JP3890230B2 - プロセスカートリッジ - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真複写機や電子写真プリンター等の電子写真方式の画像形成装置に搭載されるプロセスカートリッジの一体化の手段としてスナップフィットによる結合構造を用いたプロセスカートリッジに関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真方式の画像形成装置とは、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り、電子写真複写機、電子写真プリンター（ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンターなど）、電子写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワードプロセッサー等が含まれる。
【０００３】
プロセスカートリッジとは、一般的に、プロセス手段である帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと、画像担持体である電子写真感光体を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。また、現像装置とは、現像剤収容部と現像手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【０００４】
【従来の技術】
従来、電子写真方式の画像形成装置の電子写真感光体と帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を一体にまとめてカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。
【０００５】
このカートリッジ方式により操作性が一層向上され、上記プロセス手段のメンテナンスをユーザー自身が容易に行なうことが可能となった。そこで、このカートリッジ方式は画像形成装置本体において広く用いられている。
【０００６】
また、上記のプロセス手段を、寿命が長いものと短いものに分け、それぞれのプロセス手段をカートリッジ化し、主要プロセス手段の寿命に則して使用できるカートリッジ構成も実現されている。例えば、現像剤収容部と現像手段を一体的に構成した現像カートリッジ（現像ユニット）、または電子写真感光体（感光ドラム）および帯電手段、クリーニング手段を一体的に構成したドラムカートリッジ（ドラムユニット）等が採用されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
近年、カラー画像の形成を行なうことができるカラー画像形成装置の需要が増大しており、
（１）低ランニングコスト
（２）小スペース
（３）低電力
（４）高画質
（５）ハイスピード
（６）操作性の向上
の６項目が達成できるカラー画像形成装置の投入が期待されている。
【０００８】
上記項目において、高画質化を図るために、付加される部品が増大する傾向にある。これに対し低ランニングコスト化を図るためには、これらの部品を簡単に組み立てられる構造が必要となる。この要求を満たす１つの方法として、樹脂の弾性を利用して爪を相手材に引っ掛ける、いわゆるパッチン爪を用いたスナップフィットによる結合構造がある。
【０００９】
この構造は部品本体と係止爪を一体的に樹脂成形することが可能であり、組立作業にも特別な工具を必要としないため、低コスト化が可能である反面、部品本体の弾力性に抗してある程度の荷重が加わると爪が外れてしまうという未解決の課題があった。すなわち、図１７に示すように、引き抜き方向の力Ｐが加わると、樹脂の変形により水平方向の分力Ｐｘが発生してしまい、このために爪が外れてしまう。爪のかかり量を増加することで上記課題はある程度克服できるものの、組立作業性の悪化や爪部の塑性変形を生じやすく、強固な結合を必要とする部位にはビス等の締結部材を併用する必要があった。
【００１０】
本発明は上記従来の技術の有する未解決の課題に鑑みてなされたものであり、弾性を利用したスナップフィットによる結合構造において、ガタなくかつその結合力を強化し、組立作業性にも優れている、画像形成装置のプロセスカートリッジを提供することを目的とするものである。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明のプロセスカートリッジは、画像形成装置の装置本体に着脱可能であって、端部カバーにホルダを結合したプロセスカートリッジにおいて、前記端部カバーに設けられた長穴と、前記長穴に設けられた切欠きと、前記ホルダの有する位置決めピンの先端に形成された爪と、前記爪の背面側に形成された中空部と、前記爪の引掛け部に設けられたテ−パ部と、結合ピンと、を有し、前記長穴に前記位置決めピンを嵌合して、前記爪が撓んだ状態で前記テ−パ部が前記切欠きに掛かった状態で、前記中空部に前記結合ピンを圧入することによって、端部カバーにホルダを結合したことを特徴とするものである。
【００２４】
【作用】
一方の枠体の弾性係止手段を他方の枠体の被係止部に弾力的に引っ掛けて結合するスナップフィットによる結合構造において、結合力を強化するための倒れ防止部材を嵌入するための嵌合部を弾性係止手段の背面側に設けておき、弾性係止手段を被係止部に引っ掛けて両枠体を組み付けたうえで、前記嵌合部に倒れ防止部材を、例えば圧入等の方法で嵌入する。
【００２５】
