(57)【要約】【課題】カートリッジの挿抜時に、カートリッジに内蔵された回転体との係合状態を解除するように画像形成装置側の駆動軸を退避させる連動機構を不要にする。【解決手段】レーザプリンタ１の本体ケーシング２の装着口から挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジ６の挿抜時には、その挿入方向に向けて現像カートリッジ１００に付設された動力伝達部１２０の入力カップリング１２１が本体ケーシング２の奥部に配設された駆動部１４０の出力カップリング１４１に対して着脱自在に連結される。そして、駆動部１４０の出力カップリング１４１から現像カートリッジ１００の入力カップリング１２１に回転動力が入力されると、その回転動力が動力伝達部１２０の一対の傘歯車によりプロセスカートリッジ６の挿抜方向と直交する方向に向きを変えて伝達され、こうして現像ローラなどに回転動力が伝達される。【選択図】図２
2012177854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置の装着口から挿抜自在に装着されるカートリッジであって、
前記装着口に対するカートリッジの挿抜方向と直交する方向に延びる回転体と、この回転体に回転動力を伝達するための動力伝達部とを備え、
前記動力伝達部は、前記挿抜方向に向いて、挿抜動作に伴い前記画像形成装置側の駆動部に対して着脱自在に連結される受動部と、この受動部に入力される回転動力を前記回転体に伝達するべく回転軸方向を変換する回転軸変換部とを有することを特徴とする画像形成装置のカートリッジ。
【請求項２】
前記カートリッジが現像ローラを前記回転体として備える現像カートリッジであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置のカートリッジ。
【請求項３】
前記現像カートリッジは、前記画像形成装置の装着口から挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジのドラムカートリッジに対し、挿入方向の後ろ側に着脱自在に組み付けられることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置のカートリッジ。
【請求項４】
前記ドラムカートリッジの感光体ドラムに対し前記現像ローラが接近・離間する方向に、現像カートリッジがドラムカートリッジに対し移動可能に構成されていることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置のカートリッジ。
【請求項５】
前記回転軸変換部は、相互に噛み合う一対の傘歯車を有することを特徴とする請求項１〜４の何れか１項に記載の画像形成装置のカートリッジ。
【請求項６】
請求項１〜５の何れか１項に記載のカートリッジが装着口から挿抜自在に装着される画像形成装置であって、
前記カートリッジの受動部に対してカートリッジの挿抜方向に着脱自在に連結される駆動部を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、レーザプリンタやデジタル複写機などの画像形成装置に対して着脱自在に装着されるカートリッジおよびこのカートリッジが装着される画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、レーザプリンタやデジタル複写機などの画像形成装置には、感光体ドラムを内蔵したドラムカートリッジや現像ローラを内蔵した現像カートリッジを含むプロセスカートリッジが画像形成装置の装着口から挿抜自在に装着される。
【０００３】
ここで、一部のタイプの画像形成装置においては、感光体ドラムや現像ローラなどの回転体は、その軸線がプロセスカートリッジの挿抜方向と直交するように配置されており、例えば、感光体ドラムは、その軸線方向に係合する画像形成装置側の駆動軸によって回転駆動される。この駆動軸は、プロセスカートリッジの一側壁（感光体ドラムの軸方向の一端に位置する壁）に対面するように画像形成装置の側壁部に配設されている。
【０００４】
このように画像形成装置の側壁部に配設された駆動軸は、プロセスカートリッジを挿抜自在とするように、プロセスカートリッジの挿抜時には感光体ドラム側との係合状態が解除される必要がある。そのため、駆動軸は、プロセスカートリッジが挿抜される画像形成装置の装着口に設けられたカバーの開閉に連動して、その開時には感光体ドラム側との係合状態が解除され、閉時にのみ感光体ドラム側と係合するように構成されている（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００２−１４９０３７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、感光体ドラムを回転駆動する駆動軸をプロセスカートリッジの装着口に設けられたカバーの開閉に連動して感光体ドラムの軸線方向に進退させる連動機構が必要となるため、その分、画像形成装置の構造が複雑化するという問題がある。また、画像形成装置の側壁部に駆動軸が進退自在に配設されるため、画像形成装置の横幅が広くなってしまうという問題がある。
