JP7140794B2 - カートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents
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カートリッジと、前記カートリッジを着脱方向に着脱可能な装置本体と、を有する画像形成装置において、
前記カートリッジは、前記着脱方向に直交する方向における前記カートリッジの端面から前記直交する方向に突起する位置決め突起部を有し、
前記装置本体は、前記カートリッジの前記端面に対向する対向面を有する側板であって、前記位置決め突起部と係合することで、前記カートリッジの前記装置本体に対する前記着脱方向の位置が決まるように構成された位置決め穴部が設けられた側板を有し、
前記装置本体は、更に、前記直交する方向において前記側板の前記対向面から前記カートリッジの前記端面に向かって突起する本体突起部を有し、
前記本体突起部は、前記直交する方向において前記位置決め穴部よりも前記カートリッジの前記端面に近い側まで延び且つ前記位置決め穴部の下方にあり、
前記カートリッジの前記位置決め突起部と前記側板の前記位置決め穴部の係合が外れるまで前記側板が前記カートリッジの前記端面から離れる方向に弾性変形するように外部から力が加えられた状態において、前記本体突起部が前記位置決め突起部を支持するように構成されている、
ことを特徴とする。
上記目的を達成するため、本発明のカートリッジは、
画像形成装置の装置本体であって、位置決め穴部及び本体突起部を備えた側板を有する装置本体に対し、前記側板の前記本体突起部が設けられている側の面に沿って着脱可能なカートリッジにおいて、
トナーを担持するように構成された感光ドラムと、
枠体と、
前記感光ドラムの回転軸線方向における前記枠体の端面から前記回転軸線方向に突起する位置決め突起部であって、前記装置本体の前記位置決め穴部と係合することで前記カートリッジの前記装置本体に対する前記回転軸線方向に直交する方向の位置が決まるように構成された位置決め突起部と、
前記枠体の前記端面から前記回転軸線方向に凹むとともに、前記直交する方向において前記カートリッジの装着方向の下流側の面から前記装着方向の上流側に向かって凹んだ凹部であって、前記位置決め突起部の下方に設けられた凹部と、
を有し、
前記凹部は、
前記端面から前記回転軸線方向にオフセットした第1面と、
前記位置決め突起部の前記回転軸線方向に延びる側面のうち前記装着方向の下流側の側面である第2面と、
前記回転軸線方向及び前記装着方向の下流側に延び互いに対向する第3面及び第4面と、
を含み、前記第3面と前記第4面は、前記回転軸線方向にみたときに、前記装着方向の下流側に向かうほど互いの距離が大きくなるように延び且つ前記第1面とともに前記装着方向の下流側に開口する開口を形成し、
前記凹部は、前記カートリッジが前記装着方向に装着される時に前記装置本体の前記本体突起部を前記開口から前記凹部に受け入れ、前記位置決め突起部が前記装置本体の前記位置決め穴部と係合した状態において前記装置本体の前記本体突起部が前記凹部の中に入り込むように構成され、前記カートリッジが前記側板に対して相対的に前記回転軸線方向に移動させられた時に前記位置決め突起部が前記本体突起部に支持されるように構成されていることを特徴とする。
図1~図15を参照して、本発明の実施例1に係る画像形成装置について説明する。本発明が適用可能な画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ(LEDプリンタ、レーザビームプリンタ等)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が挙げられる。以下の説明において、電子写真感光ドラムの回転軸線方向を長手方向とする。また、長手方向において、画像形成装置本体から電子写真感光ドラムが駆動力を伝達される側を駆動側とし、その反対側を非駆動側とする。
図1に示す画像形成装置は、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ドラム62に潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)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材(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。上述した画像形成装置では、製品として梱包出荷する際に、梱包形態を小さくするために、装置本体内にプロセスカートリッジを装着した状態で梱包されることがある。
