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発明の名称 プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開平11−143337
公開日 平成11年(1999)5月28日
出願番号 特願平9−322233
出願日 平成9年(1997)11月7日
代理人 【弁理士】
【氏名又は名称】高梨 幸雄
発明者 渡辺 一史 / 沼上 敦 / 池本 功 / 横山 勝則
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】 電子写真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、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像手段と、前記電子写真感光体を取り付けた第1のユニットと、前記現像手段を取り付けた第2のユニットと、を有し、前記第1のユニットと前記第2のユニットは一体に組み合わされて前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能にカートリッジ化され、このカートリッジ化された前記第1のユニットに、前記電子写真画像形成装置本体に設けたガイド部に着脱するための第1のガイド部を設け、前記カートリッジ化された前記第2のユニットに、前記第1のユニットの前記第1のガイド部をガイドする前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に摺接して入り込むことで、前記カートリッジ化された前記第1のユニット及び前記第2のユニットの前記電子写真画像形成装置本体への着脱方向と直交する方向での傾きを規制する第2のガイド部を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項2】 前記第1のガイド部は前記電子写真感光体の長手方向において前記電子写真画像形成装置本体のガイド部と対向する前記第1のユニットの両側部に配置されていることを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項3】 前記第2のガイド部は前記電子写真感光体の長手方向おいて前記電子写真画像形成装置本体のガイド部と対向する前記第2のユニットの一方の側部に配置されていることを特徴とする請求項1又は2に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項4】 前記第2のガイド部を前記電子写真画像形成装置本体のガイド部側に配した前記第2のユニットの側板に設けたことを特徴とする請求項1乃至3の何れか一つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項5】 前記第2のガイド部は前記電子写真画像形成装置本体に装着した状態で前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に非接触となるように形成されていることを特徴とする請求項1乃至4の何れか一つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項6】 前記第1のガイド部及び前記第2のガイド部はそれぞれ前記電子写真感光体の長手方向に突出しており、前記第2のガイド部の突出長さは前記第1のガイド部の突出長さよりも短いことを特徴とする請求項1乃至5の何れか一つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項7】 前記第2のガイド部は前記電子写真画像形成装置本体への着脱方向に対して前記第1のガイド部の上流側に設けられていることを特徴とする請求項1乃至6の何れか一つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項8】 前記プロセスカートリッジは、更に少なくとも帯電手段、クリーニング手段の何れか一方と、前記現像手段及び前記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前記電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とすることを特徴とする請求項1乃至7の何れか一つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項9】 電子写真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、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に帯電を行うための帯電手段と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像手段と、プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記電子写真画像形成装置本体との間で前記電子写真感光体のアースをとるためのアース接点と、プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記現像手段に印加するための現像バイアスを前記電子写真画像形成装置本体から受けるための現像バイアス接点と、プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記帯電手段に印加するための帯電バイアスを前記電子写真画像形成装置本体から受けるための帯電バイアス接点と、前記電子写真感光体、前記帯電手段、前記アース接点及び前記帯電バイアス接点を取り付けた第1のユニットと、前記現像手段及び前記現像バイアス接点を取り付けた第2のユニットと、を有し、前記アース接点を前記電子写真感光体の長手方向の一端側で前記電子写真感光体の軸線と同軸上に配置し、また、前記帯電バイアス接点を前記電子写真感光体の長手方向の一端側で前記電子写真感光体の一方の傍らに配置し、また、前記現像バイアス接点を前記電子写真感光体の長手方向の一端側で前記電子写真感光体の他方の傍らに配置し、前記第1のユニットと前記第2のユニットは一体に組み合わされて前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能にカートリッジ化され、このカートリッジ化された前記第1のユニットに、前記電子写真画像形成装置本体に設けたガイド部に着脱するための第1のガイド部を設け、前記カートリッジ化された前記第2のユニットに、前記第1のユニットの前記第1のガイド部をガイドする前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に摺接して入り込むことで、前記カートリッジ化された前記第1のユニット及び前記第2のユニットの前記電子写真画像形成装置本体への着脱方向と直交する方向での傾きを規制する第2のガイド部を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項10】 前記第1のガイド部は前記電子写真感光体の長手方向において前記電子写真画像形成装置本体のガイド部と対向する前記第1のユニットの両側部に配置されていることを特徴とする請求項9に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項11】 前記第2のガイド部は前記電子写真感光体の長手方向において前記アース接点、前記帯電バイアス接点及び前記現像バイアス接点側と反対側で前記電子写真画像形成装置本体のガイド部と対向する前記第2のユニットの一方の側部に配置されていることを特徴とする請求項9又は10に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項12】 前記第2のガイド部を前記電子写真画像形成装置本体のガイド部側に配した前記第2のユニットの側板に設けたことを特徴とする請求項9乃至11の何れか一つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項13】 前記第2のガイド部は前記電子写真画像形成装置本体に装着した状態で前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に非接触となるように形成されていることを特徴とする請求項9乃至12の何れか一つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項14】 前記第1のガイド部及び前記第2のガイド部はそれぞれ前記電子写真感光体の長手方向に突出しており、前記第2のガイド部の突出長さは前記第1のガイド部の突出長さよりも短いことを特徴とする請求項9乃至13の何れか一つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項15】 前記第2のガイド部は前記電子写真画像形成装置本体への装着方向に対して前記第1のガイド部の上流側に設けられていることを特徴とする請求項9乃至13の何れか一つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項16】 前記プロセスカートリッジは、クリーニング手段と、前記帯電手段、前記現像手段及び前記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前記電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とすることを特徴とする請求項9乃至15の何れか一つに記載のプロセスカートリッジ。
【請求項17】 プロセスカートリッジを着脱可能で、記録媒体に画像を形成するための電子写真画形成装置において、a.電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像手段と、前記電子写真感光体を取り付けた第1のユニットと、前記現像手段を取り付けた第2のユニットと、を有し、前記第1のユニットと前記第2のユニットは一体に組み合わされて電子写真画像形成装置本体に着脱可能にカートリッジ化され、このカートリッジ化された前記第1のユニットに、前記電子写真画像形成装置本体に設けたガイド部に着脱するための第1のガイド部を設け、前記カートリッジ化された前記第2のユニットに、前記第1のユニットの前記第1のガイド部をガイドする前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に摺接して入り込むことで、前記カートリッジ化された前記第1のユニット及び前記第2のユニットの前記電子写真画像形成装置本体への着脱方向と直交する方向での傾きを規制する第2のガイド部を設けたプロセスカートリッジを、取り外し可能に装着するガイド部としての装着手段と、b.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有する電子写真画像形成装置。
【請求項18】 プロセスカートリッジを着脱可能で、記録媒体に画像を形成するための電子写真画形成装置において、a.電子写真感光体と、前記電子写真感光体に帯電を行うための帯電手段と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像手段と、プロセスカートリッジが電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記電子写真画像形成装置本体との間で前記電子写真感光体のアースをとるためのアース接点と、プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記現像手段に印加するための現像バイアスを前記電子写真画像形成装置本体から受けるための現像バイアス接点と、プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記帯電手段に印加するための帯電バイアスを前記電子写真画像形成装置本体から受けるための帯電バイアス接点と、前記電子写真感光体及び前記帯電手段を取り付けた第1のユニットと、前記現像手段を取り付けた第2のユニットと、を有し、前記アース接点を前記電子写真感光体の長手方向の一端側で前記電子写真感光体の軸線と同軸上に配置し、また、前記帯電バイアス接点を前記電子写真感光体の長手方向の一端側で前記電子写真感光体の一方の傍らに配置し、また、前記現像バイアス接点を前記電子写真感光体の長手方向の一端側で前記電子写真感光体の他方の傍らに配置し、前記第1のユニットと前記第2のユニットは一体に組み合わされて前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能にカートリッジ化され、このカートリッジ化された前記第1のユニットに、前記電子写真画像形成装置本体に設けたガイド部に着脱するための第1のガイド部を設け、前記カートリッジ化された前記第2のユニットに、前記第1のユニットの前記第1のガイド部をガイドする前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に摺接して入り込むことで、前記カートリッジ化された前記第1のユニット及び前記第2のユニットの前記電子写真画像形成装置本体への着脱方向と直交する方向での傾きを規制する第2のガイド部を設けたプロセスカートリッジを、取り外し可能に装着するガイド部としての装着手段と、b.前記装着手段に装着されたプロセスカートリッジの有する前記アース接点と電気的に接続するための本体アース接点と、c.前記装着手段に装着されたプロセスカートリッジの有する前記現像バイアス接点と電気的に接続するための本体現像バイアス接点と、d.前記装着手段に装着されたプロセスカートリッジの有する前記帯電バイアス接点と電気的に接続するための本体帯電バイアス接点と、e.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有する電子写真画像形成装置。
発明の詳細な説明
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真画像形成装置の電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジ及び該プロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置に関するものである。
【0002】ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて、記録媒体に画像を形成するものである。そして、電子写真画像形成装置としては、電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えばレーザービームプリンタ、LED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含まれる。
【0003】ここで、プロセスカートリッジは、使用者自身によって電子写真画像形成装置本体に対する着脱を行うことができるから、電子写真画像形成装置本体のメンテナンスを容易に行う事ができる。
【0004】