嵌入された倒れ防止部材は、弾性係止手段をその背面側から被係止部に押圧し、スナップフィット構造に特有の抜け落ち等を防ぐための結合力を強化する。
【００２６】
組付作業の簡単なスナップフィット構造における結合力を大幅に向上させることで、低コストでしかも信頼性の高い結合構造を実現できる。
【００２８】
倒れ防止部材が、第１および第２の枠体の少なくとも一方と同じ材質であれば、倒れ防止部材が枠体になじみ易く、また低コストである。
【００２９】
弾性係止手段および被係止部が、第１および第２の枠体の一方から突出する位置決め部材と他方に設けられた位置決め穴によって構成されていれば、２つの枠体の位置決めと組み付けを同時に行なうものであるために、枠体形状および組付作業の簡単化に貢献できる。
【００３０】
位置決め部材が中空部を有し、前記中空部によって、倒れ防止部材を嵌合させる嵌合部が構成されていれば、組付作業をより一層簡単かつ確実に行なうことができる。
【００３１】
倒れ防止部材が嵌合部に圧入されており、圧入による位置決め部材の変形量が、前記位置決め部材と位置決め穴の間に予め設定された隙間寸法より大であれば、倒れ防止部材を圧入することで位置決め部材が位置決め穴内で膨張することで両者の結合力が強化され、しっかりと固定することができる。
【００３３】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
【００３４】
図１は参考例による画像形成装置を示す縦断面図であり、以下の説明で長手方向とは記録媒体１０２の搬送方向に直交する方向で、電子写真感光体である感光ドラム２０の軸線方向と同一な方向をいう。また、左右とは記録媒体１０２の搬送方向からみての左右である。さらに上、下はカートリッジ等装着状態における、上、下である。
【００３５】
［全体構成の説明］
図１のカラー画像形成装置は、カラーレーザービームプリンタであり、その画像形成部は、それぞれ像担持体である感光ドラム２０を備えた４つのユニットであるプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ （イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色）と、このプロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの上方に、各色に対応した露光手段であるスキャナユニット１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ （レーザービーム光学走査系）がそれぞれ並列配置されている。
【００３６】
上記画像形成部の下方には、記録媒体１０２を送り出す給送手段と、感光ドラム２０上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト１０４ａ、および中間転写ベルト１０４ａ上のトナー像を記録媒体１０２に転写する２次転写ローラ１０４ｄが配置されている。
【００３７】
さらに、トナー画像を転写された記録媒体１０２を定着する定着手段、記録媒体１０２を装置外へ排出し積載する排出手段が配置されている。
【００３８】
ここで記録媒体１０２としては、例えば用紙、ＯＨＰシート、あるいは布等である。
【００３９】
この画像形成装置はクリーナレスシステムの装置であり、感光ドラム上に残存した転写残トナーは現像手段に取り込んでおり、転写残トナーを回収貯蔵する専用のクリーナーはプロセスカートリッジ内には配置していない。
【００４０】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【００４１】
［給紙部］
給紙部は、画像形成部へ記録媒体１０２を給送するものであり、複数枚の記録媒体１０２を積載収納した給紙カセット１０３ａと、給紙ローラ１０３ｂ、重送防止のリタードローラ１０３ｃ、給送ガイド１０３ｄ、レジストローラ１０３ｇから主に構成される。
【００４２】
給紙ローラ１０３ｂは画像形成動作に応じて駆動回転し、給紙カセット１０３ａ内の記録媒体１０２を一枚ずつ分離給送する。記録媒体１０２は、給送ガイド１０３ｄによってガイドされ、搬送ローラ１０３ｅ、１０３ｆを経由してレジストローラ１０３ｇに搬送される。
【００４３】
記録媒体１０２が搬送された直後は、レジストローラ１０３ｇは回転を停止しており、このニップ部に突き当たることにより記録媒体１０２は斜行が矯正される。
【００４４】
画像形成動作中にレジストローラ１０３ｇは、記録媒体１０２を静止待機させる非回転の動作と、記録媒体１０２を中間転写ベルト１０４ａに向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行ない、次工程である転写工程時のトナー像と記録媒体１０２との位置合わせを行なう。
【００４５】
［プロセスカートリッジ］
プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは、それぞれ、像担持体である感光ドラム２０の周囲に、帯電手段と現像手段を配置し、一体的に構成している。そして、各プロセスカートリッジ１０は装置本体に対して、ユーザーが容易に取り外しでき、感光ドラム２０が寿命に至った場合に交換する。
【００４６】
例えば、感光ドラム２０の回転回数をカウントし、所定カウント数を越えた場合に、各プロセスカートリッジ１０が寿命に至ったことを報知するようにしている。
【００４７】
