JP4239100B2 - 現像カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、現像カートリッジ及び画像形成装置に関する。
レーザプリンタなどの画像形成装置には、一般に、トナーを攪拌するアジテータやトナーを担持する現像ローラや現像ローラにトナーを供給する供給ローラ(以下、「現像ローラ等」という)が筐体内に回動可能に取り付けられて構成される現像カートリッジが備えられている。そして、現像カートリッジの現像ローラが感光ドラムに対向するように配され、上記現像ローラ等の回転により、現像ローラ上に担持されたトナーが感光ドラム上に形成された静電潜像に転着されて、所定の現像が行われるようになっている。
ここで、一般に、現像ローラ等は、その軸が筐体の外壁から外方に突出しており、この軸の突出した部分に現像ローラ等と一体に回転する固定ギヤが嵌め込まれるとともに、この固定ギヤに噛み合う複数のギヤが設けられており、これらの複数のギヤは保護カバーで覆われて離脱の防止等が図られている。そして、ギヤを介して画像形成装置本体から駆動力が与えられることにより、現像ローラ等が回転するようになっている。
特開2003−295614公報
ところで、現像ローラ等のリサイクル時等において、現像ローラ等を取り外すときには、先述のギヤを取り外す必要が生ずる。この場合、まず保護カバーを取り外してから、その中に収容されている各ギヤを取り外さなければならず、煩雑な作業が必要になっていた。
本発明は上記のような事情に基づいて完成されたものであって、ギヤ等の取り外し時の作業効率を向上させることが可能な現像カートリッジ及び画像形成装置を提供すること目的とする。
上記の目的を達成するための手段として、請求項1の発明の現像カートリッジは、現像ローラが回動可能に取り付けられる筐体と、前記現像ローラに駆動力を伝達可能な伝達ギヤと、を備えた現像カートリッジであって、前記筐体とは別体として構成され、前記伝達ギヤを回動可能に支持する支持部材を備え、前記支持部材は、前記筐体の壁部の外面と対向するように配設されており、前記支持部材と前記壁部との間に前記伝達ギヤが配され、前記伝達ギヤは、トナーを攪拌するアジテータの回転軸に連結されるアジテータギヤを備え、前記アジテータギヤは前記回転軸に挿脱可能に構成されており、前記支持部材には、前記アジテータギヤを受ける受け部が設けられ、前記アジテータギヤと前記受け部との接触面積が、前記アジテータギヤの軸孔と前記アジテータの回転軸との接触面積よりも大きく構成されることにより、前記筐体に対する前記支持部材の離脱の際に、前記アジテータギヤが前記支持部材側に引き寄せられる構成としたところに特徴を有する。
請求項2の発明は、請求項1に記載のものにおいて、前記アジテータギヤと前記受け部との接触部分には、潤滑材が塗布されており、前記潤滑材の粘性抵抗力により、前記アジテータギヤが前記支持部材側に引き寄せられるところに特徴を有する。
請求項3の発明は、請求項1または請求項2に記載のものにおいて、前記伝達ギヤは、前記アジテータギヤと噛み合い、他のギヤからの駆動力を受けて前記アジテータギヤを回転させる中間ギヤを備えて構成され、
前記中間ギヤは、中心に貫通孔が形成される一方で、前記支持部材には、支持ボスが突出形成されており、前記支持ボスが前記中間ギヤの前記貫通孔に挿入されることにより前記中間ギヤが前記支持部材に支持されており、
前記支持ボスは、当該支持ボスの先端が前記筐体の壁部の外面に当接可能な高さに形成されるとともに、前記支持ボスと前記中間ギヤの前記貫通孔との接触部分は、潤滑材が塗布されており、前記潤滑材の粘性抵抗力により、前記筐体に対する前記支持部材の離脱の際に、前記中間ギヤが前記支持部材側に引き寄せられるところに特徴を有する。
請求項4の発明は、請求項1ないし請求項のいずれかに記載のものにおいて、前記伝達ギヤは複数のギヤから構成されており、前記支持部材は、前記複数のギヤと一体的に離脱可能に構成されているところに特徴を有する。
請求項5の発明は、請求項1ないし請求項のいずれかに記載のものにおいて、前記伝達ギヤは前記現像ローラの軸に連結される現像ギアを含む複数のギヤから構成されており、前記現像ギアは、前記筐体に対する前記支持部材の離脱とは別に離脱させるように構成されているところに特徴を有する。
請求項6の発明は、請求項1ないし請求項5のいずれかに記載のものにおいて、前記伝達ギヤは、現像カートリッジの外部からの駆動力を受ける入力ギヤと、前記アジテータギヤと、前記入力ギヤと前記アジテータギヤとに噛み合う前記中間ギヤと、を備え、前記支持部材は、前記入力ギヤと前記中間ギヤと前記アジテータギヤとを支持するとともに、前記入力ギヤと前記アジテータギヤと前記中間ギヤとを一体的に離脱可能に構成されているところに特徴を有する。
請求項7の発明は、請求項1ないし請求項のいずれかに記載のものにおいて、前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、前記供給ローラの軸に固定され、前記伝達ギヤに噛み合う供給ギヤとを備え、前記伝達ギヤは前記供給ギヤを含む複数のギヤから構成されており、前記供給ギアは、前記筐体に対する前記支持部材の離脱とは別に離脱させるように構成されているところに特徴を有する。
請求項8の発明は、請求項1ないし請求項のいずれかに記載のものにおいて、前記支持部材には螺子穴が設けられており、この螺子穴から前記筐体の壁部に螺子止め可能に構成されているところに特徴を有する。
請求項9の発明は、請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の現像カートリッジを備える画像形成装置であるところに特徴を有する。
<請求項1の発明>
本構成によれば、アジテータギヤと支持部材とを一体的に離脱させることができる。また、伝達ギヤを確実に筐体で支持することができる。さらに、伝達ギヤの両側から2部品からなる支持部材で挟み込んでユニット化する構成と比較して、部品点数を削減することができる。
<請求項2の発明>
潤滑材の粘性抵抗力により、アジテータギヤが支持部材側に引き寄せることができる。
