JPH0414348B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、画像形成装置に対して着脱可能なプ
ロセスカートリツジに関する。

〔従来の技術〕

従来よりプロセスカートリツジ及びこのカート
リツジを駆動するものとして、電子写真法を適用
した複写機やプリンタ等がある。これらのカート
リツジの一例を第１図及び第２図により説明す
る。第１図はカートリツジの装置本体との結合部
を示す斜視図、第２図は装置本体とカートリツジ
との結合を説明する断面図を示す。なおカートリ
ツジ筺体７Ａ内には現像器やクリーニング器等の
プロセス手段が感光ドラム４とともに支持されて
いるが、ここでは詳しい説明は省略する。

図において、カートリツジ筺体の装置本体と結
合する側面には、感光ドラム４Ａの一部を変形し
て形成したカートリツジ主軸５Ａ、及びこの主軸
５Ａに嵌合した駆動伝達ギヤ６Ａが露出してい
る。このギヤ６Ａは一部が加工され、装置本体側
の駆動ピン３Ｂを受ける駆動ピン受けリブ６Ｃが
設けられている。一方、感光ドラム４Ａはカート
リツジ筺体係合部６Ｂが筺体７Ａにより軸支され
た状態で、この筺体７Ａに対して支持されてい
る。

一方、装置本体側は本体側板１Ｂに固定された
主軸受２Ａに回転自由にドラム駆動ギヤ３Ａが取
り付けられている。図示しない駆動手段により駆
動されるギヤ３Ａには、左右方向に移動可能で、
ばねで図のカートリツジ方向に常に突出するよう
んい保持された駆動ピン３Ｂがついている。上記
構成により、カートリツジを矢印方向に移動して
装置本体に完全に装着すれば、カートリツジ主軸
５Ａが装置本体の主軸受２Ａに係合して、カート
リツジの位置決めがなされる。この状態でドラム
駆動ギヤ３Ａが回転すれば、回転する駆動ピン３
Ｂが駆動ピン受けリブと係合してドラム４Ａを回
転する方向に押すので、その結果、感光ドラム４
Ａは回転する。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記構成は、回転する駆動ピンが駆動ピンを受
けリブと係合して、ドラムを回転する方向に押す
ことによつて感光ドラムを回転する所謂ピン駆動
方式である。上記構成では、カートリツジを小型
化し得るという効果を生ずるが、一方、駆動ピン
が駆動ピン受けリブと係合する際のがたに起因し
て、感光ドラムの回転にむらが生ずる虞れがあ
る。

そこで従来、感光ドラムを回転するにあたつ
て、ギアの噛合によつて装置本体側の駆動力を感
光ドラムに伝達して感光ドラムを回転する所謂ギ
ア駆動方式が知られている。しかしながらこのよ
うな所謂ギア駆動方式では、ギアの噛み合いによ
つて感光ドラムが回転駆動される時に、ドラム中
心軸に直角は方向の付勢力が生じて、この付勢力
によつて感光ドラムが撓んだり偏心したりすると
いう問題が存在する。

そこで本発明は上記問題に鑑み、像担持体とし
ての例えば感光ドラムが撓んだり偏心したりする
ことなく、安定して精度良く回転することができ
るとともに、像担持体としての例えば感光ドラム
の小径化は回転方向への長さの増大、更にはドラ
ムの厚みの薄化等にも十分に耐え得る感光ドラム
の位置決め及び駆動伝達機構を有したプロセスカ
ートリツジを提供するものである。同時に上記各
図の如き、感光ドラム４に設けたカートリツジ主
軸５を廃止し、ドラムの幅内に各機能を集中する
ことで、衝撃に対しても十分にカートリツジを保
護する効果をも有するプロセスカートリツジを提
供するものである。また、感光ドラムの小径化に
ともない樹脂等の絶縁部材より成るフランジの使
用をも可能にし、カートリツジの小型軽量化を実
現するものである。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決したプロセスカートリツジ
は、像担持ドラムと像担持ドラムに作用するプロ
セス手段とを一体に支持する筺体と、上記筺体の
内部に位置し、プロセスカートリツジを装置本体
に装填したとき、装置本体側に取り付けられた像
担持ドラム用の回転中心軸としての位置決め軸と
嵌合する軸受け部と、像担持ドラムを回転駆動す
るための回転駆動力を装置本体側のギヤ部と噛み
合つて受け入れる駆動力を受け入れギヤ部とを有
し、上記軸受け部と上記駆動力を受け入れギヤ部
とが像担持ドラムの回転中心軸方向に直角な同一
断面上に位置するように、像担持ドラムの端部に
上記軸受け部と上記駆動力受け入れギヤ部とを設
けたことを特徴とする。