感光ドラム２０は負帯電の有機感光体で、直径約３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に、通常用いられる感光体層を有しており、最表層に電荷注入層を設けている。そして、所定のプロセススピード、例えば約１１７ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。電荷注入層は、絶縁性樹脂のバインダーに導電性微粒子として、例えばＳｎＯ₂ 超微粒子を分散した材料の塗工層を用いている。
【００４８】
図４に示すように、各プロセスカートリッジ１０の感光ドラム２０の奥側端部にはドラムフランジ２２が固定され、手前端部には被駆動フランジ２４が固定されている。ドラムフランジ２２と被駆動フランジ２４の中心にはドラム軸２１が貫通しており、ドラム軸２１とドラムフランジ２２および被駆動フランジ２４は一体となって回転される。すなわち、感光ドラム２０はドラム軸２１の軸を中心に回転される。ドラム軸２１の手前側端部は軸受２５に回転自在に支持され、軸受２５は軸受ケース２３に対して固定されている。そして軸受ケース２３はプロセスカートリッジ１０のフレームに対して固定されている。
【００４９】
［帯電手段］
各プロセスカートリッジ１０の帯電装置３０は接触帯電方法を用いたものであり、図２に示すように、帯電部材として帯電ローラ３１を用いている。この帯電ローラ３１は芯金３２の両端部をそれぞれ不図示の軸受部材により回転自在に保持させるとともに、押しバネ３４によって感光ドラム方向に付勢して感光ドラム２０の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させており、感光ドラム２０の回転に従動して回転する。
【００５０】
帯電ローラクリーニング部材３３は可撓性を持つクリーニングフィルム３５を有し、このクリーニングフィルム３５は、帯電ローラ３１の長手方向に並行に配置され、かつ同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材３６に一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ３１と接触ニップを形成するように配置されている。支持部材３６が図示しない駆動手段により長手方向に一定量往復駆動されて帯電ローラ表面がクリーニングフィルム３５で摺擦される。これにより帯電ローラ表面の付着物（微粉トナー、外添剤など）の除去がなされる。
【００５１】
なおこの画像形成装置はクリーナレスシステムを採用している。このクリーナレスシステムに関して以下に説明する。
【００５２】
［クリーナレスシステム］
このクリーナレスシステムの概要をまず説明すると、転写後の感光ドラム２０上の転写残トナーを、引き続く感光ドラム２０の回転に伴ない、順に帯電部ａ、露光部ｂを通過させ現像部ｃに持ち運び、現像装置４０により現像同時クリーニング（回収）するものである。
【００５３】
感光ドラム２０面上の転写残トナーは露光部ｂを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされるが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。ただ転写残トナーには正規極性のもの、逆極性のもの（反転トナー）、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが帯電部ａを通過する際に帯電ローラ３１に付着することで帯電ローラ３１が許容以上にトナー汚染して帯電不良を生じることになる。
【００５４】
また、感光ドラム面上の転写残トナーの現像装置４０による現像同時クリーニングを効果的に行なわせるためには、現像部ｃに持ち運ばれる感光ドラム上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯電量が現像装置４０によって感光ドラム２０の静電潜像を現像できる帯電量であることが必要である。反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては感光ドラム上から現像装置４０に除去・回収できず、不良画像の原因となってしまう。
【００５５】
また、近年のユーザーニーズの多様化に伴ない、写真画像などといった高印字率の画像などの連続印字動作などにより、一度に大量の転写残トナーが発生し、上述したような問題をさらに助長させてしまうのである。
【００５６】
そこで、図２に示すように、転写部ｄよりも感光ドラム下流側の位置において、感光ドラム２０の転写残トナーを均一化するための、転写残トナー（残留現像剤像）均一化手段３７ａを設け、この転写残トナー均一化手段３７ａよりも感光ドラム回転方向下流側で帯電部ａよりも感光ドラム回転方向上流側の位置において、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー（現像剤）帯電制御手段３７ｂを設けている。
【００５７】
転写残トナー均一化手段３７ａを設けることにより、転写部ｄからトナー帯電制御手段３７ｂへ持ち運ばれる感光ドラム上のパターン上の転写残トナーはトナー量が多くても、そのトナーが感光ドラム面に分散分布化され、非パターン化されるので、トナー帯電制御手段３７ｂの一部にトナーが集中することがなくなり、該トナー帯電制御手段３７ｂによる転写残トナーの全体的な正規極性帯電化処理が常に充分になされて、転写残トナーの帯電ローラ３１への付着防止が効果的になされる。また転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も防止される。
【００５８】