<請求項3の発明>
本構成によれば、支持ボスの先端が筐体の壁部の外面に当接することで、支持部材の位置を安定させることができる。また、潤滑材の粘性抵抗力により、中間ギヤを支持部材側に引き寄せることができる。
<請求項4の発明>
本構成によれば、複数のギヤを取り外す場合の作業効率を向上させることができる。
<請求項5の発明>
現像ギヤを支持部材と一体的に離脱する構成とすることも可能であるが、かかる構成とすると、現像ギヤのずれ等に起因してローラを回転駆動させたときの精度が低下するおそれがある。しかしながら本構成によれば、現像ギヤについては、一体的に離脱されないから、比較的高い精度で現像ローラを回転させることができる。
<請求項6の発明>
本構成によれば、入力ギヤと中間ギヤとアジテータギヤとを支持部材と一体的に離脱することができる。
<請求項7の発明>
供給ギヤが支持部材と一体的に離脱可能とすると、供給ギヤのずれ等に起因してローラを回転駆動させたときの精度が低下するおそれがある。しかしながら本構成によれば、供給ギヤについては、一体的に離脱されないから、比較的高い精度で供給ローラを回転させることができる。
<請求項8の発明>
本構成によれば、支持部材を安定して筐体に固定することができる。
<請求項9の発明>
本構成によれば、画像形成装置についても上記と同様の効果を奏することができる。
<実施形態1>
以下、本発明の現像カートリッジおよびそれを備えた画像形成装置の実施形態1について、図1ないし図12を参照しつつ説明する。図1は、レーザプリンタ1の側断面図である。図2は、プロセスカートリッジ17の側断面図である。図3は現像カートリッジ24の上面図である。図4は、現像カートリッジ24の背面図である。図5は、現像カートリッジ24の左側面図である。図6は、図5の現像カートリッジ24のA−A断面図である。図7は、図5の現像カートリッジ24のB−B断面図である。図8は、筐体25の左側面図(ギヤ等を取り外した図)である。
1.画像形成装置の構成
図1に示すように、レーザプリンタ1は、本体ケース2内に、被記録媒体としての用紙3を給紙するためのフィーダ部4や、給紙された用紙3に印刷するための画像形成部を構成するスキャナユニット16、プロセスカートリッジ17および定着器18等を備えている。尚、レーザプリンタ1において、図中右手方向が前面となる。
本体ケース2の上部中央より前側にかけての位置には、排紙トレイ46が設けられている。この排紙トレイ46は、印刷された用紙3を積層保持できるように、本体ケース2の前側ほど傾斜が小さくなるように凹設されている。また、本体ケース2の前面の上寄り部位には、プロセスカートリッジ17の挿入のための一部開放状の空間があり、プロセスカートリッジ17は、本体ケース2の前面側のカバー49を下向きに回動させて大きく開いた状態で着脱される。
本体ケース2内の後部(図中左手側)には、本体ケース2内の下部後端側に設けられた定着器18から排出された用紙3が上部に設けられた排紙トレイ46に導かれるように、本体ケース2の背面に沿って上下方向に半弧を描くように排紙パス44が設けられ、この排紙パス44に、用紙3の搬送を行う排紙ローラ45が設けられている。
フィーダ部4は、本体ケース2内の底部に設けられた給紙ローラ8と、レーザプリンタ1の前面より前後方向に着脱可能に装着される給紙カセット6と、給紙カセット6内に設けられ、用紙3を積層保持して用紙3を給紙ローラ8に圧接する用紙押圧板7と、給紙カセット6の一端側端部の上方に設けられ、給紙ローラ8に向かって押圧され、給紙時に給紙ローラ8と協働して用紙3を一枚毎に分離する分離パッド9と、給紙ローラ8に対し用紙3の搬送方向の下流側に設けられ、印刷の際の用紙3の送り出しのタイミングを調整するレジストローラ12とを備えている。
用紙押圧板7は、用紙3を積層状にスタックすることができ、給紙ローラ8に対して遠い方の端部に設けられた支軸7aが給紙カセット6の底面に支持されることによって、この支軸7aを回動中心として、近い方の端部が上下方向に移動可能とされており、また、その裏側からバネ7bによって給紙ローラ8の方向に付勢されている。そのため、用紙押圧板7は、用紙3の積層量が増えるにともない、支軸7aを支点として、バネ7bの付勢力に抗して下向きに揺動される。そして、給紙ローラ8および分離パッド9は互いに対向するように配設され、分離パッド9の裏側に配設されるバネ13によって、分離パッド9が給紙ローラ8に向かって押圧されている。
レジストローラ12は用紙3をレジストし、回転する感光体ドラム27の表面上に形成された可視像の先端と用紙3の先端とが一致するタイミングで用紙3を送り出すようになっている。
画像形成部のスキャナユニット16は、本体ケース2内において排紙トレイ46の直下に配置され、レーザ光を出射するレーザ発光部(図示外)、レーザ発光部より出射されたレーザ光を回転駆動して主走査方向に走査するポリゴンミラー19、ポリゴンミラー19に走査されたレーザ光の走査速度を一定にするfθレンズ20、走査されたレーザ光を反射する反射ミラー21a,21b、反射ミラー21aで反射されたレーザ光を反射ミラー21bを介して感光体ドラム27上で結像するために焦点位置を調整するリレーレンズ22等で構成されている。スキャナユニット16は、印刷データに基づいてレーザ発光部から出射されるレーザ光を、ポリゴンミラー19、fθレンズ20、反射ミラー21a、リレーレンズ22、反射ミラー21bの順に通過あるいは反射させて、プロセスカートリッジ17の感光体ドラム27の表面上に露光走査するものである。
定着器18は、プロセスカートリッジ17の下流側に配設され、加熱ローラ41、この加熱ローラ41を押圧する加圧ローラ42、およびこれら加熱ローラ41および加圧ローラ42の下流側に設けられる一対の搬送ローラ43を備えている。加熱ローラ41は、金属製で、筒状のローラの内部に加熱のためのハロゲンランプ41aを備えており、プロセスカートリッジ17において用紙3上に転写されたトナーを、用紙3が加熱ローラ41と加圧ローラ42との間を通過する間に加圧加熱定着させ、その後、その用紙3を搬送ローラ43によって、排紙パス44に搬送し、排紙ローラ45によって印刷面を下向きにして排紙トレイ46に排出されるようになっている。
