JP4271509B2 - 回転部材とそれを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、回転軸とそれと一体に回転するギヤやプーリ等の回転体とからなる回転部材と、その回転部材を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に画像形成装置の作像プロセスを担う帯電ローラやクリーニングブラシ等のローラ部材は、装置本体の駆動源からギヤあるいはベルト等を介して回転駆動されており、その駆動力の伝達には、ギヤやプーリ等の回転体をそれぞれの回転軸に相対回転不能に装着した回転部材が用いられている。そして、それらの回転部材は、組み付け、交換、リサイクル等を容易に行えるように、それぞれ別部材として製作され、ねじやＥリング等の締結部材を用いて締結されるのが普通である。
しかし、このような締結部材による締結方法では、組み付け、分解のいずれの場合にもドライバ等の専用工具を必要とし、着脱を迅速且つ正確に行うためには長期に亘る習熟を必要とするものであった。さらに、近年の低コスト化や環境に配慮したリサイクルを推進するためには、部品点数の低減と着脱の容易性が要求され、特に上述の帯電ローラやクリーニングブラシ等の作像プロセスに関与するローラ部材はいずれも短寿命であるため、交換に伴う容易性が強く求められている。
【０００３】
この種の回転部材としては、従来から多種多様のものが用いられているが、構造が簡単で回転体と回転軸との着脱が比較的容易なものとして、例えば図１１及び図１２に示されるようなものが多用されている。
図１１は回転体１０１を回転軸１０２に嵌着した状態を示す正面図、図１２は図１１のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。可撓性材からなる回転体１０１は内筒１０１ａと外筒１０１ｂとをフランジ部１０１ｃで連結した二重円筒状に形成され、中心部に断面小判状の軸孔１０１ｄを有している。軸孔１０１ｄは一対の平面部１０１ｅ，１０１ｅを有し、その一方側の内筒１０１ａは軸線Ｙ方向に延長されて係止舌片１０１ｆが形成されている。この係止舌片１０１ｆには、軸孔１０１ｄの平面部１０１ｅを延長した圧接面１０１ｇ、圧接面１０１ｇから軸線Ｙに接近する方向に傾斜するテーパ面１０１ｈ、テーパ面１０１ｈに続いて軸線Ｙに垂直な係止爪部１０１ｉ、さらにそれに続く先端に係止解除部１０１ｊがそれぞれ形成されている。
【０００４】
一方、剛体からなる円柱状の回転軸１０２は、先端側（図１２で右側）に断面小判状の嵌合部１０２ｄが形成され、この嵌合部１０２ｄが前述の回転体１０１の軸孔１０１ｄに嵌合して回転方向に同動し得るようになっている。嵌合部１０２ｄには、回転体１０１の平面部１０１ｅ、１０１ｅに対応して平面部１０２ｅ，１０２ｅが、係止舌片１０１ｆのテーパ面１０１ｈに対応して僅かな間隙を有するテーパ面１０２ｈが、係止爪部１０１ｉに対応して係止段部１０２ｉがそれぞれ形成されている。
【０００５】
このような構成で、回転軸１０２の嵌合部１０２ｄを回転体１０１の軸孔１０１ｄに図１２で左方から嵌挿すると、回転体１０１の係止舌片１０１ｆのテーパ面１０１ｈが回転軸１０２の平面部１０２ｅに押圧されて軸線Ａから遠去かる方向に撓み、さらに回転軸１０２をその段差部１０２ａが回転体１０１の左側面に当接するまで挿入すると、その係止段部１０２ｉが回転体１０１の係止爪部１０１ｉに係合し、係止舌片１０１ｆの外方への押圧力が解除され、自己の弾性により圧接面１０１ｇが回転軸１０２の平面部１０２ｅに圧接するまで復帰し、同時に係止爪部１０１ｉが係止段部１０２ｉを係止して回転軸１０２の左方への引き抜きが阻止され、回転体１０１と回転軸１０２との軸線Ｙ方向の相対移動と軸線Ｙの回りの相対回転は共に阻止されて一体的に固定される。
この状態から回転体１０１を回転軸１０２から取り外すには、回転体１０１の係止舌片１０１ｆの先端に形成した係止解除部１０１ｊをラジオペンチ（図示しない）等の工具を用いてその弾性力に抗して外方へ押し広げ、係止爪部１０１ｉと係止段部１０２ｉとの係合を解除した状態のまま回転軸１０２を図１２で左方へ引き抜くようにすればよい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このような従来の回転部材にあっては、回転体を回転軸から取り外すためには、その都度ラジオペンチ等の工具を用いて回転体の係止解除部を掴持し、その弾性力に抗して且つその弾性限度内で係止舌片を外方へ撓ませ、その状態を保ったまま、回転軸を回転体から引き抜かなければならなかった。