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。
図2、図3、図4を用いて、カートリッジBの全体構成について説明する。図3、図4は、カートリッジBの構成を説明する斜視図である。なお本実施例においては各部品を結合する際のビスに関しては省略して説明する。
トリッジ化し、画像形成装置の装置本体Aに対して着脱可能としたものである。本実施例におけるプロセスカートリッジは、下記クリーニングユニット60を少なくとも有する。
図3、図4に示すように、現像ローラ32には間隔保持部材38が現像ローラ32の両端部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、図2に示すように、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に示すように、駆動側においては、ドラム62は、駆動側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。また、ドラム軸受73には、装置本体Aに対するカートリッジBの長手方向の位置を決めるための位置決め部である、位置決め突起74が設けられている。
図4に示すように、非駆動側においては、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が、非駆動側ドラムフランジの穴部(不図示)を回転可能に支持する構成となっている。また、クリーニング枠体71の側面には、装置本体AからのカートリッジBの脱落を防止する凹部75が設けられている。
図5は、凹部75の詳細を説明するための斜視図である。図に示すように、凹部75は、ドラム62の回転軸線方向と同軸の周面である第一面75aと、回転軸方向に対して略
直角(略水平)に延びる第二面75bを備えている。また、装置本体Aに対する、カートリッジBの装着方向(後述)に対して開口部75cを備えている。さらに、凹部75は、プロセスカートリッジBと後述する突起部16eとの間のドラム62の回転軸方向と直交する方向における相対移動を規制する規制部として、該回転軸回りに対向する一対の第三面75dを上記相対移動の規制面として備える。すなわち、凹部75は、後述する突起部16eの形状に対応した凹んだ形状を有している。
クリーニングユニット60と現像ユニット20の間には、駆動側付勢部材46L(図3)、非駆動側付勢部材46R(図4)が設けられている。こ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、現像ローラ32をドラム62の方向へ押し付ける。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。
図6~図10を用いて、装置本体Aに対するカートリッジBの装着について説明する。図6、7を用いて駆動側の装着の様子を説明する。図6は、開閉扉13を開き、カートリッジBを装着している際の装置本体A及びカートリッジBの斜視図である。カートリッジBは、装置本体Aに対して、図中矢印C方向に着脱可能である。装置本体Aは、枠体の一部として、カートリッジBを支持する互いに対向する一対の側板部としての駆動側板15と非駆動側板16を備える。カートリッジBは、両端部が、駆動側板15と非駆動側板16にそれぞれ設けられた、駆動側板15と非駆動側板16の対向方向に凹む支持部に係合することで、駆動側板15と非駆動側板16によって支持される。
図7は、装置本体AにカートリッジBが装着された状態を説明する概略図である。図では説明のため、一部部品を省略している。図に示すようにカートリッジBの駆動側では被支持部73bが駆動側支持部15bに係合し、位置決め支持され、駆動側ボス73cが回転止部15dに当接し、回転方向の位置が決められる。また、カートリッジBの位置決め突起74が、装置本体Aの係合穴部15eに挿入される。これにより、カートリッジBの装置本体Aに対する長手方向の位置が決められる。
装置本体Aから、カートリッジBに駆動を伝達する。
図9は、装置本体AにカートリッジBが装着された状態を説明する概略図である。図では説明のため、一部部品を省略している。図に示すように、カートリッジBの非駆動側位置決め突起71dが装置本体Aの非駆動側支持部16bに係合し、位置決め支持される。
図12(a)に示すように、駆動側においては、装置本体Aの駆動側板15に設けた係合穴部15eにカートリッジBの位置決め突起74が入り込んでいるため、カートリッジBが駆動板15の変形に追従する。そのため、被支持部73bは、駆動側板15の駆動側
支持部15bに支持され続ける。すなわち、駆動側板15とカートリッジBは、ドラム62の回転軸方向における相対移動が規制されるように構成されている。
