(57)【要約】【課題】  プロセスカートリッジの大型化やコストアップを招くことがなく、像担持体の表面振れ精度やプロセスカートリッジに装着されている各々の部品の位置精度を向上させることが可能なことは勿論のこと、回転軸と転がり軸受等が突き当たるのを防止し、着脱力が不本位に増加することがなく、プロセスカートリッジを装置本体に対して容易に着脱することが可能な画像形成装置を提供することを課題とする。【解決手段】  像担持体の軸方向の両端部にそれぞれフランジ部材を設け、前記フランジ部材を装置本体に設けられた回転軸に嵌合するとともに、前記像担持体の各フランジ部材を、前記プロセスカートリッジの各側板にそれぞれ軸受部材を介して回転自在に支持するように構成して課題を解決した。【選択図】  図１
2005115236.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体を有するプロセスカートリッジを、装置本体に着脱可能に構成し、前記プロセスカートリッジを装置本体に装着することにより、前記プロセスカートリッジの像担持体を、装置本体に設けられた回転軸に嵌合させて駆動する画像形成装置において、前記像担持体の軸方向の両端部にそれぞれフランジ部材を設け、前記フランジ部材を装置本体に設けられた回転軸に嵌合するとともに、前記像担持体の各フランジ部材を、前記プロセスカートリッジの各側板にそれぞれ軸受部材を介して回転自在に支持することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体のフランジ部材は、熱可塑性樹脂からなり、且つ当該熱可塑性樹脂の線膨張係数が５×１０-5以下であることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記軸受部材と、前記像担持体のフランジ部材と、現像手段のトラッキング部材の加圧位置とを、少なくともスラスト方向において一致させるように構成したことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体のフランジ部材は、像担持体の円筒状基体への圧入部と、軸受部材の嵌合部と、回転軸への嵌合部とを一体的に有していることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体の一方のフランジ部材には、回転軸と係合して回転駆動力を伝達する連結部を一体的に設けたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
像担持体を有し、且つ装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体の軸方向の両端部にそれぞれフランジ部材を設け、前記フランジ部材を装置本体に設けられた回転軸に嵌合するとともに、前記像担持体の各フランジ部材を、前記プロセスカートリッジの各側板にそれぞれ軸受部材を介して回転自在に支持することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジに、回転自在に装着される電子写真感光体ドラムにおいて、前記電子写真感光体ドラムには、その軸方向の両端部にそれぞれフランジ部材を設け、前記電子写真感光体ドラムを、フランジ部材を介して装置本体に設けられた回転軸に嵌合自在に構成するとともに、前記電子写真感光体ドラムの各フランジ部材を、前記プロセスカートリッジの各側板にそれぞれ軸受部材を介して回転自在に支持することを特徴とする電子写真感光体ドラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置、及び当該画像形成装置の本体に着脱可能なプロセスカートリッジおよび電子写真感光体ドラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開平１−０７９４１０号公報
【特許文献２】特許第３３１５４５１号公報
【０００３】
従来、この種の電子写真方式を適用した複写機、プリンタ、ファクシミリあるいはこれらの複合機等の画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラムやその周囲に配設される帯電器等の画像形成部材を、プロセスカートリッジとして一体的に構成し、このプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱自在とし、感光体ドラム等の交換をユーザーが行えるようにして、メンテナンス性を向上させるように構成されている。上記感光体ドラムは、プロセスカートリッジを装置本体に装着することによって、装置本体に設けられた回転軸に対して嵌合され、回転駆動されるように構成されている。
【０００４】
このように、プロセスカートリッジを装置本体に装着することにより、感光体ドラムを回転可能とするように構成された画像形成装置としては、例えば、特開平１−０７９４１０号公報や特許第３３１５４５１号公報などに開示されたものがある。
【０００５】
