JPH07160174A - 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】 確実な駆動伝達が可能であり、画像ぶれ等を
生ずることがないプロセスカートリッジ及び画像形成装
置を提供する。 【構成】 像担持体と、前記像担持体に作用するプロセ
ス手段とを有し、前記像担持体への駆動力伝達と、前記
像担持体以外の部材への駆動力の伝達方式が異なるよう
構成したことを特徴とするものである。例えば、前記像
担持体への駆動力伝達はカップリング手段で行い、前記
他の部材への駆動力伝達はギアで行うよう構成する。

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装着可能であって、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の内部に
は、像担持体としての感光体ドラムや帯電器としての帯
電ローラ、或いは現像器内部の現像スリーブや攪拌羽根
等の回転体が存在する。そのなかで帯電ローラは感光体
ドラムにある一定の圧力で押し当てて従動回転するよう
にしているが、それ以外の回転体は画像形成装置本体か
ら駆動力が与えられて回転する。

【０００５】例えば、図９に示すように、プロセスカー
トリッジ50を装着すると感光体ドラムに固着したドラム
ギア51が装置本体の駆動ギア52と噛合し、前記ドラムギ
ア51には現像スリーブに固着したスリーブギア53が噛合
している。そして画像形成時には駆動ギア52の駆動回転
によって感光体ドラムが回転し、その駆動力がスリーブ
ギア53に伝達されて現像スリーブが回転し、スリーブギ
ア53に伝達された駆動は更にギアを介して攪拌羽根が駆
動するように伝達される。即ち、全ての駆動伝達はギア
によって行われていた。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ようなギア同士の駆動伝達方式では、一歯一歯の噛み合
いが存在するため、この時の歯と歯の衝撃が負荷変動と
なってギアの噛み合いピッチの画像ぶれが画像上に現れ
るおそれがある。

【０００７】またプロセスカートリッジ内部に異物が混
入したりして急激に負荷が上昇すると、特にモジュール
が小さい場合には歯飛びを起こすおそれがあり、歯の破
損を招くことも考えられる。

【０００８】本発明は従来の前記課題を解決するもので
あり、その目的とするところは、確実な駆動伝達が可能
であり、画像ぶれ等を生ずることがないプロセスカート
リッジ及び画像形成装置を提供せんとするものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】前記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、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
し、前記像担持体への駆動力伝達と、前記像担持体以外
の部材への駆動力の伝達方式が異なるよう構成したこと
を特徴とするものである。例えば、前記像担持体への駆
動力伝達はカップリング手段で行い、前記他の部材への
駆動力伝達はギアで行うよう構成するようにしたもので
ある。

【００１０】

【作用】前記構成にあっては、前記のように像担持体へ
の駆動力伝達を、例えはカップリング手段で行うことに
より、歯飛び等の発生をなくし、確実な駆動伝達が行わ
れる。また像担持体以外の部材への駆動力伝達を、例え
ばギアで行うことにより、コストアップを招くことを防
止し得る。

【００１１】

【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。

【００１２】〔第一実施例〕図１は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り、図２は
プロセスカートリッジの構成説明図であり、図３はプロ
セスカートリッジの装着部の説明図である。ここでは説
明の順序として、プロセスカートリッジを装着した画像
形成装置の全体構成を説明し、次にプロセスカートリッ
ジの駆動伝達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１
に示すように、光学系１から画像情報に基づいた光像を
照射して像担持体である感光体ドラムに現像剤（以下
「トナー」という）の像を形成する。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、分離ローラ３ｃ及び搬送ローラ
対３d1，３d2、３e1，３e2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３g1，３g2及び３h1，３h2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、記録媒体２を手差しする場合には、手差し
トレイ３ｉにセットし、これをピックアップローラ３ｊ
によって搬送ローラ対３d1，３d2へと搬送給送する。

【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１及び図２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。この現像手段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を内蔵した現像スリーブ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
たトナー層を現像スリーブ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。尚、前記感光体ドラム７等の各部品は、第一枠
体12ａと第二枠体12ｂとを結合したハウジング12内に収
納してカートリッジ化され、装置本体13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。

