(57)【要約】【課題】  クリーナユニットへの離間カムの位相合わせ組立の作業性を向上する。【解決手段】  離間カム２１と駆動ギア２３端部カップリング２３ｂの位相が所望のものとなった際に、離間カムギア２２、および駆動ギア２３のフランジ２２a、２３aに設けられた切り欠きが、アイドラギア２５の中心に向かって対向するように構成する。さらに、切り欠きは、アイドラギア２５歯先円より大きくなるように構成する。切り欠きが対向した位相状態で、切り欠きから挿入する形でアイドラギア２５を組付けることによって、離間カム２１とカップリング２３ｂの位相を合わせて組立てることができるようにした。【選択図】  図１
2007047298.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
電子写真感光体と、
前記電子写真感光体を支持する感光体ユニットと、
前記電子写真感光体に作用する現像ローラを支持する現像ユニットと、を有し、
現像ユニットと感光体ユニットは、
前記電子写真感光体と現像ローラが相互に接離可能になるように結合される。
前記感光体ユニットには、
前記接離動作を行うカムと、
カムを動作させる第１のギアと、
画像形成装置本体からの駆動を受ける第２のギアと、
第２のギアからの駆動を第１のギアに伝達する第３のギアと、
が備えられており、
前記第１のギアと前記第２のギアには組付け時挿入方向上流側にフランジが形成され、その一部が切り欠かれている。
前記第１のギアと第２のギアの切り欠きが、略対向した位相状態において、
第3のギアの挿入が行われ、
前記カムの位相が前記第２のギアの位相に対して一意に定められるように、
位相合わせ組立が行われることを特徴としたプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記第２のギアの歯数に対する、前記第１のギアの歯数は１以上の整数倍とな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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真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に関するものである。ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて、記録媒体に画像を形成するものである。そして、画像形成装置の例としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）ファクシミリ装置およびワードプロセッサ等が含まれる。
【０００２】
また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、クリーニング手段または、現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。および、帯電手段、クリーニング手段、現像手段のうちの少なくとも１つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱するものである。さらに、少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とするものを言う。
【背景技術】
【０００３】
従来、複写機等の画像形成装置においては、その使用が長時間に及ぶと、電子写真感光体ドラムの交換、現像器の交換または現像剤であるトナーの補給、帯電器の清掃、廃トナーが溜まったクリーニング容器の交換、その他感光体ドラム周りの調整が必要であった。
【０００４】
そこで、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、電子写真感光体及びそれに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを電子写真画像形成装置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。この方式によれば、電子写真画像形成装置のメンテナンスを使用者自身が行うことができるので、格段に操作性を向上させることができた。
【０００５】
このようなプロセスカートリッジにあって、初期画像状態の更なる品位向上のため、電子写真感光体と現像手段とを、カムによって接離可能なものが開発されている。
【０００６】
離間を行うカム動作の制御は、組立時にカムに係合されるギアと、画像形成装置から駆動を受け取るギアを所定の位相関係となる様に接続しておくことによってなされていた。
【０００７】
このような位相合わせ組立作業にあっては、ギア側面に位相合わせ用のマーキングがなされ、作業者がそれを目印にしてギアの組立を行う方式が取られていた。
【特許文献１】特開平2000-120720
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は従来の技術を更に発展させたものである。
