JP2015180909A - 軸部材、端部部材、感光体ドラムユニット、現像ローラユニット、プロセスカートリッジ - Google Patents

軸部材、端部部材、感光体ドラムユニット、現像ローラユニット、プロセスカートリッジ Download PDF

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Abstract

【課題】適切な回転力の伝達、及び装置本体との円滑な着脱を可能とする端部部材を提供する。【解決手段】画像形成装置本体(2)に装着される円柱状回転体の端部に配置される端部部材(30)であって、筒状の軸受部材(40)と、軸受部材に保持される軸部材(50)と、を有し、軸部材は、回動軸(51)、回動軸の一方の端部に配置され、画像形成装置本体の駆動軸(70)に係合する係合部材(58)を具備する回転力受け部材(55)、及び、押圧することにより回動軸又は回転力受け部材に対して係合又は離脱し、係合部材が駆動軸に係合する姿勢と係合しない姿勢とを切り替える規制部材(59)、を備える。【選択図】図5

Description

本発明は、レーザープリンタや複写機等の画像形成装置に装着されるプロセスカートリッジ、並びにプロセスカートリッジに配置される感光体ドラムユニット、現像ローラユニット、端部部材、及び軸部材に関する。
レーザープリンタや複写機等に代表される画像形成装置には、該画像形成装置の本体(以下、「装置本体」と記載することがある。)に対して着脱可能にプロセスカートリッジが備えられている。
プロセスカートリッジとは、文字や図形等の表されるべき内容を形成し、これを紙等の記録媒体に転写する部材である。そこでプロセスカートリッジには、転写する内容が形成される感光体ドラムが含まれているとともに、該感光体ドラムに作用して転写すべき内容を形成させるための各種手段が併せて配置される。これには、例えば現像、帯電、クリーニングを行う手段を挙げることができる。
プロセスカートリッジは、メンテナンスのために同一のプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱したり、古いプロセスカートリッジを装置本体から離脱して代わりに新しいプロセスカートリッジを装置本体に装着したりする。このようなプロセスカートリッジの着脱は、画像形成装置の利用者が自ら行うことであり、このような観点からもできるだけ容易に行えることが望ましい。
一方、プロセスカートリッジに含まれる感光体ドラムはその作動時には軸線を中心に回転させる必要がある。そのために感光体ドラムは、少なくとも作動時には装置本体の駆動軸が直接又は他の部材を介して係合し、この駆動軸から回転力を受けて回転するように構成されている。従って、プロセスカートリッジを装置本体に対して着脱させるためには、その都度、装置本体の駆動軸と感光体ドラムとの係合の解除(離脱)、及び再装着をさせる必要がある。
ここで、感光体ドラム(プロセスカートリッジ)を装置本体の駆動軸の軸線方向に移動させて着脱することができれば、上記の着脱のための構造は比較的簡易である。しかしながら、画像形成装置の小型化、プロセスカートリッジの着脱スペース確保等の観点から、プロセスカートリッジを駆動軸の軸線方向とは異なる方向に引き抜くように装置本体から離脱させ、また、この方向から押し込むように装置本体に装着することが好ましい。
特許文献1には、装置本体のカバーが閉じているときは装置本体側からの駆動力を感光体ドラムへ伝達することができる状態とし、カバーを開いたときは、感光体ドラムに駆動力が伝達されないように離隔する移動が行われることが開示されている。これにより、駆動軸の軸線方向と異なる方向にプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱できる。
特許文献2には、感光体ドラムに歯車を設け、該歯車を装置本体が駆動する歯車に噛合させて、感光体ドラムを回転させることが開示されている。
また、特許文献3には、感光体ドラムに取り付けられたトラニオン構造を有する回転力伝達部品を介して装置本体の駆動軸と感光体ドラムユニットとを係合させて、感光体ドラムを回転させる発明が開示されている。当該回転力伝達部品は、トラニオン構造により感光体ドラムの軸線に対して角度を変えることができるので、装置本体の駆動軸と感光体ドラムユニットとの係合離脱を容易としている。
非特許文献1には、駆動軸に係合する軸受部材がバネ等の弾性部材により軸線方向に移動可能に設けられる技術が開示されている。これにより軸受部材と駆動軸との着脱時には軸受部材が弾性部材に付勢されつつも軸線方向に移動して退避することで着脱の円滑が図られる。
特許第2875203号公報 特許第1604488号公報 特開2008−233868号公報
発明協会公開技報公技番号2010−502197号
しかしながら特許文献1に記載の発明では、プロセスカートリッジを着脱させる際には、フタの開閉に連動させて回転体を該回転体の軸線方向に移動させる過程を含み、そのための機構が必要となる。また、特許文献2に記載の発明は、プロセスカートリッジを感光体ドラムの軸線方向と異なる方向に直接移動することができるが、歯車の性質上、感光体ドラムの回転にむらを生じることがあった。
特許文献3に記載の発明では、プロセスカートリッジを感光体ドラムの軸線方向とは異なる方向(実質的に直交する方向)に直接移動させることができるが、回転力伝達部品を傾斜自在に構成させる必要があり、構造的に複雑となる。これにより、駆動伝達軸の軸線と被駆動伝達軸の軸線とを一致させることが困難な場合があった。
非特許文献1に記載の発明では、軸部材の可動が軸線方向のみでは回転力伝達部の溝と駆動軸側の回転力伝達部の係合が弱く、さらにテーパが設けられていることもあり、回転力の伝達が適切に行われないことがあった。また、プロセスカートリッジの着脱時において、軸部材の回転方向における姿勢によっては引っ掛かりが生じて着脱し難いこともあった。
そこで本発明は上記問題点に鑑み、適切な回転力の伝達、及び装置本体との円滑な着脱を可能とする端部部材を提供することを課題とする。また、当該端部部材を備える感光体ドラムユニット、及びプロセスカートリッジ、並びに、端部部材に具備される軸部材を提供する。
以下、本発明について説明する。ここではわかりやすさのため括弧書きにて図面の参照符号の一部を例示して付すが、本発明はこれに限定されるものではない。
請求項1に記載の発明は、画像形成装置本体(2)に装着される円柱状回転体(11)の端部に配置される端部部材(30、130、230)であって、筒状の軸受部材(40、140、240)と、軸受部材に保持される軸部材(50、150、250)と、を有し、軸部材は、回動軸(51、151、251)、回動軸の一方の端部に配置され、画像形成装置本体の駆動軸(70)に係合する係合部材(58、158、256)を具備する回転力受け部材(55、155、252)、及び、押圧することにより回動軸又は回転力受け部材に対して係合又は離脱し、係合部材が駆動軸に係合する姿勢と係合しない姿勢とを切り替える規制部材(59、159、260)、を備える端部部材である。
ここで「円柱状回転体」とは、中実であるいわゆる丸棒状で軸線まわりに回転する回転
体、及び、中空であるいわゆる円筒状で軸線まわりに回転する回転体を含む概念である。
請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の端部部材(30、130、230)において、回動軸(51、151、251)及び回転力受け部材(55、155、252)が筒状であるとともに、規制部材(59、159、260)はその少なくとも一部が、回動軸及び回転力受け部材の筒状の内側に配置される。
請求項3に記載の発明は、請求項1又は2に記載の端部部材(30、130)において、規制部材(59、159)により回転力受け部材(55、155)が、軸受部材(40、140)に対して相対的な回動が自在となる姿勢と、軸受部材に対して相対的な回動が規制される姿勢と、が切り替えられる。
請求項4に記載の発明は、請求項1又は2に記載の端部部材(230)において、規制部材(260)により、回転力受け部材(252)の係合部材(256)の突出した姿勢と没した姿勢とが切り替えられる。
請求項5に記載の発明は、円柱状回転体が感光体ドラムであり、該感光体ドラム(11)と、感光体ドラムの軸線方向端部の少なくとも一方に取り付けられた請求項1乃至4のいずれかに記載の端部部材(30、130、230)と、を備える感光体ドラムユニット(10)である。
請求項6に記載の発明は、円柱状回転体が現像ローラであり、該現像ローラと、現像ローラの軸線方向端部の少なくとも一方に取り付けられた請求項1乃至4のいずれかに記載の端部部材(30、130、230)と、を備える現像ローラユニット(705)である。
請求項7に記載の発明は、筐体と、該筐体に保持される請求項5に記載の感光体ドラムユニットと、を具備するプロセスカートリッジである。
請求項8に記載の発明は、筐体と、該筐体に保持される請求項6に記載の現像ローラユニットと、を具備するプロセスカートリッジである。
請求項9に記載の発明は、画像形成装置本体(2)に装着される円柱状回転体の端部に配置される端部部材(30、130、230)に具備される軸部材(50、150、250)であって、回動軸(51、151、251)、回動軸の一方の端部に配置され、画像形成装置本体の駆動軸に係合する係合部材(58、158、256)を具備する回転力受け部材(55、155、252)、及び、押圧することにより回動軸又は回転力受け部材に対して係合又は離脱し、係合部材が駆動軸に係合する姿勢と係合しない姿勢とを切り替える規制部材(59、159、260)、を備える軸部材である。
請求項10に記載の発明は、請求項9に記載の軸部材(50、150、250)において、回動軸(51、151、251)及び回転力受け部材(55、155、252)が筒状であるとともに、規制部材(59、159、260)はその少なくとも一部が、回動軸及び回転力受け部材の筒状の内側に配置される。
請求項11に記載の発明は、請求項9又は10に記載の軸部材(50、150)において、規制部材(59、159)により回転力受け部材(55、155)が、規制部材に対して相対的な回動が自在となる姿勢と、規制部材に対して相対的な回動が規制される姿勢と、が切り替えられる。
請求項12に記載の発明は、請求項9又は10に記載の軸部材(250)において、規制部材(260)により、回転力受け部材(252)の係合部材(256)の突出した姿勢と没した姿勢とが切り替えられる。
本発明によれば、従来と同等の回転力の伝達が可能であるとともに、装置本体との着脱をより円滑に行うことができる。