2.プロセスカートリッジの構成
次に、画像形成部のプロセスカートリッジ17は、図2に示すように、ドラムカートリッジ23と、ドラムカートリッジ23に着脱可能な現像カートリッジ24とから構成されている。
(1)ドラムカートリッジの構成
ドラムカートリッジ23は、感光体ドラム27、スコロトロン型帯電器29、転写ローラ30等を備えている。
ドラムカートリッジ23の感光体ドラム27は、現像ローラ31の側方に感光体ドラム27の回転軸が現像ローラ31の軸31aと平行に配置され、その現像ローラ31と接触する状態で矢印方向(図中時計方向)に回転可能に配設されている。この感光体ドラム27は、導電性基材の上に、正帯電の有機感光体を塗布したものであり、電荷発生材料を電荷輸送層に分散された正帯電有機感光体である。感光体ドラム27はレーザ光等の照射を受けると、光吸収によって電荷発生材料で電荷が発生され、電荷輸送層で感光体ドラム27の表面と、導電性基材とにその電荷が輸送されて、スコロトロン型帯電器29に帯電されたその表面電位をうち消すことで、照射を受けた部分の電位と、受けていない部分の電位との間に電位差を設けることができるようになっている。そして、印刷データに基づいてレーザ光を露光走査することにより、感光体ドラム27には静電潜像が形成されるのである。
帯電手段としてのスコロトロン型帯電器29は、感光体ドラム27の上方に、感光体ドラム27に接触しないように、所定の間隔を隔てて配設されている。スコロトロン型帯電器29は、タングステンなどの放電用のワイヤからコロナ放電を発生させるスコロトロン型の帯電器であり、帯電バイアス回路部(図示外)によりオン・オフされて感光体ドラム27の表面を一様に正極性に帯電させるように構成されている。
また、感光体ドラム27の回転方向の現像ローラ31の下流で、感光体ドラム27の下方位置には、転写ローラ30が配設されており、矢印方向(図中反時計方向)に回転可能に支持されている。この転写ローラ30は、金属製のローラ軸に、イオン導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、転写時には、転写バイアス回路部(図示外)から転写バイアスが印加されるように構成されている。転写バイアスとは、感光体ドラム27の表面上に静電付着したトナーが転写ローラ30の表面上に電気的に吸引される方向に電位差が生じるように転写ローラ30に印加するバイアスである。
このレーザプリンタ1では、転写ローラ30によって感光体ドラム27から用紙3にトナーが転写された後に、感光体ドラム27の表面上に残存する残存トナーを現像ローラ31で回収する、いわゆるクリーナーレス現像方式を採用している。
(2)現像カートリッジの構成
現像カートリッジ24は、全体として略直方体状の筐体25(図3参照)と、筐体25に取り付けられる現像ローラ31、供給ローラ33、アジテータ36等を備えて構成されている。
筐体25には、図2に示すように、その前方側にトナーが充填されるトナーホッパー34が備えられるとともに、後部には現像ローラ31及び供給ローラ33が配設されている。
トナーホッパー34は、内部に供給ローラ33を介して現像ローラ31に供給される現像剤を充填している。本実施の形態では、現像剤として正帯電性の非磁性1成分のトナーが使用されており、このトナーは、重合性単量体、例えばスチレンなどのスチレン系単量体やアクリル酸、アルキル(C1〜C4)アクリレート、アルキル(C1〜C4)メタアクリレートなどのアクリル系単量体を、懸濁重合などの公知の重合方法によって共重合させることにより得られる重合トナーである。このような重合トナーには、カーボンブラックなどの着色剤やワックスなどが配合されるとともに、流動性を向上させるために、シリカなど外添剤が添加されている。
現像ローラ31は、筐体25の後端部の下部(図2の左方)に設けられる開口部に配設されており(図4参照)、図2の矢印方向(図中反時計方向)に回転可能となっている。この現像ローラ31は、金属製の軸31aに導電性のゴム材料からなるローラが被覆されており、現像バイアス回路部(図示外)から現像バイアスが印加される。
供給ローラ33は、現像ローラ31の前方(図2の側方)位置で、現像ローラ31を挟んで感光体ドラム27の反対側の位置に回転可能に配設されており、現像ローラ31に対して圧縮するような状態で当接されている。この供給ローラ33は、金属製のローラ軸33aに、導電性の発泡材料からなるローラが被覆されており、現像ローラ31に供給するトナーを摩擦帯電するようになっている。
アジテータ36は、粗い網目の板状をなし、トナーホッパー34の中央の回転軸35に、トナーホッパー34の内壁を摺擦するようにフィルム部材が設けられている。そして、トナーホッパー34の中心位置で軸35が支持されたアジテータ36が矢印方向(図中時計方向)へ回転することによって、トナーホッパー34内のトナーが攪拌される。
そして、現像カートリッジ24の筐体25の長手方向の左側面25a(レーザプリンタ1へプロセスカートリッジ17の装着時における装着方向の左手側の側面。筐体25の壁部の外面)には、現像カートリッジ24内に収容される現像ローラ31の軸31a、供給ローラ33の軸33a、およびアジテータ36の軸35の軸受部87a,87b,87cがそれぞれ左側面25aを貫通して形成されており(図5,図6,図8参照)、左側面25aよりそれぞれの軸31a,33a,35が筐体25外部に突出するようになっている。また、現像ローラ31の軸受部87aは、後方(図8の左方)に開放されており、現像ローラ31の離脱時には、現像ローラ31の軸31aを後方側に取り外せるようになっている。
なお、左側面25aには、後述する入力ギヤ60と嵌り合うボスや孔が設けられておらず、入力ギヤ60と対向する部分はほぼ平面となっている。
一方、筐体25の右側面(図示しない)には、左側面25aと同様に現像ローラ31の軸31a、および供給ローラ33の軸33aのための軸受部がそれぞれ貫通されているが、アジテータ36の軸35の軸受部は貫通されておらず、アジテータ36の軸35の軸受部はトナーホッパー34の内壁面に凹部として形成されている。
