(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと現像ローラとをケース内に収納し、画像形成装置内に装着されたときに前記感光体ドラムを前記画像形成装置内の転写部材に対向させる開口部を前記ケースに形成したプロセスカートリッジにおいて、
一端を前記ケースに回動自在に連結して他端にシャッター部材が回動自在に連結されてこのシャッター部材を前記開口部を閉止する閉止位置と前記開口部を開放する開放位置とへ移動させるアーム部材と、
前記シャッター部材を前記ケースの外周面に押し付ける向きに付勢する付勢部材と、
を設け、前記感光体ドラムの一端に回転駆動力が伝達されるギヤを設けるとともに他端にフランジを形成し、これらのギヤとフランジとの外径寸法を前記感光体ドラムの外径寸法より大きくし、前記シャッター部材の先端側両端部に、前記ギヤと前記フランジとの外周面に摺接する突起を形成したことを特徴とするプロセスカートリッジのシャッター機構。
【請求項２】
前記ギヤの外周面に摺接する前記突起の先端部に前記ギヤに噛み合わない大きさのアール部を形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のシャッター機構。
【請求項３】
閉止位置に移動した前記シャッター部材の先端部が前記開口部の周縁部に重なるように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のシャッター機構。
【請求項４】
指先を入れる把持用開口部を備えた把手を前記ケースの上面部に形成し、前記画像形成装置内に装着された前記プロセスカートリッジにおける開放位置へ移動した前記シャッター部材の後端部が前記把持用開口部より突出しないように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のシャッター機構。
【請求項５】
感光体ドラムと現像ローラとをケース内に収納し、画像形成装置内に装着されたときに前記感光体ドラムを前記画像形成装置内の転写部材に対向させる開口部を前記ケースに形成したプロセスカートリッジにおいて、請求項１ないし４のいずれか一記載のシャッター機構を備えることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
電子写真方式で画像形成を実行する画像形成装置において、請求項５記載のプロセスカートリッジを備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体ドラムと現像ローラとをケース内に収納したプロセスカートリッジのシャッター機構、これを用いるプロセスカートリッジ及びこれを用いる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置では、感光体ドラムと現像ローラとを１つのケース内に収納し、これらの感光体ドラムや現像ローラの交換をケースごと同時に行うようにしたプロセスカートリッジが普及している。このようなプロセスカートリッジには、このプロセスカートリッジを画像形成装置内に装着したときに感光体ドラムを画像形成装置内の転写部材に接触させる開口部がケースに形成されている。
【０００３】
感光体ドラムに手や物が触れると、その個所での画像形成が不良となり、転写紙などに転写された画像にスジなどが生じるようになる。そこで、プロセスカートリッジの開口部を覆うシャッターを設け、プロセスカートリッジを画像形成装置内に装着する前はシャッターで開口部を覆い、プロセスカートリッジを画像形成装置内に装着する直前に、又は、装着する過程でシャッターを開放するようにしたプロセスカートリッジが知られている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし近年では、画像形成装置の小型化により、プロセスカートリッジも小型化されるとともに画像形成装置内に装着したプロセスカートリッジの周囲には各種の機構が近接して配置されている。
【０００５】
このため、小型化を図った画像形成装置で使用するプロセスカートリッジにおいては、開口部を覆うシャッターを設けることが困難になっている。
【０００６】
そこで本発明は、小型化を図った画像形成装置で使用するプロセスカートリッジのシャッター機構及びその開放方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
