JP2019148749A - 現像カートリッジ - Google Patents

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Abstract

【課題】現像ローラとともに回転可能なギヤが第1回転方向と反対の第2回転方向に回転するのを抑える。【解決手段】現像カートリッジ10は、筐体11と、現像ローラ12と、第1はす歯ギヤ(カップリング22)と、第2はす歯ギヤ(ギヤ26)と、カバー21と、係合部材50とを備える。第2はす歯ギヤは、軸方向において、第1位置と、第1位置よりも筐体11の外表面11Cから離れた第2位置との間で移動可能であり、第1回転方向D1に回転する場合に第1はす歯ギヤとの噛み合いによる第1スラスト力によって第1位置に移動し、第2回転方向D2に回転する場合に第1はす歯ギヤとの噛み合いによる第2スラスト力によって第2位置に移動する。係合部材50は、第2はす歯ギヤが第1位置の場合に第2はす歯ギヤが第1はす歯ギヤとともに回転可能であり、第2はす歯ギヤが第2位置の場合にカバー21の一部に係合して第2はす歯ギヤの回転を停止させる。【選択図】図3

Description

本開示は、現像ローラとともに回転可能なギヤを備える現像カートリッジに関する。
従来、現像カートリッジとして、現像ローラと、現像ギヤ、供給ギヤ、アジテータギヤなどのような現像ローラとともに回転可能なギヤとを備えたものが知られている(特許文献1参照)。
特開2015−129806号公報
現像カートリッジは、画像形成装置に装着されて、画像形成装置から駆動力を受けると、ギヤが第1回転方向に回転し、これとともに現像ローラが回転する。これにより、画像形成装置は、画像形成することができる。一方で、ギヤが、第1回転方向と反対の第2回転方向に回転すると、現像ローラが、画像形成装置が画像形成するときとは逆方向に回転してしまい、現像剤が漏れるおそれがあった。
そこで、本開示は、現像ローラとともに回転可能なギヤが第1回転方向と反対の第2回転方向に回転するのを抑えることを目的とする。
前記課題を解決するため、本発明に係る現像カートリッジは、現像剤を収容可能な筐体と、軸方向に延びる第1軸について回転可能な現像ローラと、第1はす歯ギヤと、第2はす歯ギヤと、カバーと、係合部材と、を備える。
第1はす歯ギヤは、軸方向に延びる第2軸について回転可能であり、筐体の外表面に位置する第1はす歯ギヤであって、現像ローラとともに回転可能である。
第2はす歯ギヤは、軸方向に延びる第3軸について、第1回転方向と、第1回転方向と反対の第2回転方向とに回転可能であり、外表面に位置する第2はす歯ギヤであって、軸方向において、第1位置と、第1位置よりも外表面から離れた第2位置との間で移動可能であり、第1はす歯ギヤと噛み合う。
第2はす歯ギヤは、第2はす歯ギヤが第1回転方向に回転する場合に第1はす歯ギヤと第2はす歯ギヤとの噛み合いによる第1スラスト力によって第1位置に移動し、第2はす歯ギヤが第2回転方向に回転する場合に第1はす歯ギヤと第2はす歯ギヤとの噛み合いによる第2スラスト力によって第2位置に移動する
カバーは、少なくとも第2はす歯ギヤの一部を覆うカバーであって、外表面に位置する。
係合部材は、第2はす歯ギヤとともに第3軸について回転可能であり、第2はす歯ギヤとともに軸方向に移動可能な係合部材である。
係合部材は、第2はす歯ギヤが第1位置の場合に第2はす歯ギヤが第1はす歯ギヤとともに回転可能であり、第2はす歯ギヤが第2位置の場合にカバーの一部に係合して第2はす歯ギヤの回転を停止させる。
この構成によれば、第2はす歯ギヤを第1回転方向に回転させる場合には、係合部材が第2はす歯ギヤとともに回転する。また、第2はす歯ギヤを第2回転方向に回転させる場合には、係合部材がカバーの一部と係合することで、第2はす歯ギヤの回転が停止する。これにより、現像ローラとともに回転可能な第2はす歯ギヤが第1回転方向と反対の第2回転方向に回転するのを抑えることができる。
また、第2はす歯ギヤが第1位置の場合、係合部材は、カバーの一部との係合が解除されている構成とすることができる。
これによれば、第2はす歯ギヤが第1位置の場合に、係合部材がカバーと接触しないので、第2はす歯ギヤを第1回転方向へ良好に回転させることができる。
また、第2はす歯ギヤは、係合部材を含む構成とすることができる。
また、第2はす歯ギヤは、カバーの一部と向かい合う端面を有し、係合部材は、端面に位置し、カバーの一部は、第2はす歯ギヤが第2回転方向に回転する場合に、係合部材と接触し、第2はす歯ギヤの回転を停止させる第1面と、第2はす歯ギヤが第1回転方向に回転する場合に、係合部材と接触し、第2はす歯ギヤと係合部材とを第1位置に向けて移動させる第2面と、を有する構成とすることができる。
これによれば、第1面によって第2はす歯ギヤの第2回転方向への回転を停止させることができるとともに、第2面によって第2はす歯ギヤと係合部材との第1位置への移動を補助することができる。
また、カバーの一部は、第1面と第2面とを有する第1突起を備える構成とすることができる。
また、カバーの一部は、複数の第1突起を備え、複数の第1突起は、第2はす歯ギヤの回転方向に並んでいる構成とすることができる。
また、係合部材は、第1面に接触する第3面と、第2面に接触する第4面とを備える構成とすることができる。
また、係合部材は、第3面と第4面とを有する第2突起を備える構成とすることができる。
また、係合部材は、複数の第2突起を備え、複数の第2突起は、第2はす歯ギヤの回転方向に並んでいる構成とすることができる。
なお、カバーの一部が複数の第1突起を備え、係合部材が複数の第2突起を備えることで、第2はす歯ギヤが第2回転方向に回転する場合に、複数の第3面が複数の第1面に接触する。これにより、第2はす歯ギヤの回転を良好に止めることができる。
また、第2はす歯ギヤは、アイドルギヤである構成とすることができる。
また、画像形成装置は、軸方向に延びる第4軸について回転可能なアジテータと、アジテータのシャフトに装着されたアジテータギヤであって、アイドルギヤと噛み合うアジテータギヤと、を備える構成とすることができる。
