JP2019174766A - アタッチメント、着脱ユニットセット、画像形成装置 - Google Patents

アタッチメント、着脱ユニットセット、画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 駆動伝達部材の傾斜を抑制する。【解決手段】 画像形成装置の装置本体に着脱可能なアタッチメントは、実質的な円筒形状を備えた円筒部を有する。円筒形状の内部が空間になっており、かつ、前記円筒形状の軸線方向における両端が開放されている。またアタッチメントは、円筒部の外周面から径方向外側に延びる把持部を有する。把持部は、前記軸方向に突出した突起部を有する。【選択図】 図8

Description

本発明は、アタッチメント、着脱ユニットセット、画像形成装置に関するものである。
アタッチメントは、画像形成装置(電子写真画像形成装置)の装置本体に着脱可能なものである。
また着脱ユニットセットは、画像形成装置の装置本体に着脱可能なユニットの組み合わせ(セット)である。
また画像形成装置とは、電子写真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ある。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。
電子写真画像形成装置(以下、単に「画像形成装置」ともいう。)では、像担持体としての一般にドラム型とされる電子写真感光体、即ち、感光体ドラム(電子写真感光体ドラム)を一様に帯電させる。次いで、帯電した感光体ドラムを選択的に露光することによって、感光体ドラム上に静電潜像(静電像)を形成する。次いで、感光体ドラム上に形成された静電潜像を、現像剤としてのトナーでトナー像として現像する。そして、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシートなどの記録材に転写し、さらに記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。
このような画像形成装置は、一般に、トナー補給や各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。このトナー補給やメンテナンスを容易にするために、感光体ドラム、帯電手段、現像手段、クリーニング手段などを枠体内にまとめてカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能なカートリッジとしたものが実用化されている。
このカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスの一部を、アフターサービスを担当するサービスパーソンに頼ることなく、ユーザ自身で行うことができる。そのため格段に装置の操作性を向上させることができ、ユーザビリティーに優れた画像形成装置を提供することができる。そのため、このカートリッジ方式は画像形成装置において広く用いられている。
カートリッジの一例としてプロセスカートリッジがある。プロセスカートリッジとは、電子写真感光体ドラムと、この電子写真感光体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、画像形成装置の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。
上述したプロセスカートリッジでは、感光体ドラムの先端に、装置本体からの駆動力を感光体ドラムへと伝達するためにカップリング部材を設けている構成が広く用いられている。特許文献1に記載されるように、画像形成装置本体の駆動伝達部材からプロセスカートリッジのカップリング部材に駆動力を伝達する。
特開2017−223952号公報
本発明は上記従来例をさらに発展させたものである。
本願で開示される代表的な構成は、
画像形成装置の装置本体に着脱可能なアタッチメントにおいて、
実質的な円筒形状を備えた円筒部であって、前記円筒形状の内部が空間になっており、かつ、前記円筒形状の軸線方向における両端が開放されている円筒部と、
前記円筒部の外周面から径方向外側に延びる把持部と、
を有し、
前記把持部は、前記軸方向に突出した突起部を有するアタッチメントである。
また本願で開示される別の代表的な構成は、
画像形成装置の装置本体に着脱可能なアタッチメントにおいて、
実質的な円筒形状を備えた円筒部であって、前記円筒形状の内部が空間になっており、かつ、前記円筒形状の軸線方向における両端が開放されている円筒部と、
前記円筒部の外周面から径方向外側に延びる把持部と、
を有し、
前記把持部は、開口を有するアタッチメントである。
本願に開示される別の代表的な構成は、
着脱ユニットセットにおいて、
(1)前記装置本体に着脱可能なカートリッジであって、(1−1)感光体ドラムと、(1−2)現像ローラと、(1−3)前記カートリッジの外部から前記感光体ドラムを回転するための駆動力を受けるためのカップリング部材と、を有するカートリッジと、
(2)前記装置本体に着脱可能なアタッチメントであって、(1−1)実質的な円筒形状を備えた円筒部であって、前記円筒形状の内部が空間になっており、かつ、前記円筒形状の軸線方向における両端が開放されている円筒部を有するアタッチメントと、
を有する着脱ユニットセットである。
本願に開示される別の代表的な構成は、
画像形成装置において、
カートリッジに駆動力を伝えるための駆動伝達部材を備え、前記カートリッジを着脱可能な装置本体と、
前記駆動伝達部材の周囲に取り付けられることで前記駆動伝達部材の傾斜を抑えられるように構成された、前記装置本体に着脱可能なアタッチメントと、
を有する画像形成装置である。
従来構成を発展させることができる。
