JP2018200357A - カートリッジ - Google Patents

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広幸 宗次
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剛史 尾崎
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Yosuke Kashiide
陽介 樫出
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Abstract

【課題】 ユーザビリティを損なうことを抑制しつつ、一度装着されたカートリッジを画像形成装置から取り外した後に、現像ユニットや感光体ユニットの破損やこれらが不適切な状態で装着されることを抑制する。【解決手段】 感光体ユニットCと、感光体ユニットCに対して移動して、第1位置と第2位置との間を可能な現像ユニットB1と、現像ユニットB1に接触して現像ユニットB1の第1位置から第2位置へ向かう移動を規制する規制位置と、現像ユニットB1の移動を規制しない非規制位置と、の間を移動可能な規制部材955と、規制部材955を付勢して非規制位置から規制位置へ移動させることが可能な付勢部材956と、を有するカートリッジ。【選択図】 図1

Description

本発明は、電子写真画像形成装置に装着して使用されるカートリッジに関する。
電子写真画像形成装置(以下、画像形成装置と称す)とは、電子写真方式の画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば複写機、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等である。感光体や現像剤担持体及び現像剤などの消耗品を画像形成装置の本体に着脱可能なカートリッジに収容し、このカートリッジを交換することで画像形成装置のメンテナンスを行うことを可能にした構成が一般的である。
特許文献1には、感光体を備える感光体ユニットと、現像ローラを備える現像ユニットを備え、現像ユニットが感光体ユニットに対して移動可能なカートリッジが開示されている。また、特許文献1には、感光体ユニットに対する現像ユニットの移動を規制するフック(規制部材)をカートリッジに設けた構成が開示されている。
特開2005−99517
現像ユニットが感光体ユニットに対して移動可能な構成では、カートリッジが画像形成装置に装着されていない状態において、使用者が現像ユニットを感光体ユニットに対して移動させてしまう可能性がある。現像ユニットが感光体ユニットに対して激しく動かされた時などは、現像ユニットや感光体ユニットに衝撃力が伝わって、これらが破損する虞がある。また、カートリッジを画像形成装置に装着する際に、勢いよくカートリッジを装着される場合などは、感光体ユニットに対する現像ユニットの位置が安定せず、感光体ユニット及び現像ユニットを適切な状態で装着できない虞がある。
特許文献1によれば、フックによって感光体ユニットに対する現像ユニットの移動を規制し、上述した現像ユニットや感光体ユニットの破損を抑制することや、感光体ユニット及び現像ユニットを適切な状態で装着されることが可能となる。
しかしながら、特許文献1の構成では、一度カートリッジを画像形成装置の本体に装着した場合や、画像形成装置に装着する前に誤ってフックを移動させた場合などは、フックが規制を解除した非規制位置に移動する。このため、画像形成装置に装着されたカートリッジを画像形成装置から取り外すと、現像ユニットを感光体ユニットに対して移動させられる状況や、規制が解除されたまま再びカートリッジを画像形成装置に装着する状況が発生してしまう。画像形成装置に装着されたカートリッジを画像形成装置から取り外す必要がある状況は、例えば、ジャム処理、清掃などのカートリッジ自体のメンテナンス、現像ユニットに装着された現像剤を供給する現像剤ユニットを交換する作業の為などで発生する。
画像形成装置からカートリッジを取り外した後にフックを非規制位置から規制位置へと動かすことを使用者に求めるのは、ユーザビリティの観点で好ましくない。
そこで、本開示は上記課題に鑑みて、ユーザビリティを損なうことを抑制しつつ、一度装着されたカートリッジを画像形成装置から取り外した後に、現像ユニットや感光体ユニットの破損やこれらが不適切な状態で装着されることを抑制することを目的とする。
本開示は、感光体を備える感光体ユニットと、前記感光体に現像剤を供給する現像剤担持体を備え、前記感光体ユニットに対して移動して、前記現像剤担持体が前記感光体へ前記現像剤を供給する第1位置と前記第1位置よりも前記現像剤担持体が前記感光体から遠い位置にある第2位置との間を可能な現像ユニットと、前記現像ユニットに接触して前記現像ユニットの前記第1位置から前記第2位置へ向かう移動を規制する規制位置と、前記現像ユニットの移動を規制しない非規制位置と、の間を移動可能な規制部材と、前記規制部材を付勢して前記非規制位置から前記規制位置へ移動させることが可能な付勢部材と、
を有することを特徴とする。
本開示によれば、ユーザビリティを損なうことを抑制しつつ、一度装着されたカートリッジを画像形成装置から取り外した後に、現像ユニットや感光体ユニットの破損やこれらが不適切な状態で装着されることを抑制することができる。
(a)プロセスカートリッジの側面図、(b)プロセスカートリッジの側面図、(c)プロセスカートリッジの側面図の部分拡大図、(d)プロセスカートリッジの側面図の部分拡大図。 画像形成装置の概略断面図。 プロセスカートリッジの概略断面図。 (a)駆動側から見た現像ユニットの駆動側部分の分解斜視図、(b)非駆動側から見た現像ユニットの駆動側部分の分解斜視図。 (a)非駆動側から見た現像ユニットの非駆動側部分の分解斜視図、(b)駆動側からみた現像ユニットの非駆動側部分の分解斜視図。 現像サイドカバーの駆動側現像軸受への取り付けを示す図。 現像ユニットの駆動側分解斜視図。 感光体ユニットの斜視図。 カップリングレバー及びカップリングレバーバネの構成、及びこれらのドラム軸受部材への取り付けを説明する図。 プロセスカートリッジの分解斜視図。 (a)プロセスカートリッジの側面図、(b)位相規制ボスと駆動側現像軸受の関係を示す図、(c)プロセスカートリッジの側面図、(d)位相規制ボスと駆動側現像軸受の関係を示す図。 駆動側現像軸受とカップリング部材の関係を示す図。 画像形成装置本体を非駆動側から見た斜視説明図。 画像形成装置本体を駆動側から見た斜視説明図。 プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着途中の状態を示す図。 プロセスカートリッジが画像形成装置本体に装着完了した状態を示す図。 プロセスカートリッジ及び駆動側ガイド部材を示す図。 プロセスカートリッジ及び駆動側ガイド部材を示す図。 プロセスカートリッジの側面図。 プロセスカートリッジの側面図。 プロセスカートリッジの側面図。
[第1実施形態]
第1実施形態としての、カートリッジ、及び、それを装着可能な画像形成装置を、図面に則して説明する。プロセスカートリッジPは、感光ドラム(像担持体)10を備える感光体ユニットCと、感光ドラム10に形成された静電潜像に付着させるトナー(現像剤)を担持する現像ローラ(現像剤担持体)13を備える現像ユニットB1とに大別される。感光体ユニットCと現像ユニットB1が一体的に画像形成装置A1に着脱可能な1つのプロセスカートリッジPを構成する。
以下の説明において、プロセスカートリッジP、感光体ユニットC、および、現像ユニットB1の長手方向とは、それぞれ感光ドラム10の回転軸線L1(図8(a)参照)、現像ローラ13の回転軸線L9(図6(a)参照)と平行な方向である。感光体ユニットCと現像ユニットB1が結合され一体化された状態では、現像ユニットB1が感光体ユニットCに対してどのような位置にあっても、感光ドラム10の回転軸線L1と現像ローラ13の回転軸線L9は平行である。また、プロセスカートリッジPが画像形成装置A1に装着された状態では、感光ドラム10の回転軸線L1、及び、現像ローラ13の回転軸線L9は、記録媒体の搬送方向と直交(交差)するである。また、プロセスカートリッジP、感光体ユニットC、および、現像ユニットB1の短手方向とは、感光ドラム10の回転軸線L1、及び、現像ローラの回転軸線L9と直交する方向である。本実施形態では、プロセスカートリッジPを画像形成装置A1の装置本体A2へ着脱する方向は、プロセスカートリッジPの短手方向である。
<画像形成装置の全体構成及び画像形成プロセス>