また、第1はす歯ギヤは、現像ローラを回転させるためのカップリングである構成とすることができる。
また、カップリングは、軸方向の一端に、駆動力を受ける凹部を有する構成とすることができる。
また、現像ローラのシャフトに装着された現像ギヤを備え、カップリングは、現像ギヤと噛み合う構成とすることができる。
また、現像カートリッジは、感光体ドラムと、現像ローラを感光体ドラムに押圧する押圧部材とを備えたドラムカートリッジに装着可能であり、現像ローラは、現像カートリッジがドラムカートリッジに装着された状態において感光体ドラムに押圧される構成とすることができる。
これによれば、押圧部材によって現像ローラが感光体ドラムに押圧された状態においても、第2はす歯ギヤを第1回転方向に回転させ、かつ、第2回転方向には回転させないようにすることができる。
本発明によれば、現像ローラとともに回転可能な第2はす歯ギヤが第1回転方向と反対の第2回転方向に回転するのを抑えることができる。
本開示の実施形態の現像カートリッジを備えるプリンタの構成を示す図である。 プロセスカートリッジの構成を示す断面図である。 現像カートリッジの第1方向の一方側の部品を分解して示す斜視図である。 アイドルギヤを第1方向の一方側から見た斜視図(a)と、第1方向の他方側から見た斜視図(b)である。 第1ギヤカバーを内側から見た斜視図である。 アイドルギヤが第1位置の場合のギヤ列と第1ギヤカバーを第2方向の一方側から見た図である。 アイドルギヤが第2位置の場合のギヤ列と第1ギヤカバーを第2方向の一方側から見た図である。
次に、本開示の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
図1に示すように、レーザプリンタ1は、本体筐体2と、給紙部3と、画像形成部4と、制御装置CUを主に備える。レーザプリンタ1は、用紙Sに画像を形成する画像形成装置である。
本体筐体2は、フロントカバー2Aと、本体筐体2の上部に位置する排紙トレイ2Bとを有している。本体筐体2は、内部に給紙部3、画像形成部4を備える。フロントカバー2Aを開くことで、現像カートリッジ10が着脱可能に装着される。
給紙部3は、用紙Sを収容している。そして、給紙部3は、画像形成部4に用紙Sを1枚ずつ供給する。
画像形成部4は、プロセスカートリッジ4Aと、図示省略した露光装置と、転写ローラ4Bと、定着器4Cとを含む。
プロセスカートリッジ4Aは、ドラムカートリッジ5と、現像カートリッジ10とを含む。現像カートリッジ10は、ドラムカートリッジ5に装着可能である。さらに言えば、現像カートリッジ10は、ドラムカートリッジ5に対して着脱可能である。なお、現像カートリッジ10は、現像カートリッジ10がドラムカートリッジ5に装着された状態で、プロセスカートリッジ4Aとして、レーザプリンタ1に着脱される。ドラムカートリッジ5は、フレーム5Aと、フレーム5Aに回転可能に支持された感光体ドラム5Bとを備える。
図2に示すように、現像カートリッジ10は、筐体11と、現像ローラ12と、供給ローラ13と、アジテータ14とを備える。
筐体11は、容器11Aと、蓋11Bとを含む。筐体11の容器11Aには内部にトナーTを収容可能である。なお、トナーTは、現像剤の一例である。
現像ローラ12は、第1方向に延びる現像ローラシャフト12Aと、ローラ部12Bとを含む。なお、第1方向は、現像ローラ12の軸方向であり、以下、単に軸方向ともいう。現像ローラシャフト12Aは、現像ローラ12のシャフトである。現像ローラシャフト12Aは、金属などからなる。ローラ部12Bは、現像ローラシャフト12Aの外周面を覆う。ローラ部12Bは、導電性のゴムなどからなる。
現像ローラ12は、現像ローラシャフト12Aを中心に回転可能である。他の言い方をすれば、現像ローラ12は、軸方向に延びる第1軸12Xについて回転可能である。現像ローラ12は、現像ローラシャフト12Aを中心に回転可能に筐体11に支持されている。つまり、ローラ部12Bは、現像ローラシャフト12Aとともに回転可能である。現像ローラ12は、制御装置CUから現像バイアスが印加される。
筐体11の容器11Aと蓋11Bとは、第2方向において互いに向かい合っている。第2方向は、第1方向に交差する方向である。好ましくは、第2方向は、第1方向と直交する。現像ローラ12は、第3方向における筐体11の一端部に位置する。第3方向は、第1方向および第2方向に交差する。好ましくは、第3方向は、第1方向および第2方向と直交する。
供給ローラ13は、第1方向に延びる供給ローラシャフト13Aと、ローラ部13Bとを含む。供給ローラシャフト13Aは、供給ローラ13のシャフトである。供給ローラシャフト13Aは、金属などからなる。ローラ部13Bは、供給ローラシャフト13Aの外周面を覆う。ローラ部13Bは、スポンジなどからなる。供給ローラ13は、供給ローラシャフト13Aを中心に回転可能である。他の言い方をすれば、供給ローラ13は、軸方向に延びる軸13Xについて回転可能である。ローラ部13Bは、供給ローラシャフト13Aとともに回転可能である。
アジテータ14は、アジテータシャフト14Aと、可撓性シート14Bとを含む。アジテータシャフト14Aは、アジテータ14のシャフトである。アジテータシャフト14Aは、軸方向に延びる軸14Xについて回転可能である。軸14Xは、第4軸の一例である。アジテータシャフト14Aは、軸14Xについて回転可能に筐体11に支持されている。アジテータ14は、後述するカップリング22とともに回転可能である。可撓性シート14Bは、基端がアジテータシャフト14Aに固定され、先端が筐体11の内面と接触可能に構成されている。アジテータ14は、回転する可撓性シート14BによりトナーTを撹拌可能である。
ドラムカートリッジ5は、押圧部材5Cと、付勢部材5Dとを備える。押圧部材5Cは、現像ローラ12を感光体ドラム5Bに押圧する。付勢部材5Dは、押圧部材5Cを感光体ドラム5Bに向けて付勢する。現像ローラ12は、現像カートリッジ10がドラムカートリッジ5に装着された状態において、押圧部材5Cによって感光体ドラム5Bに押圧される。