〔実施例〕

なお、以下説明する実施例は、感光ドラムや絶
縁ドラム等の像担持ドラムと、このドラムに像形
成するのに使用する帯電器、現像器、転写器、ク
リーニング器等のプロセス手段の少なくとも１つ
とを一体的に構成し、装置本体に対して着脱自在
なプロセスカートリツジである。更には、この様
なプロセスカートリツジを適用する電子写真複写
機や記録機器等の画像形成装置である。より詳細
には、以下説明するプロセスカートリツジは、像
担持ドラムの端部に設けられており、このカート
リツジを装置本体に装填したとき、装置本体側に
取り付けた像担持ドラム用の位置決め軸と嵌合す
る軸受け部と、上記像担持ドラムの回転中心軸に
対して像担持ドラムに一体且つ同心状に設けら
れ、このドラムを回転駆動するための回転駆動力
を受け入れる駆動力受け入れ手段とを有し、上記
ドラム用の位置決め軸受け部と駆動力を受け入れ
手段とがドラムの回転中心から半径方向に少なく
とも一部が重なつた位置に配置されている。

また、絶縁性フランジを用いるプロセスカート
リツジにおいては、金属製のドラム部材と端部の
絶縁性のフランジ部材、更にドラム部材のフラン
ジ部材の奥側の内周面に固定した導通部材とを具
備する像担持ドラムと、像担持ドラムの上記フラ
ンジに設けられており、このカートリツジを装置
本体に装填したとき、装置本体側に取付けた像担
持ドラム用の位置決め軸と嵌合する軸受け部と、
上記像担持ドラムの回転中心軸に対して像担持ド
ラムに一体且つ同心状に設けられ、このドラムを
回転駆動するための回転駆動力を受け入れる駆動
力を受け入れ手段とを有し、上記ドラム用の位置
決め軸受け部と駆動力受け入れ手段とが、ドラム
の回転中心から半径方向に少なくとも一部が重な
つて位置に配置され、装填状態において像担持ド
ラムの導通部材は位置決め軸と接する位置に配設
されている。

以下、これらプロセスカートリツジ及びこれら
カートリツジを装填する画像形成装置について説
明する。

まず第３図を用いて、本発明の実施例を用いた
プロセスカートリツジを適用した電子写真複写装
置について説明する。

第３図は本発明の実施例を適用したプロセスカ
ートリツジを装着可能な電子写真複写装置の主要
部断面図である。

図の装置１９は電子写真法を用いた複写装置
で、導電性ドラム基体上に光導電層を設けた感光
ドラム１が、矢印方向に回転可能なように軸支さ
れている。このドラム１の周囲にはドラムの回転
方向に従つて、コロナ放電器１６、短焦点光学素
子アレイ１７、現像器１４、転写コロナ放電器１
８、クリーニング器１５が配設されている。そし
てこの装置１６では、感光ドラム１と共に放電器
１６、現像器１４そしてクリーニング器１５が筺
体３により一体的に支持されており、プロセスカ
ートリツジを構成している。この筺体３は本体側
に固設されているガイドレール２０により案内支
持され、本体装置に対して着脱される。なお現像
器１４としては、従来周知の上部に現像剤を収納
するホツパー１４ａを有し、下部にはトナーを感
光ドラム２に供給するための現像ローラ１４ｂを
有している。具体的には現像剤としては磁性トナ
ーによる一成分現像剤やトナーと磁性キヤリアと
を使用する二成分現像剤の使用が適用できる。ま
た、現像ローラ１４ｂとしては、表面に磁極を有
した回転する磁気ローラ、又は内部に磁気ローラ
を有しその周面に沿う様に非磁性スリーブを設け
たもの等の使用が可能である。また、クリーニン
グ器としては、ブレード板を使用したもの、又は
フアーブラシを使用したものが適用できる。