この特開平０１−０７９４１０号公報に係る回転体支持装置は、回転体の回転軸線に沿って該回転体の支持軸を嵌挿し、この軸を不動の本体部分に装架してなる回転体支持装置において、前記回転体が前記軸に係止される部分を回転体中心方向に縮径するような円錐面に形成し、前記軸に嵌挿されていてその軸線方向に摺動自在であり、前記円錐面に対応する円錐面を備えかつその軸線方向に少なくとも１軸のすり割りを形成してなる部材と、該部材の円錐面を前記回転体の円錐面に着脱自在に係脱させる部材とを備え、前記不動の本体部分と前記軸との間、または前記回転体と前記軸との間のいずれかに、上記両者を相対回転させる手段を配するように構成したものである。
【０００６】
また、上記特許第３３１５４５１号公報に係る画像形成装置は、像担持体を有するプロセスカートリッジが着脱可能であって、装置本体に設けられた回転軸に対して、プロセスカートリッジの前記像担持体を嵌合させてプロセスカートリッジを装置本体に装着する画像形成装置において、前記回転軸は前記像担持体と一体的に回転するための連結部を有し、該連結部は前記回転軸の一端側に設けられ前記回転体のラジアル方向に突出し前記像担持体に設けられた係合部と係合する突出部を備え、前記回転軸の他端側の径は前記突出部の回転軌跡よりも大きく、前記プロセスカートリッジは前記像担持体の側方にそれぞれ設けられた側板を有し、一方の側板に対して前記突出部の回転軌跡よりも大きく前記回転軸の前記他端側と嵌合する第１の転がり軸受を、他方の側板に対して前記第１の転がり軸受より内径が小さく前記回転軸の前記一端側と嵌合する第２の転がり軸受を設け、前記第１の転がり軸受側から前記回転軸の前記一端側へスラスト方向に装着されるように構成したものである。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記特開平０１−０７９４１０号公報に係る回転体支持装置の場合には、回転体が軸に係止される部分に、回転体中心方向に縮径するような円錐面（テーパ面）からなる係合手段を用いることで、環境（温度変化）や部品精度によって回転体の表面振れ精度が変化するのを低減させているが、部品点数が多くなるとともに、複数の部品に対して適度な精度が要求されるため、プロセスカートリッジの大型化やコストアップを招くという問題点を有している。
【０００８】
また、上記特許第３３１５４５１号公報に係る画像形成装置の場合には、プロセスカートリッジの一方の側板と他方の側板に設けられた第１及び第２の転がり軸受を、装置本体に設けられた回転軸に嵌合させるように構成したものであり、像担持体の表面振れ精度やプロセスカートリッジに装着されている各々の部品の位置精度を向上させることは可能である。
【０００９】
しかしながら、この特許第３３１５４５１号公報に係る画像形成装置の場合には、回転軸に対する転がり軸受が、スラスト方向に沿って複数存在するため、プロセスカートリッジの一方の側板と他方の側板に設けられた第１及び第２の転がり軸受の位置精度が、中心線に対して装着前の状態で高精度に維持されていることが必要であり、長尺なプロセスカートリッジの両端部に設けられた側板に取り付けられる転がり軸受の位置精度を出すことが困難であるプロセスカートリッジにあっては、装置本体に装着または離脱する際に、回転軸と転がり軸受または像担持体の嵌合部の表面が突き当たり、着脱力が不本位に増加したり、場合によっては、プロセスカートリッジを装置本体に対して着脱することが困難となるという問題点を有している。
【００１０】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、プロセスカートリッジの大型化やコストアップを招くことがなく、像担持体の表面振れ精度やプロセスカートリッジに装着されている各々の部品の位置精度を向上させることが可能なことは勿論のこと、回転軸と転がり軸受等が突き当たるのを防止し、着脱力が不本位に増加することがなく、プロセスカートリッジを装置本体に対して容易に着脱することが可能な画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、請求項１に記載された発明は、像担持体を有するプロセスカートリッジを、装置本体に着脱可能に構成し、前記プロセスカートリッジを装置本体に装着することにより、前記プロセスカートリッジの像担持体を、装置本体に設けられた回転軸に嵌合させて駆動する画像形成装置において、前記像担持体の軸方向の両端部にそれぞれフランジ部材を設け、前記フランジ部材を装置本体に設けられた回転軸に嵌合するとともに、前記像担持体の各フランジ部材を、前記プロセスカートリッジの各側板にそれぞれ軸受部材を介して回転自在に支持するように構成されている。
【００１２】
また、請求項２に記載された発明は、前記像担持体のフランジ部材が、熱可塑性樹脂からなり、且つ当該熱可塑性樹脂の線膨張係数が５×１０-5以下であるように構成されている。
【００１３】
さらに、請求項３に記載された発明は、前記軸受部材と、前記像担持体のフランジ部材と、現像手段のトラッキング部材の加圧位置とを、少なくともスラスト方向において一致させるように構成されている。
【００１４】
又、請求項４に記載された発明は、前記像担持体のフランジ部材が、像担持体の円筒状基体への圧入部と、軸受部材の嵌合部と、回転軸への嵌合部とを一体的に有しているように構成されている。
【００１５】