図1に示すように、転写ローラ4Bは、感光体ドラム5Bと向かい合う。転写ローラ4Bは、感光体ドラム5Bとの間で用紙Sを挟みながら搬送する。
感光体ドラム5Bは、図示しない帯電器により帯電され、露光装置に露光されることで静電潜像が形成される。現像カートリッジ10は、この静電潜像にトナーTを供給して感光体ドラム5B上にトナー像を形成する。給紙部3から供給された用紙Sは、感光体ドラム5Bと転写ローラ4Bの間を通りながら感光体ドラム5B上のトナー像が転写される。
定着器4Cは、用紙Sに転写されたトナー像を、用紙Sに熱定着する。トナー像が熱定着された用紙Sは、本体筐体2の外の排紙トレイ2Bに排出される。
制御装置CUは、レーザプリンタ1全体の動作を制御する装置である。
レーザプリンタ1は、センサ7を備える。センサ7は、現像カートリッジ10が新品であるか否か、または、現像カートリッジ10の仕様を検知するためのセンサである。センサ7は、本体筐体2に揺動可能に支持されたレバー7Aと、光センサ7Bとを備える。レバー7Aは、検知ギヤ33とともに回転可能な検知突起33Aなどと接触可能な位置に位置している。光センサ7Bは、制御装置CUと接続され、検出信号を制御装置CUに出力する。制御装置CUは、光センサ7Bから受ける信号に応じて現像カートリッジ10の仕様等を判別可能に構成されている。光センサ7Bは、レバー7Aの変位を検出し、検出信号を制御装置CUへ送信する。より詳細には、光センサ7Bには、例えば、投光部と受光部とを含むセンサユニットが用いられる。
次に、現像カートリッジ10の詳細構成について説明する。
図3に示すように、現像カートリッジ10は、筐体11の第1方向における一方側に、カバーの一例としての第1ギヤカバー21と、カップリング22と、現像ギヤ23と、供給ギヤ24と、アジテータギヤの一例としての第1アジテータギヤ25と、アイドルギヤ26と、第1軸受部材27と、キャップ28とを備えている。
第1ギヤカバー21は、アイドルギヤ26をシャフト21B(図5参照)により支持するとともに、筐体11の一方側に位置する少なくとも1つのギヤを覆うカバーである。具体的に、第1ギヤカバー21は、カップリング22の一部と、供給ギヤ24と、第1アジテータギヤ25と、アイドルギヤ26を覆う。第1ギヤカバー21は、スクリュー29により筐体11の外表面11Cに固定される。つまり、第1ギヤカバー21は、外表面11Cに位置する。外表面11Cは、筐体11の第1方向における一方側の外表面である。
カップリング22は、現像ローラ12などを回転させるための部材である。カップリング22は、現像ローラ12などとともに回転可能である。カップリング22は、軸方向に延びる軸22Xについて回転可能である。軸22Xは、第2軸の一例である。カップリング22は、第1方向における筐体11の一方側に位置する。つまり、カップリング22は、外表面11Cに位置する。カップリング22は、駆動力を受けることにより回転可能である。
詳細には、カップリング22は、レーザプリンタ1から駆動力を受けることができる。カップリング22は、図示しないレーザプリンタ1が含む駆動部材と係合することで回転可能である。カップリング22は、軸方向の一端に、第1方向に凹む第1凹部22Aを有する。第1凹部22Aは、凹部の一例である。第1凹部22Aは、駆動部材を受け、駆動部材と係合可能である。より詳細には、第1凹部22Aは、レーザプリンタ1の駆動部材と係合し駆動力を受けることができる。
カップリング22は、現像ギヤ23と噛み合う第1ギヤ22Bと、供給ギヤ24と噛み合う第2ギヤ22Cとを有する。第1ギヤ22Bの径は、第2ギヤ22Cの径とは異なっている。詳しくは、第1ギヤ22Bの径は、第2ギヤ22Cの径よりも大きい。
現像ギヤ23は、現像ローラシャフト12Aに装着されている。現像ギヤ23は、第1軸12Xについて、現像ローラ12とともに回転可能である。現像ギヤ23は、第1方向における筐体11の一方側に位置する。つまり、現像ギヤ23は、外表面11Cに位置する。現像ギヤ23は、カップリング22の第1ギヤ22Bと噛み合うギヤ部23Aを有する。
供給ギヤ24は、供給ローラシャフト13Aに装着されている。供給ギヤ24は、軸方向に延びる軸13Xについて、供給ローラ13とともに回転可能である。供給ギヤ24は、第1方向における筐体11の一方側に位置する。つまり、供給ギヤ24は、外表面11Cに位置する。供給ギヤ24は、カップリング22の第2ギヤ22Cと噛み合うギヤ部24Aを有する。
第1アジテータギヤ25は、アジテータシャフト14Aに装着されている。第1アジテータギヤ25は、軸方向に延びる軸14Xについて回転可能である。第1アジテータギヤ25は、カップリング22の回転に従ってアジテータ14とともに回転可能である。第1アジテータギヤ25は、第1方向における筐体11の一方側に位置する。つまり、第1アジテータギヤ25は、外表面11Cに位置する。第1アジテータギヤ25は、アイドルギヤ26と噛み合うギヤ部25Aを有する。
アイドルギヤ26は、第1方向における筐体11の一方側に位置する。つまり、アイドルギヤ26は、外表面11Cに位置する。アイドルギヤ26は、カップリング22および第1アジテータギヤ25と噛み合う。詳しくは、アイドルギヤ26は、カップリング22の第1ギヤ22Bと係合する大径部26Aと、第1アジテータギヤ25のギヤ部25Aと係合する小径部26B(図4参照)とを含む。アイドルギヤ26は、第1ギヤカバー21のシャフト21B(図5参照)によって回転可能に支持されている。アイドルギヤ26は、軸方向に延びる軸26Xについて回転可能である。軸26Xは、第3軸の一例である。アイドルギヤ26は、カップリング22の回転を減速して第1アジテータギヤ25に伝達する。なお、第1方向において、大径部26Aは、小径部26Bよりも筐体11から離れている。
アイドルギヤ26は、カップリング22から駆動力を受けることにより第1回転方向D1に回転可能である。また、アイドルギヤ26は、第1回転方向D1と反対の第2回転方向D2に回転可能である。つまり、アイドルギヤ26は、筐体11および第1ギヤカバー21に対して、第1回転方向D1と、第2回転方向D2とに回転可能に支持されている。
