(57)【要約】【課題】像担持体の駆動軸への位置決めを容易に行うことができるプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】感光体ドラムの一端の位置決めをドラム駆動軸で行う。一方、他端の位置決めは、まず、ドラム位置決め部品３１によってプロセスカートリッジのケースに感光体ドラムの他端を固定する。次にプロセスカートリッジの装置抜き出し方向側に設けた位置決め孔を装置本体に設けた位置決めピンに勘合させ、前記位置決めピンにキャップをねじ込んで、プロセスカートリッジを装置本体に固定する。このように、感光体のインサートフランジ１７をプロセスカートリッジ内に位置決め固定し、このプロセスカートリッジ自体を精度よく装置に位置決め固定することで、感光体ドラムの他端が装置本体に精度良く位置決めされる。。【選択図】  図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体と他の画像形成プロセス手段を内包し、画像形成装置本体から着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体の画像形成装置本体内における位置決めを、前記像担持体軸方向端部それぞれ別の部材で行うことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
請求項１のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体一端の位置決めは、画像形成装置本体内から伸びる前記像担持体の駆動軸によりなされ、他端の位置決めは、プロセスカートリッジが画像形成装置本体に取り付けられることで行われるを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項３】
請求項２のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体のプロセスカートリッジが画像形成装置本体に取り付けられることで位置決めが行われる側の端部には、凸部が形成されており、前記凸部がプロセスカートリッジに位置決めされていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】
請求項１、２または３のプロセスカートリッジにおいて、前記画像形成装置から取り外された状態におけるプロセスカートリッジ内の前記像担持体の移動を規制する規制手段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５】
請求項４のプロセスカートリッジにおいて、前記規制手段は、前記像担持体を一方向に押しやる加圧手段を有していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項６】
請求項５のプロセスカートリッジにおいて、前記規制手段が、前記加圧手段と、前記加圧手段によって像担持体が移動するのを防止するストッパ部材とからなることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
画像形成装置に用いられる像担持体において、前記像担持体の両端には、フランジが固着されており、該フランジには、それぞれ画像形成装置に位置決めされる位置決め手段をもうけており、一方のフランジの位置決め手段は、該画像形成装置からのびる駆動軸が挿入されて位置決めされる孔部であり、他方のフランジの位置決め手段は、該駆動軸以外の部材によって位置決めされる凸部であることを特徴とする像担持体。
【請求項９】
像担持体を備えた画像形成装置において、該画像形成装置内における位置決めを、該像担持体軸方向端部それぞれ別の部材で行う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、本発明は、複写機、プリンター、ＦＡＸなどの画像形成装置の本体に対して着脱可能に一体的に構成されたプロセスカートリッジ、並びにこれらのカートリッジが着脱可能な画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の画像形成装置としては、画像形成装置本体に着脱可能としたプロセスカートリッジが組み込まれたものが知られている。このプロセスカートリッジは、像担持体としての感光体ドラムと、帯電装置、クリーニング装置、除電装置などの画像形成プロセスに用いる装置の少なくともひとつとを一体的にカートリッジ化したものである。
従来は、感光体を内包したプロセスカートリッジを装着する時に、感光体の位置決めが行われている。感光体ドラムの位置決めは、特許文献１、２や図１１（ａ）に示すように装置本体から延びるドラム駆動軸１０９を感光体ドラム１０１の中心に挿入することで行われる。具体的には、感光体ドラム両端のドラムフランジ１０２Ａ、１０２Ｂの中心に孔を設け、そこにドラム軸を貫通させることで感光体ドラムの位置決めを行っていた。
