JP7087051B2 - 電子写真画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、カートリッジを装着した状態で記録材に電子写真方式で画像形成を行う電子写真画像形成装置に関する。

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、更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プロセスカートリッジとしたものが実用化されている。

このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをユーザ自身で行うことができるので、格段に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、このプロセス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。

特許文献１には、画像形成装置本体からプロセスカートリッジに駆動を伝達するカップリングが先端に設けられ、バネでプロセスカートリッジ側に付勢された駆動力伝達部材を有する画像形成装置が開示されている。この画像形成装置は、画像形成装置本体の開閉扉を閉じた際に、バネによって駆動伝達部材が押圧されてプロセスカートリッジ側に移動し、プロセスカートリッジのカップリングに係合し駆動力を伝達するものである。また、画像形成装置本体の開閉扉を開いた際に、カムにより駆動力伝達部材がバネに抗してプロセスカートリッジから遠ざかる方向に移動し、着脱可能な状態にすることができるものである。

特開平８－３２８４４９

本発明は、従来技術をさらに発展させるもので、装置本体においてカートリッジを位置決め部に向けて押圧する構成を提供することを目的とする。

本発明の第１の側面は、被位置決め部と、被押圧部と、を有するカートリッジと、前記カートリッジが着脱可能であり、前記カートリッジが着脱される時に前記カートリッジが通過する開口が設けられた装置本体と、を備える画像形成装置において、前記装置本体は、前記開口を開放する開位置と、前記開口を閉鎖する閉位置と、の間を移動可能に構成された開閉部材と、前記カートリッジの前記被位置決め部に接触することによって前記カートリッジの前記装置本体に対する位置を決めるための位置決め部と、前記開閉部材と共に移動しないように構成された接触部と、前記開閉部材に支持されるように構成された押圧部材であって、前記開閉部材が前記閉位置にある時に第１位置にあり、前記開閉部材が前記開位置にある時に第２位置にあるように、前記開閉部材と共に移動可能な押圧部材と、を有し、前記押圧部材は、前記第１位置において、前記接触部と、前記カートリッジの前記被押圧部と、の間に挟持され、それによって前記カートリッジの前記被位置決め部が前記位置決め部に接触するように前記カートリッジの前記被押圧部を押圧し、前記第２位置において、前記接触部と、前記カートリッジの前記被押圧部と、の間に挟持されていない、ことを特徴とする。

本発明によれば駆動力伝達部材を回転軸線の方向で安定的に位置決め可能となる。

カートリッジが装置本体に装着された状態の電子写真画像形成装置のドラムの回転軸線に垂直な断面図。 カートリッジのドラムの回転軸線に垂直な断面図。 カートリッジの分解斜視図。 カートリッジの分解斜視図。 装置本体のドラムの回転軸線に垂直な断面図。 駆動ユニットの斜視図。 駆動力伝達部材と駆動ギアの斜視図。 カートリッジの駆動側の部分斜視図。 駆動力伝達部材にかかる推力を説明するための図。 ドラム６２の回転軸線方向から見た駆動伝達部材８１の近傍を示す図。 円筒カムの斜視図。 駆動側から見た側板１５の斜視図。 駆動側板に円筒カム８６を取り付けた状態を示すドラム６２の回転軸線に平行な断面図（図１２矢印方向から見た断面図）。 開閉扉１３が開いた状態の円筒カム８６のリンク構成を説明するためのドラム６２の回転軸線に垂直な装置本体Ａの断面図。 駆動力伝達部材近傍部分を示すドラム６２の回転軸線に平行な断面図。 （ａ）装置本体Ａの駆動側のカートリッジを装置本体Ａに装着する構成を示す図。（ｂ）装置本体Ａの非駆動側のカートリッジを装置本体Ａに装着する構成を示す図。 開閉扉を閉める前の駆動力伝達部材の長手方向の位置を説明するための図。 （ａ）カートリッジＢの装置本体Ａに対する長手方向の位置決めを説明するための図。（ｂ）カートリッジＢの装置本体Ａに対する長手方向の位置決めを説明するための図。 （ａ）装置本体Ａの駆動側のカートリッジＢの装置本体Ａに対するドラム６２の回転軸線に垂直な方向の位置決め構成を示すドラム６２の回転軸線に垂直な断面図。（ｂ）装置本体Ａの非駆動側のカートリッジＢの装置本体Ａに対するドラム６２の回転軸線に垂直な方向の位置決め構成を示すドラム６２の回転軸線に垂直な断面図。 開閉扉１３が閉じた状態の円筒カム８６のリンク構成を説明するためのドラム６２の回転軸線に垂直な断面図。 駆動力伝達部材の移動を説明するためのドラム６２の回転軸線に平行な断面図。 駆動力伝達部材とカートリッジＢの係合を説明するためのドラム６２の回転軸線に平行な断面図。

［第１実施形態］
本発明の実施の形態を説明する。以下の説明において、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を除いた部分を示す。また、長手方向ＡＭとは、カートリッジＢが装置本体Ａに装着された状態における電子写真感光体ドラム６２の回転軸線の方向と定義しり。また、装置本体Ａの長手方向ＡＭに関して、画像形成装置本体から電子写真感光ドラム６２へ伝達する駆動力伝達部材８１を有する側を駆動側とし、その反対側を非駆動側と定義する。