まず、図2を用いて、本発明の一実施形態を適用した画像形成装置の全体構成について説明する。図2は、画像形成装置の概略断面図であり、その断面は感光ドラムの回転軸線L1に直交する。図3は、プロセスカートリッジPの概略断面図であり、その断面は感光ドラムの回転軸線L1に直交する
図2に示す画像形成装置A1は、パーソナルコンピュータなどの外部機器から通信された画像情報に応じて、電子写真画像形成プロセスによって記録媒体2にトナーt2による画像を形成するものである。記録媒体2の一例として、記録紙、ラベル紙、OHPシート、布等が挙げられる。画像形成装置A1の装置本体A2には、現像ユニットB1と感光体ユニットCとが一体となったプロセスカートリッジPが、使用者によって取り付け、及び、取り外しが可能である。
図3に示すように、現像ユニットB1は、現像枠体としての現像容器16に、現像ローラ(現像部材)13や現像ブレード15等を備えている。また、感光体ユニットCは、クリーニング枠体21に、感光ドラム10や帯電ローラ(帯電部材)11等を備えている。
また、現像ユニットB1の装着部(現像剤ユニット装着部)19には、トナーボトル(現像剤ユニット)Tが取り外し可能に装着されている。トナーボトルTには、現像ユニットB1に供給するためのトナーt2が収納されている。
現像容器16の現像剤収納部16aに収納されたトナーt2は、現像容器16に回転可能に支持された現像剤搬送部材17が矢印X17方向に回転することによって、現像容器16の開口部16bから現像室16c内へ送り出される。現像容器16には、マグネットローラ12を内蔵した現像ローラ13が設けられている。具体的には、現像ローラ13は、軸部13eとゴム部13dから構成される。軸部13eは、アルミ等の導電性の細長い円筒状であり、その長手方向で中央部はゴム部13dで覆われている。ここで、ゴム部13dは、外形形状が軸部13eと同軸線上になるように軸部13eに被覆されている。現像ローラ13は、マグネットローラ12の磁力によって、現像室16cのトナーt2を現像ローラ13の表面に引き寄せる。また、現像ブレード15は、板金からなる支持部材15aとウレタンゴムやSUS板等からなる弾性部材15bから構成され、弾性部材15bが現像ローラ13に対して一定の接触圧をもって弾性的に接触するように設けられている。そして、現像ローラ13が回転方向X5に回転することで、現像ローラ13の表面に付着するトナーt2の量を規定し、トナーt2に摩擦帯電電荷を付与する。これにより、現像ローラ13表面にトナー層が形成される。そして、画像形成装置本体A1から電圧が印加された現像ローラ13を感光ドラム10と接触させた状態で、回転方向X5に回転させることにより、感光ドラム10の現像領域へトナーt2を供給する。
感光ドラム10の外周面には、クリーニング枠体21に回転可能に支持され感光ドラム10方向に付勢された帯電ローラ11が接触して設けられている。帯電ローラ11は、画像形成装置本体A1からの電圧印加によって、感光ドラム10の表面を一様に帯電する。帯電ローラ11に印加する電圧は、感光ドラム10の表面と帯電ローラ11との電位差が放電開始電圧以上となるような値に設定されており、具体的には帯電バイアスとして−1300Vの直流電圧を印加している。このとき、感光ドラム10の表面を帯電電位(暗部電位)−700Vに一様に接触帯電させている。そして、レーザスキャナ1(図2)から出射される画像情報に対応するレーザ光Lにより、感光ドラム10の表面に静電潜像が形成される。その後、感光ドラム10の静電潜像に応じてトナーt2を転移させて静電潜像を可視像化し、感光ドラム10に現像剤像を形成する。
一方、給紙トレイ4に収容された記録媒体2は、前記現像剤像の形成と同期して、給紙ローラ3aとこれに圧接する分離パット3bに規制され、一枚ずつ分離給送される。そして、記録媒体2は、搬送ガイド3dにより、転写手段としての転写ローラ6へと搬送される。転写ローラ6は、感光ドラム10表面に接触するように付勢されている。
次いで、記録媒体2は、感光ドラム10と転写ローラ6とで形成される転写ニップ部6aを通る。このとき、転写ローラ6に現像剤像と逆極性の電圧を印加することで、感光ドラム10表面上に形成された現像剤像が、記録媒体2に転写される。
現像剤像が転写された記録媒体2は、搬送ガイド3fに規制され定着手段5へ搬送される。定着手段5は、駆動ローラ5a、及び、ヒータ5bを内蔵した定着ローラ5cを備えている。そして、記録媒体2は、駆動ローラ5aと定着ローラ5cとで形成されるニップ部5dを通過する際に、熱、及び、圧力を印加され、記録媒体2に転写された現像剤像が記録媒体2に定着される。これによって、記録媒体2に画像が形成される。その後、記録媒体2は、排出ローラ対3gによって搬送されて、排出部3hへ排出される。
<現像ユニットB1>
次に、図4、図5を用いて、現像ユニットB1の構成について説明する。なお、以下の説明において、長手方向に関して画像形成装置本体A1から現像ユニットB1に回転力が伝達される側を「駆動側」と称する。また、長手方向におけるその反対側を「非駆動側」と称す。図4(a)は、駆動側から見た現像ユニットB1の駆動側部分の分解斜視図、図4(b)は、非駆動側からみた現像ユニットB1の駆動側部分の分解斜視図である。図5(a)は、非駆動側から見た現像ユニットB1の非駆動側部分の分解斜視図、図5(b)は、駆動側からみた現像ユニットB1の非駆動側部分の分解斜視図である。図6は現像ユニットB1への駆動伝達構成を示す図である。図6(a)は斜視図、図6(b)は斜視図、図6(c)は回転軸線L3に直交する方向から見た図、図6(d)は回転軸線L3に直交する方向から見た図、図6(e)は回転軸線L3に直交する方向から見た断面図である。
図4、図5に示すように、現像ユニットB1は、現像ローラ13や現像ブレード15等を備えている。現像ブレード15は、支持部材15aの長手方向の駆動側端部15a1、非駆動側端部15a2が現像容器16に対してビス51、ビス52で固定されている。現像容器16の長手両端には、駆動側現像軸受36と非駆動側現像軸受46とがそれぞれ配置されている。現像ローラ13は、駆動側端部13aが駆動側現像軸受36の穴36aと嵌合し、また、非駆動側端部13cが非駆動側軸受46の支持部46fと嵌合することで、回転可能に支持されている。また、現像ローラ13の駆動側端部13aで、駆動側現像軸受36よりも長手方向外側には、現像ローラギア29が現像ローラ13と同軸に配置され、現像ローラ13と現像ローラギア29とが一体的に回転できるように係合している。
駆動側現像軸受36は、その長手外側で駆動入力ギア27を回転可能に支持している。駆動入力ギア27は現像ローラギア29と噛み合っている。
また、駆動入力ギア27と同軸にカップリング部材180が設けられている。現像カートリッジB1の駆動側最端部には、駆動入力ギア27等を長手外側から覆うように現像サイドカバー34が設けられている。現像サイドカバー34の穴34aを通して、カップリング部材180が長手外側に突出している。詳細は後述するが、カップリング部材180は、画像形成装置本体A1に設けられた本体側駆動部材100(図6)と係合し、回転力が伝達される構成となっている。また、その回転力はカップリング部材180の回転力伝達部180c1、180C2を介して駆動入力ギア27の回転力被伝達部27d1(図6参照)、及び回転被伝達部27d2(不図示)に伝わる構成となっている。結果として、カップリング部材180に入力された回転力は、駆動入力ギア27、現像ローラギア29を介して、回転部材としての現像ローラ13へ伝達される構成となっている。
また、駆動側現像軸受36には、駆動側当接離間レバー70が備えられている。さらに、非駆動側現像軸受46には、非駆動側当接離間レバー72が備えられている。
<カップリング部材180及びその周辺構成>
次にカップリング部材180、および、周辺構成について以下に詳細を説明する。図6に示すように、現像カートリッジB1の駆動側には、カップリング部材180、駆動入力ギア27、カップリングバネ185(図7参照)が設けられている。カップリング部材180は、画像形成装置本体A1に設けられた本体側駆動部材100と係合し、回転力が伝達される。
具体的には、図6(b)に示すように、カップリング部材180は、主に回転力受け部180a1、回転力受け部180a2、被支持部180b、回転力伝達部180c1、ガイド部180d、回転力伝達部180c2で構成される。カップリング部材180の回転力受け部180a1、回転力受け部180a2は、駆動入力ギア27の駆動側端部27aより長手方向外側に配置されている。そして、本体側駆動部材100が回転軸線L4周りに矢印X6方向に回転すると、本体側駆動部材100の回転力付与部100a1が回転力受け部180a1と当接し、本体側駆動部材100の回転力付与部100a2が回転力受け部180a2と当接する。これにより、本体側駆動部材100からカップリング部材180に回転力が伝達される。