プロセスカートリッジの側面図である。 画像形成装置の装置本体及びプロセスカートリッジの断面図である。 プロセスカートリッジの断面図である。 開閉扉を開いた装置本体、プロセスカートリッジの斜視図である。 プロセスカートリッジの斜視図である。 (a)は装置本体Aの斜視図、(b)は装置本体の断面図、(c)は装置本体の断面図である。 (a)はアタッチメントの斜視図、(b)はアタッチメントの斜視図である。 (a)は装置本体とアタッチメントの斜視図、(b)は装置本体とアタッチメントの斜視図、(c)は装置本体とアタッチメントの断面図である。 駆動側フランジユニットの構成を説明する図である。 作動ユニットを有するクリーニングユニットの部分斜視図である。 ドラムユニット駆動側端部の長手部分断面図である 作動ユニットを有するクリーニングユニットの部分斜視図である。 装置本体の開閉扉を開け、プロセスカートリッジを装置本体に装着させる前の状態の画像形成装置の断面図である。 プロセスカートリッジの装置本体への装着が完了し、開閉扉を閉める前の状態の画像形成装置の断面図である。 本実施例に係るレバー部材にカートリッジ押圧部材が当接する過程を説明するための画像形成装置の断面図である。 外側円筒カム部材、内側円筒カム部材、レバー部材の斜視図である 装置本体の駆動伝達部材とカップリング部材の長手断面図である。 本体駆動伝達部材の斜視図である。 カップリング部材と駆動側フランジ部材の連結構造を示す説明図である。 カートリッジの分解斜視図である。 (a)はアタッチメントの斜視図、(b)は装置本体とアタッチメントの断面図、(c)はアタッチメントの長手抜止部の拡大断面図である。 装置本体とアタッチメントの斜視図である。 装置本体とアタッチメントの拡大斜視図である。 アタッチメントの変形例2 アタッチメントの変形例3 アタッチメントの斜視図
<実施例1>
以下、実施例1を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、特に断りがない場合、電子写真感光体ドラムの回転軸線方向を単に長手方向とよぶ。
また、長手方向において、画像形成装置本体から電子写真感光ドラムが駆動力を受ける側を駆動側とし、その反対側を非駆動側とする。
図2および図3を用いて全体構成および画像形成プロセスについて説明する。
図2は、電子写真画像形成装置の装置本体(電子写真画像形成装置本体、画像形成装置本体)A及びプロセスカートリッジ(以下、カートリッジBと記載する)の断面図である。
図3は、カートリッジBの断面図である。
ここで、装置本体Aとは、電子写真画像形成装置からカートリッジBを除いた部分である。カートリッジBは装置本体Aに対して着脱可能である。
<電子写真画像形成装置全体構成>
図2に示す電子写真画像形成装置(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の像担持体としての電子写真感光体ドラム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PA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。電子写真感光体ドラム62は、電子写真画像形成用に用いられる感光体(電子写真感光体)である。
さらに、装置本体Aには、シート材PA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。
<画像形成プロセス>
次に、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、電子写真感光体ドラム(以下、感光体ドラム62あるいは、単にドラム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(帯電部材)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。帯電ローラ66は、ドラム62に接触した状態で、回転移動可能な回転体(ローラ)である。なお、帯電部材はこのような回転可能な接触ローラ構成に限られるわけではなく、コロン帯電器のように、ドラム62との間に間隔をあけて固定された帯電部材(帯電器)を用いることも可能である。
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、搬送部材(撹拌部材)43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。現像ローラ32は、ドラム62に形成された潜像(静電潜像)を現像するために、現像剤(トナーT)をその表面に担持する現像剤担持体である。本実施例では現像ローラ32とドラム62との間に微小な間隔をあけた状態で潜像が現像される非接触現像方式が用いられている。現像ローラ32をドラム62に接触させた状態で潜像を現像する接触現像方式を採用することも可能である。
トナーTは、現像ブレード42によって摩擦帯電されつつ、現像剤担持体としての現像ローラ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へ供給され、潜像を現像する。これにより、潜像はトナー像として可視像化される。ドラム62はその表面に潜像や、トナー(現像剤像)で形成される像(トナー像、現像剤像)を担持する像担持体である。
またドラム62および現像ローラ32は、現像剤(トナー)をその表面に担持した状態で回転可能な回転体(回転部材)である。
図2に示すように、レーザ光Lの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5cによって、装置本体Aの下部に収納されたシート材PAがシートトレイ4から送り出される。そして、そのシート材PAが転写ガイド6を経由して、ドラム62と転写ローラ7との間の転写位置へ搬送される。この転写位置において、トナー像はドラム62からシート材PAに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材PAは、ドラム62から分離されて搬送ガイド8に沿って定着装置9に搬送される。そしてシート材PAは、定着装置9を構成する加熱ローラ9aと加圧ローラ9bとのニップ部を通過する。このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材PAに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材PAは、排出ローラ対10まで搬送され、排出トレイ11に排出される。
一方、図3に示すように、転写後のドラム62は、クリーニングブレード77により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム62から除去されたトナークリーニングユニット60の廃トナー室71bに貯蔵される。クリーニングユニット60は感光体ドラム62を有するユニットである。
上記において、帯電ローラ66、現像ローラ32、転写ローラ7、クリーニングブレード77がドラム62に作用するプロセス手段(プロセス部材、作用部材)である。