図12(b)に示すように、非駆動側においては、装置本体Aの非駆動側板16の変形と、図12(a)で説明した、カートリッジBの駆動側板15の変形への追従移動により、非駆動側板16とカートリッジBと間が広がる。図では、変形により非駆動側板16の非駆動側支持部16bからカートリッジBの一方の端部である非駆動側位置決め突起71dが抜け出している、すなわち、突起71dが非駆動側支持部16bから外れた状態となっている。
Vよりも上方に設けられており、装置本体Aの突起16eはドラム62の回転軸Vよりも下方、つまり遠方に設けられている。定着装置9は、装置本体Aの駆動側部材と非駆動側部材とにビス等で固定されている。この構成では、定着装置9は装置本体Aの補強構造部材としても作用しており、装置本体Aが衝撃等を受けた場合、非駆動側板16と駆動側板15の変形は、カートリッジBのドラム62の回転軸Vよりも上方側が小さく、下方にゆくにしたがって大きくなる。この実施例では、両側板の変形が大きくなる、ドラム62の回転軸Vより下部位にわたって突起16eが設けられているため脱落防止により効果的である。
図16、図17を参照して、本発明の実施例2について説明する。なお、本実施例においては、前述した実施例と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは前述の実施例と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
の所定の位置から脱落することを防止できる。したがって、本実施例による画像形成装置では、装置本体AにプロセスカートリッジBを装着した状態で輸送する場合等において、装置本体Aが変形しても、プロセスカートリッジBが脱落することを防止することができる。
Claims (14)
- カートリッジと、前記カートリッジを着脱方向に着脱可能な装置本体と、を有する画像形成装置において、
前記カートリッジは、前記着脱方向に直交する方向における前記カートリッジの端面から前記直交する方向に突起する位置決め突起部を有し、
前記装置本体は、前記カートリッジの前記端面に対向する対向面を有する側板であって、前記位置決め突起部と係合することで前記カートリッジの前記装置本体に対する前記着脱方向の位置が決まるように構成された位置決め穴部が設けられた側板を有し、
前記装置本体は、更に、前記直交する方向において前記側板の前記対向面から前記カートリッジの前記端面に向かって突起する本体突起部を有し、
前記本体突起部は、前記直交する方向において前記位置決め穴部よりも前記カートリッジの前記端面に近い側まで延び且つ前記位置決め穴部の下方にあり、
前記カートリッジの前記位置決め突起部と前記側板の前記位置決め穴部の係合が外れるまで前記側板が前記カートリッジの前記端面から離れる方向に弾性変形するように外部から力が加えられた状態において、前記本体突起部が前記位置決め突起部を支持するように構成されている、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記側板に加えられた前記力を取り除いた場合に、前記側板の前記位置決め穴部が前記位置決め突起部を再び支持するように構成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。
- 前記カートリッジは、前記直交する方向において前記側板の前記対向面から離れる方向に前記端面から凹んだ凹部を有し、
前記本体突起部は、前記凹部に入り込んでい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。 - 前記本体突起部は、上方に向いた突起面を有し、
前記突起面は、前記カートリッジの前記凹部を構成する面に対して隙間をあけて対向し
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。 - 前記本体突起部は、前記突起面と前記位置決め穴部の間において前記突起面から前記位置決め穴部に向かって上方に傾斜する傾斜面を有することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記カートリッジの前記端面及び位置決め突起部をそれぞれ第1端面及び第1位置決め突起部とすると、前記カートリッジは、前記直交する方向において前記第1端面の反対側にある第2端面と、前記第2端面から前記直交する方向に突起する第2位置決め突起部と、を有し、