画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの概念図である。 プロセスカートリッジの構成を説明する概念図である。 感光体ドラムユニット10の外観斜視図である。 端部部材30の斜視図である。 端部部材30の分解斜視図である。 図6(a)は軸受部材40の斜視図、図6(b)は軸受部材40の平面図である。 図7(a)は軸受部材40の断面図、図7(b)は軸受部材40の他の断面図である。 図8(a)は回動軸51の斜視図、図8(b)は回動軸51の断面図である。 図9(a)は回転力受け部材55の斜視図、図9(b)は回転力受け部材55の平面図、図9(c)は回転力受け部材55の断面図である。 図10(a)は規制部材59の斜視図、図10(b)は規制部材59の正面図、図10(c)は規制部材59の側面図である。 図11(a)は軸受部材40と回動軸51との組み合わせの斜視図、図11(b)は軸受部材40と回動軸51との組み合わせの平面図、図11(c)は軸受部材40と回動軸51との組み合わせの断面図である。 図12(a)は軸部材50の分解斜視図、図12(a)は軸部材50の断面図である。 端部部材30の断面図である。 端部部材30の断面図である。 端部部材30の断面図である。 図16(a)が駆動軸70の斜視図、図16(b)が駆動軸70の断面図である。 駆動軸70と端部部材30とが係合した場面の斜視図である。 図18(a)は駆動軸70と感光体ドラムユニット10とが係合する場面を説明する斜視図、図18(b)は駆動軸70と感光体ドラムユニット10とが係合する他の場面を説明する斜視図、図18(c)は駆動軸70と感光体ドラムユニット10とが係合する他の場面を説明する斜視図である。 駆動軸70と感光体ドラムユニットとが係合する場面を説明する斜視図である。 端部部材130の斜視図である。 端部部材130の分解斜視図である。 図22(a)は軸受部材140の斜視図、図22(b)は軸受部材140の平面図である。 図23(a)は軸受部材140の断面図、図23(b)は軸受部材140の他の断面図である。 図24(a)は回動軸151及び回転力受け部材155の斜視図、図24(b)は回動軸151及び回転力受け部材155の断面図、図24(a)は回動軸151及び回転力受け部材155の他の断面図である。 図25(a)は規制部材159の斜視図、図25(b)は規制部材159の他の斜視図である。 端部部材130の断面図である。 端部部材130の断面図である。 端部部材130の断面図である。 駆動軸70と端部部材130とが係合した場面の斜視図である。 図30(a)は駆動軸70と感光体ドラムユニットとが係合する場面を説明する斜視図、図30(b)は駆動軸70と感光体ドラムユニットとが係合する他の場面を説明する斜視図、図30(c)は駆動軸70と感光体ドラムユニットとが係合する他の場面を説明する斜視図である。 図31(a)は端部部材230の斜視図、図31(b)は端部部材230の他の斜視図である。 端部部材230の分解斜視図である。 図33(a)は軸受部材240の斜視図、図33(b)は軸受部材240の平面図である。 軸部材250の分解斜視図である。 軸部材250の一部を拡大した斜視図である。 軸部材250の一部を拡大した斜視図である。 駆動軸70と端部部材230とが係合した場面の斜視図である。 図38(a)は駆動軸70と感光体ドラムユニットとが係合する場面を説明する斜視図、図38(b)は駆動軸70と感光体ドラムユニットとが係合する他の場面を説明する斜視図、図38(c)は駆動軸70と感光体ドラムユニットとが係合する他の場面を説明する斜視図である。 軸部材350の分解斜視図である。 端部部材330の断面図である。 端部部材330が変形した姿勢の断面図である。 図42(a)は端部部材430の正面図、図42(b)は端部部材430の一部を切り欠いて表した正面図である。 端部部材430の一部を切り欠いて表した斜視図である。 端部部材430の断面図である。 軸受部材440の斜視図である。 係合部材454の斜視図である。 クランクシャフト455の斜視図である。 規制軸461の斜視図である。 端部部材430の変形の姿勢における断面図である。 端部部材30が現像ローラユニット705に備えられた形態を説明する図である。
以下本発明を図面に示す形態に基づき説明する。ただし本発明はこれら形態に限定されるものではない。
図1は1つの形態を説明する図で、プロセスカートリッジ3、及び該プロセスカートリッジ3を装着して使用する画像形成装置本体2(以下、「装置本体2」と記載することがある。)を有する画像形成装置1を模式的に示した斜視図である。プロセスカートリッジ3は、図1にIで示した方向に移動させることにより装置本体2に装着し、及び離脱させることができる。
図2には、プロセスカートリッジ3の構造を模式的に表した。図2からわかるようにプロセスカートリッジ3は、筐体3aの内側に感光体ドラムユニット10(図3参照)、帯電ローラユニット4、現像ローラユニット5、規制部材6、及びクリーニングブレード7を内包している。プロセスカートリッジ3を装置本体2に装着した姿勢で、紙等の記録媒体が図2にIIで示した線に沿って移動することにより、当該記録媒体に画像が転写される。
また、プロセスカートリッジ3の装置本体2への着脱は概ね次のように行われる。プロセスカートリッジ3に備えられる感光体ドラムユニット10は、装置本体2から回転駆動力を受けて回転することから、少なくとも作動時には装置本体2の駆動軸70(図16(a)参照)と感光体ドラムユニット10の端部部材30(図4参照)とが係合して回転力を伝達できる状態にある(図17参照)。
一方、プロセスカートリッジ3の装置本体2に対する着脱時には、駆動軸70と端部部材30とが、その姿勢によらずお互いに他方側の移動を阻害しないように速やかに係合及び離脱が行われる必要がある。
このように、装置本体2の駆動軸70には感光体ドラムユニット10の端部部材30が適切に係合して回転駆動力が伝達される。
以下、各構成について説明する。
プロセスカートリッジ3には、帯電ローラユニット4、現像ローラユニット5、規制部材6、クリーニングブレード7、及び感光体ドラムユニット10が備えられ、これらが筐体3aの内側に内包されている。それぞれは次のようなものである。
帯電ローラユニット4は、装置本体2からの電圧印加により感光体ドラムユニット10の感光体ドラム11を帯電させる。これは、当該帯電ローラユニット4が感光体ドラム11に追随して回転し、感光体ドラム11の外周面に接触することにより行われる。
現像ローラユニット5は、感光体ドラム11に現像剤を供給する現像ローラを具備する。そして、当該現像ローラユニット5により、感光体ドラム11に形成された静電潜像が現像される。なお現像ローラユニット5には、固定磁石が内蔵されている。
規制部材6は、上記した現像ローラユニット5の現像ローラ外周面に付着する現像剤の量を調整するとともに、現像剤自体に摩擦帯電電荷を付与する部材である。
クリーニングブレード7は、感光体ドラム11の外周面に接触してその先端により転写後に残存した現像剤を除去するブレードである。
感光体ドラムユニット10は、感光体ドラム11を備え、ここに記録媒体に転写すべき文字や図形等が形成される。図3に感光体ドラムユニット10の外観斜視図を示した。図3からわかるように感光体ドラムユニット10は、感光体ドラム11、フタ材20、及び端部部材30を備えている。
感光体ドラム11は、円柱状回転体である基体の外周面に感光層を被覆した部材である。当該感光層に、紙等の記録媒体に転写すべき文字や図形等が形成される。
基体はアルミニウム、又はアルミニウム合金による導電性材料が円筒形状に形成されたものである。基体に用いられるアルミニウム合金の種類は特に限定されないが、感光体ドラムの基体として用いられることが多いJIS規格(JIS H 4140)で定められる6000系、5000系、3000系のアルミニウム合金であることが好ましい。
また、基体の外周面に形成される感光層は特に限定されることはなく、その目的に応じて公知のものを適用することができる。
基体は、切削加工、押し出し加工、引き抜き加工等により円筒形状を形成することにより製造することができる。そして基体の外周面に感光層を塗布する等して積層して感光体ドラム11を作製することが可能である。
感光体ドラム11の一端には後述するように該感光体ドラム11をその軸線中心に回転させるために少なくとも2つの端部部材が取り付けられる。一方の端部部材がフタ材20であり、他方の端部部材が端部部材30である。
フタ材20は感光体ドラム11の軸線方向端部のうち、装置本体2の駆動軸70が係合しない側の端部に配置される端部部材である。フタ材20は樹脂により形成されており、感光体ドラム11の円筒内側に嵌合される嵌合部と、感光体ドラム11の一方の端面を覆うように配置される軸受部とが同軸に形成されている。軸受部は、感光体ドラム11の端面を覆う円板状であるとともに、筐体3aに設けられた軸を受ける部位を具備する。また、フタ材20には、導電性材料からなるアース板が配置され、これにより感光体ドラム11と装置本体2とを電気的に接続させている。
なお、本形態ではフタ材の一例を表したがこれに限定されず、通常取り得る他の形態のフタ材を適用することも可能である。例えばフタ材に回転力伝達のための歯車が配置されてもよい。
また上記導電性材料は端部部材30側に設けられてもよい。
端部部材30は、感光体ドラム11の端部のうち上記フタ材20とは反対側の端部に取り付けられる部材であり、軸受部材40及び軸部材50を備えている。図4に端部部材30の斜視図、図5に端部部材30の分解斜視図を示した。
軸受部材40は、端部部材30のうち感光体ドラム11の端部に接合される部材である。図6(a)には軸受部材40の斜視図、図6(b)には軸受部材40のうち、軸部材50を挿入する側から見た平面図を表した。さらに図7(a)は図6(b)にVIIa−VIIaで示した線に沿った断面図、図7(b)は図6(b)にVIIb−VIIbで示した線に沿った断面図である。なお、以下に示す各図では、断面図における端面(切断面)はハッチングをして表すことがある。
軸受部材40は、図4〜図7よりわかるように、筒状体41、接触壁42、嵌合部43、歯車部44、及び軸部材保持部45を有して構成されている。
筒状体41は、全体として円筒状の部材であり、その外側に接触壁42及び歯車部44が配置され、その内側に軸部材保持部45が形成されている。
筒状体41の外周面の一部からは感光体ドラム11の端面に接触して係止する接触壁42が立設している。これにより端部部材30を感光体ドラム11に装着した姿勢で端部部材30の感光体ドラム11への挿入深さが規制される。
また、筒状体41のうち接触壁42を挟んで一方側が感光体ドラム11の内側に挿入される嵌合部43となっている。嵌合部43が感光体ドラム11の内側に挿入され、接着剤により感光体ドラム11の内面に固定される。これにより端部部材30が感光体ドラム11の端部に固定される。従って、嵌合部43の外径は、感光体ドラム11の円筒形状の内側に挿入可能な範囲で、感光体ドラム11の内径と概ね同じである。嵌合部43には外周面に溝が形成されてもよい。これにより当該溝に接着剤が充填され、アンカー効果等により筒状体41(端部部材30)と感光体ドラム11との接着性が向上する。
接触壁42を挟んで嵌合部43とは反対側の筒状体41の外周面には歯車部44が形成されている。歯車部44は、現像ローラユニット等の他の部材に回転力を伝達する歯車で、本形態でははす歯歯車が配置してある。ただし歯車の種類は特に限定されることはなく、平歯車が配置されていたり、両者が筒状体の軸線方向に沿って並べて配置されていたりしてもよい。また歯車は必ずしも設けられている必要もない。
軸部材保持部45は、筒状体41の内側に形成され、軸部材50を軸受部材40に保持する機能を有する部位である。軸部材保持部45は、図6(a)〜図7(b)よりわかるように、回動軸保持部材46、支持部材47、及びガイド壁48を有している。
回動軸保持部材46は、筒状体41の内側を塞ぐように形成された板状の部材であるが、筒状体41の軸線と同軸に孔46aが形成されている。この孔46aは後述するように回動軸51(図8参照)が貫通するので、該回動軸51が貫通することができる大きさ及び形状とされている。ただし、回動軸51が抜けてしまうことを防止するため、回動軸51の本体52のみは貫通できるが、突起53が配置された部位は貫通することができないように形成されている。回動軸51の安定した移動の観点から、孔46aは回動軸51の軸線方向の移動を大きく阻害しない範囲で回動軸51の本体52の外周と概ね同じ形状及び大きさであることが好ましい。
また、回動軸保持部材46には、孔46aから2つのスリット46bが延びている。この2つのスリット46bは孔46aの軸線を挟んで対称位置に設けられている。またスリット46bの大きさ及び形状は、該スリット46bを回動軸51(図8参照)の突起53が貫通することができるように形成されている。
