JP2018097122A - プロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、装置本体から駆動力を受け、回転する回転体と、駆動軸を介して装置本体からの駆動力を受ける力受け部と、回転することで回転体へ駆動力を伝達し、回転体に対し移動可能なカップリング部材と、カップリング部材を付勢する線材形状の付勢部材と、を有し、カップリング部材は、付勢部材が当接する溝部を備え、溝部の開口幅は付勢部材の線径よりも大きいことを特徴とする。
【選択図】図1
Description
画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
前記装置本体から駆動力を受け、回転する回転体と、
駆動軸を介して前記装置本体からの前記駆動力を受ける力受け部を有し、回転することで前記回転体へ前記駆動力を伝達し、前記回転体に対し移動可能なカップリング部材と、
前記カップリング部材を付勢する線材形状の付勢部材と、
を有し、
前記カップリング部材は、前記付勢部材が当接する溝部を備え、前記溝部の開口幅は前記付勢部材の線径よりも大きいことを特徴とする。
また、上記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、
装置本体と、
上記プロセスカートリッジと、
を備えることを特徴とする。
、カップリング部材として長寿命化が期待できる。
ここでプロセスカートリッジとは、感光ドラムと、この感光ドラムに作用するプロセス手段とを一体的にカートリッジ化して、画像形成装置本体に対して取り外し可能に装着されるものである。画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(LEDプリンタ、レーザビームプリンタ等)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
図2に示す画像形成装置は、カートリッジBを装置本体Aに着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。カートリッジBが装置本体Aに装着されたとき、カートリッジBの感光ドラムであるドラム62に潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)が配置される。また、カートリッジBの下側に画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材Pと記載する)を収納したシートトレイ4が配置されている。更に、装置本体Aには、シート材Pの搬送方向Dに沿って、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5c、転写ガイド6、転写ローラ7、搬送ガイド8、定着装置9、排出ローラ対10、排出トレイ11等が順次配置されている。なお、定着装置9は、加熱ローラ9a及び加圧ローラ9bにより構成されている。
次に、図2、3を用いて画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、感光ドラム(以下、ドラム62と記載する)は矢印R方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。バイアス電圧が印加された帯電ローラ66は、ドラム62の外周面に接触し、ドラム62の外周面を一様均一に帯電する。露光装置3は、画像情報に応じたレーザ光Lを出力する。そのレーザ光LはカートリッジBのクリーニング枠体71に設けられたレーザ開口71hを通り、ドラム62の外周面を走査露光する。これにより、ドラム62の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。一方、図3に示すように、現像装置としての現像ユニット20において、トナー室29内のトナーTは、第1搬送部材43、第2搬送部材44、第3搬送部材50の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室28に送り出される。トナーTは、マグネットローラ34(固定磁石)の磁力により、現像ローラ32の表面に担持される。トナーTは、現像ブレード42によって、摩擦帯電されつつ現像ローラ32周面上での層厚が規制される。そのトナーTは、静電潜像に応じてドラム62へ現像され、トナー像として可視像化される。
次に、装置本体Aに対するカートリッジBの着脱動作について、図5〜7を用いて説明する。図5は、カートリッジBを着脱するために開閉扉13を開いた装置本体Aの斜視図である。図6は、カートリッジBを着脱するために開閉扉13を開きトレイ18を引き出した状態の装置本体AとカートリッジBの斜視図である。図7は、開閉扉13を開きトレイ18を引き出した状態で、カートリッジBを着脱している際の装置本体A及びカートリッジBの斜視図である。カートリッジBは、トレイ18に対して、着脱方向Eに沿って着脱可能である。装置本体Aには開閉扉13が回動可能に取り付けられており、この開閉扉13を開くとカートリッジ挿入口17が設けられている。そしてカートリッジ挿入口17