図１および図２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１は、本発明の一実施の形態である電子写真画像形成装置の画像形成装置本体（以下、装置本体Ａと記載する）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２は、カートリッジＢの断面図である。図１８共に断面は電子写真感光体ドラム６２の回転軸線に垂直な断面である。

＜電子写真画像形成装置全体構成＞
図１に示す電子写真画像形成装置は、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Ｐ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。

更に、装置本体Ａには、シート材Ｐ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、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。

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２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。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へ現像され、トナー像として可視像化される。

また、図１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Ｐ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Ｐ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Ｐに順次転写されていく。

トナー像が転写されたシート材Ｐ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Ｐ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Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐ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２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は感光体ドラムを有する枠体としてのクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂに貯蔵される。

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である。

＜カートリッジ構成＞
次にカートリッジＢの全体構成について図２、図３、図４を用いて説明する。図２はカートリッジＢの断面図、図３、図４は、カートリッジＢの一部を分解した状態で示した分解斜視図である。

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を有する所謂プロセスカートリッジである。なお、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、これに作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段及びクリーニング手段の少なくとも一つとを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置の本体に対して一体的に着脱可能としたものである。

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。図３に示すように、ドラム６２は駆動側の端部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。一方、非駆動側において、図４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６４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。

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、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漏れ防止シート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（ドラム６２の回転軸線方向と略平行）の両端部において、帯電ローラ軸受６７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。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の回転に従動して回転する。

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、３７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。現像ローラ３２にはコロ状の間隔保持部材３８が現像ローラ３２の両端部に回転自由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、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。更に、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３、図４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が回動可能に連結される。この後、ドラム軸受７３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。

また、非駆動側の付勢部材４６Ｌの第１端部４６Ｌｂは現像容器２３の面２３ｋに固定され、第２端部４６Ｌａがクリーニングユニットの一部である面７１ｌに当接する。また駆動側の付勢部材４６Ｒの第１端部４６Ｒｂは現像容器２６の面２６ｂに固定され、第２端部４６Ｒａがクリーニングユニットの一部である面７１ｋに当接する。

本実施形態においては付勢部材４６Ｒ、付勢部材４６Ｌは圧縮バネで形成されており、このバネの付勢力により現像ユニット２０をクリーニングユニット６０に付勢させることで現像ローラ３２をドラム６２の方向へ確実に押し付けるよう構成する。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。

＜装置本体構成＞
次に装置本体Ａの構成ついて図５、図６を用いて説明する。図５は装置本体Ａの断面図、図６は駆動ユニットを説明する斜視図である。図５の断面はドラム６２の回転軸線に垂直な断面である。

装置本体Ａはプラスチック等によって構成された筐体を有している。筐体は駆動側の側板１５と非駆動側の側板１６とそれぞれの側板を連結する前板１８と後板１００で構成される。また、装置本体Ａは筐体に対し回動可能に支持された開閉扉１３を有しており、カートリッジＢは開閉扉１３を開くことによって露出するカートリッジ挿入口１７によって装置本体Ａから着脱可能な状態となる。側板１５と側板１６の装置本体内側位置には詳細は後述するが図８、図１７で説明されるカートリッジＢの着脱の際にカートリッジを案内するガイドレール上１５ｇ（１６ｄ）、ガイドレール下１５ｈ（１６ｅ）がそれぞれ配置されている。露光装置３は側板１５と側板１６を連結するように固定された光学支持台１０１にビス等（不図示）で支持固定されるレーザースキャナ１０２からなる。

＜駆動ユニット＞
図６を用いて駆動ユニット１０３の構成を説明する。駆動ユニット１０３は駆動ユニット側板１０３ａに対し複数のギアを回転可能の支持し、側板１５の装置本体外側位置にビス等（不図示）によって側板１５に支持固定される。駆動ユニットは駆動源となるモータ１０４を有し、モータ１０４から複数のギアによって駆動力伝達ギア列（駆動列）を構成する。この駆動力伝達ギア列は、図５に示すピックアップローラ５ａ、給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃ、駆動力伝達部材８１、加圧ローラ９ｂ、排出ローラ１０に駆動力を供給する。ピックアップローラ５ａは駆動列中にソレノイド（不図示）を有しており、プリントスタート信号とタイミングを合わせるようピックアップローラを間欠駆動する。給送ローラ対５ｂ、搬送ローラ対５ｃは常時回転しておりピックアップローラから送られてきたシート材を転写部へ搬送する。

カートリッジＢへの駆動力の供給は駆動力伝達部材８１によって行われる。駆動力伝達部材８１の第２ギア部８１ｅはモータ１０４からギアを介して駆動力を伝達されて回転する駆動ギア１０５と側板１５の外側でと噛み合い、モータ１０４からの駆動力が伝達される。カートリッジＢに駆動力を伝達できるよう、側板１５に設けられた穴部１５ｋから側板１５の内側にカップリング凹部８１ｂと第１ギア部８１ａが突出している。