【０００７】
そこで、本発明は、カートリッジの挿抜時にはカートリッジに内蔵された回転体側との係合状態を解除するように画像形成装置側の駆動軸を退避させる連動機構を不要とすることができる画像形成装置のカートリッジおよび画像形成装置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】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明に係る画像形成装置のカートリッジは、画像形成装置の装着口から挿抜自在に装着されるカートリッジであって、装着口に対するカートリッジの挿抜方向と直交する方向に延びる回転体と、この回転体に回転動力を伝達するための動力伝達部とを備え、動力伝達部は、カートリッジの挿抜方向に向いて、その挿抜動作に伴い画像形成装置側の駆動部に対して着脱自在に連結される受動部と、この受動部に入力される回転動力を前記回転体に伝達するべく回転軸方向を変換する回転軸変換部とを有することを特徴とする。
【０００９】
本発明に係る画像形成装置のカートリッジでは、画像形成装置の装着口から挿抜自在に装着されるカートリッジの挿入時に、その挿入方向に向いた動力伝達部の受動部が画像形成装置側の駆動部に対して着脱自在に連結される。そして、画像形成装置側の駆動部からカートリッジ側の受動部に回転動力が入力されると、その回転動力が動力伝達部の回転軸変換部によりカートリッジの挿抜方向と直交する方向、すなわち、回転体の回転軸に平行な方向に向きを変えて伝達され、こうして回転体に回転動力が伝達される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置のカートリッジでは、画像形成装置の装着口から挿抜自在に装着されるカートリッジの挿入時に、その挿入方向に向いた動力伝達部の受動部が画像形成装置側の駆動部に対して着脱自在に連結される。そして、画像形成装置側の駆動部からカートリッジ側の受動部に回転動力が入力されると、その回転動力が動力伝達部の回転軸変換部によりカートリッジの挿抜方向と直交する方向に向きを変えて伝達され、こうして回転体に回転動力が伝達される。
【００１１】
従って、本発明によれば、カートリッジの挿抜時に回転体側との係合状態を解除するように画像形成装置側の駆動軸を退避させる連動機構を不要とすることができる。その結果、画像形成装置の構造を簡素化することができ、画像形成装置の横幅を縮小することも可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の一実施形態に係る画像形成装置としてのレーザプリンタの概略構成を示す側断面図である。
【図２】レーザプリンタの本体ケーシング内にプロセスカートリッジを挿入して装着する作業を示す説明図である。
【図３】現像カートリッジに付設された動力伝達部の外観を示すプロセスカートリッジの部分斜視図である。
【図４】連動ギヤ機構を示す現像カートリッジの左側面図である。
【図５】（ａ）は現像カートリッジに付設された動力伝達部およびこの動力伝達部に動力を伝達する駆動部の外観を示す平面図であり、（ｂ）動力伝達部の内部構造を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
次に、本発明に係る画像形成装置のカートリッジの実施形態について、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。一実施形態のカートリッジは、画像形成装置に挿抜自在に装着されるプロセスカートリッジを構成するものであり、例えば図１に示すようなレーザプリンタ１に挿抜自在に装着される現像カートリッジ１００として具現化されている。
【００１４】
＜レーザプリンタの概略構成＞
図１に示すように、レーザプリンタ１は、本体ケーシング２内に用紙Ｓを給紙するための給紙部３や、用紙Ｓに画像を形成するための画像形成部４などを備えている。なお、以下の説明においては、図１の紙面の右側を「前」、左側を「後」、手前側を「左」、奥側を「右」、上下方向を「上下」とする。
【００１５】
＜給紙部の構成＞
給紙部３は、給紙トレイ３１と、用紙押圧板３２と、給紙機構３３とを主に備えている。給紙トレイ３１に収容された用紙Ｓは、用紙押圧板３２によって上方に寄せられ、給紙機構３３によって画像形成部４に供給される。
【００１６】
＜画像形成部の構成＞
画像形成部４は、露光ユニット５と、カートリッジの一例としてのプロセスカートリッジ６と、定着ユニット７とを主に備えている。
【００１７】
＜露光ユニットの構成＞
露光ユニット５は、図示しないレーザ発光部、ポリゴンミラー、レンズ、反射鏡などを備えている。この露光ユニット５は、レーザ発光部から出射されたレーザ光を感光体ドラム６１の表面上で高速走査させることで、感光体ドラム６１の表面を露光する。
