(57)【要約】【課題】カートリッジ挿入時、カートリッジ側回転受動部を画像形成装置側のドラム駆動ギアに接続する回転カップリング機構をカートリッジ縦入れ方式を採用し、ユーザビリティに優れかつて低コストで済むプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】装置本体の手前側板１１０と奥側板１１１に設けたカートリッジ支持部１１２にプロセスカートリッジ７を感光体ドラム１の回転軸線に沿って挿入する。ドラムシャフト１４の先端から回転受動部１５が突出し、さらにその先に調芯凸部（第１調芯部）１６が突出している。カートリッジ挿入時、装置本体側のドラム駆動ギア１２３に設けた凹形状の回転駆動部１２３ａと調芯凹部（第２調芯部）１２３ｂに係合させ、端面カップリング嵌合方式で接続する。また、カートリッジ支持部１１２の板厚よりも大きく長い位置決めロッド１８によって位置決めする。ユーザは特別意識せずともプロセスカートリッジ７を自然で楽なユーザビリティでもって着脱が行え、位置決めすることができる。【選択図】  図9
2007219266.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電子写真画像形成装置本体に装着可能なカートリッジにおいて、
カートリッジ枠体を形成するフレームと、
前記フレームに回転可能に設けられ、前記カートリッジが前記装置本体に装着される装着方向に対してその回転軸線が平行に設けられた電子写真感光体ドラムと、
前記フレームに保持され、前記カートリッジの装着方向において前記電子写真感光体ドラムの先端部を回転自在に支持する軸受と、
前記装着方向において前記軸受よりも先端側に、前記先端部から突出させて前記回転軸線の同軸上に設けられた回転受動部であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態で、前記装置本体に設けられた回転駆動部と係合して、前記電子写真感光体ドラムを回転させる回転動力を受ける回転受動部と、
前記装着方向において前記回転受動部よりも先端側に、前記回転受動部から突出させて前記回転軸線の同軸上に設けられた第１調芯部であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態で、前記電子写真画像形成装置本体に設けられた第２調芯部と係合して、前記回転受動部と前記回転駆動部の回転軸線を一致させる第１調芯部と、
前記軸受の外周に接触して設けられた被位置決め部材であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着される際に前記電子写真画像形成装置本体に設けられた位置決め部と摺擦してガイドされ、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態で前記位置決め部に位置決めされる被位置決め部材と、
を備えたことを特徴とするカートリッジ。
【請求項２】
前記回転受動部が凸形状であり、前記回転駆動部が凹形状となっており、前記回転受動部と前記回転駆動部とが嵌合することを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記第１調芯部が凸形状であり、前記第２調芯部が貫通孔、盲孔または凹部のいずれかであり、前記第１調芯部と前記第２調芯部とが嵌合することを特徴とする請求項１または２に記載のカートリッジ。
【請求項４】
前記被位置決め部材は、前記回転軸線方向に対して平行に前記フレームに保持されていることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項５】
前記装着方向において、前記被位置決め部材が前記回転受動部の少なくとも一部と重なっていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項６】
前記装着方向において、前記回転受動部と前記回転駆動部の嵌合長、または、前記第１調芯部と前記第２調芯部の嵌合長、の内の長い方よりも、前記被位置決め部の長さが長いことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項７】
前記被位置決め部材が、前記軸受の回転中心を通る垂線に対して左右均等角度に振り分けられた平行な２つのロッド部材でなっており、前記位置決め凹部がＶ字形状であり、前記２つのロッド部材がそれぞれ前記Ｖ字形状の両側の斜面に当接して支持されることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のカートリッジ。
【請求項８】