更に、請求項５に記載された発明は、前記像担持体の一方のフランジ部材には、回転軸と係合して回転駆動力を伝達する連結部を一体的に設けるように構成されている。
【００１６】
また、請求項６に記載された発明は、像担持体を有し、且つ装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体の軸方向の両端部にそれぞれフランジ部材を設け、前記フランジ部材を装置本体に設けられた回転軸に嵌合するとともに、前記像担持体の各フランジ部材を、前記プロセスカートリッジの各側板にそれぞれ軸受部材を介して回転自在に支持するように構成されている。
【００１７】
さらに、請求項７に記載された発明は、装置本体に着脱可能に構成されたプロセスカートリッジに、回転自在に装着される電子写真感光体ドラムにおいて、前記電子写真感光体ドラムには、その軸方向の両端部にそれぞれフランジ部材を設け、前記電子写真感光体ドラムを、フランジ部材を介して装置本体に設けられた回転軸に嵌合自在に構成するとともに、前記電子写真感光体ドラムの各フランジ部材を、前記プロセスカートリッジの各側板にそれぞれ軸受部材を介して回転自在に支持するように構成されている。
【発明の効果】
【００１８】
この発明によれば、プロセスカートリッジの大型化やコストアップを招くことがなく、像担持体の表面振れ精度やプロセスカートリッジに装着されている各々の部品の位置精度を向上させることが可能なことは勿論のこと、回転軸と転がり軸受等が突き当たるのを防止し、着脱力が不本位に増加することがなく、プロセスカートリッジを装置本体に対して容易に着脱することが可能な画像形成装置を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２０】
実施の形態１
図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム方式のデジタルカラー複写機を示す構成図である。また、このタンデム方式のデジタルカラー複写機は、通常のオフィス用の複写機等の大きさで、大型の高速複写機にほぼ匹敵する高い生産性で、フルカラーや白黒の画像を形成することが可能となっている。
【００２１】
なお、上記タンデム方式のデジタルカラー複写機は、画像読取装置を備えているが、当該画像読取装置を備えずに、図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データに基づいて画像を形成するプリンタ等の画像形成装置であっても良いことは勿論である。
【００２２】
図２において、１はタンデム方式のデジタルカラー複写機の本体を示すものであり、このデジタルカラー複写機本体１は、その上部に、原稿２の画像を読み取る画像読取装置  （ＩＩＴ：Ｉｍａｇｅ  Ｉｎｐｕｔ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）３を備えている。また、上記デジタルカラー複写機本体１の内部には、画像読取装置３や図示しないパーソナルコンピュータ等から出力される画像データ、あるいは電話回線やＬＡＮ等の通信回線を介して送られてくる画像データを必要に応じて一時的に蓄積し、当該画像データに所定の画像処理を施す画像処理装置（ＩＰＳ：Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）４と、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成されカラー複写機における処理全般を制御する制御部５と、前記制御部５によって画像形成動作が制御されて、前記画像処理装置４で所定の画像処理が施された画像データに基づいて画像を出力する画像出力装置（ＩＯＴ：Ｉｍａｇｅ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｔｅｒｍｉｎａｌ）６とが配設されている。
【００２３】
上記デジタルカラー複写機本体１の内部には、画像出力装置６を構成する複数の画像形成手段として、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色に対応した画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋが、水平方向に沿って一定の間隔をおいて配列されている。さらに、上記４つの画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの下方には、これらの画像形成部で順次形成される各色のトナー像を、互いに重ね合わせた状態で転写する中間転写体としての中間転写ベルト８が、矢印方向に沿って循環移動可能に配設されている。そして、上記中間転写ベルト８上に多重に転写された各色のトナー像は、給紙トレイ９等から給紙される記録媒体としての記録用紙１０上に一括して転写された後、定着装置１１によって記録用紙１０上に定着され、カラー画像が形成された記録用紙１０が外部に排出されるようになっている。
【００２４】
更に、図２に基づいて、上記タンデム方式のデジタルカラー複写機の構成について詳細に説明する。
【００２５】