【従来の技術】従来より、電子写真複写機等の電子写真画像形成装置に於いては、その使用が長時間に及ぶと、電子写真感光体ドラムの交換、現像器の交換、または現像剤であるトナーの補給、帯電器の清掃、廃トナーが溜まったクリーニング容器の交換、その他電子写真感光体ドラム周りの調整が必要であった。
【0005】そこで、従来、電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置に於いては、電子写真感光体ドラム及びそれに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。この方式によれば、電子写真画像形成装置のメンテナンスをユーザー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た。そこで、このプロセスカートリッジ方式は電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【0006】このようなプロセスカートリッジに於いては、電子写真画像形成装置本体への着脱を容易に行えるようにするため、カートリッジ枠体の両側に電子写真画像形成装置本体の有する凹状のガイド部に入り込む凸状のガイド部を設けている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】本発明は上記従来技術を更に発展させたものであり、その主要な目的は、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱する際に、プロセスカートリッジの装着方向と直交する方向への傾きを規制して、電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの着脱をスムースに行うことのできるプロセスカートリッジ及び該プロセスカートリッジを着脱可能な電子写真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】本発明は、下記の構成を特徴とするプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置である。
【0009】〔1〕:電子写真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、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像手段と、前記電子写真感光体を取り付けた第1のユニットと、前記現像手段を取り付けた第2のユニットと、を有し、前記第1のユニットと前記第2のユニットは一体に組み合わされて前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能にカートリッジ化され、このカートリッジ化された前記第1のユニットに、前記電子写真画像形成装置本体に設けたガイド部に着脱するための第1のガイド部を設け、前記カートリッジ化された前記第2のユニットに、前記第1のユニットの前記第1のガイド部をガイドする前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に摺接して入り込むことで、前記カートリッジ化された前記第1のユニット及び前記第2のユニットの前記電子写真画像形成装置本体への着脱方向と直交する方向での傾きを規制する第2のガイド部を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【0010】〔2〕:前記第1のガイド部は前記電子写真感光体の長手方向において前記電子写真画像形成装置本体のガイド部と対向する前記第1のユニットの両側部に配置されていることを特徴とする〔1〕のプロセスカートリッジ。
【0011】〔3〕:前記第2のガイド部は前記電子写真感光体の長手方向おいて前記電子写真画像形成装置本体のガイド部と対向する前記第2のユニットの一方の側部に配置されていることを特徴とする〔1〕又は〔2〕のプロセスカートリッジ。
【0012】〔4〕:前記第2のガイド部を前記電子写真画像形成装置本体のガイド部側に配した前記第2のユニットの側板に設けたことを特徴とする〔1〕乃至〔3〕の何れかのプロセスカートリッジ。
【0013】〔5〕:前記第2のガイド部は前記電子写真画像形成装置本体に装着した状態で前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に非接触となるように形成されていることを特徴とする〔1〕乃至〔4〕の何れかのプロセスカートリッジ。
【0014】〔6〕:前記第1のガイド部及び前記第2のガイド部はそれぞれ前記電子写真感光体の長手方向に突出しており、前記第2のガイド部の突出長さは前記第1のガイド部の突出長さよりも短いことを特徴とする〔1〕乃至〔5〕の何れかのプロセスカートリッジ。
【0015】〔7〕:前記第2のガイド部は前記電子写真画像形成装置本体への着脱方向に対して前記第1のガイド部の上流側に設けられていることを特徴とする〔1〕乃至〔6〕の何れかのプロセスカートリッジ。
【0016】〔8〕:前記プロセスカートリッジは、更に少なくとも帯電手段、クリーニング手段の何れか一方と、前記現像手段及び前記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前記電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とすることを特徴とする〔1〕乃至〔7〕の何れかのプロセスカートリッジ。
【0017】〔9〕:電子写真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、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に帯電を行うための帯電手段と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像手段と、プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記電子写真画像形成装置本体との間で前記電子写真感光体のアースをとるためのアース接点と、プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記現像手段に印加するための現像バイアスを前記電子写真画像形成装置本体から受けるための現像バイアス接点と、プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記帯電手段に印加するための帯電バイアスを前記電子写真画像形成装置本体から受けるための帯電バイアス接点と、前記電子写真感光体、前記帯電手段、前記アース接点及び前記帯電バイアス接点を取り付けた第1のユニットと、前記現像手段及び前記現像バイアス接点を取り付けた第2のユニットと、を有し、前記アース接点を前記電子写真感光体の長手方向の一端側で前記電子写真感光体の軸線と同軸上に配置し、また、前記帯電バイアス接点を前記電子写真感光体の長手方向の一端側で前記電子写真感光体の一方の傍らに配置し、また、前記現像バイアス接点を前記電子写真感光体の長手方向の一端側で前記電子写真感光体の他方の傍らに配置し、前記第1のユニットと前記第2のユニットは一体に組み合わされて前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能にカートリッジ化され、このカートリッジ化された前記第1のユニットに、前記電子写真画像形成装置本体に設けたガイド部に着脱するための第1のガイド部を設け、前記カートリッジ化された前記第2のユニットに、前記第1のユニットの前記第1のガイド部をガイドする前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に摺接して入り込むことで、前記カートリッジ化された前記第1のユニット及び前記第2のユニットの前記電子写真画像形成装置本体への着脱方向と直交する方向での傾きを規制する第2のガイド部を設けたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【0018】〔10〕:前記第1のガイド部は前記電子写真感光体の長手方向において前記電子写真画像形成装置本体のガイド部と対向する前記第1のユニットの両側部に配置されていることを特徴とする〔9〕のプロセスカートリッジ。
【0019】〔11〕:前記第2のガイド部は前記電子写真感光体の長手方向において前記アース接点、前記帯電バイアス接点及び前記現像バイアス接点側と反対側で前記電子写真画像形成装置本体のガイド部と対向する前記第2のユニットの一方の側部に配置されていることを特徴とする〔9〕又は〔10〕のプロセスカートリッジ。
【0020】〔12〕:前記第2のガイド部を前記電子写真画像形成装置本体のガイド部側に配した前記第2のユニットの側板に設けたことを特徴とする〔9〕乃至〔11〕の何れかのプロセスカートリッジ。
【0021】〔13〕:前記第2のガイド部は前記電子写真画像形成装置本体に装着した状態で前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に非接触となるように形成されていることを特徴とする〔9〕乃至〔12〕の何れかのプロセスカートリッジ。
【0022】〔14〕:前記第1のガイド部及び前記第2のガイド部はそれぞれ前記電子写真感光体の長手方向に突出しており、前記第2のガイド部の突出長さは前記第1のガイド部の突出長さよりも短いことを特徴とする〔9〕乃至〔13〕の何れかのプロセスカートリッジ。
【0023】〔15〕:前記第2のガイド部は前記電子写真画像形成装置本体への装着方向に対して前記第1のガイド部の上流側に設けられていることを特徴とする〔9〕乃至〔13〕の何れかのプロセスカートリッジ。
【0024】〔16〕:前記プロセスカートリッジは、クリーニング手段と、前記帯電手段、前記現像手段及び前記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前記電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とすることを特徴とする〔9〕乃至〔15〕の何れかのプロセスカートリッジ。
【0025】〔17〕:プロセスカートリッジを着脱可能で、記録媒体に画像を形成するための電子写真画形成装置において、a.電子写真感光体と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像手段と、前記電子写真感光体を取り付けた第1のユニットと、前記現像手段を取り付けた第2のユニットと、を有し、前記第1のユニットと前記第2のユニットは一体に組み合わされて電子写真画像形成装置本体に着脱可能にカートリッジ化され、このカートリッジ化された前記第1のユニットに、前記電子写真画像形成装置本体に設けたガイド部に着脱するための第1のガイド部を設け、前記カートリッジ化された前記第2のユニットに、前記第1のユニットの前記第1のガイド部をガイドする前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に摺接して入り込むことで、前記カートリッジ化された前記第1のユニット及び前記第2のユニットの前記電子写真画像形成装置本体への着脱方向と直交する方向での傾きを規制する第2のガイド部を設けたプロセスカートリッジを、取り外し可能に装着するガイド部としての装着手段と、b.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有する電子写真画像形成装置。
【0026】〔18〕:プロセスカートリッジを着脱可能で、記録媒体に画像を形成するための電子写真画形成装置において、a.電子写真感光体と、前記電子写真感光体に帯電を行うための帯電手段と、前記電子写真感光体に形成された潜像を現像するための現像手段と、プロセスカートリッジが電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記電子写真画像形成装置本体との間で前記電子写真感光体のアースをとるためのアース接点と、プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記現像手段に印加するための現像バイアスを前記電子写真画像形成装置本体から受けるための現像バイアス接点と、プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体に装着された際に、前記帯電手段に印加するための帯電バイアスを前記電子写真画像形成装置本体から受けるための帯電バイアス接点と、前記電子写真感光体及び前記帯電手段を取り付けた第1のユニットと、前記現像手段を取り付けた第2のユニットと、を有し、前記アース接点を前記電子写真感光体の長手方向の一端側で前記電子写真感光体の軸線と同軸上に配置し、また、前記帯電バイアス接点を前記電子写真感光体の長手方向の一端側で前記電子写真感光体の一方の傍らに配置し、また、前記現像バイアス接点を前記電子写真感光体の長手方向の一端側で前記電子写真感光体の他方の傍らに配置し、前記第1のユニットと前記第2のユニットは一体に組み合わされて前記電子写真画像形成装置本体に着脱可能にカートリッジ化され、このカートリッジ化された前記第1のユニットに、前記電子写真画像形成装置本体に設けたガイド部に着脱するための第1のガイド部を設け、前記カートリッジ化された前記第2のユニットに、前記第1のユニットの前記第1のガイド部をガイドする前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に摺接して入り込むことで、前記カートリッジ化された前記第1のユニット及び前記第2のユニットの前記電子写真画像形成装置本体への着脱方向と直交する方向での傾きを規制する第2のガイド部を設けたプロセスカートリッジを、取り外し可能に装着するガイド部としての装着手段と、b.前記装着手段に装着されたプロセスカートリッジの有する前記アース接点と電気的に接続するための本体アース接点と、c.前記装着手段に装着されたプロセスカートリッジの有する前記現像バイアス接点と電気的に接続するための本体現像バイアス接点と、d.前記装着手段に装着されたプロセスカートリッジの有する前記帯電バイアス接点と電気的に接続するための本体帯電バイアス接点と、e.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有する電子写真画像形成装置。
【0027】〔作用〕本発明に係るプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置は、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体に装着する際に、第1のユニットの第1のガイド部が電子写真画像形成装置本体のガイド部にガイドされた後に、第2のユニットの第2のガイド部が電子写真画像形成装置本体のガイド部にガイドされる。このとき、カートリッジ化された第1のユニット及び第2のユニットが電子写真画像形成装置本体への着脱方向と直交する方向で傾いていれば、第2のユニットの第2のガイド部が電子写真画像形成装置本体のガイド部に摺接して入り込むことで、カートリッジ化された第1のユニット及び第2のユニットの傾きを規制する。これにより、電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの着脱をスムースに行うことができる。