キャップ28は、現像ローラシャフト12Aの第1方向における一方側の端部を覆っている。なお、第1ギヤカバー21と、キャップ28とは、異なる種類の樹脂により作られてもよい。
第1軸受部材27は、現像ローラシャフト12A、供給ローラシャフト13Aおよびカップリング22を軸支する部材である。第1軸受部材27は、筐体11の第1方向における一方側に固定されている。第1軸受部材27は、ベース部27Aと、シャフト27Bとを有している。シャフト27Bは、ベース部27Aから第1方向の一方側に突出する。
ベース部27Aは、第1挿入穴H1と、第2挿入穴H2とを有している。現像ローラ12の回転軸である現像ローラシャフト12Aは、第1挿入穴H1に挿入される。供給ローラシャフト13Aは、第2挿入穴H2に挿入される。
シャフト27Bは、円筒形状である。シャフト27Bは、カップリング22を回転可能に支持している。詳しくは、シャフト27Bの外周面は、カップリング22を回転可能に支持している。なお、シャフト27Bの第1方向における他方側は、ベース部27Aによって閉じられている。
図1に示すように、現像カートリッジ10は、筐体11の第1方向における他方側に、第2ギヤカバー31と、第2アジテータギヤ32と、検知ギヤ33と、第2軸受部材34と、現像電極35と、供給電極36とを備える。
第2ギヤカバー31は、検知ギヤ33の少なくとも一部を覆うカバーである。第2ギヤカバー31は、筐体11の外表面11Eに位置する。外表面11Eは、筐体11の第1方向における他方側の外表面である。第2ギヤカバー31は、開口31Aを有する。開口31Aにより、検知ギヤ33の一部が露出される。
第2アジテータギヤ32は、第1方向における筐体11の他方側に位置する。つまり、第2アジテータギヤ32は、外表面11Eに位置する。第2アジテータギヤ32は、アジテータシャフト14A(図2参照)に装着されている。これにより、第2アジテータギヤ32は、アジテータ14のアジテータシャフト14Aとともに、軸方向に延びる軸14Xについて回転可能である。
検知ギヤ33は、第1方向における筐体11の他方側に位置する。検知ギヤ33は、第2アジテータギヤ32と係合したときに第2アジテータギヤ32とともに回転可能である。検知ギヤ33は、センサ7のレバー7Aと当接可能な検知突起33Aを複数有している。なお、検知突起33Aの数や位置を、現像カートリッジ10の仕様に応じて変更することで、様々な仕様の現像カートリッジ10を制御装置CUで判別することが可能となっている。
第2軸受部材34は、現像ローラシャフト12Aおよび供給ローラシャフト13Aを回転可能に支持する。第2軸受部材34は、現像ローラシャフト12Aおよび供給ローラシャフト13Aを支持した状態で、外表面11Eに固定されている。
現像電極35は、第1方向における筐体11の他方側に位置し、現像ローラシャフト12Aに電力を供給する。現像電極35は、例えば、導電性樹脂からなる。
供給電極36は、第1方向における筐体11の他方側に位置し、供給ローラシャフト13Aに電力を供給する。供給電極36は、例えば、導電性樹脂からなる。
現像電極35および供給電極36は、第2軸受部材34とともに、筐体11の外表面11Eにスクリュー38により固定されている。
図3に示すように、本実施形態において、カップリング22は、第1はす歯ギヤの一例である。また、アイドルギヤ26は、第2はす歯ギヤの一例である。具体的に、カップリング22の第1ギヤ22Bは、各ギヤ歯が第1方向およびカップリング22の回転方向に対して傾斜するはす歯ギヤとなっている。また、アイドルギヤ26の大径部26Aは、各ギヤ歯が第1方向およびアイドルギヤ26の回転方向に対して傾斜するはす歯ギヤとなっている。
図4(a),(b)に示すように、アイドルギヤ26は、大径部26Aと、小径部26Bと、円板部26Cと、軸部26Dと、係合部材50とを備えている。
円板部26Cは、軸26Xを中心とした円板状である。円板部26Cは、第1ギヤカバー21の一部と第1方向において向かい合う端面26Eを有している。端面26Eは、円板部26Cの第1方向における一方側の面である。
軸部26Dは、円板部26Cの中心から第1方向における他方側に向けて延びている。軸部26Dは、軸26Xを中心とした円筒形状である。アイドルギヤ26の軸部26Dは、第1ギヤカバー21のシャフト21B(図5参照)に対して軸方向に移動可能に支持されている。
アイドルギヤ26は、軸方向において、図6に示す第1位置と、図7に示す第2位置との間で移動可能である。図6に示す第1位置は、アイドルギヤ26が第2位置よりも第1方向において外表面11Cに近い位置である。また、第1位置は、係合部材50と第1ギヤカバー21の一部(後述する第1突起41)との係合が解除された位置である。つまり、第1位置は、係合部材50と第1ギヤカバー21の一部が係合しない位置である。
図7に示す第2位置は、アイドルギヤ26が第1位置よりも第1方向において外表面11Cから離れた位置である。また、第2位置は、係合部材50が第1ギヤカバー21の一部(第1突起41)に係合する位置である。さらに言えば、第2位置は、係合部材50が第1ギヤカバー21の一部(第1突起41の後述する第1面41A)と第2回転方向D2で係合する位置である。
アイドルギヤ26の大径部26Aとカップリング22の第1ギヤ22Bは、アイドルギヤ26の回転時にスラスト力を発生する。詳しくは、大径部26Aと第1ギヤ22Bは、アイドルギヤ26が第1回転方向D1に回転する場合に、アイドルギヤ26を第1方向における他方側に向けて移動させる第1スラスト力F1を発生する。言い換えると、大径部26Aと第1ギヤ22Bは、アイドルギヤ26が第1回転方向D1に回転する場合に、アイドルギヤ26を第1方向において外表面11Cに向けて移動させる第1スラスト力F1を発生する。これにより、アイドルギヤ26は、アイドルギヤ26が第1回転方向D1に回転する場合に、カップリング22とアイドルギヤ26との噛み合いによる第1スラスト力F1によって第1位置に移動する。