内にはカートリッジBを装置本体Aに装着するためのトレイ18が備えられている。トレイ18は、所定の位置まで引き出すと、カートリッジBの着脱が可能である。カートリッジBはトレイ18に載せられた状態で図中矢印C方向にガイドレール(不図示)に沿って装置本体A内に装着される。また、カートリッジBには、図8に示すように、第1カップリング70および第2カップリング21に駆動を伝達するための第1駆動軸14および第2駆動軸19が設けられている。第1駆動軸14および第2駆動軸19は装置本体Aのモータ(不図示)により駆動される。これにより、第1カップリング70と連結しているドラム62が装置本体Aから駆動力を受けて回転する。また、第2カップリング21から駆動を伝達されて現像ローラ32が回転する。さらに、帯電ローラ66、現像ローラ32は、装置本体Aの給電部(不図示)より給電される。
次に、カートリッジBを装置本体にて支持する構成について説明する。図5に示すように、装置本体AにはカートリッジBを支持するための駆動側板15と非駆動側板16が設けられている。図8に示すように、駆動側板15には駆動側第1支持部15a、駆動側第2支持部15b及びカートリッジBの回転支持部15cが設けられている。また、図9に示すように、非駆動側板16には非駆動側第1支持部16a、非駆動側第2支持部16b及び回転支持部16cが設けられている。一方、カートリッジBの被支持部として、ドラム軸受73の被支持部73b、被支持部73d、クリーニング枠体71の駆動側ボス71a、非駆動側突部71fと非駆動側ボス71gがそれぞれ設けられている。そして、被支持部73bが駆動側第1支持部15a、被支持部73dが駆動側第2支持部15bにより支持され、駆動側ボス71aが回転支持部15cにより支持される。また、非駆動側突部71fが非駆動側第1支持部16aと非駆動側第2支持部16bにより支持され、非駆動側ボス71gが回転支持部16cにより支持されることで、カートリッジBは装置本体A内で位置決めされる。
次にカートリッジBの全体構成について図3、図4、図10、図11、図12、図13を用いて説明する。図3はカートリッジBの断面図、図10、図12は、カートリッジBの構成を説明する斜視図である。図11及び図13は、図10及び図12の点線部内の箇所を、角度を変えて拡大した部分拡大図である。なお本実施例においては各部品を結合する際のビスに関しては省略して説明する。
クリュー86から、第3スクリュー88は第2スクリュー87からそれぞれ駆動力を受けて回転する。第1スクリュー86はドラム62の近傍に、第2スクリュー87はクリーニング枠体71の長手方向端部に、第3スクリュー88は廃トナー室71bに、それぞれ配置されている。ここで、第1スクリュー86、第3スクリュー88の回転軸線はドラム62の回転軸線と平行であり第2スクリュー87の回転軸線はドラム62の回転軸線と直交している。また、図3に示すように、クリーニング枠体71から廃トナーが漏れることを防止するためのスクイシート65が、ドラム62に当接するようにクリーニング枠体71の縁部に設けられている。
ス71kに掛けられ、第2穴部46Fbが軸受部材37のボス37aに掛けられている。
次に第1カップリング70について図1、図14を用いて説明する。なお、第2カップリング21に関しては、第1カップリング70と同じ構成のため、一部を除き説明は割愛する。図1は第1カップリング70の溝70fの説明図である。図1(a)は第1カップリング70の模式図、図1(b)は第1カップリング70の溝70f近傍の模式図である。図14は、画像形成時における第1カップリング70とねじりコイルばね80との関係図である。図14(a)は、画像形成時の第1カップリング70をドラム62回転軸線方向から見た図、図14(b)は、Z−Zの切断面で切断した断面図、図14(c)は、Z断面図における第1カップリング70の溝70f近傍の詳細図である。
とができる。その結果、仮にねじりコイルばね80が、振動等の外乱により溝部70fから外れそうになっても溝内部から溝の縁までの距離が大きいため、ねじりコイルばね80の第1腕部80aは、溝部70f内に留まりやすくなる。また、図15に示すように溝部70fの開口幅Fが、ねじりコイルばね80の線径と同じにしてしまうと、ねじりコイルばね80の第1腕部80aが溝部70fに嵌りこんでしまう。その結果、振動などの外乱が生じると、ねじりコイルばね80は溝内部で動く余地が無くなり容易に外れてしまう。そこで、ねじりコイルばね80の第1の腕部80aに対して、振動等の外乱があった場合にも、溝部70f内に留まらせておく必要がある。そのために、開口部から溝部70fの最下部にかけて、溝部の回転軸方向の断面形状を滑らかな円弧形状にして、開口幅Fがねじりコイルばね80の線径より広くしておくことが望ましい。溝部70fの開口幅Fがねじりコイルばね80の線径よりも広いと、振動などの外乱が生じたとしても、溝の幅の範囲内であれば、ねじりコイルばね80が溝の内部で動く余地が生まれる。そのため、縁に当たるなど動きが規制される可能性が低くなり、容易に溝から付勢部材が外れにくくなる。