上記複写装置においては、コロナ放電器１６で
感光ドラム１の表面を所定極性で均一に帯電し、
次いで装置本体上部の往復移動する原稿台２１の
原稿ランプ２２で照明し、反射光を素子アレイ１
７を介してドラム１上に露光して潜像を形成す
る。形成された潜像は現像器１４により現像さ
れ、その現像像は転写コロナ放電器１８により転
写される。転写材は転写材供給カセツト２３へ操
作者の手動作により供給され、搬送ローラ２４と
タイミングローラ２５を介して転写部に搬送され
る。転写を終了した転写材は移動路２６を介して
定着器２７に送られ定着され、更に排出ローラ２
９を介して排紙トレイ３０上に送り出される。

さて次に、本発明の実施例を適用したプロセス
カートリツジについて説明する。

第４図は本発明の実施例を適用したプロセスカ
ートリツジと装置本体との係合状態を示す断面図
で、感光ドラム１の樹脂フランジ２の係合部２ｆ
は、装置本体の側板７に固定したカートリツジ位
置決め軸３１と嵌合する。すなわち、カートリツ
ジを本体に装着すると、まずカートリツジの位置
決め軸３１の先端が樹脂フランジ２の軸受け部２
ｆと嵌合し、装置本体に対するカートリツジ及び
感光ドラム１の位置が決まる。そして、この状態
でフランジ２のギヤ部２ｂには装置本体側のドラ
ム駆動ギヤ３２が噛み合う。そして、ドラム駆動
ギヤ３２が回転することでフランジ２が回転し、
その結果、感光ドラム１が回転する。勿論、この
フランジ２のギヤ部２ｂには、カートリツジ内に
一体支持した現像器１４の現像スリーブを回転す
る駆動力を伝達する様に、更にカートリツジ内の
プロセス手段を駆動するためのギヤが噛み合つて
いても良い。

第５図は上記フランジ２とドラム駆動ギヤ３２
の噛み合いの状態を示す斜視図を示す。上記ギヤ
３２は他のギヤ３３とともにギヤ支持側板３４に
支持されている。この支持側板３４は揺動中心軸
３５に軸支されており、カートリツジの着脱に連
動して噛み合う位置と離れる位置とをとる。

上記実施例においても、カートリツジ位置決め
軸３１がフランジ２と嵌合する嵌合部２ｆは、駆
動力が伝達されるドラムギヤ部２ｂ、又はこの伝
達された駆動力をカートリツジ内にプロセス手段
の駆動ギヤに伝達するドラムギヤ部２ｂに対し
て、その中心軸方向とは直角な方向に重なつて存
在している。

すなわち、上記実施例においても、カートリツ
ジ位置決め軸３１がフランジ２と嵌合する嵌合部
２ｆの少なくとも一部と、駆動力が装置本体側か
ら伝達されるドラムギヤ部２ｂの少なくとも一部
又はこの伝達された駆動力をカートリツジ内のプ
ロセス手段のギヤに伝達するドラムギヤ部２ｂの
少なくとも一部とが、ドラムの回転中心軸方向に
直角な同一断面上に位置している。

従つて、感光ドラムに対して偏心した外力が加
わる結果になつても、フランジ２を最も安定した
状態で保持することが可能となる。またこの実施
例においても感光ドラム１は、カートリツジの筺
体３から突出する部分が少なく、又、位置決めや
駆動伝達のための各部分も筺体３により保護され
るという結果が生じる。