上記転写残トナー均一化手段３７ａとトナー帯電制御手段３７ｂは、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光ドラム面上に接触させて配置してある。
【００５９】
またこれらの手段は、図示しない駆動源により感光ドラム２０の長手方向に移動（往復運動）するようになっている。このようにすることで、転写残トナー均一化手段３７ａとトナー帯電制御手段３７ｂが感光ドラム上で同一個所に位置し続けることがなくなり、たとえばトナー帯電制御手段３７ｂの抵抗ムラによる過帯電部、帯電不足部が存在したとしても、常に同じ感光ドラム面部分で起こるわけではないため、極小的な転写残トナーの過帯電によって感光ドラム上に融着が発生すること、また帯電不足によって帯電ローラ３１に転写残トナーが付着することが防止あるいは緩和される。
【００６０】
［露光手段］
感光ドラム２０への露光は、各スキャナユニット１のレーザー露光手段を用いて行なっている。すなわち、装置本体部１００から画像信号が送られてくると、この信号に対応して変調されたレーザー光Ｌが、感光ドラム２０の一様帯電面に対して走査露光される。そして、感光ドラム２０面には画像情報に対応した静電潜像が選択的に形成される。
【００６１】
図１に示すように、レーザー露光手段は、固体レーザー素子（不図示）、ポリゴンミラー２、結像レンズ３、反射ミラー４等から構成される。入力された画像信号に基づき発光信号発生器（不図示）により固体レーザー素子が所定のタイミングでＯＮ／ＯＦＦ発光制御される。固体レーザー素子から放射されたレーザー光Ｌは、コリメーターレンズ系（不図示）により略平行な光束に変換され、高速回転するポリゴンミラー２により走査される。そして、結像レンズ３ 、反射ミラー４を介して感光ドラム２０にスポット状に結像される。
【００６２】
このように感光ドラム２０面上には、レーザー光走査による主走査方向の露光と、感光ドラム２０が回転することによる副走査方向の露光がなされ、画像信号に応じた露光分布が得られる。すなわち、レーザー光Ｌの照射および非照射により、表面電位が落ちた明部電位と、そうでない暗部電位が形成される。そして、明部電位と暗部電位間のコントラストにより、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００６３】
［現像手段］
現像手段である現像装置４０は、２成分接触現像装置（２成分磁気ブラシ現像装置）であり、図２に示すように、マグネットローラ４２を内包した現像剤担持体である現像スリーブ４１上にキャリアとトナーからなる現像剤を保持している。現像スリーブ４１に所定間隙を有して、規制ブレード４３が設けられ、現像スリーブ４１の矢印方向への回転に伴ない、現像スリーブ４１上に薄層の現像剤を形成する。
【００６４】
現像スリーブ４１は、図４に示すように、その両側の縮径されたジャーナル部４１ａにスペーサ４１ｂを回転可能に嵌合させることで感光ドラム２０と所定間隙を有するように配置され、現像時においては現像スリーブ４１上に形成された現像剤が、感光ドラム２０に対して接触する状態で現像できるように設定されている。現像スリーブ４１は現像部において感光ドラム２０の回転方向に対してカウンター方向である矢示の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００６５】
ここで用いたトナーは、平均粒径６μｍのネガ帯電トナーを用い、磁性キャリアとしては飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ³ の平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。また、トナーとキャリアを重量比６：９４で混合したものを現像剤として用いている。
【００６６】
図２に示すように、現像剤が循環している現像剤収納部を形成する現像容器４０ａは、両端部を除いて長手方向の隔壁４４で２つに仕切られている。そして、撹拌スクリュー４５Ａ、４５Ｂがこの隔壁４４を挟んで配置されている。各トナー補給容器５０から補給されたトナーは、図２および図４に示すように、撹拌スクリュー４５Ｂの奥側に落下し、長手方向の前側に送られながら撹拌され、前側端の隔壁４４のない部分を通過する。そして、撹拌スクリュー４５Ａでさらに長手方向の奥側に送られ、奥側の隔壁４４のない部分を通り、撹拌スクリュー４５Ｂで送られながら撹拌され、循環を繰り返している。
【００６７】
ここで感光ドラム２０に形成された静電潜像を、現像装置４０を用いて２成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系について説明する。
【００６８】
現像スリーブ４１の回転に伴ない、現像容器内の現像剤がマグネットローラ４２の汲み上げ極で現像スリーブ４１の表面に汲み上げられて搬送される。
【００６９】
その搬送される過程において、現像剤は現像スリーブ４１に対して垂直に配置された規制ブレード４３によって層厚が規制され、現像スリーブ４１上に薄層現像剤が形成される。薄層現像剤が現像部に対応する現像極に搬送されると、磁気力によって穂立ちが形成される。感光ドラム２０面の静電潜像は、この穂状に形成された現像剤中のトナーによってトナー像として現像される。本実施の形態においては、静電潜像は反転現像される。
【００７０】
現像部を通過した現像スリーブ４１上の薄層現像剤は引き続き現像スリーブ４１の回転に伴ない現像容器内に入り、搬送極の反発磁界によって現像スリーブ４１上から離脱して現像容器内の現像剤溜りに戻される。