その際、係止舌片を外方へ撓ませる力は工具を介して数倍に倍増して伝えられるため微妙な手加減が難しく、その上、係止舌片は片持ち構造であるので、時として弾性限度を超えて係止舌片を永久変形させたり、折損させたりするという不都合を生ずるおそれがあった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、きわめて簡単な構成により、工具等を必要としないで回転体と回転軸とを容易に着脱できる回転部材を提供し、併せてその回転部材を備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この発明は上記の目的を達成するため、回転体と、この回転体にその軸線回りに相対回転不能で、且つ軸線方向に相対移動不能に固定される回転軸とからなる回転部材であって、
上記回転軸は、上記回転体に嵌挿する軸部が断面Ｄ字状で平面部を有し、 その平面部に軸線に漸次接近するテーパ面と上記平面部に直交する係止段部とを有する凹部を設けており、
上記回転体は可撓性部材によって一体形成され、上記軸部を嵌挿させる断面Ｄ字状で該軸部の上記平面部に圧接する平面部を有する軸孔を設け、その軸孔の平面部の一端部に、上記軸線に漸次接近し且つ前記回転軸のテーパ面との間に隙間を形成するテーパ面とそれに続く係止爪部を突設し、その係止爪部と上記回転体の外周部との間に薄肉可撓性の押圧部を上記軸線に直交して一体に設けており、
上記回転体の軸孔に上記回転軸の軸部が嵌挿され、上記押圧部が押圧されない状態では上記係止爪部が上記凹部の係止段部に係止されて上記回転体と回転軸との軸線方向への相対移動を阻止し、上記押圧部が押圧されるとその押圧部の弾性変形にともなって上記係止爪部が上記係止段部から外方へ退避することを特徴とする。
上記回転体のテーパ面と上記係止爪部との間に上記回転軸の軸線に平行な面を有するとよい。また、上記回転軸の凹部にも上記回転軸の軸線に平行な面を有するとよい。
さらに、上記回転体は、上記軸孔の上記平面部の外径側に凹陥部を設けることによって上記薄肉可撓性の押圧部を形成することができる。
そして、上記回転体は、上記軸線方向に可動な一対の金型により一体成形されるようにするのがよい。また、上記回転体は、上記押圧部にその押圧位置を示す表示部を設けたり、上記押圧部に他部と異なる着色を施すのが好ましく、上記回転体がギヤであってもプーリであっても差支えない。
さらに、これらの回転部材のいずれかを備えたプロセスカートリッジや画像形成装置も提供する。
【０００８】
この発明による回転部材とそれを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置は、上記のように構成することにより、その回転部材にあっては、回転体の押圧部を、道具等を使うことなく指で押圧するだけでその係止を容易に解除することができる。そして、回転体の成形時にアンダカットに起因するスライドや置駒等を使用する金型を必要とせず一体成形が可能となり、生産コストを低減させることができる。また、押圧部にその押圧位置を示す表示部を設けたり、押圧部に他部と異なる着色を施したりすることにより、慣れないものでも容易に回転体を回転軸から脱着することが可能になり、着脱性の容易なギヤやプーリを供給できる。さらに、このような回転部材を用いることにより、リサイクル性の良好なプロセスカートリッジや画像形成装置を提供することが可能になる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、この発明の実施形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１はこの発明の一実施形態を示す正面図、図２は図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図、図３は図２のＡ部を拡大して示す一部拡大断面図、図４はその回転体のみの形状を示す斜視図である。例えばプーリ等の円筒状の回転体１は可撓性の合成樹脂材等により一体成形されたものであり、中心部に断面Ｄ字状の軸孔１ａを有し、その平面部１ｂの外径側に凹陥部１ｃを凹設し、平面部１ｂの基端部（図２で左端部）を回転体１の内周側に一体に連繋して若干の可撓性を持たせた係止舌片１ｄを形成し、その平面部１ｂを後述する回転軸２の平面部２ｂとの圧接面に充当させている。