【０００９】
従来の組立作業では、位相合わせを作業者の目視によって微調整するため、作業性の向上が望まれていた。
【００１０】
また、組立が正常に行われたかどうかの確認工程が必要であり、工程の更なる簡略化が望まれていた。
【００１１】
本発明は、組立性を向上させ、組立時の微調整や、組立後の確認が不要であるプロセスカートリッジを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本発明に係る第１の発明は、画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体と、前記電子写真感光体を支持する感光体ユニットと、前記電子写真感光体に作用する現像ローラを支持する現像ユニットと、を有し、現像ユニットと感光体ユニットは、前記電子写真感光体と現像ローラが相互に接離可能になるように結合される。前記感光体ユニットには、前記接離動作を行うカムと、カムを動作させる第１のギアと、画像形成装置本体からの駆動を受ける第２のギアと、第２のギアからの駆動を第１のギアに伝達する第３のギアと、が備えられており、前記第１のギアと前記第２のギアには組付け時挿入方向上流側にフランジが形成され、その一部が切り欠かれている。前記第１のギアと第２のギアの切り欠きが、略対向した位相状態において、第3のギアの挿入が行われ、前記カムの位相が前記第２のギアの位相に対して一意に定められるように、位相合わせ組立が行われることを特徴としている。
【００１３】
本発明に係る第２の発明は、前記第２のギアの歯数に対する、前記第１のギアの歯数は１以上の整数倍となることを特徴とする第１の発明に記載のプロセスカートリッジである。
【発明の効果】
【００１４】
本出願に係る第１の発明により、駆動伝達部材列と離間カムとを、正規の位置で（回転の位相を合わせて）組立、係合することができる。
【００１５】
本出願に係る第１の発明により、駆動部材の組立が完了した時点で位相合わせが完了している為、駆動部材の組立後に組立ミスの有無を確認する必要がない。
【００１６】
よって従来の手段よりも組立性が向上し、組立後のチェックが不要である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
【００１８】
図2は本発明を適用できるプロセスカートリッジと電子写真画像形成装置（レーザビームプリンタ）の一部を示した図である。
【００１９】
プロセスカートリッジ７は、像担持体であるドラム状の電子写真感光体、すなわち感光ドラム１と、帯電手段及びクリーニング手段を備えた感光体ユニット５、及び感光ドラム１上の静電潜像を現像する現像手段を有する現像ユニット４に分かれている。
【００２０】
感光体ユニット５は、感光ドラム１がクリーニング枠体６に回転自在に取り付けられて構成されている。そして図示後方の一方端に図示しない駆動モータの駆動力を伝達することにより、感光ドラム１を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転駆動させる。感光ドラム１の周上には、感光ドラム１の表面を一様に帯電させるための帯電手段２、及び感光ドラム上に残った現像剤（トナー）を除去するためのクリーニング手段３が配置されている。そして、クリーニング手段３によって感光ドラム１表面から除去された残留トナーは、クリーニング枠体後方に設けられた廃トナー室８に順次送られる。
【００２１】
帯電手段２としては、接触帯電方式のものを使用することができる。図示の画像形成装置にあっては、帯電手段はローラ状に形成された導電性ローラである。このローラを感光ドラム１表面に当接させるとともに、このローラに帯電バイアス電圧を印加することにより、感光ドラム１表面を一様に帯電させるものである。
【００２２】
スキャナユニット９は、感光ドラム１の略垂直方向に配置され、レーザダイオード（不図示）によって画像信号に対応する画像光が、帯電済みの感光ドラム１表面を選択的に露光して静電潜像を形成するように構成している。
【００２３】
現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して矢印Ｙ方向に回転する現像ローラ１０、及びトナーが収容されたトナー容器１１と現像枠体１２とから構成される。現像ローラ１０は回転自在に現像枠体１２に支持され、また現像ローラ１０の周上には、現像ローラ１０と接触して矢印Ｚ方向に回転するトナー供給ローラ１３と現像ブレード１４がそれぞれ配置されている。さらにトナー容器１１内には収容されたトナーを攪拌するとともにトナー供給ローラ１３に搬送するためのトナー搬送機構２０が設けられている。
【００２４】