支持部材47は、回動軸保持部材46よりも嵌合部43側に設けられ、筒状体41の内側の少なくとも一部を塞ぐように形成された板状の部材である。支持部材47は、少なくとも後述する回動軸用弾性部材63を支持できる大きさに形成されている。
ガイド壁48は、回動軸保持部材46の孔46aの縁から筒状体41の軸線方向に平行に延び、その端部が支持部材47に接続している筒状の部材である。本形態でガイド壁48の内側の断面形状は孔46aと同じとされている。ただし後述するように、このガイド壁48の内側には回動軸51の本体52が挿入され該回動軸51が軸線方向に移動するので、当該移動が可能な形状及び大きさに形成されている。
また、ガイド壁48にはスリット48aが形成されている。図7(a)、図7(b)には分かり易さのためスリット48aが延びる方向を点線で表している。スリット48aはその長手方向一端側が回動軸保持部材46のスリット46bに通じ、筒状体41の軸線に平行に延び、支持部材47に達した後、Uターンするように軸線方向に平行に延び、その端部(他端側)が回動軸保持部材46に達している。従って当該他端側は回動軸保持部材46により塞がれている。スリット48aのスリット幅はスリット48a内を回動軸51(図8参照)の突起53が移動できるように形成されている。
軸受部材40を構成する材料は特に限定されることはないが、ポリアセタール、ポリカーボネート、PPS等の樹脂や金属を用いることができる。ここで、樹脂を用いる場合には部材の剛性を向上させるために、負荷トルクに応じて樹脂中にガラス繊維、カーボン繊維等を配合してもよい。また、軸部材の取り付けや移動を円滑にするために、樹脂にフッ素、ポリエチレン、及びシリコンゴムの少なくとも1種類を含有して摺動性を向上させてもよい。また、樹脂をフッ素コーティングしたり、潤滑剤を塗布してもよい。
金属で作製する場合は、切削による削り出し、アルミダイキャスト、亜鉛ダイキャスト、金属粉末射出成形法(いわゆるMIM法)、金属粉末焼結積層法(いわゆる3Dプリンタ)などを用いることができる。また、金属の材質は問わず、鉄、ステンレス、アルミニウム、真鍮、銅、亜鉛やこれらの合金等を用いてもよい。また、各種メッキを施して表面に機能性(潤滑性や耐腐食性など)を向上させることができる。
図4、図5に戻り、端部部材30のうち軸部材50について説明する。軸部材50は、図5からわかるように、回動軸51、回転力受け部材55、及び規制部材59を備えている。さらに軸部材50は回動軸用弾性部材63、規制部材用弾性部材64、及びピン65を具備している。本形態の回動軸用弾性部材63、及び規制部材用弾性部材64はいずれも弦巻バネである。
以下にそれぞれについて説明する。
回動軸51は、回転力受け部材55が受けた回転力を軸受部材40に伝達する回転力伝達部として機能する軸状部材である。図8(a)に回動軸51の斜視図、図8(b)に図8(a)にVIIIb−VIIIbで示した線を含む軸線方向断面図をそれぞれ示した。
図8(a)、図8(b)からわかるように、回動軸51は円筒状の本体52を有し、円筒の内部には該内部を閉鎖するように仕切り部52aが設けられている。従って、本体52の内側には仕切り部52aを挟んで一方と他方に凹部52b、52cが形成されている。
本体52の一方の端部のうちその外側には2つの突起53が配置されている。2つの突起53は、軸線を挟んで反対側になるように、本体52の円筒の1つの直径方向の同一線上に設けられている。この2つの突起53は後述するように回動軸51を軸受部材40に保持するとともに該本体52の移動を規制する機能を有する。
また、回動軸51には、円筒の軸線に直交し円筒の1つの直径方向に配置された内外を貫通する2つの孔52dが形成されている。この孔52dには後で説明するようにピン65(図5参照)が通され、規制部材59を保持するとともに該規制部材59の移動を規制する。
さらに本体52の端面のうち、凹部52b側の端面(突起53側とは反対側に形成される端面)には、凹部52bの開口部を縁取るように円筒を延長する方向(軸線に平行な方向)に突出する環状のレール突起54が設けられている。このレール突起54は後述するように回転力受け部材55の回動をガイドするレールとして機能する。
ここでは1つの例の回動軸51について説明したが、回動軸は後述するように作動して機能を発揮することができればその形状は回動軸51に限定されない。例えば回動軸用弾性部材63と規制部材用弾性部材64とを2段バネで形成することにより回動軸51の仕切り部52aは必要なくなる。また、回転力受け部材55は基本的に後述するように規制部材59により軸線周りの回転は確保されるので、必ずしもレール突起54は設ける必要はない。
回転力受け部材55は、端部部材30が所定の姿勢となったときに、装置本体2(図1参照)からの回転駆動力を受けて回動軸51に当該駆動力を伝達する部材である。図9(a)には回転力受け部材55の斜視図、図9(b)には図9(a)に矢印IXbで示した方向から見た回転力受け部材55の平面図、及び図9(c)には、図9(b)にIXc−IXcで示した線による断面図をそれぞれ表した。
図4、図5及び図9(a)〜図9(c)よりわかるように、回転力受け部材55は、円筒状の基部56及び基部56の一方の端部から立設された2つの係合部材58を有して構成されている。
基部56は円筒状であり、その一端側の開口部には、該開口部が狭められるように環状の片56aが設けられている。この片56aのうち基部56とは反対側となる面には環状の窪みであるガイド56bが形成されている。当該ガイド56bは上記した回動軸51のレール突起54(図8(b)参照)に載置されて基部56の回動をガイドする。
また、該片56aのうち基部56の内側の面には対向するように2つの突起57が設けられている。ここでは2つの突起57が設けられた例を示したが、突起は少なくとも2つ設けられていればよく3つ以上であってもよい。なお、これら突起は軸線を中心に等間隔で設けられていることが好ましい。
なおレール突起54で説明した通りガイド56bは、必ずしも設けられる必要はない。
2つの係合部材58は、基部56のうち片56aが設けられた側とは反対側の端部に配置され、基部56の軸線から同じ距離離隔し、両者は当該軸線を挟んで対称位置に配置されている。2つの係合部材58の間隔は、後で説明する駆動軸70(図16(a)参照)の軸部71の直径と概ね同じ、又はこれより若干大きく形成されている。2つの係合部材58の間隔は、図17を参照するとわかるように2つの係合部材58の間に駆動軸70の軸部71が配置された姿勢で、ピン72の先端部が係合部材58に引っ掛かるように構成されている。
どのように駆動軸70から回転力を受けることができるかについては後で説明する。
規制部材59は、回転力受け部材55の係合部材58が駆動軸70からの駆動力を軸受部材40に伝達できる状態と伝達できず自由に回転する状態とを切り替える部材である。すなわち、係合部材58が駆動軸70に係合して回転力を伝達することができる姿勢と、係合が規制されて(係合しないで)回転力を伝達することができない姿勢と、を切り替える。
図10(a)に規制部材59の斜視図、図10(b)に規制部材59の正面図、図10(c)に規制部材59の側面図をそれぞれ表した。
図10(a)〜図10(c)よりわかるように、規制部材59は円柱状の規制軸60を有し、ここには規制軸60の軸線に直交する方向に貫通し、軸線方向に長い孔である長孔60aが設けられている。
また、規制軸60の一端側には規制軸60よりも太く形成された接触部61が設けられている。この接触部61は図10(b)、図10(c)からよくわかるように、規制軸60側で最も太く、規制軸60から離隔するにしたがって細くなるように傾斜面61aを有している。
さらに規制軸60の端部のうち、接触部61が配置された側の外周部には2つの突起62が配置されている。この2つの突起62は、規制軸60の円柱における軸線を挟んで反対側に配置され、1つの直径方向の同一線上に設けられている。2つの突起62は後述するように回転力受け部材55を規制する。なお、本形態では2つの突起62を例示したが、突起は少なくとも2つ配置されていればよく、3つ以上であってもよい。
図5に戻り、軸部材50に備えられる他の構成について説明する。回動軸用弾性部材63、及び規制部材用弾性部材64はいわゆる弾性部材であり、本形態では弦巻ばねによりなる。また、ピン65は棒状の部材である。これらの各部材の配置及び作用については後で説明する。
軸部材50の各部材を構成する材料は特に限定されないが、ポリアセタール、ポリカーボネート、PPS等の樹脂を用いることができる。ただし、部材の剛性を向上させるために、負荷トルクに応じて樹脂中にガラス繊維、カーボン繊維等を配合しても良い。また、樹脂中に金属をインサートしてさらに剛性を上げても良いし、全体を金属で製作しても良い。金属で作製する場合は、切削による削り出し、アルミダイキャスト、亜鉛ダイキャスト、金属粉末射出成形法(いわゆるMIM法)、金属粉末焼結積層法(いわゆる3Dプリンタ)などを用いることができる。また、金属の材質は問わず、鉄、ステンレス、アルミニウム、真鍮、銅、亜鉛やこれらの合金等を用いてもよい。また、各種メッキを施して表面の機能性(潤滑性や耐腐食性など)を向上させることができる。
また、軸部材50、軸部材50に含まれるいずれかの部材については弾性を持たせる観点から、金属板を折り曲げて作製したり、金属、ガラス、炭素繊維等を樹脂に含浸させて作製したりしてもよい。
上記のような軸受部材40と軸部材50とは次のように組み合わせられることにより、端部部材30とされている。なお、当該組み合わせの説明から、各部材及び部位の大きさ、構造、並びに部材及び部位同士の大きさの関係がさらに理解される。
初めに軸受部材40と回動軸51との組み合わせについて説明する。図11(a)は軸受部材40に回動軸51が組み合わされた斜視図、図11(b)はその平面図、図11(c)は図11(b)にXIc−XIcで示した矢視断面図である。
図11(a)〜図11(c)からわかるように回動軸51は軸受部材40の回動軸保持部材46の孔46aを通され、突起53が配置された側の端部が軸部材保持部45の内側、その反対側の端部が軸受部材40から突出するように配置される。このとき、突起53はガイド壁48に設けれらたスリット48aの端部のうち回動軸保持部材46により塞がれている側の端部に配置され、該回動軸保持部材46に引っ掛かることにより軸受部材40から回動軸51が抜けないように構成されている。
また、図11(c)からわかるように回動軸51と支持部材47との間に回動軸用弾性部材63が配置され、回動軸51は突起53が回動軸保持部材46に押し付けられる方向に付勢されている。
軸受部材40への回動軸51への取り付けは、回動軸51の突起53をスリット46bからスリット48a内に挿入し、図7(a)、図7(b)に示した点線に沿ってスリット48a内を移動させることにより行うことができる。
次に、軸部材50における回動軸51に対する他の部材の組み合わせについて説明する。図12に説明のための図を示した。図12(a)は分解斜視図、図12(b)は軸線に沿った方向の軸部材50の断面図である。
図12(b)からわかるように、回動軸51の本体52の凹部52bの内側に規制部材用弾性部材64が配置される。従って規制部材用弾性部材64の一方の端部が本体52の仕切り板52aに支持される。
一方、規制部材59はその規制軸60のうち接触部61が配置されていない側の端部が、回転力受け部材55の基部56を通され、さらに回動軸51の本体52の凹部52b内に差し込まれる。これにより回転力受け部材55が回動軸51の本体52のうち突起53とは反対側の端面に配置される。このとき、回転力受け部材55の係合部材58が回動軸51とは反対側に突出するように配置され、回転力受け部材55のガイド56bが回動軸51の本体52の端面に配置されたレール突起54に重ねられて配置される。