【０００３】
【特許文献１】
特開平９−２８１８４９号公報
【特許文献２】
特開平２０００−１９４２４９号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、Ａ２幅以上の普通紙が転写できるような画像形成装置に用いる感光体ドラムは、感光体ドラムの素管長が４００ｍｍを越えた長いものとなる。このように、素管長の長い感光体ドラムの場合、ドラム駆動軸１０９の長さが長くなり、プロセスカートリッジが装置から取り外されている時に、ドラム駆動軸自体の自重でその先端が図１１（ｂ）中の下向きの矢印１１０に示すように、下側に倒れてしまう場合があった。その結果、ユニット引出し方向側のドラムフランジ１０２Ａ（図中手前側）の孔にドラム駆動軸１０９をうまく挿入することができず、感光体ドラムの位置決めが容易に行えずにプロセスカートリッジの装着作業が煩雑になる場合があった。さらに、プロセスカートリッジが装置本体内へ容易に挿入できるように、プロセスカートリッジと装置本体との間には、隙間が設けられている。よって、プロセスカートリッジ挿入時において、プロセスカートリッジは装置本体に対してある程度自由に動ける状態となっている。このような状態もドラムフランジ１０２Ａ（図中手前側）の孔にドラム駆動軸の先端を挿入しにくい一要因となっていた。また、ドラム軸が長くなることで、装置の重量やコスト等も嵩んでいた。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、像担持体の駆動軸への位置決めを容易に行うことができるプロセスカートリッジを提供すること。また、これにより、プロセスカートリッジの装置への取り付けを容易に行うことができる画像形成装置を提供することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１のプロセスカートリッジは、像担持体と他の画像形成プロセス手段を内包し、画像形成装置本体から着脱可能にしたプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体の画像形成装置本体内における位置決めを、前記像担持体軸方向端部それぞれ別の部材で行うことを特徴とするものである。
また、請求項２のプロセスカートリッジは、請求項１のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体一端の位置決めは、画像形成装置本体内から伸びる前記像担持体の駆動軸によりなされ、他端の位置決めは、プロセスカートリッジが画像形成装置本体に取り付けられることで行われるを特徴とするプロセスカートリッジ。
また、請求項３のプロセスカートリッジは、請求項２のプロセスカートリッジにおいて、前記像担持体のプロセスカートリッジが画像形成装置本体に取り付けられることで位置決めが行われる側の端部には、凸部が形成されており、前記凸部がプロセスカートリッジに位置決めされていることを特徴とするものである。
また、請求項４のプロセスカートリッジは、請求項１、２または３のプロセスカートリッジにおいて、前記画像形成装置から取り外された状態におけるプロセスカートリッジ内の前記像担持体の移動を規制する規制手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４のプロセスカートリッジにおいて、前記規制手段は、前記像担持体を一方向に押しやる加圧手段を有していることを特徴とするものである。
また、請求項６のプロセスカートリッジは、請求項５のプロセスカートリッジにおいて、前記規制手段が、前記加圧手段と、前記加圧手段によって像担持体が移動するのを防止するストッパ部材とからなることを特徴とするものである。
また、請求項７の画像形成装置は、請求項１、２、３、４、５または６記載のプロセスカートリッジを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項８の像担持体は、画像形成装置に用いられる像担持体において、前記像担持体の両端には、フランジが固着されており、該フランジには、それぞれ画像形成装置に位置決めされる位置決め手段をもうけており、一方のフランジの位置決め手段は、該画像形成装置からのびる駆動軸が挿入されて位置決めされる孔部であり、他方のフランジの位置決め手段は、該駆動軸以外の部材によって位置決めされる凸部であることを特徴とするものである。
また、請求項９の画像形成装置は、像担持体を備えた画像形成装置において、該画像形成装置内における位置決めを、該像担持体軸方向端部それぞれ別の部材で行うことを特徴とするものである。
【０００７】