平面部１ｂの先端（図２で右端）近くに軸線Ｙへ漸次接近するテーパ面１ｅを突設し、軸線Ｙに平行な僅かな面を介して係止爪部１ｆを形成している。そして、この係止爪部１ｆを内周端に有する薄肉可撓性の押圧部１ｇを軸線Ｙに直交して一体に設け、その外周側を回転体１の外周部に一体に連繋させ、押圧部１ｇのほぼ中央に押圧位置を示す表示部１ｈを設けると共に、押圧部１ｇの軸線Ｙ方向の前後（図２で左右）には障壁等の存在しない空間部を形成している。回転体１をこのように構成することにより、係止舌片１ｄと押圧部１ｇを除いた本体には充分な剛性を持たせることができ、且つその成形に際しては、軸線Ｙ方向に可動な一対の金型のみでの一体成形が可能となり、生産コストを低減させることができる。
【００１０】
一方、この回転体１に着脱可能な回転軸２は、剛性の高い円柱状の金属材等からなり、その先端側（図２で右端側）を断面Ｄ字状に形成して軸部２ａとし、その断面形状を回転体１の軸孔１ａに嵌挿し得るようにする。軸部２ａの平面部２ｂには、軸線Ｙに漸次近接するテーパ面２ｅと、軸線Ｙに平行な僅かな面を介して平面部２ｂに直交する係止段部２ｆとを有する凹部を設け、回転体１を回転軸２に嵌着した状態では、図３にその一部を拡大して示すように、回転体１のテーパ面１ｅと回転軸２のテーパ面２ｅとの間に若干の間隙が形成されるようにしている。
【００１１】
このような構成で、回転体１の押圧部１ｇの表示部１ｈ付近を指先等で左方（図２）へ押圧し、図５に示すように押圧部１ｇを湾曲させ、図６に図５のＢ部を拡大して示すように、係止爪部１ｆを係止舌片１ｄの弾力に抗して外方へ退辞させた状態で、回転軸２の軸部２ａを回転体１の軸孔１ａに左方から段差部２ｈが回転体１の左側面に当接するまで押入する。この状態で押圧部１ｇの押圧を解除すると、押圧部１ｇは自己の弾性により平面状に復帰し、係止舌片１ｄの平面部１ｂが回転軸２の平面部２ｂに圧接し、その係止爪部１ｆが回転軸２の係止段部２ｆに係止される状態となり、回転軸２の左方への移動が阻止されて回転体１と回転軸２とが軸線Ｙ方向に相対移動不能で且つ軸線Ｙの回りに相対回転不能に一体的に強固に固定される。
【００１２】
逆に、この状態から回転体１を回転軸２から取り外すには、回転体１の押圧部１ｇの表示部１ｈ近傍を図２で左方へ押圧して図５に示すように左方へ湾曲させ、図６に拡大して示すように、係止爪部１ｆを係止段部２ｆから外方へ退辞させた状態で回転体１を図５で右方へ引き抜けばよい。このとき、押圧部１ｇを押圧するには何等の道具も介さないので、押圧力を微妙に調節することができ、押圧部１ｇをその弾性限度を超えて押圧することはない。
なお、上記の実施形態において、押圧部１ｇの押圧位置を示す表示部１ｈに二重丸印を採用したが、その表示はそれに限るものではなく、如何なる形状の図形でもよく、あるいは「ＰＵＳＨ」，「押す」等の文字でも差支えない。さらに、このような図形又は文字に代えて押圧部１ｇの全面又は中央部近傍を他部と異なる色で着色したり、網目等の表面模様を施したりしてもよく、これらを併用することも可能である。
【００１３】
次に、図７はこの発明の他の実施形態を示す正面図、図８はその斜視図であり、この実施形態では、回転体１１を前実施形態のプーリに代えてギヤとしたものであり、回転軸２の構成は前実施形態と同様であるので、回転軸２の前実施形態に対応する部分には同一の符号を付して示し、回転体１１の前実施形態に対応する部分には同一のサフィックスを付して示してある。すなわち、回転体１１は外周部に歯部１１ｉを有し、押圧部１１ｇの図７で斜線を施した円形部分に他部と異なる色（例えば白色）で着色して表示部１１ｈとした以外の構成は図１〜図６に示した前実施例と同様であるのでその詳細な説明及び図示は省略する。
なお、上記の各実施形態では回転体を回転軸に着脱可能に嵌着した場合について説明したが、この発明による回転部材の着脱構造はそれに限るものではなく、２個の回転体を一体的に固定することも可能であり、その回転体もプーリやギヤに限定されるものではない。
を施したりしてもよく、これらを併用することも可能である。
【００１４】
次に、上記のような回転部材を画像形成装置のクリーニングブラシ等の駆動力伝達手段に実施したプロセスカートリッジを有する複写機等の胴内排紙型の画像形成装置についてその概略構成を図９を参照して説明する。
この画像形成装置２０は、ほぼ中央に画像形成部３０が、その下方に給紙部４０がそれぞれ設けられており、必要に応じてその下部に別個の給紙装置を増設することができる。画像形成部３０の上部には読み取り部５０が配置され、画像形成部３０と読み取り部５０との間の空間部が排紙収納部６０に充当され、画像が形成された記録媒体（以下「用紙」という）が排紙収納される。