また、規制部材59はその一端が回動軸51の本体52に形成された凹部52bに挿入され、その端面が規制部材用弾性部材64の他方の端部に接触する。これにより規制部材59は本体52から突出する方向に付勢される。そして規制部材59の他端(すなわち接触部61が配置された側の端部)及び接触部61は回転力受け部材55の基部56の内側、及び2つの係合部材58の間に配置される。
さらに、ピン65が規制部材59の規制軸60に設けられた長孔59aを通され、ピン65の両端が回動軸51の2つの孔52dを渡されるように配置される。これにより、規制部材59は、規制部材用弾性部材63の付勢力に抗して回動軸51の本体52から抜け出ることが規制されている。
以上のように組み合わされることにより軸受部材40及び軸部材50の各部の軸線が一致して配置される。
次に上記のように組み合わされた端部部材30がどのように変形、移動、回動することができるかについて説明する。図13には端部部材30の1つの姿勢における軸線に沿った方向の断面図を表した。
図13に示した姿勢では、回転軸用弾性部材63により軸部材50の全体が、可能な範囲で最も軸受部材40から突出した姿勢とされているとともに、規制部材用弾性部材64により規制部材59が本体52から最も突出した姿勢とされている。軸部材50に何ら外力が加わらないときには端部部材30はこの姿勢にある。
この姿勢では図13からわかるように、回転力受け部材55の突起57と、規制部材59の突起62と、が図13の断面方向でみて(正面視)で軸線方向で離隔した異なる位置に存在する。従ってこの姿勢では、回転力受け部材55の係合部材58は図13にXIIIaで示したように回転が自在である。即ちこの姿勢では係合部材58が軸受部材40、
規制部材59に対して相対的に回動が規制されておらず自在である。
なお、この回動は回動軸51のレール突起54が、回転力受け部材55のガイド56bによりガイドされつつ行われる。従ってこの姿勢で回転力受け部材55に回転力を与えても該回転力受け部材55が回転するだけで、他の部材への回転力の伝達は行われず、係合部材58が係合しない姿勢にある。
また、この姿勢では、図13に矢印XIIIbで示したように、回転力受け部材55の係合部材58を軸線方向に軸受部材40側に押圧すれば、直接軸部材50に力が伝わり、軸部材50を回動軸用弾性部材63の付勢力に抗して図13にXIIIcに示したように軸受部材40に押し込む方向に移動させることができる。
次に、図13で示した姿勢から、規制部材59を回動軸51の本体52側に押し込むように移動させた姿勢について説明する。図14は当該姿勢における図13と同じ視点による図、図15は、図14にXV−XVで示した部位の端面である。
この姿勢では図14にXIVbで示したように、規制部材59が、規制部材用弾性部材64の付勢力に抗して回動軸51の本体52に押し込まれるように移動する。すると規制部材59の突起62が、回転力受け部材55の突起57の回動の軌道内に入り込む姿勢となる。これにより、この姿勢では、回転力受け部材55の係合部材58が軸受部材40、規制部材59に対して相対的に回動が規制されており、自在に回転することができない。例えば図15に示したように、回転力受け部材55が回転してこれに追随して突起57が回転すると、いずれかの部位で規制部材59の突起62に係合する。従ってこのように係合した姿勢では、規制部材59に図14にXIVaで示したように回転駆動力が加わると、係合した規制部材59、規制部材59にピン65で係合した回動軸51、及び回動軸51の突起53で係合した軸受部材40が同じように回動する。すなわち、回転力受け部材55に与えられた回転駆動力が端部部材30全体に伝達される。
また、この姿勢からさらに図14に矢印XIVbで示した方向に規制部材59を押圧すれば、回動軸51に力が伝わり、軸部材50を回動軸用弾性部材63の付勢力に抗して図14にXIVcに示したように軸受部材40に押し込む方向に移動させることができる。
以上のような端部部材30を図3(図17も参照)に示したように、該端部部材30の嵌合部43を感光体ドラム11の一方の端部に差し込み接着する。また、感光体ドラム11の他方の端部にフタ材20を配置して感光体ドラムユニット10とすることができる。
次に装置本体2について説明する。本形態で装置本体2はレーザープリンタの本体である。レーザープリンタでは、上記したプロセスカートリッジ3が装着された姿勢で作動し、画像を形成するときには、感光体ドラム11を回転させて、帯電ローラユニットにより帯電させる。この状態で、ここに備えられる各種光学部材を用いて画像情報に対応したレーザー光を感光体ドラム11に照射し、当該画像情報に基づいた静電潜像を得る。この潜像は現像ローラユニットにより現像される。
一方、紙等の記録媒体は、装置本体2にセットされ、該装置本体2に設けられた送り出しローラ、搬送ローラ等により転写位置に搬送される。転写位置には転写ローラ1a(図2参照)が配置されており、記録媒体の通過に伴い転写ローラ1aに電圧が印加されて感光体ドラム11から記録媒体に像が転写される。その後、記録媒体に熱及び圧力が加えられることにより当該像が記録媒体に定着する。そして排出ローラ等により装置本体2から像が形成された記録媒体が排出される。
このように、プロセスカートリッジ3が装着された姿勢で、装置本体2は感光体ドラムユニット10に回転駆動力を与える。そこで、プロセスカートリッジ3が装着された姿勢でどのように装置本体2から感光体ドラムユニット10に回転駆動力が与えられるかについて説明する。
プロセスカートリッジ3への回転駆動力は装置本体2の回転力付与部としての駆動軸70により与えられる。図16(a)に駆動軸70の先端部の形状の斜視図を示した。また図16(b)には駆動軸70の軸線方向に沿った断面図を表した。これらの図からわかるように駆動軸70は軸部71及びピン72を備えて構成されている。
軸部71は、その軸線を中心に回転する軸部材である。本形態では図16(a)、図16(b)からわかるようにその先端が太く形成されている。ただし必ずしもこのように太く形成されている必要はなく長手方向に同じ径であったり、他の形態を有していてもよい。ただし、軸部71の先端部は上記した軸部材50の回転力受け部材55の2つの係合部材58(例えば図4参照)の間に配置できる大きさとされている。
また、軸部71の先端面は、角部が除去され、いわゆる面取りがされていることが好ましい。これにより駆動軸70と軸部材50との係合がより円滑に行われる。
軸部71の図16(a)に示した先端側とは反対側には、軸部71を軸線中心に回転させることができるように歯車列が形成されており、これを介して駆動源であるモータに接続されている。
ピン72は、軸部71の先端近くに設けられ、軸部71の軸線に対して直交する方向に延びる柱状の部材である。そしてその長手方向についてピン72は、軸部71の直径よりも長く形成され、軸部71の軸線を横切り、軸部71の側面からその両端が突出している。
ここで、図1にIで示したプロセスカートリッジ3の装置本体2への着脱のための移動方向に対して、駆動軸70の軸部71は概ね垂直に突出して配置されている。これに加えて軸部71はその軸線方向に移動することなく回転するのみである。従ってプロセスカートリッジ3の着脱では、このような駆動軸70に軸部材50を装着、離脱させる必要がある。そして、上記した端部部材30によれば、軸部材50と駆動軸70との装着及び離脱が容易となる。具体的な着脱の態様については後で説明する。
プロセスカートリッジ3が装置本体2に装着された姿勢で、駆動軸70と端部部材30の軸部材50に具備される回転力受け部材55とが係合して回転力が伝達される。図17には駆動軸70に端部部材30の回転力受け部材55が係合した場面を示した。
図17からわかるように駆動軸70と回転力受け部材55とが係合した姿勢では、駆動軸70の軸線と軸部材50の軸線とが一致するように突き合わされて配置される。このとき、駆動軸70の軸部71の先端が回転力受け部材55の2つの係合部材58の間に入り込み、駆動軸70のピン72が係合部材58に側面から引っ掛かるように係合している。そしてその際には、軸部材70の軸部71の先端が規制部材59の接触部61を押圧し、端部部材30は図14に示した姿勢にある。これにより駆動軸70の回転に追随して回転力受け部材55が回転し、端部部材30、及び感光体ドラム11、すなわち感光体ドラムユニット10が回転する。
次にプロセスカートリッジ3を装置本体2に装着して図17の姿勢にさせるときの駆動軸70と、感光体ドラムユニット10の動作の例について説明する。図18、図19に説明のための図を示した。図18では図18(a)〜図18(c)で駆動軸70が回転力受け部材55に係合する過程を順を追って斜視図で表している。図19では図18とは異なる例による係合の一場面を斜視図で表している。
初めに図18(a)に示した状態から図18(b)に示したように駆動軸70の軸線方向に対して直交する方向から、感光体ドラムユニット10が近づく。このとき感光体ドラムユニット10は端部部材30が駆動軸70側に向けられ、その軸線が駆動軸70の軸線と平行となる向きとされており、軸線に直交する方向に移動しつつ駆動軸70に近づく。このとき軸部材50は図13に示した姿勢にある。
図18(b)に示した場面で駆動軸70が回転力受け部材55の係合部材58に接触する。しかしながら、このときには軸部材50は図13に示した姿勢にあるので、回転力受け部材55は自在に回転することから、駆動軸70が回転力受け部材55を押して回転させる。これにより駆動軸70は回転力受け部材55の係合部材58に阻害されることなく、図18(c)のように2つの係合部材58の間に進入することができる。
図18(c)に示したように2つの係合部材58の間に駆動軸70が進入すると、駆動軸70の先端が規制部材59の接触部61を押圧する。ここで接触部61は傾斜面61aを有して構成されているので当該侵入が円滑に行われる。これにより最終的に図17に示した姿勢(図14に示した姿勢)となり、駆動軸70からの回転駆動力を感光体ドラム11にまで伝達することができる。
一方、稀ではあるが駆動軸70と回転力受け部材55の係合部材58との位置関係で、回転力受け部材55が図13に示した姿勢にあった場合でも、回転力受け部材55が適切に回転しない場合も想定される。しかしながらこのような場合には、図19に示したように駆動軸70が、軸部材50に対して図13に示したXIIIbで示した力を付加するので、軸部材50の全体が軸受部材40側に押し込まれ、駆動軸70が係合部材58を乗り越えて2つの係合部材58の間に入り込み、図17に示したように回転力を伝達できる姿勢となる。
以上のように、プロセスカートリッジ3を装置本体2の駆動軸70の軸線方向とは異なる方向から押し込むように該装置本体2に装着することができる。離脱に関しても挙動は異なるが、同様に軸部材50の移動及び回動により円滑に行われる。
また、端部部材30によれば軸部材50の揺動を必要とすることなくその軸線方向の回動および軸線方向に直交する方向への移動により、軸部材30に対してより円滑に駆動軸70への着脱が可能となる。そして、揺動を必要とする軸部材に対して寸法に対する公差を大きく設定することができるためかかる観点からも生産性が高いといえる。
また、規制部材59により必要に応じて係合部材58が駆動軸70に係合しない状態と駆動軸70に係合する状態とが切り替えられるので、プロセスカートリッジの着脱の最中において部材による着脱の阻害が生じ難く、より円滑な着脱となる。
次に第二の形態について説明する。図20は当該第二の形態における端部部材130の斜視図、図21は端部部材130の分解斜視図である。第二の形態では端部部材130以外については上記第一の形態と同じなのでここでは説明を省略する。また、端部部材130についても上記した端部部材30と同じ部位については同じ符号を付して説明は省略する。
