(57)【要約】【課題】ギア列の組み立て作業性がよいギア列及びギア列の組立方法並びにこれを用いたプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジであって、感光体ドラムと、感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラと接触し、前記現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、を有するプロセスカートリッジにおいて、前記現像ローラに駆動力を伝達する第１のギア23と、前記現像剤供給ローラに駆動力を伝達する第２のギア24と、前記第１のギア23及び前記第２のギア24と噛合する第３のギア25と、を有し、前記第３のギア25は、組み付けに際し、取付軸28と嵌合する前に、それぞれの回転軸23，24に取り付けられた前記第１のギア23及び前記第２のギア24と噛合可能であることを特徴とする。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるプロセスカートリッジにおいて、
電子写真感光体ドラムと、
前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、
前記現像ローラと接触し、前記現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、
前記現像ローラに駆動力を伝達する第１のギアと、
前記現像剤供給ローラに駆動力を伝達する第２のギアと、
前記第１のギア及び前記第２のギアと噛合する第３のギアと、
を有し、
前記第３のギアは、組み付けに際し、取付軸と嵌合する前に、それぞれの回転軸に取り付けられた前記第１のギア及び前記第２のギアと噛合が可能である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のギア、前記第２のギア、及び、前記第３のギアはハス歯ギアである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。
【請求項３】
電子写真画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるプロセスカートリッジであって、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラと接触し、前記現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラとを有し、前記現像ローラに駆動力を伝達する第１のギアと、前記現像剤供給ローラに駆動力を伝達する第２のギアと、前記第１のギア及び前記第２のギアと噛合する第３のギアとを取付軸に取り付けるギア列の組立方法において、
前記第３のギアを前記第１のギア及び前記第２のギアと噛合させた後、その噛合状態を維持して前記取付軸に嵌合させることを特徴とするギア列の組立方法。
【請求項４】
前記第３のギアは、前記取付軸の軸方向と直交する方向に移動させて前記第１のギア及び前記第２のギアと噛合させた後、前記取付軸の軸方向と平行な方向へ移動させて前記第３のギアと嵌合させることを特徴とする請求項３記載のギア列の組立方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は組み立て容易なギア列を備えたプロセスカートリッジ及び前記ギア列の組立方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
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おいては、電子写真感光体ドラム及び電子写真感光体ドラムに作用する現像ローラを一体化して、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。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザ自身で行うことができるので、格段に操作を向上することができる。そのため、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広く用いられている。
【０００３】
このようなプロセスカートリッジにおいては回転数の異なる回転部材を有する場合が多く、複数のギアを同時に噛合させて組み立てることがある。
【０００４】
この場合、ギア列の軸間を固定した状態で、ギアの回転軸と平行な方向にのみギアを移動させ、一つのギアに対して複数のギアを噛み合わせる組み立てる方法が開示されている（特許文献１）。
【０００５】