上記デジタルカラー複写機本体１の一端側の上部には、図２に示すように、原稿２を載置するプラテンガラス１２と、当該プラテンガラス１２上に載置された原稿２の画像を読み取る画像読取装置３が配設されている。この画像読取装置３は、プラテンガラス１２上に載置された原稿２を２本の光源１３によって照明し、原稿２からの反射光像を、フルレートミラー１４及びハーフレートミラー１５、１６及び結像レンズ１７からなる走査光学系を介してＣＣＤセンサ等からなる画像読取素子１８上に走査露光して、この画像読取素子１８によって原稿２の反射光像を所定の解像度で読み取るように構成されている。
【００２６】
上記画像読取装置３によって読み取られた原稿２の反射光像は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）（各８ｂｉｔ）の３色の原稿反射率データとして画像処理装置４（Ｉｍａｇｅ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｓｙｓｔｅｍ）に送られ、この画像処理装置４では、原稿２の反射率データに対して、必要に応じて、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色／移動編集等の所定の画像処理が施される。
【００２７】
そして、上記の如く画像処理装置４で所定の画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）（例えば、各８ｂｉｔ）の４色の階調データ（ラスタデータ）に変換され、次に述べるように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色の画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに配設されたＲＯＳ（Ｒａｓｔｅｒ  Ｏｕｔｐｕｔ  Ｓｃａｎｎｅｒ）１９ａ、１９ｂに送られ、これらのＲＯＳ１９ａ及び１９ｂでは、対応する色の階調データに応じてレーザービームによる画像露光が行われる。
【００２８】
ところで、上記タンデム型のデジタルカラー複写機本体１の内部には、上述したように、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４つの画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋが、水平方向に一定の間隔をおいて並列的に配置されている。
【００２９】
これらの４つの画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋのうち、３つのカラー用の画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃは、形成する画像の色が異なる以外は、すべて同様に構成されており、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム２０と、この感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する帯電手段としての帯電ロール２１と、当該感光体ドラム２０の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置としてのＲＯＳ１９と、感光体ドラム２０上に形成された静電潜像を現像する現像装置２２と、この現像装置２２に所定の色のトナーを供給するトナー供給装置２３と、クリーニング装置２４とから構成されている。
【００３０】
また、黒色の画像形成部７Ｋは、大別して、矢印方向に沿って所定の回転速度で回転する感光体ドラム２０と、この感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する帯電手段としてのスコロトロン２５と、当該感光体ドラム２０の表面に各色に対応した画像を露光して静電潜像を形成する露光装置としてのＲＯＳ１９と、感光体ドラム２０上に形成された静電潜像を現像する現像装置２６と、この現像装置２２に所定の色のトナーを供給するトナー供給装置２７と、クリーニング装置２８とから構成されている。
【００３１】
上記画像処理装置４からは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＫのＲＯＳ１９に各色の画像データ（ラスタデータ）が順次出力され、このＲＯＳ１９から画像データに応じて出射されるレーザービームが、それぞれの感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋの表面に走査露光されて静電潜像が形成される。
【００３２】