ここで、現像ローラ31、供給ローラ33、アジテータ36の回転駆動力は、画像形成装置本体のモータ(図示しない)から、筐体25の左側面25a側に設けられ複数のギヤからなる歯車伝達機構を介して与えられるようになっている。
<歯車伝達機構の構成>
図9は、支持部材70とギヤの斜視図である。図10は、図9を反対方向から見た斜視図である。図11は、筐体25から支持部材70を取り外した状態を示す斜視図である。図12は、筐体25から支持部材70を取り外した状態を示す上面図である。
歯車伝達機構は、図5に示すように、現像ローラ31の軸31aに連結される現像ギヤ51と、供給ローラ33の軸33aに連結される供給ギヤ53と、画像形成装置本体のモータからの駆動力を受ける入力ギヤ60と、アジテータ36の軸35に連結されるアジテータギヤ66と、入力ギヤ60からの駆動力をアジテータギヤ66に伝達するためのアイドルギヤ68(図9参照)とから構成されている。
現像ギヤ51は、図4,図5に示すように、中心部に円形の軸孔が貫通形成される円筒状をなし、筐体25における左側面25aの軸受部87aから突出する現像ローラ31の軸31aに、現像ギヤ51が軸31aの左端部を残した状態で挿入され、この現像ギヤ51の両端側から止め具により挟持することで軸31aに固定されている。これにより、現像ローラ31に対する現像ギヤ51の相対回転が規制される。
また、現像ギヤ51の外周部には、斜歯からなる歯部が形成されている。
なお、軸31aの両端部には、係合部材52(図4参照)が設けられており、この係合部材52が軸周りに形成された溝に係合した状態で回動可能となっている。
供給ギヤ53は、円盤状をなし、図5に示すように、中心部に略半円の軸孔が形成され、筐体25における左側面25aの軸受部87bから突出する供給ローラ33の軸33aの略半円に切欠かれた左端部が、略半円の軸孔に挿入されている。これによって、供給ローラ33に対する供給ギヤ53の相対回転が規制されている。
また、供給ギヤ53の外周部には、斜歯からなる歯部が形成されている。
なお、供給ギヤ53の左側面25a側の周縁は外方に鍔状に突出して、この突出した部分が入力ギヤ60と左側面25aとの間に挟まれており、これにより、入力ギヤ60を取り外してからでないと供給ギヤ53を取り外すことができないようになっている。
入力ギヤ60は、図9,図10に示すように、画像形成装置本体のモータの軸に連結されて駆動力を受けるカップリング部材としての円柱状の連結部61と、筐体25側において連結部61から拡径部62Bにて拡径し外周部に斜歯からなる歯部が形成される径大部62と、が一体的に形成されている。
連結部61の外方の端面には、図10に示すように、切欠部61Aが形成されており、切欠部61Aと対応する形状に形成されるモータの軸に連結される連結部材(図示しない)が切欠部61Aと嵌合することで、モータの軸の回転が入力ギヤ60に伝達されるようになっている。
なお、連結部61は、略中央部において段差部61Bが全周に亘って設けられ、この段差部61Bよりも外方側がわずかに小径となっている。
また、径大部62の拡径部62Bには、図10に示すように、溝部63が全周に亘って凹設されており、この溝部63に後述する入力ギヤ支持部74の筒状部75が嵌合するようになっている。
そして、入力ギヤ60の歯部が、現像ギヤ51の歯部と供給ギヤ53の歯部とに同時に噛み合うようになっており、これにより、モータが駆動すると現像ローラ31及び供給ローラ33が回転するようになっている。
アジテータギヤ66は、図9,図10に示すように、円盤状であって、中心部に軸孔66Bが貫通形成されており、この軸孔66Bの周りは軸方向の両側に筒状にやや突出形成されている。この軸孔66Bは、外方側が略半円に形成されており、筐体25の左側面25aから突出するアジテータ36の回転軸35の略半円の左端部が、軸孔66Bに挿入されることで、回転軸に対するアジテータギヤ66の相対回転が規制されるようになっている。
また、アジテータギヤ66の外周部には、平歯からなる歯部が形成されており、この外周部は軸方向の前後にわずかに張り出して形成されている。
図9に示すように、アジテータギヤ66の内方側(筐体25側)の面のうち、中心から略半径部分には全周に亘って筒状に突出する凸部66Aが設けられ、凸部66Aが筐体25の左側面25aに当接するようになっており、これにより両部材間の摩擦が減りアジテータギヤ66が円滑に回転するようになっている。
また、図10に示すように、アジテータギヤ66の外方(左方)側の面のうち、中心から略半径部分には、全周に亘って筒状に突出する筒状部67が形成されており、この筒状部67が後述するアジテータギヤ支持部78と嵌合するようになっている。
アイドルギヤ68(本発明の「中間ギヤ」に相当)は、図9,図10に示すように、軸方向(左右方向)に並んで一体成形された2つの異なる径の2段ギヤからなり、外方側(図9の右方)に配される大径の第1ギヤ68Aは外周部に斜歯の歯部を有し、筐体25側に配される小径の第2ギヤ68Bは外周部に平歯の歯部を有する。
また、アイドルギヤ68の中心部には、円形の貫通孔69が貫通形成されており、この貫通孔69に後述する支持部材70のアイドルギヤ支持部77が挿入されることでアイドルギヤ支持部77を中心として回転可能となっている。
図9に示すように、アイドルギヤ68(第1ギヤ68A)の筐体25側の面(図9の左面)には、環状の溝部が全周に亘って形成されている。一方、アイドルギヤ68(第2ギヤ68B)の外方側(図10の右方)の面は、全周に亘って環状に凹設された溝部68Cが形成されている。
これにより、後述するアイドルギヤ68と支持部材70のカバー部71との摩擦及びアイドルギヤ68と筐体25側との間の摩擦が減り、アイドルギヤ68が円滑に回転するようになっている。また、貫通孔69の周りが筒状に突出した状態で残されることで貫通孔69内の面積が広くなり、貫通孔69に挿入される後述する支持部材70のアイドルギヤ支持部77との接触面積を広げることができる。
