the
On the contrary, the bearing is in a position retracted by 4 mm. In the case of such a configuration, it is necessary to make the height of the insertion start position of the
1 感光体ドラム
7 プロセスカートリッジ
8 軸受
13 カートリッジフレーム
14 ドラムシャフト
15 回転受動部
16 調芯凸部(第1調芯部)
17 緩衝ばね
18 位置決めロッド(被位置決め部材)
100 画像形成装置本体
101 カートリッジ装着部
112 カートリッジ支持部
123 ドラム駆動ギア(ドラム駆動部材)
123a 回転駆動部
123b 調芯凹部(第2調芯部)
125 ばね部材
DESCRIPTION OF
17
DESCRIPTION OF
123a Rotation drive
125 Spring member
Claims (9)
カートリッジ枠体を形成するフレームと、
前記フレームに回転可能に設けられ、前記カートリッジが前記装置本体に装着される装着方向に対してその回転軸線が平行に設けられた電子写真感光体ドラムと、
前記フレームに保持され、前記カートリッジの装着方向において前記電子写真感光体ドラムの先端部を回転自在に支持する軸受と、
前記装着方向において前記軸受よりも先端側に、前記先端部から突出させて前記回転軸線の同軸上に設けられた回転受動部であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態で、前記装置本体に設けられた回転駆動部と係合して、前記電子写真感光体ドラムを回転させる回転動力を受ける回転受動部と、
前記装着方向において前記回転受動部よりも先端側に、前記回転受動部から突出させて前記回転軸線の同軸上に設けられた第1調芯部であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態で、前記電子写真画像形成装置本体に設けられた第2調芯部と係合して、前記回転受動部と前記回転駆動部の回転軸線を一致させる第1調芯部と、
前記軸受の外周に接触して設けられた被位置決め部材であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着される際に前記電子写真画像形成装置本体に設けられた位置決め部と摺擦してガイドされ、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態で前記位置決め部に位置決めされる被位置決め部材と、
を備えたことを特徴とするカートリッジ。 In the cartridge that can be mounted on the electrophotographic image forming apparatus main body,
A frame forming a cartridge frame;
An electrophotographic photosensitive drum provided rotatably on the frame and having a rotation axis parallel to a mounting direction in which the cartridge is mounted on the apparatus main body;
A bearing held by the frame and rotatably supporting a tip portion of the electrophotographic photosensitive drum in the mounting direction of the cartridge;
In the mounting direction, it is a rotational passive portion provided on the tip side of the bearing and coaxially with the rotation axis so as to protrude from the tip portion, and in a state where the cartridge is mounted on the apparatus body, A rotary passive unit that receives rotational power to rotate the electrophotographic photosensitive drum by engaging with a rotation driving unit provided in the apparatus main body;
A first centering portion provided on the same axis as the rotation axis so as to protrude from the rotation passive portion on the tip side of the rotation passive portion in the mounting direction, and the cartridge is mounted to the apparatus main body. A first alignment unit that engages with a second alignment unit provided in the main body of the electrophotographic image forming apparatus to align the rotation passive unit and the rotation axis of the rotation drive unit,
A member to be positioned provided in contact with the outer periphery of the bearing, and is guided by sliding with a positioning portion provided in the electrophotographic image forming apparatus body when the cartridge is mounted in the apparatus body. A member to be positioned that is positioned by the positioning unit in a state where the cartridge is mounted on the apparatus main body;
A cartridge comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2006040937A JP2007219266A (en) | 2006-02-17 | 2006-02-17 | Cartridge, and electrophotographic image forming device equipped with the cartridge |
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2006
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