上記実施例においては、感光ドラム１の円筒部
を形式する導電性基体たる金属製ドラム部材と、
フランジを形成する樹脂フランジ（例えばフツソ
を含んだポリカーボネート樹脂を使用）で構成し
ている。この様に位置決め位置と感光ドラムに対
する駆動の受渡し位置とをドラムの半径方向に重
ねることにより、すなわち、ドラムの回転中心軸
方向に直角な同一断面上に存在させることによ
り、偏倚した大きな力が発生しないため、フラン
ジの材質の選択幅を広げることも可能にした。

なお、３はカートリツジの筺体であり、その一
部のドラム受部３ａはフランジの筺体係合部２ｃ
を受けてドラム１を支持している。また、ドラム
の内壁には強く接触固定された導通板１３があ
り、カートリツジを装置本体に装填した状態で
は、ばね部１３ａが位置決め軸３１と接触し装置
本体との導通をとつている。

さて次に、他の実施例について説明する。

上記実施例においては感光ドラム１とフランジ
２とは別部材により構成したが、モールド成形に
よりフランジ３６を一体化した感光ドラム３９に
対しても有効である。

第６図は第４図の構成に対応した位置決め機構
を採用した感光ドラム３９で、位置決め兼駆動軸
３１はドラム３９に対して軸受け材３７を介して
嵌合する。また、フランジ部３６にはギヤ３８が
圧入又は接着により固設してある。

この実施例においても、ドラムの位置決め及び
この位置決め位置とギヤ３８の位置の関係は上記
本発明の構成を採用している。

なお以上の実施例では像担持ドラムとして感光
ドラムを例示したが変調されたイオンやマルチス
タイラス電極による潜像を形成する場合、感光ド
ラムに代えて絶縁ドラムを使用できる。

次にプロセスカートリツジの構成については、
像担持ドラム、コロナ放電器、現像器、クリーニ
ング器を筺体が一体支持する場合を例示したが、
例えば像担持ドラムと放電器、又は像担持ドラム
とクリーニング器、又は像担持ドラムと現像器、
更には装置本体の他のプロセス手段を選択的に筺
体により一体化しても良い。

上記感光ドラムを有したプロセスカートリツジ
を適用する画像形成装置としては電子写真複写機
の他にも、原稿の反射光ではなく変調されたレー
ザー光を用いたプリンタがある。

前述した本発明を適用した実施例は、下記効果
を有する。

１ 装置本体側のドラム駆動軸やカートリツジの
位置決め軸に対するカートリツジ側の受け部
が、カートリツジ筺体の内部にあるので外側か
ら傷つけたり変形させたりすることがなく安全
である。

２ カートリツジ筺体から位置決め部や駆動受け
部又は受け渡し部が突出しないので、カートリ
ツジの小形化更には装置本体の小形軽量化が実
現できる。

３ カートリツジ内部へ駆動力を伝えるギヤ、ま
たは直接駆動力を受けるギヤの位置に対して、
位置決めのため軸支する位置が位置決め軸の中
心軸から直角方向に少なくとも一部は重なりあ
う断面を軸支するので、すなわち、ドラムの回
転中心軸方向に直角な同一断面上に上記ギヤの
位置の位置と共に位置しているので、高負荷と
なつてもキアの偏心、変形等をおさえることが
できる。

〔発明の効果〕

以上詳述した通り、本発明は、像担持ドラムを
回転駆動するための回転駆動力を装置本体側から
受け入れる駆動力受け入れギヤ部と、装置本体側
に取り付けられた像担持ドラム用の回転中心軸と
しての位置決め軸と嵌合する軸受け部とを、像担
持ドラムの回転中心軸方向に直角な同一断面上に
位置するように設けている。この構成により、本
発明は駆動力受け入れギヤ部の噛み合いによつて
生じるドラム中心軸に直角な方向への付勢力を軸
受け部で確実に受けることができる。従つて、そ
の付勢力に起因して像担持ドラムやプロセス手段
が撓んだり偏心したりするのを防止することがで
き、像担持ドラムやプロセス手段の回転駆動が画
像に悪影響を及ぼすのを防止できる。