そして、第1ギヤ68Aの歯部が同じく斜歯の入力ギヤ60の歯部に噛み合わされるとともに、第2ギヤ68Bの歯部が同じく平歯のアジテータギヤ66の歯部に噛み合わされるようになっており、これにより入力ギヤ60からの駆動力がアジテータギヤ66に伝達されてアジテータ36が回転するようになっている。
なお、かかる構成では、アジテータギヤ66及びアイドルギヤ68を筐体25に取り付けた状態において、アジテータギヤ66は、アイドルギヤ68の第1ギヤ68Aに外方(左方)側が覆われることになるため、アジテータ36の軸35を取り外す際には、アイドルギヤ68を取り外さなければならない構成になっている。
また、現像カートリッジ24には、図2に示すように、層厚規制ブレード32とシール部材40が設けられている。
層厚規制ブレード32は、現像ローラ31の軸31a方向に延設された細幅の金属の板ばね材からなるブレードであって、その短手方向の一端(自由端)に、長手方向に沿って設けられた絶縁性のシリコーンゴムからなる断面半円形状の押圧部材を有しており、短手方向の他端(固定端)が現像ローラ31の近傍において現像カートリッジ24の内壁に固定され、押圧部材がブレード本体の弾性力によって現像ローラ31上に圧接されるように構成されている。
また、シール部材40は、現像ローラ31と現像カートリッジ24の内壁との間の間隙よりトナーが漏出されないようにするための部材であって、現像ローラ31の軸31a方向に延設された細幅のプラスチックフィルムである。短手方向の一端(固定端)は、現像ローラ31を挟んで層厚規制ブレード32と対向する位置の現像カートリッジ24の内壁に固定され、その固定位置よりもトナーホッパー34側の位置において他端(自由端)が現像ローラ31の外周面に弾性接触されるようになっている。
そして、プロセスカートリッジ17から現像カートリッジ24が取りはずされる場合には、まず、ドラムカートリッジ23と現像カートリッジ24とを固定するストッパ(図示外)が開放されてから、図中2点鎖線Aで示すように、現像ローラ31の軸31aを支点として、感光体ドラム27から現像ローラ31が離間する方向に現像カートリッジ24を回転しながら引き離すことによってはずされる。
なお、現像カートリッジ24の内部はトナーホッパー34と現像室37とに仕切られており、現像室37とトナーホッパー34との間には、現像ローラ31の軸31a方向に延び、現像ローラ31の直径よりも細幅のトナー供給口47が開口されており、このトナー供給口47によって、トナーホッパー34内のトナーが現像室37に供給される量が規制されるようになっている。
また、筐体25の左側面25aにおいてギア群と干渉しない位置には、トナーホッパー34に連通してトナーの注入可能なトナー注入口89(図5参照)が開口されている。
さらに、現像カートリッジ24の左側面25aと右側面とのそれぞれには、トナーの残量検知用の窓38a,38bが設けられている。そして、トナーの残量検知は、例えばLED光が、左側面25aの窓38aから現像カートリッジ24内に向けて投光され、そのLED光を右側面の窓38bを介してフォトセンサ(図示外)が検出できるか否かによって行われる。このため、前述したアジテータ36と軸35の軸対称の位置であって、軸35の両端の位置にはウレタンゴム等のクリーナ39がそれぞれ設けられており、アジテータ36の回転駆動にともないクリーナ39によって窓38a,38b(38aは不図示)がそれぞれ清掃されるようになっている。
また、筐体25の左側面における歯車伝達機構の外方には、図3に示すように、歯車伝達機構の複数のギヤを外部からの保護及び複数のギヤの取り外しを容易にするための支持部材70が設られている。
<支持部材の構成>
支持部材70は、図9に示すように、略長方形状の平板からなるカバー部71と、入力ギヤ60を支持するための入力ギヤ支持部74と、アイドルギヤ68を支持するためのアイドルギヤ支持部77と、アジテータギヤ66を支持するためのアジテータギヤ支持部78と、を備えている。
入力ギヤ支持部74は、カバー部71の後部(図9の下部)において円形に貫通形成されており、その円形の開口部74Aの周りがカバー部71の両面から筒状に突出形成されている。
ここで、開口部74Aの大きさ(内径)は、入力ギヤ60の円柱状の連結部61の外周よりわずかに大きく形成されている。なお、開口部74Aの内周面には入力ギヤ60の連結部61の形状に応じて筐体25側にわずかに広くなる段差74Bが形成されている。
また、開口部74A周りの筒状に突出形成された部分のうち、筐体25側に突出する筒状部75は入力ギヤ60の連結部61と歯部との間の段差部分に設けられる溝部63の内面にほぼ密着状態で嵌合されるようになっている。さらに、筒状部75の高さは、筒状部75の先端部が溝部63の基底部に当接する位置に達するようになっており、このとき、図5に示すように、連結部61の切欠部61Aがカバー部71の外方側の開口部74Aから露出する。
ここで、支持部材70を軸方向に移動したときに、入力ギヤ60と開口部74Aとの間の摩擦を生じる。そして、入力ギヤ60には潤滑剤が塗布されており、潤滑剤により入力ギヤ60と開口部74Aとの間に粘性抵抗力が生じるようになっている。そして、筐体25の左側面25aには、入力ギヤ60と嵌り合うボスや孔が設けられておらずほぼ平面となっているから、支持部材70を筐体25から取り外す際、入力ギヤ60が筐体25側に残らないようになっている。
アイドルギヤ支持部77(本発明の「支持ボス」に相当)は、円柱状をなし、カバー部71の略中央部において筐体25側に向けて円柱状に突出形成されており、このアイドルギヤ支持部77がアイドルギヤ68の貫通孔69に挿入されてアイドルギヤ68が支持されてアイドルギヤ68が回転可能になっている。
ここで、アイドルギヤ支持部77の高さは支持部材70の筐体25への装着時において、アイドルギヤ支持部77の平滑な先端面77aが筐体25の左側面25aに当接する高さとなっている。また、アイドルギヤ支持部77の太さはアイドルギヤ68の貫通孔69よりもわずかに小さい大きさになっている。
