JPH086459A - 像担持体及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 負荷が重くなってもギアが変形することな
く、駆動伝達にピッチムラを生ずるおそれのないギアを
有する像担持体及び前記像担持体を有するプロセスカー
トリッジ及び前記プロセスカートリッジを着脱可能な画
像形成装置を提供する。 【構成】 周面に感光体を有する円筒の一端にギアを設
けた像担持体において、前記ギアの歯底に肉抜き部を設
け、前記肉抜き部に補強部を設けたことを特徴とする。
また前記像担持体を有するプロセスカートリッジを構成
する。更に前記プロセスカートリッジを着脱可能な画像
形成装置を構成する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は画像形成に用いる像担持
体及び前記像担持体を有するプロセスカートリッジ及び
これを装着して画像を形成するための画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ等の画像形成装置は、帯電器に
よって一様に帯電させた像担持体に選択的な露光をして
潜像を形成し、現像器によって前記潜像を現像剤で顕像
化すると共に、該現像剤による像を記録媒体に転写して
画像記録を行う。このような装置にあっては、各部材の
メンテナンスは専門のサービスマンが行い、ユーザには
不便を伴うことがあった。

【０００３】そこで、前記像担持体、帯電器、現像器、
クリーニング部等を一体構造にまとめてカートリッジ化
することにより、ユーザが前記カートリッジを装置本体
に装填することによって、現像剤の補給や寿命に達した
像担持体の部品交換可能とし、メンテナンスを容易にし
たものが実用化されている。

【０００４】このようなプロセスカートリッジにあって
は、図６に示すように、像担持体50をカートリッジ枠体
51に回転可能に支持し、この像担持体50の一方端部に取
り付けたはす歯のドラムギア52によって装置本体から回
転力を受け、他方端に取り付けたフランジギア53によっ
て現像ローラへ回転力を伝達するように構成している。

【０００５】前記ドラムギア52及びフランジギア53は容
易に成形可能で、且つ噛み合い精度のよいものでなけれ
ばならない。そのため、従来からこれらギアは合成樹脂
を射出成形して構成しており、このときギアの歯底の内
側に肉抜き部54を設けている。これはモールド部品の収
縮を歯面全域で均一化し、収縮の影響を少なくして噛み
合い精度を高めるためである。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前記の
ようにギア52に肉抜き部54を設けた場合、歯幅が長くな
るほどギアの回転半径方向の強度が弱くなる（特にギア
歯先端部）。従って、駆動伝達時の負荷が重くなると、
ギア歯面が容易に変形して駆動伝達効率が一定しなくな
り、ギア１歯ピッチでピッチムラが生じ、結果として画
像品位が低下してしまうおそれがある。

【０００７】本発明は従来の上記課題を解決するもので
あり、その目的とするところは、負荷が重くなってもギ
アが変形することなく、駆動伝達にピッチムラを生ずる
おそれのないギアを有する像担持体及び前記像担持体を
有するプロセスカートリッジ及び前記プロセスカートリ
ッジを着脱可能な画像形成装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、周面に感光体を有する
円筒の一端にギアを設けた像担持体において、前記ギア
の歯底に肉抜き部を設け、前記肉抜き部に補強部を設け
たことを特徴としてなる。

【０００９】

【作用】上記構成にあっては、肉抜き部は補強部によっ
て補強されているために、ギアに大きな負荷がかかって
も該ギアは変形しない。よって、駆動伝達にピッチムラ
を生ずることなく、高品位の画像を形成することが可能
となる。

【００１０】

【実施例】次に本発明に係る一実施例として、プロセス
カートリッジを装着可能な画像形成装置について、図面
を参照して具体的に説明する。

【００１１】〔第１実施例〕図１乃至図５を参照して本
発明の第１実施例について説明する。尚、図１はプロセ
スカートリッジ内の像担持体をの構成説明図であり、図
２はそのプロセスカートリッジを装着した画像形成装置
の構成説明図、図３はプロセスカートリッジの構成説明
図あり、図４及び図５はプロセスカートリッジの装着構
成説明図である。