【0028】
【発明の実施の形態】〔発明の実施の形態の説明〕以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
【0029】次に本発明の好適な実施の形態について説明する。以下の説明において、プロセスカートリッジBの短手方向とは、プロセスカートリッジBを電子写真画像形成装置本体(以下、画像形成装置本体、或いは装置本体という。)14へ着脱する方向であり、記録媒体の搬送方向と一致している。またプロセスカートリッジBの長手方向とは、プロセスカートリッジBを装置本体14へ着脱する方向と交差する方向(略直交する方向)であり、記録媒体の表面と平行であり、且つ、記録媒体の搬送方向と交差(略直交)する方向である。又、プロセスカートリッジに関し左右とは記録媒体の搬送方向に従って記録媒体を上から見て右又は左である。
【0030】図1は本発明の実施の形態を適用した電子写真画像形成装置(レーザービームプリンタ)の構成説明図、図2はその外観斜視図である。また図3〜図8は本発明の実施の形態を適用したプロセスカートリッジに関する図面である。図3はプロセスカートリッジの側断面図、図4はその外観の概略を図示した外観斜視図、図5はその右側面図、図6はその左側面図、図7はそれを上方(上面)から見た斜視図、図8はプロセスカートリッジを裏返して上方から見た斜視図である。また以下の説明において、プロセスカートリッジBの上面とは、プロセスカートリッジBを装置本体14へ装着した状態で上方に位置する面であり、下面とは下方に位置する面である。
【0031】I.電子写真画像形成装置A及びプロセスカートリッジBの概要構成まず、図1及び図2を用いて、本発明の実施の形態を適用する電子写真画像形成装置としてのレーザービームプリンタAについて説明する。また図3にプロセスカートリッジBの側断面図を示す。
【0032】このレーザービームプリンタAは、図1に示すように、電子写真画像形成プロセスによって記録媒体(例えば、記録紙、OHPシート、布等)に画像を形成するものである。そしてドラム形状の電子写真感光体(以下、感光体ドラムと称す)にトナー像を形成する。詳しくは、帯電手段によって感光体ドラムに帯電を行い、次いでこの感光体ドラムに光学手段から画像情報に応じたレーザ光を照射して前記感光体ドラムに画像情報に応じた潜像を形成する。そしてこの潜像を現像手段によって現像して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、給紙カセット3aにセットした記録媒体2をピックアップローラ3b、搬送ローラ対3c,3d及びレジストローラ対3eで反転搬送する。次いで、プロセスカートリッジBの有する前記感光体ドラム7に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ4に電圧を印加することによって記録媒体2に転写する。その後トナー像の転写を受けた記録媒体2を搬送ガイド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5c及びヒータ5aを内蔵する定着ローラ5bを有する。そして通過する記録媒体2に熱及び圧力を印加して転写された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,3iで搬送し、反転経路3jを通して排出トレイ6へと排出する。この排出トレイ6は画像形成装置Aの装置本体14の上面に設けられている。なお、揺動可能なフラッパ3kを動作させ、排出ローラ対3mによって反転経路3jを介することなく記録媒体2を排出することもできる。本実施の形態においては、前記ピックアップローラ3b、搬送ローラ対3c,3d、レジストローラ対3e、搬送ガイド3f、排出ローラ対3g,3h,3i及び排出ローラ対3mによって搬送手段3を構成している。
【0033】一方、前記プロセスカートリッジBは、図3乃至図8に示すように、感光層7e(図11参照)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する。次いで光学手段1からの画像情報に応じたレーザービーム光を露光開口部1eを介して感光体ドラム7へ照射して潜像を形成する。そしてこの潜像をトナーを用いて現像手段9によって現像する。すなわち、帯電ローラ8は感光体ドラム7に接触して設けられており、感光体ドラム7に帯電を行う。なおこの帯電ローラ8は、感光体ドラム7に従動回転する。また、現像手段9は、感光体ドラム7の現像領域へトナーを供給して、感光体ドラム7に形成された潜像を現像する。なお光学手段1は、レーザーダイオード1a、ポリゴンミラー1b、レンズ1c、反射ミラー1dを有している。
【0034】ここで、前記現像手段9は、トナー容器11A内のトナーをトナー送り部材9bの回転によって、現像ローラ9cへ送り出す。そして、固定磁石を内蔵した現像ローラ9cを回転させると共に、現像ブレード9d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9cの表面に形成し、そのトナーを感光体ドラム7の現像領域へ供給する。そして、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。ここで現像ブレード9dは、現像ローラ9cの周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与するものである。またこの現像ローラ9cの近傍には現像室内のトナーを循環させるトナー撹拌部材9eを回動可能に取り付けている。
【0035】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、感光体ドラム7に形成されたトナー像を記録媒体2に転写した後に、クリーニング手段10によって感光体ドラム7上の残留トナーを除去する。ここでクリーニング手段10は、感光体ドラム7に当接して設けられた弾性クリーニングブレード10aによって感光体ドラム7に残留したトナーを掻き落として廃トナー溜め10bへ集める。
【0036】なお、プロセスカートリッジBは、トナーを収納するトナー容器(トナー収納部)11Aを有するトナー枠体11と現像ローラ9c等の現像手段9を保持する現像枠体12とを結合する。そしてこれに感光体ドラム7、クリーニングブレード10a等のクリーニング手段10及び、帯電ローラ8を取付けたクリーニング枠体13を結合して構成している。そしてこのプロセスカートリッジBは、操作者によって画像形成装置本体14に着脱可能である。
【0037】このプロセスカートリッジBには画像情報に応じたレーザービーム光を感光体ドラム7へ照射するための露光開口部1e及び感光体ドラム7を記録媒体2に対向するための転写開口部13nが設けてある。詳しくは、露光開口部1eはクリーニング枠体13に設けられており、また、転写開口部13nは現像枠体12とクリーニング枠体13との間に構成される。
【0038】次に本実施の形態に係るプロセスカートリッジBのハウジングの構成について説明する。
【0039】本実施の形態で示すプロセスカートリッジBは、トナー枠体11と現像枠体12とを結合し、これにクリーニング枠体13を回動可能に結合して構成したカートリッジ枠体としてのハウジング内に前記感光体ドラム7、帯電ローラ8、現像手段9及びクリーニング手段10等を収納してカートリッジ化したものである。そして、このプロセスカートリッジBを画像形成装置本体14に設けたカートリッジ装着手段に対して取り外し可能に装着する。このカートリッジ装着手段については後述する。
【0040】II.プロセスカートリッジBのハウジングの構成本実施の形態に係るプロセスカートリッジBは、前述したようにトナー枠体11と現像枠体12及びクリーニング枠体13を結合してカートリッジ枠体としてのハウジングを構成しているが、次にその構成について説明する。
【0041】図3及び図20に示すように、トナー枠体11にはトナー送り部材9bを回動可能に取り付けてある。また現像枠体12には現像ローラ9c及び現像ブレード9dを取り付け、更に前記現像ローラ9cの近傍には現像室内のトナーを循環させるトナー撹拌部材9eを回動可能に取り付けてある。また、現像枠体12には図3及び図19に示すように現像ローラ9cの長手方向と対向して、前記現像ローラ9cと略平行にアンテナ棒9hが取り付けられている。そして前記トナー枠体11と現像枠体12を溶着(本実施の形態では超音波溶着)して一体的な第二枠体としての現像ユニットD(図13参照)を構成している。
【0042】なおプロセスカートリッジBを画像形成装置本体14から取り外したときに感光体ドラム7を覆い、これを長時間光に晒されるあるいは異物との接触等から保護するドラムシャッタ部材18を現像ユニットDに取り付けている。
【0043】このドラムシャッタ部材18は図6に示すように図3に示した転写開口部13nを開閉するシャッタカバー18aとシャッターカバー18aを支持するリンク18b,18cを備えている。このシャッタカバー18aの長手方向の両端部で記録媒体2の搬送方向の上流側で、図4、図5に示すように現像ホルダ40の穴40gに右側のリンク18cの一端が枢着され、図6、図7に示すように左側のリンク18cの一端はトナー枠体11の下方枠体11bに設けたボス11hに枢着されている。両側のリンク18cの他端はシャッターカバー18aのプロセスカートリッジBの装着方向に関し上流側に枢着されている。このリンク18cは金属線材であり、シャッターカバー18aに枢着した部分はプロセスカートリッジBの両側間でつながっていて左右のリンク18cは一体である。また、リンク18bはシャッタカバー18aの片側のみに設けられ、リンク18cを枢着した位置とは記録媒体2の搬送方向の下流側の端においてシャッタカバー18aに一端が枢着され、他端は現像枠体12に設けたダボ12dに枢着されている。このリンク18bは合成樹脂である。
【0044】リンク18b,18cは長さを異にしており、シャッタカバー18a、トナー枠体11と現像枠体12を併せた枠体を夫々リンクとする四節連鎖機構をなしている。両側のリンク18cに設けた側方へ突出する突出部18c1は画像形成装置本体14のカートリッジ装着スペースSの傍に設けた固設部材(不図示)と当接し、プロセスカートリッジBの移動により、ドラムシャッタ部材18を作動して、シャッターカバー18aを開くようになっている。
【0045】このシャッターカバー18a、リンク18b,18cからなるドラムシャッタ部材18は、ダボ12dに挿入され一端がリンク18bに係止され、他端が現像枠体12に係止された不図示のねじりコイルばねでシャッターカバー18aが転写開口部13nを覆うように付勢されている。
【0046】また、図3及び図12に示すようにクリーニング枠体13には感光体ドラム7、帯電ローラ8及びクリーニング手段10の各部材を取り付けて第一枠体としてのクリーニングユニットC(図12参照)を構成している。
【0047】そして、上記現像ユニットDと上記クリーニングユニットCを丸いピンの結合部材22によって互いに回動可能に結合することによってプロセスカートリッジBを構成する。即ち、図13に示すように、現像枠体12の長手方向(現像ローラ9cの軸線方向)両側に形成したアーム部19の先端には現像ローラ9cに平行に丸い形状の回動穴20が設けてある。一方、クリーニング枠体13の長手方向両側2箇所には前記アーム部19を進入するための凹部21が設けてある(図12参照)。この凹部21に前記アーム部19を挿入し、結合部材22をクリーニング枠体13の取付穴13eに圧入し、且つアーム部19端の回動穴20に嵌入して更に内側の穴13eに圧入して取り付けることにより、現像ユニットDとクリーニングユニットCは結合部材22を中心に回動可能に結合される。このときアーム部19の根本に立設した図示されないダボに挿入して取り付けた圧縮コイルばね22aがクリーニング枠体13の凹部21の上壁に当りこの圧縮コイルばね22aによって現像枠体12を下方へ付勢することにより、現像ローラ9cを感光体ドラム7へ確実に押し付ける。なおクリーニング枠体13の凹部21の上壁は現像ユニットDとクリーニングユニットCを組付ける際に上記圧縮コイルばね22aが非圧縮状態から圧縮を次第に強めるように傾斜が付されている。従って、図13に示すように現像ローラ9cの長手方向両端に現像ローラ9cよりも大径のスペーサコロ9iを取り付けることにより、このコロ9iが感光体ドラム7に押し付けられ、感光体ドラム7と現像ローラ9cとが一定間隔(約300μm程度)をもって対向する。したがって、現像ユニットDとクリーニングユニットCは結合部材22を中心にして互いに回動可能であり、そこで、圧縮コイルばね22aの弾性力によって、感光体ドラム7の周面と、現像ローラ9cの周面の位置関係を保持することができる。
【0048】このようにアーム部19の根本側において現像枠体12に圧縮コイルばね22aを取り付けてあるため、アーム部19根本以外へ圧縮コイルばね22aの加圧力が及ばず、現像枠体12へ取り付けた部材をばね座とするように、ばね座回りを特に強化しなくても、アーム部19根本側は強度、剛性の大きい部分であるため、精度の維持に効果がある。
【0049】なお、このクリーニング枠体13と現像枠体12の結合構成については後に更に詳述する。
【0050】III.プロセスカートリッジBのガイド手段の構成次に、プロセスカートリッジBを装置本体14に着脱する際のガイド手段について説明する。なおこのガイド手段については、図9、図10に示している。なお、図9はプロセスカートリッジBを装置本体14に装着する方向(矢印X)に見た場合(現像ユニットD側から見た場合)の左側の斜視図である。図10はその右側の斜視図である。
【0051】さて、上記クリーニング枠体13の両外側面には、図4、図5、図6、図7に示すように、プロセスカートリッジBを装置本体14に着脱するときのガイドとなるガイド手段が設けられている。該ガイド手段は位置決め用ガイド部材としての円筒形ガイド13aR,13aLと、着脱時の姿勢保持手段たるガイド部材としての回り止めガイド13bR,13bLとにより構成されている。
【0052】図5に示すように前記円筒形ガイド13aRは中空の円筒状部材であり、回り止めガイド13bRは前記円筒形ガイド13aRと一体成形であり、円筒形ガイド13aRの円周から一体でほぼ放射方向へ突出している。円筒形ガイド13aRには取付フランジ13aR1が一体に設けられている。このように円筒形ガイド13aR、回り止めガイド13bR、取付フランジ13aR1を有する右側ガイド部材13Rは取付フランジ13aR1の小ネジ用穴を挿通して小ネジ13aR2をクリーニング枠体13にねじ込み固定されている。クリーニング枠体13に固定された右側ガイド部材13Rの回り止めガイド13bRは現像枠体12に固定された後述の現像ホルダ40の側方へ延出するように現像枠体12の側面側に配設されている。
【0053】図6に示すようにクリーニング枠体13の穴13k1(図11参照)にドラム軸7aの拡径部7a2が嵌合している。そしてクリーニング枠体13の側面に突出する位置決めピン13cに嵌合して回転止めされ、小ねじ13dでクリーニング枠体13に固定された平板状のフランジ29に外方(図6の紙面に直交して手前方向)へ向って円筒形ガイド13aLが突設されている。このフランジ29の内部側には感光体ドラム7に嵌入した平歯ギア7nを回転自在に支持する固定の前記ドラム軸7aを備えている(図11参照)。前記円筒形ガイド13aLとこのドラム軸7aは同軸である。このフランジ29と、円筒形ガイド13aLと、ドラム軸7aは一体または一体的に金属材料例えば鉄材で作られる。