また、上記軸受け部は像担持ドラムとプロセス
手段とを一体に支持するプロセスカートリツジ筺
体の内部に位置しているため、装置本体側の位置
決め軸との結合時において最も重要となる像担持
ドラム側の位置決め部を誤つて破損したり変形さ
せたりするのを防止でき、その位置決め部を保護
することができる。従つて、常に像担持ドラムの
本体への位置決めも確実になる。

【図面の簡単な説明】

第１図は従来のカートリツジの斜視図、第２図
は従来のカートリツジの結合状態を示す断面図、
第３図は本発明のカートリツジを適用した電子写
真複写機の断面図、第４図は本発明を適用した他
の実施例のカートリツジと装置本体の一部断面
図、第５図は第４図装置の部分斜視図、第６図は
本発明を適用した感光ドラムのフランジ部の他の
実施例を説明する部分断面図を示す。 図において、１は感光ドラム、２はフランジ、
３はカートリツジ筺体、１３は導通板、１９は電
子写真複写機、３１はカートリツジ位置決め軸、
３８は圧入ギヤ、３９は感光ドラムを示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセ
   スカートリツジにおいて、 像担持ドラムと像担持ドラムに作用するプロセ
   ス手段とを一体に支持する筺体と、 上記筺体の内部に位置し、プロセスカートリツ
   ジを装置本体に装填したとき、装置本体側に取り
   付けられた像担持ドラム用の回転中心軸としての
   位置決め軸と嵌合する軸受け部と、 像担持ドラムを回転駆動するための回転駆動力
   を装置本体側のギア部と噛み合つて受け入れる駆
   動力を受け入れギヤ部とを有し、 上記軸受け部と上記駆動力受け入れギヤ部とが
   像担持ドラムの回転中心軸方向に直角な同一断面
   上に位置するように、像担持ドラムの端部に上記
   軸受け部と上記駆動力受け入れギヤ部とを設けた
   ことを特徴とするプロセスカートリツジ。 ２ 上記軸受け部と上記駆動力受け入れギヤ部と
   は像担持ドラムの端部に内接するフランジ部材に
   設けられている特許請求の範囲第１項に記載のプ
   ロセスカートリツジ。 ３ 前記プロセスカートリツジは、前記プロセス
   手段としての帯電器、現像器、クリーニング器の
   少なくとも一つと、前記像担持ドラムとしての電
   子写真感光ドラムと、を一体的にカートリツジ化
   して画像形成装置本体に対して着脱可能とするも
   のである特許請求の範囲第１項に記載のプロセス
   カートリツジ。 ４ 画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセ
   スカートリツジにおいて、 像担持ドラムと像担持ドラムに作用するプロセ
   ス手段とを一体に支持する筺体と、 上記筺体の内部に位置し、プロセスカートリツ
   ジを装置本体に装填したとき、装置本体側に取り
   付けられた像担持ドラム用の回転中心軸としての
   位置決め軸と嵌合する軸受け部と、 像担持ドラムを回転駆動するための回転駆動力
   を装置本体側のギヤ部と噛み合つて受け入れる駆
   動力受け入れギヤ部と、 上記像担持ドラムの導電性基体内面及び上記軸
   受け部に嵌合する位置決め軸と接触するように上
   記像担持ドラム内部に設けた導通部材と、 を有し、 上記軸受け部と上記駆動力受け入れギヤ部とが
   像担持ドラムの回転中心軸方向に直角な同一断面
   上に位置するように、像担持ドラムの端部に上記
   軸受け部と上記駆動力受け入れギヤ部とを設けた
   ことを特徴とするプロセスカートリツジ。 ５ 前記プロセスカートリツジは、前記プロセス
   手段としての帯電器、現像器、クリーニング器の
   少なくとも一つと、前記像担持ドラムとしての電
   子写真感光ドラムと、を一体的にカートリツジ化
   して画像形成装置本体に対して着脱可能とするも
   のである特許請求の範囲第４項に記載のプロセス
   カートリツジ。