【００７１】
現像スリーブ４１には、不図示の電源から直流（ＤＣ）電圧および交流（ＡＣ）電圧が印加される。本実施の形態では、−５００Ｖの直流電圧と、周波数２０００Ｈｚでピーク間電圧１５００Ｖの交流電圧が印加され、感光ドラム２０の露光部にのみ選択的に現像している。
【００７２】
一般に２成分現像法においては交流電圧を印加すると現像効率が増し画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという危険も生じる。このため、通常、現像スリーブ４１に印加する直流電圧と感光ドラム２０の表面電位間に電位差を設けることによって、かぶりを防止することを実現している。より具体的には、感光ドラム２０の露光部の電位と非露光部の電位との間の電位のバイアス電圧を印加している。
【００７３】
現像によりトナーが消費されると、現像剤中のトナー濃度が低下する。そこで、撹拌スクリュー４５Ｂの外周面に近接した位置にトナー濃度を検知するセンサー４６を配置している。現像剤内のトナー濃度が所定の濃度レベルよりも低下したことをセンサー４６で検知すると、トナー補給容器５０から現像装置４０内にトナーを補給する命令が出される。このトナー補給動作により現像剤のトナー濃度が常に所定のレベルに維持管理される。
【００７４】
［トナー補給容器］
ユニットであるトナー補給容器５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋは、プロセスカートリッジ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋの上方に並列配置されており、装置本体部１００の正面より装着される。
【００７５】
図２に示すように、各トナー補給容器５０の内部に撹拌軸５３に固定された撹拌板５２とスクリュー５１が配置され、容器底面にはトナーを排出する排出開口部５６が形成されている。スクリュー５１と撹拌軸５３は図５に示すように、その両端を軸受５４で回転可能に支持され、片方の最端部には被駆動カップリング５５が配置されている。被駆動カップリング５５は装置本体部１００の駆動カップリング１１２ｂから駆動伝達を受け、回転駆動される。
【００７６】
スクリュー５１の外形部は、らせんリブ形状となっており、排出開口部５６を中心に、らせんのねじれ方向を反転させている。駆動カップリング１１２ｂの回転により、所定の回転方向にスクリュー５１は回転される。そして、排出開口部５６に向かってトナーは搬送され、排出開口部５６の開口よりトナーを自由落下させ、各プロセスカートリッジ１０にトナーを補給する。
【００７７】
撹拌板５２の回転半径方向の先端部は傾斜しており、トナー補給容器５０の壁面と摺接する際には、上記先端部はある角度をもって当接される。具体的には、撹拌板５２の先端側はねじられて、らせん状態になる。このように、撹拌板５２の先端側がねじれ傾斜することにより軸方向への搬送力が発生し、トナーが長手方向に送られる。なお、トナー補給容器は、２成分現像法に限らず、１成分現像法を用いるプロセスカートリッジまたは現像カートリッジにおいても補給可能であり、またトナー補給容器内に収納される粉体は、トナーだけに限らず、トナーおよび磁性キャリアが混合された、いわゆる現像剤であってもよいことは言うまでもない。
【００７８】
［転写手段］
転写手段である中間転写ユニット１０４は、感光ドラム２０から順次に１次転写されて重ねられた複数のトナー像を、一括して記録媒体１０２に２次転写するものである。中間転写ユニット１０４は、矢印方向に走行する中間転写ベルト１０４ａを備えており、矢印の時計方向に感光ドラム２０の外周速度と略同じ周速度で走行している。この中間転写ベルト１０４ａは、周長約９４０ｍｍの無端状ベルトであり、駆動ローラ１０４ｂ、２次転写対向ローラ１０４ｇ、従動ローラ１０４ｃの３本のローラにより掛け渡されている。
【００７９】
さらに、中間転写ベルト１０４ａ内には、転写帯電ローラ１０４ｆＹ、１０４ｆＭ、１０４ｆＣ、１０４ｆＫがそれぞれ感光ドラム２０の対向位置に回転可能に配置され、感光ドラム２０の中心方向に加圧されている。
【００８０】
転写帯電ローラ１０４ｆＹ、１０４ｆＭ、１０４ｆＣ、１０４ｆＫは、不図示の高圧電源より給電され、中間転写ベルト１０４ａの裏側からトナーと逆極性の帯電を行ない、感光ドラム２０上のトナー像を順次中間転写ベルト１０４ａの上面に１次転写する。
【００８１】
２次転写部には転写部材として２次転写ローラ１０４ｄが、２次転写対向ローラ１０４ｇに対向した位置で中間転写ベルト１０４ａに圧接している。２次転写ローラ１０４ｄは、図示上下に揺動可能で且つ回転する。この時同時に中間転写ベルト１０４ａにはバイアスが印加されるので、中間転写ベルト１０４ａ上のトナー像は記録媒体１０２に転写される。
【００８２】
ここで中間転写ベルト１０４ａと２次転写ローラ１０４ｄはそれぞれ駆動されている。記録媒体１０２が２次転写部に突入すると、所定のバイアスが２次転写ローラ１０４ｄに印加され、中間転写ベルト１０４ａ上のトナー像は記録媒体１０２に２次転写される。
【００８３】
この時、両者に挟まれた状態の記録媒体１０２は転写工程が行なわれると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着器１０６に向けて搬送される。
【００８４】
転写工程の最下流側である中間転写ベルト１０４ａの所定位置には、中間転写ベルト１０４ａの表面に接離可能なクリーニングユニット１０５が設けてあり、２次転写後に残った転写残トナーを除去する。