【００１５】
画像形成部３０内のドラム状の感光体３１の周囲には、この感光体３１の表面に帯電処理を行う帯電装置３２、感光体３１の表面に後述する露光装置３８により露光されて形成される静電潜像を可視像化する現像装置３３、感光体３１上で現像され可視像化されたトナー像を給紙部４０から給送される用紙４上に転写する転写装置３４、転写後感光体３１の表面に残像するトナーを除去回収するクリーニング装置３５がそれぞれ配設されている。さらに画像形成部３０には、用紙４に転写されたトナー像を加熱して定着する定着装置３６、画像形成された用紙を排紙収納部６０へ排紙する排紙ローラ３７、画像情報を感光体３１の表面にレーザ光で照射する露光装置３８、感光体３１上のトナー像にタイミングを合わせて給紙部４０から給送された用紙を給紙するレジストローラ３９等がそれぞれ設けられている。
【００１６】
給紙部４０には未使用の用紙４が複数枚積層して収納され、給紙ローラ４１の回転により最上部の用紙４ａが給紙カセット４２から送り出され、レジストローラ３９へ搬送される。レジストローラ３９は用紙４ａの搬送を一時停止し、感光体３１上に形成されたトナー像と用紙４ａの先端との位置関係が所定の位置になるようにタイミングをとって回転が開始されるように制御されている。
読み取り部５０では、コンタクトガラス５１上に載置される原稿（図示しない）の読み取り走査を行うために、原稿照射用光源５２ａと３枚のミラー５２ｂ，５２ｃ，５２ｄとからなる読み取り走行ユニット５２が原稿面と平行に往復移動する。読み取り走査ユニット５２で走査された原稿の画像情報は、撮像レンズ５３の後方に配設された電荷結合素子（以下「ＣＣＤ」という）５４上に結像され画像信号して読み込まれ、デジタル化され画像処理される。この画像処理された信号に基づいて、前述の露光装置３８の図示しないレーザダイオードが発光し、その光信号が公知のポリゴンミラーや結像レンズ等を介して感光体３１の表面に静電潜像を形成する。
なお、これらは画像形成装置として周知の構成であるので、各部の詳細な説明は省略する。
【００１７】
このような構成からなる画像形成装置において、近年メンテナンスを容易にするため、感光体３１，帯電装置３２，現像装置３３，クリーニング装置３５等をプロセスカートリッジ７０として一つのユニットに組み込むのが普通になっている。
図１０はそのようなプロセスカートリッジ７０の構成を示す断面図である。このプロセスカートリッジ７０には、図９に示したように、感光体３１を中心として、帯電装置３２，現像装置３３，転写装置３４，クリーニング装置３５等が設けられているが、図１０では、帯電装置３２の帯電ローラ３２ａ、現像装置３３の現像ローラ３３ａ、転写装置３４の転写ローラ３４ａ、クリーニング装置３５のクリーニングブラシ３５ａ及びクリーニングブレード３５ｂがそれぞれ示されている。これらの帯電ローラ３２ａ，現像ローラ３３ａ，転写ローラ３４ａ及びクリーニングブラシ３５ａはいずれも感光体３１から駆動力を伝達されて回転するようになっている。そして、図示は省略するが、感光体３１の後フランジには画像形成装置２０の装置本体から駆動力が伝達されるようにギヤが形成されており、前フランジには上記の帯電ローラ３２ａ，現像ローラ３３ａ，転写ローラ３４ａ及びクリーニングブラシ３５ａを回転駆動するためのギヤが形成されている。上記の各ローラ及びブラシの軸の前側には図７及び図８で示したように外周部にギヤ部１１ｉを有する回転体（ギヤ）が嵌着され、これらの回転体が感光体３１の前フランジに形成したギヤと直接又は間接に連結されている。
なお、上記の実施形態においては、動力伝達手段としてギヤを用いたが、伝達経路が長い場合には、回転体をタイミングプーリに代え、タイミングベルト等を介して動力を伝達するのが好ましい。
【００１８】
【発明の効果】
以上述べたように、この発明による回転部材によれば、きわめて簡単且つ生産性の良好な構成により、工具等を必要とせず押圧部を指先で押圧するだけで回転体と回転軸との係止状態を解除することが可能になる。
また、このような着脱構造を有する回転部材をプロセスカートリッジに用いた場合にはメンテナンス性をきわめて良好とすることができ、そのプロセスカートリッジを画像形成装置に備えることにより、リサイクル性の良好な画像形成装置を提供することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 この発明による回転部材の一実施形態を示す正面図である。