請求項１乃至９の発明は、像担持体軸方向端部それぞれ別の部材で行う。このように、像担持体の軸方向端部をそれぞれ別の部材で行うので、従来のように像担持体の両端のフランジ部に、ドラム駆動軸を挿入しなくとも、感光体ドラムの位置決めが行える。この結果、フランジの孔にドラム駆動軸をうまく挿入することができずに感光体ドラムの位置決めが容易に行えない結果、プロセスカートリッジの装着作業が煩雑になるということがない。また、ドラム駆動軸は、駆動軸側フランジのみを位置決めするので、ドラム駆動軸を感光体ドラムの素管長より短くしても、何ら問題がなくなる。よって、ドラム駆動軸を短くでき、これにより、装置の重量およびコストを削減することができる。
【０００８】
【発明の実施の形態】
図１は本発明に係る実施形態の画像形成装置の概略構成図である。
画像形成装置には像担持体として感光体ドラム１を中央に備え感光体ドラム１の周囲に以下の装置を配設する。帯電ローラ等で感光体ドラム１の表面を帯電する帯電装置２やレーザー光線等で感光体ドラム１の一様帯電処理面に潜像を形成する露光装置３を配設する。また、感光体ドラム１に形成された潜像に対し帯電したトナーを付着させることでトナー像を形成させる現像装置４、転写ローラ等で感光体ドラム１上に形成されたトナー像を転写紙６に転写する転写装置５を配設する。さらに、転写後に感光体ドラム１上に残ったトナーを除去するクリーニング装置７、感光体ドラム１上の残留電位を除去する除電装置８を配設する。そして、感光体ドラム１とクリーニング装置７がプロセスカートリッジ２６としてカートリッジ化されている。
【０００９】
次に、感光体ドラムについて説明する。図２は感光体ドラムが装置本体の駆動軸に挿入された状態を示す図である。感光体ドラム１は、画像形成装置の本体側板１１により支持されるドラム駆動軸９に挿入される。このドラム駆動軸９にジョイント１０を設ける。このジョイント１０は、感光体ドラム１の駆動軸側フランジ１６と係合する（図３参照）。これにより、ドラム駆動軸９と感光体ドラム１とが共に回転する。
【００１０】
また、画像形成装置の本体側板１１に、感光体ドラム１を回転駆動させる感光体ドラム駆動装置を設ける。この駆動装置は、図示しない駆動モータからのびる駆動軸に固着された駆動ギア１３からの駆動力を伝達する。そして、本体側板１１に駆動プーリ１４、ドラム駆動軸９に感光体プーリ１２、駆動プーリ１４と感光体プーリ１２とを掛け渡す駆動ベルト１５を備えている。このような構成の感光体ドラム駆動装置において、駆動モータに連結された駆動ギア１３から出力される駆動力は、駆動プーリ１４からのびる軸に固着されたギア１３ａに伝達され、駆動プーリ１４に伝達される。そして駆動プーリ１４より駆動ベルト１５を介してドラム駆動軸９の感光体プーリ１２に伝達される。感光体プーリ１２に伝達された駆動力によりドラム駆動軸９が回転することで、ドラム駆動軸９に連結している感光体ドラム１が回転駆動する。このようにして、駆動モータの出力は、感光体ドラム１に伝達される。
【００１１】
感光体プーリ１２の直径より大きな外径を有する円盤状の慣性質量部材２７がドラム駆動軸９に固定されている。このように、大きな慣性質量部材２７をつけると、慣性質量の効果を増して、感光体ドラム１０の回転を安定させることができる。
【００１２】
図３に示すように、感光体ドラム１の本体側板側端部（図中右側）に駆動軸側フランジ１６を感光体ドラム１と一体的に設けている。一方、反対側の端部にインサートフランジ１７を感光体ドラム１と一体的に設けている。インサートフランジ１７および駆動軸側フランジ１６は、モールドにて形成している。そして、駆動軸側フランジ１６の中心に前記ドラム駆動軸９が挿入される孔１６ａを設け、その孔１６ａの周囲にはボス部１６ｂが設けられている。このボス部１６ｂには、ドラム駆動軸９のジョイント１０と係合する溝部１８を設ける。ドラム駆動軸９の長さは、感光体の素管長に対して約５分の１の長さとしている。インサートフランジ１７の中心部に、プロセスカートリッジのフレームに取り付けるための凸部１９を設ける。
【００１３】
感光体ドラム１の位置決めは、感光体ドラムの両端部に取り付けたフランジ１６、１７がそれぞれ別の部材によって位置決めされることで行われる。まず、駆動軸側フランジ１６は、ドラム駆動軸９を駆動軸側フランジ１６の孔に挿入して、溝部１７にドラム駆動軸９のジョイント１０を係合させることで位置決めが行われる。一方、感光体ドラムのもう一端のインサートフランジ１７は、プロセスカートリッジを装置本体に精度良く装着されることで位置決めが行われる。まず、インサートフランジ１７をプロセスカートリッジ内に位置決めする。図４に示すように、インサートフランジ１７の中心部の凸部１９をプロセスカートリッジのケース側面に設けられた穴２６ａに取り付ける。次に、ドラム位置決め部材３１の玉軸受けが収納されている部分に前記凸部１９に挿入して、位置決め部材３１の玉軸受け部と凸部１９を嵌合させる。そして、前記ドラム位置決め部材３１をプロセスカートリッジのケース側面にねじ止めすることで、インサートフランジ１７がプロセスカートリッジ内に位置決め固定される。