【００１８】
＜プロセスカートリッジの構成＞
プロセスカートリッジ６は、図２に示すように、本体ケーシング２の手前に設けられたフロントカバー２１を開放することで開口する装着口から本体ケーシング２内に挿抜自在に装着される。このプロセスカートリッジ６は、図１〜図３に示すように、ドラムカートリッジ６０と、ドラムカートリッジ６０に対して着脱自在に一体化される現像カートリッジ１００とを主に備えている。
【００１９】
＜ドラムカートリッジの構成＞
ドラムカートリッジ６０は、感光体ドラム６１と、帯電器６２と、転写ローラ６３とを主に備えている。このドラムカートリッジ６０では、感光体ドラム６１の表面が、帯電器６２により一様に帯電された後、露光ユニット５からのレーザ光によって露光されることで、感光体ドラム６１の表面に静電潜像が形成される。
【００２０】
そして、現像ローラ１０１上に担持されているトナーが、感光体ドラム６１の表面に形成された静電潜像に供給されることで、感光体ドラム６１の表面にトナー像が形成される。その後、感光体ドラム６１と転写ローラ６３の間を用紙Ｓが搬送されることで、感光体ドラム６１の表面に形成されたトナー像が用紙Ｓ上に転写される。
【００２１】
＜現像カートリッジの概略構成＞
図１に示すように、現像カートリッジ１００は、現像ローラ１０１と、層厚規制ブレード１０２と、供給ローラ１０３と、現像剤の一例としてのトナーを収容するトナー収容部１０４と、アジテータ１０５とを備えている。これらの現像ローラ１０１、供給ローラ１０３およびアジテータ１０５は、回転体の一例であり、その軸線がプロセスカートリッジ６と一体の現像カートリッジ１００の挿抜方向に直交するように配置されている。
【００２２】
この現像カートリッジ１００では、トナー収容部１０４内のトナーを、アジテータ１０５によって撹拌した後、供給ローラ１０３を介して現像ローラ１０１に供給する。現像ローラ１０１上に供給されたトナーは、現像ローラ１０１の回転に伴って、層厚規制ブレード１０２と現像ローラ１０１との間に進入し、一定厚さの薄層として現像ローラ１０１上に担持される。
【００２３】
ここで、現像カートリッジ１００は、ドラムカートリッジ６０に対し、プロセスカートリッジ６の挿入方向の後ろ側に着脱自在に組み付けられる。また、現像カートリッジ１００は、感光体ドラム６１の円筒度の誤差を吸収できるように、公知のように、現像ローラ１０１がドラムカートリッジ６０の感光体ドラム６１に対し接近・離間する方向（本実施形態では略前後方向）に、ドラムカートリッジ６０に対し移動可能に構成されている。
【００２４】
＜定着ユニットの構成＞
定着ユニット７は、加熱ローラ７１と、加熱ローラ７１と対向配置されて加熱ローラ７１を押圧する加圧ローラ７２とを主に備えている。この定着ユニット７では、用紙Ｓ上に転写されたトナー像を、用紙Ｓが加熱ローラ７１と加圧ローラ７２との間を通過する間に熱定着させている。トナー像が熱定着された用紙Ｓは、排紙ローラ７３によって排紙トレイ２２上に排出される。
【００２５】
＜現像カートリッジの連動ギヤ機構の構成＞
現像カートリッジ１００は、現像ローラ１０１、供給ローラ１０３およびアジテータ１０５を連動して回転駆動するための連動ギヤ機構を備えている。具体的には、図４に示すように、現像カートリッジ１００の筺体１３０の左側壁１３１の内側には、連動ギヤ機構１１０として、入力ギヤ１１２と、入力ギヤ１１２に直接噛み合う現像ローラギヤ１１１および供給ローラギヤ１１３と、入力ギヤ１１２に中間ギヤ１１４を介して噛み合うアジテータギヤ１１５が配設されている。現像ローラギヤ１１１、供給ローラギヤ１１３およびアジテータギヤ１１５は、それぞれ、現像ローラ１０１、供給ローラ１０３およびアジテータ１０５と一体に回転するように各回転軸の左端部に固定されている。
【００２６】
＜現像カートリッジの動力伝達部の構成＞
ここで、図２〜図５に示すように、現像カートリッジ１００の左側壁１３１の外側には、連動ギヤ機構１１０の入力ギヤ１１２に回転動力を伝達する動力伝達部１２０が設けられている。この動力伝達部１２０は、図５（ａ），（ｂ）に示すように、受動部の一例としての入力カップリング１２１と、回転軸変換部として相互に噛み合う一対の傘歯車１２２，１２３を備えて構成されている。
【００２７】
入力カップリング１２１は、現像カートリッジ１００の挿入方向の前方に向けて連結用の凹部１２１Ａが形成された回転部材であり、レーザプリンタ１の本体ケーシング２の奥部に設けられた駆動部１４０の出力カップリング１４１に着脱自在に係合する。この出力カップリング１４１は、駆動モータ１４２の回転軸１４３に固定されている。
【００２８】
入力カップリング１２１は、現像カートリッジ１００の挿入方向に平行な回転軸１２４を介して駆動側の傘歯車１２２に連結されている。この駆動側の傘歯車１２２に噛み合う従動側の傘歯車１２３は、現像カートリッジ１００の挿入方向と直交する回転軸１２５を介して入力ギヤ１１２に連結されている。
【００２９】