【００１５】前記カートリッジ装着手段は、軸14ａを中
心にして開閉部材14を開くと、図３に示すように、装置
本体13内にはカートリッジ装着スペースが設けてあり、
その左右内側面にはカートリッジ装着ガイド部材G1が取
り付けてあり（図３は一方側面のガイド部材を示す）、
この左右ガイド部材G1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G2が対向して設けてある。このガ
イド部G2に沿ってプロセスカートリッジＢを挿入し、開
閉部材14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。

【００１６】｛駆動伝達構成｝次に前記プロセスカート
リッジＢの各部材への駆動力伝達構成について、図４及
び図５を参照して説明する。尚、図４はプロセスカート
リッジＢの側面図から駆動部を見た図であり、図５は感
光体ドラム付近の縦断面図である。

【００１７】感光体ドラム７の長手方向一方端にはギア
（以下「ドラムギア」という）15が接着、圧入又はカシ
メ等によって固着されている。また現像スリーブ10ｃの
一方端にもギア（以下「スリーブギア」という）16が同
様に固着され、両ギア15，16は相互に噛合している。即
ち、感光体ドラム７から現像スリーブ10ｃへの駆動力の
伝達はギアによって行われ、画像形成時に感光体ドラム
７が回転すると、その駆動力が現像スリーブ10ｃへ伝達
されて該スリーブ10ｃが回転する。

【００１８】一方、前記感光体ドラム７への駆動力伝達
は、装置本体13に設けた駆動伝達部材からカップリング
手段によって伝達されるように構成している。具体的に
は、図４及び図５に示すように、ドラムギア15には中央
に孔部15ａが設けてあり、その孔部15ａには複数箇所に
係止凹部15ｂが形成してある。このドラムギア15は、図
５に示すように、軸部15ｃが第二枠体12ｂの軸受部12b1
に回転可能に支持され、プロセスカートリッジＢを画像
形成装置Ａに装着すると前記軸受部12b1が装置本体13の
位置決め部13ａによって位置決めされる。

【００１９】また装置本体13側には、モータ（図示せ
ず）と連結して駆動回転する駆動軸17が設けてあり、こ
の駆動軸17の端部には係止突起17ａが一体的に設けてあ
る。前記駆動軸17は図示しない移動機構（例えば電気的
方法、或いはボールねじ等の機械的方法）によって図５
の矢印ａ、ｂ方向へ移動可能に構成してあり、プロセス
カートリッジＢを画像形成装置Ａに装着したときに、前
記駆動軸17が矢印ａ方向へ移動してドラムギア15の孔部
15ａに挿入され、係止突起17ａが係止凹部15ｂに係止し
て噛み合うように構成されている。一方、プロセスカー
トリッジＢを画像形成装置Ａから取り外すときは、前記
駆動軸17が矢印ｂ方向へ移動してギア孔部15ａから抜け
出るように構成されている。

【００２０】このように、プロセスカートリッジＢ側の
ドラムギア15と、画像形成装置Ａ側の駆動軸17とをカッ
プリング手段によって連結することにより、画像形成装
置ＡとプロセスカートリッジＢ間の駆動力伝達が確実に
行われ、画像ぶれ等のない鮮明な画像形成を行うことが
出来る。

【００２１】〔第二実施例〕次に第二実施例として、ド
ラムギアと画像形成装置側の駆動部材とのカップリング
手段の他例を図６を参照して説明する。尚、前述した第
一実施例と同一部材は同一符号を付して説明を省略す
る。

【００２２】このドラムギア18は軸部18ａが突き出して
おり、その軸部18ａの先端稜線には係止突起18ｂが形成
してある。一方、装置本体13側にはモータ（図示せず）
と連結して駆動回転するカップリング受け部19が設けて
あり、この受け部19には前記軸部18ａが挿入し得ると共
に、係止突起18ｂが係止し得るように構成してある。ま
た前記受け部19は、第一実施例と同様に、図示しない移
動機構によって図６の矢印ｃ、ｄ方向へ移動可能に構成
してあり、プロセスカートリッジＢを画像形成装置Ａに
装着したときに、前記受け部19が矢印ｃ方向へ移動して
ドラムギア15の軸部18ａとカップリングし、係止突起18
ｂが受け部19と係止する。一方、プロセスカートリッジ
Ｂを画像形成装置Ａから取り外すときは、前記受け部19
が矢印ｄ方向へ移動して軸部18ａとのカップリングが解
除されるように構成されている。

