JP6136741B2 - 画像形成装置及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及びプロセスカートリッジに関する。

プロセスカートリッジの装着部を開閉する開閉部材と、プロセスカートリッジを装着位置へガイドするガイド手段と、プロセスカートリッジを画像形成装置本体の装着位置へ位置決めするためにガイド手段に設けられプロセスカートリッジの位置決めボスが嵌合する位置決め部と、を有し、開閉部材を閉める際に開閉部材に連動して電子写真感光体ドラムの軸心に平行な方向から位置決めボスに作用する装着補助部を有する画像形成装置が知られている（特許文献１）。

上面側に弾性変形可能な弾性付与部を備え、トナーカートリッジの装置本体への装着時において、弾性付与部と装置本体側のフレーム部材の一部とが互いに干渉してトナーカートリッジが下方向に弾発的に押圧されることで、トナーカートリッジの高さ方向の位置決めがなされるよう構成したトナー供給装置も知られている（特許文献２）。

特開２０００−３３０４５５号公報 特開２００５−１３４６８６号公報

本発明は、プロセスカートリッジを画像形成装置のカートリッジ装着部に確実に装着することができる画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することを目的とする。

前記課題を解決するために、請求項１に記載の画像形成装置は、
開放部を備えた筐体と、
前記筐体の開放部側へ突出して形成された突状部を有し前記開放部を開閉する開閉カバーと、
前記開放部を介して前記筐体に着脱されるプロセスカートリッジと、を備え、
前記プロセスカートリッジが前記開閉カバーの開閉方向に高さ調整可能に設けられた受け部を備え、前記開閉カバーが閉じられたとき、前記突状部と前記受け部が互いに接触して前記筐体に設けられた保持部に固定される、
ことを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、
前記受け部が、前記開閉カバーの開閉方向と交わる方向に形成された突状リブを有し、
前記プロセスカートリッジの側面に形成された凹部に前記突状リブが嵌め込まれ段階的に高さ調整可能に固定される、
ことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、請求項２に記載の画像形成装置において、
前記突状リブが、前記開閉カバーに形成された前記突状部が接触する方向と交差する方向に第１の平面部を有し、前記凹部の深さ方向に形成された第２の平面部と互いに接触する、
ことを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
前記受け部が、複数の凸部を有し、前記凸部の一面が前記プロセスカートリッジの側面に形成された受け面に接触して回転不能に固定される、
ことを特徴とする。

前記課題を解決するために、請求項５に記載のプロセスカートリッジは、
開放部を備えた筐体の前記開放部側へ突出して形成された突状部を有し前記開放部を開閉する開閉カバーを備えた画像形成装置本体に着脱自在に装着され、
前記開閉カバーの開閉方向に高さ調整可能に設けられた受け部を備え、前記開閉カバーが閉じられたとき、前記受け部が前記突状部と接触して前記筐体に設けられた保持部に固定される、
ことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５に記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記受け部が、前記開閉カバーの開閉方向と交わる方向に形成された突状リブを有し、
前記プロセスカートリッジの側面に形成された凹部に前記突状リブが嵌め込まれ段階的に高さ調整可能に固定される、
ことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項６に記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記突状リブが、前記開閉カバーに形成された前記突状部が接触する方向と交差する方向に第１の平面部を有し、前記凹部の深さ方向に形成された第２の平面部と互いに接触する、
ことを特徴とする。

請求項８記載の発明は、請求項５ないし７のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記受け部が、複数の凸部を有し、前記凸部の一面が前記プロセスカートリッジの側面に形成された受け面に接触して回転不能に固定される、
ことを特徴とする。

請求項１、５に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、プロセスカートリッジを画像形成装置のカートリッジ装着部に確実に装着することができる。
請求項２、６に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、プロセスカートリッジの製造寸法バラツキを抑制することができる。
請求項３、７に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、画像形成装置のカートリッジ装着部に位置決めされたプロセスカートリッジの装着位置を維持することができる。
請求項４、８に記載の発明によれば、本構成を有しない場合に比して、プロセスカートリッジの高さ調整を精度よく行うことができる。