そして、アイドルギヤ68の貫通孔69とアイドルギヤ支持部77との間には、グリース等の潤滑剤が塗布されており、支持部材70の離間(離脱)時には、潤滑剤の粘性抵抗力によりアイドルギヤ68が支持部材70に引き寄せられるようになっている。
アジテータギヤ支持部78は、アジテータギヤ66の外方側の面において突出する筒状部67の内周面の径よりわずかに小さい外径の筒状をなし、この筒状の先端部の受け部78Bがアジテータギヤ66と嵌合(アジテータギヤ66を受ける)することで、アジテータギヤ66がアジテータギヤ支持部78に回動可能に支持されるようになっている。
具体的には、筒状部67の内周面と軸孔66Bを形成する凸部周りの外周面との間に、アジテータギヤ支持部78の筒状の先端部78Aが嵌まり込むようになっている(図6参照)。
アジテータギヤ66とアジテータギヤ支持部78の受け部78Bとの接触面積は、アジテータギヤ66の軸孔66Bとアジテータ36の軸35との間の接触面積よりも大きくなっている。また、アジテータギヤ66とアジテータギヤ支持部78との接触部分は、グリース等の潤滑剤が塗布されており、この潤滑剤は単位面積あたりの粘性抵抗力が等しいものが用いられている。
これにより、図11,図12に示すように、支持部材70を筐体25から離間させると、より軸方向における粘性抵抗力(摩擦力)の強い支持部材70側に、入力ギヤ60とアイドルギヤ68とアジテータギヤ66とが引き寄せられるようになっている。
なお、粘性抵抗力は、単位面積あたりの粘性抵抗力が異なる潤滑剤を用いることにより、アジテータギヤ66とアジテータギヤ支持部78との間の粘性抵抗力を、アジテータギヤ66とアジテータ36との間の粘性抵抗力よりも大きくして支持部材70側にアジテータギヤ66が引き寄せられるようにしてもよい。
カバー部71には、図9に示すように、その周縁に筐体25側に向けて囲壁71Aが立設されている。また、カバー部71の上部(図9では右方)2箇所及び下部(図9では左方)の1箇所に螺子穴72A,72B,72Cが形成されている。上部2箇所の螺子穴72A,72Bは、アイドルギヤ68とアジテータギヤ66の上方(図9の右方)にそれぞれ設けられ、下部の1箇所の螺子穴72Cは、入力ギヤ60とアイドルギヤ68の中間の下方(図9の左方)に設けられる。これらの螺子穴72A,72B,72Cに螺子81A,81B,81C(図10参照)を挿入して、螺子穴72A,72B,72Cと対応する位置に形成された筐体25の取付部82A,82B,82C(図8参照)に螺合することで、支持部材70が取付られるようになっている。なお、カバー部71の外面のうちアイドルギヤ支持部77に対応する位置は成型時の型抜き用の開口が設けられている。
ところで、例えば、現像ローラ31や供給ローラ33やアジテータ36のリサイクル時等において、これらを取り外すときには、複数のギアが密集した状態で噛み合っているため、支持部材70及び入力ギヤ60とアイドルギヤ68とアジテータギヤ66とからなる複数のギヤを外してからでないと、現像ローラ31や供給ローラ33やアジテータ36を取り外すことが困難である。
したがって、次に、現像ローラ31や供給ローラ33やアジテータ36の取り外しに先立って行うギヤの取り外し方法について説明する。
始めにドライバー(図示しない)を用いて3つの螺子81A,81B,81Cを取り外す。
次に、支持部材70を外方側に引き寄せると、入力ギヤ60とアイドルギヤ68とアジテータギヤ66と支持部材70との接続部分に塗布された潤滑剤の粘性抵抗により、入力ギヤ60とアイドルギヤ68とアジテータギヤ66が外方に引っ張られて、図11,図12に示すように、アジテータギヤ66のアジテータ36の軸35との接続が解除されるとともに、入力ギヤ60とアイドルギヤ68とアジテータギヤ66とが支持部材70に嵌合された状態のままで取り外される。
そして、現像ローラ31や供給ローラ33やアジテータ36をそれぞれの軸受けから取り外せばよい。なお、ギヤの装着時には、入力ギヤ60とアイドルギヤ68とアジテータギヤ66と支持部材70とが一体(アジテータギヤ66の略半円の軸孔66Bの向きを、アジテータ36の回転軸35の略半円の左端部に合わせた状態で一体)となった状態で筐体25の所定位置に装着し、螺子81A,81B,81Cにより螺子止めすればよい。これにより、筐体25に対する支持部材70とギヤとの一体的な離脱のみならず、筐体25に対する支持部材70とギヤとの一体的な装着が可能(即ち、筐体25に対する支持部材70とギヤとの一体的な着脱可能)となっている。
3.本実施形態の効果
本実施形態によれば、支持部材70と入力ギヤ60とアイドルギヤ68(中間ギヤ)とアジテータギヤ66とからなる伝達ギヤを一体的に離脱可能となっているから、支持部材70の取り外しとは別に入力ギヤ60とアイドルギヤ68とアジテータギヤ66の取り外しを行う必要がなく、作業効率を向上させることができる。
また、現像ギヤ51や供給ギヤ53を支持部材70と一体的に離脱する構成とすることも可能であるが、かかる構成とすると、現像ギヤ51や供給ギヤ53のずれ等に起因してローラを回転駆動させたときの精度が低下するおそれがある。一般に、良好な画像を形成するためには、現像ローラ31,供給ローラ33の回転速度は精度良く制御する必要がある。しかしながら本実施形態によれば、現像ギヤ51及び供給ギヤ53については、支持部材70と、一体的に離脱されないから、比較的高い精度で現像ローラ31及び供給ギヤ53を回転させることができる。
さらに、本実施形態によれば、入力ギヤ60とアイドルギヤ68(中間ギヤ)とアジテータギヤ66とからなる伝達ギヤの両側から2部品からなる支持部材70で挟み込んでユニット化する構成と比較して、部品点数を削減することができる。
また、本実施形態によれば、アイドルギヤ支持部77(支持ボス)の先端面77a(先端)が筐体25の左側面25a(壁部の外面)に当接することで、支持部材70の位置を安定させることができる。
参考例
次に、本発明の参考例を図13ないし図22を参照しつつ説明する。