後板１００には両端部に軸受部材７ａを介して転写ローラ７が回転自在に取り付けられている。転写ローラ７は軸受部材７ａに取り付けられた転写押圧バネ７ｂにより感光体ドラム６２に所定の当接圧を与えるよう構成されている。転写ローラ７は感光体ドラム６２に当接することで転写ニップを形成し搬送ローラ対５ｃから搬送されてきたシート材にトナー像を転写しつつ定着装置９へと搬送する。ここで転写ローラ７は駆動列と接続されておらず感光体ドラム６２によって従動駆動される。

定着装置９は加圧ローラ９ｂと加熱ローラ９ａを定着枠体９ｃに固定することによって定着ローラ対を形成し、定着枠体９ｃを側板１５と側板１６の上面部に対しビス等（不図示）により固定されている。定着装置９は加圧ローラ９ｂの一端部に加圧ローラ駆動ギア（不図示）が固定されており駆動列を介して駆動源であるモータ１０４から駆動力を受け取ることで回転する。転写部から搬送されてきたシート材Ｐは定着ローラ対を通過することによりトナー像をシート材に定着しつつ排紙ローラ対１０へと搬送する。

＜駆動力伝達部材８１の周辺の構成＞
次に駆動力伝達部材８１とその周辺の構成について説明する。図１５は、駆動力伝達部材８１近傍部分を示すドラム６２の回転軸線に平行な断面図である。図１５に示すように、装置本体Ａの駆動側には、駆動力伝達部材８１と、駆動力伝達部材８１を回転支持する駆動力伝達部材軸受８３と、駆動力伝達部材付勢バネ８４と、円筒カム８６と、側板１５とが設けられている。

＜駆動力伝達部材８１＞
次に駆動力伝達部材８１の構成について図７、図１５を用いて説明する。図７は、駆動力伝達部材８１と駆動ギア１０５の斜視図である。図１５に示すように、駆動力伝達部材８１は、長手方向ＡＭと平行な軸線方向における駆動側の一端部８１ｃが駆動力伝達部材軸受８３に嵌合して、回転可能かつ軸線方向に移動可能に支持されている。

また、駆動力伝達部材８１は、長手方向ＡＭにおける中央部８１ｄが側板１５に設けられた穴部１５ｋとの間に隙間ＭをもっていてカートリッジＢが装置本体Ａに装着されていない際には隙間Ｍの範囲内で僅かに移動可能に支持されている。以降の説明では、駆動力伝達部材８１の回転軸線は長手方向ＡＭと平行な状態になっているものとして説明を行う。

また、駆動力伝達部材８１は、第１ギア部８１ａ（第１はす歯ギア部）と、第２ギア部（第２はす歯ギア部）８１ｅと、非駆動側にカップリング凹部８１ｂとを備える。カップリング凹部８１ｂの先端には先端部８１ｂ１がある。駆動力伝達部材８１では、長手方向ＡＭに関して、非駆動側から駆動側にかけてカップリング凹部８１ｂ、第１ギア部８１ａ、第２ギア部８１ｅの順に並んで配置されている。

＜円筒カム８６＞
次に、駆動力伝達部材８１を長手方向ＡＭに移動させる円筒カム８６について説明する。図１１は円筒カム８６の斜視図、図１２は駆動側から見た側板１５の斜視図である。図１１、図１２に示すように、円筒カム８６は側板１５に回転可能でかつ長手方向ＡＭに移動可能に取り付けられており、２つの斜面部８６ａ、８６ｂを有し、斜面に連続して長手方向の非駆動側に側板１５に平行な一端部８６ｃを有している。側板１５は、この２つの斜面部８６ａ、８６ｂに対向する位置に２つの斜面部１５ｄ、１５ｅと、円筒カム８６の一端部８６ｃに対向可能な端面１５ｆと、を有している。円筒カム８６は一端部８６ｃの反対側に他端部８６ｄを有している。

図１４はカートリッジＢを交換する際に開く開閉扉１３が開いた状態の円筒カム８６のリンク構成を説明するためのドラム６２の回転軸線に垂直な装置本体Ａの断面図である。装置本体Ａには開閉扉１３と円筒カム８６と接続されたリンク部材８５とカートリッジ押圧部材１、２とカートリッジ押圧バネ１９、２１と前板１８とが設けられている。開閉扉１３は側板１５と不図示の側板１６に回動可能に取り付けられている。リンク部材８５は両端にボス８５ａ、８５ｂを有している。このボス８５ａ、８５ｂがそれぞれ開閉扉１３に設けられた取付穴１３ａと円筒カム８６に設けられた取付穴８６ｅに回転可能に取り付けられている。開閉扉１３を開いた際、リンク部材８５を介して、円筒カム８６は、円筒カム８６の一端部８６ｃと側板１５の端面１５ｆが当接するまで回転する。円筒カム８６の一端部８６ｃと側板１５の端面１５ｆが当接するまで回転する間、円筒カム８６は斜面部１５ｄ、１５ｅに斜面部８６ａ、８６ｂが接触して長手方向ＡＭに関して駆動側へ移動する。