画像形成装置１及びプロセスカートリッジ２の内部構成を示す断面模式図である。 プロセスカートリッジ２の外観側面図である。 プロセスカートリッジ２の全体を示す斜視図である。 プロセスカートリッジ２の画像形成装置１への装着状態を示す断面模式図である。 （ａ）はトナー収容室１００の側壁１１１の部分拡大斜視図、（ｂ）は調整部材１３０の側壁１１１への固定面１３０ａ側に視点を置いた斜視図である。 （ａ）は調整部材１３０の位置調整を説明するための部分断面模式図、（ｂ）は調整部材１３０と側壁１１１との固定状態を説明するための部分断面図である。 調整部材１３０の高さ調整を説明するための模式図である。

次に図面を参照しながら、以下に実施形態を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

（１）画像形成装置の全体構成及び動作
図１は本実施形態に係る画像形成装置１及びプロセスカートリッジ２の内部構成を示す断面模式図である。
以下、図面を参照しながら、画像形成装置１及びプロセスカートリッジ２の全体構成及び動作を説明する。

画像形成装置１は、制御装置１０、給紙装置２０、感光体ユニット３０及び現像装置４０が一体として構成されたプロセスカートリッジ２、露光装置５０、転写装置６０、定着装置７０、を備えて構成されている。画像形成装置１の上面（Ｚ方向）には、画像が記録された用紙Ｐが排出・収容される排出トレイＴｒが形成されている。

制御装置１０は、画像形成装置１の動作を制御するコントローラ１１と、コントローラ１１により作動を制御される画像処理部１２、電源装置１３等を有する。
画像処理部１２は、外部の情報送信装置（例えばパーソナルコンピュータ等）から入力された印刷情報を潜像形成用の画像情報に変換して予め設定されたタイミングで、駆動信号を露光装置５０に出力する。
電源装置１３は、後述する帯電ローラ３３、現像ローラ４２、転写ローラ６１等にバイアス電圧を印加する。

画像形成装置１の底部には、給紙装置２０が設けられている。給紙装置２０は、用紙積載板２１を備え、用紙積載板２１の上面には多数の記録媒体としての用紙Ｐが積載される。用紙積載板２１に積載され、規制板（不図示）で幅方向位置が決められた用紙Ｐは、上側から１枚ずつ用紙引き出し部２２により前方（Ｘ方向）に引き出された後、レジストローラ対２３のニップ部まで搬送される。

感光体ユニット３０は、給紙装置２０の上方に設けられ、回転駆動する感光体ドラム３２を備えている。感光体ドラム３２の回転方向にそって、帯電ローラ３３、現像装置４０、転写ローラ６１、クリーニングブレード３５が配置されている。帯電ローラ３３には、帯電ローラ３３の表面をクリーニングするクリーニングローラ３４が対向、接触して配置されている。

現像装置４０は、内部にトナーが収容される現像ハウジング４１を有する。現像ハウジング４１内には、内部にマグネットローラを有する現像ローラ４２が感光体ドラム３２に対向して配置されている。現像ローラ４２の背面側には現像ハウジング４１内に収容されたトナーを現像ローラ４２側へ撹拌搬送するアジテータ４３が配置されている。現像ローラ４２には、現像ハウジング４１の送出口４１ｃを介して供給されたトナーの層厚を規制する層規制ブレード４８が接触して配置されている。

現像装置４０は、現像ハウジング４１の上部にトナー収容室１００が設けられ、現像ハウジング４１内のトナー量が所定量を下回ると、トナー収容室１００から現像ハウジング４１にトナーが供給される。
そして、感光体ユニット３０と現像装置４０とはプロセスカートリッジ２として一体化され、画像形成装置１に着脱自在に装着される。

露光装置５０は、光源として用いられるレーザビーム出射手段（不図示）と、レーザビーム出射手段からのレーザビームＬＢを偏向反射させる回転多面鏡（ポリゴンミラー）５５と、を備え、形成される画像データに応じて変調されたレーザビームＬＢで感光体ドラム３２の表面を走査する。