端部部材130も、感光体ドラム11の端部のうち上記フタ材20とは反対側の端部に取り付けられる部材であり、軸受部材140及び軸部材150を備えている。
軸受部材140は、端部部材130のうち感光体ドラム11の端部に接合される部材である。図22(a)には軸受部材140の斜視図、図22(b)には軸受部材140のうち、軸部材150を挿入する側から見た平面図を表した。さらに図23(a)は図22(b)にXXIIIa−XXIIIaで示した線に沿った断面図、図23(b)は図22(b)にXXIIIb−XXIIIbで示した線に沿った断面図である。
軸受部材140は、図20〜図23よりわかるように、筒状体41、接触壁42、嵌合部43、歯車部44、及び軸部材保持部145を有して構成されている。
軸部材保持部145は、筒状体41の内側に形成され、軸部材150を軸受部材140に保持する機能を有する部位である。軸部材保持部145は、図22(a)〜図23(b)よりわかるように、回動軸保持部材146、回動軸支持部材147、及び規制部材保持部材148を有している。
回動軸保持部材146は、筒状体41の内側を塞ぐように形成された板状の部材であるが、筒状体41の軸線と同軸に孔146aが形成されている。この孔146aは後述するように回動軸151が貫通するので、回動軸151(図24参照)が貫通することができる大きさ及び形状とされている。ただし、回動軸151が抜けてしまうことを防止するため、回動軸151の本体152のみは貫通できるが、外側突起153が配置された部位は貫通することができないように形成されている。回動軸151の安定した移動の観点から、孔146aは回動軸151の軸線方向の移動を大きく阻害しない範囲で回動軸151の本体152の外周と概ね同じ形状及び大きさであることが好ましい。
また、回動軸保持部材146には、孔146aから2つのスリット146bが延びている。この2つのスリット146bは孔146aの軸線を挟んで対称位置に設けられている。またスリット146bの大きさ及び形状は、該スリット146bを回動軸151(図24参照)の外側突起153が貫通することができるように形成されている。
回動軸支持部材147は、回動軸保持部材146よりも嵌合部43側に設けられ、筒状体41の内側の少なくとも一部を塞ぐように形成された部材である。回動軸支持部材147は、図23(b)に表れているように筒状体41の軸線を中心にして規制部材159(図25参照)の第一規制軸160が貫通する孔147a又は間隙が設けられている。さらに少なくとも後述する回動軸用弾性部材163を保持できるように形成されている。
また、回動軸支持部材147は、図23(a)からわかるように、筒状体41の軸線方向に平行に延びる溝147bが設けられている。この溝147bは、回動軸保持部材146側の端部が塞がれており、その反対側である規制部材支持部材148側で筒状体41の周方向に開口している。この溝147bはその内側に規制部材159(図25参照)の突起162が移動できるように配置されている。
規制部材支持部材148は、回動軸支持部材147よりもさらに嵌合部43側に設けられ、筒状体41の内側の少なくとも一部を塞ぐように形成された部材である。規制部材支持部材148は、少なくとも後述する規制部材用弾性部材164を保持できる大きさに形成されている。
図20、図21に戻り、端部部材130のうち軸部材150について説明する。軸部材150は、図21からわかるように、回動軸151、回転力受け部材155、規制部材159、回動軸用弾性部材163、及び規制部材用弾性部材164を備えている。本形態の回動軸用弾性部材163、及び規制部材用弾性部材164はいずれも弦巻バネである。
以下にそれぞれについて説明する。
図24(a)に回動軸151の斜視図、図24(b)に図24(a)にXXIVb−XXIVbで示した線を含む軸線方向断面図、図24(c)に図24(a)にXXIVc−XXIVcで示した線を含む軸線方向断面図をそれぞれ示した。
図24(a)〜図24(c)よりわかるように、回動軸151は円筒状の本体152を有している。
そして本体152の一方の端部のうちその外側には2つの外側突起153が配置されている。2つの外側突起153は、本体152の円筒の1つの直径方向の同一線上に設けられている。この2つの外側突起152は後述するように本体152を軸受部材140に保持するとともに該本体152の移動を規制する機能を有する。
また、本体152には、外側突起153が設けられた端部と同じ端部の円筒内面に2つの内側突起154が設けられている。
回転力受け部材155は、端部部材30が所定の姿勢となったときに、装置本体2(図1参照)からの回転駆動力を受けて本体152に当該駆動力を伝達する部材である。図24(a)〜図24(c)からわかるように、本形態で回転力受け部材155は、本体152のうち外側突起153が配置された側とは反対側の端部に配置されており、円筒状の基部156及び基部156の一方の端部から立設された2つの係合部材158を有して構成されている。
基部156は円筒状であり、その外径及び内径とも本体152よりも大きくなるように形成されている。基部156の外周部は本体152から軸線方向に遠ざかるにつれて径が小さくなるように傾斜面156aを有している。これにより駆動軸70が円滑に外周部を摺動することができる。一方、基部156の内周部は逆に本体152から軸線方向に遠ざかるにつれて径が大きくなるように傾斜している。これにより駆動軸70の先端が安定して納まることができる。
2つの係合部材158は、基部156のうち回動軸151が配置された側とは反対側の端部に設けられ、基部156の軸線から同じ距離離隔し、両者は当該軸線を挟んで対称位置に配置されている。2つの係合部材158の間隔は、駆動軸70(図16参照)の軸部71の直径と概ね同じ、又はこれより若干大きく形成されている。2つの係合部材158の間隔は、2つの係合部材158の間に駆動軸70の軸部71が配置された姿勢で、ピン72が係合部材158に引っ掛かるように構成されている。
どのように駆動軸70から回転力を受けることができるかについては後で説明する。
規制部材159は、回転力受け部材155の係合部材158が駆動軸70に係合して駆動力を軸受部材40に伝達できる状態と、係合しないことにより駆動力を伝達できず自由に回転する状態と、を切り替える。図25(a)に規制部材159の斜視図、図25(b)に規制部材159の他の角度からの斜視図をそれぞれ表した。
図25(a)、図25(b)よりわかるように、規制部材159は、円柱状の第一規制軸160、及び第一規制軸160よりも外径が太い円柱状の第二規制軸161を有し、この2つが同軸で並べられ一端同士が連結された構造を有している。
第一規制軸160のうち、第二規制軸161が配置された側とは反対側の端部には、2つの突起162が配置されている。2つの突起162は、第一規制軸160の円柱の1つの直径方向の同一線上に設けられている。この2つの突起162は後述するように規制部材159を軸受部材140に保持するとともに該規制部材159の移動を規制する機能を有する。
第二規制軸161では、第一規制軸160が配置された側とは反対側の端部が接触部161aとされており傾斜面が形成されている。また第二規制軸161のうち第一規制軸160が配置された端部には第一規制軸160側に開放された2つの溝である規制溝161bが設けられている。この2つの規制溝161bは第二規制軸161の軸線を挟んで反対側に形成されている。
上記のような軸受部材140と軸部材150とは次のように組み合わせられることにより、端部部材130とされている。図26には、1つの姿勢における端部部材130の軸線方向に沿った断面図を表した。なお、当該組み合わせの説明から、各部材及び部位の大きさ、構造、並びに部材及び部位同士の大きさの関係がさらに理解される。
図21及び図26からわかるように、軸部材150では、回動軸151の本体152の内側に規制部材159が挿入されている。このとき、本体152内に第二規制軸161が収まり、第一規制軸160は突起162側の端部が回転力受け部材155とは反対側(すなわち外側突起153、内側突起154側)から突出するように配置される。そして、図26の姿勢において、回動軸151の内側突起154が規制部材159の規制溝161b内に配置されている。
このようにして組み合わされた回動軸151及び規制部材159は次のようにして軸受部材140に保持される。すなわち、回動軸151は軸受部材140の回動軸保持部材146の孔146aを通され、外側突起153が配置された側の端部が軸部材保持部145の内側、その反対側の端部が軸受部材140から突出するように配置される。このとき、外側突起153が回動軸保持部材146に引っ掛かることにより軸受部材140から回動軸151が抜けないように構成されている。
また、図26からわかるように回動軸151と回動軸支持部材147との間に回動軸用弾性部材163が配置され、回動軸151は軸受部材140から抜け出る方向に付勢されている。このとき、回動軸用弾性部材163の内側に規制部材159の第一規制軸160が通される。
軸受部材140への回動軸151への取り付けは、回動軸151の外側突起153を回動軸保持部材146のスリット146bから軸受部材140の内側に挿入し、回動軸151を軸線まわりに回動させればよい。
一方、規制部材159は、その第一規制軸160が回動軸支持部材147の孔147a(図23(b)参照)を通される。そしてその突起162が溝147b(図23(a)参照)の内側に納められる。これにより規制部材159は軸線方向への移動を可能としつつも軸受部材140からの抜けが防止される。
また、図26からわかるように規制部材159と規制部材支持部材148との間に規制部材用弾性部材164が配置され、規制部材159は軸受部材140から抜け出る方向に付勢されている。
軸受部材140への規制部材159への取り付けは、規制部材159の突起162を回動軸支持部材147のスリット147bの開口部から該スリット147b内側に挿入すればよい。
このように組み合わされた端部部材130の姿勢では、回動軸151及びこれに配置された回転力受け部材155は、回動軸用弾性部材163により軸受部材140から抜け出す方向に付勢され、外側突起153が軸受部材140の軸部材保持部145に係合することで抜けることなく保持されている。一方、規制部材159は、規制部材用弾性部材164により軸受部材140から抜け出す方向に付勢され、突起162が軸受部材140の軸部材保持部145に係合することで抜けることなく保持されている。
なお、図26に示したこの姿勢では、規制部材159の規制溝161b内側に回動軸151の内側突起154が入っているので、回動軸151及びこれに配置される回転力受け部材155は軸線中心の回動が規制されている。
以上のように組み合わされることにより、軸受部材140と軸部材150の各部との軸線が一致して配置される。
次に上記のように組み合わされた端部部材130がどのように変形、移動、回動することができるかについて説明する。図27、図28には端部部材130の異なる2つの姿勢における軸線に沿った方向の断面図を表した。
図27は、図26に示した姿勢から図27に矢印XXVIIaで示したように、回動軸用弾性部材163の付勢力に抗して回動軸151(回転力受け部材155)を軸受部材140側に押し込むように移動した姿勢を表している。これにより図27からわかるように、回動軸151が軸線方向に移動するので、回動軸151の内側突起154が規制部材159の規制溝161bから離脱し、両者の係合が解除される。従って、図27に矢印XXVIIbで示したように回動軸151及びこれに配置されている回転力受け部材155(係合部材158)は回転自在となる。即ちこの姿勢では係合部材158が軸受部材140、規制部材159に対して相対的に回動が規制されておらず自在である。