そして現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた軸受部材１９にそれぞれ設けられた支持軸１５を中心に、ピン１５ａによって現像ユニット４全体が感光体ユニット５に対して揺動自在に支持された吊り構造となっている。そして、プロセスカートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない）状態においては、支持軸１５を中心に回転モーメントにより現像ローラ１０が感光ドラム１に接触するよう、加圧ばね１６a、１６ｂによって現像ユニット４が常に付勢されている。さらに現像枠体１２には、現像ローラ１０を感光ドラム１から離間させる際に感光体ユニット５に取り付けられた離間カム２２が当接するための受け部２７が一体的に設けられている。
【００２５】
現像時には、トナー攪拌機構２０によって収納されたトナーがトナー供給ローラ１３へ搬送される。そして、矢印Ｙ方向に回転するトナー供給ローラ１３が、そのトナーを矢印Ｚ方向に回転する現像ローラ１０と摺擦することによって現像ローラ１０に供給して、トナーを現像ローラ１０上に担持させる。現像ローラ１０上に担持されたトナーは、現像ローラ１０の回転にともない現像ブレード１４に至る。そして、現像ブレード１４がトナーを規制して所望の帯電電荷量を付与するとともに、所定のトナー薄層に形成する。規制されたトナーは、現像ローラ１０の回転につれて、感光ドラム１と現像ローラ１０とが接触した現像部に搬送される。そして、現像部において、図示しない電源から現像ローラ１０に印加した直流現像バイアスにより、感光ドラム１の表面に形成されている静電潜像に付着して、潜像を現像する。現像に寄与せずに現像ローラ１０の表面に残留したトナーは、現像ローラ１０の回転にともない現像器内に戻され、トナー供給ローラ１３との摺擦部で現像ローラ１０から剥離、回収される。回収されたトナーは、トナー攪拌機構２０により残りのトナーと攪拌混合される。
【００２６】
一方、画像形成装置内では感光ドラム１に対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト１７が配設される。静電転写ベルト１７は、転写材Ｓを静電吸着して上記感光ドラム１に転写材Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、転写材Ｓは静電転写ベルト１７により、不図示の給紙部から転写位置まで搬送され、感光ドラム１上のトナー像を転写される。
【００２７】
この静電転写ベルト１７の内部に当接し、感光ドラム１に対向した位置に転写ローラ１８が並設される。転写ローラ１８から正極性の電荷が静電転写ベルト１７を介して転写材Ｓに印可される。この電荷による電界により、感光ドラム１に接触中の転写材Ｓに、感光ドラム１上の負極性のトナー像が転写される。
【００２８】
そして、転写材Ｓは不図示の定着部まで搬送され、転写されたトナー像を加熱定着された後、画像形成装置本体から排出される。
【００２９】
本実施例で示すようなプロセスカートリッジ７にあって、感光ドラム１と現像ローラ１０が接触して現像を行う接触現像方式においては、感光ドラム１は剛体とされ、これに使用する現像ローラ１０は弾性体を有するローラとすることが好ましい。
【００３０】
プロセスカートリッジ７の使用前は感光ドラム１と現像ローラ１０を離間状態とし、使用時に当接させる構成とすることで、長期保管での弾性ローラの変形を防止し、初期画像品位を更に向上することができる。
【００３１】
また、現像時以外は感光ドラム１と現像ローラ１０を離間させておくことによって、現像部における余分な摺擦を減らし、トナーや現像ローラ、現像ブレードをより良好な状態に保つことができる。これによって、プロセスカートリッジ７を更に長期間良好な状態で使用することができる。
【００３２】
このため、本実施例で示すようなプロセスカートリッジ７には、感光体ユニット５に、現像ローラ１０が感光体ドラム１に対して接離自在となるように、現像ユニット４を押圧する離間カム２１が備えられている。
【００３３】
さらに、離間カム２１はこれを回転駆動する手段である離間カムギア２２に対して係合されており、これらは一体的に回転する。
【００３４】
また、感光体ユニット５には画像形成装置からの駆動を受ける駆動ギア２３が設けられている。駆動ギア２３の端部には、駆動カップリング２３bが一体的に形成され、画像形成装置本体に設けられた本体カップリング２４によって駆動される。この駆動カップリング２３bと画像形成装置本体側の本体カップリング２４は、ある特定の位相のみで係合状態となり、駆動することが可能となる。
【００３５】
そして、離間カムギア２２と、駆動ギア２３は、アイドラギア２５を介して連結されている。
【００３６】
離間カム２１は、画像形成装置本体からの駆動入力によって回転し、現像ユニット４に設けられた受け部２７を押圧し、現像ローラ１０と電子写真感光体１を離間させる構成となっている。
【００３７】
また、画像形成装置本体には、本体カップリング２４の位相を検知するセンサ（不図示）が具備されており、画像形成装置本体が動作する間、常に本体カップリング２４の位相を検知することが可能である。
【００３８】
このようなプロセスカートリッジ７において、現像ローラ１０と感光ドラム１の接離を制御できないと、画像形成プロセスに影響を及ぼす。このため、離間カム２１の位相を自在かつ的確に制御することが必要である。
