(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
軸方向両端部に前フランジ及び後フランジを有する回転可能な円筒状部材を有する着脱ユニットを、装置本体に対して着脱可能に備えた画像形成装置において、
該円筒状部材を回転駆動するための駆動軸が、該装置本体に装着された該着脱ユニット中の該円筒状部材を軸方向に貫通するように、該装置本体側から延在し、該前フランジが、該駆動軸が貫通可能な貫通孔を有し、
該後フランジが、該駆動軸が貫通可能な貫通孔と該円筒状部材を有する着脱ユニットを装置本体に装着したときに該駆動軸に設けられた駆動伝達部に連結して駆動力を受けるための駆動受部とを有し、
該前フランジに、該円筒状部材を有する着脱ユニットを該装置本体に装着したときに、該駆動伝達部と駆動受部とが連結するように該着脱ユニット内の該円筒状部材を軸方向に付勢する付勢手段を設けるとともに、
該着脱ユニットに、該着脱ユニットが該装置本体から外されたときに該円筒状部材の前フランジ側、後フランジ側のそれぞれを支持する支持部を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
上記付勢手段は、上記円筒状部材を上記着脱ユニットに対して着脱するときに伸縮する伸縮機構を有する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、複写機、プリンタ、ＦＡＸ等の画像形成装置に係り、詳しくは、軸方向両端部に前フランジ及び後フランジを有する回転可能な円筒状部材を有する着脱ユニットを、装置本体に対して着脱可能に備えた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近この種の画像形成装置では、従来サービスマンが行っていた定期的交換部品について、ユーザでも簡単に交換できるようにすることが望まれている。しかし、特に感光体ドラムや現像スリーブ等の円筒状部材については、その近辺に作像に係る他のユニットが配置されていることから、交換が難しい。
【０００３】
従来、円筒状部材を着脱自在に支持する構造として、例えば、特開平２−２３２６７９号公報において、円筒状部材として感光体を着脱するための着脱装置が開示されている。この着脱装置では、感光体の一端の軸部を感光体ユニットに設けられた軸受けに着脱自在に軸受けし、感光体の他端を、画像形成装置本体内の感光体駆動部に着脱自在に連結して支持する感光体着脱装置で、感光体の他端に感光体の外径よりも小さいフランジを設け、また感光体ユニットに、感光体駆動部から外された感光体のフランジを受けるフランジ受け部を設けたものが開示されている。この構成の感光体着脱装置では、感光体を簡単にしかもその表面を保護して着脱できるようになっている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開平２−２３２６７９号公報で開示された着脱装置では、上記感光体の一端の軸部を感光体ユニットに設けられた軸受けで支持し、感光体の他端を画像形成装置本体に設けられた感光体駆動部に連結して支持する構造となっており、感光体の両端がそれぞれ別々に支持されているために、感光体の位置決め精度が悪くなるおそれがあった。
【０００５】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、着脱ユニットを装置本体に装着した状態で円筒状部材の位置決め精度が良く、しかも円筒状部材を簡単に着脱ユニットごと装置本体より着脱ができ、着脱ユニットより円筒状部材を簡単に着脱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の発明は、軸方向両端部に前フランジ及び後フランジを有する回転可能な円筒状部材を有する着脱ユニットを、装置本体に対して着脱可能に備えた画像形成装置において、該円筒状部材を回転駆動するための駆動軸が、該装置本体に装着された該着脱ユニット中の該円筒状部材を軸方向に貫通するように、該装置本体側から延在し、該前フランジが、該駆動軸が貫通可能な貫通孔を有し、該後フランジが、該駆動軸が貫通可能な貫通孔と該円筒状部材を有する着脱ユニットを装置本体に装着したときに該駆動軸に設けられた駆動伝達部に連結して駆動力を受けるための駆動受部とを有し、該前フランジに、該円筒状部材を有する着脱ユニットを該装置本体に装着したときに、該駆動伝達部と駆動受部とが連結するように該着脱ユニット内の該円筒状部材を軸方向に付勢する付勢手段を設けるとともに、該着脱ユニットに、該着脱ユニットが該装置本体から外されたときに該円筒状部材の前フランジ側、後フランジ側のそれぞれを支持する支持部を設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