前記請求項１乃至７のいずれか１項に記載のカートリッジが、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段を有し、前記電子写真画像形成装置本体に着脱されるプロセスカートリッジであることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項９】
前記ドラム駆動部材が、前記カートリッジの挿入による係合力で回転軸線上で退避してから再び定位置に復帰する方向へ付勢されていることを特徴とする請求項８に記載の電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、レーザービームプリンタやＬＥＤプリンタなどの電子写真プリンタ、ファクシミリ装置、そして複合機などの電子写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」という）に関し、この画像形成装置に用いられるカートリッジに関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真画像形成プロセスを実行して記録紙などシート上に画像を形成する画像形成装置が知られている。この画像形成装置には、電子写真感光体ドラム（以下、単に「感光体ドラム」という）などに形成した静電像を現像手段によって現像剤（トナー）を付着させて現像しシート上に転写する方式が用いられている。その場合、静電潜像担持体としての上記感光体ドラムと、この感光体ドラムに作用するプロセス手段とを一体的にまとめてカートリッジ化し、プロセスカートリッジとして画像形成装置本体に着脱自在に装着できるようにしたものがある。プロセス手段とは、帯電手段、現像手段およびクリーニング手段の少なくとも１つのことをいう。感光体ドラムとプロセス手段をそのようにカートリッジ化することで、それまでサービスマンに依存していた装置のメンテナンスをユーザ自らができるようになり、ユーザビリティが格段に向上し、近年急速な普及をみている。
【０００３】
かかるプロセスカートリッジの複数を一列に並べたインライン型のカラー画像形成装置が周知である。このインライン型カラー画像形成装置の場合、レーザー光によって感光体ドラム表面上に潜像パターンを照射するスキャナユニット（露光手段）と感光体ドラムとの平行性が損なわれると、印刷画像に色ずれが生じる。それを防ぐために、感光体ドラムと複数のスキャナユニットとを高精度かつ平行に位置決めすることが要求される。感光体ドラムとスキャナユニットの平行状態とは、感光体ドラムの回転軸線とスキャナユニットからの照射光が成す平面とが平行になっていることであり、感光体ドラムの左右で照射光の光路長が同等となることである。感光体ドラムとスキャナユニットをそのように位置決めすることで歪みを発生しない作像が可能になる。また一方で、感光体ドラムとスキャナユニットとのそうした相対位置のみならず、それらの像形成プロセス同士の平行性をも考慮する必要がある。複数色のトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成するため、各像形成プロセスにて歪みを発生しない像形成が実行されたとしても、平行性が確保されていなければ色ずれを生じてしまうからである。
【０００４】
ところで、画像形成装置本体に対してプロセスカートリッジを組み込みかつ取り外すときの方向から分類すると、つぎの２つのカートリッジ着脱方式がある。
【０００５】
１つは、感光体ドラムの回転軸線に直交する方向からプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱させる場合であり、以下これを説明の便宜上「カートリッジ横入れ方式」と呼ぶ。また１つは、感光体ドラムの回転軸線に沿ってドラム長手方向からプロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱させる場合で同様に以下「カートリッジ縦入れ方式」と呼ぶものとする。
【０００６】
前者のカートリッジ横入れ方式による画像形成装置には、先に本出願人によって提案されたものがある（たとえば、特許文献１参照）。この場合の画像形成装置は、画像形成装置本体の左右の側板フレーム間が開口部となっている。この開口部に感光体ドラムを長手方向から臨ませ、ドラム回転軸線をそのまま平行に開口部に向かって移動させててプロセスカートリッジを横入れする。左右の側板フレームでは感光体ドラムのドラムシャフト両端を受けて回転可能に支持し、またスキャナユニットの両端部も支持する。左右の側板フレームでは、ドラムシャフトの軸受とスキャナユニットの支持部をそれぞれ弾性部材で押圧してガタ付きが生じないよう位置決めする。
【０００７】
【特許文献１】特開２００１−２４２６７１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
しかしながら、上記特許文献１に開示された画像形成装置においては以下の課題がある。