実施形態1では、支持部材70はギヤの外方側に配される構成としたが、参考例では、支持部材90を2部材から構成し、当該2部材でギヤを挟み込むことで支持部材90とギヤとをユニット化するものである。なお、実施形態1と同一の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。
図13は参考例の現像カートリッジの上面図である。図14は現像カートリッジ88の背面図である。図15は現像カートリッジ88の左側面図である。図16は、図15の現像カートリッジ88のC−C断面図である。図17は、図15の現像カートリッジ88のD−D断面図である。図18は筐体25の左側面図(ギヤ等を取り外した図)である。図19は筐体25に支持部材90とギヤを取り付ける状態を示す斜視図である。図20は支持部材90とギヤが分解された状態を示す斜視図である。図21は筐体25に支持部材70が取り付けられる前の斜視図である。図22は筐体25に支持部材70が取り付けられる前の上面図である。図23は、支持部材70とギヤが一体化されて筐体から取り外された状態を示す左側面図である。図24は、支持部材70とギヤが一体化されて筐体から取り外された状態を示す右側面図である。
支持部材90は、図19に示すように、第1フレーム91と、第1フレーム91との間に入力ギヤ60とアイドルギヤ68とアジテータギヤ66とを挟んで配される第2フレーム92とから構成されている。そして、支持部材90の第1フレーム91が筐体25の左側面25aに接するように配される(図13〜図17)。
第1フレーム91は、図20に示すように、略三角形状の平板部91Aを有し、略中央部にアイドルギヤ68を支持するアイドルギヤ支持部97が円柱状に立設されるとともに、平板部91Aの前端部(図20の上端部)には筒状に外方に突出してアジテータギヤ98を支持するアジテータギヤ支持部95が設けられている。アジテータギヤ98の外方側の面には、全周に亘って環状の溝部が形成されるとともに、中心部の軸孔の周りが突出形成されている。なお、参考例のアジテータギヤ98の筐体25側の面及びアイドルギヤ及び入力ギヤは実施形態1と同様の構成になっている。
そして、アイドルギヤ支持部97がアイドルギヤ68の貫通孔69に挿入されることによりアイドルギヤ68が支持部材90に支持されるようになっている。ここで、アイドルギヤ支持部97の高さは、第1フレーム91と第2フレーム92とを結合させた際に、アイドルギヤ支持部97の先端97Dが第2フレーム92に当接可能な高さとなっている。
また、アイドルギヤ支持部97の先端部97Cは、やや縮径するとともに、先端面には、円形の螺子穴92Bの内部に螺子溝が形成されており、第2フレーム92の略中央部に貫通形成された螺子穴93Bを通した組み螺子94Bを螺子穴92Bに螺子止めすることで第1フレーム91と第2フレーム92との連結状態が保持されるようになっている(図17参照)。
一方、第1フレーム91の後端部(図20の下端部)が段差状に外方側に配されてなる上段部91Bには、外方に向けて円筒状に突出する入力ギヤ支持部96が形成されている。
また、第1フレーム91の三角形状の平板部91Aの頂点部91Cは外方側に起立形成されており、その先端部が上方(図20の左方)に屈曲されて螺子穴92Aが形成されるとともに、第1フレーム91の上段部91Bは図20の斜め上方に延出され、その先端部に螺子穴92Cが形成されている。
第2フレーム92は、台形状の平板をなし、上端部及び下端部(図20の左端部及び右端部)には、第1フレーム91の螺子穴92A,92Cに対応して螺子穴93A,93Cが形成されている。なお、第2フレーム92の下端部は第1フレーム91側に突出しており、ここに螺子穴93Cが形成されている。
そして、取付螺子94A,94Cを第2フレーム92の螺子穴93A,93Cと第1フレーム91の螺子穴92A,92Cとを通して筐体25の側壁の取付部99A,99C(図18)に螺子止めすることで、支持部材90に複数のギヤ60,68,98が挟まれユニット化された状態で筐体25に取り付けられるようになっている(図21,図22参照)。
また、第2フレーム92には、図20の下端部に入力ギヤを連通させるための開口部74Aが設けられている。なお、第2フレーム92の第1フレーム91側の面は、図示はしないがアジテータ36の軸35の端部に対応する位置が筒状にやや突出して形成され、その内部に軸35の端部が収容されるようになっている(図16参照)。
そして、供給ローラ33やアジテータ36等の取り外し時には、ドライバ等で取付螺子94A,94Cを取り外すと、図23,図24に示すように、ギヤとユニット化された状態の支持部材90が筐体25から外れる。これにより、供給ローラ33やアジテータ36等を取り外すことができる。
このように、本実施形態によれば、支持部材90と伝達ギヤ(入力ギヤ60,アイドルギヤ68,アジテータギヤ98)とを筐体25から取り外した際に、伝達ギヤが支持部材90から離脱することを防止できる。また、フレーム91,92同士が当接することで、フレーム91,92の位置を安定させることができる。
<他の実施形態>
本発明は上記記述及び図面によって説明した実施形態に限定されるものではなく、例えば次のような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。
(1)実施形態1では、グリース等の潤滑油を用いて粘性抵抗を生じさせることにより、ギヤを支持部材70と一体的に離脱させる構成としたが、これに限られず、ギヤと支持部材70の構成を変更して支持部材70の離間時にギヤが支持部材70側に引きよせられるようにしてもよい。例えば、外方に向けて拡径するフランジ等を設けるとともに、支持部材70側に係止部を設けて、支持部材70側の離間時には係止部がフランジ等に係止することで、ギヤが支持部材70に引き寄せられるようにすればよい。
(2)上記実施形態では、入力ギヤ60から駆動力が入力されるように構成したが、他のギヤでもよい。たとえば、他のギヤに軸方向からカップリング部材を挿入嵌合して、動力を入力するように構成してもよい。
