(57)【要約】【課題】カートリッジを装置本体の駆動カップリングの軸線方向と垂直な方向に着脱する画像形成装置において、装置本体の駆動カップリングとカートリッジの従動カップリングとの位置合わせの性能を向上させることができる画像形成装置を提供する。【解決手段】開閉可能な扉１６を有する装置本体１００Ａと、装置本体１００Ａに配置される駆動カップリング５１と、駆動カップリング５１と連結される従動カップリング５２を有する感光体ドラム１２ａを含み、装置本体１００Ａに対して着脱可能なカートリッジ１２と、扉１６が閉じられるときに変位する加圧リンク６３、加圧補助ギア６２、加圧ギア６１、によってカートリッジ１２を駆動カップリング５１の軸線方向Ｊに移動する現像加圧カム４１及び傾斜溝３０Ｘと、を備える画像形成装置１００を構成した。【選択図】  図１２
2016012076.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
開閉可能な扉を有する装置本体と、
前記装置本体に配置される駆動カップリングと、
前記駆動カップリングと連結される従動カップリングを有する感光体ドラムを含み、前記装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、
前記扉が閉じられるときに変位する変位部材によって前記カートリッジを前記駆動カップリングの軸線方向に移動する移動手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記移動手段は、
前記扉の裏面に形成される前記変位部材としての突起と、
前記カートリッジから前記扉の方向に突出すると共に前記カートリッジの挿入方向に対して傾斜する傾斜面と、
を備え、
前記扉が閉じられると、前記突起が前記傾斜面に沿って前記カートリッジを押圧することで前記カートリッジが前記駆動カップリングの軸線方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記装置本体は、前記感光体ドラムの表面の静電像をトナーで現像する現像装置を有し、
前記移動手段は、
前記装置本体に設けられ、前記扉に接続される前記変位部材としてのリンク機構を介して前記扉の開閉角度に応じて回転可能なカムと、
前記現像装置に形成され、前記カムが挿入される傾斜溝と、
を有し、
前記現像装置は、
前記扉が閉じられると、前記リンク機構によって回転する前記カムが前記溝を移動することで前記現像装置に装着される前記カートリッジが前記駆動カップリングの軸線方向に移動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記駆動カップリングは、モータにより回転可能で先端に連結穴を有し、軸受によって回転可能に保持され、
前記従動カップリングは、前記連結穴と連結可能な連結突起を有し、前記従動カップリングの周囲には前記軸受の外径よりも大きい内径を有して前記感光体ドラムの端部に設けられる環状突起が配置され、
前記カートリッジが前記装置本体に装着された後に、前記扉が閉じられる動作に連動して、前記連結突起が前記連結穴に連結されると共に前記環状突起が前記軸受と嵌合して、前記カートリッジが前記装置本体に対して位置決めされることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カートリッジを装置本体に対して着脱自在な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、感光体ドラムが内蔵されるカートリッジを感光体ドラムの軸方向に装置本体に挿入すると、感光体ドラムを回転駆動するために装置本体の駆動カップリングと感光体ドラムの従動カップリングとが位置決めされる構成が開示される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１０５０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年の装置本体の小型化の流れから、感光体ドラムが内蔵されるカートリッジを感光体ドラムの軸方向と垂直な方向に装置本体に挿入する構成も考えられている。こうした構成では、装置本体の駆動カップリングと感光体ドラムの従動カップリングとが位置決めが不十分となり得る。駆動カップリングの周囲に別の位置決め部材を設けて、装置本体の駆動カップリングと感光体ドラムの従動カップリングとを位置決めする方法も考えられているが、位置決めが未だ不十分であった。