【０００９】
即ち、端面カップリング嵌合方式を採用し、プロセスカートリッジをカートリッジ横入れ方式で画像形成装置本体に着脱させる場合、ドラム駆動ギアを一旦カートリッジ着脱軌道から逃がす必要がある。そして、プロセスカートリッジが定位置まで挿入された段階で退避位置のドラム駆動ギアを定位置に戻す必要がある。特許文献１にあっては、転写ベルトの退避動作に連動してドラム駆動ギアを退避させる構成が開示されている。しかし、そうした退避動作のための複雑な機構を要する場合がある。また、そのために部品点数が増加するといった問題がある。
【００１０】
そこで、本発明の目的は、カートリッジを電子写真画像形成装置本体に装着する構成において、電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するための構成の設計自由度を向上させることである。又、本発明の他の目的は、電子写真感光体ドラムを回転可能に支持するための構成を低コストにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、
電子写真画像形成装置本体に装着可能なカートリッジにおいて、
カートリッジ枠体を形成するフレームと、
前記フレームに回転可能に設けられ、前記カートリッジが前記装置本体に装着される装着方向に対してその回転軸線が平行に設けられた電子写真感光体ドラムと、
前記フレームに保持され、前記カートリッジの装着方向において前記電子写真感光体ドラムの先端部を回転自在に支持する軸受と、
前記装着方向において前記軸受よりも先端側に、前記先端部から突出させて前記回転軸線の同軸上に設けられた回転受動部であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態で、前記装置本体に設けられた回転駆動部と係合して、前記電子写真感光体ドラムを回転させる回転動力を受ける回転受動部と、
前記装着方向において前記回転受動部よりも先端側に、前記回転受動部から突出させて前記回転軸線の同軸上に設けられた第１調芯部であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態で、前記電子写真画像形成装置本体に設けられた第２調芯部と係合して、前記回転受動部と前記回転駆動部の回転軸線を一致させる第１調芯部と、
前記軸受の外周に接触して設けられた被位置決め部材であって、前記カートリッジが前記装置本体に装着される際に前記電子写真画像形成装置本体に設けられた位置決め部と摺擦してガイドされ、前記カートリッジが前記装置本体に装着された状態で前記位置決め部に位置決めされる被位置決め部材と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、カートリッジを電子写真画像形成装置本体に装着する構成において、電子写真感光体ドラムを回転可能に支持する支持部材の設計自由度を向上させることができる。又、本発明によれば、電子写真感光体ドラムを回転可能に支持する支持部材を低コストにすることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明によるプロセスカートリッジおよび画像形成装置のそれぞれ好適な一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１４】
（画像形成装置）
図１に示すように、はじめに本実施形態のプロセスカートリッジ７が着脱可能に装着される画像形成装置の装置本体１００には、水平方向に並設した４つのカートリッジ装着部１０１が設けられている。各カートリッジ装着部１０１に装着されるプロセスカートリッジ７はいずれも１個の感光体ドラム１を有し、たとえばイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応してトナー画像を形成する。感光体ドラム１は、装置本体１００側のドラム駆動ギア（図７中、符号１２３参照）から回転駆動を受けて図中矢印の時計廻り方向に回転する。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順にプロセス手段などを構成するつぎの各装置が配置されている。
【００１５】
感光体ドラム１の表面に帯電バイアス電圧を均一に印加して帯電させる帯電ローラ２を有し、画像情報に基づいてレーザビームを照射して感光体ドラム１に静電潜像を形成する露光手段としてのスキャナユニット１０２を有する。また、静電潜像を現像剤であるトナーを用いて現像する現像ユニット４を有する。また、感光体ドラム１に接するように循環移動して感光体ドラム１上のトナー画像を静電転写させる転写ベルト１０３を有し、転写後の感光体ドラム１表面に残ったトナーを除去するクリーニング手段６が配置されている。感光体ドラム１の周囲に帯電ローラ２、現像ユニット４、クリーニング手段６が一体的にまとめられてプロセスカートリッジ７を構成している。また、転写ベルト１０３を挟んで感光体ドラム１と対向する位置には一次転写ローラ１０４が配置され、転写ベルト１０３を感光体ドラム１の方向に押圧している。転写ベルト１０３はまた、図中右端部で二次転写ローラ１０５とも対向して接しており、記録媒体であるシートＳの搬送経路は転写ベルト１０３と２次転写ローラ１０５の当接部との間を通過するよう構成されている。この当接部においてシートＳ上に転写ベルト１０３上のトナー画像が転写される。