【0054】図6に示すように、円筒形ガイド13aLから少し離れて円筒形ガイド13aLのほぼ放射方向に細長い回り止めガイド13bLがクリーニング枠体13の側方へ突出するようにクリーニング枠体13に一体に成形されている。この回り止めガイド13bLがフランジ29と干渉する部分はフランジ29が切り欠かれてこの回り止めガイド13bLの側方への突出高さは頂面が回り止めガイド13bLの頂面とほぼ一致する程度である。この回り止めガイド13bLは現像枠体12に固定した現像ローラ軸受箱9vの側方へ延出されている。このように左側ガイド部材13Lは金属製の円筒形ガイド13aLと合成樹脂製の回り止めガイド13bLが分れて別部材で設けられている。
【0055】次にクリーニングユニットCの上面13iに設けられた規制当接部13jについて説明する。ここで上面とは、プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14に装着した際に、上方に位置する面である。
【0056】本実施の形態では、図4〜図7に示すようにクリーニングユニットCの上面13iであって、プロセスカートリッジ装着方向に対して直交する方向の右側端13p及び左側端13qに各々規制当接部13jを設けている。この規制当接部13jは、プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14に装着した際に、プロセスカートリッジBの位置を規定するものである。すなわち、プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14に装着した際に、画像形成装置本体14に設けられた固設部材25(図9、図10、図30参照)に前記規制当接部13jが当接して、プロセスカートリッジBは円筒形ガイド13aR,13aLを中心とする回動位置が規定される。
【0057】IV.画像形成装置本体14のガイド手段の構成次に画像形成装置本体14側のガイド手段について述べる。画像形成装置本体14の開閉部材35を支点35aを中心に図1において反時計回りに回動すると、画像形成装置本体14の上部が開放され、プロセスカートリッジBの装着部が図9、図10のように見える。この開閉部材35を開けた開口部から画像形成装置本体14の左右両側の内壁のプロセスカートリッジBの着脱方向から見て左側に図9、右側に図10に示すようにガイド部材16R,16Lが夫々設けられている。
【0058】図に示すようにガイド部材16R,16Lには夫々プロセスカートリッジBの挿入方向の矢印Xから見て前下りになるように斜設したガイド部16a,16cと、このガイド部16a,16cに夫々つながりプロセスカートリッジBの円筒形ガイド13aR,13aLが丁度嵌入する半円形の位置決め溝16b,16dを備えている。この位置決め溝16b,16dは周壁が円筒形をしている。この位置決め溝16b,16dの中心はプロセスカートリッジBを装置本体14に装着時、プロセスカートリッジBの円筒形ガイド13aR,13aLの中心と一致し、従ってまた、感光体ドラム7の中心線とも一致する。
【0059】ガイド部16a,16cの幅は、プロセスカートリッジBの着脱方向から見て円筒形ガイド13aR,13aLが遊嵌する幅を有する。円筒形ガイド13aR,13aLの直径よりも夫々せまい幅をもつ回り止めガイド13bR,13bLは当然ゆるく嵌まり込むが円筒形ガイド13aR,13aL、回り止めガイド13bR,13bLはガイド部16a,16cにより回動を制約され、プロセスカートリッジBは一定範囲の姿勢を保って装着される。そしてプロセスカートリッジBが画像形成装置本体14へ装着された状態においては、プロセスカートリッジBの円筒形ガイド13aR,13aLが夫々ガイド部材13R,13Lの位置決め溝16b,16dに嵌合すると共にプロセスカートリッジBのクリーニング枠体13先端左右の規制当接部13jが装置本体14の固設部材25に当接するようになっている(図30参照)。
【0060】上述したプロセスカートリッジBは円筒形ガイド13aR,13aLの中心を結ぶ中心線のクリーニングユニットC側と現像ユニットD側ではこの中心線を水平に保つと現像ユニットD側がクリーニングユニットC側よりも大きな一次モーメントを生ずるような重量配分になっている。
【0061】V.プロセスカートリッジBの画像形成装置本体14への着脱プロセスカートリッジBの画像形成装置本体14への装着には、トナー枠体11の凹部17側及び下側の夫々のリブ11cを片手でつかみ、円筒形ガイド13aR,13aLを夫々画像形成装置本体14のカートリッジ装着部のガイド部16a,16cへ挿入し、続いて挿入方向から見てプロセスカートリッジBを前下りにして回り止めガイド13bR,13bLを画像形成装置本体14のガイド部16a,16cへ挿入する。プロセスカートリッジBの円筒形ガイド13aR,13aL、回り止めガイド13bR,13bLは画像形成装置本体14のガイド部16a,16cに沿って奥側へ進み、プロセスカートリッジBの円筒形ガイド13aR,13aLが画像形成装置本体14の位置決め溝16b,16dに達すると、この円筒形ガイド13aR,13aLは位置決め溝16b,16dの位置へプロセスカートリッジBの重力で着座する。これによって、位置決め溝16b,16dに対してプロセスカートリッジBの円筒形ガイド13aR,13aLは正確に位置が定まる。そして円筒形ガイド13aR,13aLの中心を結ぶ中心線は、感光体ドラム7の中心線であるから、感光体ドラム7は画像形成装置本体14に概略に位置が定まる。尚、最終的にはカップリングが結合した状態で感光体ドラムは装置本体14に対する位置が決まる。
【0062】この状態では、画像形成装置本体14の固設部材25とプロセスカートリッジBの規制当接部13jはわずかに隙間がある。ここでプロセスカートリッジBを持っている手を離すと、プロセスカートリッジBはその円筒形ガイド13aR,13aLを中心にして現像ユニットD側が下り、クリーニングユニットC側が上昇し、プロセスカートリッジBの規制当接部13jは画像形成装置本体14の固設部材25に当接し、プロセスカートリッジBは画像形成装置本体14に対して正確に装着される。その後、開閉部材35を図1において支点35aを中心に時計回りに回動して閉める。
【0063】プロセスカートリッジBを装置本体14から取り外すのは、上記と逆で、装置本体14の開閉部材35を開いてプロセスカートリッジBの把手部をなす前述の上下のリブ11cに手を掛け持ち上げるようにすると、プロセスカートリッジBの円筒形ガイド13aR,13aLが装置本体14の位置決め溝16b,16dを中心に回動し、プロセスカートリッジBの規制当接部13jが装置本体14の固定部材25から離れる。プロセスカートリッジBを更に引くと上記円筒形ガイド13aR,13aLが上記位置決め溝16b,16dから脱出して装置本体14に固定したガイド部材16R,16Lのガイド部16a,16cへ移動し、そのまま、プロセスカートリッジBを引き上げるとプロセスカートリッジBの円筒形ガイド13aR,13aL、回り止めガイド13bR,13bLは装置本体14のガイド部16a,16c中を移動して上昇し、これによって、プロセスカートリッジBの姿勢を規制されて、プロセスカートリッジBは装置本体14の他の部分に当ることなく装置本体14外へ取り出される。
【0064】なお、図12に示すとおり、平歯ギア7nは感光体ドラム7の軸方向ではす歯のドラムギア7bと反対側の端部に設けられている。この平歯ギア7nは、プロセスカートリッジBが装置本体14に装着された際に、装置本体14に設けられた転写ローラ4と同軸のギア(図示せず)と噛合して、転写ローラ4を回転させる駆動力をプロセスカートリッジBから伝達する。
【0065】VI.現像ユニットDのトナー枠体11の構成図3、図5、図7、図16、図20、図21を用いてトナー枠体について詳細に説明する。図20はトナーシールを溶着する前の斜視図、図21はトナーを充填後の斜視図である。
【0066】図3に示すようにトナー枠体11は上方枠体11a及び下方枠体11bの2部品によって構成されている。この上方枠体11aは図1に示すように画像形成装置本本体14の光学手段1の右方の空間を占めるように上方へ向って膨出しており、電子写真画像形成装置Aを大きくすることなく、プロセスカートリッジBのトナー量を増加するようにしている。図3、図4、図7に示すように上方枠体11aの長手方向中央に外側から凹部17が設けられており、把手の機能を有している。そこで操作者は、手でもって上方枠体11aの凹部17と下方枠体11bの下側を把んで持つ。なお、凹部17の片側及び下方枠体11bの下側に設けた長手方向のリブ11cはプロセスカートリッジBを持つ場合の滑り止めとなっている。そして、図3に示すようにこの上方枠体11aのフランジ11a1を下方枠体11bの回り縁付のフランジ11b1に嵌合し溶着面Uで合わせて、超音波溶着により溶着リブ(図示せず)を溶かすことにより両枠体11a,11bを一体化している。ただし結合方法としては、超音波溶着に限定されずに、例えば熱溶着、強制振動、あるいは接着等で行なっても良い。両枠体11a,11bを超音波溶着する際に上述のフランジ11b1で両枠体11a,11bを支持するほか、開口部11iの外側上方にフランジ11b1とほぼ同一平面上に段部11mを設けてある。この段部11mを設けるための構成は後述する。
【0067】なお、両枠体11a,11bを結合するのに先立って、下方枠体11bの内部にトナー送り部材9bを組み込む。さらに、図16に示すようにトナー送り部材9bの端部に係止するようにカップリング部材11eをトナー枠体11の側板の穴11e1から組み込む。前記穴11e1は、下方枠体11bの長手方向一側端に設けられている。そしてこの穴11e1と同じ側にトナーを充填するためのほぼ直角三角形のトナー充填口11dが設けられている。このトナー充填口11dの縁は上下トナー枠体11a,11bの合せ目近くに沿う直角側の一辺と、この一辺に直角な上下方向の一辺、及び下方枠体11bの下側に沿う斜辺を有する。このためトナー充填口11dは最大限の大きさを採用することができている。そこで穴11e1とトナー充填口11dは並んで設けられている。更に、図20に示すようにトナー枠体11の長手方向には、トナー枠体11から現像枠体12へトナーを送るためのトナー枠体11の開口部11iが設けられており、この開口部11iをふさぐようにシール(後述)を溶着する。その後、トナー充填口11dからトナーを充填し、トナー充填口11dを図21で示すようにトナーキャップ11fでふさいでトナーユニットJとして完成する。トナーキャップ11fはポリエチレン、ポリプロピレン等の材質で形成されており、トナー枠体11に設けられたトナー充填口11dに圧入または接着されて抜け止めされる。更にトナーユニットJは後述する現像枠体12と超音波溶着し、現像ユニットDとなる。ただし結合方法としては、超音波溶着に限定されずに、接着、あるいは弾性力を用いてスナップフィット等で行なってもよい。
【0068】また、図3に示すように、トナー枠体11の下方枠体11bの斜面Kはトナーが消費されると自然に落下する傾斜角度θ、即ち、装置本体14を水平にした状態で装置本体14に装着されたプロセスカートリッジBの有する斜面Kと水平線Zとのなす角度θが約65°程度が好適である。また、下方枠体11bはトナー送り部材9bの回転領域を逃げるように下方に凹形部11gを有している。トナー送り部材9bの回転直径は37mm程度である。凹形部11gは斜面Kの延長線より約0mm〜10mm位凹であれば良い。これはもし凹形部11gが斜面Kより上方にあるとすると、斜面K上方より自然落下してきたトナーが凹形部11gと斜面Kの間のトナーが現像枠体12内に送られなくなり、トナーが残ってしまう場合が予想されるが、本実施の形態では確実にトナーをトナー枠体11から現像枠体12へ送り出すことができる。
【0069】なおトナー送り部材9bは直径2mm程度の棒状の鉄系の材質が用いられ、クランク形状となっており、図20に片側を図示するように夫々に設けたジャーナル9b1の一方をトナー枠体11の開口部11i内に面する部分の穴11rに枢着すると共に他方をカップリング部材11eに固定してある(結合部は図20では見えない)。
【0070】以上のようにトナー枠体11の底面にトナー送り部材9bの逃げとして凹形部11gを設けることにより、コスト上昇することなく安定したトナー送り性能が得られる。
【0071】図3、図20、図22に示すようにトナー枠体11の現像枠体12との接合部には、トナー枠体11から現像枠体12へトナーを送り出す開口部11iが設けられている。この開口部11iの周囲には凹面11kが設けられている。この凹面11kの上下のフランジ11j,11j1の長手方向にじかに両縁側には条溝11nが平行して設けられている。なお、この凹面11kの上方のフランジ11jは門形をしており、下方のフランジ11j1は、凹面11kに対して交叉方向である。図22に示すようにこの条溝11nの底11n2は凹面11kよりも外方(現像枠体12側)へ突出した位置にある。なお、図35に略画で示すように開口部11iのフランジ11jは額縁状として一平面となるようにしてもよい。
【0072】VII.現像ユニットDの現像枠体12とトナー枠体11との結合部の構成図19に示すように現像枠体12のトナー枠体11との対向面は一平面12uであり、この平面12uの上下および長手両側にはこの平面12uよりも後退した位置にこの平面12uに平行なフランジ12eが額縁状に閉じた形に設けられ、このフランジ12eの縁に長手方向に沿ってトナー枠体11の条溝11nに嵌合する突条12vが設けられている。この突条12vの頂面には超音波溶着する際の三角突条12v1が設けられている(図22参照)。そこで夫々部品を仕組まれた後のトナー枠体11と現像枠体12は、このトナー枠体11の条溝11nと現像枠体12の突条11vを嵌合しその長手方向に沿って超音波溶着されるようになっている(詳細は後述する)。
【0073】図21に示すようにトナー枠体11の開口部11iを塞ぐように、凹面11kに長手方向に裂け易いカバーフィルム51が貼り付けられている。このカバーフィルム51は、凹面11kにおいて、前記開口部11iの4辺の縁に沿ってトナー枠体11に貼り付けられている。このカバーフィルム51には開口部11iを開封するために、カバーフィルム51を引き裂くためのテアテープ52が溶着されている。そしてこのテアテープ52は、開口部11iの長手方向一端52bで折り返されて、現像枠体12のトナー枠体11と対向する平面の長手方向の端部に貼り付けられた、例えばフエルトのような弾性シール材54(図19参照)とトナー枠体11間を通って外部へ引き出され、テアテープ52の外部へ引き出された端部52aは手掛けとなる把手部材11tを取り付けてある(図6、図20、図21参照)。この把手部材11tはトナー枠体11と一体成形されており、トナー枠体11とつながる部分を特に薄くして切り離せるようにしてあり、テアテープ52の端部をこの把手部材11tに貼り付けてある。なお該弾性シール材54表面の内部寄りには、摩擦係数の小さい合成樹脂フィルム状のテープ55が貼り付けられている。またさらに、この弾性シール材54を貼り付けた位置と長手方向の反対側の端部において平面12eには、弾性シール材56が貼り付けられている(図19参照)。