<カートリッジ全体の構成>
次にカートリッジBの全体構成について図3、図4、図5を用いて説明する。図3はカートリッジBの断面図、図4、図5は、カートリッジBの構成を説明する斜視図である。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。
また、レバー部材を含む作動ユニットの説明は後述するので、ここでは説明を割愛する。
カートリッジBは、クリーニングユニットを有する。
図3に示すように、クリーニングユニット60は、ドラム62と、帯電ローラ66と、クリーニング部材77と、これらを支持するクリーニング枠体71を有する。ドラム62は、駆動側において、駆動側に設けられた駆動側ドラムフランジ63がドラム軸受73の穴部73aにより回転可能に支持される。広義には、ドラム軸受73とサイド部材76とクリーニング枠体71を総称してクリーニング枠体と呼ぶこともできる。
非駆動側において、図5に示すように、クリーニング枠体71に設けられた穴部71cに圧入されたドラム軸78によって、非駆動側ドラムフランジの穴部(不図示)を回転可能に支持される構成となっている。
クリーニングユニット60において、帯電ローラ66、クリーニング部材77は、それぞれドラム62の外周面に接触して配置される。
クリーニング部材77は、弾性材料としてのゴムで形成されたブレード状の弾性部材であるゴムブレード77aと、ゴムブレードを支持する支持部材77bと、を有する。ゴムブレード77aは、ドラム62の回転方向に対してカウンター方向にドラム62に当接している。即ち、ゴムブレード77aは、その先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
図3に示すように、クリーニング部材77によってドラム62の表面から除去された廃トナーは、クリーニング枠体71とクリーニング部材77によって形成された廃トナー室71bに溜められる。
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。
帯電ローラ66は、クリーニング枠体71の長手方向における両端部において、帯電ローラ軸受(不図示)を介し、クリーニングユニット60に回転可能に取り付けられている。
なお、クリーニング枠体71の長手方向(カートリッジBの長手方向)は、ドラム62の回転軸線が延びる方向(軸線方向)と略平行である。以下、特に断りなく単に長手方向あるいは単に軸線方向といった場合には、ドラム62の軸線方向を意図する。
帯電ローラ66は、帯電ローラ軸受67が付勢部材68によりドラム62に向けて加圧されることでドラム62に圧接されている。帯電ローラ66は、ドラム62の回転に従動回転する。
図3に示すように、現像ユニット20は、現像ローラ32と、現像ローラ32を支持する現像容器23と、現像ブレード42等を有する。現像ローラ32は、両端に設けられた軸受部材27(図5)、軸受部材37(図4)により回転可能に現像容器23に取り付けられている。
また、現像ローラ32内にはマグネットローラ34が設けられている。現像ユニット20において、現像ローラ32上のトナー層を規制するための現像ブレード42が配置されている。図4、図5に示すように、現像ローラ32には間隔保持部材38が現像ローラ32の両端部に取り付けられており、間隔保持部材38とドラム62が当接することで、現像ローラ32はドラム62と微少隙間をもって保持される。また、図3に示すように、現像ユニット20からトナーが漏れることを防止するための吹き出し防止シート33が、現像ローラ32に当接するように底部材22の縁部に設けられている。さらに、現像容器23と底部材22によって形成されたトナー室29には、搬送部材43が設けられている。搬送部材43は、トナー室29に収容されたトナーを撹拌すると共に、トナー供給室28へトナーを搬送する。
図4、図5に示すように、カートリッジBはクリーニングユニット60と現像ユニット20を合体して構成される。
現像ユニットとクリーニングユニットの結合の際には、まずクリーニング枠体71の駆動側の第1吊り穴71iに対する現像容器23の現像第1支持ボス26aの中心と、非駆動側の第2吊り穴71jに対する現像第2支持ボス23bの中心を合わせる。具体的には、現像ユニット20を矢印G方向に移動させることで、第1吊り穴71i、第2吊り穴71jに現像第1支持ボス26a、現像第2支持ボス23bが嵌合する。これにより、クリーニングユニット60に対して現像ユニット20が移動可能に連結される。より詳細にいうと、クリーニングユニット60に対して現像ユニット20が回転移動可能(回動可能)に連結される。この後、サイド部材76をクリーニングユニット60に組み付けることによってカートリッジBを構成する。
本実施例においては駆動側付勢部材46L(図5)、非駆動側付勢部材46R(図4)は圧縮バネで形成されている。これらバネの付勢力により、現像ユニット20はクリーニングユニット60に付勢され、現像ローラ32はドラム62の方向へ確実に押圧される。そして、現像ローラ32の両端部に取り付けられた間隔保持部材38によって、現像ローラ32はドラム62から所定の間隔をもって保持される。
<アタッチメント装着>
次に装置本体Aに対するアタッチメントの装着について、図6(a)、(b)、(c)、図7(a)、(b)、図8(a)、(b)を用いて説明する。ここで、図6(a)は装置本体Aの駆動側の斜視図である。図6(b)、(c)は、図6(a)の装置本体Aを駆動伝達部材81部で切断した断面図である。図7(a)、(b)は、アタッチメント100の斜視図である。図8(a)は、装置本体Aに対し、アタッチメント100を装着する前の斜視図である。図8(b)は、装置本体Aに対し、アタッチメント100を装着した際の斜視図である。図8(c)は、図8(b)を駆動伝達部材81部で切断した断面図である。
先ず、装置本体Aの駆動側のガイドフレームR200に対する駆動伝達部材(駆動出力部材)81の位置関係と駆動伝達部材軸受300による駆動伝達部材81の支持方法を説明する。
駆動伝達部材81はカートリッジBに連結することでカートリッジBに駆動力を伝達するための部材(駆動軸、装置本体側カップリング部材)である。