図１５に示すように、駆動力伝達部材８１は突き当て面８１ｆを有しており、突き当て面８１ｆに円筒カム８６の他端部８６ｄが対向している。駆動力伝達部材バネ８４は圧縮ばねであり、一端部８４ａが駆動力伝達部材軸受８３に設けられたバネ座８３ａに当接し、他端部８４ｂが駆動力伝達部材８１に設けられたバネ座８１ｆに当接している。これにより、駆動力伝達部材８１は、軸線方向における非駆動側に付勢される。この付勢により駆動力伝達部材８１の突き当て面８１ｆが円筒カム８６の一端部８６ｃに当接し（突き当たり）、駆動力伝達部材８１は前述した円筒カム８１の長手方向ＡＭでの駆動側への移動に伴い、駆動側に移動する。ここで、駆動力伝達部材８１に駆動力を供給する駆動ギア１０５は駆動力伝達部材８１の第２ギア部（第２はす歯ギア部）８１ｅと噛み合っている。駆動ギア１０５と第２ギア部８１ｅは駆動力伝達部材８１が長手方向ＡＭで移動可能な位置の全域において噛み合い状態を維持できる歯幅を有している。つまり、駆動力伝達部材８１は開閉扉１３を開閉することで駆動ギア１０５との噛み合いを維持したままで長手方向ＡＭへ移動できる。このように、駆動力伝達部材８１は、開閉扉１３を開くことで長手方向ＡＭに関して駆動側へ移動し、開閉扉１３が開いた状態において退避位置を取る。これにより、カートリッジＢを装着するスペースを確保する。

＜カートリッジＢの装置本体Ａへの装着＞
次に、カートリッジＢの装着の説明をする。図１６（ａ）は装置本体Ａの駆動側のカートリッジを装置本体Ａに装着する構成を示す図、図１６（ｂ）は装置本体Ａの非駆動側のカートリッジを装置本体Ａに装着する構成を示す図である。図１６（ａ）、図１６（ｂ）に示すように、側板１５は、ガイドとしてのガイドレール上１５ｇとガイドレール下１５ｈとを有しており、側板１６はガイドレール上１６ｄとガイドレール下１６ｅとを有している。また、カートリッジＢは駆動側端部に被ガイド部７３ｇと被回転止め部７３ｃとを有しており、非駆動側端部に被位置決め部７１ｄと被回転止め部７１ｇとを有している。カートリッジＢを装置本体Ａのカートリッジ挿入口１７から挿入すると、カートリッジＢの駆動側をカートリッジＢの被ガイド部７３ｇと被回転止め部７３ｃとが装置本体Ａのガイドレール上１５ｇとガイドレール下１５ｈにガイドされる。また、非駆動側をカートリッジＢの被位置決め部７１ｄと被回転止め部７１ｇとが装置本体Ａのガイドレール１６ｄとガイドレール１６ｅにガイドされる。このように、カートリッジＢはガイドされながら装置本体Ａ内で移動することで、装置本体Ａに装着される。

ここで、カートリッジＢは上述する装着過程で装置本体Ａに対する長手方向ＡＭの位置決めを行う。図１８（ａ）はカートリッジＢの装置本体Ａに対する長手方向ＡＭの位置決めを説明するための図である。図１８（ｂ）はカートリッジＢの装置本体Ａに対する長手方向の位置決めを説明するための図である。図１８（ａ）に示すように、カートリッジＢは位置決めとしての被嵌合部７３ｈを有す。側板１５は被嵌合部７３ｈと嵌合可能な嵌合部１５ｊを有す。カートリッジＢが装置本体Ａにガイドされながら装着方向ＡＬに移動する過程で、図１８（ｂ）に示すようにカートリッジＢの被嵌合部７３ｈが装置本体Ａの嵌合部１５ｊと嵌合することにより、カートリッジＢの長手方向ＡＭの位置が決まる。装着方向ＡＬは、長手方向ＡＭに交差する方向であり、本実施形態では長手方向ＡＭに直交する方向である。

＜駆動力伝達部材８１とカートリッジＢの配置関係＞
次に、駆動力伝達部材８１とカートリッジＢの配置関係について説明する。図８はカートリッジＢの駆動側の部分斜視図であり、図９は駆動力伝達部材８１にかかる推力を説明するための図である。図８、図９に示すように、現像ローラ３２の長手方向に関して一端部に現像ローラギア３０が設けられている。カートリッジＢの現像ローラギア３０のドラム６２側にはスペース８７がある。このスペース８７は図７に示す駆動力伝達部材８１の第１ギア部８１ａより大きい。従って、図９に示すように、カートリッジＢを装置本体Ａに装着した時にこのスペース８７に第１ギア部８１ａが入り込む。

ここで、図８、図９に示すように、現像ローラギア３０は、ギア部（被駆動ギア）３０ａと、ギア部の駆動側に端面３０ａ１と、を有す。図７、図９に示すように駆動力伝達部材８１は、現像ローラギア３０を駆動するための第１ギア部８１ａと、ギア部８１ａの非駆動側の端面８１ａ１を有す。図９に示すように、長手方向において、現像ローラギア３０のギア部３０ａの端面３０ａ１は、駆動側ドラムフランジ６３のカップリング凸部（カートリッジカップリング）６３ｂの先端部６３ｂ１よりも駆動側になるように配置されている。