【0074】上述した、弾性シール材54,56は、フランジ12e長手方向両端において短手方向の全幅においてフランジ12eに貼り付けてある。そして弾性シール材54,56は凹面11kの長手方向の両端部のフランジ11jに一致し、且つそのフランジ11jの短手方向の全幅にわたり、さらに突条12vとオーバーラップしている。
【0075】またさらに、トナー枠体11と現像枠体12を結合する際に、両枠体11,12の位置合わせを容易にするために、トナー枠体11のフランジ11jには、現像枠体12に設けた円筒形ダボ12w1、角形ダボ12w2と嵌合する丸穴11r、角穴11qが設けられている。ここで丸穴11rはダボ12w1と密に嵌合し、角穴11qはダボ12w2と短手方向は密に、長手方向はラフに係合する。
【0076】トナー枠体11と現像枠体12を結合する際には、トナー枠体11、現像枠体12は夫々を仕組品として独立に組立てる。その後に、現像枠体12の位置決め用の円筒形ダボ12w1、角形ダボ12w2をトナー枠体11の位置決め用の丸穴11r、角穴11qに嵌入する。また、トナー枠体11の条溝11nに現像枠体12の突条12vを夫々嵌め込む。そして、トナー枠体11と現像枠体12を互いに圧接すると、シール材54,56はトナー枠体11の長手方向両端部のフランジ11jに接して圧縮され、現像枠体12の平面12uの長手方向両側で短手方向に一体成形で設けたスペーサの役をする突条12zがトナー枠体11のフランジ11jに接近する。ここで、テアテープ52の通過を許すように、前記突条12zは、テアテープ52の幅方向(短手方向)の両側にのみ設けられている。
【0077】上記状態でトナー枠体11と現像枠体12を圧して突条12vと条溝11n間に超音波振動を加え、摩擦熱によって前記三角突条12v1を溶かして条溝11nの底と溶着する。これによって、トナー枠体11の条溝11nの縁11n1、現像枠体12のスペーサ用の突条12zは夫々相手部材と密着状態となり、トナー枠体11の凹面11kと対向する現像枠体12の対向平面12u間には周縁が密着された空間ができる。この空間に前記カバーフィルム51、テアテープ52が納まる。
【0078】また、トナー枠体11に収納されたトナーを現像枠体12へ送り出すためには、プロセスカートリッジBの外部へ突出しているテアテープ52の端部52a(図6参照)の把手部材11tの根本側をトナー枠体11から、切り離すか、引きちぎった後に把手部材11tを操作者が手で引くことにより、カバーフィルム51が引き裂かれて、トナー枠体11の開口部11iが開封され、トナーをトナー枠体11から現像枠体12へ送り出し可能となる。そして、弾性シール材54,56は平たい帯状の立方形のまま、トナー枠体11のフランジ11jの長手方向の両端部で厚さのみ小さくなるように変形しているのでシール性がよい。
【0079】このようにトナー枠体11と現像枠体12の対向面が構成されているので、カバーフィルム51を引き裂く力をテアテープ52に加えると、テアテープ52を両枠体11,12間から円滑に引き出せる。
【0080】またさらにトナー枠体11と現像枠体12を超音波溶着する際に、摩擦熱が生じてこの摩擦熱によって三角突条12v1を溶融する。この摩擦熱により、トナー枠体11及び現像枠体12には熱応力が生じて熱変形するおそれがある。しかしながら本実施の形態によれば、トナー枠体11の条溝11nと現像枠体12の突条12vが長手方向の略全範囲にわたって嵌合しており、両枠体11,12の結合状態において、溶着部周辺が強化されており、熱応力による熱変形が生じ難い。
【0081】トナー枠体11、現像枠体12を形成する材質としては、プラスチック例えばポリスチレン、ABS樹脂アクリロニトリル/ブタジエン/スチレン共重合体、ポリカーボネイト、ポリエチレン、ポリプロピレン等である。
【0082】ここで図3には本実施の形態に用いられるトナー枠体11の側断面図が示されている。図3は、トナー枠体11が現像枠体12と結合する結合面JPを大略鉛直方向に配置して示してある。
【0083】VIII.トナー枠体11のトナー容器11Aの構成本実施の形態に用いるトナー枠体11について更に詳細に説明する。トナー容器11Aに収納している一成分トナーを開口部11i方向へ効率よく落下させるために、2つの斜面K,Lを有している。この斜面K,Lはともに、トナー枠体11の長手方向全幅に設けられている。斜面Lは、開口部11iの上方に配置されており、また、斜面Kは開口部11iの奥側(トナー枠体11の短手方向)に配置されている。また斜面Lは上方枠体11aに形成されており、斜面Kは下方枠体11bによって構成される。そして斜面Lは装置本体14にプロセスカートリッジBを装着状態において鉛直方向又は鉛直方向よりも面が下向きである。また、斜面Kは、トナー枠体11と現像枠体12の結合面JPに直交する線mに対する角度θ3が約20度〜40度である。言い換えれば、本実施の形態では上方枠体11aに下方枠体11bを結合するにあたって、下方枠体11bを前記設置角度でもって設置できるように上方枠体11aの形状を規定している。そこで本実施の形態によれば、トナーを収容しているトナー容器11Aは、効率よくトナーを開口部11i方向へ供給することができる。
【0084】IX.現像枠体12の構成次に、現像枠体12について、更に詳細に説明する。
【0085】現像枠体12について図3、図14、図15、図16、図17、図18を用いて説明する。図14は現像枠体12に各部品を組み込む状態で示した斜視図、図15は現像枠体12に現像部駆動伝達ユニットDGを組み込む状態を示す斜視図、図16は該駆動伝達ユニットDGが取り付けられていない状態で現像ユニットを示す側面図、図17は現像部駆動伝達ユニットDGを内部側から見る側面図、図18は軸受箱の内部を示す斜視図である。
【0086】現像枠体12には、前述のように現像ローラ9c、現像ブレード9d、トナー攪拌部材9e及びトナー残量を検出するためのアンテナ棒9hが組み込まれる。
【0087】現像ブレード9dは、図14に示すように厚さ1〜2mm程度の板金9d1にウレタンゴム9d2がホットメルト、両面接着テープ等で固定されたもので、ウレタンゴム9d2が現像ローラ9cの母線に接することによって現像ローラ9c周面上のトナー量を規制する。現像枠体12に設けられたブレード取り付け部としてのブレード突当て平面12iの長手方向の両端部には、ダボ12i1(エル)、角形突起12i3及びねじ用穴(めねじ)12i2が設けられている。そこで、板金9d1に設けられた穴9d3、切り込み9d5を前記夫々ダボ12i1、突起12i3に嵌合する。その後、板金9d1に設けられたねじ穴9d4を挿通して小ねじ9d6を前記めねじ12i2にねじ込み、板金9d1を平面12iに固定する。なお、現像枠体12には、板金9d1の上方長手方向に沿って、トナーの外部への漏れを防ぐため、モルトプレーン等の弾性シール部材12sを貼り付けている。更に、この弾性シール部材12sの両端から続いて現像ローラ9cに沿う円弧面12jまで、弾性シール部材12s1が貼り付けられている。また更に、下あご部12hには現像ローラ9cの母線に接する薄片の弾性シール部材12s2が貼り付けられている。
【0088】ここで、現像ブレード9dの板金9d1の一端は略90°に曲げられ曲げ部9d1aとなっている。
【0089】次に、現像ローラユニットGについて図14、図18を用いて説明する。現像ローラユニットGは、1)現像ローラ9c、2)現像ローラ9c周面と感光体ドラム7周面間の距離を一定にするためのスペーサコロ9i、なおこのスペーサコロ9iは合成樹脂製の電気絶縁材製であって、感光体ドラム7のアルミニウムAl(エル)製の円筒部と現像ローラ9cのアルミニウムAl(エル)製の円筒部がリークしないように現像ローラ9cの両端部に被せるスリーブキャップを兼ねている。3)現像ローラ9cを回転自在に支持し現像枠体12に位置決めするための現像ローラ軸受9j(図14に特に拡大して図示)、4)感光体ドラム7に設けられたはす歯のドラムギア7bから駆動を受けて、現像ローラ9cを回転させるための現像ローラギア9k(はす歯ギア)、5)現像ローラ9c端部に一端が嵌合している現像コイルバネ接点9l(エル)(図18参照)、及び、6)現像ローラ9c内部に設けられ、トナーを現像ローラ9c周面上に付着させるためのマグネット9gでユニット化されている。なお、図14では軸受箱9vを現像ローラユニットGに対して既に取り付けてあるが、現像ローラユニットGは現像枠体12の側板12A,12Bにわたされた後、軸受箱9vを現像枠体12に取り付ける際に軸受箱9vと結合されるものである。
【0090】この現像ローラユニットGは、図14に示すように現像ローラ9cの一端には金属フランジ9pが嵌合固定され、このフランジ9pは外方へ向って現像ローラギア取付軸部9p1が突出し、この現像ローラギア取付軸部9p1は円筒部に二面幅部を有し、この二面幅部付の円筒部に嵌合して回り止めされて合成樹脂製の現像ローラギア9kが嵌合している。現像ローラギア9kははす歯ギアであって、回転時、軸方向の推力は現像ローラ9cの中央部へ向うようにねじれている(図31参照)。このフランジ9p中を通ってマグネット9gのDカットされた欠円形軸9g1が外部へ突出している。この欠円形軸9g1の一方は後述の駆動伝達ユニットDGの現像ホルダ40に嵌合し、非回転で支持される。前述した現像ローラ軸受9jには内側へ突出する回り止め突起9j5を有する丸穴が設けられ、この丸穴にC形の軸受9j4が丁度嵌合し、この軸受9j4に回転自在に前記フランジ9pが嵌合している。現像ローラ軸受9jは現像枠体12のスリット12fに嵌め込まれ、現像ホルダ40の突起40fを現像枠体12の穴12g及び現像ローラ軸受9jの穴9j1に挿入し、現像ホルダ40を現像枠体12に固定することにより保持される。上記軸受9j4はつば付きであり、つば部のみC形をしているが、軸方向すべての断面がC形であっても差し支えない。上記現像ローラ軸受9jの軸受9j1の嵌入する穴は、段付穴であり、上記回り止め突起9j5は軸受9j4のつばが嵌入する大径部に設けられている。この軸受9j及び後述の軸受9fはポリアセタール、ポリアミド等である。
【0091】中空円筒形の現像ローラ9cを挿通しているマグネット9gの両端部は現像ローラ9cから両端に突出し他端の欠円形軸9g1は、図18に示すように、現像ローラ軸受箱9vに設けた図の上側にあり見えないD形の支持穴9v3に嵌合する。現像ローラ9cの端部内周には絶縁部材よりなる中空のジャーナル9wが嵌入固定され、このジャーナル9wと一体の縮径円筒部9w1は現像ローラ9cと導通のとれた現像コイルばね接点9l(エル)とマグネット9g間を絶縁している。つば付の軸受9fは合成樹脂の絶縁体であって前記マグネット支持穴9v3と同心の軸受嵌合穴9v4に嵌合する。この軸受嵌合穴9v4に設けたキー溝9v5には軸受9fに一体に設けたキー部9f1が嵌合することにより軸受9fは回り止めされる。
【0092】図18に示すように、上述の軸受嵌合穴9v4は底があり、この底には中抜きの円板状の現像バイアス接点121の内部側端部がある。現像ローラ軸受箱9vに現像ローラ9cを組付けると、この現像バイアス接点121に金属の現像コイルばね接点9l(エル)が縮められて圧接する。前記現像バイアス接点121は、円板状部の外径から折曲し、軸受嵌合穴9v4の軸方向の凹部9v6に嵌合して軸受9fの外側をとおる導出部121aと、第1の導出部121aに続いて軸受嵌合穴9v4の端部の切り欠き9v7に嵌まり込んで折曲された第2の導出部121b、第2の導出部121bから折曲した第3の導出部121c、第3の導出部121cから現像ローラ9cから見て半径方向の外側へ折曲した第4の導出部121d、第4の導出部121dから同じ向きに折曲した外部接点部121eを有する。このような現像バイアス接点121を支持するため、現像ローラ軸受箱9vには長手方向内部側へ向って支持部9v8が突出し、この支持部9v8は第3、第4の導出部121c、121d及び外部接点部121eに接する。また、第2の導出部121bには現像ローラ軸受箱9vの裏側で長手方向内部側へ突出するダボ9v9に圧入される止め穴121fを有する。この現像バイアス接点121の外部接点部121eはプロセスカートリッジBを装置本体14へ装着した際、後述の装置本体14側の現像バイアス接点部材125と接触するものである。これにより現像ローラ9cへ現像バイアスが印加される。
【0093】現像ローラ軸受箱9vを現像枠体12に固定するには、現像ローラ軸受箱9vに設けられた2個の円筒形突部9v1を図19に示す現像枠体12の長手方向一側端に設けられた穴部12mに嵌合して、現像ローラ軸受箱9vを現像枠体12に対して位置決めする。そして現像ローラ軸受箱9vのねじ穴9v2を挿通して不図示の小ねじを現像枠体12のめねじ12cにねじ込むことにより、現像ローラ軸受箱9vを現像枠体12に対して固定する。
【0094】このように本実施の形態においては、現像ローラ9cを現像枠体12に取り付けるあたって、まず現像ローラユニットGを組立てる。そして組立てた現像ローラユニットGを現像枠体12に取り付ける。
【0095】なお現像ローラユニットGの組立ては、次の工程で行われる。まず、フランジ9pを組み込んだ現像ローラ9c中にマグネット9gを挿通させ現像ローラ9cの一端にジャーナル9w、現像コイルばね接点9l(エル)を取り付け、両端夫々にスペーサコロ9iを取り付け、更にその外側に現像ローラ軸受9jを夫々取り付ける。次いで現像ローラ9cの一端の現像ローラギア取付軸部9p1に現像ローラギア9kを取り付ける。そして、現像ローラ9cの現像ローラギア9kが取り付けられた両端には、先端がDカットされたマグネット9gの欠円形軸9g1を突出させている。このようにして、現像ローラユニットGを構成している。
【0096】また、図19において、12pは開口部であって、現像枠体12の長手方向に沿って設けられている。そしてこの開口部12pは、トナー枠体11と現像枠体12とを結合した状態で、トナー枠体11の有する開口部11iと対向する。そしてトナー枠体11に収容されているトナーを、現像ローラ9cへ供給可能とする。また、この開口部12pの長手方向全幅に沿って前記トナー攪拌部材9e及びアンテナ棒9hが取り付けられている。
【0097】次に、トナー残量を検知するためのアンテナ棒9hについて説明する。図14、図19に示すように、アンテナ棒9hは、その一端がクランク状に曲げられている。この一端の接点部9h1(トナー残量検出接点122)は装置本体14に取り付けられている後述のトナー検出接点部材126に接触して、電気的に接続する。このアンテナ棒9hを現像枠体12に取り付けるにはまず、アンテナ棒9hの先端を現像枠体12の側板12Bに設けられた貫通穴12bを貫通させて内部に挿入する。そして、現像枠体12の反対側の側面に設けられた不図示の穴に前記先端を支持させる。このようにアンテナ棒9hは貫通穴12bと前記不図示の穴により位置決めして支持される。また前記貫通穴12bにはトナーの侵入を防ぐため、シール部材(図示せず)(例えば合成樹脂リングまたはフエルトあるいはスポンジ等)が挿入されている。
【0098】なお、クランク状の接点部9h1のアーム部分は現像ローラ軸受箱9vが現像枠体12に取り付けられると、現像ローラ軸受箱9vがアンテナ棒9hの移動を阻止し、アンテナ棒9hが外方へは脱出しない位置にある。