請求項１記載の発明は、感光体ドラムと現像ローラとをケース内に収納し、画像形成装置内に装着されたときに前記感光体ドラムを前記画像形成装置内の転写部材に対向させる開口部を前記ケースに形成したプロセスカートリッジにおいて、一端を前記ケースに回動自在に連結して他端にシャッター部材が回動自在に連結されてこのシャッター部材を前記開口部を閉止する閉止位置と前記開口部を開放する開放位置とへ移動させるアーム部材と、前記シャッター部材を前記ケースの外周面に押し付ける向きに付勢する付勢部材とを設けた。従って、アーム部材を回動させ、シャッター部材を閉止位置から開放位置へ移動させるとき、シャッター部材はケースの外周面に押し付けられた状態に維持される。このため、シャッター部材が常にケースの外周面に近接して位置することになり、シャッター部材の設置スペースが狭くなる。
【００１０】
また、感光体ドラムの一端に回転駆動力が伝達されるギヤを設けるとともに他端にフランジを形成し、これらのギヤとフランジとの外径寸法を前記感光体ドラムの外径寸法より大きくした。従って、シャッター部材が移動するとき、シャッター部材の両端部がギヤとフランジとの外周面に摺接し、シャッター部材と感光体ドラムとの接触が防止される。
【００１１】
そして、シャッター部材の先端側両端部に、ギヤとフランジとの外周面に摺接する突起を形成した。従って、シャッター部材が移動するとき、シャッター部材の先端部と感光体ドラムとの間の隙間が大きくなり、シャッター部材の先端部と感光体ドラムとの接触がより一層防止される。
なお、シャッター部材の先端部とは、シャッター部材が閉止位置へ向けて移動するときにおける移動方向の前方部をいう。
【００１２】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明のプロセスカートリッジのシャッター機構において、ギヤの外周面に摺接する突起の先端部に前記ギヤに噛み合わない大きさのアール部を形成した。従って、シャッター部材を移動するときに突起がギヤの外周面に摺接しても、その突起がギヤに噛み合って移動動作が妨げられるということなく、シャッター部材の移動がスムーズに行われる。
【００１３】
請求項３記載の発明は、請求項１記載の発明のプロセスカートリッジのシャッター機構において、閉止位置に移動したシャッター部材の先端部が開口部の周縁部に重なるようにした。従って、シャッター部材を閉止位置へ移動させてあるとき、シャッター部材に外力が作用してもシャッター部材が感光体ドラムに接触する位置まで撓まず、シャッター部材が感光体ドラムに接触することによる感光体ドラム表面への傷付きが防止される。
【００１４】
請求項４記載の発明は、請求項１記載の発明のプロセスカートリッジのシャッター機構において、指先を入れる把持用開口部を備えた把手をケースの上面部に形成し、画像形成装置内に装着されたプロセスカートリッジにおける開放位置へ移動したシャッター部材の後端部が前記把持用開口部より突出しないようにした。従って、把手を把持してプロセスカートリッジを画像形成装置内に着脱する場合、指先がシャッター部材の後端部に当たらず、プロセスカートリッジの着脱操作をスムーズに行える。
なお、シャッター部材の後端部とは、シャッター部材が開放位置へ向けて移動するときにおける移動方向の前方部をいう。
請求項５記載の発明は、感光体ドラムと現像ローラとをケース内に収納し、画像形成装置内に装着されたときに前記感光体ドラムを前記画像形成装置内の転写部材に対向させる開口部を前記ケースに形成したプロセスカートリッジにおいて、請求項１ないし４のいずれか一記載のシャッター機構を備える。
請求項６記載の発明は、電子写真方式で画像形成を実行する画像形成装置において、請求項５記載のプロセスカートリッジを備える。
【００１５】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態を図面に基づいて説明する。まず、図７に基づいて、本発明のプロセスカートリッジを使用する画像形成装置の内部構造を説明する。画像形成装置の本体ケース１の上部には原稿の画像を読み取る画像読取装置２が装着され、本体ケース１の内部にはプロセスカートリッジ３が着脱自在に装着されている。プロセスカートリッジ３の下方には、転写用紙を案内する用紙搬送路４が形成されている。
【００１６】
前記画像読取装置２は、画像読取部５と、この画像読取部５に原稿を供給する原稿トレイ６とを有し、この原稿トレイ６は、支点軸７を中心として実線で示した水平位置と二点鎖線で示した起立位置とへ回動し得るように支持されている。なお、原稿トレイ６は、図示しないストッパにより、実線で示した水平位置と二点鎖線で示した起立位置とで安定するように構成されている。
【００１７】