図28は、図27に示した姿勢からさらに図28に矢印XXVIIIaで示したように、規制部材用弾性部材164の付勢力に抗して規制部材159を軸受部材140側に押し込むように移動した姿勢を表している。これにより図28からわかるように、規制部材159が軸線方向に移動するので、回動軸151の内側突起154が規制部材159の規制溝161bの内側に再び入り込み、両者が係合される。従ってこの姿勢では係合部材158が軸受部材140、規制部材159に対して相対的に回動が規制されており、例えば回転力受け部材155に矢印XXVIIIbで示したように回転力を付与すると回動軸151、規制部材159、軸受部材140に回転力が伝わり、最終的に端部部材130(感光体ドラムユニット)を軸線中心に回動する。
以上のような端部部材130を具備するプロセスカートリッジが装置本体に装着された姿勢で、駆動軸70と端部部材130の軸部材150に具備される回転力受け部材155とが係合して回転力が伝達される。図29には駆動軸70に端部部材130の回転力受け部材155が係合した場面を示した。
図29からわかるように駆動軸70と回転力受け部材155とが係合した姿勢では、駆動軸70の軸線と軸部材150との軸線とが一致するように突き合わされて配置される。このとき、駆動軸70の軸部71の先端が回転力受け部材155の2つの係合部材158の間に入り込み、駆動軸70のピン72が係合部材158に側面から引っ掛かるように係合している。そしてその際には、軸部材70の軸部71の先端が、回転力受け部材155及び規制部材159を押圧し、端部部材130は図28に示した姿勢にある。これにより駆動軸70の回転に追随して回転力受け部材155が回転し、端部部材130、及び感光体ドラム11、すなわち感光体ドラムユニットが回転する。
次にプロセスカートリッジ3を装置本体2に装着して図29の姿勢にさせるときの駆動軸70と、感光体ドラムユニットの動作の例について説明する。図30に説明のための図を示した。図30では図30(a)〜図30(c)で駆動軸70が回転力受け部材155に係合する過程を順を追って斜視図で表している。
初めに図30(a)に示した状態から図30(b)に示したように駆動軸70の軸線方向に対して直交する方向から、感光体ドラムユニットが近付く。このとき感光体ドラムユニットは端部部材130が駆動軸70側に向けられ、その軸線が駆動軸70の軸線と平行となる向きとされており、軸線に直交する方向に移動しつつ駆動軸70に近づく。このとき軸部材150は図26に示した姿勢にある。
図30(b)に示した場面で駆動軸70の先端が回転力受け部材155の基部156における傾斜面156aに接触する。すると駆動軸70が回転力受け部材155及び軸部材150を軸受部材140側に押圧する。これにより端部部材130は図27に示した姿勢となる。この姿勢では回転力受け部材155及び軸部材150は回動自在である。従って、駆動軸70が回転力受け部材155の係合部材158に接触しても、回転力受け部材155は自在に回転することから、駆動軸70が回転力受け部材155を押して回転させる。これにより駆動軸70は回転力受け部材155の係合部材158に阻害されることなく、図30(c)のように2つの係合部材158の間に進入することができる。
図30(c)に示したように2つの係合部材158の間に駆動軸70が進入すると、駆動軸70の先端が規制部材159を押圧する。ここで規制部材159の先端部は接触部161aで傾斜面を有して構成されているので当該侵入が円滑に行われる。これにより最終的に図29に示した姿勢(図28に示した姿勢)となり、駆動軸70からの回転駆動力を感光体ドラム11にまで伝達することができる。
以上のような、端部部材130によっても軸部材の揺動を必要とすることなくその軸線方向の回動および軸線方向に直交する方向への移動により、軸部材に対してより円滑に駆動軸70への着脱が可能となる。そして、揺動を必要とする軸部材に対して寸法に対する公差を大きく設定することができるためかかる観点からも生産性が高いといえる。
また、規制部材159により必要に応じて係合部材158が駆動軸70に係合しない状態と駆動軸70に係合する状態とが切り替えられるので、プロセスカートリッジの着脱の最中において部材による着脱の阻害が生じ難く、より円滑な着脱となる。
次に第三の形態について説明する。図31(a)は当該第三の形態における端部部材230の1つの姿勢における斜視図、図31(b)は端部部材230の他の姿勢における斜視図である。また、図32には端部部材230の分解斜視図を示した。第三の形態では端部部材230以外については上記第一の形態と同じなのでここでは説明を省略する。また、端部部材230についても上記した端部部材30と同じ部位については同じ符号を付して説明は省略する。
端部部材230も、感光体ドラム11の端部のうち上記フタ材20とは反対側の端部に取り付けられる部材であり、軸受部材240及び軸部材250を備えている。
軸受部材240は、端部部材230のうち感光体ドラム11の端部に接合される部材である。図33(a)には軸受部材240の斜視図、図33(b)には軸受部240のうち、軸部材250を挿入する側から見た平面図を表した。
軸受部材240は、図31〜図33よりわかるように、筒状体41、接触壁42、嵌合部43、歯車部44、及び軸部材保持部245を有して構成されている。
軸部材保持部245は、筒状体41の内側に形成され、軸部材250を軸受部材240に保持する機能を有する部位である。本形態で軸部材保持部245は、図33(a)、図33(b)からわかるように底板246及び保持筒体247を有して構成されている。
底板246は、筒状体41の内側の少なくとも一部を塞ぐように配置された板状の部材である。
一方、保持筒体247は底板246の面のうち嵌合部43側とは反対側となる面に立設された筒状の部材であり、その軸線が筒状体41の軸線と一致するように設けられている。後述するように保持筒体247はその内側に軸部材250の一部が挿入されることで軸部材250を保持する。
図31、図32に戻り、端部部材230のうち軸部材250について説明する。軸部材250は、図32からわかるように回動軸251、回転力受け部材252、規制部材260、ピン264、及び弾性部材265を有して構成されている。ここでピン264は棒状の部材である。また本形態の弾性部材265は弦巻バネである。
図34にはピン264以外の部材について拡大した分解斜視図を表している。図32、図34を参照しつつそれぞれの部材について説明する。
回動軸251は円筒状の部材である。その外径は上記した軸受部材240の軸部材保持部245に具備された保持筒体247の内側に挿入することができる大きさである。
回転力受け部材252は、端部部材230が所定の姿勢となったときに、装置本体2(図1参照)からの回転駆動力を受けて回動軸251に当該駆動力を伝達する部材である。本形態で回転力受け部材252は、回動軸251のうちの一方側(保持筒体247に挿入されない側)の端部に配置されており、円筒状の基部253、及び板状の係合部材256を有して構成されている。
基部253は円筒状の部材であり、回動軸251のうちの一方側(保持筒体247に挿入されない側)の端部に該回動軸251と同軸で配置されている。基部253の外周及び内周とも、回動軸251の外周及び内周よりも大きく形成されている。
基部253には、軸線を挟んで略平行に形成された溝である係合部材収納溝254が2つ設けられている。本形態では2つの係合部材収納溝254は、軸線を挟んで該軸線から同じ距離となる位置に平行に設けられるとともに、軸線に対して捻じれの位置となるように延びている。
また、基部253には基部の直径に沿うとともに、2つの係合部材収納溝254が延びる方向に対して直交する方向に貫通するように孔253aが設けられている。本形態では4つの孔253aが形成されている。
係合部材256は全体として板状であり、上記した係合部材収納溝254の溝内に納まる大きさで形成されている。係合部材には貫通孔256aが設けられており、該貫通孔256aを挟んで一方が係合部257、他方が被操作部258となる。特に限定されることはないが、係合部257は被操作部258に比べて長くなることが好ましい。また、係合部257の先端は湾曲していてもよい。これにより駆動軸70のピン72に安定して係合することができる。
規制部材260は、規制軸261、接触部262、及び操作部263を有して構成されている。
規制軸261は円柱状の部材であり、その外形は回動軸251の円筒の内側に挿入できる大きさとされている。また、規制軸261には直径方向となるように貫通し、軸線方向に所定の大きさで延びるスリット261aが形成されている。
接触部262は規制軸261の端面のうち、回動軸251に挿入されない側に同軸に設けられた円錐の一部(截頭円錐)の部材であり、その底部では規制軸261より径が大きくされている。従って、接触部262はその側面が傾斜面262aとなっている。
操作部263は、軸線から離隔する方向に延びる棒状の部材であり、係合部材256と同じで2つ配置されている。この操作部263は後で説明するように、係合部材256の被操作部258を軸線方向に平行な方向に押圧することができる位置及び長さに形成されている。
以上説明した各部材が次のように組み合わされて端部部材230とされている。なお、当該組み合わせの説明から、各部材及び部位の大きさ、構造、並びに部材及び部位同士の大きさの関係がさらに理解される。
初めに軸部材250について説明する。図35には、各部材が組み合わされた場面における1つの姿勢の回転力受け部材252、及び規制部材260の部位を拡大した外観斜視図である。なお、図35、及び後で用いる図36では見易さのため係合部材256にのみハッチングをして表している。
図31、図32、図34、図35からわかるように、回動軸251の円筒である内側に弾性部材265が挿入され、さらに規制部材260の規制軸261のうち接触部262が配置されていない側の端部も挿入する。これにより、規制部材260は弾性部材265の付勢力により回動軸251から抜け出る方向に付勢される。
一方、回転力受け部材252の基部253に設けられた係合部材収納溝254内に係合部材256を配置する。このとき、基部253に設けられた孔253aと係合部材256に設けられた孔256aとが一直線上に並ぶようにする。また、この一直線の中に、規制部材260の規制軸261に具備されたスリット261aも含まれるように配置する。そして、このように一直線上に揃えられた孔253a、孔256a及びスリット261aをピン264で通すように挿入する。これにより図35に示した姿勢とすることができる。
なお、このときに規制部材260の操作部263が回転力受け部材252の係合部材256に形成されている被操作部258に重なるように配置される。
また、軸部材250の軸受部材240の取り付けは、図32等から明らかなように、回動軸251のうち、回転力受け部材252が配置されていない側の端部を軸受部材240の保持筒体247に挿入して接合すればよい。
上記のように組み合わされた端部部材230は、1つの姿勢として図35のような形態をとり得る。すなわち、係合部材256が、係合部材収納溝254の内側に沿って横たわるように配置される姿勢である。
これに対して図35にXXXVで示したように、規制部材260を軸受部材240側(図35の紙面下方)に押圧すると、操作部263も下方に移動し、係合部材256の被操作部258を下方に移動させる。すると、係合部材256はピン264を中心に回動するので、図36に示したように係合部材256は軸線方向に平行に近づくように起立する。
すなわち、端部部材230は、係合部材256が立設した姿勢(突出した姿勢)と傾倒した姿勢(没した姿勢)とを切り替えることが可能である。