【００８５】
クリーニングユニット１０５内には、転写残トナーを除去するためのクリーニングブレード１０５ａが配置されている。クリーニングユニット１０５は不図示の回転中心で揺動可能に取り付けられており、クリーニングブレード１０５ａは中間転写ベルト１０４ａに食い込む方向に圧接している。クリーニングユニット１０５内に取りこまれた転写残トナーは、送りスクリューにより廃トナータンク（不図示）へ搬送され貯蔵される。
【００８６】
中間転写ベルト１０４ａとしてはポリイミド樹脂からなるものを用いることができるが、その他の材質としては、ポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂などのプラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを好適に用いることができる。
【００８７】
［定着部］
図１に示すように、現像装置４０によって感光ドラム２０に形成されたトナー像は、中間転写ベルト１０４ａを介して記録媒体１０２上に転写される。そして、定着器１０６は、記録媒体１０２に転写されたトナー像を熱を用いて記録媒体１０２に定着させる。
【００８８】
定着器１０６は、記録媒体１０２に熱を加えるための定着ローラ１０６ａと記録媒体１０２を定着ローラ１０６ａに圧接させるための加圧ローラ１０６ｂを備えており、各ローラは中空ローラであり、その内部にそれぞれヒータ（不図示）を有している。そして、回転駆動されることによって同時に記録媒体１０２を搬送する。
【００８９】
すなわちトナー像を保持した記録媒体１０２は定着ローラ１０６ａと加圧ローラ１０６ｂとにより搬送されるとともに、熱および圧力を加えられることによりトナー像が記録媒体１０２に定着される。定着後の記録媒体１０２は、排出手段である排出ローラ１０３ｈ、１０３ｊにより排出され、装置本体部１００上のトレー１０７に積載される。
【００９０】
［プロセスカートリッジおよびトナー補給容器の装着］
次に、プロセスカートリッジ１０およびトナー補給容器５０の装着手順を図２〜図５を用いて説明する。
【００９１】
図３に示すように、装置本体部１００の正面には、開閉自在な前ドア１１１ａが配置されており、この前ドア１１１ａを手前に開くと、各プロセスカートリッジ１０および各トナー補給容器５０を挿入する開口部が露出される。
【００９２】
プロセスカートリッジ１０を挿入する開口部には、回動可能に支持された芯決め板１１１ｂが配置されており、プロセスカートリッジ１０を挿抜する場合は、この芯決め板１１１ｂを開放した後に行なう。
【００９３】
図２に示すように、装置本体部１００内には、各プロセスカートリッジ１０の装着を案内するガイドレール１２０と、各トナー補給容器５０の装着を案内するガイドレール１２１が固定されている。
【００９４】
プロセスカートリッジ１０およびトナー補給容器５０の装着方向は、感光ドラム２０の軸線方向と平行な方向であり、ガイドレール１２０、１２１も同様な方向に配置されている。プロセスカートリッジ１０およびトナー補給容器５０は、一旦、上記ガイドレール１２０、１２１に沿って装置本体部１００内の手前から奥側にスライドされ挿入される。
【００９５】
プロセスカートリッジ１０が最奥部まで挿入されると、図４に示すように、ドラムフランジ２２の中心穴２２ａに装置本体部１００の芯決め軸１２２が挿入され、感光ドラム２０の奥側の回転中心位置が装置本体部１００に対して決められる。またこれと同時に、ドラムフランジ２２に形成された駆動伝達部２６と駆動カップリング１１２ａが連結され、感光ドラム２０の回転駆動が可能となる。
【００９６】
駆動伝達部２６はねじれた三角柱形状をなしており、装置本体部１００からの駆動力が加わることで駆動が伝達されるとともに、感光ドラム２０を奥側に引き込む力を発生させている。
【００９７】
さらに、後側板１３０には、プロセスカートリッジ１０を位置決めする支持ピン１３１が配置されており、この支持ピン１３１がプロセスカートリッジ１０のフレームに挿入され、プロセスカートリッジ１０のフレームの位置が固定される。
【００９８】
装置本体部１００の手前側には、前述のように、回動可能な芯決め板１１１ｂが配置されており、この芯決め板１１１ｂに対してプロセスカートリッジ１０の軸受ケース２３が支持固定される。これら一連の挿入動作により、感光ドラム２０とプロセスカートリッジ１０は装置本体部１００に対して位置決めされる。
【００９９】
一方、各トナー補給容器５０は最奥部まで挿入されると、図５に示すように、後側板１３０から突出した支持ピン１３２に対して固定される。またこれと同時に、被駆動カップリング５５と駆動カップリング１１２ｂが連結され、スクリュー５１および撹拌軸５３の回転駆動が可能となる。
【０１００】
［プロセスカートリッジおよびトナー補給容器の結合構造］
プロセスカートリッジ１０は、図６に示すように、帯電装置３０と、感光ドラム２０を保持する現像装置４０を含み、第１の枠体を構成するこれらの両端に、第２の枠体であるホルダ６０、７０を結合させてユニット化し、一体的なカートリッジとしたものである。
【０１０１】
図７および図１０に示すように、帯電装置３０の長手方向奥側の端部に取り付けられた端部カバー３８には、位置決め用の円筒凸部３８ａと、位置決め穴である長穴３８ｂが形成されており、長穴３８ｂの壁面には被係止部である切欠き３８ｃが形成されている。
【０１０２】
一方、図８および図１２に示すように、長手方向手前側の端部カバー３９には同様に丸穴３９ａと、位置決め穴である長穴３９ｂが形成されており、長穴３９ｂの壁面には被係止部である切欠き３９ｃが形成されている。