この請求項１の画像形成装置では、上記円筒状部材を有する着脱ユニットを上記装置本体に装着したときに、該装置本体側から延在した上記駆動軸が、該円筒状部材の上記前フランジと後フランジとを貫通して支持するため、該前フランジと後フランジとをそれぞれ別々に支持する構造に比べて、該円筒状部材を精度良く位置決めすることができる。そして、上記付勢手段によって該駆動軸に設けられた駆動伝達部と該後フランジに設けられた駆動受け部とが連結され、該円筒状部材に確実に回転駆動力が伝達される。
また、該着脱ユニットを装置本体から外すと、該装置本体側から延在した該駆動軸が該前フランジと後フランジとの貫通孔から外れ、該円筒状部材の前フランジ側と後フランジ側とが該着脱装置に設けられた上記支持部によって支持される。この後、該前フランジ側と後フランジ側とを該支持部から外すと、該円筒状部材を着脱ユニットから取り出すことができる。
【０００８】
請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、上記付勢手段は、上記円筒状部材を上記着脱ユニットに対して着脱するときに伸縮する伸縮機構を有することを特徴とするものである。
【０００９】
この請求項２の画像形成装置では、上記付勢手段が伸縮するので、上記着脱ユニットを装置本体から取り外すと、上記駆動伝達部と駆動受部とが離間して連結が外れ、該付勢手段の付勢力に抗する力がなくなり、該付勢手段の付勢力によって、該円筒状部材の前フランジ側と後フランジ側とがそれぞれ軸方向の外側に広がる。これにより、該前フランジ側と後フランジ側とそれぞれの該支持部との嵌合長が大きくなることで、該着脱ユニット内での該円筒状部材の保持力を大きくすることが可能となる。
また、該付勢手段を付勢力に抗して縮ませることにより該円筒状部材の該前フランジ側と後フランジ側とが該支持部から外れ、該円筒状部材を該着脱ユニットから容易に取り外すことが可能となる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明をレーザプリンタに適用した実施形態の一例について図面を参照して説明する。図１は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。プリンタ本体１０内において、円筒状部材としての感光体ドラム１１の回りに帯電装置１２、光学装置１３、現像装置１４、転写チャージャ１５、除電装置１６、電位センサ（図示せず）、クリーニング装置１７が配置され、感光体ドラム１１は帯電・露光・現像・転写・清掃のサイクルを繰り返す。一方、給紙トレイ１８からレジストローラ１９を介して感光体ドラム１１へ搬送される用紙２０は、感光体ドラム１１と転写チャージャ１５との間で感光体ドラム１１上のトナー像を転写された後、搬送ベルト２１によって定着ユニット２２へ搬送されてトナー像を定着されてから、排紙装置２３によって排出される。
図１に示すように、感光体ドラム１１、帯電装置１２、現像装置１４、除電装置１６、電位センサ、クリーニング装置１７は一のユニットを構成しており、感光体ユニットケース２４に着脱自在に装着される。感光体ユニットケース２４は、プリンタ本体１０に対して引き出すことができるように装着されている。また、図２に示すように、感光体ユニットケース２４の前面には、玉軸受２５が配設されている感光体ユニット面板２６が取り付けられている。
【００１１】
次に上記感光体ユニットケース２４の着脱について説明する。図２は、感光体ユニットケース２４をプリンタ本体１０に装着したときの状態を示す断面図である。
【００１２】
上記感光体ドラム１１は、両端が開放端になっている円筒状中空基材の上に感光層が形成されたもので、開放端の一端に感光体前フランジ３０が嵌着され、他端には感光体後フランジ３１が嵌着されており、これらにより挟み込まれるようになっている。
【００１３】
上記感光体後フランジ３１の内周面にはテーパを有するセレーション３１ａが形成され、外周面にはセレーション３１ａよりも大きく感光体ドラム１１の外径よりも小さな段部３１ｂが一体に形成されている。