回転する感光体ドラム３２の表面は、帯電ローラ３３により帯電され、露光装置５０から出射するレーザビームＬＢにより静電潜像が形成される。感光体ドラム３２上に形成された静電潜像は現像ローラ４２によりトナー像として現像される。

転写装置６０は、感光体ドラム３２とニップを形成する転写ローラ６１と、用紙搬送ガイド６２と、から構成されている。転写ローラ６１には、コントローラ１１により制御される電源装置１３から転写電圧が印加され、感光体ドラム３２と転写ローラ６１間を通過する用紙Ｐに感光体ドラム３２上のトナー像を転写する。

感光体ドラム３２表面の残留トナーは、クリーニングブレード３５により除去され、感光体ドラム３２を支持するハウジング３１内部に回収される。その後、感光体ドラム３２の表面は、帯電ローラ３３により再帯電される。尚、クリーニングブレード３５で除去しきれず帯電ローラ３３に付着した残留物は、帯電ローラ３３に接触して回転するクリーニングローラ３４の表面に捕捉され、蓄積される。

定着装置７０は一対の定着ローラ７１、７２を有し、一対の定着ローラ７１、７２の圧接領域によって定着領域が形成される。
転写装置６０においてトナー像が転写された用紙Ｐは、トナー像が未定着の状態で用紙搬送ガイド６２を経由して定着装置７０に搬送される。定着装置７０に搬送された用紙Ｐは、一対の定着ローラ７１、７２により圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。定着トナー像が形成された用紙Ｐは、搬送ガイド７３ａ，７３ｂによってガイドされ、排出ローラ対７４から画像形成装置１上面の排出トレイＴｒに排出される。

（２）プロセスカートリッジの構成と装着構造
図２はプロセスカートリッジ２の外観側面図、図３はプロセスカートリッジ２の全体を示す斜視図、図４はプロセスカートリッジ２の画像形成装置１への装着状態を示す断面模式図である。以下、図面を参照しながらプロセスカートリッジ２の構成と画像形成装置１への装着構造について説明する。

（２．１）プロセスカートリッジの構成
図２、図３に示すように、プロセスカートリッジ２は、感光体ユニット３０と現像装置４０とからなる一体ユニットとして構成され、画像形成装置１に着脱可能とされている。
感光体ユニット３０は、ハウジング３１を備え、ハウジング３１の両側壁３１ａ、３１ｂの一端側で支持軸部材３６を介して感光体ドラム３２を回転可能に支持する。
支持軸部材３６は、外側に突出した位置決め軸３６ａを有し、画像形成装置１の筐体３に形成された受け部４に位置決め軸３６ａが固定されて画像形成装置１内における感光体ドラム３２の位置決めがなされる（図４参照）。

ハウジング３１の両側壁３１ａ、３１ｂの他端側には、それぞれ外側に突出したガイドボス３７が形成され、画像形成装置１の筐体３に形成されたガイド部５で支持されてプロセスカートリッジ２全体の回転移動を規制する（図４参照）。

現像装置４０の上方には、現像ハウジング４１内に供給されるトナーを収容したトナー収容室１００が配置されている。
トナー収容室１００は、内部にトナーを収容する容器本体１１０と、容器本体１１０の開口部を閉塞する蓋体１２０とで構成され、容器本体１１０と蓋体１２０は、例えば振動溶着により接合されている。
トナー収容室１００の側壁１１１の一端側には、受け部の一例としての調整部材１３０が高さ調整可能に固定ネジＷで固定されている。

（２．２）プロセスカートリッジの装着構造
図４に示すように、画像形成装置１の排出トレイＴｒの一部が開閉カバー１ａとして形成されており、この開閉カバー１ａを上方へ解放したときの開口部がプロセスカートリッジ２の着脱操作のための作業用開口として利用される。
プロセスカートリッジ２は、位置決め軸３６ａ及びガイドボス３７が、画像形成装置１の筐体３に上方が開口して形成されたガイド溝４ａ、５ａに案内されて装填され、受け部４及びガイド部５で位置決めされる。