【００１６】
画像形成動作はつぎのように行われる。
【００１７】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色に対応する各プロセスカートリッジ７は、画像形成のタイミングに合わせて順次駆動して感光体ドラム１が回転を開始し、それに順じてスキャナユニット１０２が順次駆動する。感光体ドラム１が回転すると、帯電ローラ２は感光体ドラム１の表面に帯電バイアス電圧を均一に印加して電荷を付与する。スキャナユニット１０２は、その感光体ドラム１表面に画像信号に応じて露光を行い、感光体ドラム１上に静電潜像を形成する。そして、現像ユニット４に備わる現像ローラ５はトナーによって静電潜像を現像する。
【００１８】
転写ベルト１０３には、各感光体ドラム１と一次転写ローラ１０４との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１のトナー画像が順次転写される。Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋの４色のトナー画像を転写された転写ベルト１０３は、二次転写ローラ１０５との間に形成される電界によって両者の間に介在するシートＳにトナー画像を転写する。その後、シートＳは定着部１０６に搬入され、定着部１０６でトナー画像を熱定着された後、排出部１０７から装置本体１００の外に排出される。
【００１９】
（プロセスカートリッジ）
図２〜図４はプロセスカートリッジ７を単体で示す。図２中矢印で示すカートリッジ長手方向から装置本体１００に対して着脱される。図３に示すように、カートリッジ枠体を形成するフレーム１３の内部に感光体ドラム１が回転軸線をカートリッジ長手方向にして配置されている。その感光体ドラム１の回転軸線に沿ってプロセスカートリッジ７を長手方向から装置本体１００に挿入する「カートリッジ縦入れ方式」として構成されている。
【００２０】
感光体ドラム１は両端から回転軸線上に延びたドラムシャフト１４を有し、このドラムシャフト１４の両端部を回転自在に支持する軸受８がフレーム１３の両端部に固定して保持されている。軸受１４にはボールベアリング構造のものが使用されているが、焼結軸受や樹脂軸受などその他の軸受でも可能である。ボールベアリングの場合、通常内径によって外径と幅の定まった規格が存在し、その規格品を用いることで量産効果で軸受８の部品コストを抑えることが期待できる。ドラムシャフト１４は、感光体ドラム１が回転斑のない安定した回転をするだけの十分な剛性を備えた金属製で成形加工されたものである。
【００２１】
カートリッジ挿入方向でいう前側のプロセスカートリッジ７の先端部ドラムシャフト１４では、この軸部先端に回転動力を受ける回転受動部１５が正面略三角形に成形されて一体に設けられている。図７以降の各図で示すが、装置本体１００側にはモータ回転を減速装置など経て所要の回転速度（ｒｐｍ）にして出力する端末部にドラム駆動ギア（ドラム駆動部材）１２３が設けられている。このドラム駆動ギア１２３の同軸上で感光体ドラム１に臨む前側に突出して凹型フランジ形状の回転駆動部１２３ａが設けられている。
【００２２】
カートリッジ挿入時、プロセスカートリッジ７の回転受動部１５が装置本体１００側のドラム駆動ギア１２３の回転駆動部１２３ａに係合することで端面カップリング嵌合による機械的接続が行われる。ドラム駆動ギア１２３は回転動力源のモータにギア連結され、モータから適度に減速された回転をプロセスカートリッジ７の感光体ドラム１に伝達する。また、ドラム駆動ギア１２３は、カートリッジ挿入時に回転駆動部１２３ａが回転受動部１５とのカップリングで位相ずれを生じていると、ギア軸線方向に後退可能となっている。すなわち、カートリッジ挿入後、最初の回転でカップリングの位相が一致したところで嵌合するよう、ばね部材１２５によってカートリッジ挿入方向とは逆の方向に常時付勢している。
【００２３】