入力カップリング１２１と駆動側の傘歯車１２２とを連結する回転軸１２４および従動側の傘歯車１２３と入力ギヤ１１２とを連結する回転軸１２５は、現像カートリッジ１００の筺体１３０の左側壁１３１の外側に形成されたギヤボックス１３２に回転自在に支持されており、このギヤボックス１３２の内部に駆動側の傘歯車１２２と従動側の傘歯車１２３が収容されている。
【００３０】
＜プロセスカートリッジの装着作業＞
次に、プロセスカートリッジ６の装着作業について説明する。プロセスカートリッジ６をレーザプリンタ１の本体ケーシング２に装着するには、図２に示すように、本体ケーシング２の手前に設けられたフロントカバー２１を開放することで開口する装着口から本体ケーシング２内にプロセスカートリッジ６を挿入する。
【００３１】
このようにプロセスカートリッジ６を本体ケーシング２に挿入すると、その挿入方向に向けて現像カートリッジ１００に付設された動力伝達部１２０の入力カップリング１２１が本体ケーシング２の奥部に配設された駆動部１４０の出力カップリング１４１に着脱自在に係合される。
【００３２】
ここで、駆動部１４０の駆動モータ１４２により出力カップリング１４１が回転駆動されると、この出力カップリング１４１に係合した動力伝達部１２０の入力カップリング１２１に回転動力が入力される。
【００３３】
そして、この入力カップリング１２１に入力された回転動力が図５の（ｂ）に示す動力伝達部１２０の一対の傘歯車１２２，１２３によりプロセスカートリッジ６の挿抜方向と直交する方向に向きを変えて伝達され、こうして現像カートリッジ１００の連動ギヤ機構１１０を構成する入力ギヤ１１２に回転動力が伝達される。その結果、現像カートリッジ１００の現像ローラ１０１、供給ローラ１０３およびアジテータ１０５が連動して回転駆動される。
【００３４】
ここで、現像カートリッジ１００に付設された動力伝達部１２０の入力カップリング１２１と、本体ケーシング２の奥部に配設された駆動部１４０の出力カップリング１４１とは、プロセスカートリッジ６の挿抜方向に着脱自在に係合するため、プロセスカートリッジ６は、本体ケーシング２から自由に抜き出すことができる。
【００３５】
従って、本実施形態のレーザプリンタ１では、プロセスカートリッジ６の挿抜時に本体ケーシング２側の駆動部１４０の出力カップリング１４１を退避させるための連動機構を不要とすることができる。その結果、レーザプリンタ１の構造を簡素化することができ、レーザプリンタ１の本体ケーシング２の横幅を縮小することも可能となる。
【００３６】
また、現像カートリッジ１００はドラムカートリッジ６０に対して前後方向に移動可能に構成されているため、仮に、従来のように、駆動力の入力のためのカップリングが現像ローラ１０１などの回転軸方向に係合・離脱する構造であると、感光体ドラム６１の回転に伴いカップリングの軸の芯がずれるが、本実施形態の現像カートリッジ１００は、入力カップリング１２１の凹部１２１Ａがプロセスカートリッジ６の挿抜方向（感光体ドラム６１と現像ローラ１０１が対向する方向）を向いているため、感光体ドラム６１の回転に伴い現像カートリッジ１００が移動しても、出力カップリング１４１と入力カップリング１２１の芯ずれが生じない。
【００３７】
以上に本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記した実施形態に限定されることなく適宜変形して実施することができる。例えば、本発明でいう回転体は、感光体ドラムであってもよい。また、回転軸変換部の構成の一例として、基礎的な形態の一対の傘歯車を例示したが、回転軸変換部は、ウォームホイール機構や、ハイポイドギヤ、フェースギヤまたはゼロールベベルギヤなどを用いることもできる。
【００３８】
また、前記実施形態では、ドラムカートリッジに対し現像カートリッジが着脱可能な場合を説明したが、現像カートリッジとドラムカートリッジが一体となったカートリッジに本発明を適用することもできる。
【００３９】
前記実施形態では、画像形成装置としてモノクロのレーザプリンタ１を例示したが、これに限定されず、例えば、カラープリンタであってもよい。また、画像形成装置は、プリンタに限定されず、複写機や複合機などであってもよい。
【符号の説明】
【００４０】
１      レーザプリンタ
６      プロセスカートリッジ
６０    ドラムカートリッジ
６１    感光体ドラム
１００  現像カートリッジ
１０１  現像ローラ
１０３  供給ローラ
１０４  トナー収容部
１０５  アジテータ
１２０  動力伝達部
１２１  入力カップリング
１２１Ａ  凹部
１２２  傘歯車
１２３  傘歯車
１３１  左側壁
１３２  ギヤボックス
１４０  駆動部
１４１  出力カップリング
１４２  駆動モータ
１４３  回転軸
【図１】
2012177854.tif 000003
【図２】
2012177854.tif 000004
【図３】
2012177854.tif 000005
【図４】
2012177854.tif 000006
【図５】
2012177854.tif 000007