【図２】 同じく図１のＸ−Ｘ線に沿う断面図である。
【図３】 同じく図２のＡ部を拡大して示す一部拡大断面図である。
【図４】 同じくその回転体のみを示す斜視図である。
【図５】 同じくその回転体を回転軸から脱着する場合の図２と同様の断面図である。
【図６】 同じく図５のＢ部を拡大して示す一部拡大断面図である。
【図７】 この発明による回転部材の他の実施形態を示す正面図である。
【図８】 同じくその斜視図である。
【図９】 この発明による回転部材を備えた画像形成装置の概略構成を示す構成図である。
【図１０】 この発明による回転部材を備えたプロセスカートリッジの構成を示す断面図である。
【図１１】 従来の回転部材の一例を示す正面図である。
【図１２】 同じく図１１のＺ−Ｚ線に沿う断面図である。
【符号の説明】
１，１１：回転体 １ｄ：係止舌片
１ｅ：テーパ面 １ｆ：係止爪部
１ｇ，１１ｇ：押圧部 １ｈ，１１ｈ：表示部
２：回転軸 ２ a: 軸部 ２ｅ：テーパ面
２ｆ：係止段部 ２ｈ：段差部
２０：画像形成装置 ３０：画像形成部
４０：給紙部 ５０：読み取り部
６０：排紙収納部 ７０：プロセスカートリッジ

Claims (11)

1. 回転体と、該回転体にその軸線回りに相対回転不能で、且つ軸線方向に相対移動不能に固定される回転軸とからなる回転部材であって、
   前記回転軸は、前記回転体に嵌挿する軸部が断面Ｄ字状で平面部を有し、 その平面部に軸線に漸次接近するテーパ面と前記平面部に直交する係止段部とを有する凹部を設けており、
   前記回転体は可撓性部材によって一体形成され、前記軸部を嵌挿させる断面Ｄ字状で前記軸部の前記平面部に圧接する平面部を有する軸孔を設け、該軸孔の前記平面部の一端部に、前記軸線に漸次接近し且つ前記回転軸のテーパ面との間に隙間を形成するテーパ面とそれに続く係止爪部を突設し、該係止爪部と前記回転体の外周部との間に薄肉可撓性の押圧部を前記軸線に直交して一体に設けており、
   前記回転体の軸孔に前記回転軸の軸部が嵌挿され、前記押圧部が押圧されない状態では前記係止爪部が前記凹部の前記係止段部に係止されて前記回転体と前記回転軸との前記軸線方向への相対移動を阻止し、前記押圧部が押圧されると該押圧部の弾性変形にともなって前記係止爪部が前記係止段部から外方へ退避することを特徴とする回転部材。
2. 前記回転体の前記テーパ面と前記係止爪部との間に前記回転軸の軸線に平行な面を有することを特徴とする請求項１に記載の回転部材。
3. 前記回転軸の前記凹部は、前記回転軸の軸線に平行な面を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の回転部材。
4. 前記回転体は、前記軸孔の前記平面部の外径側に凹陥部を設けることによって前記薄肉可撓性の押圧部を形成したことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転部材。
5. 前記回転体は、前記軸線方向に可動な一対の金型により一体成形されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の回転部材。
6. 前記回転体は、前記押圧部にその押圧位置を示す表示部を設けたことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転部材。
7. 前記回転体は、前記押圧部に他部と異なる着色を施したことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の回転部材。
8. 前記回転体がギヤであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の回転部材。
9. 前記回転体がプーリであることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載の回転部材。
10. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の回転部材を備えたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
11. 請求項１乃至９のいずれか一項に記載の回転部材を備えたことを特徴とする画像形成装置。

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