【００１２】ここでは説明の順序として、まず図２乃至
図５を参照してプロセスカートリッジ及びこれを装着し
た画像形成装置の全体構成を説明し、次に図１を参照し
てギアを有する感光体ドラムの構成について説明する。

【００１３】｛全体構成｝この画像形成装置Ａは、図２
に示すように、光学系１から画像情報に基づいたレーザ
ー光像を照射して像担持体である感光体ドラムにトナー
像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期して、
記録媒体２をカセット３ａからピックアップローラ３ｂ
及び給送ローラ３ｃ、搬送ローラ３ｄ、レジストローラ
３ｅ等からなる搬送手段３で搬送し、且つプロセスカー
トリッジＢとしてカートリッジ化された画像形成部にお
いて、前記感光体ドラムに形成したトナー像を転写手段
としての転写ローラ４に電圧印加することによって記録
媒体２に転写し、その記録媒体２をガイド板３ｆでガイ
ドして定着手段５へと搬送する。この定着手段５は駆動
ローラ５ａ及びヒータ５ｂを内蔵する定着ローラ５ｃか
らなり、通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加して転
写トナー像を定着する。そしてこの記録媒体２を排出ロ
ーラ対３ｇ，３h で搬送し、反転搬送経路を通して排出
部６へと排出する如く構成している。尚、この画像形成
装置Ａは手差しトレイ３i 及びローラ３j によって手差
し給送も可能である。

【００１４】一方、前記画像形成部を形成するプロセス
カートリッジＢは、図２及び図３に示すように、感光層
を有する感光体ドラム７を回転し、その表面を帯電手段
である帯電ローラ８への電圧印加によって一様に帯電
し、前記光学系１からの光像を露光部９を介して感光体
ドラム７に露光して潜像を形成し、現像手段10によって
現像するように構成している。

【００１５】前記現像手段10は、トナー溜め内のトナー
をトナー送り部材10ａで送り出し、固定磁石10ｂを内蔵
した現像ローラ10ｃを回転させると共に、現像ブレード
10ｄによって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ロ
ーラ10ｃの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じ
て感光体ドラム７へ転移させることによってトナー像を
形成して可視像化する。そして転写ローラ４に前記トナ
ー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体２に
転写した後は、クリーニングブレード11ａによって感光
体ドラム７に残留したトナーを掻き落とすと共に、スク
イシート11ｂによって掬い取り、廃トナー溜め11ｃへ集
めるクリーニング手段11によって感光体ドラム７上の残
留トナーを除去するように構成している。

【００１６】尚、前記感光体ドラム７等の各部品は、第
１枠体12及び第２枠体13とを結合したカートリッジ枠体
に収納してカートリッジ化され、装置本体14に設けられ
たカートリッジ装着手段に対して着脱可能に装着され
る。

【００１７】前記カートリッジ装着手段は、軸15ａを中
心にして開閉部材15を開くと、図４及び図５に示すよう
に、カートリッジ装着スペースの左右内側面にカートリ
ッジ装着ガイド部材16が対向して取り付けてあり、この
左右ガイド部材16にはプロセスカートリッジＢを挿入す
るためのガイド部16ａが対向して設けてある。このガイ
ド部16ａに沿ってプロセスカートリッジＢを挿入し、開
閉部材15を閉じることによってプロセスカートリッジＢ
を画像形成装置Ａに装着するものである。