ばね部材１２５は、位相ずれ時に自動調整作用でドラム駆動ギア１２３が後退することでプロセスカートリッジ７の挿入による係合力を緩衝して吸収する機能がある。後退といってもそれは僅かな距離によるワンクッションであり、従来のような退避機構とは目的おや機能が異なるものであり、コストも掛からない。また、ばね部材１２５に抗してドラム駆動ギア１２３がキックバックのごとき動作する。これにより、ユーザがプロセスカートリッジ７を真っ直ぐに挿入するために格別意識せずとも、多少斜めに挿入してもドラム駆動ギア１２３のキックバック動作で以下の説明のように自動調芯される。したがって、ユーザにとって非常に使い勝手に優れたものとなる。
【００２４】
図７において、ドラム駆動ギア１２３は、プロセスカートリッジ７が挿入されていない未装填状態ではギア径方向に僅かなガタを持って装置本体１００内でラフに支持されている。また、ドラム駆動ギア１２３は回転軸線上で回転駆動部１２３ａの内側に段差成形された孔状の調芯凹部（第２調芯部）１２３ｂを有している。この調芯凹部１２３ｂに対応して、感光体ドラム１のドラムシャフト１４では、回転受動部１５からさらに突出して段差成形された棒状の調芯凸部（第１調芯部）１６が設けられている。すなわち、カートリッジ挿入時にドラムシャフト側の調芯凸部１６が装置本体側の調芯凹部１２３ｂに係合することで、感光体ドラム１とドラム駆動ギア１２３の双方の回転軸線が自動的に一致して自動調芯するようになっている。この自動調芯によって、感光体ドラム１の１回転周期の角速度変動を抑えることができるようになり、色ずれ防止に有効となる。
【００２５】
（カートリッジ縦入れ方式の主要構造）
図３に示すように、カートリッジフレーム１３においては、ドラムシャフト１５の軸受８の外周に当接させて円柱形状のロッド（被位置決め部材）１８が保持されている。このロッド１８は、プロセスカートリッジ７をこの長手方向から、つまり感光体ドラム１の回転軸線に沿って装置本体１００に着脱する際、感光体ドラム１を装置本体１００の所定位置に自動的に位置決めできるようにするための部材である。
【００２６】
図３と、この図中の矢印Ａ−Ａ線からの断面を示す図４において、ロッド１８は軸受８の幅寸法よりも長くカートリッジ挿入方向の前側に突出し、軸受８の回転中心を通る垂線に対して左右均等な角度位置に振り分け、１つの軸受８に２つが設けられている。カートリッジ枠体のフレーム１３に対してそれらロッド１８は軸受８の半径方向へのガタ付きが若干許されているが、軸受８の円周方向への寸法公差は厳密に高精度加工でもって規制されている。但し、ロッド１８の断面形状は、所要の外径精度で加工し易い円形状の部材が使用されているが、必ずしも断面円形の部材に限る必要はない。したがって、それら２つのロッド１８は装置本体１００へのカートリッジ挿入の段階で、ロッド外周面の一側で軸受８に接しかつ反対の他側でＶ字形状のカートリッジ支持部（位置決め凹部）１１２の両側傾斜面に当接して支持されている。
【００２７】
このように、プロセスカートリッジ７の感光体ドラム１はこの長手方向前後でそれぞれ軸受８を介して、さらにそれら前後の軸受８をロッド１８の２つずつで装置本体１００のカートリッジ支持部１１２に支持される。この支持状態において、軸受８とロッド１８は装置本体１００に設けた押圧手段または付勢手段（図示略）によってカートリッジ支持部１１２に圧接され、感光体ドラム１をカートリッジ支持部１１２のＶ字形状の傾斜面に押し付けて安定させている。
【００２８】
カートリッジ支持部１１２としては、カートリッジ挿入方向でいう前方側と後方側に２枚の平行な側板１１０，１１１でなっており、それら手前側板１１０と奥側板１１１に開口形成した開口部１１８，１１９の下部にＶ字形に形成された同一形状のものである。開口部１１８，１１９は互いのＶ字形による傾斜端面が高精度に平行となるよう配置されている。また、手前側板１１０と奥側板１１１は４色に対応するプロセスカートリッジ７ごとに設けられているとともに、スキャナ台１２４も位置決め支持している（図１参照）。
【００２９】
このスキャナ台１２４には、複数の露光手段であるスキャナユニット１０２が高精度に位置決めされており、一対の部品で全てのプロセスカートリッジ７とスキャナ台１２４を位置決めしている。したがって、プロセスカートリッジ７とスキャナ台１２４相互の位置精度は単一部品の加工精度誤差の範囲内に収めることが可能になっている。また、図５に示すように、スキャナ台１２４の支持部形状についてもカートリッジ支持部１１２と同様に、手前側板１１０と奥側板１１１とで同一形状にしている。本実施形態においては、カートリッジ支持部１１２とスキャナ支持部に関して、手前側と奥側とで形状の差異がないように手前側板１１０と奥側板１１１とを重ねて同時にプレス加工して打ち抜いている。
【００３０】
また、カートリッジ挿入方向でいう奥側のカートリッジ枠体のフレーム１３の側面に回り止め孔１９が貫通して設けられ、装置本体１００に設けられた図５に示す回り止めボス１２０に係合することで、挿入奥側ドラムシャフト１４の回転方向を規制する。同様に、挿入手前側においてもフレーム１３の端部上面に設けた回り止めボス２０を装置本体１００に設けた回り止め孔孔１２１に係合させることで、挿入手前側におけるドラムシャフト１４の回転方向を規制する。これにてプロセスカートリッジ７の挿入長手方向の前後端における僅かな回転挙動をも完全に止めることになる。