上記ＲＯＳ１９は、各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋに対応して、個別に設けラ得ているのではなく、イエロー（Ｙ）及びマゼンタ（Ｍ）の画像形成部７Ｙ、７Ｍ用のＲＯＳ１９ａと、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の画像形成部７Ｃ、７Ｋ用のＲＯＳ１９ｂとが、共通に構成されている。これらのＲＯＳ１９ａ及び１９ｂは、図３に示すように、画像データに応じて変調されたレーザービームＬＢを出射する半導体レーザー７０を備えている。上記半導体レーザー７０から出射されたレーザービームＬＢは、コリメータレンズ７１によって平行光化され、２枚の平面ミラー７２、７３によって反射された後、ポリゴンミラー７４の表面に照射される。このポリゴンミラー７４は、矢印方向に沿って所定の速度で回転駆動され、当該ポリゴンミラー７４の表面（鏡面）に照射されたレーザービームＬＢは、主走査方向（感光体ドラムの軸方向）に沿って偏向走査される。上記ポリゴンミラー７４で偏向走査されたレーザービームＬＢは、ｆ−θレンズ７５、７６によって、偏向角度に応じて焦点距離が調整された後、折り返しミラー７７を介して感光体ドラム２０上にドット状に絞られた状態で照射されるようになっている。また、上記感光体ドラム２０の軸方向の一端部には、レーザービームＬＢの走査方向のうち、走査開始側の端部（ＳＯＳ：Ｓｔａｒｔ  Ｏｆ  Ｓｃａｎ）に相当する位置に、走査開始位置検出センサ７８が配設されている。
【００３３】
なお、上記図３に示すＲＯＳ１９ａ及び１９ｂでは、半導体レーザー７０が１本のレーザービームＬＢのみを出射するように説明されているが、実際には、１つの半導体レーザー７０が２本のレーザービームＬＢを出射し、２つの画像形成部に対応して、所定の色の画像に対応した画像露光を行うように構成されている。
【００３４】
上記各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上に形成された静電潜像は、図２に示すように、現像装置２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋによって、それぞれイエロー
（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像として現像される。
【００３５】
上記各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋ上に、順次形成されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの下方に配置された中間転写体としての中間転写ベルト８上に、一次転写手段としての一次転写ロール２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋによって互いに重ね合わせた状態で転写される。この中間転写ベルト８は、ドライブロール２９と、アイドラーロール３０と、テンションロール３１と、アイドラーロール３２と、バックアップロール３３と、アイドラーロール３４との間に一定のテンションで掛け回されており、図示しない定速性に優れた専用の駆動モーターによって回転駆動されるドライブロール２９により、矢印方向に所定の速度で循環駆動されるようになっている。上記中間転写ベルト８としては、例えば、可撓性を有するポリイミド等の合成樹脂フィルムを帯状に形成し、この帯状に形成された合成樹脂フィルムの両端を溶着等の手段によって接続することにより、無端ベルト状に形成したものが用いられる。
【００３６】
上記中間転写ベルト８上に多重に転写されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の各色のトナー像は、バックアップロール３３に所定のタイミングで圧接する二次転写手段としての二次転写ロール３９によって、圧接力及び静電気力で記録用紙１０上に二次転写され、これら各色のトナー像が転写された記録用紙１０は、図示しない搬送ベルトや搬送ロールによって定着装置１１へと搬送される。そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙１０は、定着装置１１によって熱及び圧力で定着処理を受け、複写機本体１の外部に設けられた図示しない排出トレイ上に排出される。
【００３７】
上記記録用紙１０は、図２に示すように、給紙トレイ９から所望のサイズのものが、給紙ローラ３６及び用紙分離ローラ対３７、更に用紙搬送用のローラ対３８を備えた用紙搬送経路３８ａを介して、１枚ずつ分離された状態でレジストロール４０まで一旦搬送され、停止される。上記給紙トレイ９から供給された記録用紙１０は、中間転写ベルト８上のトナー像に同期して、所定のタイミングで回転駆動されるレジストロール４０によって、中間転写ベルト８上へ送出される。
【００３８】
それに先だって、上記イエロー、マゼンタ、シアン、黒の４つの画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋでは、上述したように、それぞれイエロー色、マゼンタ色、シアン色、黒色のトナー像が所定のタイミングで順次形成されるようになっている。
【００３９】
また、上記の如く構成されるタンデム方式のデジタルカラー複写機本体１の上面には、メッセージ等を表示するディスプレイ４１と、オペレータが各種コマンド等を入力するためのキーボード４２とを含んで構成された操作部４３が設けられている。
【００４０】