(3)上記実施形態では、入力ギヤ60とアイドルギヤ68(中間ギヤ)とアジテータギヤ66,98とが筐体25に対して支持部材70と一体的に離脱する構成としたが、これらの3つのギヤ全てが支持部材70と一体的に離脱しなくてもよい。例えば、入力ギヤ60のみが支持部材70と一体的に離脱する構成としてもよい。また、現像ギヤ51及び供給ギヤ53については、支持部材70とは一体的に取り外されない構成としたが、現像ギヤ51や供給ギヤ53についても支持部材70と一体的に取り外されるように構成してもよい。
実施形態1のレーザプリンタの側断面図 プロセスカートリッジの側断面図 現像カートリッジの上面図 現像カートリッジの背面図 現像カートリッジの左側面図 現像カートリッジのA−A断面図 現像カートリッジのB−B断面図 筐体の左側面図 支持部材とギヤの斜視図 図9を異なる方向から見た斜視図 筐体から支持部材を取り外した状態を示す斜視図 筐体から支持部材を取り外した状態を示す上面図 参考例の現像カートリッジの上面図 現像カートリッジの背面図 現像カートリッジの左側面図 現像カートリッジのC−C断面図 現像カートリッジのD−D断面図 筐体の左側面図 筐体に支持部材とギヤを取り付ける状態を示す斜視図 支持部材とギヤが分解された状態を示す斜視図 筐体に支持部材が取り付けられる前の斜視図である。 筐体に支持部材が取り付けられる前の上面図である。 支持部材とギヤが一体化されて筐体から取り外された状態を示す左側面図 支持部材とギヤが一体化されて筐体から取り外された状態を示す右側面図
符号の説明
24…現像カートリッジ
25…筐体
31…現像ローラ
33…供給ローラ
36…アジテータ
51…現像ギヤ
53…供給ギヤ
60…入力ギヤ
66,98…アジテータギヤ
68…アイドルギヤ(中間ギヤ)
70,90…支持部材
74…入力ギヤ支持部
77…アイドルギヤ支持部
78…アジテータギヤ支持部
91…第1フレー
92…第2フレー

Claims (9)

  1. 現像ローラが回動可能に取り付けられる筐体と、前記現像ローラに駆動力を伝達可能な伝達ギヤと、を備えた現像カートリッジであって、
    前記筐体とは別体として構成され、前記伝達ギヤを回動可能に支持する支持部材を備え、
    前記支持部材は、前記筐体の壁部の外面と対向するように配設されており、前記支持部材と前記壁部との間に前記伝達ギヤが配され、
    前記伝達ギヤは、トナーを攪拌するアジテータの回転軸に連結されるアジテータギヤを備え、前記アジテータギヤは前記回転軸に挿脱可能に構成されており、
    前記支持部材には、前記アジテータギヤを受ける受け部が設けられ、前記アジテータギヤと前記受け部との接触面積が、前記アジテータギヤの軸孔と前記アジテータの回転軸との接触面積よりも大きく構成されることにより、前記筐体に対する前記支持部材の離脱の際に、前記アジテータギヤが前記支持部材側に引き寄せられることを特徴とする現像カートリッジ。
  2. 前記アジテータギヤと前記受け部との接触部分には、潤滑材が塗布されており、前記潤滑材の粘性抵抗力により、前記アジテータギヤが前記支持部材側に引き寄せられることを特徴とする請求項1記載の現像カートリッジ。
  3. 前記伝達ギヤは、前記アジテータギヤと噛み合い、他のギヤからの駆動力を受けて前記アジテータギヤを回転させる中間ギヤを備えて構成され、
    前記中間ギヤは、中心に貫通孔が形成される一方で、前記支持部材には、支持ボスが突出形成されており、前記支持ボスが前記中間ギヤの前記貫通孔に挿入されることにより前記中間ギヤが前記支持部材に支持されており、
    前記支持ボスは、当該支持ボスの先端が前記筐体の壁部の外面に当接可能な高さに形成されるとともに、前記支持ボスと前記中間ギヤの前記貫通孔との接触部分は、潤滑材が塗布されており、前記潤滑材の粘性抵抗力により、前記筐体に対する前記支持部材の離脱の際に、前記中間ギヤが前記支持部材側に引き寄せられることを特徴とする請求項1又は請求項2記載の現像カートリッジ。
  4. 前記伝達ギヤは複数のギヤから構成されており、
    前記支持部材は、前記複数のギヤと一体的に離脱可能に構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項3のいずれかに記載の現像カートリッジ。
  5. 前記伝達ギヤは前記現像ローラの軸に連結される現像ギアを含む複数のギヤから構成されており、
    前記現像ギアは、前記筐体に対する前記支持部材の離脱とは別に離脱させるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項4のいずれかに記載の現像カートリッジ。
  6. 前記伝達ギヤは、
    現像カートリッジの外部からの駆動力を受ける入力ギヤと、
    前記アジテータギヤと、
    前記入力ギヤと前記アジテータギヤとに噛み合う前記中間ギヤと、を備え、
    前記支持部材は、前記入力ギヤと前記中間ギヤと前記アジテータギヤとを支持するとともに、前記入力ギヤと前記アジテータギヤと前記中間ギヤとを一体的に離脱可能に構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれかに記載の現像カートリッジ。
  7. 前記現像ローラにトナーを供給する供給ローラと、前記供給ローラの軸に固定され、前記伝達ギヤに噛み合う供給ギヤとを備え、
    前記伝達ギヤは前記供給ギヤを含む複数のギヤから構成されており、
    前記供給ギアは、前記筐体に対する前記支持部材の離脱とは別に離脱させるように構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項のいずれかに記載の現像カートリッジ。
  8. 前記支持部材には螺子穴が設けられており、この螺子穴から前記筐体の壁部に螺子止め可能に構成されていることを特徴とする請求項1ないし請求項7のいずれかに記載の現像カートリッジ。
  9. 請求項1ないし請求項8のいずれかに記載の現像カートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
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