また、大径部26Aと第1ギヤ22Bは、アイドルギヤ26が第2回転方向D2に回転する場合に、アイドルギヤ26を第1方向における一方側に向けて移動させる第2スラスト力F2を発生する。言い換えると、大径部26Aと第1ギヤ22Bは、アイドルギヤ26が第2回転方向D2に回転する場合に、アイドルギヤ26を第1方向において第1ギヤカバー21に向けて移動させる第2スラスト力F2を発生する。これにより、アイドルギヤ26は、アイドルギヤ26が第2回転方向D2に回転する場合に、カップリング22とアイドルギヤ26との噛み合いによる第2スラスト力F2によって第2位置に移動する。
なお、カップリング22は、第1ギヤカバー21または第1軸受部材27に接触することによって、筐体11に対して軸方向に移動しない。ここで、本開示において、「筐体11に対して軸方向に移動しない」とは、全く動かない場合と、ガタツキによって若干動く場合の両方を含む。
図4(a)に示す係合部材50は、アイドルギヤ26の第1回転方向D1への回転を許容する機能を有している。また、係合部材50は、第2回転方向D2へのアイドルギヤ26の回転を止める機能を有している。
係合部材50は、アイドルギヤ26とともに軸26Xについて回転可能である。詳しくは、係合部材50は、アイドルギヤ26とともに、第1回転方向D1と、第2回転方向D2とに回転可能である。
また、係合部材50は、アイドルギヤ26とともに軸方向に移動可能である。詳しくは、係合部材50は、アイドルギヤ26とともに、図6に示す第1位置と、図7に示す第2位置との間で軸方向に移動可能である。アイドルギヤ26が第1位置の場合、係合部材50は、第1ギヤカバー21の一部(第1突起41)との係合が解除されている。また、アイドルギヤ26が第2位置の場合、係合部材50は、第1ギヤカバー21の一部に係合している。
アイドルギヤ26が第1位置の場合に、係合部材50がアイドルギヤ26とともに第1位置に位置することで、アイドルギヤ26は、カップリング22や現像ギヤ23などとともに回転可能である。また、係合部材50は、アイドルギヤ26が第2位置の場合に、係合部材50がアイドルギヤ26とともに第2位置に位置することで、第1ギヤカバー21の一部に係合する。これにより、係合部材50は、第1ギヤカバー21の一部によって回転が止められ、アイドルギヤ26のそれ以上の回転を停止させる。
なお、図3に示すように、本実施形態では、カップリング22の第2ギヤ22C、現像ギヤ23のギヤ部23A、および、供給ギヤ24のギヤ部24Aも、各ギヤ歯が第1方向およびギヤの回転方向に対して傾斜するはす歯ギヤとなっている。本実施形態において、現像ギヤ23と供給ギヤ24は、カップリング22と同様に、筐体11に対して軸方向に移動しない。
具体的には、現像ギヤ23および供給ギヤ24は、例えば、第1ギヤカバー21または第1軸受部材27に接触することによって、筐体11に対して軸方向に移動しない。また、現像ギヤ23および供給ギヤ24は、現像ローラシャフト12A、供給ローラシャフト13Aに固定されることによって、筐体11に対して軸方向に移動しない構成でもよい。
図5に示すように、第1ギヤカバー21は、側壁部21Aと、シャフト21Bと、開口21Cとを有している。
側壁部21Aは、アイドルギヤ26と第1方向において向かい合う対向面21Dを有している。対向面21Dは、側壁部21Aの第1方向における他方側の面の一部である。対向面21Dは、軸26Xを中心とした円形状である。
シャフト21Bは、側壁部21Aの対向面21Dから第1方向の他方側に突出する。シャフト21Bは、軸26Xを中心とした円筒形状である。シャフト21Bは、アイドルギヤ26を回転可能に支持している。詳しくは、シャフト21Bの外周面は、アイドルギヤ26を回転可能に支持している。
開口21Cは、カップリング22の一部を露出させる。具体的には、第1凹部22Aを露出させる。これにより、カップリング22は、レーザプリンタ1の駆動部材と係合可能となっている。
第1ギヤカバー21は、複数の第1突起41を備える。具体的に、第1ギヤカバー21は、6つの第1突起41を備える。各第1突起41は、軸26Xを中心とした円弧形状を有する。各第1突起41は、側壁部21Aの対向面21Dから軸方向における他方側に向けて突出している。複数の第1突起41は、シャフト21Bの周りに位置する。複数の第1突起41は、アイドルギヤ26の回転方向に並んでいる。複数の第1突起41は、環状に並んでいる。各第1突起41は、第1方向に沿った第1面41Aと、第1方向に対して傾斜する第2面41Bとを有している。
第1面41Aは、アイドルギヤ26の第2回転方向D2への回転を停止するための面である。第1面41Aは、アイドルギヤ26の回転方向に対して交差している。好ましくは、第1面41Aは、アイドルギヤ26の回転方向に対して直交している。第1面41Aは、アイドルギヤ26が第2回転方向D2に回転する場合に、第2回転方向D2において係合部材50と向かい合って接触する。これにより、第1面41Aは、アイドルギヤ26の回転を停止させる。
第2面41Bは、アイドルギヤ26が第1回転方向D1に回転する場合に、アイドルギヤ26と係合部材50とを第2位置から第1位置に向けて移動させるための面である。第2面41Bは、アイドルギヤ26の回転方向に対して傾斜している。詳しくは、第2面41Bは、第1回転方向D1の上流側から下流側にいくにつれて第1方向における他方側に位置するように傾斜している。さらに言えば、第2面41Bは、第1回転方向D1の上流側から下流側にいくにつれて対向面21Dから離れるように傾斜している。第2面41Bは、アイドルギヤ26が第1回転方向D1に回転する場合に、第1回転方向D1において係合部材50と向かい合って接触する。これにより、アイドルギヤ26は、係合部材50が第2面41B上を第1方向における一方側に移動することで第1位置に向けて移動する。