次に第1カップリング70、および第2カップリング21の傾動について図1、図13、図16を用いて説明する。図16は、第1カップリング70、および第2カップリング21の付勢状態の説明図である。図13に示すように、ドラム軸受73は、穴部73a、被支持部73b、ボス73c、被支持部73d、ボス73e、受け部73fから構成される。駆動側現像サイド部材26は、ボス26a、ボス26b、受け部26cから構成される。図16に示すように、ドラム軸受73のボス73eに第1カップリング70を傾動させるための付勢手段としてのねじりコイルばね80が取り付けられる。コイル部80cがボス73eに係止され、第1腕部80aが第1カップリング70の溝部70fに当接し、第2腕部80bが受け部73fに当接する。これにより、ねじりコイルばね80は、付勢力F1によって、第1カップリング70の端部70a(力受け部70dが設けられた側)が、装置本体における所定の装着位置まで装着する際のカートリッジBの装着方向下流側(矢印C方向)に傾くように付勢する。これにより、力受け部70dが、装置本体の第1駆動軸14を向くような姿勢となって、第1駆動軸14と係合し易くなる。したがって、カートリッジBの装着をスムーズに行うことができる。
次に第1カップリング70、および第2カップリング21の係合について図16、図17用いて説明する。図17は、装置本体Aの係合部に対する第1カップリング70、および第2カップリング21の係合動作の説明図である。図17(a)は、第1カップリング
70、および第2カップリング21の係合前の説明図、図17(b)は、第1カップリング70、および第2カップリング21の係合後(画像形成時)の説明図である。図16、および図17(a)に示すように、第1駆動軸14に係合する前の第1カップリング70はカートリッジBの装着方向下流側(矢印C方向)すなわち第1駆動軸14を向くように付勢されている。そしてカートリッジBの装着時に、図17(b)に示すように装置本体A内の第1駆動軸14と係合することで、第1駆動軸14、第1カップリング70、ドラム62(不図示)の回転軸線は略同一となる。これにより、第1カップリング70と連結しているドラム62(不図示)が装置本体Aから駆動力を受けて回転する。このとき、ねじりコイルばね80の第1腕部80aは、第1カップリング70の溝部70fに入るため、第1カップリング70に対する、ねじりコイルばね80の当接位置が限定される。
次に、本発明の実施例2の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施例においては、前述した実施例と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは前述の実施例と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。第1カップリング70の溝70fについて、実施例1とは違う形状例を、図19を用いて説明する。なお、第2カップリング21に関しては、第1カップリング70と同じ構成のため、一部を除き説明は割愛する。図19は、実施例2
における第1カップリング70の溝70fの説明図である。図19(a)は第1カップリング70の模式図、図19(b)は第1カップリング70の溝70f近傍の模式図である。
次に、本発明の実施例3の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施例においては、前述した実施例と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは前述の実施例と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。第1カップリング70の溝70fについて、実施例1とは違う形状例を図20を用いて説明する。なお、第2カップリング21に関しては、第1カップリング70と同じ構成のため、一部を除き説明は割愛する。図20は、実施例3における第1カップリング70の溝70fの説明図である。図20(a)は第1カップリング70の模式図、図20(b)は第1カップリング70の溝70f近傍の模式図である。
次に、本発明の実施例4の形態を図面に基づいて説明する。なお、本実施例においては、前述した実施例と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは前述の実施例と同様である。そのような部分については、同一の番号を
付与し、詳細な説明は省略する。
溝部93fの回転軸方向の断面形状については、他の実施例と同様に開口幅Fがねじりコイルばね47の線径よりも広く、潤滑剤を溝内部に溜めることができるような形状であればよい。また、第2腕部47bが受け部26cに当接する。そして、オルダムカップリング90はドラム62に向かう方向に付勢され、駆動側現像サイド部材26の穴部26dに当接する。これにより、装置本体Aに対するカートリッジB装着時において、オルダムカップリング90の位置が決まるため、オルダムカップリング90と装置本体Aに設けられた第2駆動軸(不図示)との係合をより確実にすることができる。
Claims (15)