なお、上記感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋは、トナー像の転写工程が終了した後、クリーニング装置２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋによって残留トナーや紙粉等が除去されて、次の画像形成プロセスに備える。また、中間転写ベルト８は、ベルト用クリーナー４４によって残留トナー等が除去される。
【００４１】
ところで、この実施の形態は、像担持体を有するプロセスカートリッジを、装置本体に着脱可能に構成し、前記プロセスカートリッジを装置本体に装着することにより、前記プロセスカートリッジの像担持体を、装置本体に設けられた回転軸に嵌合させて駆動する画像形成装置において、前記像担持体の軸方向の両端部にそれぞれフランジ部材を設け、前記フランジ部材を装置本体に設けられた回転軸に嵌合するとともに、前記像担持体の各フランジ部材を、前記プロセスカートリッジの各側板にそれぞれ軸受部材を介して回転自在に支持するように構成されている。
【００４２】
また、この実施の形態は、前記像担持体のフランジ部材が、熱可塑性樹脂からなり、且つ当該熱可塑性樹脂の線膨張係数が５×１０-5以下であるように構成されている。
【００４３】
さらに、この実施の形態は、前記軸受部材と、前記像担持体のフランジ部材と、現像手段のトラッキング部材の加圧位置とを、少なくともスラスト方向において一致させるように構成されている。
【００４４】
又、この実施の形態は、前記像担持体のフランジ部材が、像担持体の円筒状基体への圧入部と、軸受部材の嵌合部と、回転軸への嵌合部とを一体的に有しているように構成されている。
【００４５】
更に、この実施の形態は、前記像担持体の一方のフランジ部材には、回転軸と係合して回転駆動力を伝達する連結部を一体的に設けるように構成されている。
【００４６】
すなわち、この実施の形態では、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにおいて、像担持体としての感光体ドラム２０と、帯電装置２１、２５と、クリーニング装置２４とが一体的に設けられており、装置本体１に対して着脱可能なプロセスカートリッジ４５を構成している。このプロセスカートリッジ４５は、図４（ａ）及び（ｂ）に示すように、感光体ドラム２０を備えており、当該感光体ドラム２０としては、例えば、アルミニウム等の金属からなる円筒状芯金４６の表面に、ＯＰＣ等の光導電材料４７を塗布したものが用いられる。上記感光体ドラム２０のうち、イエロー、マゼンタ、シアン用のカラーの感光体ドラム２０は、例えば、その直径φが４０ｍｍに設定されており、黒用の感光体ドラム２０Ｋは、例えば、その直径φが６０ｍｍに設定されている。
なお、図５は黒用のプロセスカートリッジ４５を示す外観斜視図である。
【００４７】
上記感光体ドラム２０の両端部には、図１及び図６に示すように、フランジ部材４８、４９が設けられており、当該フランジ部材４８、４９は、感光体ドラム２０の円筒状芯金４６の両端部に嵌合固定された状態で取り付けられている。上記フランジ部材４８、４９は、例えば、熱可塑性樹脂によって形成されるが、当該フランジ部材４８、４９を構成する熱可塑性樹脂としては、線膨張係数が金属と同程度に大幅に小さいものが用いられる。上記線膨張係数が金属（例えば、アルミニウム）と同程度に大幅に小さい熱可塑性樹脂としては、例えば、ガラスファイバーを充填したＰＣや、変性ＰＰＯなどが用いられる。これらの熱可塑性樹脂の線膨張係数は、約１．５〜２．５×１０-5であり、５×１０-5以下となっている。
【００４８】
これらのフランジ部材４８、４９のうち、装置本体１の手前側に配置されるフランジ部材４３は、図１に示すように、感光体ドラム２０の円筒状芯金４１の端部に嵌合される直径の大きな大径部５０と、当該大径部５０の軸方向外側に向けてテーパー状に突設されたテーパー部５１と、当該テーパー部５１の先端部に軸方向外側に突設された直径の小さい小径部５２とから構成されている。上記小径部５２には、内径が回転軸５３の外径と略等しく設定された固定部５２ａが設けられており、当該固定部５２ａには、回転軸５３が嵌合固定されるように構成されている。また、上記小径部５２の先端には、軸受け部５２ｂが設けられており、当該軸受け部５２ｂの外周には、軸受け部材としての転がり軸受５４が嵌合されるようになっている。また、上記フランジ部材４３の固定部５２ａと軸受け部５２ｂは、当該フランジ部材４３の軸方向に沿って隣接して設けられており、固定部５２ａで受けた荷重を、略半径方向外方に設けられた軸受け部５２ｂによって支持することが可能となっている。
【００４９】
上記転がり軸受５４の外周は、図１に示すように、プロセスカートリッジ４５の側板５５に嵌合された状態で取り付けられている。また、上記プロセスカートリッジ４５の側板５５には、カバー部材５６が被着されている。
【００５０】