以上のような端部部材230を具備するプロセスカートリッジが装置本体に装着された姿勢で、駆動軸70と端部部材230の軸部材250に具備される回転力受け部材252とが係合して回転力が伝達される。図37には駆動軸70に端部部材230の回転力受け部材252が係合した場面を示した。
図37からわかるように駆動軸70と回転力受け部材252とが係合した姿勢では、駆動軸70の軸線と軸部材250との軸線とが一致するように突き合わされて配置される。
このとき、駆動軸70の軸部71の先端が回転力受け部材252の2つの係合部材256の間に入り込み、駆動軸70のピン72が係合部材256に側面から引っ掛かるように係合している。
すなわち、その際には、軸部材70の軸部71の先端が規制部材260の接触部262を押圧し、端部部材230は係合部材256が立設した図36に示した姿勢にある。これにより駆動軸70の回転に追随して回転力受け部材252が回転し、端部部材230、及び感光体ドラム11、すなわち感光体ドラムユニットが回転する。
次にプロセスカートリッジ3を装置本体2に装着して図37の姿勢にさせるときの駆動軸70と、感光体ドラムユニットの動作の例について説明する。図38に説明のための図を示した。図38では図38(a)〜図38(c)で駆動軸70が回転力受け部材252に係合する過程を順を追って斜視図で表している。
初めに図38(a)に示した状態から図38(b)に示したように駆動軸70の軸線方向に対して直交する方向から、感光体ドラムユニットが近づく。このとき感光体ドラムユニットは端部部材230が駆動軸70側に向けられ、その軸線が駆動軸70の軸線と平行となる向きとされており、軸線に直交する方向に移動しつつ駆動軸70に近づく。このとき軸部材250は図35に示した姿勢にある。
図38(b)に示した場面では駆動軸70の先端が回転力受け部材252の基部253に接触する。しかしながらこの状態では軸部材250の係合部材256は図35に示した姿勢にあり、傾倒しているので駆動軸70は回転力受け部材252の係合部材256に阻害されることなく、図38(c)のように2つの係合部材256の間に進入することができる。
図38(c)に示したように駆動軸70が規制部材260を押圧する位置にまで進入すると、上記したように係合部材256が起立し、図36に示した姿勢に変形する。これにより最終的に図37に示した姿勢となり、駆動軸70からの回転駆動力を感光体ドラム11にまで伝達することができる。
以上のような、端部部材230によっても軸部材の揺動を必要とすることなくその軸線方向の回動および軸線方向に直交する方向への移動により、軸部材に対してより円滑に駆動軸70への着脱が可能となる。また、揺動を必要とする軸部材に対して寸法に対する公差を大きく設定することができるためかかる観点からも生産性が高いといえる。
また、規制部材260により必要に応じて係合部材256が駆動軸70に係合しない状態と駆動軸70に係合する状態とが切り替えられるので、プロセスカートリッジの着脱の最中において部材による着脱の阻害が生じ難く、より円滑な着脱となる。
なお本形態の端部部材230では、上記端部部材30、及び端部部材130に比べてさらに確実な係合及び離脱が可能となる。
次に第四の形態について説明する。図39には端部部材330のうち、軸部材350の先端部分の分解斜視図を示した。図40は端部部材330の軸線に沿った断面である。本形態の端部部材330は、上記した端部部材230と同じ形態の軸受部材240を備えるとともに、この軸受部材240が軸部材350が適用される。そこでここでは、軸部材350について説明する。
軸部材350は、図39からわかるように回動軸351、回転力受け部材352、規制部材360を有して構成されている。
回動軸351は円筒状の部材である。その外径は上記した軸受部材240の軸部材保持部245に具備された保持筒体247(図33(a)参照)の内側に挿入することができる大きさである。本形態では回動軸351の端部のうち一方側(保持筒体247に挿入される側とは反対側、嵌合部43とは反対側)の端部が回転力受け部材352の一部として機能するように構成されている。詳しい形態は回転力受け部材352で説明する。
回転力受け部材352は、端部部材330が所定の姿勢となったときに、装置本体2(図1参照)からの回転駆動力を受けて回動軸351に当該駆動力を伝達する部材である。本形態で回転力受け部材352は、回動軸351のうちの一方側(保持筒体247に挿入される側とは反対側、嵌合部43とは反対側)の端部に配置されており、基部353、係合部材354、及びピン355を有して構成されている。
基部353は係合部材354をピン355を介して回動軸351に連結する部位であり、本形態では回動軸351の一方側端部に形成され、回動軸351の一部(先端部)が基部353を兼ねている。
基部353には、回動軸351の一方側の端面から軸線に沿って凹部353aが形成されており、その底部には図40からわかるように突起353bが設けられている。また、基部353には回動軸351の一方側の端面から軸線方向に沿った方向を長さ方向とし、回動軸351の側面と凹部353aとを連通する深さを具備する2つのスリット353cが形成されている。本形態で2つのスリット353cは回動軸351の1つの直径上となるように軸線まわり180°の位置に配置されている。
さらに基部353には、スリット353cの幅方向に延び、基部353を貫通する孔353d、353eが形成されている。孔353dと孔353eとはスリット353cの長さ方向に並んで配置され、孔353dの方が回動軸351の一方側端部に近い側とされている。
係合部材354は棒状の部材であり、本形態では一か所で屈曲している。そしてその一方の端部には、係合部材354が延びる方向に直交する貫通孔354aが設けられている。
ピン355は丸棒状の部材である。
規制部材360は、規制軸361、操作部材362、弾性部材363、及びピン364を有して構成されている。
規制軸361は円柱状の部材であり、その外形は基部353に設けられた凹部353aの内側に挿入できる大きさとされている。また、規制軸361には直径方向となるように規制軸361を貫通し、軸線方向に所定の大きさで延びるスリット361aが形成されている。規制軸361の端部のうち、基部353に挿入されない側の端部は円錐の一部(截頭円錐)とされており、傾斜面361bが形成されている。また規制軸361の端部のうち、傾斜面361bとは反対側には突起361cが設けらている。
操作部362は、棒状の部材であり、係合部材354と同じで2つ配置されている。操作部362はその長さ方向中央付近に長さ方向に直交する貫通孔362aを備えている。
弾性部材363は本形態では弦巻ばねにより形成されている。またピン364は丸棒状の部材である。
以上説明した各部材が次のように組み合わされて端部部材330とされている。なお、当該組み合わせの説明から、各部材及び部位の大きさ、構造、並びに部材及び部位同士の大きさの関係がさらに理解される。
図39、図40からわかるように、基部353に形成された凹部353aの内側に弾性部材363が挿入され、さらに規制部材360の規制軸361のうち突起361cが設けられた側の端部も挿入する。弾性部材363の一端は凹部内の突起353bに挿入されて固定され、弾性部材363の他端は規制軸361の突起361cに挿入されて固定される。これにより、規制軸361は弾性部材363の付勢力により回動軸351から抜け出る方向に付勢される。
図40からわかるように、操作部362はその一端側がスリット353cから規制軸361のスリット361aに挿入される。そしてピン364が孔353e及び孔362aを通すように配置される。これにより操作部362はピン364を軸に回動することができる。このとき、外力が加わっていない姿勢で操作部362は規制軸361の軸線に直交する方向に延びるように配置されている。
一方、係合部材354は、その一端側がスリット361aに配置され、ピン355が孔353d及び孔354aを通すように配置される。これにより係合部材354はピン355を軸に回動することができる。このとき、係合部材354は外力が加わっていない姿勢で規制軸361の軸線に直交する方向に延び、操作部362よりも規制軸361の先端側に重ねられるように位置づけられる。そして、係合部材354は操作部362のうちスリット361aに挿入されていない側の先端に接触するように配置されている。
また、軸部材350の軸受部材240の取り付けは、図32等の例に倣って、回動軸351のうち、回転力受け部材352が配置されていない側の端部を軸受部材240の保持筒体247に挿入して接合すればよい。
上記のように組み合わされた端部部材330は、1つの姿勢として図40のような形態をとり得る。すなわち、係合部材356が、回動軸351の半径方向に延びて横たわるように配置される姿勢である。
これに対して図40に矢印XLで示したように、規制部材360の規制軸361を軸受部材240側(図40の紙面下方)に押圧すると規制軸361が軸受部材240側に移動し、操作部362のうち規制軸361のスリット361aに挿入された端部も同じ方向に押圧される。すると操作部362はピン364を中心に回動し、反対側の端部は軸受部材240とは反対側に移動する。これにより当該反対側の端部は係合部材354を押圧し、係合部材354はピン355を中心に回動するので、図41に示したように係合部材354は軸線方向に平行に近づくように起立する。
すなわち、端部部材330も、係合部材354が立設した姿勢(突出した姿勢)と傾倒した姿勢(没した姿勢)とを切り替えることが可能である。これにより端部部材330も端部部材230の例に倣って同様に作用することができる。
本形態では1種類の操作部が直接係合部材を押圧する例を示したが、これに限らず、複数種類の操作部を介してこれらが連動し、最終的に最も係合部材に近接する操作部が該係合部材を押圧する形態であってもよい。また、操作部と係合部材とが区別なく一体であってもよい。
次に第五の形態について説明する。図42(a)は端部部材430の正面図、図42(b)は端部部材430の一部を切り欠いて示した正面図である。図43は端部部材430の一部を切り欠いて示した斜視図、図44は図42(a)にXLIV−XLIVで示した矢視断面図である。本形態の端部部材430は、軸受部材440、及び、軸部材450とを備えている。
軸受部材440は、端部部材430のうち感光体ドラム11の端部に接合される部材である。図45には軸受部材440の斜視図を表した。
軸受部材440は、図42〜図45よりわかるように、筒状体41、接触壁42、嵌合部43、歯車部44、及び軸部材保持部445を有して構成されている。
軸部材保持部445は、筒状体41の内側に形成され、軸部材450を軸受部材440に保持する機能を有する部位である。本形態で軸部材保持部445は、図44、図45からわかるように底板446、保持筒体447、及び保持溝448を有して構成されている。
底板446は、筒状体41の内側の少なくとも一部を塞ぐように配置された板状の部材である。
保持筒体447は底板446のうち筒状体41の軸線部分に設けられた有底円筒状の部材である。保持筒体447は筒状体41と同軸に設けられるとともに、嵌合部43とは反対側に開口し、嵌合部43側に底を有するように構成されている。
保持溝448は筒状体41の内面から突出した部材であり、ここに溝448aが形成されている。溝448aは図45からわかるように、筒状体41の軸線方向に平行な方向を深さ方向とし、筒状体41の直径方向を長さ方向、筒状体41の内周方向を幅方向とする溝であり、嵌合部43とは反対側、及び軸線に対向する面に開口している。嵌合部43とは反対側における開口部は溝幅が狭められており、いわゆるスナップフィット構造とされている。保持溝448は、図44からわかるように、2つ設けられており、2つの保持溝448は筒状体41の1つの直径上に軸線を挟んで一方と他方のそれぞれに配置されている。