【0099】ここで、前記アンテナ棒9hの先端を挿入する側の現像枠体12の側板12Aはトナー枠体11と現像枠体12を結合した際に、トナー枠体11の側面側に延出してトナー下方枠体11bに設けられたトナーキャップ11fと対向してトナーキャップ11fを一部覆う。また側板12Aには、図16に示すように穴12xが設けられており、この穴12xには、トナー送り部材9bに駆動力を伝達するためのトナー送りギア9sの軸継手部9s1(図15参照)が挿通する。このトナー送りギア9sは、トナー送り部材9bの端部に係合しトナー枠体11に回転自在に支持されているカップリング部材11e(図16、図20参照)と連結して、トナー送り部材9bに駆動力を伝達する軸継手部9s1を一体に備えている。
【0100】図19に示すように現像枠体12にはアンテナ棒9hと平行し、トナー攪拌部材9eが回転自在に支持されている。このトナー攪拌部材9eはクランク状で一方のジャーナルが図14に示す側板12Bの軸受穴12B1に嵌合し、他方のジャーナルは図16に示す側板12Aに回転自在に支持される軸部を一体に有するトナー攪拌ギア9mに嵌入すると共に、クランクアームを該軸部の切り欠きに引っ掛けて、攪拌ギア9mの回転をトナー攪拌部材9eに伝えるようにしてある。
【0101】X.現像ユニットDへの駆動力の伝達次に、現像ユニットDへの駆動力の伝達について説明する。
【0102】図15に示すように、Dカットされたマグネット9gの欠円形軸9g1に現像ホルダ40の支持穴40aが嵌入し非回転に支持される。現像ホルダ40を現像枠体12に取り付けると、現像ローラギア9kは歯車列GTのギア9qと噛合い、トナー攪拌ギア9mは小ギア9s2と噛合う。これによってトナー送りギア9s及びトナー攪拌ギア9mは現像ローラギア9kより駆動力の伝達を受けられるようになる。
【0103】ギア9qからトナー送りギア9sまでのギアは総てアイドラギアである。現像ローラギア9kに噛合うギア9qとこのギア9qと一体の小ギア9q1は現像ホルダ40と一体のダボ40bに回転自在に支持されている。小ギア9q1と噛合う大ギア9rとこのギア9rと一体の小ギア9r1は現像ホルダ40と一体のダボ40cに回転自在に支持されている。小ギア9r1はトナー送りギア9sと噛合っている。トナー送りギア9sは現像ホルダ40に一体に設けたダボ40dに回転自在に支持されている。トナー送りギア9sは軸継手部9s1を有する。トナー送りギア9sには小ギア9s2が噛合っている。小ギア9s2は現像ホルダ40に一体に設けたダボ40eに回転自在に支持されている。上記ダボ40b,40c,40d,40eは直径約5〜6mm程度であり、ギア列GTの各ギアを支持する。
【0104】以上の構成を取ることにより、同一の部材(本実施の形態では現像ホルダ40)によってギア列を構成するギアの支持を行うことができる。従って、組立に関し、現像ホルダ40に歯車列GTを部分組立ができ、組立工程を分散し、簡単化できる。即ち、現像枠体12へはアンテナ棒9h、トナー撹拌部材9eを組み付けた上、現像ローラユニットGを現像部駆動伝達ユニットDG、歯車箱9vを夫々現像枠体12へ組み付けるのと同時に組立て現像ユニットDを完成する。
【0105】またこの現像枠体12を形成する材質としては、前述したトナー枠体11の材質と同様である。
【0106】XI.プロセスカートリッジBの電気接点の構成次に、前記プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14に装着したときに、両者を電気的に接続するための接点の接続と配置について図8、図9、図11、図23、図30を用いて説明する。
【0107】プロセスカートリッジBには、図8に示すように、複数の電気接点が設けてある。即ち、1.感光体ドラム7を装置本体14との間でアースするために、該感光体ドラム7と電気的に接続した導電性アース接点として円筒形ガイド13aL(導電性アース接点として説明する場合は符号119を用いる)、2.帯電ローラ8へ装置本体14から帯電バイアスを印加するために、帯電ローラ軸8aと電気的に接続した導電性帯電バイアス接点120、3.現像ローラ9cに装置本体14から現像バイアスを印加するために、現像ローラ9cと電気的に接続した導電性現像バイアス接点121、4.トナー残量を検出するために、アンテナ棒9hと電気的に接続した導電性トナー残量検出接点122、の4個の接点がカートリッジ枠体側面と底面から露出するように設けてある。そして前記4個の接点119〜122は、プロセスカートリッジBの装着方向から見て全てカートリッジ枠体の左側の側面及び底面に、各接点間が電気的にリークしない距離を隔てて設けられている。なお、アース接点119及び帯電バイアス接点120はクリーニングユニットCに設けられており、また、現像バイアス接点121及びトナー残量検出接点122は現像枠体12に設けられている。また、前記トナー残量検出接点122は、プロセスカートリッジBが装置本体14に装着されたことを装置本体14に検出させるための、プロセスカートリッジ有無検出接点を兼ねる。
【0108】図11に示すように前記アース接点119は既に述べたように導電性の材質のフランジ29に一体に設けられ、更にフランジ29と一体のドラム軸7aをアース接点部材119と同軸上に設け、ドラム軸7aにドラム筒7dに導通しているアース板7fを圧接して外部へ導いている。本実施の形態では、フランジ29を鉄等の金属製としている。また他の帯電バイアス接点120、現像バイアス接点121は厚さが約0.1mm〜0.3mm程度の導電性の金属板(例えば、ステンレススチール、燐青銅)をプロセスカートリッジ内部から張り巡らせている。そして、帯電バイアス接点120はクリーニングユニットCの反駆動側底面から露出し、現像バイアス接点121及びトナー残量検出接点122は現像ユニットDの反駆動側底面から露出するように設けられている。
【0109】更に詳細に説明する。
【0110】前述した通り、本実施の形態においては、図11に示すように感光体ドラム7の軸線方向一側端にはす歯のドラムギア7bを設けている。このドラムギア7bは、現像ローラギア9kと噛合して、現像ローラ9cを回転させる。なおこのドラムギア7bは、回転する際にスラスト力(図11に示す矢印d方向)を生じて、長手方向に遊びを有してクリーニング枠体13に設けられている感光体ドラム7をドラムギア7bが設けられている側へ付勢し、平歯ギア7nに固定されているアース板7fがドラム軸7aを押圧する反力が矢印d方向に加わる。そして、ドラムギア7bの側端7b1がクリーニング枠体13に固定した軸受38内側端面38bに突き当たる。これによって、感光体ドラム7はプロセスカートリッジBの内部において、軸線方向の位置が規定される。そして前記アース接点119は、前記クリーニング枠体13の一側端13kに露出して設けられている。このドラム軸7aは、感光層7eを被覆されているドラム筒7d(本実施の形態ではアルミニウム製)の中心に進入する。ドラム筒7dの内面7d1と前記ドラム軸7aの端面7a1とに接触するアース板7fによって前記ドラム筒7dと前記ドラム軸7aは電気的に接続されている。
【0111】また、前記帯電バイアス接点120は、クリーニング枠体13の帯電ローラ8を支持している部分の近傍に設けられている(図8参照)。そして前記帯電バイアス接点120は、図23に示すように前記帯電ローラ軸8aと接触している複合ばね8bを介して前記帯電ローラ8の軸8aと電気的に接続している。この複合ばね8bはクリーニング枠体13に設けたほぼ帯電ローラ8と感光体ドラム7の中心を結ぶ線上のガイド溝13gに滑合している帯電ローラ軸受8cと該ガイド溝13gの一方端にあるばね座120b間に縮設された複合ばね8bの圧縮コイルばね部8b1のばね座側座巻部から帯電ローラ軸8aに圧接する内部接点8b2を有している。前記帯電バイアス接点120は図23に示すように外部露出部120aからクリーニング枠体13内に入り、帯電ローラ8の一端側の帯電ローラ軸8aの移動方向に対して横切るように折曲してばね座120bを終端としている。
【0112】次に、現像バイアス接点121及びトナー残量検出接点122について説明する。これら両接点121,122は、クリーニング枠体13の一側端13kと同じ側に設けられている現像ユニットDの底面に設けられている。そして前記現像バイアス接点121の第3の導出部、即ち外部接点部121eは、平歯ギア7nを間にして帯電バイアス接点120とは反対側に配設されている。そして既に述べたように前記現像バイアス接点121は、前記現像ローラ9cの側端と導通している現像コイルバネ接点9l(エル)を介して前記現像ローラ9cと電気的に接続している(図18参照)。
【0113】図31はドラムギア7b、現像ローラギア9kに生ずるスラストと現像バイアス接点121の関係を摸式的に示す。既に述べたように駆動により感光体ドラム7は図31において矢印d方向に移動し、ドラムギア7b側の端面が、図31には図示されない軸受38端面と接触して回転し、感光体ドラム7の長手方向位置は一定する。一方ドラムギア7bに噛合う現像ローラギア9kは矢印dと反対の矢印e方向にスラストを受け、現像バイアス接点121を押圧している現像コイルばね接点9l(エル)を押圧し、現像ローラ9cと現像ローラ軸受9jとの間に働いている現像コイルばね接点9lによる矢印f方向の押圧力を軽減させる。これによって現像コイルばね接点9lと現像バイアス接点121との接触を確実とし、現像ローラ9c端面と現像ローラ軸受9j端面間の摩擦抵抗を軽減し、現像ローラ9cの回転を円滑にする。
【0114】また、図8に示すトナー残量検出接点122は、カートリッジ装着方向(図9矢印X方向)に対して前記現像バイアス接点121の上流側に現像枠体12から露出して設けられている。そして、図19に示すようにトナー残量検出接点122は、前記現像ローラ9cのトナー枠体11側において、現像枠体12に前記現像ローラ9cの長手方向に沿って設けられた導電性材料、例えば金属線のアンテナ棒9hの一部となっている。前述した通り、前記アンテナ棒9hは、現像ローラ9cの長手方向全長にわたって現像ローラ9cと一定距離を隔てた位置に設けられている。プロセスカートリッジBを装置本体14に装着すると装置本体14側のトナー検出接点部材126と接触する。そして、このアンテナ棒9hと現像ローラ9cとの間の静電容量は両者間に存在するトナー量によって変化する。そこで、この静電容量の変化を電位差変化として、装置本体14のトナー検出接点部材126と電気的につながっている制御部(図示せず)によって検出することにより、トナー残量を検出するものである。
【0115】ここで前記トナー残量とは、現像ローラ9cとアンテナ棒9hの間に存在するトナー量が、所定の静電容量を生ずるトナー量である。これによって、トナー容器11A内のトナー残量が、所定の量となったことを検出できる。そこで、装置本体14に設けた前記制御部によって、前記トナー残量検出接点122を介して静電容量が第一の所定の値になったことを検出し、トナー容器11A内のトナー残量が所定の量となったことを判別する。装置本体14は、静電容量が前記第一の所定の値となったことを検出すると、プロセスカートリッジBの交換報知を行う(例えば、ランプの点滅、ブザーによる音の発生)。また、前記制御部は、前記静電容量が前記第一の所定の値よりも小さい第二の所定の値を検出することによって、プロセスカートリッジBが装置本体14に装着されたことを検出する。また、前記制御部は、プロセスカートリッジBが装着されたことを検出しなければ、装置本体14の画像形成動作を開始させない。即ち、装置本体14の画像形成動作を開始させない。
【0116】なおプロセスカートリッジ未装着の報知を行っても良い(例えば、ランプの点滅等)。
【0117】XII.画像形成装置本体14の電気接点の構成次に、前記プロセスカートリッジBに設けた接点と、装置本体14に設けた接点部材との接続について説明する。
【0118】さて、画像形成装置Aのカートリッジ装着スペースSの一方側の内側面には、図9に示すように、前記プロセスカートリッジBを装着したときに、前記各接点119〜122に接続し得る4個の接点部材(アース接点119と電気的に接続するアース接点部材123、帯電バイアス接点120と電気的に接続する帯電接点部材124、現像バイアス接点121と電気的に接続する現像バイアス接点部材125、トナー残量検出接点122と電気的に接続するトナー検出接点部材126)が設けてある。
【0119】図9に示す通り、アース接点部材123は位置決め溝16bの底に設けられている。また、現像バイアス接点部材125、トナー検出接点部材126、帯電接点部材124はガイド部16aの下方でガイド部16a外でガイド部16aの傍のカートリッジ装着スペースSの片側の壁面下に上方にむけて弾性的に設けられている。
【0120】ここで、各接点とガイドとの位置関係について説明する。
【0121】まずプロセスカートリッジBをほぼ水平にした状態の図6において、垂直方向において、最下位にトナー残量検出接点122、その上方に現像バイアス接点121、その上方に帯電バイアス接点120、その上方にほぼ同じ高さに回り止めガイド13bL及び円筒形ガイド13aL(アース接点119)が配置されている。また、カートリッジ装着方向(矢印X方向)において、最も上流にトナー残量検出接点122、その下流に回り止めガイド13bL及び現像バイアス接点121、次いでその下流に円筒形ガイド13aL(アース接点119)そしてその下流に帯電バイアス接点120が配置されている。このように配置することによって、帯電バイアス接点120は帯電ローラ8に近付ける、現像バイアス接点121は現像ローラ9cに近付ける、トナー残量検出接点122はアンテナ棒9hに近付ける、また、アース接点119は感光体ドラム7に近付けることができる。このようにすることによってプロセスカートリッジB側及び画像形成装置本体14の夫々の電極の徘回しをなくし接点間距離を短縮できる。
【0122】ここで、各接点の接点部材との接触部のサイズは次の通りである。まず、帯電バイアス接点120は、たて及び横ともに約10.0mm、現像バイアス接点121は、たて約6.5mm、横約7.5mm、トナー残量検出接点122は直径2mmで横長さ約18.0mm、及び、アース接点119は円型でその外径は約10.0mmである。なお前述帯電バイアス接点120、現像バイアス接点121は矩形である。ここで上記接点の縦とはプロセスカートリッジBの装着方向Xに従う方向であり、横方向とは方向Xに直角水平方向である。
【0123】前記アース接点部材123は導電性板ばね部材であり、プロセスカートリッジB側のアース接点119、即ち円筒形ガイド13aL(ドラム軸7aが位置決めされる)がはまり込む位置決め溝16b内に該アース接点部材123が取り付けられており(図9、図11、図30参照)、これが装置本体シャーシを介してアースされている。前記トナー残量検出接点部材126はガイド部16a下方でこのガイド部16aの傍に設けられた導電性板ばね部材である。また他の接点部材124,125は、ガイド部16aの下方でこのガイド16aの傍に設けられ、夫々圧縮コイルばね129によってホルダ127から上方に向かって突出して取り付けられている。これを帯電接点部材124を例にとって説明する。図30の一部に拡大して示すように、帯電接点部材124をホルダ127内に脱落不能且つ上方へ突出可能に取り付ける。そして、このホルダ127を装置本体14に取り付けた電気基板128に固定し、各接点部材と配線パターンとを導電性の圧縮バネ129によって電気的に接続している。