- 画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、
前記装置本体から駆動力を受け、回転する回転体と、
駆動軸を介して前記装置本体からの前記駆動力を受ける力受け部を有し、回転することで前記回転体へ前記駆動力を伝達し、前記回転体に対し移動可能なカップリング部材と、
前記カップリング部材を付勢する線材形状の付勢部材と、
を有し、
前記カップリング部材は、前記付勢部材が当接する溝部を備え、前記溝部の開口幅は前記付勢部材の線径よりも大きいことを特徴とするプロセスカートリッジ。 - 前記溝部は、潤滑剤が溜められていることを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記溝部は、前記カップリング部材の周方向に延びて円環状に形成され、前記溝部の回転軸方向の断面形状が、円弧形状であることを特徴とする請求項1または2に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記溝部は、前記カップリング部材の周方向に延びて円環状に形成され、最下部から開口部に向かってテーパ形状であることを特徴とする請求項1または2に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記カップリング部材は、前記力受け部とは反対側に前記回転体と係合する係合部を有し、前記係合部と前記力受け部との間において、前記回転体の回転軸線と同軸の円周面を有する円周形状部と、前記円周形状部の前記力受け部の側の端部から前記力受け部の側へ拡径して延びるテーパ面を有するテーパ形状部と、を有することを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記溝部は、前記円周形状部と前記テーパ形状部の間において、前記カップリング部材の周方向に延びて円環状に形成されることを特徴とする請求項5に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記溝部は、前記テーパ形状部の表面上において、前記カップリング部材の周方向に延びて円環状に形成されることを特徴とする請求項5に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記力受け部は、プロセスカートリッジが前記装置本体における所定の装着位置にあるときに前記駆動軸と係合するものであり、
前記付勢部材は、プロセスカートリッジが前記装置本体に装着される際に、プロセスカートリッジが前記装着位置まで移動する際の装着方向において、前記力受け部を設けた側が前記装着方向の下流側に傾くように前記カップリング部材を付勢する請求項6または7に記載のプロセスカートリッジ。 - 前記溝部は、前記円周形状部の表面上において、前記カップリング部材の周方向に延びて円環状に形成されることを特徴とする請求項5に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記カップリング部材は、前記駆動軸と係合する前記力受け部と、前記回転体と係合する係合部と、前記力受け部と前記係合部とを接続する中間係合部とを有し、前記駆動軸から受ける前記駆動力により回転することで前記回転体へ前記駆動力を伝達し、
前記中間係合部は、前記カップリング部材の回転軸線方向と交差する方向であって、プロセスカートリッジが前記装置本体に装着される際に、プロセスカートリッジが前記装置
本体における所定の装着位置まで移動する際の装着方向において、前記力受け部と前記伝達部が相対的に変位可能に、前記力受け部と前記伝達部と接続することを特徴とする請求項1または2に記載のプロセスカートリッジ。 - 前記力受け部および前記伝達部は、前記中間係合部が有する溝と係合するリブをそれぞれ備えることを特徴とする請求項9に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記カップリング部材は、前記力受け部の表面にて周方向に延びた前記円環状の溝部を有し、
前記付勢部材が前記溝部に当接し付勢力が働くことにより、
前記力受け部は、前記中間係合部が有する溝に沿って前記装着方向へ摺動することができる請求項10または11に記載のプロセスカートリッジ。 - 前記付勢部材は、プロセスカートリッジが前記装置本体に装着される際に、前記装着方向において、前記力受け部が前記係合部に対して前記装着方向の下流側に位置するように、前記力受け部を付勢することを特徴とする請求項6または7に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記力受け部および前記伝達部は、互いに略直交する方向に移動可能となるように前記中間係合部と接続することを特徴とする請求項10または11に記載のプロセスカートリッジ。
- 装置本体と、
請求項1〜14のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
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