図6(b)、図6(e)に示すようにカップリング部材180の被支持部180bは略球形状であり、被支持部180bが駆動入力ギア27の内周面の支持部27bに支持されている。また、カップリング部材180の被支持部180bには、回転力伝達部180c1、回転力伝達部180c2が設けられている。回転力伝達部180c1は、駆動入力ギア27の回転力被伝達部27d1と接触する。同様に、回転力伝達部180c2は、駆動入力ギア27の回転力被伝達部27d2と当接する。これにより、本体側駆動部材100から駆動を受けたカップリング部材180によって駆動入力ギア27が駆動され、駆動入力ギア27が回転軸線L3周りに正転方向X6に回転する。
ここで、図6(c)に示すように、本体側駆動部材100の回転軸線L4と駆動入力ギア27の回転軸線L3とが同軸になるように設定する。しかしながら、部品寸法のばらつき等によって、図6(d)に示すように、本体側駆動部材100の回転軸線L4と駆動入力ギア27の回転軸線L3とが同軸から平行に多少ずれる場合がある。このような場合、カップリング部材180の回転軸線L2が駆動入力ギア27の回転軸線L3に対して傾斜した状態で回転し、本体側駆動部材100からカップリング部材180に回転力が伝達される。さらに、駆動入力ギア27の回転軸線L3が本体側駆動部材100の回転軸線L4に対し、同軸から角度をもって多少ずれる場合もある。この場合においては、本体側駆動部材100の回転軸線L4に対して、カップリング部材180の回転軸線L2が傾斜した状態で、本体側駆動部材100からカップリング部材180に回転力が伝達される。
また、図6(a)に示すように、駆動入力ギア27には、駆動入力ギア27の回転軸線L3と同軸に、はす歯ギア、または、平歯ギアであるギア部27cが一体成形で設けられている。そして、ギア部27cが、現像ローラギア29のギア部29aと噛み合う。現像ローラギア29は現像ローラ13と一体的に回転するため、駆動入力ギア27の回転力が、現像ローラギア29を介して現像ローラ13に伝達される。そして、現像ローラ13は回転軸線L9周りに回転方向X5に回転する。
<現像サイドカバー34の取り付け>
図7は現像サイドカバー34の駆動側現像軸受36への取り付けを示す図であり、図7(a)は分解斜視図、図7(b)は現像ローラ13の回転軸線L9から見た側面図である。図7(a)、図7(b)に示すように、現像サイドカバー34は、駆動側現像軸受36の長手方向外側に固定される。具体的には、現像サイドカバー34の位置決め部34r1と駆動側軸受36の被位置決め部36e1とが、位置決め部34r2と被位置決め部36e2とが、それぞれ係合することで、現像サイドカバー34は駆動側現像軸受36に対して位置が決まる。なお、現像サイドカバー34の駆動側現像軸受36に対する固定方法は、ビス、または、接着剤等でよく、その構成を限定するものではない。
現像サイドカバー34を組み付けると、カップリング部材180の回転力受け部180a1、回転力受け部180a2、被ガイド部180d等は、現像サイドカバー34の穴34aを通して、現像カートリッジB1の長手方向外側に露出する。現像サイドカバー34にはカップリングバネ185が取り付けられている。カップリングバネ185は、ねじりコイルバネであり、一端が現像サイドカバー36に、他端がカップリング部材180に当接している。具体的には、カップリングバネ185の位置決め部185aが現像サイドカバー34のバネ支持部34hに支持されている。また、カップリングバネ185の固定腕185bが現像サイドカバー34のバネ係合部34jに固定されている。そして、カップリングバネ185の作用腕185cがカップリング部材180の被ガイド部180dに当接する構成となっている。
<感光体ユニットC>
次に、図8を用いて、感光体ユニットCの構成について説明する。図8(a)は、感光体ユニットCの非駆動側NGから見た斜視図である。図8(b)では、感光ドラム10、帯電ローラ11周辺部の説明のために、クリーニング枠体21やドラム軸受部材930やドラム軸54等を不図示とした斜視図である。図8に示すように、感光体ユニットCは、感光ドラム10や帯電ローラ11等を備えている。クリーニング枠体21、ドラム軸受部材930、ドラム軸受部材931が感光体ユニットCの枠体を構成する。帯電ローラ11は、帯電ローラ軸受67a、帯電ローラ軸受67bによって回転可能に支持され、帯電ローラ付勢部材68a、帯電ローラ付勢部材68bによって感光ドラム10に対して付勢される。帯電ローラ11は、帯電ローラ軸受67a、帯電ローラ軸受67b、帯電ローラ付勢部材68a、及び、帯電ローラ付勢部材68bを介してクリーニング枠体21に支持されている。
感光ドラム10の駆動側端部10aには、駆動側フランジ24が一体的に固定され、感光ドラム10の非駆動側端部10bには、非駆動側フランジ28が一体的に固定されている。駆動側フランジ24や非駆動側フランジ28は、カシメや接着等の手段で感光ドラム10と同軸に固定されている。クリーニング枠体21の長手両端部には、駆動側G端部にドラム軸受部材930が、非駆動側NG端部にドラム軸受部材931が、ビスや接着、圧入等の手段で固定されている。感光ドラム10は、感光ドラム10と一体的に固定された駆動側フランジ24と非駆動側フランジ28が、ドラム軸受30とドラム軸受部材931に固定されたドラム軸54によってそれぞれ回転可能に支持される。
また、帯電ローラ11の長手一端には帯電ローラギア69が固定されており、帯電ローラギア69は駆動側フランジ24のギア部24gと噛み合っている。ドラムフランジ24の駆動側端部24aは、画像形成装置本体A1側から回転力が伝達される構成となっている(不図示)。結果として、感光ドラム10が回転駆動するのに伴って、帯電ローラ11も回転駆動する。前述のように、帯電ローラ11の表面の周速は、感光ドラム10表面の周速に対して105〜120%程度になるように設定されている。
<カップリングレバー955>
規制部材としてのカップリングレバー955、カップリングレバーバネ956の構成、及びこれらのドラム軸受部材930への取り付けについて説明する。図9はカップリングレバー955、カップリングレバーバネ956の構成、及びこれらのドラム軸受部材930への取り付けを説明する図である。図9(a)は斜視図、図9(b)は回転軸線L911の方向から見た側面図、図9(c)は回転軸線L911の方向から見た側面図、図9(d)は回転軸線L911に直交する方向から見た図。
図9に示すように、プロセスカートリッジPの長手方向において、ドラム軸受部材930の内側には、カップリングレバー955とカップリングレバーバネ956とが組付けられる。具体的には、ドラム軸受部材930の円筒形状であるレバー位置決めボス930mとカップリングレバー955の穴部955cとが嵌合され、回転軸線L911を中心に、カップリングレバー955はドラム軸受部材930に対して回動可能に支持されている。また、カップリングレバーバネ956は、ねじりコイルバネであり、一端をカップリングレバー955に、他端をドラム軸受部材930に係合されている。つまり、バネ956の作用腕956aがレバー955のバネかけ部955bに係合される。そして、バネ956の固定腕956cがドラム軸受部材930のバネかけ部930sに係合されている(図9(c)参照)。したがって、カップリングレバー955は、レバー位置決めボス930mで決まる回転軸線L911を中心に回転可能であり、カップリングバネ956によって、矢印X911の方向に常に付勢されている。
ドラム軸受部材930に、カップリングレバー955、及び、バネ956を組み付ける方法について、順を追って説明する。先ず、カップリングレバー955の円筒ボス955aと同軸にバネ956の位置決め部956dを設置する(図9(a))。このとき、バネ956の作用腕956aをカップリングレバー955のバネかけ部955bに係合させる。また、バネ956の固定腕956cを、回転軸線L9を中心として矢印X911方向に変形させておく。次にカップリングレバー955の穴部955cをドラム軸受部材930のレバー位置決めボス930mに挿入する(図9(a)、(b))。挿入の際、カップリングレバー955の抜け止め部955dとドラム軸受部材930の被抜け止部930nとは干渉しない配置となっている。具体的には、図9(b)に示すように、長手方向からみて、カップリングレバー955の抜け止め部955dとドラム軸受部材930の被抜け止部930nとが重ならない配置となっている。