【００１８】｛ギアを有する感光体ドラム｝次にギアを
有する前記感光体ドラム７の構成について説明する。感
光体ドラム７は、円筒部材の表面に感光体（例えば有機
感光層を有する）を塗布したものであり、図１に示すよ
うに、長手方向一方端にドラムギア17（はす歯ギア）が
取り付けてあり、他方端にはフランジギア18（平歯ギ
ア）が取り付けてある。前記ドラムギア17はプロセスカ
ートリッジＢを画像形成装置Ａに装着すると装置本体14
に設けた駆動はす歯ギア19（図５参照）と噛合する。そ
して画像形成時には駆動ギア19から駆動力を受けて回転
し、その回転力はフランジギア18を介して装置本体に設
けられた転写ローラ４に伝達される。即ち、前記フラン
ジギア18は転写ローラ４と一体的に取り付けられた転写
ローラギア（図示せず）と噛合して、転写ローラ４を回
転させる。尚、前記ドラムギア17が駆動はす歯ギア19か
ら駆動力の伝達を受けて、前記感光体ドラム７に駆動力
が伝達されたときに、感光体ドラム７はスラスト方向に
付勢されてカートリッジ内壁（図示せず）に当接して位
置決めされる。

【００１９】前記ドラムギア17の側面には軸孔17ａが設
けてあり、フランジギア18の側面には軸部18ａが突出形
成してある。そして感光体ドラム７を取り付ける第２枠
体13の一方側側面には金属軸20を挿通するための挿通孔
13ａが設けてあり、他方側側面には前記軸部18ａを嵌合
するための軸孔13ｂが設けてある。そして前記フランジ
ギア18の軸部18ａを前記軸孔13ｂに嵌合し、ドラムギア
17の軸孔17ａに金属軸20を嵌入し、この金属軸20を枠体
13にネジ等によって固定することによって感光体ドラム
７を枠体13に回転可能に取り付ける。

【００２０】ここで前記ドラムギア17について説明する
と、これは製造容易で且つ噛み合い精度の高いものでな
ければならない。そのために、ポリアセタール樹脂やポ
リカーボネイト樹脂等の合成樹脂を射出成形することに
よって製造する。この射出成形に際し、収縮を歯面全域
で均一化し、収縮の影響を少なくして噛み合い精度を高
めるために、歯底の内側に肉抜き部17ｂを設け、該部分
を肉薄に成形している。そして前記肉抜き部17ｂでの歯
面の変形を補強するために、該肉抜き部17ｂに補強部を
設けている。本実施例では肉抜き部17ｂに補強部材21を
取り付けることによって補強部を構成している。

【００２１】前記補強部材21の材質としては特に限定は
ないが、ドラムギア17と同材質のポリアセタール樹脂等
によって構成することが好ましい。また補強部材21の取
り付け方法は、肉抜き部17ｂへ圧入、接着、ネジ止め、
或いは肉抜き部17ｂに係止爪を設け、該爪で嵌入した補
強部材21を係止する、所謂スナップフィット係止等の方
法を、ドラムギア17及び補強部材21の材質やサイズに応
じて適宜用いればよい。

【００２２】また前記補強部材21のサイズは、これを嵌
入する肉抜き部17ｂの内径と補強部材21の外径の差が０
〜200 μm 程度に、好ましくは０〜100 μm 程度に、最
も好ましくは０〜50μm 程度となるように設定するのが
望ましい。その理由は、補強部材21のサイズが前記寸法
よりも大きくなると（補強部材21が嵌入する肉抜き部17
ｂよりも大きい）、ギア17の歯先の拡大を招いてしま
い、また前記寸法よりも小さいと補強部材21が肉抜き部
17ｂの内周に密着せずに補強効果があまり得られないか
らである。

【００２３】尚、本実施例では内径（孔の直径）Ｄ1 ＝
11mm、外径Ｄ2 ＝25.4mmのポリアセタール樹脂よりなる
補強部材21を、前記肉抜き部17ｂに圧入して取り付けて
いる。この補強部材21を圧入する場合には、外径部分が
肉抜き部17ｂに圧接するようにしてもよく、内径部分が
ドラムギア17の筒部17ｃに圧接するようにしてもよい。

【００２４】前記のようにギア17の肉抜き部17ｂに補強
部材21を設けることにより、ギア17に大きな負荷がかか
っても、肉抜き部17ｂの部分で変形を生ずることがな
く、１歯ピッチによるピッチムラの発生が防止し得る。
よって、感光体ドラム７は回転ムラなく回転し、画像抜
け等を生ずることなく高品位の画像が形成される。