また、感光体前フランジ３０には軸孔３０ｂよりも大きな内径の凹部３０ｃを有する段部３０ａが形成されており、この段部３０ａの凹部３０ｃにスプリング３２が圧入されている。スプリング３２の他端は加圧支持部材３３の内周面に形成された凹部３３ａに圧入されていて加圧機構を構成している。加圧支持部材３３は、中空円筒部３３ｂの内周面が感光体前フランジ３０の段部３０ａの外周面に摺動してガイドされ、感光体ドラム１１の軸方向にスプリング３２の伸縮に伴って移動できるようになっている。また、加圧支持部材３３のスプリング３２が圧入された凹部３３ａの反対側の端部（図中左側）には、段部３３ｃが形成されている。
【００１４】
一方感光体ユニットケース２４の側板には、加圧支持部材３３の段部３３ｃが入り込むような加圧支持部材受け孔２４ａが形成されている。この加圧支持部材受け孔２４ａの内径は段部３３ｃの外径よりも若干大きく、感光体ユニットケース２４をプリンタ本体１０に装着した状態では、加圧支持部材３３と感光体ユニットケース２４とが接することはない。
また、この加圧支持部材受け孔２４ａが形成された側板と反対側の側板には、感光体後フランジ３１の段部３１ｂの外径よりも若干大きな内径の感光体後フランジ受け孔２４ｂが形成されている。上記加圧支持部材３３と同様に、感光体ユニットケース２４をプリンタ本体１０に装着した状態では、感光体後フランジ３１と感光体ユニットケース２４とが接することはない。
【００１５】
プリンタ本体１０には感光体ドラム１１を回転させる感光体ドラム駆動軸４１が備えられている。この感光体ドラム駆動軸４１は、本体後側板４４に取り付けられたベアリングケース４３に組み込まれている一対の玉軸受４５ａ、４５ｂに回動可能に支持されている。そして、感光体ドラム駆動軸４１の後端で、プーリサポータ４６により軸方向の位置が固定される。プーリサポータ４６には、駆動プーリ４７が取り付けられタイミングベルト（図示せず）によって回転駆動される。また、感光体ドラム駆動軸４１にはテーパ付きセレーション４２ａを外周面に有するジョイント４２がカシメられている。
【００１６】
図２に示すように、感光体ドラム駆動軸４１に、感光体前フランジ３０の軸孔３０ｂと、加圧支持部材３３の軸孔３３ｄと、玉軸受２５の内輪とが挿着される。そして、感光体ドラム駆動軸４１の先端部分に形成されたネジ部４１ａにつまみネジ３４を螺合させて締めることにより、玉軸受２５の内輪に加圧支持部材３３の段部３３ｃの先端部が当接し、スプリング３２が加圧され、感光体後フランジ３１のセレーション３１ａとジョイント４２のセレーション４２ａとに適度な連結圧が与えられて噛み合うことで、感光体ドラム１１が支持される。ここでジョイント４２の連結圧は、スプリング３２により調節される。そして、感光体ユニット面板２６を本体前側板４８に固定することで感光体ユニットケース２４はプリンタ本体内１０にセットされる。
【００１７】
このとき、加圧支持部材３３の段部３３ｃの先端部は玉軸受２５の内輪に接しており、感光体ドラム駆動軸４１が回転すると、加圧支持部材３３はこの内輪と共に回転する。加圧支持部材３３の段部３３ｃの外周面は感光体ユニットケース２４の加圧支持部材受け孔２４ａの内周面に接触することなく、それより僅かに離れた状態になる。また、感光体後フランジ３１の段部３１ｂの外周面も感光体後フランジ受け孔２４ｂの内周面に接触することなく、それより僅かに離れた状態となる。そして、感光体ドラム１１は感光体ドラム駆動軸４１の回転が伝達される。
【００１８】
上記構成により、感光体ユニットケース２４をプリンタ本体１０に装着した状態では、感光体ドラム駆動軸４１が感光体前フランジ３０と感光体後フランジ３１とを貫通して支持するため、それぞれを別々に支持する構造に比べて、感光体ドラム１１を精度良く位置決めすることができる。また、感光体ドラム駆動軸４１は、プリンタ本体１０側をベアリングケース４３の一対の玉軸受４５ａ、４５ｂで支持され、先端側を感光体ユニット面板２６の玉軸受２５で支持されているので、プリンタ本体１０側のみで支持する片持式に比べ、位置ずれがなく安定して回転するようになっている。
【００１９】
次に、プリンタ本体１０から感光体ユニットケース２４を取り外す動作について説明する。図３は感光体ユニットケース２４をプリンタ本体１０から取り外した状態の斜視図である。
つまみネジ３４を感光体ドラム駆動軸４１から外して感光体ユニットケース２４をプリンタ本体１０から引き出し、感光体ユニットケース２４と一体に感光体ドラム１１を図３中矢印方向に移動させると、感光体ドラム駆動軸４１が玉軸受２５と、加圧支持部材３３と、感光体前フランジ３０とから抜出するとともに、感光体後フランジ３１とジョイント４２との噛み合いが外れる（図２参照）。そして、加圧支持部材３３と感光体後フランジ３１とが、加圧支持部材受け孔２４ａと感光体後フランジ受け孔２４ｂとに落下して、これらの加圧支持部材受け孔２４ａと感光体後フランジ受け孔２４ｂとに支持される。その際の落差は上述したように僅かであるため、衝撃はごく少ない。