【０００５】
本発明は、カートリッジを装置本体の駆動カップリングの軸線方向と垂直な方向に着脱する画像形成装置において、装置本体の駆動カップリングとカートリッジの従動カップリングとの位置合わせの性能を向上させることができる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】
【０００６】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、開閉可能な扉を有する装置本体と、前記装置本体に配置される駆動カップリングと、前記駆動カップリングと連結される従動カップリングを有する感光体ドラムを含み、前記装置本体に対して着脱可能なカートリッジと、前記扉が閉じられるときに変位する変位部材によって前記カートリッジを前記駆動カップリングの軸線方向に移動する移動手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、カートリッジを装置本体の駆動カップリングの軸線方向と垂直な方向に着脱する画像形成装置において、装置本体の駆動カップリングとカートリッジの従動カップリングとの位置合わせの性能が向上する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】現像装置が装置本体に装着された状態を示す斜視図である。
【図３】現像装置の他にカートリッジも装置本体に装着された状態を示す斜視図である。
【図４】カートリッジと現像装置の断面図である。
【図５】現像加圧カムの斜視図である。
【図６】図４中で現像装置を矢印Ｂ方向から見た裏面図である。
【図７】扉が閉状態のときの装置本体の裏面側から見た断面図等である。
【図８】扉が閉状態のときの現像装置の現像加圧カムの様子を示す断面図等である。
【図９】扉が閉状態のときの現像加圧カムのボス部と現像装置の傾斜溝との配置関係を示す側面図等である。
【図１０】扉が閉状態のときに、後側板に設けられる駆動カップリングと現像装置に設けられる従動カップリングとが接続された状態を示す断面図等である。
【図１１】駆動カップリングと従動カップリングの斜視図である。
【図１２】実施例２に係る扉とカートリッジの位置関係を示す平面図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００１０】
図１は、実施例１に係る画像形成装置１００の断面図である。図１に示される画像形成装置１００のコントローラは、例えば外部のコンピュータから送られてくる画像情報を受信すると、その受信された画像情報は、レーザ発光書込部１１により光変調情報１１ａに変換されて射出される。
【００１１】
レーザ発光書込部１１から射出された光変調情報１１ａは、紙面垂直方向の主走査方向に走査されながら、カートリッジ１２内に感光体ドラム１２ａ上にスポット状に結像される。副走査方向に回転移動される感光体ドラム１２ａ上に照射された光スポットが主走査方向（軸方向）に往復走査されることによって、感光体ドラム１２ａ上には上述した原稿画像情報に対応した静電像が形成される。
【００１２】
そして、その感光体ドラム１２ａ上の静電像に対して、隣接して設けられた現像装置３０から現像剤（トナー）が供給されることによりトナー像が感光体ドラム１２ａ上に形成される。
【００１３】
図２は、現像装置３０が装置本体１００Ａに装着された状態を示す斜視図である。図３は、現像装置３０の他にカートリッジ１２も装置本体１００Ａに装着された状態を示す斜視図である。装置本体１００Ａは現像装置３０を備え、現像装置３０は感光体ドラム１２ａの表面の静電像をトナーで現像する装置である。ユーザがカートリッジ１２を図１の矢印Ａ方向から装置本体１００Ａに挿入すると、図２のように現像装置３０が配置されるところに図３のようにカートリッジ１２が現像装置３０に装着される。