また、図１７に示すように、駆動力伝達部材８１の第１ギア部８１ａの端面８１ａ１は、開閉扉が開いている時でも、現像ローラギア部３０ａの端面位置３０ａ１よりも非駆動側に配置されている。これにより、現像ローラギア３０のギア部３０ａと駆動力伝達部材８１の第１ギア部８１ａとは、上述のカートリッジＢを装置本体Ａに装着する過程で噛み合うことが可能となる。

図１０はカートリッジＢが装置本体Ａに装着完了された状態の駆動伝達部材８１と現像ローラギア３０と駆動ギア１０５を長手方向ＡＭで見た図を示している。カートリッジＢは装置本体Ａに設けられたガイドレールにより矢印ＡＬの方向から挿入される。つまり矢印ＡＬはカートリッジＢの装着方向を示している。またカートリッジＢに設けられた現像ローラギア３０は駆動力伝達部材８１の中心を通り、矢印ＡＬに直交する直線Ｌ１よりも装着方向ＡＬで上流側に位置する。また、駆動力伝達装置８１に駆動力を与える駆動ギア１０５は直線Ｌ１よりも装着方向ＡＬに関して下流側に位置する。既に説明した通り、駆動力伝達部材８１の中央部８１ｄは側板１５に設けられた穴部１５ｋに対し隙間Ｍを持った状態で移動自由に保持される。

現像ローラギア部３０ａと第１ギア部８１ａとが噛み合う箇所を噛合い部ＭＰ１、第２ギア部８１ｅと駆動ギア１０５とが噛み合う箇所を噛合い部ＭＰ２とする。カートリッジＢを装着すると、現像ローラギア部３０ａが噛み合い部ＭＰ１での第１ギア部８１ａに当接して斥力方向ＦＤに斥力を与えるために駆動力伝達部材８１は斥力方向ＦＤに移動する。ここで、噛み合い部ＭＰ１は直線Ｌ１よりも装着方向ＡＬで上流側に位置するので、斥力方向ＦＤのベクトルは装着方向ＡＬ成分を有するベクトルとなる。そして、駆動ギア１０５は駆動力伝達部材８１の移動方向（斥力方向ＦＤ）で下流側に位置し、噛合い部ＭＰ２は直線Ｌ１よりも装着方向ＡＬで下流側に位置する。このため、駆動力伝達部材８１が斥力を受けた際でも、第２ギア部８１ｅと駆動ギア１０５とが噛み合った状態を維持することができ、モータ１０４からの駆動力を第２ギア部８１ｅへ確実に伝えることができる。

＜開閉扉１３の閉じ動作＞
次に、カートリッジＢを装置本体Ａに装着した後に開閉扉１３を閉じて、カートリッジＢが所定位置に位置決めされた状態を説明する。図１６（ａ）は装置本体Ａの駆動側のカートリッジＢを装置本体Ａに装着する構成を示す図、図１６（ｂ）ｈａ装置本体Ａの非駆動側のカートリッジＢを装置本体Ａに装着する構成を示す図である。図１６（ａ）、図１６（ｂ）は開閉扉１３が開いており、カートリッジＢが位置決め部に当接する前を示す。図１９（ａ）は装置本体Ａの駆動側のカートリッジＢの装置本体Ａに対するドラム６２の回転軸線に垂直な方向の位置決め構成を示すドラム６２の回転軸線に垂直な断面図である。図１９（ｂ）は装置本体Ａの非駆動側のカートリッジＢの装置本体Ａに対するドラム６２の回転軸線に垂直な方向の位置決め構成を示すドラム６２の回転軸線に垂直な断面図である。図１９（ａ）、図１９（ｂ）は開閉扉１３が閉じておりカートリッジＢが位置決め部に当接した状態を示している。

側板１５は、位置決め部としての第１位置決め部１５ａと第２位置決め部１５ｂと回転止め部１５ｃとを有しており、側板１６は、位置決め部１６ａと回転止め部１６ｃを有している。カートリッジＢは、駆動側端部に第１被位置決め部７３ｄと第２被位置決め部７３ｆとを有している。また、カートリッジ押圧部材１、２は、長手方向に関して開閉扉１３の両端に回動可能に取り付けられている。カートリッジ押圧バネ１９、２１は、それぞれ装置本体Ａに設けられた前板１８の長手方向に関して両端に取り付けられている。カートリッジＢは付勢力受け部としての被押圧部７３ｅ、７１ｏをカートリッジ押圧部材１、２に対向する位置に有している。