【００２５】尚、前記実施例では補強部材21をドラムギ
ア17とは別部材で構成し、これを肉抜き部17ｂに圧入等
して取り付ける例を示したが、肉抜き部17ｂにギア17と
一体的な補強リブを設ける等、肉抜き部17ｂの形状を変
更することによって補強部を構成するようにしても同様
の効果を得ることが出来る。

【００２６】〔他の実施例〕次に前記プロセスカートリ
ッジを構成する各部の他の実施例について説明する。ま
ず像担持体としては、前記感光体ドラムに限定されるこ
となく、例えば次のものが含まれる。まず感光体として
は光導電体が用いられ、光導電体としては例えばアモル
ファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化
チタン及び有機光導電体（ＯＰＣ）等が含まれる。また
前記感光体を搭載する形状としては、例えばドラム状、
ベルト状等の回転体及びシート状等が含まれる。尚、一
般的にはドラム状又はベルト状のものが用いられてお
り、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ合
金等のシリンダー上に光導電体を蒸着又は塗工等を行っ
たものである。

【００２７】また現像方法としても、公知の２成分磁気
ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像
法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可
能である。

【００２８】また帯電手段の構成も、前述した第１実施
例では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従
来から用いられているタングステンワイヤーの三方周囲
にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワ
イヤーに高電圧を印加することによって生じた正又は負
のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラムの
表面を一様に帯電する構成を用いても良いことは当然で
ある。

【００２９】尚、前記帯電手段としては前記ローラ型以
外にも、ブレード型（帯電ブレード）、パッド型、ブロ
ック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。

【００３０】また感光体ドラムに残存するトナーのクリ
ーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気
ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。

【００３１】また前述したプロセスカートリッジとは、
像担持体としての例えば電子写真感光体等と、少なくと
もプロセス手段の１つを備えたものである。従って、そ
のプロセスカートリッジの態様としては、前述した実施
例のもの以外にも、例えば像担持体と帯電手段とを一体
的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするも
の。像担持体と現像手段とを一体化的にカートリッジ化
し、装置本体に着脱可能にするもの。像担持体とクリー
ニング手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に
着脱可能にするもの。更には像担持体と、前記プロセス
手段の２つ以上のものを組み合わせて一体的にカートリ
ッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの等がある。

【００３２】即ち、前述したプロセスカートリッジと
は、帯電手段、現像手段又はクリーニング手段と電子写
真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリ
ッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするもので
ある。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少
なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッ
ジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものであ
る。更に少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体
的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするもの
をいう。

【００３３】また前述した実施例では感光体ドラムや現
像スリーブをカートリッジ化し、このプロセスカートリ
ッジを装着して画像を形成する装置を例示したが、これ
ら感光体ドラムや現像スリーブをカートリッジ化するこ
となく、装置本体に直接取り付けた画像形成装置にも、
本発明に同様に適用し得るものである。

【００３４】更に前述した実施例では画像形成装置とし
てレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれ
に限定する必要はなく、例えば電子写真複写機、ファク
シミリ装置、或いはワードプロセッサ等の他の画像形成
装置に使用することも当然可能である。

【００３５】

【発明の効果】本発明は前述したように、像担持体に取
り付けたギアに肉抜き部を設け、この肉抜き部に補強部
を設けたために、肉薄となった部分が補強され、負荷が
かかっても該ギアは変形するおそれがなくなる。

【００３６】よって、はす歯ギア等の歯幅の広いギアで
あっても駆動伝達に際してピッチムラの発生を防止する
ことが出来る。

【００３７】また、合成樹脂によって成形した補強部材
を肉抜き部に嵌合するようにすれば、前記補強部を容易
に構成することが出来る。

【００３８】従って、前記像担持体や現像手段等を収容
してプロセスカートリッジを構成することにより、駆動
伝達精度のよいプロセスカートリッジを提供することが
出来る。