【００２３】このように構成すると、カップリングに際
して受け部19の移動量が、第一実施例の駆動軸17の移動
量と比較して少なくて済み、装置を小型化し得る。また
画像形成時にカップリングを行うような場合には、装置
が駆動開始してから感光体ドラム７が回転し始めるまで
の時間が短くなり、ファーストプリント時間を短縮する
ことが出来る。

【００２４】〔第三実施例〕次に第三実施例として、ド
ラムギアと画像形成装置側の駆動部材とのカップリング
手段の他例を図７及び図８を参照して説明する。ここ
で、図７は画像形成装置側の駆動軸がドラムギアにカッ
プリングされる途中を示す図であり、図８はカップリン
グされた後の状態を示すものである。尚、前述した第一
実施例と同一部材は同一符号を付して説明を省略する。

【００２５】前述した第一実施例では、画像形成装置Ａ
側の駆動軸17をドラムギア15にカップリングさせる場
合、係止突起17ａが係止凹部15ｂの位相が一致していな
いと、うまく挿入されないことが有り得る。本実施例で
はこの点を解消するものである。

【００２６】図７に示すように、感光体ドラム７の長手
方向一方端にはドラムギア20が固着してあり、このギア
20の内部には付勢バネ21によって付勢された継手部材22
がギア20の半径方向に移動可能、且つ脱落不能状態で取
り付けてある。更に感光体ドラム７の内部には規制部材
23がドラム７の長手方向に移動可能に取り付けてあると
共に、付勢バネ24によって図７の右側へ付勢されてい
る。

【００２７】前記規制部材23は後述する駆動軸25がカッ
プリングされる前の状態では、図７に示すように、付勢
バネ24の付勢によって継手部材22を押圧し、該継手部材
22がギア20の半径方向中心へ移動するのを規制し、駆動
軸25がドラムギア20の孔部20ａ内へ挿入し得る状態にな
っている。

【００２８】一方、画像形成装置Ａ側にはモータ（図示
せず）と連携して駆動回転可能な駆動軸25が図７（ｂ）
の矢印ｅ、ｆ方向へ移動可能に設けてある。そしてこの
駆動軸25には、図７（ａ）に示すように、前記継手部材
22が係止可能な溝部25ａが設けてある。

【００２９】上記構成において、前記ドラムギア20と駆
動軸25とのカップリングは、図７（ｂ）に示すように、
画像形成装置Ａに装着したプロセスカートリッジＢに対
して駆動軸25を矢印ｅ方向へ移動させ、ドラムギア20の
孔部20ａへ挿入して行う。

【００３０】即ち、挿入当初は継手部材22は規制部材23
によって突出が規制されているために、駆動軸25は孔部
20ａへスムーズに挿入される。そして駆動軸25の挿入を
続けていくと、図８（ｂ）に示すように、駆動軸25が規
制部材23を図面左方向へ押し出し、規制部材23が継手部
材22から外れる。これにより継手部材22はバネ21によっ
て付勢され、その先端が駆動軸25に押し付けられる。通
常はこの状態では溝部25ａと継手部材22との位置がずれ
ているために、駆動軸25を回転させても空転する。しか
し、駆動軸25が１回転以内に継手部材22と溝部25ａとの
位相が一致し、図８（ａ）に示すように、継手部材22が
溝部25ａ内へ入り込み、駆動軸25とドラムギア20とが一
体的に回転するようになる。このようにしてカップリン
グが完了する。

【００３１】一方、前記カップリングを解除する場合に
は、駆動軸25を図７（ｂ）の矢印ｆ方向へ移動させる
と、規制部材23がこれに伴って移動し、テーパー部23ａ
が継手部材22のテーパー部22ａに当接する。そして駆動
部材25が規制部材23から離隔すると、規制部材23はバネ
24の付勢によって更に孔部20ａに入り込み、継手部材22
が押し上げさて突出する前の状態に戻る。