【００１４】
ユーザがカートリッジ１２を装置本体１００Ａに装着する方向（図３の矢印Ｑ方向）は、駆動カップリング５１の軸線方向Jと垂直になる方向になる。なお、カートリッジ１２は、装置本体１００Ａに対して着脱可能であり、従動カップリング５２（図１０参照）を有する感光体ドラム１２ａを含む。
【００１５】
図４は、カートリッジ１２と現像装置３０の断面図である。図４に示される現像装置３０の内部のボトル装着口３４に、トナーを充填したトナーボトルが装着されると、トナーボトル内のトナーがトナー保持室３３に搬送されて供給される。そして、そのトナーが現像ローラ３２に吸着される。
【００１６】
現像ローラ３２と両端部には、現像ローラ３２の外形よりも大きい外形を有する現像コロ３１が取付けられ、この現像コロ３１と感光体ドラム１２ａの外形面とが当接される。こうして、感光体ドラム１２ａと現像ローラ３２との間に、一定の空間が形成される。
【００１７】
現像ローラ３２の表面のトナーが感光体ドラム１２ａの静電像に供給されることで、感光体ドラム１２ａの表面にトナー像が形成される。このとき、感光体ドラム１２ａと現像コロ３１との当接状態を保持するために、現像加圧カム４１が現像装置３０を押圧して、現像コロ３１が感光体ドラム１２ａの中心軸方向に付勢するように設定される。現像加圧カム４１は、内蔵された不図示のバネ部材によって不勢力を発生している。
【００１８】
図５は、現像加圧カム４１の斜視図である。図５に示されるように、現像加圧カム４１は、先端にボス部４１ａを有する。
【００１９】
図６は、図４中で現像装置３０を矢印Ｂ方向から見た底面図である。図６に示されるように、現像装置３０の底面には、現像加圧カム４１が現像装置３０を案内するために傾斜する傾斜溝３０Ｘが形成される。現像加圧カム４１のボス部４１ａは、現像装置３０の底面の傾斜溝３０Ｘに沿って現像ローラ３２の軸方向に移動可能に構成される。
【００２０】
図７（ａ）は、装置本体１００Ａの左側面に下端を回動中心にして開閉自在に配置された扉１６が閉状態のときの装置本体１００Ａの背面側から見た概略図である。図７（ｂ）は、扉１６が開状態のときの装置本体１００Ａの背面側から見た概略図である。装置本体１００Ａは、左側面に開閉可能な扉１６を有する。ここで、図３に示されるように、現像装置３０には、２つの現像加圧カム４１が回転自在に支持され、２つの現像加圧カム４１同士の間は、連結部材４１ｂで連結されている。また、図３中の左側の現像加圧カム４１の左方（装置本体１００Ａの背面側）には、加圧ギア６１が現像加圧カム４１と同軸上に設けられる。
【００２１】
図７（ａ）及び図７（ｂ）には、その加圧ギア６１と、加圧補助ギア６２と、加圧リンク６３、前述の現像コロ３１と、が記載される。加圧ギア６１は加圧補助ギア６２に噛み合わせられる。加圧補助ギア６２の凸部先端６２ａは加圧リンク６３の内側端部６３ａに回動自在に取付けられる。加圧リンク６３の外側端部６３ｂは扉１６に回動自在に取付けられる。加圧リンク６３の上方には駆動カップリング５１が配置される。
【００２２】
図８（ａ）は、扉１６が開状態のときの現像装置３０の現像加圧カム４１の様子を示す断面図である。図８（ｂ）は、扉１６が閉状態のときの現像装置３０の現像加圧カム４１の様子を示す断面図である。前述の図７（ａ）のように扉１６が閉状態のときに、図８（ｂ）のように現像加圧カム４１のボス部４１ａが左斜め上方を向いている。そして、前述の図７（ｂ）のように扉１６が開状態のときに、図８（ａ）のように現像加圧カム４１のボス部４１ａが右斜め上方を向いている。このように、扉１６の開閉動作に連動して、現像加圧カム４１は所定角度で回動して現像装置３０に対する位置を変動させる。
【００２３】
図９（ａ）は、扉１６が閉状態のときの現像加圧カム４１のボス部４１ａと現像装置３０の傾斜溝３０Ｘとの配置関係を示す概略図である。図９（ｂ）は、扉１６が開状態のときの現像加圧カム４１のボス部４１ａと現像装置３０の傾斜溝３０Ｘとの配置関係を示す概略図である。これら図９（ａ）及び図９（ｂ）は、図３を矢印Ｋ方向から見た概略図に相当する。
【００２４】