図9(b)に示す状態では、前述のように、カップリングバネ956の固定腕956cを矢印X911方向に変形させている。図9(b)に示す状態から、カップリングバネ956の固定腕956cの変形を解放すると、図9(c)に示すように、固定腕956cはドラム軸受部材930のバネかけ部930sに係合される構成となっている。(図9(c)、(d)参照)。以上でドラム軸受部材930に、カップリングレバー955、及び、カップリングバネ956の組み付けが終了し、カップリングレバー955がドラム軸受部材930に移動可能(回転軸線L911まわりに回転可能)に支持された状態となる。
カップリングレバー955の回転規制部955Y(図9(a)参照)がドラム軸受部材930に干渉しないよう、ドラム軸受部材930には開口930h(図9(a)参照)が設けられている。ドラム軸受部材930にカップリングレバー955を組み付ける際、回転規制部955Yが開口930h内に挿入される。ドラム軸受部材930へのカップリングレバー955の組み付けが完了すると、図9(d)に示すように、回転規制部955Yがドラム軸受部材930の表面から回転軸線L911の方向に突出した状態となる。
なお、このとき、カップリングレバー955の抜け止め部955dは、プロセスカートリッジPの長手方向に沿って見て、ドラム軸受部材930の被抜け止め部930nと重なった状態になる。すなわち、カップリングレバー955は、前記長手方向への移動が規制され、回転軸線L911を中心とした回転のみ可能な構成となっている。
また、後に詳細に説明するが、カップリングレバー955には、現像ユニットB1の一部と接触することで現像ユニットB1の過剰な動きを抑える規制部955zを備えている。
<現像ユニットB1と感光体ユニットCの結合>
次に、現像ユニットB1と感光体ユニットCと結合し、プロセスカートリッジPとする構成について説明する。図10はプロセスカートリッジPの分解斜視図であり、図10(a)は駆動側から見た分解斜視図、図10(b)は非駆動側から見た分解斜視図である。
図10に示すように、クリーニング枠体21の長手両端部には、駆動側端部にドラム軸受部材930が、非駆動側端部にドラム軸受部材931が設けられ、ビスや接着、圧入等の手段で固定されている。感光ドラム10と一体的に固定された駆動側フランジ24の被支持部24fが、ドラム軸受部材930の穴部930aに回転可能に支持されている。また、非駆動側フランジ28の被支持部28f(不図示)が、ドラム軸54によってドラム軸受部材931の穴部931aと同軸に回転可能に支持されている。
さらに、現像ユニットB1は、駆動側現像軸受36に設けられた吊りボス(第1結合部)36rが、ドラム軸受部材930に設けられた吊り穴(第2結合部)930rに嵌合し、回転可能に支持される。また、非駆動側現像軸受46に設けられた吊りボス46rが、ドラム軸受部材931に設けられた吊り穴931rに回転可能に支持される。上記構成により、現像ユニットB1は、感光体ユニットCに対し、駆動側現像軸受36の吊りボス36rと非駆動側現像軸受46の吊りボス46rを軸L90として揺動可能な構成にしている(図10)。また、このとき、現像ユニットB1は、単品状態(自然状態)において感光体ユニットCに対し、不図示のねじりコイルバネである現像付勢部材(別の付勢部材)によって、現像ローラ13と感光ドラム10が当接するように常に付勢されている。現像ユニットB1の付勢方法としては、感光体ユニットCと現像ユニットB1との間にバネを設ける方法や、または、現像ユニットB1の自重を利用する方法など考えられるが手法については問わない。
<カップリング部材180の姿勢>
次にカップリング部材180の姿勢について説明する。図11(a)、図11(b)は、プロセスカートリッジPの側面図である。図11(b)、図11(d)は、位相規制ボス180eと駆動側現像軸受36の関係を示す図である。プロセスカートリッジPの側面図である。図11(a)、図11(c)は、現像ユニットB1と感光体ユニットCとが結合したプロセスカートリッジPga装置本体A2に装着されていない状態を示している。
カップリング部材180の姿勢は、下記の3つの姿勢を取りうる。1つ目は、基準姿勢D900(=駆動伝達可能姿勢)である。基準姿勢D900は、カップリング部材180の回転軸線L2が駆動入力ギア27の回転軸線L3と同軸、または、平行な姿勢を指す。すなわち、図6(a)に示すように、画像形成装置A1の本体駆動部材100とカップリング部材180が係合して、回転力が伝達される状態である。
2つ目は、第1傾斜姿勢D901(=離間時姿勢)である。第1傾斜姿勢D901は、プロセスカートリッジPが画像形成画像形成装置本体A1の内部に位置する状態である。また、第1傾斜姿勢D901は、感光ドラム10と現像ローラ13とが離間した退避位置(離間位置)に位置するときに、カップリング部材180が本体駆動軸としての本体側駆動部材100の方へ向いた姿勢である(図18(b))。
この状態におけるカップリング部材180に作用する力について説明する。図11(a)に示すように、第1傾斜姿勢D901の状態において、カップリングバネ185の作用腕185cがカップリング部材180の被ガイド部180dに当接している。さらに、カップリングバネ185の作用腕185cは、位置決め部185aを中心とした回転軸線X12を中心に矢印L12方向に付勢力が作用するように構成されている。これにより、カップリング部材180は、カップリングバネ185から付勢力F1bを受ける。それによりカップリング部材180は、第一傾斜姿勢D901をとる。
3つ目は、第2傾斜姿勢D902(=装着時姿勢)である。第2傾斜姿勢D902は、プロセスカートリッジPを画像形成装置本体A1に装着する際に、カップリング部材180の回転力受け部180a、被支持部180bが画像形成装置本体A1の本体側駆動部材100の方向へ向いた姿勢である(図15)。
次に、この状態におけるカップリング部材180に作用する力について説明する。図11(c)に示すように、第2傾斜姿勢D901の状態において、カップリング部材180は、カップリングレバーバネ956による付勢力F2、および、カップリングバネ185からの付勢力F1bを受ける。すなわち、それらの合力FL2によって、カップリング部材180は、第2傾斜姿勢D902をとる。
<カップリング部材180と駆動側現像軸受36との関係>
ここで、カップリング部材180と駆動側現像軸受36との係合関係を説明する。図12は駆動側現像軸受36とカップリング部材180との関係を示した図である。図12(a)は、駆動側現像軸受36とカップリング部材180の位置を示した斜視図である。図12(b)は、駆動側現像軸受36を駆動側正面からみた図である。図12(c)は、図12(b)において、KA断面から見た図であり、図12(d)は、図12(b)において、KB断面から見た図である。
図12(a)に示すように、カップリング部材180は、回転軸線L2と同軸であって自由端部180aとは逆側の端部に、被位置決め部(突出部)としての位相規制ボス180eを有する。一方、駆動側現像軸受36には凹形状の位相規制部36kbが設けられている。特に位相規制部36kbは、駆動入力ギア27の回転軸線L3中心から矢印K1a方向に凹んだ第一傾斜規制部36kb1、矢印K2a方向に凹んだ第二傾斜規制部36kb2が設けられている。ここで、第一傾斜規制部36kb1は、カップリング部材180が離間時姿勢のときの位置を決めるため、離間時位置決め部として機能する。また、第二傾斜規制部36kb2は、カップリング部材180が装着時姿勢のときの位置を決めるため、装着時位置決め部として機能する。
ここで、カップリング部材180の被位置決め部としての位相規制ボス180eは、駆動側現像軸受36の位相規制部36kb内に配置されている。すなわち、カップリング部材180の位相規制ボス180eは、駆動側現像軸受36の位相規制部36kbでその位置を規制されている。言い換えると、カップリング部材180の位相規制ボス180eは駆動側現像軸受36の位相規制部36kb内を移動可能であり、特に、第一傾斜規制部36kb1、及び、第二傾斜規制部36kb2に移動可能な構成となっている。即ち、カップリング部材180の位相規制ボス180eが付勢力F1bにより第一傾斜規制部36kb1に移動した時、カップリング部材180の自由端部180a(回転力受け部180a1、180a2)及び被ガイド部180dは、矢印K1b方向に傾斜する。なお、矢印K1b方向は矢印K1aと反対である。つまり、このときカップリング部材180は第1傾斜姿勢D901を取る。