ここで、従来例に係るギア列の組み立て方法について、図７を参照して説明する。図７ａに示すように、１つのギア100から２つのギア101，102へ駆動伝達するギア列を組み立てる場合、２つのギア101，102をそれぞれ回転軸に組み付けた後、これらと噛合するようにギア100を組み付ける。このとき、ギア100を図７ａの矢印Ｊ方向へ移動させて軸部103へ嵌合させる。その後、ギア100を回転させながらギア101との噛合を完了させ（図７ｂ参照）、更にギア100を回転させながらギア102と噛合させる。その後、ギア100を所定の位置へ移動させて固定することで組み立てを完了する（図７ｃ参照）。
【０００６】
【特許文献１】特許第３６５８２０２号
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしならが、上述したギア列の組立方法では、それぞれのギアを噛合させるために、その都度ギア100の回転動作を行い、更に回転軸103と平行な方向へギア100を移動させる動作が必要であった。また、それぞれのギアと噛み合うタイミングを変えなければ、同時噛み合いとなってしまい、ギアの歯の位相によっては噛み合い難くなる場合もあった。
【０００８】
特に、図７ａに示すギア101，102の回転軸に取り付けられたローラ等の部材が相互に接触している場合には、ギア100を組み付けるときにギア101，102と噛合状態で回転させようとすると、相互に接触したローラが摩擦ローラの原理で従動回転しようとする。このため、ギアを回転させる負荷が非常に大きくなってしまい、組み立て作業性が低下してしまう。
【０００９】
また、複数のギアの同時噛みあいを防ぐため、噛み合いの順番を付ける必要があり、一方のギアの歯幅を大きくすると、その分、組み立てスペースが必要になっていた。
【００１０】
本発明は上記点に鑑みてなされたものであり、その目的は、ギア列の組み立て作業性がよいギア列を用いたプロセスカートリッジ及び前記ギア列の組立方法を提供するものである。
【００１１】
また、他の目的は、コンパクトなスペースで組み立てることができるギア列を用いたプロセスカートリッジ及び前記ギア列の組立方法を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決するための本発明における代表的な手段は、電子写真画像形成装置本体に取り外し可能に装着されるプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像ローラと、前記現像ローラと接触し、前記現像ローラに現像剤を供給する現像剤供給ローラと、前記現像ローラに駆動力を伝達する第１のギアと、前記現像剤供給ローラに駆動力を伝達する第２のギアと、前記第１のギア及び前記第２のギアと噛合する第３のギアと、を有し、前記第３のギアは、組み付けに際し、取付軸と嵌合する前に、それぞれの回転軸に取り付けられた前記第１のギア及び前記第２のギアと噛合が可能であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１３】
本発明にあっては、第３のギアを組み付けるにあたり、第１のギア及び第２のギアと噛合させて回転軸に嵌合させるため、それぞれのギアとの噛合組み付け作業性が大幅に改善され、組立効率を向上させることができる。
【００１４】
また、組立動作が簡易的であるため自動機による組立を実施しようとした場合に、自動機装置の簡略化が可能となり、組立コストを更に低減させることが可能になる。
【００１５】
また、ギアの噛み合いの順番を気にする必要がなく、設計の自由度が増し、現像剤供給ローラに駆動を与えるギアと現像剤供給ローラに駆動を与えるギアに関してコンパクトなギアレイアウトが実現できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔第１実施形態〕
次に本発明の一実施形態に係るギア列及びその組立方法について、電子写真画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジに適用した場合で説明する。
【００１７】
［電子写真画像形成装置］
まず、図１を参照して本実施形態のプロセスカートリッジを用いて画像を形成する電子写真画像形成装置（以下、「画像形成装置」という）について、画像形成動作とともに説明する。なお、図１は画像形成装置の全体摸式説明図である。
【００１８】
本実施形態の画像形成装置Ａは、４個のプロセスカートリッジ（以下、「カートリッジ」という）Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋを装置本体１に着脱可能にしたレーザビームプリンタである。各カートリッジＰｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋは、それぞれイエロー（ｙ）、マゼンタ（ｍ）、シアン（ｃ）、ブラック（ｋ）の各色画像を形成する画像形成部を構成するものである。前記各カートリッジは、使用者によって、画像形成装置Aの装置本体1に取り外し可能に装着される。
【００１９】