図３中の加圧ギア６１が矢印Ｌ方向に回動する前（扉１６が開状態のとき）は、図９（ｂ）のようにボス部４１ａが傾斜溝３０Ｘの上部に配置されている。図３中の加圧ギア６１が矢印Ｌ方向に回動した後（扉１６が閉状態のとき）は、図９（ａ）のようにボス部４１ａが傾斜溝３０Ｘの下部に配置される。この図９（ｂ）から図９（ａ）へと移行する過程で、現像装置３０が後述する図１０（ｂ）から図１０（ａ）へと移行して駆動カップリング５１の方へと移動する。
【００２５】
このように、現像装置３０は、現像ローラ３２の軸方向に移動自在に構成され、現像加圧カム４１のボス部４１ａが傾斜溝３０Ｘに沿って移動することで、現像ローラ３２の軸方向に移動する。また、カートリッジ１２は、装置本体１００Ａに挿入するとカートリッジ外装フレーム１２ｂの不図示の凸部が現像装置３０の現像カバー３０ａに形成される不図示の凹部と嵌合することで現像装置３０と一体になるように構成され、現像装置３０が現像ローラ３２の軸方向に移動するのに連動して現像ローラ３２の軸方向に移動する。
【００２６】
従って、装置本体１００Ａは、扉１６に接続される『変位部材』としてのリンク機構（加圧リンク６３、加圧補助ギア６２、加圧ギア６１）（移動手段）を介して扉１６の開閉角度に応じて回転可能な現像加圧カム４１（カム）（移動手段）を備える。現像装置３０は、現像加圧カム４１が入り込むことが可能でカートリッジ１２の挿入方向Ｑに対して傾斜する傾斜溝３０Ｘ（移動手段）を有する。現像装置３０は、傾斜溝３０Ｘに入り込む現像加圧カム４１に支持される。
【００２７】
扉１６が閉じられるときの動力は、現像加圧カム４１が傾斜溝３０Ｘを押圧しながら現像装置３０が駆動カップリング５１の軸線方向Ｊに移動する動力に変換される。このことで、扉１６が閉じられる動作により、現像装置３０に装着されるカートリッジ１２が駆動カップリング５１の軸線方向Ｊに移動する。
【００２８】
図１０（ａ）は、扉１６が閉状態のときに、後側板８０に設けられる駆動カップリング５１と現像装置３０に設けられる従動カップリング５２とが接続された状態を示す断面図である。図１０（ｂ）は、左扉が開状態のときに、後側板８０に設けられる駆動カップリング５１と現像装置３０に設けられる従動カップリング５２とが離間された状態を示す断面図である。図１０（ａ）及び図１０（ｂ）は共に扉１６の方から見た断面図に相当する。
【００２９】
図１０（ｂ）の扉１６が開状態のときには、カートリッジ１２が駆動カップリング５１から離間した位置にあり、図１０（ａ）の扉１６が閉状態に移行すると、カートリッジ１２が駆動カップリング５１の方へと移動する。図１０（ｂ）に示されるように、後側板８０には、感光体ドラム１２ａの軸線上に、駆動カップリング５１を回動自在に支持する軸受７０が取り付けられる。また、図１０（ｂ）に示されるように、カートリッジ１２には、軸受７０の外形よりも大きな内径を有する円環部５３が設けられる。
【００３０】
図１０（ｂ）から図１０（ａ）へと移行する過程では、円環部５３の内径部が軸受７０の外径部に嵌合して、駆動カップリング５１と従動カップリング５２との中心軸が合わせられる。また、カートリッジ１２が装置本体１００Ａに挿入されて現像装置３０に装着された後に扉１６が閉じられるときの動力がカートリッジ１２と現像装置３０とが一体的に駆動カップリング５１の軸線方向Ｊに移動する動力に変換される。このために、扉１６が閉じられる動作により従動カップリング５２と駆動カップリング５１とが連結される。
【００３１】
図１１は、駆動カップリング５１と従動カップリング５２の斜視図である。駆動カップリング５１は、装置本体１００Ａの内側の左側面及び右側面の少なくとも一方の面（ここでは左側面（図２参照））から突出する。駆動カップリング５１は、モータにより回転可能で先端に『連結穴』としての三角形の凹部５１ａを有し、軸受７０によって回転可能に保持される。
【００３２】
従動カップリング５２は、駆動カップリング５１と連結されると従動する。従動カップリング５２は、凹部５１ａと連結可能な『連結突起』としての三角形の凸部５２ａを有し、従動カップリング５２の周囲には軸受７０の外径よりも大きい内径を有して感光体ドラム１２ａの端部に設けられる『環状突起』としての円環部５３が配置され、