また、カップリング部材180の位相規制ボス180eが、前述の合力FL2によって第二傾斜規制部36kb2に移動したときは、自由端部180a、及び、繋ぎ部としての被ガイド部180dは、矢印K2aと反対方向である矢印K2b方向に傾斜する。すなわち、カップリング部材180は、第2傾斜姿勢D902をとる。
<規制部材の作用の説明>
次に図1(a)、図1(b)を用いて、規制部材としてのカップリングレバー955の作用について説明する。図1(a)は、感光ドラム10の回転軸線L1に平行な方向から見た、感光ドラム10と現像ローラ13が当接した状態における、プロセスカートリッジPの側面図である。図1(b)感光ドラム10の回転軸線L1に平行な方向から見た、感光ドラム10と現像ローラ13が離間した状態における、プロセスカートリッジPの側面図である。図1(a)、図1(b)はいずれも、プロセスカートリッジPが装置本体A2から取り外された自然状態を示しており、カップリングレバー955と現像サイドカバー34の関係を示すため、カップリングレバー955の一部を透過図として破線で表している。
前述の通り、現像ユニットB1は駆動側現像軸受36の吊ボス36rを中心に現像ローラ13とドラム10が離れる方向(矢印L55)に回転可能である。ここで、カップリングレバー955は、その回転中心L911とカップリング部材180の間に現像ユニットB1の移動を規制する為の規制部955zを備えている。カップリングレバー955はカップリングレバーバネ956(図9参照)によってX911方向に付勢され、ガイド部955eがカップリング部材180の被ガイド部180dに当接することで、カップリングレバー955の位置が決まっている(図11参照)。
また、現像サイドカバー34は、被規制部34zを備える。図1(a)に示すように、感光ドラム10と現像ローラ13が当接している時、カップリングレバー955の規制部955zと現像サイドカバー34の被規制部34zは互いに対向するように配置され、クリアランスδ10を有している。
次に、図1(b)に示すように、感光ドラム10と現像ローラ13が一定量δ15離間するように現像ユニットB1が矢印L55方向に移動した場合に、カップリングレバー955の規制部955zと現像サイドカバー34の被規制部34zが接触する。このため、現像ユニットB1はこれ以上矢印L55方向に移動することができない(移動を規制される)。この時のカップリングレバー955の位置を現像ユニットB1の矢印L55方向への移動を規制する規制位置とする。ここで、規制部955zと被規制部34zの接触点を点Pzとする。規制部955zは、カップリングレバー955の回転中心L911と同心円の面で形成されている。その為、現像ユニットB1が矢印L55方向に移動することを規制する際に、カップリングレバー955の接触点Pzに力F30が作用する。さらに、その力F30は、カップリングレバー955の回転中心L911の方向に作用する。カップリングレバー955は回転中心L911を中心に回転可能(矢印X911、矢印X912方向)に構成されている。なお、カップリングレバー955の回転軸線は感光ドラム10の回転軸線L1と平行である。一方、力F30は、カップリングレバー955の回転中心L911の方向に作用し、カップリングレバー955を回転させるモーメントを発生させない。このため、カップリングレバー955は力F30が作用しても回転しない。
このように、現像ユニットB1は被規制部34zがカップリングレバー955の規制部955zに当接して矢印L55方向の移動量は所定量(現像ローラ13が感光ドラム10から距離δ15だけ離れるだけの移動量)以下に規制される。これにより、画像形成装置本体A1の外などでユーザが現像ユニットB1を感光体ユニットCに対して過剰に移動させるなどにより、現像ユニットB1及び感光体ユニットCに衝撃を与えてしまうことが防止される。このため、プロセスカートリッジPの不用意な破損を防止できる。さらに、生産されたプロセスカートリッジPを輸送する際に、振動や衝撃が加わった場合でも、現像ユニットB1の移動は最小限に規制されている為、現像ユニットB1及び感光体ユニットCに作用する衝撃を抑制することができる。
<規制部の変形例>
次に規制部955zの変形例について図1(c)、図1(d)を用いて説明する。図1(c)、図1(d)は、感光ドラム10の回転軸線L1に平行な方向から見た、感光ドラム10と現像ローラ13が離間した状態におけるプロセスカートリッジPの側面図のうち、規制部955zの近傍部分の拡大図である。
規制部955zの面の形状は、前述の限りではなく、図1(c)に示すように、カップリングレバー955の回転中心L911と接触点Pzを結んだ直線L50と略垂直な平面でも良い。
また、図1(d)に示す通り、カップリングレバー955と現像ユニットB1の接触部が複数点(Pz1、Pz2)あり、その点から受ける力(F36、F37)の合力F38が、カップリングレバー955の回転中心L911に向かう構成でも良い。
<画像形成装置本体A1に対するプロセスカートリッジPを着脱するための構成>
次に図13〜図16を用いて、画像形成装置本体A1に対するプロセスカートリッジPの装着方法について説明する。図13は、画像形成装置本体A1を非駆動側から見た斜視説明図であり、図14は、画像形成装置本体A1を駆動側から見た斜視説明図である。図15は、プロセスカートリッジPが画像形成装置本体A1に装着途中の状態を示す図であり、感光ドラム10の回転軸線L1の方向から見た図である。図16は、プロセスカートリッジPが画像形成装置本体A1に装着完了した状態を示す図であり、感光ドラム10の回転軸線L1の方向から見た図である。
図13に示すように、プロセスカートリッジPの非駆動部側にドラム軸受部材931が設けられ、ドラム軸受部材931には被ガイド部931dが設けられている。この被ガイド部931dは、位置決め部931bと回転止め部931cを有する。
また、図14に示すように、プロセスカートリッジPの駆動部側にドラム軸受部材930が設けられ、ドラム軸受部材930には、被ガイド部930dが設けられている。この被ガイド部930dは、位置決め部930bと回転止め部930cを有する。
一方、図13、図14に示すように、画像形成装置本体A1の駆動側には、画像形成画像形成装置本体A1の筐体を構成する駆動側側板990が設けられている。そして、駆動側側板990に、駆動側ガイド部材992が設けられている。また、非駆動側側板991に、非駆動側ガイド部材993が設けられている。また、駆動側ガイド部材992には、ガイド部992cが設けられ、非駆動側ガイド部材993には、ガイド部993cが設けられている。そして、駆動側ガイド部材992のガイド部992cと、非駆動側ガイド部材993のガイド部993cには、プロセスカートリッジPの着脱経路X903に沿った溝形状が形成されている。さらに、駆動側ガイド部材992には、プロセスカートリッジPの装着過程において、カップリングレバー955の回転規制部(被押圧部)955yと当接し押圧する突き当て部992yが設けられている。
<装置本体A2へのプロセスカートリッジPの装着>
装置本体A2へのプロセスカートリッジPの装着方法について説明する。図13、図14に示すように、画像形成装置本体A1の上部に配置され開閉可能な本体カバー941を開放方向D91へ回動させる。これにより、画像形成装置本体A1内が露出する。
プロセスカートリッジPの感光体ユニットCの非駆動側には、ドラム軸受部材931が、駆動側にはドラム軸受部材930がそれぞれ設けられている。そして、ドラム軸受部材931の被ガイド部931d(図13)と画像形成装置本体A1の非駆動側ガイド部材993のガイド部993c(図14)とを係合させる。且つ、プロセスカートリッジPのドラム軸受部材930の被ガイド部930d(図14)と画像形成装置本体A91の駆動側ガイド部材992のガイド部992c(図13)とを係合させる。これにより、プロセスカートリッジPは、感光体ユニットCが、ガイド部992c、及びガイド部993cにガイドされ、ガイド部992c、及びガイド部993cによって形成された着脱経路X903に沿って、画像形成装置本体A1内に挿入される。なお、着脱経路X903をプロセスカートリッジPが移動する方向は、感光ドラム10の回転軸線L1に交差(直交)する方向である。
また、プロセスカートリッジPを画像形成装置本体A1に装着する際には、カップリング部材180は前述の第二傾斜姿勢D902の状態で画像形成装置本体A1内に挿入される。ドラム軸受部材930の位置決め部930bが、駆動側押圧部材982から付勢力を受ける。これによって、位置決め部930bが、駆動側ガイド部材992に設けられた位置決め部992fと当接する(図16参照)。