前記プロセスカートリッジ３は、感光体ケース８と現像ケース９とを連結したケース１０内に各種のプロセス部材を収納したもので、感光体ケース８内には、回転駆動される感光体ドラム１１と、この感光体ドラム１１の周囲を一様に帯電させる帯電ローラ１２等が収納されている。現像ケース９内には、現像剤を収納する現像剤収納部１３が一体に形成され、この現像剤収納部１３内の現像剤を撹拌するアジテータ１４、前記感光体ドラム１１の外周面に接する現像ローラ１５、現像剤収納部１３内の現像剤を現像ローラ１５へ補給する補給ローラ１６、現像ローラ１５の外周面に接触する現像ブレード１７等が収納されている。
【００１８】
前記本体ケース１内における前記プロセスカートリッジ３の周囲には、前記感光体ドラム１１の外周面に静電潜像を形成するレーザ書込ユニット１８、前記現像ローラ１５から現像剤を供給されて顕像化された感光体ドラム１１上のトナー像を転写用紙に転写させる転写部材である転写ローラ１９、転写用紙を斜めに載置した状態で支える給紙トレイ２０、転写用紙を給紙する給紙ローラ２１、給紙された転写用紙に転写されたトナー像を定着させる定着部２２、定着部２２を通過した転写用紙が排紙される受け板２３等が設けられている。前記ケース１０には、前記感光体ドラム１１と前記転写ローラ１９とを対向させて接触させる開口部２４が形成されている。
【００１９】
また、前記本体ケース１内の側板には、前記プロセスカートリッジ３を本体ケース１内に着脱する際のガイド２５，２６が左右に２本ずつ形成されている。前記ケース１０の左右両側面には、前記ガイド２５，２６に係合するガイドピン２７，２８が２本ずつ形成されている。なお、前記プロセスカートリッジ３の着脱は前記受け板２３側から行われ、着脱の際には受け板２３を回動させて着脱側を開放する。
【００２０】
つぎに、前記プロセスカートリッジ３には前記開口部２４を開閉するシャッター部材２９が設けられており、このシャッター部材２９の取付構造を図１ないし図６に基づいて詳しく説明する。前記ケース１０の左右両側にはアーム部材３０の一端が支軸３１により回動自在に連結され、左右のアーム部材３０の他端は連結フレーム３０ａにより連結され、さらに、アーム部材３０の他端には前記シャッター部材２９が回動自在に連結されている。前記シャッター部材２９の前記アーム部材３０への連結部には付勢部材であるスプリング３２が取り付けられ、このスプリング３２によりシャッター部材２９は前記ケース１０の外周面に押し付けられる向きに付勢されている。前記アーム部材３０の前記ケース１０への連結部には、前記シャッター部材２９が前記開口部２４を閉止する閉止位置へ移動する方向へ前記アーム部材３０を付勢するスプリング３３が取り付けられている。前記シャッター部材２９が閉止位置へ移動しているとき、図１及び図２に示すように、シャッター部材２９の先端部が開口部２４の周縁部に重なっている。ここでいうシャッター部材２９の先端部とは、シャッター部材２９が閉止位置へ向けて移動するときにおける移動方向の前方部をいう。
【００２１】
前記アーム部材３０には、プロセスカートリッジ３を本体ケース１内に着脱する際に前記ガイド２６に係合する突起３４が形成されている。プロセスカートリッジ３を本体ケース１内に取り付けるとき、ガイド２６に係合した突起３４がガイド２６から力を受け、シャッター部材２９を閉止位置から開放位置へ移動させるようにアーム部材３０が回動する。
【００２２】
ここで、開口部２４から露出する感光体ドラム１１とシャッター部材２９との位置関係を図８及び図９に基づいて説明する。まず、図８に示すように、前記感光体ドラム１１の一端には、この感光体ドラム１１に回転駆動力を伝達するためのギヤ３５が固定されている。また、感光体ドラム１１の他端には、フランジ３６が固定されている。これらのギヤ３５とフランジ３６との外径寸法は、感光体ドラム１１の外径寸法より大きく形成されている。ついで、図９に示すように、前記シャッター部材２９の先端側両端部には、前記ギヤ３５とフランジ３６との外周面に摺接する突起３７ａ，３７ｂが形成されている。ギヤ３５の外周面に摺接する突起３７ａの先端部には、前記ギヤ３５に噛み合わない大きさのアール部３８が形成されている。このような構造上、移動するシャッター部材２９は感光体ドラム１１に接触せず、むしろシャッター部材２９と感光体ドラム１１との間には大きな隙間が生ずる。
【００２３】
つぎに、前記ケース１０の上面部には、プロセスカートリッジ３を本体ケース１内に着脱する際などに把持する把手３９が形成され、把手３９には、図９に示すように把手３９を把持する際に指先を挿入する把持用開口部４０が形成されている。本体ケース１内に装着されたプロセスカートリッジ３においては、アーム部材３０の回動に伴ってシャッター部材２９が図９に示す開放位置へ移動している。シャッター部材２９が開放位置へ移動しているとき、シャッター部材２９の後端部及び連結フレーム３０ａは、前記把持用開口部４０より突出しないように位置決めされている。なお、シャッター部材２９の後端部とは、シャッター部材２９が開放位置へ向けて移動するときにおける移動方向の前方部をいう。