【0124】プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14に挿入して、ガイド部16aによってガイドして装着する際に、所定の装着位置へ至る前にあっては各接点部材123〜126は夫々ばね力で突出状態にある。このとき、各接点部材123〜126にプロセスカートリッジBの各接点119〜122は接触していない。更にプロセスカートリッジBの挿入が進むと、各接点部材123〜126にプロセスカートリッジBの各接点119〜122が接触し、更にわずかに進んでプロセスカートリッジBの円筒形ガイド13aLが位置決め溝16bに嵌入することにより各接点119〜122が夫々各接点部材123〜126をこれらの弾力に抗して後退させ夫々接触圧力を高める。
【0125】このように本実施の形態においては、前述ガイド部材16によってプロセスカートリッジBをガイドして、所定の装着位置に装着すると、前記各接点は各前記接点部材と確実に接続する。
【0126】またアース接点部材123は、プロセスカートリッジBを所定位置へ装着すると、板バネ状のアース接点部材123が円筒形ガイド13aLから突出しているアース接点119と接触する(図11参照)。ここでプロセスカートリッジBが画像形成装置本体14に装着されると、アース接点119とアース接点部材123が電気的に接続して、感光体ドラム7がアースされる。また帯電バイアス接点120と帯電接点部材124が電気的に接続して、帯電ローラ8に高電圧(AC電圧とDC電圧の重畳)が印加される。また現像バイアス接点121と現像バイアス接点部材125が電気的に接続して、現像ローラ9cに高電圧が印加される。また更に、トナー残量検出接点122とトナー検出接点部材126が電気的に接続して、この接点122と現像ローラ9c間の静電容量に応じた情報が装置本体14に伝達される。
【0127】また本実施の形態のように、プロセスカートリッジBの接点119〜122をプロセスカートリッジBの底面側に設けたため、プロセスカートリッジBの装着方向矢印Xに対する左右方向の位置精度の影響を受けない。
【0128】また更に前述実施の形態のように、プロセスカートリッジBの各接点をカートリッジ枠体の一方側に全て配置したので、画像形成装置本体14及びプロセスカートリッジBに対する機械機構部材と電気配線関係部材とをカートリッジ装着スペースS、プロセスカートリッジBの両側に夫々分割配置でき、組立工数を節減でき、また保守点検が容易となる。
【0129】前記プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14に装着すると、後述するように、前記開閉部材35の閉じ動作に連動してプロセスカートリッジ側カップリング装置と本体側カップリングとが結合し、感光体ドラム7等は装置本体14から駆動を受けて回転可能となる。
【0130】前述したように、プロセスカートリッジBに設ける複数の電気接点119〜122を全てカートリッジ枠体の一方側に配置したために、画像形成装置本体14との電気的接続を安定して行うことができる。
【0131】或は、前述実施の形態の通り各接点119〜122を配置することにより、各接点のカートリッジ内での電極の徘回しを短縮することができる。
【0132】XIII.駆動力伝達機構の構成次に画像形成装置本体14からプロセスカートリッジBへ駆動力を伝達する駆動力伝達機構であるカップリング手段の構成について説明する。
【0133】図11は感光体ドラム7をプロセスカートリッジBに取り付けた状態を示すカップリング部の縦断面図である。
【0134】さて、図11に示すように、プロセスカートリッジBに取り付けられた感光体ドラム7の長手方向一方端部にはカートリッジ側カップリング手段が設けてある。このカップリング手段は、感光体ドラム7の一方端部に固着したドラムフランジ36にカップリング凸軸37(円柱形状)を設けたものであり、前記凸軸37の先端面に凸部37aが形成してある。なお、凸部37aの端面は凸軸37の端面と平行である。また、この凸軸37は軸受38に嵌合して、ドラム回転軸として機能する。そして、本実施の形態では、ドラムフランジ36とカップリング凸軸37及び凸部37aは一体に設けてある。そして、ドラムフランジ36にはプロセスカートリッジB内部の現像ローラ9cに駆動力を伝達するため、はす歯のドラムギア7bが一体に設けてある。従って、図11に示す通り、前記ドラムフランジ36はドラムギア7b、凸軸37及び凸部37aを有する一体成型品であって、駆動力を伝達する機能を有する駆動力伝達部品である。
【0135】そして、前記凸部37aの形状は、ねじれた多角柱であって、詳しくは断面がほぼ正三角の柱で軸方向に次第に回転方向にわずかにねじれた形状である。また、前記凸部37aと嵌合する凹部39aは、断面が多角形で軸方向に次第に回転方向にわずかにねじれた穴である。この凸部37aと凹部39aはねじれのピッチがほぼ同一であり、同一方向にねじれている。なお、前記凹部39aは、断面が略三角形である。そして、この凹部39aは、装置本体14に設けられたギア43と一体のカップリング凹軸39bに設けられている。このカップリング凹軸39bは装置本体14に後述のように回転自在及び軸方向移動自在に設けられている。そこで、本実施の形態の構成においては、プロセスカートリッジBが装置本体14に装着されて、凸部37aと装置本体14に設けられた凹部39aとが嵌合して、凹部39aの回転力が凸部37aに伝達される際に、略正三角柱の凸部37aの各稜線と凹部39aの内面とが等しく当接するため互いに軸芯が合致する。このため、カップリング凸部37aの外接円の直径はカップリング凹部39aの内接円よりも大きく、且つ、カップリング凹部39aの外接円よりも小さく製作されている。更に、そのねじれ形状によって凹部39aが凸部37aを引き寄せる方向に力が作用して、凸部端面37a1が凹部39aの底39a1と当接する。そこで、このカップリング部とドラムギア7bに生ずるスラストは矢印d方向の同方向に働くから、前記凸部37aと一体的となっている感光体ドラム7は、画像形成装置本体14内で軸方向の位置及びラジアル方向の位置が安定して決まる。
【0136】なお、本実施の形態において、感光体ドラム7の側からみて、感光体ドラム7の回転方向に対して、前記凸部37aのねじれ方向は凸部37aの根元から先端に向って反対方向、また、凹部39aのねじれ方向は凹部39aの入口から内部へ向って反対方向、また、ドラムフランジ36のドラムギア7bのねじれ方向は前記凸部37aのねじれ方向と反対方向である。
【0137】ここで、前記凸軸37及び凸部37aは、前記ドラムフランジ36が感光体ドラム7の一端部に取り付けられた際に、感光体ドラム7の軸心と同軸上に位置するようにドラムフランジ36に設けられている。なお、36bは嵌合部であって、ドラムフランジ36を感光体ドラム7に取り付ける際に、ドラム筒7dの内面に嵌合する部分である。このドラムフランジ36は感光体ドラム7に”かしめ”或は”接着”等によって取り付けられる。また、ドラム筒7dの周囲には、感光層7eが被覆されている。
【0138】なお、既に述べたように、この感光体ドラム7の他端側には、平歯ギア7nが固定されている。
【0139】また、前記ドラムフランジ36、平歯ギア7nの材質としては、ポリアセタール(polyacetal)、ポリカーボネイト(polycarbonate)、ポリアミド(polyamide)、及び、ポリブチレンテレフタレート(polybutylenetelephthalate)等の樹脂材料を用いている。但し、他の材質を適宜選択して用いても構わない。
【0140】また、プロセスカートリッジBのカップリング凸軸37の凸部37aの回りには、凸軸37と同心円の円筒形の凸部38a(円筒形ガイド13aR)がクリーニング枠体13に固定した軸受38に一体に設けられている(図11参照)。この凸部38aによって、プロセスカートリッジBを着脱する際等にカップリング凸軸37の凸部37aは保護され、外力による傷や変形等から守られる。そこで、この凸部37aが損傷することによってカップリング駆動時のガタつきや振動を防止することができる。
【0141】更に、この軸受38はプロセスカートリッジBを画像形成装置本体14に着脱する際のガイド部材を兼ねることも可能である。即ち、プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14に装着する際には、軸受38の凸部38aと本体側ガイド部16cとが当接して、前記凸部38aはプロセスカートリッジBを装着位置に装着する際の位置決めガイド13aRとして機能し、プロセスカートリッジBの装置本体14への着脱を容易にする。また、プロセスカートリッジBが装着位置に装着された際には、前記凸部38aはガイド部16cに設けられた位置決め溝16dに支持される。
【0142】また、更に感光体ドラム7及びドラムフランジ36、カップリング凸軸37との間には図11に示すような関係がある。即ち、感光体ドラム7の外径=H、ドラムギア7bの歯元円径=E、感光体ドラム7の軸受け径(軸部カップリング凸軸37の外径、軸受38の内径)=F、カップリング凸部37aの外接円径=M、感光体ドラム7のドラムフランジ36との嵌合部径(ドラム内径)=Nとしたとき、H>F≧M及びE>Nの関係がある。
【0143】前記H>Fによってドラム筒7dを軸承するよりも軸受け部での摺動負荷トルクを低減でき、F≧Mの関係によりフランジ部を成形する際には通常図中矢印P方向に成形型の型割を行うが、アンダーカット部がなくなるため型構成を簡略化できる。
【0144】更にはE>Nの関係により、ギア部の型形状がプロセスカートリッジBの装着方向から見て左側の型上に設けられるため、右側の型を簡素化し、型の耐久性を向上させるなどの効果がある。
【0145】一方、画像形成装置本体14には、本体カップリング手段が設けてある。この本体カップリング手段は、プロセスカートリッジBを挿入したときの感光体ドラム回転軸線と一致する位置にカップリング凹軸39b(円柱形状)が配設してある(図11、図25参照)。このカップリング凹軸39bは図11に示すように、モータ61の駆動力を感光体ドラム7へと伝える大ギア43と一体になった駆動軸である。(そして、この凹軸39bは、大ギア43の回転中心であって、大ギア43の側端から突出して設けられている(図25、図26参照))。本実施の形態では、前記大ギア43とカップリング凹軸39bは、一体成型で形成してある。
【0146】前記装置本体14側の大ギア43は、はす歯ギアであって、このはす歯ギアはモータ61の軸61aに固定して又は一体に設けられたはす歯の小ギア62と噛合っており、小ギア62から駆動力が伝達されたときに、凹軸39bを凸軸37方向へ移動させる推力を発生させるようなねじれ方向と傾斜角の歯を有している。これにより、画像形成に際してモータ61を駆動すると、前記推力によって凹軸39bが凸軸37方向へ移動して凹部39aと凸部37aとが係合する。前記凹部39aは、前記凹軸39bの先端であって前記凹軸39bの回転中心に設けられている。
【0147】なお、この実施の形態ではモータ軸61aに設けた小ギア62から大ギア43へ直接駆動力を伝達しているが、ギア列を用いて減速及び駆動伝達を行う、或はベルトとプーリ、摩擦ローラ対、タイミングベルトとプーリなどを用いてもよい。
【0148】次に、開閉部材35の閉鎖動作に連動して凹部39aと凸部37aを嵌合させる構成について図24、図27乃至図29を参照して説明する。
【0149】図29に示すように装置本体14に設けられた側板66と大ギア43を間にして側板67が固設されており、これらの側板66,67に大ギア43の中心に一体に設けたカップリング凹軸39bが回転自在に支持されている。大ギア43と側板66間には、外カム63と内カム64が密に間挿されている。内カム64は側板66に固定されていて、外カム63はカップリング凹軸39bに回転自在に嵌合している。外カム63と内カム64の軸方向の対向面はカム面であり、このカム面はカップリング凹軸39bを中心とする互いに接するねじ面となっている。大ギア43と側板67との間に圧縮コイルばね68が圧縮してカップリング凹軸39bに挿入されている。
【0150】図27に示すように外カム63の外周から半径方向にアーム63aが設けられ、このアーム63aの先端と、開閉部材35の支点35aから、開閉部材35を閉めた状態で図27において左斜め下方へ向って半径方向の開閉部材35の開放側の端とは反対側の端の位置をピン65aで、一つのリンク65の一端に結合してある。リンク65の他端はピン65bでアーム63aの先端と結合している。
【0151】図28は図27を右方向からみた図であり、開閉部材35が閉じているときはリンク65、外カム63等は図示の位置にあり、カップリング凸部37a及び凹部39aが噛み合って大ギア43の駆動力が感光体ドラム7へ駆動伝達可能の状態にある。そして、開閉部材35を開くとピン65aは支点35aを中心に回動して上昇し、リンク65を介してアーム63aが引き上げられ外カム63が回転し、外カム63と内カム64との対向カム面が摺動して大ギア43が感光体ドラム7より離れる方向へ移動する。その際、大ギア43が外カム63に押されて、側板67と大ギア39との間に取り付けられた圧縮コイルばね68を押しつつ移動し、図29に示すようにカップリング凹部39aがカップリング凸部37aから離れて、カップリングが解除されプロセスカートリッジBが着脱可能な状態になる。
【0152】逆に開閉部材35を閉じると、開閉部材35とリンク65を結合しているピン65aは支点35aを中心に回転して下り、リンク65は下方へ移動してアーム63aを押し下げ、外カム63が逆に回転し、ばね68に押されることにより、図29から大ギア43が左行して図28の位置に到達し大ギア43が再び図28の位置にセットされカップリング凹部39aがカップリング凸部37aに嵌合し、駆動伝達可能な状態に戻る。このような構成をとることにより、プロセスカートリッジBを開閉部材35の開閉に応じて着脱および駆動可能な状態にすることが可能になる。尚、開閉部材35を閉じることによって外カム63が逆に回転し大ギア43が図29から左行して、カップリング凹軸39bとカップリング凸軸37の端面が当たってカップリング凸部37aとカップリング凹部39aが噛合わなくても後述のように画像形成装置Aの始動後すぐ噛合う。
【0153】このように、本実施の形態ではプロセスカートリッジBを装置本体14に着脱する際には、開閉部材35を開放する。そして、この開閉部材35の開閉に連動して、カップリング凹部39aが水平方向(矢印j方向)に移動する。そこで、プロセスカートリッジBを装置本体14に着脱する際には、プロセスカートリッジBと装置本体14のカップリング(37a,39a)は連結することはない。また、連結してはいない。従って装置本体14に対するプロセスカートリッジBの着脱を円滑に行うことができる。また、本実施の形態ではカップリング凹部39aが圧縮コイルばね68によって大ギア43が押されることにより、プロセスカートリッジBの方向へ押圧されている。そこで、カップリング凸部37aと凹部39aとが噛み合う際に、カップリング凸部37aと凹部39aがぶつかってうまく噛み合わなかったとしても、プロセスカートリッジBを装置本体14へ装着後初めてモータ61が回転し、これによってカップリング凹部39aが回転することによって両者は瞬時に噛み合う。