その後、開閉カバー１ａを下方へ閉じると、開閉カバー１ａの裏面側に突出して形成された突状部の一例としての押圧リブ１ｃが、トナー収容室１００の側壁１１１に固定された調整部材１３０の上面１３１と当接する。
そして、開閉カバー１ａが排出トレイＴｒにロックされると、調整部材１３０を介して位置決め軸３６ａが受け部４に強く押し付けられる（図４中 Ｆ）とともに、ガイドボス３７がガイド部５で支持されてプロセスカートリッジ２全体の回転移動が規制されて（図４中 Ｒ）、プロセスカートリッジ２が画像形成装置１の筐体３に位置決め固定される。

（３）調整部材
図５（ａ）はトナー収容室１００の側壁１１１の部分拡大斜視図、図５（ｂ）は調整部材１３０の側壁１１１への固定面１３０ａ側に視点を置いた斜視図、図６（ａ）は調整部材１３０の位置調整を説明するための断面模式図、図６（ｂ）は調整部材１３０と側壁１１１との固定状態を説明するための部分断面図である。

（３．１）調整部材の取り付け構造と作用
図５（ａ）に示すように、トナー収容室１００の側壁１１１の一端側には、調整部材１３０を固定するためのネジ孔１１２と、複数の凹部１１３がトナー収容室１００の高さ方向（Ｚ方向）に等間隔（図６（ａ）中 ｐ）で形成されている。
また、ネジ孔１１２と凹部１１３の上方にはリブ部１１４が形成され、ネジ孔１１２の側方には平面部１１５が形成されている。リブ部１１４及び平面部１１５の作用については、後述する。

図５（ｂ）に示すように、調整部材１３０の側壁１１１への固定面１３０ａ側には固定穴１３２が貫通形成され、固定ネジＷを介してトナー収容室１００の側壁１１１へ固定される。固定穴１３２は、高さ方向（Ｚ方向）に長径の長穴とされている。
また、固定穴１３２の側方には、固定穴１３２の長径方向と交差して突状リブ１３３が形成されている。突状リブ１３３は、側壁１１１に形成された複数の凹部１１３のいずれかに嵌めこまれ、調整部材１３０の高さ調整がなされた後、固定ネジＷを介して側壁１１１に固定される。

固定穴１３２の上方にはリブ１３４が複数形成され、側壁１１１に形成されたリブ部１１４を挟み込んだ状態で固定される。固定穴１３２の他の側方にはリブ１３５が形成され、側壁１１１の平面部１１５と接して固定される（図６（ｂ）参照）。
その結果、調整部材１３０を側壁１１１へ固定ネジＷを介して固定するときに、固定ネジＷの締め付け回転による調整部材１３０の回転移動が規制され、突状リブ１３３と側壁１１１に形成された凹部１１３の嵌合によって決定される調整部材１３０の調整高さが確実に保持される。

図６（ａ）の拡大図に示すように、調整部材１３０に形成された突状リブ１３３の断面形状は鋸刃形状とされている。また、側壁１１１に形成された複数の凹部１１３の断面形状も鋸刃形状とされている。そして、突状リブ１３３の鋸刃形状は、下面（−Ｚ方向）が第１の平面部１３３ａとされ、凹部１１３の鋸刃形状は、上面（Ｚ方向）側が第２の平面部１１３ａとされている。

その結果、開閉カバー１ａの押圧リブ１ｃが調整部材１３０の上面１３１と当接して下方（−Ｚ方向）に強く押し付けられた場合、押圧リブ１ｃの押圧力を第１の平面部１３３ａと第２の平面部１１３ａが互いに接触して受けるために、押圧力による応力が緩和され高さ調整された調整部材１３０の高さが維持される。