開閉扉１３を閉じることにより、図１９（ａ）、（ｂ）に示すように、カートリッジＢの被押圧部７３ｅ、７１ｏが、装置本体Ａのカートリッジ押圧バネ１９、２１によって付勢されたカートリッジ押圧部材１、２によって押圧される。これによって、駆動側において、カートリッジＢの第１被位置決め部７３ｄと第２被位置決め部７３ｆと回転止め部７３ｃとがそれぞれ装置本体Ａの第１位置決め部１５ａと第２位置決め部１５ｂと回転止め部１５ｃとに当接することで位置決めされる。また、非駆動側において、カートリッジＢの被位置決め部７１ｄと被回転止め部７１ｇとがそれぞれ装置本体Ａの位置決め部１６ａと回転止め部１６ｆとに当接することで位置決めされる。

図２０は開閉扉１３が閉じた状態の円筒カム８６のリンク構成を説明するためのドラム６２の回転軸線に垂直な断面図、図２１は駆動力伝達部材の移動を説明するためのドラム６２の回転軸線に平行な断面図である。図２０、図２１に示すように、カートリッジＢの駆動側ドラムフランジ６３は駆動側にカップリング凸部６３ｂと、カップリング凸部６３ｂの先端に先端部６３ｂ１とを有する。開閉扉１３を閉じることにより、リンク部材８５を介して、円筒カム８６は、斜面部８６ａ、８６ｂが側板１５の斜面部１５ｄ、１５ｅに沿って回転しながら長手方向ＡＭに関して非駆動側へ移動する。これによって、退避位置にある駆動力伝達部材８１は駆動力伝達部材バネ８４によって長手方向ＡＭに関して非駆動側に移動する。ここで駆動力伝達部材８１の第１ギア部８１ａとカートリッジＢの現像ローラギア３０は既に噛み合っている。第１ギア部８１ａと現像ローラギア３０はそれぞれハス歯ギアであるためにそれぞれのギアの遊び分だけ移動した後はそれ以上回転方向には移動しない。

図２１に示す状態では、カップリング凹部８１ｂとカップリング凸部６３ｂとの三角形状の位相が合っていない。このため、駆動力伝達部材８１の先端部８１ｂ１がカップリング凸部６３ｂの先端部６３ｂ１に突き当たることで、駆動力伝達部材８１の長手方向ＡＭの移動が止まっている。

＜駆動力伝達部材８１が受ける推力＞
次に、図７、図８、図９、図２２を用いて、駆動力伝達部材８１が受ける長手方向の推力について説明する。図２２は駆動力伝達部材８１とカートリッジＢとの係合を説明するためのドラム６２の回転軸線に平行な断面図である。

図８に示すように、ドラム軸受７３は凹底面７３ｉを有す。図７に示すように、駆動力伝達部材８１はカップリング凹部８１ｂの底に位置決めとしての底部８１ｂ２を有す。

次に、カップリング凹部８１ｂ、第１ギア部８１ａ、第２ギア部８１ｅの捩れ方向について説明する。なお、長手方向ＡＭに平行な方向であって非駆動側から駆動側へ向かう方向を＋Ｚ方向（所定方向）とし、＋Ｚ方向で見た時の反時計方向をＮ、モータ１０４によって駆動力伝達部材８１が駆動された際の回転方向をＲ（反時計方向Ｎの反対方向）とする。

駆動力伝達部材８１のカップリング凹部８１ｂは断面が三角形状の捩れた三角柱形状の穴である。そして捩れた三角柱形状の穴の側面が駆動力伝達面８１ｂ３である。カップリング凹部８１ｂの駆動力伝達面８１ｂ３は、＋Ｚ方向で見た時、＋Ｚ方向で下流側から上流側にかけて回転方向Ｒと同方向にねじれた形状である。駆動力伝達部材８１を＋Ｚ方向で見た時とは、駆動力伝達部材８１を装置本体Ａの装着されたカートリッジＢのカップリング凸部６３ｂ側（カートリッジカップリング側）から見た時という意味である。

駆動力伝達部材８１の第１ギア部８１ａはハス歯ギアであり、そのハス歯は＋Ｚ方向で見た時、＋Ｚ方向で下流側から上流側にかけて回転方向Ｒと同じ方向にねじれた形状である。つまり、第１ギア部８１ａのハス歯は駆動力伝達面８１ｂ３と同一方向に捩じれていることになる。駆動力伝達部材８１の第２ギア部８１ｅはハス歯ギアであり、そのハス歯は＋Ｚ方向で見た時、＋Ｚ方向で下流側から上流側にかけて回転方向Ｒと逆方向にねじれた形状である。駆動源であるモータ１０４からの駆動力を駆動力伝達部材８１の第２ギア部８１ｅに伝える駆動ギア１０５は、ハス歯ギアであり、そのハス歯は第２ギア部８１ｅのハス歯とは逆方向にねじれた形状である。なお、駆動力伝達部材８１の回転中心を中心とする半径方向に関して、駆動力伝達面８１ｂ３の最大半径よりも第１ギア部８１ａのピッチ円半径の方が大きい関係となっている。

次に、カップリング凸部６３ｂとギア部３０ａの捩れ方向について説明する。なお、長手方向ＡＭに平行な方向であって駆動側から非駆動側へ向かう方向を－Ｚ方向とする。また、－Ｚ方向で見た時の時計方向をＯ（カップリング凸部６３ｂを中心とする場合）、Ｐ（現像ローラギア３０を中心とする場合）とする。