図6(a)に示すように、ガイドフレームR200には駆動伝達部材穴200aが設けられ、駆動伝達部材81は駆動伝達部材穴200aの中に配置される。また、図6(b)に示すように、駆動伝達部材81は軸線方向の端部の駆動伝達部材軸受300によって支持される。このとき、駆動伝達部材81の外周面81eは、駆動伝達部材穴200aとの間に隙間Mを有している。図6(c)に示すように、実際には自重等により隙間Mの中で移動できるぶんだけ駆動伝達部材81は傾いて(傾斜して)配置されている。
駆動伝達部材81が傾いていると、カートリッジBの構成によっては駆動伝達部材81がカートリッジBと連結しにくい場合がある。そこで本実施例では駆動伝達部材81にアタッチメント100を取り付けることで駆動伝達部材81の傾斜を抑えている。詳細は後述するが、アタッチメント100は、上記の隙間Mを埋めることで駆動伝達部材81の傾斜を抑える。
図7(a)、(b)に示すように、アタッチメント100の本体部は円筒形状を有する円筒部である。円筒部(円筒形状)は内周面100a、外形面100bを有している。外形面100bから円筒部の軸線L1と交差する方向(円筒部の径方向外側)に突出するように把持部100cが設けられ、把持部100cには貫通穴100dと突起部100eが設けられている。把持部100cは、ほぼ軸線L1と直交する方向に突出している。なお軸線L1とは、円筒部の中心を通るように延びる仮想的な線である。
なおアタッチメント100の円筒部(円筒形状)は、その内部が空間となっており、円筒形状の軸線方向における両端が開放されている。すなわち円筒形状の内部の空間に、円筒の両端部からアクセス可能になっている。
次に、装置本体Aに対するアタッチメント100の装着過程に関して説明する。図8(a)、(c)に示すように、把持部100cに設けた貫通穴100dに指を入れ、突起部100eを指でつかむことにより、駆動伝達部材81と駆動伝達部材穴200aと隙間Mにアタッチメント100を挿入することができる。アタッチメント100が駆動伝達部材81の周囲に配置されることで、駆動伝達部材81の傾斜が抑えられる(傾斜角度が小さくなる)。
突起部100eは、ユーザーが把持部100cをつかみやすくするために設けられている凸部(突出部、突起部)である。また、貫通穴100dも同様にユーザーが把持部100cをつかみやすくするために設けられた開口(空間)である。必ずしも突起部100eと開口(貫通穴100d)の両方が把持部100cに必要なわけではない。たとえばいずれか一方があれば、ユーザが把持部100cをつかみやすくする作用を奏する。また本実施例では把持部100cに設けられた開口は、その全周囲を把持部100cによって囲われた穴100dであったが、このような形状に限られるわけではなくユーザーが指を入れるための空間であればその他の形状であることも可能である。
次に、装置本体Aに対するアタッチメント100の装着完了位置に関して説明する。図8(c)に示すように、装置本体Aに対するアタッチメント100の長手方向(軸線方向)の位置は、長手規制部(位置規制部)100fによって決めることができる。ガイドフレームR200の被長手規制面200bとアタッチメントの把持部100cに設けられた長手規制部100fが当接する。これによりアタッチメント100の位置を決めることができ、アタッチメント100がガイドフレームR200の奥に入り込んでしまうことを防止できる。なおアタッチメント100の長手方向とは、アタッチメント100が備える円筒部の軸線方向(軸線L1と平行な方向)である。
また駆動伝達部材81の外周面81eとアタッチメント100の内周面100a部が接触している。そのため図8(b)、(c)に示すように駆動伝達部材81が本体の駆動モータ(不図示)によって回転した際、アタッチメント100が駆動伝達部材81の軸線を中心として回転しようとする。しかしガイドフレームR200の被回転規制面200cとアタッチメント100の把持部100cに設けられた回転規制部100gとが当接することによって、アタッチメント100の回転を規制(抑えることが)できる。
<カップリング部材の進退機構>
カップリング部材64および、カップリング部材を進退移動させる進退機構部について説明する。カップリング部材64は、カートリッジの外部(すなわち画像形成装置本体)から、ドラム62や現像ローラ32を回転させるための駆動力(回転力)を受けるための部材(駆動入力部材、入力カップリング)である。
図18に駆動伝達部材(駆動出力部材)81の斜視図を示す。ここで示されるように駆動伝達部材81にはほぼ三角形状を有する凹部(駆動伝達部81a)を備える。この凹部(駆動伝達部81a)に、カップリング部材64の被駆動伝達部64aが係合し、カップリング部材64は駆動力を受ける構成である。つぎに駆動側フランジユニット69について図12を用いて説明する。
本実施例にかかる駆動側フランジユニット69はカップリング部材64、駆動側フランジ部材75、フタ部材58、第一押圧部材59から構成される。カップリング部材64は被駆動伝達部(駆動力受部)64aや、駆動伝達部64bを有する。被駆動伝達部64aは、装置本体Aの駆動伝達部材(駆動出力部材)81(図17、図18参照)から駆動力が伝達される。駆動伝達部64bは、駆動側フランジ部材75に支持されると同時に、駆動側フランジ部材75に駆動を伝達する。
駆動側フランジ部材75は、現像ローラ端部に設けられたギア部材36(図20参照)に駆動を伝達するギア部75aと、カップリング支持部75b(図19参照)等から構成される。カップリング部材64が駆動側フランジ部材75の内周(カップリング支持部75b)に挿入された後、カップリング部材64を駆動側に付勢するための第一押圧部材59が挿入される。その後、フタ部材58が駆動側フランジ部材75の端部75cに溶着等の手段で固定されることで駆動側フランジユニット69が構成される。
図19に、駆動側フランジ部材75とカップリング部材64の斜視図を示す。駆動側フランジ部材75の内周面は、カップリング支持部75bとなっている。この内周面(カップリング支持部75b)に、カップリング部材64の外周面が支持されることで、駆動側フランジ部材75によってカップリング部材64が支持される。そして、カップリング部材64の外周面のうち、回転軸線にたいして対称に配置された2面が平面部になっている。この平面部が、カップリング部材64の駆動伝達部64bである。フランジ部材75の内周面75bにも、駆動伝達部64bに対応するように平面部75b1が2つ設けられている。このフランジ部材75の平面部がフランジ部材75の被駆動伝達部75b1となる。すなわち、カップリング部材64の駆動伝達部64bが、フランジ部材75の被伝達部75b1に接触することで、カップリング部材64からフランジ部材75に駆動力が伝達される。