（３．２）調整部材の高さ調整
図７は、調整部材１３０の高さ調整を説明するための模式図である。
図７において、プロセスカートリッジ２の位置決め軸３６ａが筐体３の受け部４に位置決めされる位置を基準としたときの調整部材１３０の上面１３１の高さと、開閉カバー１ａを下方へ閉じたときの、押圧リブ１ｃの位置との関係を模式的に示している。以下、図７を参照しながら、プロセスカートリッジ２における調整部材１３０を介した高さ調整について説明する。

プロセスカートリッジ２を構成する感光体ユニット３０は、ハウジング３１を備え、ハウジング３１の両側壁３１ａ、３１ｂの一端側で支持軸部材３６を介して感光体ドラム３２を回転可能に支持する。
一方、現像装置４０は、現像ハウジング４１の開口部に現像ローラ４２を回転可能に支持して感光体ドラム３２に対向配置されている。現像ハウジング４１の上方には、現像ハウジング４１内に供給されるトナーを収容したトナー収容室１００が配置されている。

このように構成されるプロセスカートリッジ２は、ハウジング３１、現像ハウジング４１、トナー収容室１００等の製造バラツキが累積されて、開閉カバー１ａの押圧リブ１ｃとの当接する位置高さＨが、個々のプロセスカートリッジ２毎にばらつく虞がある（図７中 ｈ１〜ｈ２）。

具体的には、位置高さＨが所定の高さよりも低い場合には、プロセスカートリッジ２が筐体３の受け部４へ確実に位置決め固定されず、画像形成装置１内における感光体ドラム３２の固定位置が不安定となり、正確な画像形成が阻害される（図７中、ｈ１）。
また、位置高さＨが所定の高さよりも高い場合には、プロセスカートリッジ２が筐体３の受け部４へ押圧された状態で、開閉カバー１ａが確実にロックされない虞がある（図７中、ｈ２）。更に、一旦ロックされても、画像形成動作中に開閉カバー１ａのロックが外れて画像形成動作が停止する虞もある。

本実施形態に係るプロセスカートリッジ２においては、予め製造された感光体ユニット３０と現像装置４０を一体ユニットとして構成した後、位置決め軸３６ａを基準としたときの調整部材１３０の上面１３１の高さｈを測定する。
そして、測定された調整部材１３０の上面１３１の高さｈに基づいて、調整部材１３０に形成された突状リブ１３３は、側壁１１１に形成された複数の凹部１１３のいずれかに嵌めこまれ、調整部材１３０の高さ調整がなされた後、固定ネジＷを介して側壁１１１に固定される。

本実施形態においては、凹部１１３は側壁１１１に３か所形成され、そのピッチｐは１ｍｍないし１．５ｍｍとされている。そのために、上下方向（Ｚ方向）に２ｍｍないし３ｍｍの範囲で高さ調整がなされ、個々のプロセスカートリッジ２の開閉カバー１ａの押圧リブ１ｃと当接する位置高さＨは、画像形成装置１における所定の当接高さ（Ｈ１〜Ｈ２）内に調整される。

予め調整部材１３０の上面１３１の高さＨが調整されたプロセスカートリッジ２は、調整部材１３０が固定ネジＷを介して、調整部材１３０に形成されたリブ１３４、１３４は側壁１１１に形成されたリブ部１１４を挟み込んだ状態で固定され、リブ１３５は側壁１１１の平面部１１５と接して固定される。
そのために、固定ネジＷの締め付け回転による調整部材１３０の回転移動が規制され、突状リブ１３３と側壁１１１に形成された凹部１１３の嵌合によって決定される調整部材１３０の上面１３１の高さｈが確実に保持される。

そして、高さ調整がなされたプロセスカートリッジ２が、画像形成装置１内に装着されて、開閉カバー１ａの押圧リブ１ｃが調整部材１３０の上面１３１と当接して下方（−Ｚ方向）に強く押し付けられた場合、押圧リブ１ｃの押圧力を調整部材１３０に形成された突状リブ１３３の第１の平面部１３３ａと側壁１１１に形成された凹部１１３の第２の平面部１１３ａが互いに接触して受けるために、押圧力による応力が緩和され高さ調整された調整部材１３０の上面１３１の高さｈが維持される。