【００３１】
以上のような位置決め構造とすることで、スキャナユニット１０２と感光体ドラム１、および感光体ドラム１同士の位置関係のズレや平行度を極小に抑えている。それによって色ずれを抑えることができる。
【００３２】
（カートリッジ装填動作）
図６に示すように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ各色に対応するプロセスカートリッジ７をこの長手方向からすなわち感光体ドラム回転軸線に沿って装置本体１００に挿し込んで装填する。装填に臨み装置本体１００の手前に設けた開閉カバー１０８を開け、並設した４つのカートリッジ装着部１０１を露出させる。各カートリッジ装着部１０１にはプロセスカートリッジ７の挿入を円滑に案内するためのガイドリブ１０９とガイドピン１１４が設けられている。それらガイドリブ１０９とガイドピン１１４に対応して係合する被ガイド突起部９と被ガイド溝１０が各プロセスカートリッジ７に設けられ、双方互いに係合させて摺動でスライドさせることによって装置本体１００に円滑に装填することができる。
【００３３】
図７〜図９は、カートリッジ挿入時の動作を示す。ユーザは、被ガイド突起部９をガイドリブ１０９に乗せてから長手方向にプロセスカートリッジ７を装入して装填開始する。図７に示す挿入開始位置では、プロセスカートリッジ７は装填完了位置よりも高い位置にて案内される。長手方向に水平にある程度装入してから斜めに落ち込むように案内される。図８に示すように、斜めに落ち込みつつカートリッジ支持部１１２にロッド１８の外周面が当接する。それ以後のカートリッジの案内は、ガイドリブ１０９およびガイドピン１１４からカートリッジ支持部１１２に受け渡される。この当接からプロセスカートリッジ７はカートリッジ支持部１１２にてロッド１８が摺動しながら長手方向に水平に挿入されて行く。そして、長手当接面２１がカートリッジ装着部１１２の奥の面に当接した段階で、図９に示すように装填が完了する。その際、始めの段階でまずドラムシャフト側回転受動部１５の先端に突出させた第１調芯部１６がドラム駆動ギア１２３の軸心上を貫通する第２調芯部１２３ｂが嵌合し、ドラム駆動ギア１２３の回転軸線に感光体ドラム１の回転軸線が合致して自動調芯される。それに続き、ドラムシャフト１４の回転受動部１５がドラム駆動ギア１２３の回転駆動部１２３ａに端面カップリング嵌合して結合し、機械的な接続が行われる。
【００３４】
同時に、感光体ドラム１は前後の軸受８におけるそれぞれ２つずつのロッド１８が装置本体１００側の前後のカートリッジ支持部１１２に直交する形で当接して支持され、位置決めされる。
【００３５】
なお、カートリッジ挿入時にドラムシャフト１４の最先端部の第１調芯部１６が最初にドラム駆動ギア１２３の第２調芯部１２３ｂに係合するときの衝撃を緩衝するために、後端ドラムシャフト１４上に緩衝ばね１７を設けることができる。
【００３６】
このように、本実施形態では、ユーザはプロセスカートリッジ７を格別な気遣いなく装置本体１００に挿入すれば、高精度に位置決めされかつ回転を受ける機械的カップリングが完了するので、ユーザビリティが非常に良好なものとなる。
【００３７】
図９に示すように、ドラムシャフト１４側に設けた凸形の第１調芯部１６とドラム駆動ギア１２３側に設けた凹形の第２調芯部１２３ｂとの大径部での嵌合長さＢ寸法と、小径部での嵌合長さＣ寸法は、いずれもたとえば約数ミリに設定することができる。カートリッジ挿入途中で正確に凹凸係合させるためには、少なくとも係合長さ数ミリ以上は水平に移動させる必要がある。カートリッジ挿入時、ガイドリブ１０９とガイドピン１１４に案内されてロッド１８がカートリッジ支持部１１２に当接してから装填完了位置までの距離Ｄを適宜寸法に設定している。そして、ロッド１８の長さＬは数１０ミリに設定することができる。いま、嵌合に必要な長さをＢ＋αとすると、
Ｂ＋α＜Ｄ＜Ｌ                                    ・・・（１）  
なる関係式（１）が成立する。
【００３８】
そのようにすることで、カートリッジ装填軌道において、装填位置の手前側から装填位置に至るまでに少なくとも凹凸係合長さよりも長い距離を、装填位置の高さを保ったまま水平に移動させることが可能となる。それによって第２調芯部１２３ｂに第１調芯部１６を係合させることが可能となるのである。
【００３９】
なお、以上のように本発明の実施形態が説明されたが、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で他の実施形態、応用例、変形例およびそれらの組み合わせも可能である。