非駆動側についても、駆動側と同様な構成で、プロセスカートリッジPの非駆動側が被駆動側ガイド部材993へ位置決め固定される。
これらにより、プロセスカートリッジPは、ドラム軸受部材930が駆動側ガイド部材992に位置決め固定され、ドラム軸受部材931が非駆動側ガイド部材993へ位置決め固定される(図16参照)。
<プロセスカートリッジPの装着過程でのカップリング部材180の動作>
次に、プロセスカートリッジPの装着過程でのカップリング部材180の動作について図15、図16を用いて説明する。図15は、プロセスカートリッジPの装着過程で、プロセスカートリッジPが着脱経路X903a上にある状態を示している。図16は、プロセスカートリッジPの装着が完了した状態を示している。
プロセスカートリッジPが着脱経路X903a上にある時、カップリング部材180の回転力受け部180a1,180a2が、画像形成装置本体A1の本体側駆動部材100の方向(装着方向)に向くように構成されている。
プロセスカートリッジPの装着過程において、カップリング部材180は、カップリングレバー955とカップリングバネ956とからの付勢力によって、第二傾斜姿勢D2を保ったままである。そして、カップリング部材180の円環部180fと本体駆動部材100とが当接した後、さらにプロセスカートリッジPを装着方向X903に挿入する。すると、図16のように、カップリングレバー955の回転規制部955yは、駆動側ガイド部材992の突き当て部992yと当接する。これは、回転規制部955Yが、装着方向X903に直交し感光ドラム10の回転軸線L1に平行な方向に関して、カップリングレバー955のドラム軸受部材930の表面から突出した部分に設けられているからである。
プロセスカートリッジPを更に装着方向X903に挿入すると、カップリングレバー955は、突き当て部992yに押圧されて回動軸線L911を中心に矢印X912方向へ回転する。これにより、ガイド部955eは、カップリング部材180の被ガイド部180dから離間する。プロセスカートリッジPの装着が完了した時に、回転規制部955yが突き当て部992yと当接することで決まったカップリングレバー955の位置を非規制位置とする。カップリングレバー955が非規制位置にある時、面955wは、被規制部34zと接触できず、現像サイドカバー34の位置を規制しない。
そして、カップリング部材180は、本体駆動部材100と係合し、現像入力ギア27の回転軸線と同軸上に配置する。言い換えると、カップリング部材180の回転力受け部180a1、180a2と本体側駆動部材100の回転力付与部100a(100a1,100a2)とが係合可能な位置となっている(図6)。このときのカップリング部材180の姿勢が基準姿勢D900である。このとき、カップリング部材180の位相規制ボス180eは、駆動側現像軸受36の第二傾斜規制部36kb2から離脱し、駆動側現像軸受36の位相規制部36bのどこにも当接していない(図12(c))。
ここで、プロセスカートリッジPを画像形成装置本体A1に装着する際の、規制部材としてのカップリングレバー955の作用について図17(a)、図17(b)を用いて説明する。図17(a)、図17(b)は、それぞれ感光ドラム10の回転軸線L1に平行な方向から見たプロセスカートリッジP及び駆動側ガイド部材92を示す図である。
図17(a)に示すように、プロセスカートリッジPを画像形成装置本体A1に装着する際、矢印X903a方向に加速度をもって移動される場合がある。その場合、現像ユニットB1の重心点G10には矢印X903aと平行な方向に慣性力F700が作用する。ここで、前述の通り、現像ユニットB1は感光体ユニットCに対して吊ボス36rを中心に回転可能である。その為、現像ユニットB1には慣性力F700によって吊りボス36rを中心とした時計方向のモーメントM10が作用する。その結果、現像ユニットB1は感光体ユニットCに対して、矢印L55方向に移動する。
しかし、前述の通り、カップリングレバー955の規制部955zと現像サイドカバー34の被規制部34zが点Puで接触する為、一定量現像ユニットB1が矢印L55方向に移動したところで、移動が規制される。その結果、プロセスカートリッジPの装着過程で係合するプロセスカートリッジPのカップリング部材180と画像形成装置本体A1の本体駆動部材100の芯ズレ量δ45を小さくすることができる。このとき、芯ずれ量とは、プロセスカートリッジPを画像形成装置本体A1に装着する方向X903aに対して垂直な方向における、カップリング部材180の中心と本体駆動部材100の中心のズレ量である。この結果、カップリング部材180を本体駆動部材100に適切に係合させた状態でプロセスカートッジPを装置本体A2に装着することができる。換言すれば、感光体ユニットC及び現像ユニットB1が適切な状態でプロセスカートリッジPを装置本体A2に装着することができる。
ここで、カップリング部材180と本体駆動部材100の芯ズレ量δ45は、図1(a)に示したカップリングレバー955の規制部955zと現像サイドカバー34の被規制部34zのクリアランスδ10の大きさによってコントロールできる。このため、カップリング部材180と本体駆動部材100が係合できるズレ量δ45に基づき、カップリングレバー955の規制部955zと現像サイドカバー34の被規制部34zのクリアランスδ10を適宜設定すれば良い。
ここで、図17(b)を用いて、規制部材としてのカップリングレバー955を備えていない場合について説明する。カップリングレバー955が無い構成において、プロセスカートリッジPを画像形成装置本体A1に矢印X903方向の加速度を持って移動させた場合、前述の通り現像ユニットB1に時計方向のモーメントM10が作用する。その結果、現像ユニットB1は感光体ユニットCに対して、矢印L55方向に移動する。
しかし、カップリングレバー955が無い場合は、前述のカップリングレバー955を備えた構成よりも矢印L55方向に大きく現像ユニットB1が移動することになる。その為、プロセスカートリッジの装着過程で係合する必要があるプロセスカートリッジPのカップリング部材180と画像形成装置本体A1の本体駆動部材100のズレ量δ55がカップリングレバー955を備えた構成よりも大きくなる。その結果、プロセスカートリッジPを装着する過程で、プロセスカートリッジPのカップリング部材180と画像形成装置本体A1の本体駆動部材100が接触することができず、係合ができない。すなわち、プロセスカートリッジPは画像形成装置本体A1から駆動伝達を受けることができない。この状態は、感光体ユニットC及び現像ユニットB1が不適切な状態でプロセスカートリッジPを装置本体A2に装着された状態であると言える。
このように、上述のようにカップリングレバー955の規制部955zによって現像ユニットB1の感光体ユニットCに対する相対移動を規制することで、カップリング部材180と画像形成装置本体A1の本体駆動部材100を安定して係合させることができる。
<現像当接離間>
本実施形態では、表面に現像剤t2を担持した現像ローラ13を感光ドラム10に直接接触させることで感光ドラム10上の静電潜像を現像する、いわゆる接触現像方式を用いる。現像ローラ13は、軸部13eとゴム部13dから構成される。軸部13eは、アルミ等の導電性の細長い円筒状であり、その長手方向で中央部はゴム部13dで覆われている(図6参照)。ここで、ゴム部13dは、外形形状が軸部13eと同軸線上になるように軸部13eに被覆されている。そして、軸部13eの円筒内にはマグネットローラ12が内蔵されている。ゴム部13dは、周面に現像剤tを担持し、軸部13eにバイアスを印加する。そして、現像剤tを担持した状態のゴム部13dを感光ドラム10の表面と接触させることによって、感光ドラム10上の静電潜像を現像する。
本実施形態においては、前述した通り、現像ユニットB1が不図示の現像付勢部材によってドラムカートリッジCに対し、現像ローラ13と感光ドラム10が当接する方向に常に付勢されている。
ここで、感光ドラム10に対して現像ローラ13が接触する状態は現像ローラ13上に担持体されたトナーt2を感光ドラム10に供給し、付着させることが可能であり、この時の感光ドラム10に対する現像ユニットB1の位置を第1位置とする。
図18(a)は、現像ローラ13と感光ドラム10とが当接した当接状態にあるプロセスカートリッジPと駆動側ガイド部材992を感光ドラム10の軸線方向から見た図であり、感光ドラム10に対して現像ユニットB1が第1位置にある。図18(b)は、現像ローラ13と感光ドラム10とが離間した現像カートリッジB1の離間状態にあるプロセスカートリッジPと駆動側ガイド部材992を感光ドラム10の軸線方向から見た図である。ここで、本実施形態のような接触現像方式の場合、常に現像ローラ13が感光ドラム10に接触したままの状態が維持されると、現像ローラ13のゴム部13bが変形する恐れがある。このため、非現像時には、現像ローラ13を感光ドラム10から離間しておくことが好ましい。つまり、感光ドラム10に対して現像ローラ13が接触した状態と、感光ドラム10から現像ローラ13が離間した状態とをとることが好ましい。