以上、本発明の実施形態として、具体例を挙げて説明したが、本発明の技術的範囲は前記実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更を加えることが可能である。

例えば、画像形成装置としては、プロセスカートリッジ２を１個備えたモノクロ印刷用の画像形成装置のみならず、複数のプロセスカートリッジ２をタンデム配置したカラー印刷用の画像形成装置とすることもできる。

１・・・画像形成装置
２・・・プロセスカートリッジ
１０・・・制御装置
１１・・・コントローラ
１２・・・画像処理部
１３・・・電源装置
２０・・・給紙装置
２１・・・用紙積載板
２２・・・用紙引き出し部
２３・・・レジストローラ対
３０・・・感光体ユニット
３１・・・ハウジング
３２・・・感光体ドラム
４０、４０Ａ、１００・・・現像装置
４１・・・現像ハウジング
４２・・・現像ローラ
４３・・・アジテータ
５０・・・露光装置
６０・・・転写装置
７０・・・定着装置
１００・・・トナー収容室
１１０・・・容器本体
１１１・・・側壁
１１２・・・ネジ孔
１１３・・・凹部
１１３ａ・・・第２の平面部
１１４・・・リブ部
１１５・・・平面部
１２０・・・蓋体
１３０・・・調整部材
１３０ａ・・・固定面
１３１・・・上面
１３２・・・固定穴
１３３・・・突状リブ
１３３ａ・・・第１の平面部
１３４、１３５・・・リブ
Ｔｒ・・・排出トレイ
Ｗ・・・固定ネジ

Claims (8)

1. 開放部を備えた筐体と、
   前記筐体の開放部側へ突出して形成された突状部を有し前記開放部を開閉する開閉カバーと、
   前記開放部を介して前記筐体に着脱されるプロセスカートリッジと、を備え、
   前記プロセスカートリッジが前記開閉カバーの開閉方向に高さ調整可能に設けられた受け部を備え、前記開閉カバーが閉じられたとき、前記突状部と前記受け部が互いに接触して前記筐体に設けられた保持部に固定される、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記受け部が、前記開閉カバーの開閉方向と交わる方向に形成された突状リブを有し、
   前記プロセスカートリッジの側面に形成された凹部に前記突状リブが嵌め込まれ段階的に高さ調整可能に固定される、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記突状リブが、前記開閉カバーに形成された前記突状部が接触する方向と交差する方向に第１の平面部を有し、前記凹部の深さ方向に形成された第２の平面部と互いに接触する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記受け部が、複数の凸部を有し、前記凸部の一面が前記プロセスカートリッジの側面に形成された受け面に接触して回転不能に固定される、
   ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 開放部を備えた筐体の前記開放部側へ突出して形成された突状部を有し前記開放部を開閉する開閉カバーを備えた画像形成装置本体に着脱自在に装着され、
   前記開閉カバーの開閉方向に高さ調整可能に設けられた受け部を備え、前記開閉カバーが閉じられたとき、前記受け部が前記突状部と接触して前記筐体に設けられた保持部に固定される、
   ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
6. 前記受け部が、前記開閉カバーの開閉方向と交わる方向に形成された突状リブを有し、
   前記プロセスカートリッジの側面に形成された凹部に前記突状リブが嵌め込まれ段階的に高さ調整可能に固定される、
   ことを特徴とする請求項５に記載のプロセスカートリッジ。
7. 前記突状リブが、前記開閉カバーに形成された前記突状部が接触する方向と交差する方向に第１の平面部を有し、前記凹部の深さ方向に形成された第２の平面部と互いに接触する、
   ことを特徴とする請求項６に記載のプロセスカートリッジ。
8. 前記受け部が、複数の凸部を有し、前記凸部の一面が前記プロセスカートリッジの側面に形成された受け面に接触して回転不能に固定される、
   ことを特徴とする請求項５ないし７のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。

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