図4(a)に示すように、係合部材50は、アイドルギヤ26の円板部26Cの端面26Eに位置している。係合部材50は、複数の第2突起51を備える。具体的に、係合部材50は、6つの第2突起51を備える。各第2突起51は、軸26Xを中心とした円弧形状を有する。各第2突起51は、円板部26Cの端面26Eから第1方向における一方側に向けて突出している。複数の第2突起51は、軸26Xの周りに位置する。複数の第2突起51は、アイドルギヤ26の回転方向に並んでいる。複数の第2突起51は、環状に並んでいる。
第2突起51は、アイドルギヤ26の一部として、円板部26Cに一体に形成されている。つまり、アイドルギヤ26は、複数の第2突起51を含む。さらに言えば、アイドルギヤ26は、係合部材50を含む。
各第2突起51は、第1方向に沿った第3面51Aと、第1方向に対して傾斜する第4面51Bとを有している。
第3面51Aは、アイドルギヤ26の第2回転方向D2への回転を停止するための面である。第3面51Aは、アイドルギヤ26の回転方向に対して交差している。好ましくは、第3面51Aは、アイドルギヤ26の回転方向に対して直交している。第3面51Aは、第1突起41の第1面41Aに接触する。詳しくは、第3面51Aは、第1面41Aに面接触する。
第4面51Bは、アイドルギヤ26が第1回転方向D1に回転する場合に、アイドルギヤ26を第1位置から第2位置に向けて移動させるための面である。第4面51Bは、アイドルギヤ26の回転方向に対して傾斜している。詳しくは、第4面51Bは、第1回転方向D1の上流側から下流側にいくにつれて第1方向における他方側に位置するように傾斜している。さらに言えば、第4面51Bは、第1回転方向D1の上流側から下流側にいくにつれて端面26Eに近づくように傾斜している。第4面51Bは、第1突起41の第2面41Bに接触する。詳しくは、第4面51Bは、第2面41Bに面接触する。
なお、第2突起51の第1方向の長さと、第1ギヤカバー21の第1突起41の第1方向の長さは、略同じである。
また、アイドルギヤ26の第2位置から第1位置までの移動距離は、第1突起41および第2突起51の第1方向の長さよりも大きくなっている。これにより、アイドルギヤ26が第1位置の場合には、各第2突起51と第1ギヤカバー21の各第1突起41との係合を確実に解除することができる。また、アイドルギヤ26が第1位置の場合に、各第2突起51を各第1突起41から第1方向に離すことができる。これにより、アイドルギヤ26を係合部材50とともに第1回転方向D1に回転させる場合に、各第2突起51と各第1突起41とが干渉するのを抑えることができる。
次に、現像カートリッジ10の作用について説明する。なお、以下の説明では、ドラムカートリッジ5に現像カートリッジ10が装着された状態での作用について説明する。つまり、押圧部材5Cによって現像ローラ12が感光体ドラム5Bに押圧された状態においてアイドルギヤ26が第1回転方向D1または第2回転方向D2に回転する場合の作用について説明する。
図6に示すように、アイドルギヤ26が第1位置に位置するとき、係合部材50の第2突起51は、軸方向において第1ギヤカバー21の対向面21Dから離れている。そのため、第2突起51は、第1ギヤカバー21の第1突起41に係合していない。
このような状態において、印刷時などにカップリング22がレーザプリンタ1から駆動力を受けて回転すると、アイドルギヤ26は、第1回転方向D1に回転することができる。また、このとき、カップリング22とともに、現像ギヤ23、供給ギヤ24および第1アジテータギヤ25が回転する。これにより、図2に矢印で示すように、現像ローラ12、供給ローラ13およびアジテータ14がそれぞれの所定方向に回転する。
ここで、レーザプリンタ1のような画像形成装置として、用紙の両面に画像を形成することができるものが知られている。そして、このような両面印刷が可能な画像形成装置として、用紙の両面印刷を行う場合に、画像形成部で用紙の表面に画像を形成し、その後、用紙の表裏を反転させて画像形成部の用紙の搬送方向における上流側に戻した後に用紙の裏面に画像を形成するものが知られている。
このような画像形成装置では、用紙への画像形成時には、感光体ドラムを所定方向に回転させ、用紙の表裏を反転させる際には、感光体ドラムを所定方向とは逆方向に回転させる場合がある。このような場合、逆回転する感光体ドラムに追従するように現像ローラが逆回転する場合がある。このような場合であっても、本実施形態に係る構造では、現像ローラ12の逆回転を止めることができる。
詳しくは、図6に示すアイドルギヤ26が第1位置に位置する状態から、感光体ドラム5Bの逆回転などによって現像ローラ12が逆回転すると、現像ギヤ23およびカップリング22を介して、アイドルギヤ26が第2回転方向D2に回転する。そうすると、図7に示すように、カップリング22とアイドルギヤ26との噛み合いによる第2スラスト力F2によって、アイドルギヤ26が、第1位置よりも第1ギヤカバー21の対向面21Dに近い第2位置に向けて移動する。
アイドルギヤ26が第2位置に移動すると、係合部材50の第2突起51が第1ギヤカバー21の第1突起41に係合する。また、このとき、アイドルギヤ26が第2回転方向D2に回転することで、係合部材50がアイドルギヤ26とともに第2回転方向D2に回転する。そのため、係合部材50の第2突起51の第3面51Aが第1突起41の第1面41Aに接触する。これにより、係合部材50の第2回転方向D2への回転が止められる。そして、これにより、係合部材50と一体のアイドルギヤ26の第2回転方向D2への回転が止められる。
アイドルギヤ26の回転が止められると、カップリング22、現像ギヤ23、供給ギヤ24および第1アジテータギヤ25の回転も止められる。これにより、現像ローラ12、供給ローラ13およびアジテータ14の回転が止められ、これらの逆回転を止めることができる。
アイドルギヤ26が第2位置に位置する状態から、カップリング22がレーザプリンタ1からの駆動力を受けて回転すると、アイドルギヤ26が第1回転方向D1に回転する。そうすると、カップリング22とアイドルギヤ26との噛み合いによる第1スラスト力F1によって、アイドルギヤ26が第2位置から第1位置に向けて移動する。