【００３２】このように構成することにより、位相ずれ
による駆動軸とドラムギアとのカップリング不良を防止
することが出来る。

【００３３】尚、前記継手部材22を駆動軸側に設け、溝
部25ａをドラムギア20側に設けるようにしても同様の効
果を得ることが出来る。

【００３４】〔他の実施例〕前述した実施例では、画像
形成装置Ａ側の駆動部材と、プロセスカートリッジＢ側
のドラムギアをカップリング手段によって駆動連結し、
感光体ドラム７と現像スリーブ10ｃとをギアによって駆
動連結したが、前述したカップリング手段によって画像
形成装置Ａ側の駆動部材とプロセスカートリッジＢ側の
現像スリーブとを駆動連結し、現像スリーブから感光体
ドラムへギアによって駆動力を伝達するように構成して
もよい。

【００３５】また本発明に係るプロセスカートリッジＢ
は前述のように単色の画像を形成する場合のみならず、
現像手段を複数設け、複数色の画像（例えば２色画像、
３色画像或いはフルカラー等）を形成するカートリッジ
にも好適に適用することが出来る。

【００３６】また像担持体としては、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。

【００３７】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。

【００３８】また帯電手段の構成も、前述した第一実施
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。

【００３９】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。

【００４０】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。

【００４１】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。

【００４２】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。

【００４３】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。

【００４４】

【発明の効果】本発明は前述したように、前記のように
画像形成装置にプロセスカートリッジを装着して画像形
成するに際し、像担持体への駆動力伝達を、例えはカッ
プリング手段で行うことにより、歯飛び等の発生をなく
し、確実な駆動伝達を行ことが出来、また像担持体以外
の部材への駆動力伝達を、例えばギアで行うことによ
り、コストアップを防止することが出来るものである。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施例に係る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２】プロセスカートリッジの構成説明図である。

【図３】プロセスカートリッジの装着部の構成説明図で
ある。

【図４】第一実施例に係るプロセスカートリッジの側面
図から駆動部を見た説明図である。

【図５】感光体ドラム付近の縦断面図である。

【図６】第二実施例に係る感光体ドラム付近の縦断面図
である。

【図７】第三実施例に係るカップリング手段の構成説明
図である。

【図８】第三実施例に係るカップリング手段の構成説明
図である。

【図９】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 10…現像手段 11…クリーニング手段 12…ハウジング 13…装置本体 15…ドラムギア 16…スリーブギア 17…駆動軸 18…ドラムギア 19…カップリング受け部 20…ドラムギア 22…継手部材 23…規制部材 25…駆動軸

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 画像形成装置本体に装着可能なプロセス
   カートリッジにおいて、 像担持体と、 前記像担持体に作用するプロセス手段と、 を有し、 前記像担持体への駆動力伝達と、前記像担持体以外の部
   材への駆動力の伝達方式が異なるよう構成したことを特
   徴としてなるプロセスカートリッジ。
2. 【請求項２】 前記像担持体への駆動力伝達はカップリ
   ング手段で行い、前記他の部材への駆動力伝達はギアで
   行うよう構成したことを特徴とする請求項１記載のプロ
   セスカートリッジ。
3. 【請求項３】 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１記
   載のプロセスカートリッジ。
4. 【請求項４】 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１記載の
   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、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１記載のプロセスカートリッジ。
6. 【請求項６】 プロセスカートリッジを装着可能であっ
   て記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、 像担持体と、前記像担持体に作用するプロセス手段とを
   有し、前記像担持体への駆動力伝達と、前記像担持体か
   ら他の部材への駆動力の伝達方式が異なるよう構成した
   プロセスカートリッジを装着するための装着手段と、
   前記プロセスカートリッジへ駆動力を伝達するための駆
   動伝達手段と、 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。
7. 【請求項７】 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６記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 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６記載の画像形成
   装置。
9. 【請求項９】 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６記載の画像形成装置。