図18(a)に示すように駆動側当接離間レバー70には、現像ローラ13方向に突出した被離間面70gが設けられている。被離間面70gは、画像形成装置本体A1に設けられた押圧部材150に設けられた第一当接面150aに係合可能な構成となっている。さらに、押圧部材150は不図示のモータからの駆動力を受け、矢印N8方向に移動可能な構成となっている。なお、当接状態において、突き当て部922Yが回転規制部955Yに当接しているので、カップリングレバー955は非規制位置にある。
次に、現像ローラ13と感光ドラム10が離間した状態へ移行する動作について説明する。図18(a)に示した現像ローラ13と感光ドラム10の当接状態では第一当接面150aと被離間面70gは距離δ5の隙間を有した状態で離間している。
図18(b)は押圧部材150が矢印N8方向へ距離δ7だけ移動した状態を示している。押圧部材150が矢印N8方向へ移動したことにより、駆動側当接離間レバー70の被離間面70gと押圧部材150の第一当接面150aとが当接する。このとき、現像ユニットB1は、矢印L55方向に揺動可能に支持されている。その為、押圧部材150が矢印N8方向へ移動することによって、現像カートリッジB1は矢印L55方向へ移動する。この時、現像ローラ13と感光ドラム10とは互いに距離δ8だけ隙間をもって離間した状態となる。ここで、この感光ドラム10と現像ローラ13がδ8だけ離間した状態における、感光ドラム10に対する現像ユニットB1の位置を第2位置とする。つまり、現像ユニットB1が第2位置にある時、現像ユニットB1が第1位置にある時よりも、現像ローラ13は感光ドラム10から遠い位置にある。換言すれば、現像ローラ13と感光ドラム10の回転中心間距離は、現像ユニットB1が第2位置にある時の方が現像ユニットB1が第1位置にある時よりも長い。
非駆動側も駆動側と同様の構成であり、駆動側当接離間レバー70を押圧する押圧部材150とは別の押圧部材150によって非駆動側当接離間レバー72が押圧される。これにより、現像ユニットB1が駆動側現像軸受36に設けられた吊りボス36r(図18)中心に矢印L55方向に回動する。その結果、現像ローラ13と感光ドラム10が互いに距離δ8だけ離間する。
このように、画像形成装置本体A1に設けられた押圧部材150の位置により、感光ドラム10と現像ローラ13との接触状態、或いは離間状態、すなわち、現像カートリッジB1の現像位置(第1位置)、退避位置(第2位置)とを必要に応じて選択される。
ここで、図18(a)に示す現像ローラ10と感光ドラム13が当接した状態から図18(b)に示す現像ローラ10と感光ドラム13が離間した状態へ遷移する際、ドラム軸受部材930は、駆動ガイド部材992に位置決め固定された状態である。つまり、カップリングレバー955の回転規制部955Yに突き当て部922Yが当接して非規制位置で維持され、ガイド部955eは、カップリング部材180の被ガイド部180dから退避している。このとき、カップリングレバー955の規制部955zは、現像ユニットB1が矢印L55方向に回転した場合の現像サイドカバー34の被規制部34zの軌跡K34から退避している。その為、現像ユニットB1の矢印L55方向の離間動作は規制されない。
<装置本体A2からのプロセスカートリッジPの取り外し>
次にプロセスカートリッジP1の装置本体A2からの取り外しについて説明する。プロセスカートリッジPを新しいものに交換する場合だけでなく、次に示すようなプロセスカートリッジPや画僧形成装置A1のメンテナンスのためにも、プロセスカートリッジPを装置本体A1から取り外すことがある。
例えば、プロセスカートリッジPにトナーt2を補充する場合は、使用者はプロセスカートリッジPを装置本体A2から取り外した後、現像ユニットB1からトナーボトルTを取り外し、新たなトナーボトルTを現像ユニットB1に取り付ける。その後、プロセスカートリッジPを装置本体A2に装着する。また感光ドラム10や帯電ローラ11を清掃する場合、プロセスカートリッジP内に記録媒体2が入り込んでしまった場合、使用者はプロセスカートリッジPを装置本体A2から取り外す。そして、上記清掃や記録媒体2の除去を行った後、プロセスカートリッジPを装置本体A2に装着する。また、搬送ガイド3d、3f等で形成される記録媒体2の搬送経路で記録媒体2がジャムしてしまった場合、使用者はプロセスカートリッジPを装置本体A2から取り外す。そして、装置本体A2から記録媒体2を除去した後、清掃や記録媒体2の除去を行った後、プロセスカートリッジPを装置本体A2に装着する。
プロセスカートリッジP1の装置本体A2から取り外しの過程は図15、図16を用いて説明した、プロセスカートリッジP1の装置本体A2への装着動作の逆の動作が発生する。カップリングレバー955が非規制位置にある図16に示す状態からプロセスカートリッジP1を装着方向X903の逆方向に移動させていくと、突き当て部992yが相対的にカップリングレバー955に対して移動する。カップリングレバー955はカップリングバネ956によって矢印X911方向に付勢されているので、回転規制部955Yと突き当て部992yとの接触を保ちながら、矢印X911方向に回転していく。更に、プロセスカートリッジP1を装着方向X903の逆方向に移動させると、図15、図11(d)に示すように、ガイド部955eが、カップリングレバーバネ956の付勢力でカップリング部材180の被ガイド部180dに当接する。これにより、カップリングレバー955の位置が規制位置で決まる。これと殆ど同じタイミングで、突き当て部992yが回転規制部955Yから離間し、突き当て部992yによる回転規制部955Yの押圧が解除される。プロセスカートリッジP1を装置本体A2から取り外した状態でもカップリングレバー955はカップリングレバーバネ956の付勢力により規制位置を維持する。このように、プロセスカートリッジP1を装置本体A2から取り外す過程で、カップリングレバー955は、カップリングレバーバネ956の付勢力によって非規制位置から規制位置へと自動的に移動する。従って、使用者が自らカップリングレバー955を非規制位置から規制位置へと移動させる必要が無く、その分ユーザビリティを損なうことが抑制される。
このため、一度装置本体A2に装着されたプロセスカートリッジP1を装置本体A2から取り外した後に、現像ユニットB1が感光体ユニットCに対して激しく動かされた時などでも、現像ユニットB1や感光体ユニットCが破損することが抑制される。また、一度装置本体A2に装着されたプロセスカートリッジP1を、装置本体A2から取り外した後で再び装置本体A2に装着する時、カップリング部材180を本体駆動部材100に係合され、適切な状態でプロセスカートリッジP1が装着することができる。
図19(a)、図19(b)は、感光ドラム10の回転軸線L1に平行な方向から見たプロセスカートリッジPを示す図である。図19(a)に示すように、ユーザが誤まってカップリングレバー955を矢印X912方向に回転させた場合、カップリングレバー955の規制部955zはカップリングレバー955の矢印X912方向の回転に伴って移動してしまう。この状態において、カップリングレバー955の規制部955zは、現像ユニットB1が矢印L55方向に回転した場合の現像サイドカバー34の軌跡X70から退避した非規制位置にある。その為、現像ユニットB1の矢印L55方向の離間動作は規制されず、現像ユニットB1を感光体ユニットCに対して大きく離間させることができてしまう。
しかし、この状態においてユーザがカップリングレバー955を矢印X912方向に回転させる操作をやめると、図19(b)に示すように、カップリングレバーばね956の付勢力によって、カップリングレバー955は矢印X911方向に回転する。そして、カップリングレバー955の面955wが、現像サイドカバー34の被規制部34zと接触した状態になる。ここで、カップリングレバー955の面955wと現像サイドカバー34の被規制部34zの接触部を点Pwとする。さらに、前述の通り、現像ユニットは付勢部材(不図示)によって、感光ドラム10と現像ローラ13が接触する方向に常に付勢されている為、矢印X56方向に回転移動する。この為、接触点Pwにおいてカップリングレバー955は力F40を受ける。これにより、カップリングレバー955が矢印X912方向に回転するとともに、現像ユニットB1は矢印X56方向に回転移動する。その結果、カップリングレバー955は図1(a)に示した規制位置に自動的に復帰することができる。