また、このとき、アイドルギヤ26が第1回転方向D1に回転することで、係合部材50がアイドルギヤ26とともに第1回転方向D1に回転する。そのため、係合部材50の第2突起51の第4面51Bが第1突起41の第2面41Bに接触する。そして、係合部材50がアイドルギヤ26とともに第1回転方向D1にさらに回転すると、第4面51Bが第2面41B上を移動する。これにより、係合部材50がアイドルギヤ26とともに、第1位置に向けて移動する。第2面41Bおよび第4面51Bは、係合部材50およびアイドルギヤ26の第2位置から第1位置への移動を補助する。
図6に示すように、アイドルギヤ26が第1位置に移動すると、アイドルギヤ26は、筐体11に接触することによって、それ以上の第1方向における他方側への移動が止められる。そして、アイドルギヤ26が第1位置に移動すると、係合部材50の第2突起51と第1ギヤカバー21の第1突起41との係合が解除される。これにより、その後は、アイドルギヤ26は、第1回転方向D1に回転し続けることができる。
なお、上述したような作用は、現像カートリッジ10がドラムカートリッジ5から外された状態でも同様に発揮される。
以上によれば、本実施形態において以下のような効果を得ることができる。
アイドルギヤ26を第1回転方向D1に回転させる場合には、係合部材50がアイドルギヤ26とともに回転する。また、アイドルギヤ26を第2回転方向D2に回転させる場合には、アイドルギヤ26が第2回転方向D2に少し回転した後、係合部材50が第1突起41の第1面41Aと係合することで、アイドルギヤ26の回転が停止する。これにより、アイドルギヤ26が第1回転方向D1とは逆方向の第2回転方向D2に回転するのを抑えることができる。そして、これにより、現像ローラ12の逆回転によって筐体11内からトナーTが漏れるのを抑えることができる。
また、アイドルギヤ26が第1位置の場合に、係合部材50の第2突起51と第1ギヤカバー21の第1突起41との係合が解除されていることで、係合部材50が第1ギヤカバー21と接触しない。これにより、アイドルギヤ26が第1位置の場合に、アイドルギヤ26を第1回転方向D1へ良好に回転させることができる。
また、アイドルギヤ26の回転方向に対して直交する第1面41Aと第3面51Aとによって、アイドルギヤ26の第2回転方向D2への回転を停止させることができる。また、アイドルギヤ26の回転方向に対して傾斜する第2面41Bと第4面51Bとによって、アイドルギヤ26と係合部材50との第2位置から第1位置への移動を補助することができる。
また、第1ギヤカバー21が複数の第1突起41を備え、係合部材50が複数の第2突起51を備えるので、アイドルギヤ26が第2回転方向D2に回転する場合に、複数の第3面51Aが複数の第1面41Aに接触する。これにより、アイドルギヤ26の回転を良好に止めることができる。
また、ドラムカートリッジ5の押圧部材5Cによって現像ローラ12が感光体ドラム5Bに押圧された状態においても、アイドルギヤ26を第1回転方向D1に回転させ、かつ、第2回転方向D2にはほとんど回転させないようにすることができる。
以上、本開示の実施形態について説明したが、本開示は上述の実施形態に限定されるものではない。具体的な構成については、本開示の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。
上述の実施形態では、第1はす歯ギヤがカップリング22であり、第2はす歯ギヤがアイドルギヤ26であったが、これに限定されない。例えば、第2はす歯ギヤは、第1アジテータギヤであってもよい。具体的には、第1アジテータギヤが、はす歯ギヤとなっているギヤ部と、上述の実施形態の係合部材50と同じ構成の係合部材とを備えていてもよい。また、第2はす歯ギヤは、カップリングであってもよい。また、供給ギヤであってもよい。また、現像ギヤであってもよい。
また、第1はす歯ギヤは、第2はす歯ギヤと噛み合うギヤであれば特に限定されない。例えば、第2はす歯ギヤが第1アジテータギヤである場合、第1はす歯ギヤとしてアイドルギヤを採用できる。なお、この場合は、アイドルギヤの小径部がはす歯ギヤとなる。また、第2はす歯ギヤがカップリングである場合、第1はす歯ギヤとして現像ギヤを採用できる。
上述の実施形態では、複数の第1突起41を備えていたが、これに限定されず、例えば、第1突起は1つでもよい。また、上述の実施形態では、複数の第2突起51を備えていたが、これに限定されず、例えば、第2突起は1つでもよい。
上述の実施形態では、第1突起41の第2面41Bと第2突起51の第4面51Bの両方が、アイドルギヤ26の回転方向に対して傾斜する傾斜面であったが、これに限定されない。例えば、第2面および第4面の一方だけが傾斜面であってもよい。
上述の実施形態では、係合部材50がアイドルギヤ26、つまり、第2はす歯ギヤと一体に形成されていたが、これに限定されない。例えば、係合部材は、第2はす歯ギヤと別部品であってもよい。
上述の実施形態では、第1ギヤカバー21の、第2突起51と係合する部分が第1突起41であったが、これに限定されない。例えば、カバーは、第2突起と係合する部分が穴であってもよい。詳しくは、カバーの一部は、第1面と第2面とを有する第1穴を備えていてもよい。第1穴は、複数でもよいし、1つでもよい。第1穴は、貫通する穴でもよいし、有底の穴でもよい。
上述の実施形態では、係合部材50の、第1突起41と係合する部分が第2突起51であったが、これに限定されない。例えば、係合部材は、第1突起と係合する部分が穴であってもよい。詳しくは、係合部材は、第3面と第4面とを有する第2穴を備えていてもよい。第2穴は、複数でもよいし、1つでもよい。第2穴は、貫通する穴でもよいし、有底の穴でもよい。
上述の実施形態では、第1ギヤカバー21が、カップリング22の一部と、供給ギヤ24と、第1アジテータギヤ25と、アイドルギヤ26を覆う構成であったが、これに限定されない。例えば、筐体の外表面に位置するカバーは、第2はす歯ギヤの一部だけを覆う構成でもよい。詳しくは、カバーは、係合部材と係合可能なように、第2はす歯ギヤの、係合部材が位置する部分だけを覆う構成でもよい。