【００２４】
このような構成において、図１、図２は、プロセスカートリッジ３を本体ケース１内に装着する操作の初期状態を示すもので、図１では一方のガイドピン２７のみがガイド２５に嵌合され、図２では、図１の状態からプロセスカートリッジ３を本体ケース１内へ少し押し込むことにより、他方のガイドピン２８もガイド２６に嵌合されている。これらの状態のとき、アーム部材３０はスプリング３３の付勢力により所定位置に回動しており、シャッター部材２９は開口部２４を閉止している。シャッター部材２９は、スプリング３２の付勢力によりケース１０の外周面に押し付けられた状態に維持され、さらに、シャッター部材２９の先端部が開口部２４の周縁部に重なっている。
【００２５】
従って、プロセスカートリッジ３を本体ケース１内に取り付ける前には、開口部２４がシャッター部材２９で閉止されているため、開口部２４から誤って指や物を入り込ませて感光体ドラム１１を傷付けるということが防止される。また、シャッター部材２９の先端部が開口部２４の周縁部に重なっているため、閉止位置に位置しているシャッター部材２９が外側から押されても、シャッター部材２９が大きく撓んで感光体ドラム１１に接触するということが防止される。
【００２６】
図３ないし図５は、プロセスカートリッジ３を本体ケース１内に押し込むことにより、アーム部材３０の突起３４がガイド２６に係合した後の状態である。突起３４がガイド２６に係合すると、プロセスカートリッジ３を本体ケース１内へ押し込むことに伴って突起３４にはガイド２６から力を受け、この力の作用により、アーム部材３０は支軸３１の周りに上方へ回動し、シャッター部材２９が開口部２４の閉止位置から開放位置へ向けて次第に移動する。図３は開口部２４が半開された状態、図４及び図５は開口部２４が全開された状態である。シャッター部材２９が開放位置へ向けて移動する過程において、シャッター部材２９はスプリング３２の付勢力によりケース１０の外周面に押し付けられた状態を維持される。
【００２７】
図６は、プロセスカートリッジ３が本体ケース１内に装着された状態であり、ガイドピン２７，２８がガイド２５，２６の奥部に係合することにより、プロセスカートリッジ３の保持状態が安定する。シャッター部材２９は開口部２４を開放させる開放位置へ移動し、スプリング３２の付勢力によってケース１０の外周面に押し付けられている。従って、プロセスカートリッジ３を本体ケース１内に取り付ける過程でシャッター部材２９は開口部２４の閉止位置から開放位置へ移動するが、シャッター部材２９は常にスプリング３２の付勢力によってケース１０の外周面に押し付けられ、常にケース１０の外周面に近接して位置することとなり、シャッター部材２９の設置スペースを非常に小さくできる。このため、画像形成装置全体の小型化を図るとともにプロセスカートリッジ３の小型化を図った場合においても、このプロセスカートリッジ３にシャッター部材２９を設けることができる。
【００２８】
つぎに、シャッター部材２９が閉止位置から開放位置へ移動するとき、シャッター部材２９の先端側両端部に形成された突起３７ａ，３７ｂがギヤ３５とフランジ３６との外周面に摺接する。このため、シャッター部材２９が閉止位置から開放位置へ移動する過程におけるシャッター部材２９の先端部と感光体ドラム１１の外周面との間の隙間を大きくとることができ、感光体ドラム１１とシャッター部材２９との接触を防止できる。さらに、ギヤ３５の外周面に摺接する突起３７ａの先端部にアール部３８を形成したので、シャッター部材２９が移動する過程で突起３７ａの先端部がギヤ３５に噛み合って移動動作が妨げられるということを防止できる。特に、メンテナンスのためにプロセスカートリッジ３を本体ケース１外へ一旦取り出すような場合、その取り出し時に突起３７ａの先端部がギヤ３５と噛み合うことが防止され、シャッター部材２９が開口部２４の閉止位置にスムーズに移動する。
【００２９】
本体ケース１内の装着位置に取り付けられたプロセスカートリッジ３においては、開放位置へ移動したシャッター部材２９の後端部と連結フレーム３０ａとが把持用開口部４０より突出しないように位置決めされている。従って、プロセスカートリッジ３を本体ケース１内に着脱するために把持用開口部４０に指先を入れて把手３９をつかむ場合、指先がシャッター部材２９の後端部や連結フレーム３０ａに当たらず、プロセスカートリッジ３の着脱をスムーズに行える。
【００３０】
【発明の効果】