前記装置本体の前記側板及び前記位置決め穴部をそれぞれ第1側板及び第1位置決め穴部とすると、前記装置本体は、前記カートリッジの前記第2端面に対向する第2側板であって、前記第2位置決め突起部と係合することで前記カートリッジの前記装置本体に対する前記着脱方向の位置が決まるように構成された第2位置決め穴部が設けられた第2側板を有することを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記カートリッジは、前記直交する方向において前記第2端面がある側の端部に第3被位置決め部を有し、
前記装置本体は、前記カートリッジの前記装置本体に対する前記直交する方向の位置が決まるように前記第3被位置決め部に係合する第3位置決め部を有することを特徴とする請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記カートリッジは、感光ドラムを有することを特徴とする請求項6または7に記載の画像形成装置。
- 前記直交する方向は、前記感光ドラムの回転軸線の方向であることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記装置本体は、駆動部材を有し、
前記カートリッジは、前記装置本体の前記駆動部材と係合して前記駆動部材から前記感光ドラムを駆動するための駆動力を受けるための駆動力受け部材を有し、
前記駆動力受け部材は、前記直交する方向において前記カートリッジの前記第2端面がある側の端部に設けられていることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。 - 前記装置本体は、駆動部材を有し、
前記カートリッジは、前記感光ドラムと、前記装置本体の前記駆動部材と係合して前記駆動部材から前記感光ドラムを駆動するための駆動力を受けるための駆動力受け部材と、を有し、
前記駆動力受け部材は、前記直交する方向において前記カートリッジの前記端面がある側の反対側の端部に設けられていることを特徴とする請求項8乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 画像形成装置の装置本体であって、位置決め穴部及び本体突起部を備えた側板を有する装置本体に対し、前記側板の前記本体突起部が設けられている側の面に沿って着脱可能なカートリッジにおいて、
トナーを担持するように構成された感光ドラムと、
枠体と、
前記感光ドラムの回転軸線方向における前記枠体の端面から前記回転軸線方向に突起する位置決め突起部であって、前記装置本体の前記位置決め穴部と係合することで前記カートリッジの前記装置本体に対する前記回転軸線方向に直交する方向の位置が決まるように
構成された位置決め突起部と、
前記枠体の前記端面から前記回転軸線方向に凹むとともに、前記直交する方向において前記カートリッジの装着方向の下流側の面から前記装着方向の上流側に向かって凹んだ凹部であって、前記位置決め突起部の下方に設けられた凹部と、
を有し、
前記凹部は、
前記端面から前記回転軸線方向にオフセットした第1面と、
前記位置決め突起部の前記回転軸線方向に延びる側面のうち前記装着方向の下流側の側面である第2面と、
前記回転軸線方向及び前記装着方向の下流側に延び互いに対向する第3面及び第4面と、
を含み、前記第3面と前記第4面は、前記回転軸線方向にみたときに、前記装着方向の下流側に向かうほど互いの距離が大きくなるように延び且つ前記第1面とともに前記装着方向の下流側に開口する開口を形成し、
前記凹部は、前記カートリッジが前記装着方向に装着される時に前記装置本体の前記本体突起部を前記開口から前記凹部に受け入れ、前記位置決め突起部が前記装置本体の前記位置決め穴部と係合した状態において前記装置本体の前記本体突起部が前記凹部の中に入り込むように構成され、前記カートリッジが前記側板に対して相対的に前記回転軸線方向に移動させられた時に前記位置決め突起部が前記本体突起部に支持されるように構成されていることを特徴とするカートリッジ。 - 前記凹部を構成する面は、前記位置決め突起部が前記装置本体の前記位置決め穴部と係合した状態において、前記本体突起部に対して隙間をあけて対向するように構成されていることを特徴とする請求項12に記載のカートリッジ。
- 前記回転軸線方向において前記カートリッジの前記枠体の前記端面がある側と反対側の端部に前記装置本体から前記感光ドラムを回転させるための駆動力を受けるための駆動力受け部材を有し、
前記枠体は、前記枠体の前記回転軸線方向における前記駆動力受け部材がある側の端部において前記回転軸線方向に直交する方向に突起する第2位置決め突起部であって、前記装置本体と係合して前記カートリッジの前記装置本体に対する前記回転軸線方向の位置を決めるための第2位置決め突起部を有することを特徴とする請求項12又は13に記載のカートリッジ。
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