駆動側フランジユニット69の駆動側フランジ75は感光体ドラム62の端部に圧入やかしめ等の手段によって固定される(図11参照)。これによりカップリング部材64が駆動伝達部材81(図17、図18参照)から受けた駆動力(回転力)は、駆動側フランジ75を介して感光体ドラム62に伝達される。
次に図20にカートリッジの分解斜視図を示す。この図20に示すように駆動側フランジ75からは、ギア75aを介して現像ローラ32にも駆動力(回転力)が伝達される。すなわち、ギア75aは、現像ローラギア36に噛み合い、駆動側フランジ75の回転を現像ローラギア36に伝える。現像ローラギア36は、現像ローラ32に設けられたギアであって、詳細に言うと、現像ローラ32の端部に固定された現像ローラフランジ35の軸部に係合している。そのため現像ローラギア36の回転が、現像ローラフランジ35を介して現像ローラ32に伝達される。さらに現像ローラギア36はアイドラギア39を介して搬送部材ギア41にも駆動を伝達する。搬送部材ギア41は搬送部材43(図3参照)に設けられたギアであって、搬送部材ギア41が回転すると搬送部材43も回転する。
すなわち駆動側フランジ75は、カップリング部材64から、ドラム62や現像ローラ32、搬送部材43などに駆動を伝達するための駆動伝達部材(カートリッジ側駆動伝達部材)である。本実施例ではカップリング部材64の被駆動伝達部64aは、断面が実質的に三角形で凸型の形状(凸部)を採用した。具体的には、実質的に三角形状の断面を駆動側から非駆動側にかけて感光体ドラムの軸線に対して反時計周りに捩じった形状のものを採用した。しかしながら、被駆動伝達部64aはこのような形状に限られるものではなく、駆動伝達部材81(図18参照)に係合して駆動力を受けられるものであればよい。本実施例であれば装置本体Aが有する駆動伝達部材81には被駆動伝達部64aと係合可能な略三角形状の凹部(駆動伝達部81a:図18参照)が設けられている。そのため、被駆動伝達部64aはこの凹部に係合する凸部形状を有している。この凸形状は1つでなく複数であってもよいし、また形状は三角形に限られない。また凸形状は三角形を捻じったような形状をしていたが、必ずしも捻じれがなくてもよい。
このカップリング部材64は、図17に示すように長手方向(軸線方向)に沿って進退移動が可能な構成となっている。図17(a)ではカップリング部材が退避して駆動伝達部材81との係合を解除している状態を示し、図17(c)ではカップリング部材64が進出して駆動伝達部材81と係合をしている状態を示している。また図17(b)では、図17(a)と図17(c)の間の状態(進退移動の過程)を示している。
そこで次にこのようなカップリング部材64の長手方向の進退移動を可能にする作動ユニット(作動機構、進退ユニット、進退機構)について図10、図11、図12を用いて説明する。
図10は本実施例に係るクリーニングユニット60に設けられた作動ユニットの構成を説明するための部分斜視図である。
図11は本実施例に係るドラムユニット駆動側端部の部分長手断面図である。
図12は図7同様本実施例に係る作動ユニットを説明するための部分斜視図である。
図10から図12に示すように、作動ユニットは外側円筒カム部材70、内側円筒カム部材74、レバー部材12、第二押圧部材(弾性部材、付勢部材)14などから構成される。作動ユニットは、カップリング部材64に連結され、カップリング部材64の移動(進退移動)を制御する制御機構(制御ユニット)である。
外側円筒カム部材70は、円筒カム部70bとレバー部材12を係合させるレバー部材係合部70a等から構成される。内側円筒カム部材74は外側円筒カム部材70と同様に、円筒カム部70b及びカップリング部材64と当接することでカップリング部材64の長手位置を規制するカップリング部材64長手位置規制面74d等から構成される。
図10、図11に示すように、本実施例において、外側円筒カム部材70、及び内側円筒カム部材74はドラム軸受部材73の外周部73aに支持されるよう構成した。また、外側円筒カム部材70のレバー部材係合部70aはドラム軸受部材73の外側に露出するよう構成されている(図12参照)。
レバー部材12は現像ユニット20がクリーニングユニット60に支持された後、レバー部材12の一端に設けられた被係合部12bを外側円筒カム部材70のレバー部材係合部70aに係合される。またレバー部材12は、その他端の被スライド部12cをクリーニング枠体71に設けられたスライドリブ間71gに位置するよう配置される。つまり穴形状の被係合部12bの内部に、突起状の係合部70aが進入して両者が係合し、レバー部材12が外側円筒カム部材70に連結されている。
レバー部材12が配置された後は、レバー部材12を押圧・付勢する第二押圧部材14がクリーニング枠体71とレバー部材12間に配置される。本実施例では第二押圧部材(付勢部材)14として捻じりコイルバネを用いたが、これに限られるわけではなく、たとえば圧縮コイルばねなど異なる構造の弾性部材(ばね)も好適に用いることが可能である。
サイド部材76がクリーニング枠体71に固定されることで、本実施例にかかる作動ユニットを有するプロセスカートリッジが構成される。
この作動ユニットは内側円筒カム74においてカップリング部材64に接続しており、レバー部材12の操作によってカップリング部材64を進退(移動)させることができる。詳細な動作原理については後述するが、レバー部材12が外側円筒カム部材70に連結しているためレバー部材12がほぼ直線的な移動をすることによって外側円筒カム70が回転する。そして外側円筒カム70は内側円筒カム74に接触しており、外側円筒カム70の回転運動によって内側円筒カム74が長手方向に進退する。この内側円筒カム74はカップリング部材62に接触しており、内側円筒カム74の進退とカップリング部材62の進退が連動する。
すなわちレバー部材12は、外側円筒カム部材70、内側円筒カム部材74を介してカップリング部材64と機能的に(間接的に、動作的に)接続されており、レバー部材12とカップリング部材64は連動する。
そこで次に図1及び図13〜図17を用いて、レバー部材12の移動に連動して、カップリング部材64が進退する動きについて説明する。このレバー部材12は、装置本体Aに設けられたカートリッジ押圧部材(押圧力付与部材)との当接及び離間によって移動する構成である。