【００３９】
ここで、本発明の実施例で示すようなアイドラギア２５で連結された構成では、駆動ギア２３と離間カムギア２１の歯数が整数比でない場合、本体カップリング２４回転に伴って、離間カム２１の位相が把握できない。
【００４０】
さらに、組立時に両者が連結された際の位相関係が一定で無い場合も、同様に駆動ギア２３の位相に対して、離間カム２１の位相は把握できない。
【００４１】
これに対して、本実施例で示すプロセスカートリッジ７にあっては、駆動ギア２３の一回転を１とした場合の離間カムギア２２の回転量は１以上の整数となっており、駆動ギア２３の位相状態から、離間カム２１位相が把握できるように構成されている。
【００４２】
また、駆動ギア２３と、離間カムギア２２は、組立時に常に一定の位相関係となるように位相組み（後述）され、両者の位相関係は組立時に決定されるように構成する。
【００４３】
以上の構成に加えて、画像形成装置本体側の本体カップリング２４と駆動ギア２３端部のカップリング２３ｂは、特定の位相でのみ係合するから、離間カム２１の位相は、本体カップリング２４の位相を検知するセンサによって常に明らかであり、当接、離間状態を自在に制御し得る。
【００４４】
一方、離間カムギア２２と駆動ギア２３の組立時の挿入方向端部には、フランジ２２a、２３aが一体的に設けられており、このフランジ２２a、２３aにはアイドラギア２５の歯形よりも大きい切り欠き形状が設けられている。
【００４５】
この切り欠きの形状は、アイドラギア２５の歯先円よりも大きい円や、その円に外接する多角形、またはアイドラギア２５の歯形に添うような形で設けられている。
【００４６】
離間カムギア２２のフランジ２２aに設けられた切り欠きの位置は、離間カムギア２２に一体的に係合される離間カム２１の位相と対応している。
【００４７】
駆動ギア２３のフランジ２３aに設けられた切り欠きは、駆動ギア２３端部のカップリング２３bの位相と対応している。
【００４８】
離間カムギア２２の切り欠きと、駆動ギア２３の切り欠きは、駆動ギア２３端部のカップリング２３bと、離間カム２１の位相が所望の状態となったとき、両者の切り欠きがアイドラギア２５の中心に向かって対向し、アイドラギア２５が挿入可能となるような位置、および形状で設けられている。
【００４９】
作業者は離間カムギア２２と駆動ギア２３の位相を調整し、アイドラギア２５を切り欠きから挿入するようにして、組立てる（図１）。
【００５０】
もしくは、離間カムギア２２、駆動ギア２３を感光体ユニット５に組み付けた状態で、アイドラギア２５を挿入し、アイドラギア２５を組付け方向に付勢した状態で離間カムギア２２と駆動ギア２３を回転し、アイドラギア２５を両者に係合させても良い。
【００５１】
仮に離間カム２１と、駆動ギアカップリング２３bの位相のいずれかが所望のものでない場合は、アイドラギア２５はいずれかのフランジと干渉し、感光体ユニットへの取り付けは不可能となる。
【００５２】
アイドラギア２５は、離間カム２１、駆動ギア２３端部のカップリング２３bの位相が合致した状態でなければ組付けることは不可能であるため、所望の位相が得られているか、組立時に目視によって確認をする必要が無い。
【００５３】
この組立作業が完了した段階で、離間カム２１、駆動ギア２３端部のカップリング２３bの位相は所望のものとなっており、組立後の位相確認も不要である。
【００５４】
これにより、組立性が向上し、組立後の確認工程を省略することが出来るから、プロセスカートリッジの生産性を向上させることが出来る。
【図面の簡単な説明】
【００５５】
【図１】本発明を用いた位相合わせ組立の説明図である。
【図２】本発明を適用できるプロセスカートリッジと、電子写真画像形成装置の一部を示したものである。
【図３】本発明を適用できるプロセスカートリッジの断面を示したものである。
【図４】離間カムギア、アイドラギア、駆動ギアの側面図である。
【符号の説明】
【００５６】
1  感光ドラム
2  帯電手段（帯電ローラ）
3  クリーニング手段(クリーニングブレード)
4  現像ユニット
5  感光体ユニット
6  クリーニング枠体
7  プロセスカートリッジ
8  廃トナー室
9  スキャナユニット
10  現像ローラ
11  トナー容器
12  現像枠体
13  トナー供給ローラ
14  現像ブレード
15  支持軸
15a  支持ピン
16a、16b  加圧ばね
17  静電転写ベルト
18  転写ローラ
19  軸受
20  トナー攪拌機構
21  離間カム
22  離間カムギア
22a  離間カムギアフランジ
23  駆動ギア
23a  駆動ギアフランジ
23b  駆動ギアカップリング
24  本体カップリング
25  アイドラギア
27  カム受け部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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