上述の実施形態では、現像カートリッジ10は、ドラムカートリッジ5と別体に構成されていたが、一体に構成されていても構わない。
上述の実施形態では、画像形成装置の一例としてモノクロのレーザプリンタ1を例示したが、画像形成装置はカラーの画像形成装置であってもよいし、LEDにより露光するものであってもよいし、コピー機や複合機であってもよい。
上述した各実施形態および各変形例の各要素は、任意に組み合わせて実施することが可能である。
5 ドラムカートリッジ
5B 感光体ドラム
5C 押圧部材
10 現像カートリッジ
11 筐体
11C 外表面
12 現像ローラ
12A 現像ローラシャフト
12X 第1軸
14 アジテータ
14A アジテータシャフト
14X 軸
21 第1ギヤカバー
22 カップリング
22A 第1凹部
22X 軸
23 現像ギヤ
25 第1アジテータギヤ
26 アイドルギヤ
26E 端面
26X 軸
41 第1突起
41A 第1面
41B 第2面
50 係合部材
51 第2突起
51A 第3面
51B 第4面
T トナー

Claims (15)

  1. 現像剤を収容可能な筐体と、
    軸方向に延びる第1軸について回転可能な現像ローラと、
    前記軸方向に延びる第2軸について回転可能であり、前記筐体の外表面に位置する第1はす歯ギヤであって、前記現像ローラとともに回転可能な第1はす歯ギヤと、
    前記軸方向に延びる第3軸について、第1回転方向と、前記第1回転方向と反対の第2回転方向とに回転可能であり、前記外表面に位置する第2はす歯ギヤであって、前記軸方向において、第1位置と、前記第1位置よりも前記外表面から離れた第2位置との間で移動可能であり、前記第1はす歯ギヤと噛み合う第2はす歯ギヤであり、前記第2はす歯ギヤが前記第1回転方向に回転する場合に前記第1はす歯ギヤと前記第2はす歯ギヤとの噛み合いによる第1スラスト力によって前記第1位置に移動し、前記第2はす歯ギヤが前記第2回転方向に回転する場合に前記第1はす歯ギヤと前記第2はす歯ギヤとの噛み合いによる第2スラスト力によって前記第2位置に移動する第2はす歯ギヤと、
    少なくとも前記第2はす歯ギヤの一部を覆うカバーであって、前記外表面に位置するカバーと、
    前記第2はす歯ギヤとともに前記第3軸について回転可能であり、前記第2はす歯ギヤとともに前記軸方向に移動可能な係合部材であって、前記第2はす歯ギヤが前記第1位置の場合に前記第2はす歯ギヤが前記第1はす歯ギヤとともに回転可能であり、前記第2はす歯ギヤが前記第2位置の場合に前記カバーの一部に係合して前記第2はす歯ギヤの回転を停止させる係合部材と、を備えることを特徴とする現像カートリッジ。
  2. 前記第2はす歯ギヤが前記第1位置の場合、前記係合部材は、前記カバーの一部との係合が解除されていることを特徴とする請求項1に記載の現像カートリッジ。
  3. 前記第2はす歯ギヤは、前記係合部材を含むことを特徴とする請求項1または請求項2に記載の現像カートリッジ。
  4. 前記第2はす歯ギヤは、前記カバーの一部と向かい合う端面を有し、
    前記係合部材は、前記端面に位置し、
    前記カバーの一部は、
    前記第2はす歯ギヤが前記第2回転方向に回転する場合に、前記係合部材と接触し、前記第2はす歯ギヤの回転を停止させる第1面と、
    前記第2はす歯ギヤが前記第1回転方向に回転する場合に、前記係合部材と接触し、前記第2はす歯ギヤと前記係合部材とを前記第1位置に向けて移動させる第2面と、
    を有することを特徴とする請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の現像カートリッジ。
  5. 前記カバーの一部は、前記第1面と前記第2面とを有する第1突起を備えることを特徴とする請求項4に記載の現像カートリッジ。
  6. 前記カバーの一部は、複数の前記第1突起を備え、
    前記複数の第1突起は、前記第2はす歯ギヤの回転方向に並んでいることを特徴とする請求項5に記載の現像カートリッジ。
  7. 前記係合部材は、前記第1面に接触する第3面と、前記第2面に接触する第4面とを備えることを特徴とする請求項4から請求項6のいずれか1項に記載の現像カートリッジ。
  8. 前記係合部材は、前記第3面と前記第4面とを有する第2突起を備えることを特徴とする請求項7に記載の現像カートリッジ。
  9. 前記係合部材は、複数の前記第2突起を備え、
    前記複数の第2突起は、前記第2はす歯ギヤの回転方向に並んでいることを特徴とする請求項8に記載の現像カートリッジ。
  10. 前記第2はす歯ギヤは、アイドルギヤであることを特徴とする請求項1から請求項9のいずれか1項に記載の現像カートリッジ。
  11. 前記軸方向に延びる第4軸について回転可能なアジテータと、
    前記アジテータのシャフトに装着されたアジテータギヤであって、前記アイドルギヤと噛み合うアジテータギヤと、を備えることを特徴とする請求項10に記載の現像カートリッジ。
  12. 前記第1はす歯ギヤは、前記現像ローラを回転させるためのカップリングであることを特徴とする請求項10または請求項11に記載の現像カートリッジ。
  13. 前記カップリングは、前記軸方向の一端に、駆動力を受ける凹部を有することを特徴とする請求項12に記載の現像カートリッジ。
  14. 前記現像ローラのシャフトに装着された現像ギヤを備え、
    前記カップリングは、前記現像ギヤと噛み合うことを特徴とする請求項12または請求項13に記載の現像カートリッジ。
  15. 前記現像カートリッジは、感光体ドラムと、前記現像ローラを前記感光体ドラムに押圧する押圧部材とを備えたドラムカートリッジに装着可能であり、
    前記現像ローラは、前記現像カートリッジが前記ドラムカートリッジに装着された状態において前記感光体ドラムに押圧されることを特徴とする請求項1から請求項14のいずれか1項に記載の現像カートリッジ。
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