図1は本実施例に係るプロセスカートリッジBの側面図である
図13は装置本体の開閉扉13を開け、プロセスカートリッジBを装置本体Aに装着させる前の状態の画像形成装置の断面図である。
図14はプロセスカートリッジBの装置本体Aへの装着が完了し、開閉扉13を閉める前の状態の画像形成装置の断面図である。
図15(a)は装置本体Aの開閉扉13を図中H方向に閉めていく過程で、カートリッジ押圧部材1がレバー部材12の被押圧部12aに当接し始めた状態の画像形成装置の断面図である。
図15(b)は装置本体Aの開閉扉13を完全に閉じた状態の画像形成装置の断面図である。
図16は本実施例に係るレバー部材12、外側円筒カム部材70、内側円筒カム部材74の斜視図である。ここで、図13(a)は、レバー部材12の被押圧部12aにカートリッジ押圧部材1が当接する前の状態(図13、図14、図15(a))の斜視図である。図16(c)は、開閉扉13が完全に閉じ、レバー部材12の当接部12aに、カートリッジ押圧バネ19の所定の圧が加えられた状態(図15(b))の斜視図である。図16(b)は図16(a)と図16(c)の間の状態(図15(a)〜図15(b))での斜視図である。
図17は上記したように本実施例に係る装置本体Aの駆動伝達部材81とカップリング部材64の長手断面図である。図13同様にここで、図17(a)は、レバー部材12の被押圧部12aにカートリッジ押圧部材が当接する前の状態(図13、図14、図15(a))の長手断面図である。図17(c)は、開閉扉13が完全に閉じ、レバー部材12の当接部12aに、カートリッジ押圧バネ19の所定の圧が加えられた状態((図15(b))の長手断面図である。図14(b)は図14(a)と図14(c)の間の状態(図15(a)〜図15(b))での長手断面図である。図13に示すようにプロセスカートリッジBの装置本体Aへの装着は、装置本体Aの開閉扉13を回転中心13Xの回りに回転させることで開放したのちに行われる。開閉扉13は装置本体Aの内部に設けられたカートリッジ装着部(カートリッジを装着するための空間)を開閉するための開閉部材である。装着部にはプロセスカートリッジBの被ガイド部76c、76gを案内するためのガイドレール(ガイド部材)15h、15gが設けられており、このガイドレール15h、15gに沿ってカートリッジBを装置本体Aの装着部に挿入される(駆動側のみ図示)。図14に示すようにプロセスカートリッジBの装着はドラム軸受部材73に設けられた被位置決め部73d、73fが装置本体位置決め部15a,15bに当接、あるいはその近傍まで挿入されることで完了する。
2つのカートリッジ押圧部材1が軸線方向における開閉扉13の両端に取付けられている(図14)。2つのカートリッジ押圧部材1はそれぞれ開閉扉13に対して一定の範囲で移動可能な構成である。
そして2つのカートリッジ押圧バネ19は装置本体Aに設けられた前板18の長手方向両端部に取付けられている。クリーニング枠体71にはカートリッジ押圧バネ19の付勢力受け部としてのカートリッジ被押圧部71eが長手両端部に設けられている。後述するが、開閉扉13を完全に閉じることによって、カートリッジ被押圧部71e、レバー部材被押圧部12aにはカートリッジ押圧バネ19から所定の圧F2が加わるよう構成されている。
次にカップリング部材64(被駆動伝達部材)の進退移動について説明する。レバー部材12にカートリッジ押圧部材1が当接する前の状態(図13、図14、図15(a))では、レバー部材12は第二押圧部材14(図12参照)によって図16(a)中E方向に付勢されている。
レバー部材12に係合され、ドラム軸周りを回転可能に支持された外側円筒カム部材70は図16(a)中G方向に付勢される。外側円筒カム部材70の最も非駆動側に突出した面70cと内側円筒カム部材74の最も内側に突出した面74cが当接する。
図17(a)に示すように、カップリング部材64は第一押圧部材59により駆動側に付勢され、カップリング当接部64cが内側円筒カム部材74のカップリング部材長手位置規制面74dに押し付けられている。すなわち内側円筒カム部材74の長手位置(長手方向の位置)に応じて、カップリング部材64の長手位置も決まるよう構成されている。なお第一押圧部材59はカップリング部材64を駆動側に作動させるために用いられるものなので、第一押圧部材59を先述の作動ユニットの一部とみなすこともできる。本実施例では、第一押圧部材59として圧縮コイルばねを用いたが、その他の形状の弾性部材などを用いてカップリング部材64を付勢することも可能である。
カートリッジBが装置本体Aに装着されていない状態では、内側円筒カム部材74は、第一押圧部材59の弾性力に抗してカップリング部材64をドラム内へ退避させるように配置されている。すなわち図13及び図14に示すように本体扉13が解放されている状態や、レバー部材12にカートリッジ押圧部材1が当接する前の状態においては、カップリング部材64は最も非駆動側に位置するよう構成されている。カップリング部材64が非駆動側(すなわちカートリッジBの内部側)に退避した状態の位置を第一の位置(退避位置、内側位置、非係合位置、離脱位置)と呼ぶこととする。図17(a)に示すように、カップリング部材64が第一の位置にいるときは、カップリング部材64の被駆動伝達部64aと駆動伝達部材81の駆動伝達部81aは長手方向でオーバーラップしないよう構成されている。つまり、プロセスカートリッジBの装置本体Aの着脱は、カップリング部材64と装置本体の駆動伝達部材81の干渉等がなく、スムーズに行うことができる。
カートリッジBが装置本体Aに装着されたのちに開閉扉13が閉じられると、開閉扉13に設けられたカートリッジ押圧部材1がレバー部材12に当接する。押圧部材1に押圧されることによってレバー部材12の移動が開始される。このレバー部材12の動きに連動して、カップリング部材64が前記第一の位置(退避位置)から駆動側に移動するので、以下その動きについて説明する。
図15(a)に示すように、プロセスカートリッジBの装着が終了し、開閉扉13を図中H方向に閉じていくと、カートリッジ押圧部材1とレバー部材12の当接が開始し、レバー部材12にカートリッジ押圧バネ19の押圧力が作用しはじめる。この押圧力によりレバー部材12は、第二押圧部材14の付勢力(弾性力)に抗して図中K方向へ移動を開始しはじめる。図16(b)に示すように、レバー部材12がK方向に移動すると、レバー部材12に係合された外側円筒カム部材70は図中M方向に回転しはじめる。