【００４０】
また、本実施例によれば、カートリッジ７の長手方向において、ロッド１８の少なくとも一部と回転受動部１５の少なくとも一部とを重ねて配置できる。そのため、プロセスカートリッジ７の長手方向の長さを短縮してコンパクト化できる。また、装置本体１００側のドラム駆動ギア１２３をカートリッジ側に寄せて配置できるので、装置本体１００の大型化を抑えることにも有効である。
【００４１】
また、本実施例によれば、ロッド１８を用いることにより、軸受の規格による長手幅及び外径の制約を簡易に解消することができる。即ち、軸受は、規格によって長手幅及び外径等の寸法が定められている。従って、この規格外の軸受を使用する場合にはコストが上昇する。しかし、本実施例によれば、ロッド１８を用いることにより、規格通りの軸受を用いつつ、軸受け構成の設計自由度を向上させることができる。
【００４２】
また、プロセスカートリッジ７の着脱時における転写ベルト１０３の位置についても、装置本体１００の前カバー１０８を開ける動作に連動させ、一次転写ローラ１０４を感光体ドラム１から離間させる機構を設けることができる。この離間機構をプロセスカートリッジ７の着脱動作の際に動作させて、転写ベルト１０３とプロセスカートリッジ７との間に常に一定の隙間以上を確保できる状態で退避させる。これによって、カートリッジ支持部１１２にロッド１８が当接すると、それ以降は水平移動して装着位置に至るまでの間、転写ベルト１０３と感光体ドラム１との摺擦による両者の損傷を防ぐことができる。
【００４３】
尚、本実施例では、軸受８は内径φ８ｍｍ、外径φ２２ｍｍのボールベアリングを採用している。そして被位置決め部材１８はφ５ｍｍの金属ピンである。また、感光体ドラム１は外径φ３０ｍｍのものを採用している。感光体ドラム１の外径に対する軸受８の出っ張り量Δは、


2007219266.tif 000003


である。
【００４４】
もし、ロッド18を設けず、軸受８の外径をカートリッジ支持部112に当接させる構成を本実施例に適用した場合を考える。この場合、感光体ドラム１の外径に対する軸受の出っ張り量Δ‘は、


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となり、逆に軸受は４ｍｍ引っ込んだ位置にある。このような構成の場合、カートリッジ7の挿入開始位置の高さは、本実施例の構成と比較して、Δ−Δ‘＝５ｍｍ余計に高くする必要がある。なぜなら、手前側カートリッジ支持部を感光体ドラム１が乗り越える必要があるからである。したがって、カートリッジ７を装着した状態では、カートリッジ上部の高さ方向５ｍｍ分の空間がデッドスペースとなってしまう。上記５ｍｍ分の空間を現像ユニット４のトナー収容部の容積に換算すると、約2800枚分のトナー収容室に相当する。つまり、本実施例にすることによって、スペース効率が良く、コンパクトな画像形成装置を実現できる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】本発明による実施形態のプロセスカートリッジおよびこれを装着したカラー電子写真画像形成装置を示す全体構成図。
【図２】本実施形態のカートリッジ縦入れ方式によるプロセスカートリッジを単体で示す斜視図。
【図３】同プロセスカートリッジの側面断面図。
【図４】図３中矢印Ａ−Ａ線からの正面縦断面図。
【図５】カートリッジ挿入状態を示す画像形成装置本体との取り合いを示す斜視図。
【図６】カートリッジ挿入の初期状態を示す斜視図。
【図７】ガイド部に案内されてプロセスカートリッジが挿入される過程を示す側面断面図。
【図８】カートリッジ支持部に案内されてプロセスカートリッジが挿入される過程の調芯初期を示す側面断面図。
【図９】プロセスカートリッジ装填完了状態で調芯および位置決めがなされる状態を示す側面断面図。
【符号の説明】
【００４６】
１         感光体ドラム
７        プロセスカートリッジ
８        軸受
１３      カートリッジフレーム
１４      ドラムシャフト
１５      回転受動部
１６       調芯凸部（第１調芯部）
１７       緩衝ばね
１８        位置決めロッド（被位置決め部材）
１００      画像形成装置本体
１０１      カートリッジ装着部
１１２        カートリッジ支持部
１２３       ドラム駆動ギア（ドラム駆動部材）
１２３ａ  回転駆動部
１２３ｂ   調芯凹部（第２調芯部）
１２５     ばね部材
【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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