一方、上記フランジ部材のうち、装置本体１の奥側に配置されるフランジ部材４９は、図６に示すように、感光体ドラム２０の円筒状芯金４１の端部に嵌合される直径の大きな大径部５７と、当該大径部５７の軸方向外側に向けて外側面がテーパー状に形成されたテーパー部５８と、当該テーパー部５８の先端部に設けられた直径の小さい小径部５９とから構成されている。上記小径部５９には、内径が回転軸５３の外径と略等しく設定された固定部５９ａが設けられており、当該固定部５９ａには、回転軸５３が嵌合固定されるように構成されている。また、上記小径部５９の固定部５９ａの外周には、軸受け部５９ｂが設けられており、当該軸受け部５９ｂの外周には、軸受け部材としての転がり軸受６０が嵌合されるようになっている。なお、図６に示すフランジ部材４９は、テーパー部５８が中実状に構成されているが、当該テーパー部５８を中空状に形成しても良い。
【００５１】
上記転がり軸受６０の外周は、図６に示すように、プロセスカートリッジ４５の側板６１に嵌合された状態で取り付けられている。また、上記プロセスカートリッジ４５の側板６１には、カバー部材６２が被着されている。
【００５２】
また、上記装置本体１側には、図６に示すように、駆動モータ６６によって回転駆動される回転軸５３が、装置本体１側に固定した状態で取付けられている。この回転軸５３は、その基端部５３ａが駆動モータ６６に取り付けられており、例えば、当該基端部５３ａが直径１５ｍｍ、装置本体１の奥側のフランジ部材４８の内側の中間部５３ｂが直径１１ｍｍ、図１に示す先端部５３ｃが直径１０ｍｍとなるように、先端部に行くに従って徐々に又は段階的に細くなるように形成されている。
【００５３】
さらに、上記感光体ドラム２０の一方のフランジ部材４９には、図６に示すように、回転軸５３と係合して回転駆動力を伝達する連結部としての可動式係合部６３が一体的に設けられている。上記フランジ部材４９の小径部５９先端には、図７に示すように、周方向に沿って４つの係合用の凹部６４が設けられており、この係合用凹部６４は、感光体ドラム２０の回転方向に沿った端面６４ａが、軸方向に沿って平面状に形成されているとともに、回転方向と逆方向に沿った端面が、傾斜した曲面状に形成されている。
【００５４】
また、上記回転軸５３には、図６に示すように、感光体ドラム２０のフランジ部材４９に設けられた係合部６４と相対的に係合する可動式係合部材６５が設けられている。この可動式係合部材６５は、図示しないスプリングによって、回転軸５３の先端部に向けて付勢されており、プロセスカートリッジ４５を装置本体１に装着した状態で、フランジ部材４９に設けられた係合部６４と相対的に係合して、当該回転軸５３によって感光体ドラム２０を一体的に回転駆動するように構成されている。
【００５５】
さらに、上記プロセスカートリッジ４５の感光体ドラム２０には、図２に示すように、装置本体１に装着した状態で、現像装置２２及び２６の現像ロールが、所定の間隙ＤＲＳを介して対向するように配設されている。
【００５６】
そのため、上記プロセスカートリッジ４５には、図８及び図９に示すように、当該プロセスカートリッジ４５を装置本体１に装着した状態で、現像装置２２及び２６が感光体ドラム２０側にリトラクトするように構成されている。上記現像装置２２及び２６には、現像ロール８０と感光体ドラム２０との間隙ＤＲＳを、所定の値に設定するように、トラッキングロール８１が回転自在に取付けられている。このトラッキングロール８１は、プロセスカートリッジ４５の側板に設けられたギャップ保持ブロック８２の表面に当接するように配設されている。また、上記トラッキングロール８１は、転がり軸受と、感光体ドラムのフランジ部材の小径部と、現像装置のトラッキングロールの加圧位置とが、スラスト方向において略一致するように配置されている。
【００５７】
その結果、上記の如く現像装置２２及び２６の現像ロール８０を、プロセスカートリッジ４５のギャップ保持ブロック８２に当接させた場合でも、現像装置２２及び２６からの荷重を、転がり軸受５４、６０と、感光体ドラム２０のフランジ部材４８，４９の小径部５２ａ、５９ａを介して、回転軸５３によって直接受けることができ、感光体ドラム２０のフランジ部材４８，４９に撓み等の変形が発生することがない。そのため、上記感光体ドラム２０を高い回転精度で回転駆動することができる。
【００５８】
以上の構成において、この実施の形態に係る画像形成装置においては、次のようにして、プロセスカートリッジの大型化やコストアップを招くことがなく、像担持体の表面振れ精度やプロセスカートリッジに装着されている各々の部品の位置精度を向上させることが可能なことは勿論のこと、回転軸と転がり軸受等が突き当たるのを防止し、着脱力が不本位に増加することがなく、プロセスカートリッジを装置本体に対して容易に着脱することが可能となっている。
【００５９】
すなわち、この実施の形態に係るタンデム方式のデジタルカラー複写機においては、図２に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋにおいて、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像が形成され、これらの各色のトナー像が中間転写ベルト８上に、一旦多重に転写された後、中間転写ベルト８上から記録紙１０に一括して二次転写され、定着されて、カラー画像又は白黒の画像が形成される。
【００６０】
上記タンデム方式のデジタルカラー複写機においては、画像形成動作を多数枚繰り返している間に、各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋの感光体ドラム２０の光導電層が磨耗したりして、当該感光体ドラム２０を交換する必要が生じる場合がある。