請求項１記載の発明のプロセスカートリッジのシャッター機構によれば、アーム部材を回動させてシャッター部材を閉止位置から開放位置へ移動させるとき、シャッター部材をケースの外周面に押し付けた状態に維持することができ、このため、シャッター部材が常にケースの外周面に近接して位置することになり、シャッター部材の設置スペースが狭くなり、画像形成装置全体の小型化を図るとともにプロセスカートリッジの小型化を図った場合においても、このプロセスカートリッジにシャッター部材を設けることができる。
【００３３】
また、感光体ドラムの一端に回転駆動力が伝達されるギヤを設けるとともに他端にフランジを形成し、これらのギヤとフランジとの外径寸法を感光体ドラムの外径寸法より大きくしたので、シャッター部材が移動するとき、シャッター部材の両端部がギヤとフランジとの外周面に摺接するため、シャッター部材の移動時におけるシャッター部材と感光体ドラムとの接触を防止することができ、そのような接触による感光体ドラムの傷付きを防止できる。
【００３４】
そして、シャッター部材の先端側両端部に、ギヤとフランジとの外周面に摺接する突起を形成したので、シャッター部材が移動するとき、シャッター部材の先端部と感光体ドラムとの間の隙間が大きくなり、シャッター部材の移動時におけるシャッター部材の先端部と感光体ドラムとの接触をより一層確実に防止することができる。
【００３５】
請求項２記載の発明によれば、請求項１記載の発明のプロセスカートリッジのシャッター機構において、ギヤの外周面に摺接する突起の先端部にギヤに噛み合わない大きさのアール部を形成したので、シャッター部材が移動するときに突起がギヤの外周面に摺接しても、その突起がギヤに噛み合って移動動作が妨げられるということなく、シャッター部材の移動をスムーズに行わせることができる。
【００３６】
請求項３記載の発明によれば、請求項１記載の発明のプロセスカートリッジのシャッター機構において、閉止位置に移動したシャッター部材の先端部が開口部の周縁部に重なるようにしたので、シャッター部材を閉止位置へ移動させてあるときにシャッター部材に外力が作用してもシャッター部材が撓んで感光体ドラムに接触するということを防止でき、シャッター部材が感光体ドラムに接触することによる感光体ドラムの傷付きを防止できる。
【００３７】
請求項４記載の発明によれば、請求項１記載の発明のプロセスカートリッジのシャッター機構において、指先を入れる把持用開口部を備えた把手をケースの上面部に形成し、画像形成装置内に装着されたプロセスカートリッジにおける開放位置へ移動したシャッター部材の後端部が把持用開口部より突出しないようにしたので、把手を把持してプロセスカートリッジを画像形成装置内へ着脱するとき、把手を把持する指先がシャッター部材の後端部に当たらず、プロセスカートリッジの着脱をスムーズに行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】プロセスカートリッジを画像形成装置内に装着するために一方のガイドピンのみをガイドに嵌合させた状態を示す側面図である。
【図２】プロセスカートリッジを図１の状態から本体ケース内に押し込み、二個のガイドピンをガイドに嵌合させた状態を示す側面図である。
【図３】プロセスカートリッジを図２の状態からさらに本体ケース内に押し込み、シャッター部材が開放位置へ向けて移動して開口部が半開された状態を示す側面図である。
【図４】プロセスカートリッジを図３の状態からさらに本体ケース内に押し込み、開口部が全開された状態を示す側面図である。
【図５】プロセスカートリッジを図４の状態からさらに本体ケース内に押し込んだ状態を示す側面図である。
【図６】プロセスカートリッジの装着が完了してシャッター部材が開放位置へ移動した状態を示す側面図である。
【図７】プロセスカートリッジを装着した画像形成装置の内部構造を示す側面図である。
【図８】感光体ドラムの正面図である。
【図９】把手の把持用開口部と開放位置へ移動したシャッター部材の後端部との位置関係、及び、感光体ドラムとシャッター部材との形状を示す正面図である。
【符号の説明】
３      プロセスカートリッジ
１０      ケース
１１      感光体ドラム
１５      現像ローラ
１９      転写部材
２４      開口部
２６      ガイド
２９      シャッター部材
３０      アーム部材
３２      付勢部材
３４      突起
３５      ギヤ
３６      フランジ
３７ａ，３７ｂ  突起
３８      アール部
３９      把手
４０      把持用開口部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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