接触点Pwにおける力Pwによってカップリングレバー955が矢印X912方向に回転するよう、カップリングレバーバネ956の付勢力と現像ユニットB1を第1位置に向かって付勢する不図示の付勢部材の付勢力が設定されている。これにより、使用者が復帰作業を行わずとも、カップリングレバー955が自動的に規制位置に復帰することができる。
[第2実施形態]
次に第2実施形態について、図20、図21を用いて説明する。なお、本実施形態の装置基本構成は前述の第1実施形態と同一である為、重複する部分は省略する。また、前述した第1実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。
第1実施形態は、カップリングレバーバネ956であるねじりコイルバネが常にカップリングレバー955を規制位置に向けて付勢する構成であった。これに対して本実施形態では、カップリングレバーを付勢するバネの付勢方向がカップリングレバーの位置で変る構成について説明する。図20は画像形成装置本体A1に装着されていないプロセスカートリッジPを感光ドラム10の軸線方向から見た図である。カップリングレバー755の凸部755kとカップリングレバーバネ756の一端756kが係合する。さらに、ドラム軸受部材930の凸部930mとカップリングレバーバネの他端756mが係合した状態で取り付けられる。この時、カップリングレバーバネ756を介して、カップリングレバー755の凸部755kには付勢力F75が作用する。ここで、ドラム軸受部材930の凸部930mの中心と、カップリングレバー755の回転中心L911を結んだ直線を直線L800とする。この時、カップリングレバー755の凸755kは、直線L800よりもカップリングレバー755の規制位置側にある。その結果、カップリングレバー755には矢印X75方向のモーメントM75が作用する。すなわち、カップリングレバー755は規制位置に保持される。
次に、図21は、画像形成装置本体A1に装着された状態のプロセスカートリッジPを感光ドラム10の軸線方向から見た図である。前述の通り、駆動側ガイド部材992には、プロセスカートリッジPの装着過程において、カップリングレバー755の回転規制部755yと当接する突き当て部992yが設けられている。その為、プロセスカートリッジPが画像形成装置本体A1に装着される過程で、カップリングレバー755は非規制位置へと回転する。この時、カップリングレバー755の凸755kは、前述の直線L800よりもカップリングレバー755の非規制位置側にある。その結果、カップリングレバーバネ756の付勢力F76によってカップリングレバー755に作用するモーメントM76は、矢印X76方向(カップリングレバー755が非規制位置に向かう方向)となる。そのモーメントM76によって、カップリングレバー755は矢印X76方向に回転し、回転規制部755yとドラム軸受部材930の当接部930xが当接することで、カップリングレバー755の姿勢は一意に決まる。すなわち、カップリングレバー755は非規制位置で保持される。
この時、カップリングレバー755の回転規制部755yと、駆動側ガイド部材992の突き当て部992yは接触していない。このように本実施形態ではカップリングレバーバネ756がカップリングレバー755を付勢する方向はカップリングレバー755の位置により変化し、カップリングレバー755を非規制位置に向かう方向に付勢し、非規制位置に保持することができる。
その結果、画像形成装置本体A1に負荷をかけずにカップリングレバー755は非規制位置に保持できる為、画像形成装置本体A1側の変形を防止するように剛性を高める必要がない。それ結果、突き当て部992yを小型化することが可能であり、画像形成装置本体A1の小型化を図ることができる。
さらに、プロセスカートリッジPを画像形成装置A1から取り出す過程で、カップリングレバー755を規制位置に戻す接触部(不図示)を画像形成装置A1が有する。それにより、プロセスカートリッジPが画像形成装置本体A1の外にあるときは、カップリングレバー755は第1実施形態と同様に規制位置で保持される。また、本実施形態によれば、第1実施形態と同様の効果が得ることができる。
A1 画像形成装置
A2 装置本体
B1 現像ユニット
C 感光体ユニット
T トナーボトル
10 感光ドラム
11 帯電ローラ
13 現像ローラ
21 クリーニング枠体
34 現像サイドカバー
180 カップリング部材
185 カップリングバネ
930 ドラム軸受部材
955、755 カップリングレバー
955z、755z 規制部
956、756 カップリングレバーバネ
992Y 突き当て部

Claims (11)

  1. 感光体を備える感光体ユニットと、
    前記感光体に現像剤を供給する現像剤担持体を備え、前記感光体ユニットに対して移動して、前記現像剤担持体が前記感光体へ前記現像剤を供給する第1位置と前記第1位置よりも前記現像剤担持体が前記感光体から遠い位置にある第2位置との間を可能な現像ユニットと、
    前記現像ユニットに接触して前記現像ユニットの前記第1位置から前記第2位置へ向かう移動を規制する規制位置と、前記現像ユニットの移動を規制しない非規制位置と、の間を移動可能な規制部材と、
    前記規制部材を付勢して前記非規制位置から前記規制位置へ移動させることが可能な付勢部材と、
    を有することを特徴とするカートリッジ。
  2. 前記規制部材は前記感光体の回転軸線と平行な回転軸線まわりに回転することで、前記規制位置と前記非規制位置との間を移動することを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
  3. 前記現像ユニットを前記第2位置から前記第1位置へ向かう方向に付勢する別の付勢部材を有することを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
  4. 前記感光体ユニットは、前記現像ユニットを回転可能に支持する支持部材を備え、
    前記規制部材は、前記規制位置と前記非規制位置との間を移動可能に前記支持部材に支持されていることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
  5. 前記規制部材は、前記規制位置から前記非規制位置へ移動させられる力を受ける被押圧部を備え、前記被押圧部は前記支持部材よりも前記現像剤担持体の回転軸線の方向に突出した突出部に設けられていることを特徴とする請求項4に記載のカートリッジ。
  6. 請求項1に記載のカートリッジは、電子写真画像形成装置に装着されるカートリッジであり、前記規制部材は、力を受ける被押圧部を備え、前記電子写真画像形成装置に装着される過程で前記電子写真画像形成装置の押圧部に前記被押圧部が押圧されることで前記規制部材は前記規制位置から前記非規制位置へ移動することを特徴とする。
  7. 前記押圧部による前記被押圧部の押圧が解除されると、前記付勢部材の付勢によって前記規制部材は前記非規制位置から前記規制位置へ移動することを特徴とする請求項6に記載のカートリッジ。
  8. 請求項1に記載のカートリッジは、電子写真画像形成装置に装着されるカートリッジであり、前記電子写真画像形成装置に装着される過程での前記感光体ユニットの前記感光体の回転軸線の方向に交差する方向への移動をガイドされる被ガイド部を有することを特徴とする。
  9. 前記規制部材は、回転することで前記規制位置と前記非規制位置との間を移動し、前記規制部材に前記現像ユニットが当接した際に前記規制部材が前記現像ユニットから受ける力の方向は前記規制部材を前記規制部材の回転中心に向かって押圧する方向であることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
  10. 前記付勢部材が前記規制部材を付勢する方向は前記規制部材の位置により変化し、前記付勢部材は、前記規制部材を前記規制位置から前記非規制位置へ向かう方向に付勢することが可能であることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
  11. 前記現像ユニットは、前記現像剤を収容した現像剤ユニットを着脱可能な現像剤ユニット装着部を備えることを特徴とする請求項1に記載のカートリッジ。
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