装置本体１には、図１に示すように、レーザースキャナ２により、画像信号に基づいたレーザ光を各々の電子写真感光体ドラム（以下、「感光体ドラム」という）３の表面に照射して静電潜像を形成する。そして、その静電潜像は各々の現像手段によって現像剤（以下「トナー」という）により現像されて、トナー像が各感光体ドラム３の表面に形成される。このトナー像は、転写ローラ４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋに電圧印加されることによって、各色のトナー像が中間転写ベルト５に重ね合わせて順次転写されることでカラー画像が形成される。
【００２０】
前記画像形成と同期するように、装置本体の下部に装着されたシートカセット６から給送ローラ７、搬送ローラ８によってシートＳが二次転写部へと搬送される。そして、二次転写部において、二次転写ローラ９へのバイアス印加によって中間転写ベルト５上のトナー像がシートＳに転写される。その後、シートＳは定着手段10へ搬送されてトナー像が加熱定着され、排出ローラ11によって装置本体上部の排出部12へと排出される。
【００２１】
［プロセスカートリッジ］
次に本実施形態のカートリッジＰｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋについて、図２及び図３を用いて説明する。なお、図２はプロセスカートリッジの模式説明図であり、図３はプロセスカートリッジの駆動伝達構成の斜視説明図である。
【００２２】
各カートリッジＰｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋは、色の異なるトナーを収納している以外は同じ構成である。そのため、ここではカートリッジＰｙを用いて説明する。
【００２３】
カートリッジＰｙは、感光体ドラム３と、該感光体ドラム３に作用するプロセス手段を備えている。ここで、プロセス手段としては、感光体ドラム３を帯電させる帯電手段13、感光体ドラム３上の静電潜像を現像する現像手段14、感光体ドラム３に残留したトナーをクリーニングするクリーニング手段15等がある。本実施形態の帯電手段は感光体ドラム３に当接して従動回転する帯電ローラ13によって構成されている。
【００２４】
また、現像手段14は、トナー収納部14ａ内にトナー供給ローラ14ｂ、現像ローラ14ｃが回転可能に設けられ、この現像ローラ14ｃの周面に該ローラ14ｃに供給されたトナーの層厚を規制する現像ブレード14ｄが当接している。そして、トナー供給ローラ14ｂの回転によってトナーを現像ローラ14ｃへ供給し、この現像ローラ14ｃから感光体ドラム３へとトナーを供給して現像する。
【００２５】
クリーニング手段15はトナー像を転写した後に感光体ドラム３に残留したトナーをクリーニングブレード15ａで掻き取り、廃トナー収納部15ｂに回収するものである。
【００２６】
ここで、カートリッジＰｙは、第１枠体であるクリーナユニット16と、第２枠体である現像ユニット17とに分かれている。
【００２７】
図２及び図３に示すように、クリーナユニット16は、感光体ドラム３、帯電手段13、クリーニングブレード15ａ、廃トナー収納部15ｂ、ドラムフレーム18、カバー部材19で構成されている。感光体ドラム３の長手方向の一端側は、図３に示すように、カバー部材19の支持部19ａで回転可能に支持されている。
【００２８】
そして、カバー部材19はドラムフレーム18の長手方向の両端側で、ドラムフレーム18に固定されている。感光体ドラム３の長手方向の一端側には、感光体ドラム３に駆動力を伝達するためのカップリング部材20が設けられている。カップリング部材20は、カートリッジＰｙが装置本体１に装着された際に不図示の本体カップリング部材と係合する。そして、このカップリング部材20に装置本体１に設けられた駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達されることによって、感光体ドラム３が回転する。また、帯電手段13は、感光体ドラム３に対し接触して従動回転できるように、ドラムフレーム18に支持されている。また、クリーニング手段15は、感光体ドラム３の周表面に所定の圧力で当接するように、ドラムフレーム18に支持されている。
【００２９】
現像ユニット17は、図２及び図３に示すように、現像ローラ14ｃ、現像ブレード14ｄ、現像枠体21、カバー部材22で構成されている。現像枠体21は、現像ローラ14ｃ、トナー収納部49及び現像ブレード14ｄを有する。また、現像ユニット17は、回転軸端部に現像ローラギア23が取り付けられた現像ローラ14ｃを回転可能に支持している。また、回転軸端部にトナー供給ローラギア24が取り付けられたトナー供給ローラ14ｂを回転可能に支持している。
【００３０】
さらに、現像ユニット17には、入力ギア25を有する。この入力ギア25は大径ギア部25ａと、小径ギア部25ｂとを同軸に有する段ギアとして構成されている。そして、大径ギア部25ａは現像ローラギア23と噛合し、小径ギア部25ｂはトナー供給ローラギア24と噛合し、入力ギア25の駆動力が現像ローラ14ｃ及びトナー供給ローラ14ｂへ伝達されるようになっている。