軸部材450は、図42〜図44よりわかるように回転力受け部材452、規制部材460を有して構成されている。
回転力受け部材452は、端部部材430が所定の姿勢となったときに、装置本体2(図1参照)からの回転駆動力を受けて軸受部材440に当該駆動力を伝達する部材である。本形態で回転力受け部材452は、2つの係合部材454、及びクランクシャフト455を有して構成されている。
係合部材454は棒状の部材であり、装置本体2の駆動軸70にに係合、離脱する部位である。図46に係合部材454の斜視図を示した。係合部材454は全体として棒状の部材であるが、その一方の端部に屈曲した爪部454aが備えられている。この爪部454aは逆テーパ状又は鉤状であることが好ましい。これにより回転の伝達をより安定しておこなうことができる。本形態では爪部454aの先端は先細になるように傾斜部454bが設けられている。
係合部材454にはその他方の端部にクランクシャフト455を通すスリット454cが設けられている。スリット454cは係合部材454が延びる方向に直交する方向に長手方向を有するスリットであり、これは爪部454aが屈曲する方向と概ね同じ方向である。
クランクシャフト455は係合部材454を軸受部材440に保持するとともに、係合部材454を規制部材460の姿勢に関連付ける部材である。図47にクランクシャフト455の斜視図を示した。クランクシャフト455は公知のいわゆるクランクシャフトと同様であり、棒状部材を屈曲させた形状を具備している。より具体的には、両端部間を結ぶ軸線(図47にXLVIIで示した。)に対して軸線方向中央部分が一方に突出した中央突出部455aが設けられ、中央突出部455aと両端との間のそれぞれには中央突出部455aとは反対側に突出した端部突出部455bとが備えている。
規制部材460は、規制軸461、及び弾性部材463を有して構成されている。
規制軸461は円柱状の部材である。図48には規制軸461の外観斜視図を示した。規制軸461の一方の端部は円錐の一部(截頭円錐)とされており、傾斜面461aが形成されている。これにより駆動軸70からの押圧力を規制軸461の棒状の長手方向に押圧する力に変換し、駆動軸70へのさらなる円滑な着脱が可能となる。また規制軸461の端部のうち、傾斜面461aとは反対側にはクランクシャフト455を通すスリット461bが設けらている。スリット461bは規制軸461の軸線と直交する方向に延びている。
弾性部材463は弦巻ばねである。
以上説明した各部材が次のように組み合わされて端部部材430とされている。なお、当該組み合わせの説明から、各部材及び部位の大きさ、構造、並びに部材及び部位同士の大きさの関係がさらに理解される。
図42〜図44よりわかるように、クランクシャフト455の両端のそれぞれが、筒状体41の内側に配置された保持溝448に保持され、クランクシャフト445が軸線(図47にXLVIIで示した線)を中心に回転可能に2つの保持溝448を渡すように保持される。
このとき、クランクシャフト455の中央突出部455aが規制軸461のスリット461bに通される。そして規制軸461の傾斜面461a側の端部は筒状体41の嵌合部43とは反対側に突出する。また、規制軸461のスリット461b側の端部と、軸受部材440の保持筒体447との間に弾性部材463が配置され、規制軸461を嵌合部43とは反対方向に付勢している。
一方、クランクシャフト455の2つの端部突出部455bのそれぞれには係合部材454のスリット454cが通される。そして係合部材454の爪部454a側が筒状体41の嵌合部43とは反対方向に突出している。
上記のように組み合わされた端部部材430は、1つの姿勢として図44のような形態をとり得る。すなわち、弾性部材463の付勢力により規制軸461が突出し、クランクシャフト455の作用により、係合部材454が嵌合部43側に後退している。
これに対して図44に矢印XLIVで示したように、規制軸461を嵌合部43側(図44の紙面下方)に押圧すると規制軸461が嵌合部43側に移動する。これにより、図49に示したようにクランクシャフト455の作用により、係合部材454が嵌合部43とは反対側に突出する。
すなわち、端部部材430も、係合部材454が突出した姿勢と没した(後退した)姿勢とを切り替えることが可能である。これにより端部部材430も端部部材230の例に倣って同様に作用することができる。
以上示した各形態の端部部材では、いずれも規制部材59、159、260、360、460の姿勢により、係合部材が駆動軸と係合しない形態(端部部材30、130では係合部材が空転し、端部部材230、330では係合部材が傾倒し、端部部材430では係合部材が後退している。)とすることができる。そして駆動軸からの回転力の伝達が必要なときに係合部材が駆動軸に係合する。これによれば、駆動軸と係合部材との係合の過程で不要な干渉による当該係合の阻害を大幅に減らすことができ、円滑な係合が可能となる。
特に、駆動軸は最終的に軸部材を押圧した状態で係合することを鑑み、駆動軸が規制部材を押圧することにより作動する機構によれば、プロセスカートリッジを装着するという通常の過程の中で機械的に自動に行われるので、付加的な操作が必要なく利便性も高い。
ここまでは、説明した全ての端部部材は感光体ドラム11の端部に配置され、これにより感光体ドラムユニットを形成する形態を説明した。一方、図2により説明したように、プロセスカートリッジにはこの他にも円柱状回転体を具備する現像ローラユニットや帯電ローラユニットが具備されている。そこで、上記した形態、及び変形例にかかる全ての端部部材は感光体ドラムに配置される代わりに、現像ローラユニットや帯電ローラユニットに適用して装置本体から回転駆動力を受けることができる。図50には1つの形態として、端部部材30が具備された現像ローラユニット705を示した。図50には現像ローラユニット705に合わせて、これに隣接して配置される感光体ドラムユニット710の斜視図も表した。
現像ローラユニット705は、現像ローラ706、スペーサーリング707、フタ材708、磁気ローラ(不図示)、及び端部部材30を備えている。端部部材30については上記の通りである。またその他の部材については公知のものを適用することができるが、例えば次のような構成を備えている。
現像ローラ706は、円柱状回転体の外周面に現像層を被覆した部材である。本形態で現像ローラ706は、アルミニウム等の導電性のシリンダであり、ここに現像層を構成する材料が塗布されて構成されている。
スペーサーリング707は現像ローラ706の両端のそれぞれの外周面に巻かれるように配置される環状の部材であり、これにより現像ローラ706と感光体ドラム11との間隙を一定に保持する。スペーサリングー707の厚さは概ね200μm以上400μm以下程度とされている。
フタ材708は上記したフタ材20と同様に、現像ローラ706の一端側に配置され、現像ローラユニット705の当該一端において現像ローラ706が軸線周りに回転するための軸受となる。
磁気ローラは、現像ローラ706の内側に配置されるため図50には表れないが、磁性体又は磁性体を含む樹脂により形成されたローラで軸線に沿って複数の磁極が配置されている。これにより磁力を利用して現像ローラ706の表面に現像剤を吸着させることができる。
端部部材30は上記の通りであるが、現像ローラ706の端部のうちフタ材708が配置された端部とは反対側の端部に配置される。ここでは端部部材30を適用した例を示したが、これに限らず既に説明した他のいずれかの端部部材を適用することも可能である。
なお、このときには感光体ドラムユニット710は例えば次のように構成することができる。すなわち、感光体ドラムユニット710は、感光体ドラム11と、該感光体ドラム11の両端のそれぞれに該感光体ドラム11を軸線周りに回転させる軸受となるフタ材20、730と、を備える。このとき一方のフタ材730には、現像ローラユニット705に配置された端部部材30の歯車部44にかみ合って回転力を受ける歯車部731を具備する。
以上のように、各端部部材は現像ローラユニットに含まれる構成部材としてもよく、この場合にも感光体ドラムユニットに備えられたときと同様に作用する。
1 画像形成装置
2 画像形成装置本体
3 プロセスカートリッジ
10 感光体ドラムユニット
11 感光体ドラム(円柱状回転体)
20 フタ材
30、130、230、330、430 端部部材
40、140、240 軸受部材
50、150、250、350、450 軸部材
51、151、251 回動軸
55、155、252 回転力受け部材
59、159、260、360、460 規制部材

Claims (12)

  1. 画像形成装置本体に装着される円柱状回転体の端部に配置される端部部材であって、
    筒状の軸受部材と、
    前記軸受部材に保持される軸部材と、を有し、
    前記軸部材は、
    回動軸、
    前記回動軸の一方の端部に配置され、前記画像形成装置本体の駆動軸に係合する係合部材を具備する回転力受け部材、及び、
    押圧することにより前記回動軸又は前記回転力受け部材に対して係合又は離脱し、前記係合部材が前記駆動軸に係合する姿勢と係合しない姿勢とを切り替える規制部材、を備える端部部材。
  2. 前記回動軸及び前記回転力受け部材が筒状であるとともに、前記規制部材はその少なくとも一部が、前記回動軸及び前記回転力受け部材の前記筒状の内側に配置される、請求項1に記載の端部部材。
  3. 前記規制部材により前記回転力受け部材が、前記軸受部材に対して相対的な回動が自在となる姿勢と、前記軸受部材に対して相対的な回動が規制される姿勢と、が切り替えられる請求項1又は2に記載の端部部材。
  4. 前記規制部材により、前記回転力受け部材の前記係合部材の突出した姿勢と没した姿勢とが切り替えられる請求項1又は2に記載の端部部材。
  5. 前記円柱状回転体が感光体ドラムであり、該感光体ドラムと、
    前記感光体ドラムの軸線方向端部の少なくとも一方に取り付けられた請求項1乃至4のいずれかに記載の端部部材と、を備える感光体ドラムユニット。
  6. 前記円柱状回転体が現像ローラであり、該現像ローラと、
    前記現像ローラの軸線方向端部の少なくとも一方に取り付けられた請求項1乃至4のいずれかに記載の端部部材と、を備える現像ローラユニット。
  7. 筐体と、該筐体に保持される請求項5に記載の感光体ドラムユニットと、を具備するプロセスカートリッジ。
  8. 筐体と、該筐体に保持される請求項6に記載の現像ローラユニットと、を具備するプロセスカートリッジ。
  9. 画像形成装置本体に装着される円柱状回転体の端部に配置される端部部材に具備される軸部材であって、
    回動軸、
    前記回動軸の一方の端部に配置され、前記画像形成装置本体の駆動軸に係合する係合部材を具備する回転力受け部材、及び、
    押圧することにより前記回動軸又は前記回転力受け部材に対して係合又は離脱し、前記係合部材が前記駆動軸に係合する姿勢と係合しない姿勢とを切り替える規制部材、を備える軸部材。
  10. 前記回動軸及び前記回転力受け部材が筒状であるとともに、前記規制部材はその少なくとも一部が、前記回動軸及び前記回転力受け部材の前記筒状の内側に配置される、請求項9に記載の軸部材。
  11. 前記規制部材により前記回転力受け部材が、前記規制部材に対して相対的な回動が自在となる姿勢と、前記規制部材に対して相対的な回動が規制される姿勢と、が切り替えられる請求項9又は10に記載の軸部材。
  12. 前記規制部材により、前記回転力受け部材の前記係合部材の突出した姿勢と没した姿勢とが切り替えられる請求項9又は10に記載の軸部材。
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