この外側円筒カム部材70には内側円筒カム部材74が隣接している。内側円筒カム部材74は回転可能には構成されておらず、軸線方向にのみ移動が可能な構造である。外側円筒カム部材70のM方向の回転によって、外側円筒カム部材70の円筒カム部70bと内側円筒カム部材74の円筒カム部74bが互いの斜面において接触する。すると、内側円筒カム部材74は第一押圧バネ部材59の押圧力によって長手方向に沿って駆動側(N方向)に移動しはじめる。また内側円筒カム部材74がN方向に移動すると、この第一押圧バネ部材59によって押圧されるカップリング部材64も長手方向に沿った移動が許容されるようになる。このカップリング部材64の移動により、カップリング部材64は駆動側(すなわちカートリッジBの外部側)に向かって進出する。そしてカップリング部材64の被駆動伝達部64aは装置本体の駆動伝達部材の駆動伝達部81aと長手方向で係合できる関係となる(図17(b))。さらに開閉扉13を完全に閉じると(図15(b)の状態)、図16(c)に示すように外側円筒カム部材74と内側円筒カム部材70の円筒カム部の位相は一致する。この時、内側円筒カム部材74及びカップリング部材64は第一押圧部材59の付勢力によって、最も駆動側に位置するよう構成される。このようにカップリング部材64が駆動側に進出する位置を本実施例では第二の移置(進出位置、外側位置、係合位置、駆動伝達位置)と呼ぶ。
図17(c)に示すように、前述したようにアタッチメント100によって隙間Mが小さくなることで駆動伝達部材81の倒れを抑制できる。そのため、カップリング部材64が第二の位置に移動した際は、カップリング部材64の被駆動伝達部64aと駆動伝達部材81の駆動伝達部81aを確実に係合させることができる。
なお、実施例では装置本体Aに対するアタッチメント100の装着及び駆動伝達部材81の倒れを抑制し、カップリング部材64の被駆動伝達部64aと駆動伝達部材81の駆動伝達部81aを確実に係合させる効果を説明した。
さらに、ガイドフレームR200に対するアタッチメント100を固定する方法とアタッチメント100の取り外し性を向上させる方法に関して、図21(a)、(b)、(c)図22を用いて説明する。図21(a)は、アタッチメント100の斜視図であり、図21(b)は装置本体Aを駆動伝達部材81部で切断した断面図であり、図21(c)は、図21(b)の長手抜止部100hの拡大図である。図22は、装置本体Aとアタッチメント100の斜視図である。
ガイドフレームR200に対するアタッチメント100の固定方法に関して、上記した固定方法に変えて、あるいは上記した固定方法に加えて、以下に記載の方法も採用することができる。図21(a)に示すように、アタッチメント100の長手規制部100fに両面テープ400を貼り付け、ガイドフレームR200の被長手規制面200b(図8(a))と固定してもよい。また、図21(a)、(b)、(c)に示すように、アタッチメント100に外周部100bよりも径方向の外側に突出している長手抜止部100hを設け、ガイドフレームR200の被長手抜止部200dにひっかけてもよい。
抜止部100hはカンチレバー(cantilever、片持ち梁)の構造を有するスナップフィットであり、弾性変形することで被長手抜止部200dに係合および係合解除することが可能である。
また、装置本体Aからアタッチメント100の取り外し性を向上させるために、図21(a)に示すように、アタッチメント100の長手規制部100fと突起部100eの間に引掛部100iを設けてもよい。
なお、アタッチメント100の剛性を向上させるために、図7(a)、図21(a)に示すように、アタッチメント100の外周面100bに補強リブ100j(突出部)を設けてもよい。
なお、図23に示すように、装置本体Aにアタッチメント100を装着した際、アタッチメント100の把持部100cがガイドフレームR200のカートリッジ対向面200e(図6(a))より長手方向の内側に突出するとカートリッジBと干渉する。そのため、把持部100cはカートリッジ対向面200e(図6(a))より長手方向外側に収める必要がある。その際のアタッチメント100の把持部100cの形状は、以下の関係を満たす。アタッチメント100の外周の直径をtとしたとき、図22に示すようにアタッチメントの軸線と垂直な面において、アタッチメント100の円筒部と同心状に円筒部の外周の4倍の直径(4t)を有する円を描く。するとこの直径4tの円の内部に把持部100cの全体が含まれる。すなわち、アタッチメント100の円筒部の中心から把持部100cの任意の点までの距離は2tより小さい。
さらに、外周面100bと把持部100cを連結するための連結部100k(図7(a))が占める領域は、x°<90°を満たす範囲である。すなわち、アタッチメント100の軸線と直交する面において、アタッチメント100の中心(円筒部の中心)を基準として90度よりも小さい角度の領域内に連結部100kの全体が含まれる。
以上説明したように、本実施例によれば、アタッチメント100を駆動伝達部材81の周囲に取り付けることで駆動伝達部材81が傾くことを抑えることができる(図17(a)、図8(b)、(c)、図23参照)。つまり駆動伝達部材81がカートリッジBのカップリング部材64に対して傾くのをアタッチメント100が抑える。これにより駆動伝達部材81とカップリング部材64の連結を円滑に行うことが可能である。本実施例では進退移動可能なカップリング部材64が駆動伝達部材81に近づくように進出することで、カップリング部材64が駆動伝達部材81に連結(カップリング、係合)する(図17(c)参照)。
なお、上記で説明したカートリッジBとアタッチメント100は、ともに画像形成装置本体に着脱可能な着脱ユニットであり、カートリッジBとアタッチメント100のセット(組み合わせ)を着脱ユニットセットと呼ぶ。このような2つの着脱ユニットをセットとして(組み合わせて)販売すれば、ユーザはアタッチメント100を装置本体に取り付けたうえでカートリッジBを装置本体に装着することができる。
なお、図17(a)に示すように、アタッチメント100の内周面100aの内径yと感光体ドラム62の外径zの径の関係は、y>zが好ましい。