【0154】即ち、プロセスカートリッジBを装置本体14に装着すると感光体ドラム7の長手方向他端側に取り付けたフランジ29に形成した円筒形ガイド13aL(図6、図7、図9参照)の部分が装置本体14の位置決め溝16b(図9参照)に入り込んで隙間なく嵌合して位置決めされ、且つフランジ29と一体的に成型した平歯ギア7nが転写ローラ4に駆動力を伝達するギア(図示せず)と噛合する。一方、感光体ドラム7の長手方向一端側(駆動側)は、クリーニング枠体13に設けた円筒形ガイ13aRが装置本体14に設けた位置決め溝16bに支持される。そして、開閉部材35が閉じられることによって、カップリング凹部39aが水平に移動してカップリング凸部37aに入り込む(図28参照)。
【0155】そして、画像形成時にカップリング凸部37aがカップリング凹部39aに入り込んだ状態でカップリング凹軸39bが回転すると、図32の(b)に示すように、カップリング凹部39aの内面39a1とカップリング凸部37aの略正三角柱の3点の稜線37a1とが当接して駆動力が伝達される。そしてこの時、カップリング凹部39aの内面39a1とカップリング凸部37aの稜線37a1とが等しく当接するように、カップリング凸軸37が瞬時に移動する(図32の(a)に示す状態から図32の(b)に示す状態となる。)。そして、カップリング凸部37aとカップリング凹部39aとは略正三角形であるから、当接力が均一となった状態で、カップリング凸軸37とカップリング凹軸39bとの軸芯は合致するのである。即ち、カップリング凸部37aがカップリング凹部39aに入り込んだ状態では、カップリング凸部37aの回転中心X1とカップリング凹部39aの回転中心X2は位置がずれている(図32の(a))。そして、カップリング凹部39aが回転を始めてカップリング凸部37aの3点の稜線37a1と当接すると前記回転中心X1、X2は実質的に合致する。
【0156】XIV.プロセスカートリッジBの傾き挿入防止対策ところで、プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14に装着する場合、前述したように、プロセスカートリッジBのクリーニングユニット(第1のユニット)Cに設けた第1のガイド部としての円筒形ガイド13aR,13aLを画像形成装置本体14の装着手段としてのガイド部16a,16cに挿入し、続いて挿入方向から見てプロセスカートリッジBを前下りにして回り止めガイド13bR,13bLを夫々画像形成装置本体14のガイド部16a,16cへ挿入するが、クリーニングユニットCの円筒形ガイド13aR,13aLを画像形成装置本体14のガイド部16a,16cに挿入する際に、プロセスカートリッジBが装着方向と直交する方向(プロセスカートリッジBの長手方向)に傾いていると、画像形成装置本体14のガイド部16a,16cの一部を構成する本体装着ガイド壁16a1,16c1(図9及び図10参照)とクリーニングユニットCの円筒形ガイド13aR,13aLとが干渉して、プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14にスムースに装着できなくなることが懸念される。
【0157】特に、クリーニングユニットCの円筒形ガイド13aR,13aLのうち、感光体ドラム7のアース接点119を実質的に構成している円筒形ガイド13aLと画像形成装置本体14のガイド部16cの本体装着ガイド壁16c1とが干渉すると、アース接点119が損傷して画像形成装置本体14のアース接点部材123と接触不良等を起こす可能性がある。
【0158】そこで、本実施の形態では、プロセスカートリッジBの現像ユニット(第2のユニット)Dに、プロセスカートリッジBの傾きを規制するための傾き防止突起(第2のガイド部)40mを設けることによって(図4及び図5参照)、プロセスカートリッジBの画像形成装置本体14へのスムースな装着を可能にしている。
【0159】前記傾き防止突起40mは、図4及び図5に示すように、図8に示すプロセスカートリッジBのアース接点119、帯電バイアス接点120、現像バイアス接点121及びトナー残量検出接点122の反対側で現像枠体12に取り付けた側板としての現像ホルダ40に設けられている。従って、前記傾き防止突起40mは、図8に示すプロセスカートリッジBの各接点の反対側に設けられている。そして、前記傾き防止突起40mは、画像形成装置本体14へのプロセスカートリッジBの装着方向Xに対して円筒形ガイド13aRの上流側に配置されている(図5参照)。より詳しくは、画像形成装置本体14へのプロセスカートリッジBの装着方向Xと平行して円筒形ガイド13aRに接する上下の接線X1,X2間の略中央で上記装着方向Xに対して円筒形ガイド13aRの上流側に配置されている。即ち、プロセスカートリッジBの装着方向Xにおいて、円筒形ガイド13aRの先端面から回り止めガイド13bRの後端面までのスパンL1に対し円筒形ガイド13aRの先端面から傾き防止突起40mの後端面までのスパンL2を長くとることにより、プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14のカートリッジ装着部Sに傾けて装着する場合のプロセスカートリッジBの傾き量を小さくしている。また、前記傾き防止突起40mは、画像形成装置本体14へのプロセスカートリッジBの装着方向Xと同方向に延びる横長の略円錐台形状に形成されて、その周面が先窄み状に傾斜する傾斜面40m1となっている。また、前記傾き防止突起40mは、円筒形ガイド13aRと同じように感光体ドラム7の長手方向に突出しており、その突出長さs1は円筒形ガイド13aRの突出長さs2よりも短くなっている(図34参照)。そして、前記傾き防止突起40mの頂面40m2は、画像形成装置本体14のガイド部16cの本体装着ガイド壁16c1と平行に形成されている。
【0160】次に、図34を用いて、プロセスカートリッジ装着時の上記傾き防止突起40mによる作用を説明する。
【0161】プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14のカートッジ装着部Sに装着する際に、プロセスカートリッジBが図34にて一点鎖線で示すように装着方向Xと直交する方向において右側に傾いていると、プロセスカートリッジBの円筒形ガイド13aR,13aL及び回り止めガイド13bR,13bLを画像形成装置本体14のガイド部16a,16cに挿入した後に、傾き防止突起40mの傾斜面40m1が画像形成装置本体14のガイド部16cの本体装着ガイド壁16c1に当接する。
【0162】この状態でさらにプロセスカートリッジBが装着方向Xへ挿入されると、プロセスカートリッジBの更なる挿入により、傾き防止突起40mが傾斜面40m1で本体装着ガイド壁16c1に摺接して、プロセスカートリッジBをガイド部16c側に移行させつつ、本体装着ガイド壁16c1との傾斜面40m1の当接部を支点に時計回り方向に回転させる。そして、傾き防止突起40mが傾斜面40m1で本体装着ガイド壁16c1に摺接しなくなったとき、即ち、傾斜面40m1が本体装着ガイド壁16c1から脱した時点で、傾き防止突起40mが画像形成装置本体14のガイド部16cに入り込む。このように、傾き防止突起40mは、その傾斜面40m1で本体装着ガイド壁16c1に摺接し、かつその傾斜面40m1と本体装着ガイド壁16c1との当接部を支点としてプロセスカートリッジBを時計回り方向に回転させることで、円筒形ガイド13aL(アース接点119)と本体装着ガイド壁16c1とを干渉させることなく、画像形成装置本体14のガイド部16cに入り込む。これにより、プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14のガイド16a,16cにより傾きのない正規の姿勢に支持することができる。
【0163】また、傾き防止突起40mがガイド部16cに入った後も、傾き防止突起40mがない場合に比べ、プロセスカートリッジBの傾きを少なく出来、円筒形ガイド13aR,13aLと本体装着ガイド壁16a1,16c1とのこじりやプロセスカートリッジBのクリーニング枠体13と本体側壁とのこじりを防止することができる。
【0164】プロセスカートリッジBが最終的に画像形成装置本体14の所定の装着位置に装着された後においては、プロセスカートリッジBの傾き防止突起40mは、画像形成装置本体14のガイド16cと接触することはない。しかして、プロセスカートリッジBを画像形成装置本体14の所定の装着位置に装着することで、図11、図30及び図33に示すように、プロセスカートリッジBのアース接点119、帯電バイアス接点120、現像バイアス接点121及びトナー残量検出接点122のそれぞれを、画像形成装置本体14のアース接点部材123、帯電接点部材124、現像バイアス接点部材125及びトナー検出接点部材126に電気的に接続することができる。
【0165】以上、説明したように、クリーニングユニットCと現像ユニットDとを一体に組み合わせて構成したプロセスカートリッジBにおいて、クリーニングユニットC側にプロセスカートリッジBの着脱時のガイドとなる円筒形ガイド13aR,13aLを設けると共に、現像ユニットD側に傾き防止となる傾き防止突起40mを設けることにより、プロセスカートリッジBの画像形成装置本体14への着脱時の傾きを抑え、画像形成装置本体14本体に対してプロセスカートリッジBがこじられるのを防止でき、着脱をスムーズに行える。
【0166】また、本実施の形態のプロセスカートリッジのようにクリーニングユニットと現像ユニットとを一体に組み合わせて構成するプロセスカートリッジは、プロセスカートリッジ自体を小型化することができるので、プロセスカートリッジの画像形成装置本体へのガイド幅を長く構成できず、プロセスカートリッジの着脱が容易に行えないという不具合を、上述のような傾き防止部(傾き防止突起)を設けることで解消することができた。
【0167】XV.他の実施の形態前述した実施の形態で示したプロセスカートリッジBは単色画像を形成する場合を例示したが、本発明に係るプロセスカートリッジは現像手段を複数設け、複数色の画像(例えば2色画像、3色画像あるいはフルカラー等)を形成するカートリッジにも好適に適用することができる。
【0168】また、電子写真感光体としては、前記感光体ドラム7に限定されることなく、例えば次のものが含まれる。先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、例えばドラム状また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、アミル合金等のシリンダ上に光導電体を蒸着或いは塗工等を行ったものである。
【0169】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。
【0170】また帯電手段の構成も、前述した実施の形態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また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。
【0171】なお、前記帯電手段としては前記ローラ型以外にも、ブレード(帯電ブレード)、バッド型、ブロック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
【0172】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。
【0173】またトナーシールとしては、上述のカバーフィルム51とテアーテープ52から成るものの他、一つのシートを折り返して同様に用いるイージーピール方式があるが、勿論このようなトナーシールを用いたプロセスカートリッジに対しても本発明は適用される。
【0174】また、前述したプロセスカートリッジとは、例えば電子写真感光体及び現像手段と、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、前述した実施の形態のもの以外にも、例えば電子写真感光体及び現像手段と帯電手段とを一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体と現像手段とを一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体と現像手段とクリーニング手段とを一体的にカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能にするもの等がある。
【0175】即ち、前述したプロセスカートリッジとは、帯電手段、またはクリーニング手段と現像手段及び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、クリーニング手段の少なくとも1つと、現像手段及び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、画像形成装置本体に着脱可能とするもである。
【0176】更に、前述した実施の形態では、電子写真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電子写真画像形成装置に使用することも当然可能である。
【0177】
【実施例】実施の形態に併記した。
【0178】
【発明の効果】以上、説明したように、本発明のプロセスカートリッジによれば、カートリッジ化された第1のユニットに、電子写真画像形成装置本体に設けたガイド部に着脱するための第1のガイド部を設け、前記カートリッジ化された第2のユニットに、前記第1のユニットの前記第1のガイド部をガイドする前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に摺接して入り込むことで、前記カートリッジ化された前記第1のユニット及び前記第2のユニットの前記電子写真画像形成装置本体への着脱方向と直交する方向での傾きを規制する第2のガイド部を設けたので、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱する際に、プロセスカートリッジの装着方向と直交する方向への傾きを防止することができ、電子写真画像形成装置本体へのプロセスカートリッジの着脱をスムースに行うことのできる。
【0179】また、本発明の電子写真画像形成装置によれば、カートリッジ化された第1のユニットに、電子写真画像形成装置本体に設けたガイド部に着脱するための第1のガイド部を設け、前記カートリッジ化された第2のユニットに、前記第1のユニットの前記第1のガイド部をガイドする前記電子写真画像形成装置本体のガイド部に摺接して入り込むことで、前記カートリッジ化された前記第1のユニット及び前記第2のユニットの前記電子写真画像形成装置本体への着脱方向と直交する方向での傾きを規制する第2のガイド部を設けたプロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱するものであるので、プロセスカートリッジの着脱をスムースに行うことのできる。




 

 


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