【００３３】
駆動カップリング５１の凹部５１ａと従動カップリング５２の凸部５２ａとが噛み合うことで互いの中心軸が同軸上に設定される。図示しないモータが駆動カップリング５１を回転させると、駆動カップリング５１の回転に伴って、従動カップリング５２が回転する。駆動カップリング５１は、中心軸方向に移動自在になるように構成され、従動カップリング５２の方へと付勢されるように不図示のバネ部材を内蔵している。
【００３４】
前述したように、駆動カップリング５１の軸線方向Ｊと直交する方向にカートリッジ１２が装置本体１００Ａに挿入されて装着された後に、扉１６が閉じられると、カートリッジ１２が駆動カップリング５１の軸線方向Ｊに移動して従動カップリング５２と駆動カップリング５１とが連結される。
【００３５】
カートリッジ１２が装置本体１００Ａに装着された後に、扉１６が閉じられる動作に連動して、凸部５２ａが凹部５１ａに連結されると共に円環部５３が軸受７０と嵌合する。こうして、駆動カップリング５１と従動カップリング５２とが確実に噛み合わせられて、カートリッジ１２が装置本体１００Ａに対して位置決めされる。その結果、駆動カップリング５１と従動カップリング５２との噛合い不良が低減される。
【実施例２】
【００３６】
図１２は、実施例２に係る扉１６とカートリッジ１２の位置関係を示す平面図である。図１２（ａ）は、扉１６が閉状態のときのカートリッジ１２の様子を示し、図１２（ｂ）は、扉１６が開状態のときのカートリッジ１２の様子を示す。実施例２の特徴は、以下の点である。
【００３７】
すなわち、扉１６は、裏面に『変位部材』としての突起１８（移動手段）を有する。カートリッジ１２は、扉１６の方向に突出すると共にカートリッジ１２の挿入方向Ｑに対して傾斜する傾斜面１２Ｘ１（移動手段）を有する。扉１６が閉じられると、突起１８が傾斜面１２Ｘ１に沿ってカートリッジ１２を押圧することでカートリッジ１２が駆動カップリング５１の軸線方向Ｊに移動する。
【００３８】
図１２（ｂ）の領域Ｃのように、扉１６の内側面には、カートリッジ１２のアーム１２Ｘの外側面の延長線上に、突起１８が形成される。図１２（ｂ）のように、扉１６がカートリッジ１２に接近する方向に移動すると、扉１６の突起１８がアーム１２Ｘの傾斜面１２Ｘ１を乗り越えながら、図１２（ａ）のように、カートリッジ１２が駆動カップリング５１のある左方向へと移動する。
【００３９】
実施例１又は実施例２の構成によれば、カートリッジ１２を装置本体１００Ａの駆動カップリング５１の軸線方向Ｊと垂直な方向に着脱する画像形成装置１００において、装置本体１００Ａの駆動カップリング５１とカートリッジ１２の従動カップリング５２との位置合わせの性能が向上する。
【００４０】
すなわち、ユーザが扉１６を開状態から閉状態へと移行させると、カートリッジ１２が扉１６の閉じ方向と直交する方向に移動して、軸受７０と円環部５３とが位置合わせされる。そして、駆動カップリング５１と従動カップリング５２とが確実に噛み合わせられる。その結果、駆動カップリング５１と従動カップリング５２との噛合い不良が低減される。
【符号の説明】
【００４１】
１２      カートリッジ
１２ａ    感光体ドラム
１６      扉
３０Ｘ    傾斜溝
４１      現像加圧カム
４１ａ    ボス部
５１      駆動カップリング
５２      従動カップリング
１００    画像形成装置
１００Ａ  装置本体
Ｊ        軸線方向
【図１】
2016012076.tif 000003
【図２】
2016012076.tif 000004
【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】
2016012076.tif 000009
【図８】
2016012076.tif 000010
【図９】
2016012076.tif 000011
【図１０】
2016012076.tif 000012
【図１１】
2016012076.tif 000013
【図１２】
2016012076.tif 000014