【００３１】
尚、本実施形態では現像ローラ14ｃとトナー供給ローラ14ｂは回転周速度が異なるため、入力ギア25は段ギアとしているが、周速度の関係によっては段ギアでなくてもよい。
【００３２】
また、本実施形態においては現像ローラ14ｃとトナー供給ローラ14ｂは、図２に示すように、回転方向が同一方向である。このため、同一の入力ギア25から現像ローラギア23とトナー供給ローラギア24に駆動を与えるギア列構成にしている。
【００３３】
ここで、入力ギア25は、カートリッジＰｙが装置本体１に装着された際に、不図示の本体ギアと噛合し、装置本体１に設けられた駆動モータ（不図示）からの駆動力が伝達される。
【００３４】
［ギア列構成］
ここで、前記入力ギア25と現像ローラギア23、トナー供給ローラギア24とによるギア列構成について、図４及び図５を参照して説明する。なお、図４及び図５はギア列の組立構成説明図である。
【００３５】
前述したように、第１の回転体である現像ローラ14ｃの回転軸（第１の回転軸）26の端部には第１のギアである現像ローラギア23が取り付けられ、該ギア23を介して現像ローラ14ｃへ駆動力が伝達される。同様に、第２の回転体であるトナー供給ローラ14ｂの回転軸（第２の回転軸）27の端部には第２のギアであるトナー供給ローラギア24が取り付けられ、該ギア24を介してトナー供給ローラ14ｂへ駆動力が伝達される。
【００３６】
そして、上記各ギア23，24に対して駆動力を伝達するための第３のギアである入力ギア25が取付軸28に取り付けられる。
【００３７】
上記ギア列の組み立ては、まず現像ローラギア（以下「第１のギア」という）23を回転軸26に取り付け、トナー供給ローラギア（以下「第２のギア」という）24を回転軸27に取り付ける。その後で前記両ギア23，24と噛合するように入力ギア（以下「第３のギア」という）25を取り付ける。
【００３８】
このとき、第３のギア25と第１及び第２のギア23，24の関係は、図５に示すように、それぞれの回転軸26，27に取り付けられた第１のギア23及び第２のギア24と噛合させても、第３のギア25は取付軸28と嵌合しない関係にある。本実施形態にあっては、第３のギア25の大径ギア部25ａと第１のギア23との噛合幅ｋ１、小径ギア部25ｂと第２のギア24との噛合幅ｋ２がそれぞれ１ｍｍ程度噛合したとき、第３のギア25と取付軸28とは隙間ｄ１＝１ｍｍ程度を有するように取付軸28の長さが設定されている。
【００３９】
ギア列は上記のような関係にあるために、第３のギア25の組み付けに際しては、ギア部25ａ，25ｂを第１のギア23及び第２のギア24に噛合させた後、その噛合状態を維持したまま第３のギア25を取付軸28に嵌合して取り付けることが可能である。そのため、本実施形態のギア列はロボットにより組み立てることが可能となる。
【００４０】
すなわち、図５に示すように、第３のギア25をロボットアーム29で把持し、取付軸28の軸方向と直交する方向（図５の矢印Ｘ方向）に移動する。
【００４１】
そして、大径ギア部25ａを回転軸26に取り付けられた第１のギア23と噛合させるとともに、小径ギア部25ｂを回転軸27に取り付けられた第２のギア24と噛合させる。このときの噛合幅ｋ１，ｋ２は前述のようにわずかな幅で足りる。このとき、第３のギア25は取付軸28とは隙間ｄ１を有しているために嵌合はされない。
【００４２】
その後、上記噛合状態を維持したまま、ロボットアーム29は第３のギア25を取付軸28の軸方向と平行な方向（図５の矢印Ｙ方向）へ移動させ、第３のギア25を取付軸28に嵌合させ、所定の位置まで移動させて取り付け固定する。
【００４３】
上記のように組み立てることにより、ギア面の横から複数ギアの噛み合いを行うことが可能になる。これにより、ギア列の組み付けの際の歯合わせのために第３のギア25を回転させる必要がなく、歯合わせの作業効率を向上させることができる。これは、ギアの回転ラジアル方向からギア同士を噛み合わせて組み立てる方が、ギアの回転スラスト方向から歯を合わせて組み立てる場合に比べて噛み合わせが容易であるからである。
【００４４】
なお、本実施形態のようにギアの回転ラジアル方向からのギアを組み立てる場合も、歯先当たりが生じる場合が想定される。しかし、ギアを噛み合わせるとき、第３のギア25は取付軸28に嵌合していないため、第３のギア25をわずかに回転させても、第１のギア23及び第２のギア24が回転することはない。
【００４５】
これを従来のように、第３のギア25を組み付けるときに歯合わせするために、第１、第２のギア24を回転させなければならないとすると、現像ローラ14ｃとトナー供給ローラ14ｂは当接しており、かつ、同一方向に回転するため、その回転負荷は２〜３ｋｇ・ｃｍ程度となり、大きな負荷がかかってしまう。
【００４６】