【０１０３】
プロセスカートリッジ１０の保持枠を構成する現像フレーム１１の両端には、それぞれホルダ６０、７０を取り付けるためのフランジ１１ａ、１１ｂが形成されている。
【０１０４】
また、長手方向奥側のホルダ６０には帯電装置３０のための位置決め用の丸穴６０ａおよび位置決めピン６１と、現像フレーム１１への位置決め用の円筒凸部６３および位置決めピン６４が形成されている。
【０１０５】
一方、手前側のホルダ７０には、帯電装置３０のための位置決め用の位置決めピン７１、７４ａ、現像フレーム１１への位置決め用の円筒凸部７３および位置決めピン７４ｂが形成されている。さらにユーザーがプロセスカートリッジ１０を引き出すための把手部７５が形成されている。
【０１０６】
現像フレーム１１の長手方向奥側フランジ１１ａには、ホルダ６０に形成された、奥側位置決め用の円筒凸部６３および位置決めピン６４が通過できる穴１１ｃ、１１ｄと、ホルダ６０を現像フレーム１１に位置決めるための丸穴１ｌｅおよび長穴１ｌｆが形成されている。
【０１０７】
一方、手前側のフランジ１１ｂには、ホルダ７０に形成された、手前側の位置決めピン７４ａ、７４ｂが通過できる穴１１ｇ、１１ｈと、ホルダ７０を位置決めるための丸穴１１ｉおよび長穴１１ｊが形成されている。
【０１０８】
次にこれらの組み付け方法に関して説明する。
【０１０９】
まず現像フレーム１１両端のフランジ１１ａ、１１ｂの間に、帯電装置３０を組み込む。次に両端のフランジ１１ａ、１１ｂの外側より、ホルダ６０、７０をそれぞれ取り付ける。このとき奥側のホルダ６０に形成された円筒凸部６３および位置決めピン６４が奥側のフランジ１１ａに形成された穴１１ｃ、１１ｄにそれぞれ嵌合すると同時に、奥側のホルダ６０に形成された丸穴６０ａおよび位置決めピン６１が帯電装置３０の端部カバー３８に形成された円筒凸部３８ａおよび長穴３８ｂにそれぞれ嵌合することで、現像フレーム奥側に対する、帯電装置３０、ホルダ６０の位置決めがなされる。
【０１１０】
同様に手前側のホルダ７０に形成された円筒凸部７３および位置決めピン７４ｂが手前側のフランジ１１ｂに形成された穴１１ｉおよび穴１１ｈにそれぞれ嵌合すると同時に、手前側のホルダ７０に形成された位置決めピン７１、７４ａが帯電装置３０の端部カバー３９に形成された丸穴３９ａおよび長穴３９ｂにそれぞれ嵌合することで、現像フレーム手前側に対する、帯電装置３０、ホルダ７０の位置決めがなされる。
【０１１１】
次にホルダ６０、７０の結合方法について図１０および図１２を用いて説明する。
【０１１２】
奥側のホルダ６０に形成された弾性係止手段（位置決め部材）である位置決めピン６１は、中空円筒形状であり、その一部に爪６１ａが形成されている。この爪６１ａは、奥側の端部カバー３８に形成された長穴３８ｂに挿入される際、円筒部内側に撓み、挿入が完了すると、撓みが開放され前記長穴３８ｂに形成された切欠き３８ｃに係合する。
【０１１３】
同様に、手前側ホルダ７０の中空円筒形状の弾性係止手段（位置決め部材）である位置決めピン７１に形成された爪７１ａが、手前側の端部カバー３９の長穴３９ｂに形成された切欠き３９ｃに係合する。
【０１１４】
すなわちこれらの爪６１ａ、７１ａが帯電装置３０に係合することで、結合が為される。
【０１１５】
結合がなされた後、位置決めピン６１、７１の嵌合部である中空部６１ｂ、７１ｂに倒れ防止部材である結合ピン６２、７２を圧入する。結合ピン６２、７２は金属、樹脂成型品いずれでも良く、好ましくはホルダ６０、７０と同材質の樹脂とすることで、リサイクル性にも優れる。本参考例では、ポリスチレン樹脂を用いている。
【０１１６】
結合ピン６２、７２は、ホルダ６０、７０に形成された中空円筒形状の位置決めピン６１、７１に圧入されている訳であるが、これにより、一体的に強度を発揮することが可能となり、位置決めピンの倒れ強度を増すことができるという効果も得られる。
【０１１７】
また、結合ピン６２、７２の圧入による各位置決めピン６１、７１の変形量が、これを挿入する前の端部カバー３８、３９の長穴３８ｂ、３９ｂとの間に予め設定された隙間寸法より大きくなるように設計しておくことで、ホルダ６０、７０を端部カバー３８、３９に対してより一層強固に固定できる。
【０１１８】
図１３〜図１５はトナー補給容器５０をユニット化する結合構造を示すもので、第１の枠体であるトナー補給容器５０には、ユーザーが着脱を容易にする把手８１のついた、第２の枠体であるカバー部材８０が取り付けられている。
【０１１９】
カバー部材８０には、図１５に示すようにトナー補給容器５０に固定するための弾性係止手段である位置決め部８２、８３が形成されており、トナー補給容器５０には、これらの先端に形成された爪８２ａ、８３ａが係合する被係止部である穴５０ａ、５０ｂが形成されている。カバー部材８０の各位置決め部８２、８３には、爪８２ａ、８３ａの背面側に嵌合部である角穴８４、８５が形成されている。
【０１２０】
トナー補給容器５０とカバー部材８０が、前述した位置決め部８２、８３の爪８２ａ、８３ａと穴５０ａ、５０ｂの係合により固定された後、角穴８４、８５とほぼ同形状の倒れ防止部材である結合部材８６、８７を挿入する。結合部材８６、８７には、カバー部材８０に形成された爪８２ａ、８３ａの反対側の面に爪部８６ａ、８７ａを有しており、カバー部材８０の角穴８４、８５に挿入されると、角穴先端の係合部８４ａ、８５ａに結合部材８７、８７の爪部８６ａ、８７ａが係合して、結合部材８６、８７が位置決め部８２、８３の角穴８４、８５内にしっかりと固定される。