図８に示すように、駆動側ドラムフランジ６３のカップリング凸部６３ｂは断面が三角形状の捩れた三角柱状の凸形状であり、－Ｚ方向で見た時、－Ｚ方向で上流側から下流側にかけて時計方向Ｏにねじれた形状である。現像ローラギア３０のギア部３０ａはハス歯ギアであり、そのハス歯は－Ｚ方向で見た時、－Ｚ方向で上流側から下流側にかけて時計方向Ｐにねじれた形状である。

駆動ギア１０５がモータ１０４によって回転方向Ｒに回転すると、図９に示すように、駆動力伝達部材８１の第２ギア部８１ｅと駆動ギア１０５との噛み合い力のうち－Ｚ方向の推力ＦＢを受けて駆動力伝達部材８１は－Ｚ方向に移動しようとする。また、駆動力伝達部材８１の第１ギア部８１ａと現像ローラギア３０のギア部３０ａとの噛み合い力のうち－Ｚ方向の推力ＦＡを受けて、駆動力伝達部材８１には－Ｚ方向に移動しようとする。そして、図２２に示すように、カップリング凹部８１ｂとカップリング凸部６３ｂとの三角形状の位相が合った時、駆動力伝達部材８１が非駆動側へ移動してカップリング凸部６３ｂとカップリング凹部８１ｂが係合する。更に、駆動力伝達部材８１は、非駆動側へ移動することで、駆動力伝達部材８１の先端部８１ｂ１がドラム軸受７３の凹底面７３ｉに当接し、長手方向ＡＭに関して位置決めされる。この時、駆動力伝達部材８１は係合位置にあると言える。

一方、カップリング凹部８１ｂとカップリング凸部６３ｂとのねじれによって、駆動力伝達部材８１は－Ｚ方向の推力ＦＣを受ける。つまり、駆動力伝達部材８１は、推力ＦＡ、ＦＢ、ＦＣのそれぞれから、長手方向ＡＭに関して一方側（非駆動側）に移動するような力を受ける。また推力ＦＣの反力によって、ドラム６２は、カップリング凸部６３ｂの先端部６３ｂ１がカップリング凹部８１ｂの底部８１ｂ２に当接して位置決めされる。また、カップリング凹部８１ｂとカップリング凸部６３ｂが三個所で接することで作用する調芯効果により駆動力伝達部材８１の駆動側ドラムフランジ６３に対する回転軸が決定する。ここで既に図１５を用いて説明した側板１５の穴部１５ｋと駆動力伝達部材中央部８１ｄの隙間Ｍは回転軸が決定した駆動力伝達部材８１に干渉しない量の隙間量を有している。このため、その回転動作に影響を与えることなく装置本体Ａと駆動力伝達部材８１は精度良く現像ローラギア３０ａおよび駆動側ドラムフランジ６３に駆動が伝達される。

以上説明したように、駆動中に駆動力伝達部材８１に働く推力ＦＡ、ＦＢ、ＦＣは長手方向ＡＭで同じ方向：－Ｚ方向）に作用する。これにより、駆動力伝達部材８１が所定の長手方向位置決め部（本実施形態では側板１５に対し長手方向ＡＭで位置が決まったカートリッジＢの凹底面７３ｉ）に当接して長手方向ＡＭに関する位置が決まる。つまり、全ての推力ＦＡ、ＦＢ、ＦＣが駆動力伝達部材８１を所定の位置決め部へ長手方向で突き当てる力として機能する。このため、駆動力伝達部材８１を安定的に所定の位置決め部へ突き当てることができる。その結果、駆動力伝達部材８１を長手方向ＡＭに関して非駆動側に付勢する駆動力伝達部材バネ８４のバネ力を非常に小さく設定でき、開閉扉１３の操作力を小さくすることができる。つまり、駆動力伝達部材バネ８４のバネ力は、推力ＦＡ、ＦＢ、ＦＣの発生しない非駆動中に駆動力伝達部材８１を退避させるために突き当て面８１ｆを円筒カム８６の一端部８６ｃに当接させるのに必要な力を発生させられれば良い。

なお、上記実施形態では駆動力伝達部材８１が突き当たる所定の位置決め部は、図１８（ｂ）に示すように側板１５に対し位置決めされたカートリッジＢのドラム軸受７３の凹底面７３ｉとした。しかし、駆動力伝達部材８１が突き当たる所定の位置決め部は、これに限られない。例えば側板１５に駆動力伝達部材８１が突き当たる所定の位置決め部を設けても良い。