このように、感光体のインサートフランジ１７をプロセスカートリッジ内に位置決め固定して、このプロセスカートリッジ自体を精度よく装置に取り付ければ、感光体ドラムのインサートフランジ１７が装置本体に対して精度良く位置決めされることとなる。そのプロセスカートリッジの装置への固定は、プロセスカートリッジの装置抜き出し方向側のフレームの両端にそれぞれ位置決め孔を設ける。装置本体のプロセスカートリッジの抜き出し方向側側面に前記位置決め孔と係合する位置決めピンをそれぞれ設ける。プロセスカートリッジの位置決め孔２００に、装置本体の位置決めピンを係合させる。前記位置決めピンの先端部には、ねじ溝が切ってあり、前記ねじ溝にキャップをねじ入れることでプロセスカートリッジの装置への装着が完了する。
【００１４】
図５は、プロセスカートリッジに内包された装置であるクリーニング装置７の概略図を示している。図６は、クリーニング装置開口部の概略図である。このクリーニング装置７は、クリーニングケース２０内に配置して、感光体ドラム１の表面に接触するブラシローラ２１を備えている。また、クリーニングケース２０の開口部の下端縁からブラシローラ２１にかけての両端部にそれぞれ、図６に示すような感光体ドラム１の表面の両端部のみに接触する端部シール２２を備えている。さらに、クリーニングケース２０の開口部の上端部に、先端縁が感光体ドラム１の表面に圧接するクリーニングブレード２８を備えている。
端部シール２２は、トナーがクリーニングケース２０の開口端部から落下しないよう、図７に示すように、ある程度の圧力をかけ、感光体ドラム１に食い込むように設けている。また、ブラシローラ２１は、図８に示すように、０．５〜３ｍｍ、感光体ドラムに食い込ませるようにして設けている。クリーニングブレード２８は、クリーニングケース２０に揺動自在に取り付けられているブレードホルダ３０の一端に取り付けられている。クリーニングケース２０の外側には、加圧スプリング２３が取り付けられており、その一端をブレードホルダ３０の他端に取り付け、ブレードホルダ３０を下側に付勢している。これにより、図５に示すように、ブレードホルダ３０の一端は、クリーニングケース２０との取り付け部３０ａを中心として反時計回りに回転する。これにより、感光体ドラム１にクリーニングブレードが圧接するようになる。
そして、ブラシローラ２１と、端部シール２２と、クリーニングブレード２８は、図５および図６からわかるように、互いに近接して設けられている。具体的には、ブラシローラ２１の真上にクリーニングブレード２８を配設して、クリーニングブレード２８の両端部に、それぞれ一つずつ端部シール２２を配設している。これにより、図５の矢印２９に示すように、これらの力は、ほぼ同一方向から感光体ドラム１にかかるようになる。よって、図９に示すように、感光体ドラム１は、常にクリーニング装置から離間する方向に押し付けられている状態となる。従って、プロセスカートリッジを装置本体から取り外して、感光体ドラム１とドラム駆動軸との連結が解除されても、感光体ドラムは、常にクリーニング装置から離間する方向に押されて、プロセスカートリッジ内のある部分に当接する。その結果、振動等によって感光体ドラムがプロセスカートリッジ内をむやみに移動することがなくなり、感光体ドラムがプロセスカートリッジ内の部品と接触して傷つくことがなくなる。
【００１５】
上記の場合、感光体ドラムに装着された駆動軸が感光体から外されたとき、クリーニング装置の部材によって、感光体ドラム１は、クリーニング装置から離間する方向に移動して、プロセスカートリッジのある部分に当接することで、感光体ドラムがプロセスカートリッジ内をむやみに移動することを防止しているが、この加圧力に対する感光体ドラムの移動をも規制する手段を設けて、感光体ドラム１をプロセスカートリッジ内で全くの移動不能状態にすることも可能である。この規制する手段の一例を図１０に示す。プロセスカートリッジのフレーム側面にＵ字溝２５を設ける。このＵ字溝２５はインサートフランジの凸部１９を保持している。感光体ドラム１は、図１０の矢印の向きに加圧力２９によって押し付けられている。Ｕ字溝の側面２５ａが凸部１９の加圧力２９方向（クリーニング装置から離間する方向）への移動を規制する。これにより、プロセスカートリッジを装置本体から取り外して、感光体ドラム１とドラム駆動軸との連結が解除されても、感光体ドラム１は加圧力方向２９（クリーニング装置から離間する方向）へ移動しなくなり、取り外し時においても、感光体ドラム１がプロセスカートリッジ内で移動するのを完全に規制する。
【００１６】