【００３９】また、前記プロセスカートリッジを用いる
電子写真複写機やレーザービームプリンタ等を構成する
ことにより、安定して高画質の画像記録を行うことが出
来るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】ギアを取り付けた感光体ドラムの構成説明図で
ある。

【図２】プロセスカートリッジを装着した画像形成装置
の構成説明図である。

【図３】プロセスカートリッジの構成説明図である。

【図４】プロセスカートリッジの装着構成説明図であ
る。

【図５】プロセスカートリッジの装着構成説明図であ
る。

【図６】従来技術の説明図である。

【符号の説明】

Ａ…画像形成装置、Ｂ…プロセスカートリッジ、１…光
学系、２…記録媒体、３…搬送手段、４…転写ローラ、
５…定着手段、６…排出部、７…感光体ドラム、８…帯
電ローラ、９…露出部、10…現像手段、10ａ…トナー送
り部材、10ｂ…磁石、10ｃ…現像ローラ、10ｄ…現像ブ
レード、11…クリーニング手段、11ａ…クリーニングブ
レード、11ｂ…スクイシート、11ｃ…廃トナー溜め、12
…第１枠体、13…第２枠体、13ａ…挿通孔、13ｂ…軸
孔、14…装置本体、15…開閉部材、15ａ…軸、16…ガイ
ド部材、16ａ…ガイド部、17…ドラムギア、17ａ…軸
孔、17ｂ…肉抜き部、17ｃ…筒部、18…フランジギア、
18ａ…軸部、19…駆動ギア、20…金属軸、21…補強部材

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 周面に感光体を有する円筒の一端にギア
   を設けた像担持体において、 前記ギアの歯底に肉抜き部を設け、前記肉抜き部に補強
   部を設けたことを特徴とする像担持体。
2. 【請求項２】 前記補強部は前記ギアとは別部材の合成
   樹脂部材からなり、前記合成樹脂部材を前記肉抜き部に
   嵌め込んたことを特徴とする請求項１記載の像担持体。
3. 【請求項３】 前記ギアははす歯ギアであることを特徴
   とする請求項１記載の像担持体。
4. 【請求項４】 画像形成装置本体に着脱可能なプロセス
   カートリッジにおいて、 周面に感光体を有する円筒の一端にギアを設け、前記ギ
   アの歯底に肉抜き部を設け、前記肉抜き部に補強部を設
   けた像担持体と、 前記像担持体に作用する少なくとも１つのプロセス手段
   と、 を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 【請求項５】 前記プロセスカートリッジとは、前記プ
   ロセス手段としての帯電手段、現像手段またはクリーニ
   ング手段と前記像担持体としての電子写真感光体とを一
   体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成
   装置本体に対して着脱可能とするものである請求項４記
   載のプロセスカートリッジ。
6. 【請求項６】 前記プロセスカートリッジとは、前記プ
   ロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング
   手段の少なくとも一つと、前記像担持体としての電子写
   真感光体とを一体的にカートリッ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請求項４記載の
   プロセスカートリッジ。
7. 【請求項７】 前記プロセスカートリッジとは、少なく
   とも前記プロセス手段としての現像手段と、前記像担持
   体としての電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化
   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
   る請求項４記載のプロセスカートリッジ。
8. 【請求項８】 プロセスカートリッジを着脱可能であっ
   て、記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、 周面に感光体を有する円筒の一端にギアを設け、前記ギ
   アの歯底に肉抜き部を設け、前記肉抜き部に補強部を設
   けた像担持体と、前記像担持体に作用する少なくとも１
   つのプロセス手段とを有するプロセスカートリッジを装
   着するための装着手段と、 前記像担持体に形成した像を記録媒体に転写するための
   転写手段と、 前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、 を有することを特徴とする画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記画像形成装置は、電子写真複写機で
   あることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記画像形成装置は、レーザービーム
    プリンタであることを特徴とする請求項８記載の画像形
    成装置。
11. 【請求項１１】 前記画像形成装置は、ファクシミリ装
    置であることを特徴とする請求項８記載の画像形成装
    置。