次に駆動力伝達部材８１は、側板１５に対し位置決めされたカートリッジＢのドラム軸受７３の凹底面７３ｉで長手方向ＡＭに関し位置決めされることについて説明する。こうすることにより、駆動力伝達部材８１と、カートリッジＢが備えるカップリング凸部６３ｂ及び現像ローラギア３０のギア部３０ａとの長手方向ＡＭの位置精度が良くなる。ここで、駆動力伝達部材８１の長手方向ＡＭの退避量は、なるべく小さくした方が、装置本体Ａを長手方向ＡＭに関して小型化することができる。一方でこの退避量は、カートリッジＢを装置本体Ａから取り外す際にカップリング凸部６３ｂがカップリング凹部８１ｂが干渉しないよう最低限必要な退避量が決まっている。従って、駆動力伝達部材８１とカップリング凸部６３ｂとの位置精度が良くなることで、駆動力伝達部材８１の退避量を最低限必要な退避量を確保した上で極力小さく設定することが可能となり、装置本体Ａの長手方向ＡＭでの小型化をすることができる。また駆動力伝達部材８１の退避量を極力小さくすることで現像ローラギア３０のギア部３０ａの長手方向ＡＭの幅も極力小さくすることができる。

なお、本実施例では、駆動力伝達部材８１を駆動側に移動させる力として、現像ローラギアの噛み合い力を挙げたが、現像ローラ３２や第１搬送部材４３など負荷のある部材を駆動するアイドラギアであっても同様にアシストすることが可能である。

６２ ドラム（電子写真感光体ドラム）
６３ 駆動側ドラムフランジ
６３ｂ カップリング凸部
６３ｂ１ 先端部
６３ｃ 鍔部
８１ 駆動伝達部材
８１ａ 第１ギア部
８１ｂ カップリング凹部
８１ｂ１ 先端部
８１ｂ２ 底部
８１ｃ 一端部
８１ｄ 中央部
８１ｅ 第２ギア部
８１ｆ バネ座
８１ｉ 外周面
８３ 駆動伝達部材軸受
８３ａ バネ座
８４ 駆動伝達部材バネ
８４ａ 一端部
８４ｂ 他端部
８５ 円筒カムリンク部材
８５ａ、８５ｂ ボス
８６ 円筒カム
８６ａ、８６ｂ 斜面部
８６ｃ 一端部
８６ｄ 他端部
１０４ モータ
１０５ 駆動ギア
Ａ 画像形成装置本体（装置本体）
ＡＬ 装着方向
ＡＭ 方向
Ｂ カートリッジ
ＦＡ 推力
ＦＢ 推力
ＦＣ 推力

Claims (6)

1. 被位置決め部と、被押圧部と、を有するカートリッジと、
   前記カートリッジが着脱可能であり、前記カートリッジが着脱される時に前記カートリッジが通過する開口が設けられた装置本体と、
   を備える画像形成装置において、
   前記装置本体は、
   前記開口を開放する開位置と、前記開口を閉鎖する閉位置と、の間を移動可能に構成された開閉部材と、
   前記カートリッジの前記被位置決め部に接触することによって前記カートリッジの前記装置本体に対する位置を決めるための位置決め部と、
   前記開閉部材と共に移動しないように構成された接触部と、
   前記開閉部材に支持されるように構成された押圧部材であって、前記開閉部材が前記閉位置にある時に第１位置にあり、前記開閉部材が前記開位置にある時に第２位置にあるように、前記開閉部材と共に移動可能な押圧部材と、
   を有し、
   前記押圧部材は、
   前記第１位置において、前記接触部と、前記カートリッジの前記被押圧部と、の間に挟持され、それによって前記カートリッジの前記被位置決め部が前記位置決め部に接触するように前記カートリッジの前記被押圧部を押圧し、
   前記第２位置において、前記接触部と、前記カートリッジの前記被押圧部と、の間に挟持されていない、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記押圧部材は、前記開閉部材が前記開位置にある時に前記開閉部材に対して移動可能に支持されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記カートリッジは、感光ドラムと、前記感光ドラムを回転軸線を中心に回転可能に支持する枠体と、を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記カートリッジが前記装置本体に対して着脱される方向は、前記回転軸線に直交する方向になるように構成されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記押圧部材及び前記被押圧部をそれぞれ第１押圧部材及び第１被押圧部としたときに、前記装置本体は、前記回転軸線の方向において前記第１押圧部材と異なる位置に設けられた第２押圧部材であって、前記開閉部材に支持されるように構成され、前記開閉部材が前記閉位置にある時に第３位置にあり、前記開閉部材が前記開位置にある時に第４位置にあるように、前記開閉部材と共に移動可能な第２押圧部材を有し、
   前記カートリッジは、前記回転軸線の方向において前記第１被押圧部と異なる位置に設けられた第２被押圧部を有し、
   前記第２押圧部材は、前記第３位置において、前記接触部と、前記カートリッジの前記第２被押圧部と、の間に挟持され、それによって前記カートリッジの前記被位置決め部が前記位置決め部に接触するように前記カートリッジの前記第２被押圧部を押圧し、
   前記第４位置において、前記接触部と、前記カートリッジの前記第２被押圧部と、の間に挟持されていない、ように構成され、
   前記第１被押圧部と前記第２被押圧部はそれぞれ、前記回転軸線の方向における前記カートリッジの前記枠体の一端部及び他端部に設けられていることを特徴とする請求項３又は４に記載の画像形成装置。
6. 前記押圧部材は、前記開閉部材が前記開位置にある時に前記接触部から離れていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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