これに対して本実施形態にあっては前述のように、歯合わせのために現像ローラ14ｃやトナー供給ローラ14ｂを回転させる必要がないために、歯合わせのために負荷を受けることはない。そこで、第３のギア25の組み付けに際し、歯先当たりを逃がすため、ロボットアーム29によって第３のギア25をわずかに回転可能に構成するとよい。
【００４７】
また、第３のギア25の組み付け移動方向として、取付軸28の軸方向と直交する方向及び平行な方向に移動させるだけで組み付けることができるため、組立スペースも小さくて足りる。
【００４８】
また、歯先を尖らせることによっても組み立て時の歯先当たりを回避することができる。また、本実施形態の組立方法にあっては、ギアの噛みあいの順番を気にする必要がない。このため、設計の自由度が増し、コンパクトなギアレイアウトが実現できる。
【００４９】
〔第２実施形態〕
次に第２実施形態に係る装置について図６を参照して説明する。なお、本実施形態の装置の基本構成は前述した実施形態と同一であるため重複する説明は省略し、ここでは本実施形態の特徴となる構成について説明する。また、前述した実施形態と同一機能を有する部材には同一符号を付す。
【００５０】
図６は第２実施形態に係るギア列の組立構成説明図である。本実施形態が第１実施形態と異なる点は、第３のギア25の取付軸構成である。すなわち、第１実施形態では現像枠体21に第３のギア25を取り付ける取付軸28を設け、第３のギア25に設けた嵌合穴（不図示）を取付軸28に嵌合させて取り付けるようにしていた。
【００５１】
これに対して本実施形態では、図６に示すように、第３のギア25に軸部25ｃが設けられ、現像枠体21に設けた取付軸28には穴部28ａが設けられている。そして、前記軸部25ｃを前記穴部28ａに嵌合することで第３のギア25を取付軸28に嵌合させて取り付けることができるようになっている。
【００５２】
そして、第３のギア25のギア部25ａ，25ｂが第１及び第２のギア23，24と噛合したときに、軸部25ｃと穴部28ａとの間には隙間ｄ２があり、第３のギア25は取付軸28に嵌合していない。
【００５３】
したがって、本実施形態にあってもギア面の横から複数ギアの噛み合いを行うことが可能であり、ギア列の組み付けの際の歯合わせのために第３のギア25を回転させる必要がなく、歯合わせの作業効率を向上させることができる。
【００５４】
また、本実施形態にあっては、第３のギア25に嵌合用の軸部25ｃを設けてあるために、ギアを小型にしても嵌合状態を安定させることができる。すなわち、第３のギア25の側に嵌合用の穴部を形成した場合、ギアを小型化すると嵌合穴部も小径にしなければならず、これに合わせて嵌合軸部も小径になる。しかし、本実施形態のようにギア側に嵌合突部を設けるようにすると、ギアを小型化した場合であっても、軸部25ｃの径を比較的大きくとることが可能となる。このため、嵌合軸の強度を落とすことなく嵌合させることができるため、ギアの嵌合状態が安定化する。
【００５５】
〔他の実施形態〕
前述した実施形態では第１、第２、第３、の各ギアは平歯ギアとして図示したが、これらのギア列はハス歯ギアであっても同様に組み立てることができ、同様の効果を得ることができる。
【００５６】
また、前述した実施形態では、ロボットを用いて組み立てる場合について説明した。しかしながら、本発明は、作業者が組み立てる所謂手組みにも有効に用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５７】
【図１】画像形成装置の全体摸式説明図である。
【図２】プロセスカートリッジの模式説明図である。
【図３】プロセスカートリッジの駆動伝達構成の斜視説明図である。
【図４】ギア列の組立構成説明図である。
【図５】ギア列の組立構成説明図である。
【図６】第２実施形態に係るギア列の組立構成説明図である。
【図７】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
【００５８】
Ａ    …電子写真画像形成装置
Ｐｙ，Ｐｍ，Ｐｃ，Ｐｋ …カートリッジ
１    …装置本体
３    …感光体ドラム
４ｙ，４ｍ，４ｃ，４ｋ …転写ローラ
13    …帯電手段
14    …現像手段
14ａ  …トナー収納部
14ｂ  …トナー供給ローラ
14ｃ  …現像ローラ
14ｄ  …現像ブレード
15    …クリーニング手段
15ａ  …クリーニングブレード
23    …現像ローラギア（第１のギア）
24    …トナー供給ローラギア（第２のギア）
25    …入力ギア（第３のギア）
25ａ  …大径ギア部
25ｂ  …小径ギア部
25ｃ  …軸部
26，27 …回転軸
28    …取付軸
28ａ  …穴部
29    …ロボットアーム
【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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