なお、図22に示すように、感光体ドラム62の回転軸線と垂直な面において、アタッチメント100の円筒形状の中心(軸線)から把持部100cの最も遠い点(最外形部)までの距離uを求める。さらに感光体ドラム62の中心(軸線)から現像ローラ32の中心(軸線)までの距離sを求める(図3)。距離u、sの関係は、u>sが好ましい。
なお、図24に示すように、アタッチメント100の円筒形状は完全な円筒でなくてもよい。図24では円筒が360度完全に繋がってはおらず、円筒の一部が途切れている。つまり図24示す円筒はC字形状となっているがこのようなものも実質的には円筒形状とみなせる。また、アタッチメント100の外径面100bの一部に平面部100m(図26)を設けてもよい。このようなアタッチメントも実質的な円筒形状とみなすことができる。
さらに、把持部には貫通穴100dがなくてもよい(図24参照)。また、アタッチメント100の把持部100cは図23に示すような板形状に限定するものではない。たとえば、図25に示すように、アタッチメント100の把持部100cはリング形状でもよい。
32 現像ローラ(現像剤担持体)
62 ドラム(電子写真感光体ドラム)
64 カップリング部材
81 駆動伝達部材
81a 駆動伝達部
81e 外周面
100 アタッチメント
100a 内周面
100b 外周面
100c 把持部
100d 貫通穴
100e 突起部
100f 長手規制部
100g 回転規制部
100h 長手抜止部
100i 引掛部
100j 補強リブ
100k 連結部
100m 平面部

Claims (16)

  1. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なアタッチメントにおいて、
    実質的な円筒形状を備えた円筒部であって、前記円筒形状の内部が空間になっており、かつ、前記円筒形状の軸線方向における両端が開放されている円筒部と、
    前記円筒部の外周面から径方向外側に延びる把持部と、
    を有し、
    前記把持部は、前記軸線方向に突出した突起部を有するアタッチメント。
  2. 前記把持部は開口を有する請求項1に記載のアタッチメント。
  3. 画像形成装置の装置本体に着脱可能なアタッチメントにおいて、
    実質的な円筒形状を備えた円筒部であって、前記円筒形状の内部が空間になっており、かつ、前記円筒形状の軸線方向における両端が開放されている円筒部と、
    前記円筒部の外周面から径方向外側に延びる把持部と、
    を有し、
    前記把持部は、開口を有するアタッチメント。
  4. 前記円筒部の軸線と垂直する面において、前記円筒部の外周の4倍の直径を有する前記円筒部と同心状の円の内部に、前記把持部の全体が位置することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載のアタッチメント。
  5. 前記外周面と前記把持部は連結部によって連結され、
    前記円筒部の軸線と直交する面において、前記円筒形状の中心を基準として90度より小さな領域内に、前記連結部の全体が位置する請求項1乃至4のいずれか1項に記載のアタッチメント。
  6. 前記外周面よりも前記円筒部の外側に向かって突出している抜止部を有する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のアタッチメント。
  7. 前記円筒部はスナップフィットを有する請求項1乃至5のいずれか1項に記載のアタッチメント。
  8. 前記外周面から径方向外側に突出する突出部を有し、前記円筒部の軸線方向において前記把持部と前記突出部が重ならない位置にあることを特徴とする請求項1乃至7のいずれか1項に記載のアタッチメント。
  9. (1)前記装置本体に着脱可能なカートリッジであって、(1−1)感光体ドラムと、(1−2)前記カートリッジの外部から前記感光体ドラムを回転するための駆動力を受けるためのカップリング部材と、を有するカートリッジと、
    請求項1乃至8のいずれか1項に記載のアタッチメントと、
    を有する着脱ユニットセット。
  10. 着脱ユニットセットにおいて、
    (1)前記装置本体に着脱可能なカートリッジであって、(1−1)感光体ドラムと、(1−2)前記カートリッジの外部から前記感光体ドラムを回転するための駆動力を受けるためのカップリング部材と、を有するカートリッジと、
    (2)前記装置本体に着脱可能なアタッチメントであって、(1−1)実質的な円筒形状を備えた円筒部であって、前記円筒形状の内部が空間になっており、かつ、前記円筒形状の軸線方向における両端が開放されている円筒部を有するアタッチメントと、
    を有する着脱ユニットセット。
  11. 前記カップリング部材は、進退移動が可能である請求項9又は10に記載の着脱ユニットセット。
  12. 前記アタッチメントの前記円筒部の内径が、前記感光体ドラムの外径より大きい請求項9乃至11のいずれか1項に記載の着脱ユニットセット。
  13. 前記円筒形状の軸線から前記把持部の最も遠い点までの距離をuとし、
    前記プロセスカートリッジの前記感光体ドラムの軸線から前記現像ローラの軸線までの距離をsとすると、
    u>s
    を満たす請求項9乃至12のいずれか1項に記載の着脱ユニットセット。
  14. 画像形成装置において、
    カートリッジに駆動力を伝えるための駆動伝達部材を備え、前記カートリッジを着脱可能な装置本体と、
    前記駆動伝達部材の周囲に取り付けられることで前記駆動伝達部材の傾斜を抑えるように構成された、前記装置本体に着脱可能なアタッチメントと、
    を有する画像形成装置。
  15. 前記アタッチメントは、
    前記装置本体に対する前記アタッチメントの軸線方向の位置を決める位置規制部と、
    前記装置本体に対する前記アタッチメントの回転を抑えるための回転規制部と、
    を有する請求項14に記載の画像形成装置。
  16. 前記装置本体に着脱可能なカートリッジであって、(1−1)感光体ドラムと、(1−2)前記駆動伝達部材から前記感光体ドラムを回転するための駆動力を受けるためのカップリング部材と、を有するカートリッジをさらに有し、
    前記アタッチメントが前記装置本体に装着された状態において、前記カップリング部材が前記駆動伝達部材から駆動力を受け得る請求項14又は15に記載の画像形成装置。
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