本実施形態においては、感光体ドラムの一端の位置決めは、駆動側フランジの孔部にドラム駆動軸を挿入して行う。一方、他端の位置決めは、まず、インサートフランジの凸部にドラム位置決め部品３１を勘合させてプロセスカートリッジのケースに感光体ドラムの他端を固定する。次にプロセスカートリッジの装置抜き出し方向側に設けた位置決め孔を装置本体に設けた位置決めピンに勘合させ、前記位置決めピンにキャップをねじ込んで、プロセスカートリッジを装置本体に固定する。このように、感光体のインサートフランジ１７をプロセスカートリッジ内に位置決め固定し、このプロセスカートリッジ自体を精度よく装置に位置決め固定することで、感光体ドラムの他端が装置本体に精度良く位置決めされる。これにより、従来のように感光体ドラムのインサートフランジ１７の中心孔に、ドラム駆動軸を挿入しなくとも、感光体ドラムの位置決めが行える。この結果、インサートフランジの孔にドラム駆動軸をうまく挿入することができずに感光体ドラムの位置決めが容易に行えない結果、プロセスカートリッジの装着作業が煩雑になるということがない。また、ドラム駆動軸は、駆動軸側フランジのみを位置決めするので、ドラム駆動軸を感光体ドラムの素管長より短くしても、何ら問題がなくなる。よって、ドラム駆動軸を短くでき、これにより、装置の重量およびコストを削減することができる。
また、本実施形態においては、感光体ドラムをプロセスカートリッジ内のクリーニング装置の部材によって一方向に加圧して、プロセスカートリッジが装置本体から取り外されたときに、感光体がむやみに移動するのを防止している。従来、ドラム駆動軸が感光体ドラムから抜き出されてしまうと、プロセスカートリッジ内で感光体ドラムが遊動可能に保持されていた。その結果、振動等によって感光体ドラムがプロセスカートリッジ内を遊動して、プロセスカートリッジ内の部品とぶつかって傷ついてしまう危険があった。しかし、本実施形態では、感光体ドラムを一方向に押し付けているので、振動等で感光体ドラムがむやみに移動することがなくなり、感光体ドラムが傷つくことがなくなる。
さらに、本実施形態においては、Ｕ字溝を設け、そこにインサートフランジに形成された凸部を保持させている。感光体ドラムをプロセスカートリッジ内のクリーニング装置の部材によって一方向に加圧しているので、感光体ドラムは加圧方向以外に移動することはない。しかも、Ｕ字溝の側面２５ａが凸部の加圧方向への移動を規制する。これによって、感光体ドラムが加圧力方向にも移動しなくなり、感光体ドラムがプロセスカートリッジ内で移動することがなくなる。
【００１７】
【発明の効果】
請求項１乃至９の発明によれば、一部材で像担持体両端の位置決めを行う場合に比べて、容易に位置決めが行うことができ、結果としてプロセスカートリッジの装置本体への装着が容易に行えるようになるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図。
【図２】実施形態に係るプロセスカートリッジ内の感光体ドラムが画像形成装置に取り付けられている状態を説明する図。
【図３】実施形態に係る感光体ドラムの断面図。
【図４】実施形態に係る感光体ドラムがプロセスカートリッジ内へ装着する状態を説明する図。
【図５】実施形態に係るプロセスカートリッジ内のクリーニング装置の要部説明図。
【図６】実施形態に係るクリーニング装置のケース開口部を正面から見た図。
【図７】実施形態に係るクリーニング装置の端部シールと感光体ドラムとの接触状態を示す図。
【図８】実施形態に係るクリーニング装置のクリーニングブラシローラと感光体ドラムとの接触状態を示す図。
【図９】実施形態に係るプロセスカートリッジを画像形成装置から抜き出した状態を示す図。
【図１０】感光体ドラムとプロセスカートリッジとの取り付け状態を示す図。
【図１１】（ａ）は、従来におけるプロセスカートリッジ内の感光体ドラムが画像形成装置に取り付けられている状態を説明する図。
（ｂ）は、従来におけるプロセスカートリッジ内の感光体ドラムを画像形成装置内に挿入している状態を示す図。
【符号の説明】
１、１０１    感光体ドラム
２  帯電装置
３  露光装置
４  現像装置
５  転写装置
６  転写紙
７  クリーニング装置
８  除電装置
９、１０９  ドラム駆動軸
１０  ジョイント
１１、１１１  本体側板
１２  感光体プーリ
１３  駆動軸
１４  駆動プーリ
１５  駆動ベルト
１６  駆動軸側フランジ
１７  インサートフランジ
１８  溝部
１９  凸部
２０  クリーニングケース
２１  ブラシローラ
２２  端部シール
２３  加圧スプリング
２４  プロセスカートリッジフレーム
２５  Ｕ字溝
２６  プロセスカートリッジ
２７  慣性質量部材
２８  クリーニングブレード
２９  加圧力
３０  ブレードホルダ
１０２  ドラムフランジ
【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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【図１０】
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【図１１】
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