【０１２１】
これにより、結合部材とカバー部材の角穴とが遊嵌の関係であっても、結合部材が抜け落ちることもなく、良好な結合強度を得ることができる。
【０１２２】
図１６は本発明の一実施例を示すもので、位置決めピン７１と同様の中空円筒形状の位置決めピン９１の先端部に形成された爪９１ａの引掛け部には、爪足９１ｂに対して挿入方向（嵌入方向）外向きに傾斜したテーパー部９１ｃが設けられる。ここで爪９１ａの引掛け部は、端部カバー３９の長穴３９ｂに形成された切欠き３９ｃに掛かった状態で若干撓んだ状態となるようにしている。この状態で嵌合部である中空部９１ｄに倒れ防止部材である結合ピン９２を圧入すると、爪９１ａの引っ掛け部には挿入方向への分力Ｐｙ₁ が発生し、嵌入方向への引き込み力が発生し、より一層安定した固定を行なうことができる。
【０１２３】
このように、爪形状を若干変更するだけで、部材間のガタ取りも可能となる。
【０１２４】
【発明の効果】
本発明は上述のとおり構成されているので、以下に記載するような効果を奏する。
【０１２５】
本発明は、弾性を利用したスナップフィットによる結合構造において、ガタ無くかつその結合力を強化し、組立作業性にも優れている、画像形成装置のプロセスカートリッジを提供することを実現できた。
【図面の簡単な説明】
【図１】 参考例による画像形成装置の全体構成を示す図である。
【図２】図１の装置のプロセスカートリッジとトナー補給容器を示す断面図である。
【図３】図１の画像形成装置の外観を示す概略斜視図である。
【図４】プロセスカートリッジを示す長手方向の断面図である。
【図５】トナー補給容器を示す長手方向の断面図である。
【図６】プロセスカートリッジの外観を示す斜視図である。
【図７】プロセスカートリッジを分解して示す分解斜視図である。
【図８】プロセスカートリッジを分解して逆方向からみた分解斜視図である。
【図９】一方のホルダの裏面を示す斜視図である。
【図１０】図９のホルダの結合構造を示す部分断面図である。
【図１１】他方のホルダの裏面を示す斜視図である。
【図１２】図１０のホルダの結合構造を示す部分断面図である。
【図１３】トナー補給容器を示す斜視図である。
【図１４】トナー補給容器を分解して示す分解斜視図である。
【図１５】図１４のカバー部材の結合構造を示す部分断面図である。
【図１６】 本発明の一実施例による結合構造を示す部分断面図である。
【図１７】従来例を説明する説明図である。
【符号の説明】
１、１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ スキャナユニット
２ ポリゴンミラー
３ 結像レンズ
４ 反射ミラー
１０、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ プロセスカートリッジ
１１ 現像フレーム
１１ａ、１１ｂ フランジ
２０ 感光ドラム
２１ ドラム軸
２２ ドラムフランジ
２３ 軸受ケース
２４ 被駆動フランジ
２５ 軸受
２６ 駆動伝達部
３０ 帯電装置
３１ 帯電ローラ
３２ 芯金
３３ 帯電ローラクリーニング部材
３７ａ 転写残トナー均一化手段
３７ｂ トナー帯電制御手段
３８、３９ 端部カバー
３８ａ、６３、７３ 円筒凸部
３９ａ 丸穴
３８ｂ、３９ｂ 長穴
３８ｃ、３９ｃ 切欠き
４０ 現像装置
４１ 現像スリーブ
４２ マグネットローラ
４３ 規制ブレード
４４ 隔壁
４５Ａ、４５Ｂ 撹拌スクリュー
４６ センサー
５０、５０Ｙ、５０Ｍ、５０Ｃ、５０Ｋ トナー補給容器
５０ａ、５０ｂ 穴
５１ スクリュー
５２ 撹拌板
５３ 撹拌軸
５５ 被駆動カップリング
５６ 排出開口部
６０、７０ ホルダ
６１、６４、７１、７４ａ、７４ｂ、９１ 位置決めピン
６１ａ、７１ａ、８２ａ、８３ａ、９１ａ 爪
６１ｂ、７１ｂ 中空部
６２、７２、９２ 結合ピン
７５ 把手部
８０ カバー部材
８１ 把手
８２、８３ 位置決め部
８４、８５ 角穴
８６、８７ 結合部材
８６ａ、８７ａ 爪部
９１ｂ 爪足
９１ｃ テーパー部
１００ 装置本体部
１０３ａ 給紙カセット
１０３ｂ 給紙ローラ
１０３ｃ リタードローラ
１０３ｄ 給送ガイド
１０３ｅ、１０３ｆ 搬送ローラ
１０３ｇ レジストローラ
１０４ａ 中間転写ベルト
１０４ｄ ２次転写ローラ
１０４ｆＹ、１０４ｆＭ、１０４ｆＣ、１０４ｆＫ 転写帯電ローラ
１０５ クリーニングユニット
１０５ａ クリーニングブレード
１０６ 定着器
１０６ａ 定着ローラ
１０６ｂ 加圧ローラ
１０７ トナー
１１１ａ 前ドア
１１１ｂ 芯決め板
１１２ａ、１１２ｂ 駆動カップリング
１２０、１２１ ガイドレール
１２２ 芯決め軸
１３０ 後側板
１３１、１３２ 支持ピン

Claims (1)

1. 画像形成装置の装置本体に着脱可能であって、端部カバーにホルダを結合したプロセスカートリッジにおいて、
   前記端部カバーに設けられた長穴と、前記長穴に設けられた切欠きと、
   前記ホルダの有する位置決めピンの先端に形成された爪と、前記爪の背面側に形成された中空部と、前記爪の引掛け部に設けられたテ−パ部と、
   結合ピンと、
   を有し、
   前記長穴に前記位置決めピンを嵌合して、前記爪が撓んだ状態で前記テ−パ部が前記切欠きに掛かった状態で、前記中空部に前記結合ピンを圧入することによって、端部カバーにホルダを結合したプロセスカートリッジ。

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