【００２０】
また、感光体後フランジ３１とジョイント４２との噛み合いが外れると、図４に示すように、一体で組立られている感光体前フランジ３０と感光体ドラム１１と感光体後フランジ３１とがスプリング３２の付勢力によって図中右側に移動し、感光体後フランジ３１の段部３１ｂと感光体後フランジ受け孔２４ｂとの嵌合する長さが長くなる。さらに、スプリング３２の伸び量によっては、感光体後フランジ３１の端面が感光体後フランジ受け孔２４ｂ近傍の感光体ケース２４側面に圧接される。これらのことにより、感光体ドラム１１が感光体ユニットケース２４に保持される力が大きくなる。そして、感光体ドラム１１はこのように感光体ユニットケース２４に安定した状態で保持されたまま、感光体ユニットケース２４と一体に引き出される。
【００２１】
次に、感光体ユニットケース２４から感光体ドラム１１を取り外す動作について説明する。図５は、感光体ユニットケース２４から感光体ドラム１１を取り外すときの説明図である。
上述したように、加圧支持部材３３は感光体前フランジ３０の段部３０ａ外周にガイドされ軸方向に移動できるようになっている。また、この移動長は、加圧支持部材３３の段部３３ｃと感光体ユニットケース２４の加圧支持部材受け孔２４ａとの嵌合長さよりも長くなっている。したがって、加圧支持部材３３をスプリング３２に抗して押すことで、加圧支持部材３３の段部３３ｃと加圧支持部材受け孔２４ａとの嵌合が外れる。この状態で、加圧支持部材３３を持ち上げ、感光体後フランジ３１の段部３１ｂを感光体後フランジ受け孔２４ｂから外せば、感光体ドラム１１をプリンタ本体１０外で感光体ユニットケース２４から容易に取り外すことができる。
【００２２】
上記実施形態では円筒状部材として感光体ドラムに適用した例について説明したが、感光体ユニットケース内の他の円筒状部材、例えば現像スリーブ等にも適用することができる。
【００２３】
【発明の効果】
請求項１及び２の発明によれば、上記円筒状部材を有する着脱ユニットを上記装置本体に装着したときに、該装置本体側から延在した上記駆動軸によって、該円筒状部材を精度良く位置決めすることができるという優れた効果がある。
また、該着脱ユニットを装置本体から外すと、該円筒状部材の前フランジ側と後フランジ側とが該着脱装置に設けられた上記支持部によって支持され、該円筒状部材は該着脱ユニット内で位置ずれなく保持されることが可能になるという優れた効果もある。この後、該前フランジ側と後フランジ側とを該支持部から外すと、該円筒状部材を着脱ユニットから取り出すことができる。
【００２４】
特に、請求項２の発明によれば、上記付勢手段が伸縮するので、上記着脱ユニットを装置本体から取り外すと、該円筒状部材の前フランジ側と後フランジ側とがそれぞれ軸方向の外側に広がる。これにより、該着脱ユニット内での該円筒状部材の保持力を大きくすることが可能となるという優れた効果がある。
また、該付勢手段を付勢力に抗して縮ませることにより該円筒状部材の該前フランジ側と後フランジ側とが該支持部から外れ、該円筒状部材を該着脱ユニットから容易に取り外すことが可能となるという優れた効果もある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図。
【図２】感光体ユニットの構成を示す断面図。
【図３】感光体ユニットケースをプリンタ本体から取り外した状態を示す斜視図。
【図４】プリンタ本体から取り外された状態の感光体ユニットケースの断面図。
【図５】感光体ユニットケースから感光体ドラムを着脱するときの説明図。
【符号の説明】
１０      プリンタ本体
１１      感光体ドラム
２４      感光体ユニットケース
２４ａ    加圧支持部材受け孔
２４ｂ    感光体後フランジ受け孔
２５      玉軸受
２６      感光体ユニット面板
３０      感光体前フランジ
３０ａ    感光体前フランジの段部
３１      感光体後フランジ
３１ａ    感光体後フランジのセレーション
３１ｂ    感光体後フランジの段部
３２      スプリング
３３      加圧支持部
３３ｃ    加圧支持部材の段部
３４      つまみネジ
４１      感光体ドラム駆動軸
４２      ジョイント
４２      ジョイントのセレーション
【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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