【００６１】
この場合、上記感光体ドラム２０は、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各画像形成部７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ毎に、プロセスカートリッジ４５を構成しているため、感光体ドラム２０を交換する必要があるプロセスカートリッジ４５を、ユーザーが装置本体１から取り外して、新しいプロセスカートリッジ４５を装置本体１に装着する。
【００６２】
その際、上記プロセスカートリッジ４５には、図１及び図６に示すように、感光体ドラム２０が装着されているが、当該感光体ドラム２０は、その両端部に設けられたフランジ部材４８、４９及び軸受け部材を介して、プロセスカートリッジ４５に回転自在に取り付けられている。そして、上記プロセスカートリッジ４５を装置本体１の所定の位置に装着することによって、感光体ドラム２０は、図１及び図６に示すように、その両端部に設けられたフランジ部材４８、４９の小径部５２、５９が、装置本体１に固定した状態で設けられた回転軸５３に嵌合固定されるとともに、可動式係合部６３の係合用凹部６４と、可動式係合部材６５とが相対的に係合され、回転軸５３と感光体ドラム２０とが一体的に連結されて、感光体ドラム２０が回転駆動されるようになっている。
【００６３】
このように、上記実施の形態では、従来技術のように回転軸５３に円錐面からなる係合手段を設けたりする必要がないので、プロセスカートリッジが大型化したりコストアップを招くことがなく、しかも感光体ドラム２０は、その両端部に設けられたフランジ部材４８、４９を、装置本体１に設けられた回転軸５３に嵌合固定するだけで良く、感光体ドラム２０の表面振れ精度やプロセスカートリッジに装着されている各々の部品の位置精度を向上させることができるとともに、回転軸５３と転がり軸受５４、６０が突き当たるのを防止し、着脱力が不本位に増加することがなく、プロセスカートリッジ４５を装置本体１に対して容易に着脱することが可能となる。
【００６４】
また、上記実施の形態では、上述したように、現像装置２２及び２６の現像ロール８０を、プロセスカートリッジ４５のギャップ保持ブロック８２に当接させた場合でも、現像装置２２及び２６からの荷重を、転がり軸受５４、６０と、感光体ドラム２０のフランジ部材４８，４９の小径部５２ａ、５９ａを介して、回転軸５３によって直接受けることができ、感光体ドラム２０のフランジ部材４８，４９に撓み等の変形が発生することがない。そのため、上記感光体ドラム２０を高い回転精度で回転駆動することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】図１はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機に用いられるプロセスカートリッジの要部を示す構成図である。
【図２】図２はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機を示す構成図である。
【図３】図３はＲＯＳを示す構成図である。
【図４】図４（ａ）（ｂ）はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機に用いられるカラー用及び黒用のプロセスカートリッジを示す構成図である。
【図５】図５はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機に用いられる黒用のプロセスカートリッジを示す斜視図である。
【図６】図６はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機に用いられるプロセスカートリッジの要部を示す構成図である。
【図７】図７はプロセスカートリッジの可動式係合部を示す構成図である。
【図８】図８はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機に用いられるプロセスカートリッジの要部を示す構成図である。
【図９】図９はこの発明の実施の形態１に係る画像形成装置としてのタンデム型のデジタルカラー複写機に用いられるプロセスカートリッジの要部を示す構成図である。
【符号の説明】
【００６６】
２０：感光体ドラム（像担持体）、４５：プロセスカートリッジ、４８，４９：フランジ部材、５３：回転軸、５４，６０：転がり軸受、５６，６１：側板。
【図１】
2005115236.tif 000003
【図２】
2005115236.tif 000004
【図３】
2005115236.tif 000005
【図４】
2005115236.tif 000006
【図５】
2005115236.tif 000007
【図６】
2005115236.tif 000008
【図７】
2005115236.tif 000009
【図８】
2005115236.tif 000010
【図９】
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