JPS6265049A - プロセスカ−トリツジ及びこのカ−トリツジを使用する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は感光ドラムや絶縁ドラム等の像担持ドラムと、
このドラムに像形成するのに使用する゛帯電器、現像器
、転写器、クリーニング器等のプロセス手段を少なくと
も１つ備えているプロセス手段とを一体的に構成し、装
置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジに関す
る。更には、この様なプロセスカートリッジを適用する
電子写真複写機や記録機器等の画像形成装置に関するも
のである。

（従来技術） 従来よりプロセスカートリッジ及びこのカートリッジを
駆動するものとして、電子写真法を適用した複写機やプ
リンタ等がある。これらのカートリッジの一例を第９図
及び第１Ｏ図により説明する。第９図はカートリッジの
装置本体と結合部を示す斜視図、第１０図は装置本体と
のカートリッジとの結合を説明する断面図を示す、なお
り−トリッジ筺体７Ａ内には現像器やクリーニング器等
のプロセス手段が感光ドラム４とともに支持されている
が、ここでは詳しい説明は省略する。

図においてカートリッジ筐体の装置本体と結合する側面
には、感光ドラム４Ａの一部を変形して形成したカート
リッジ主軸５Ａ、及びこの主軸５Ａに嵌合した駆動伝達
ギヤ６Ａが露出している。このギヤ６Ａは一部が化工さ
れ装置本体側の駆動ピン３Ｂを受ける駆動ピン受けリブ
６Ｃがある。一方、感光ドラム４Ａはカートリッジ筐体
係合部６Ｂが筺体７Ａにより軸支された状態で、この筺
体７Ａに対して支持されていス 一方、装置本体側は本体側板ＩＢに固定された主軸受２
人に回転自由にドラム駆動ギヤ３Ａが取りつけられてい
る０図示しない駆動手段により駆動されるギヤ３Ａには
左右方向に移動可能でばねで図のカートリッジ方向に常
に突出するように保持された駆動ピン３Ｂがついている
。上記構成によりカートリッジを矢印方向に移動して装
置本体に完全に装着すれば、カートリッジ主軸５Ａが装
置本体の主軸受２Ａに係合して、カートリッジの位置決
めがなされる。この状態でドラム駆動ギヤ３Ａが回転す
れば、回転する駆動ピン３Ｂが駆動ピン受リブと係合し
てドラム４Ａを回転する方向に押すので、その結果、感
光ドラム４Ａは回転する。

（発明が解決しようとする問題点） 上記構成ではカートリッジを小型化するという効果を生
じるが、感光ドラムの直径が小さくなったり、又は直径
に対して回転軸方向の長さが長くなった場合、ドラム４
Ａの支持位置とこのドラムに対して駆動力が伝達される
位置とが回転軸方向にずれているため、偏寄した力が加
わり、ドラム４Ａが振動したり、又は円滑な回転が不可
能になることがある。

本発明は上記問題に鑑み感光ドラムの小径化や回転方向
への長さの増大、更にはドラムの厚みの薄化等にも十分
に耐え得る感光ドラムの位置決め及び駆動伝達機構を有
したプロセスカートリッジを提供するものである。同時
に上記各図の如き感光ドラム４に設けたカートリッジ主
軸５を廃止し、ドラムの幅内に各機能を集中することで
、衝撃に対しても十分にカートリッジを保護する効果を
も有するプロセスカートリッジを提供する。また、感光
ドラムの小径化にともない樹脂等の絶縁部材より成るフ
ランジの使用をも可能にし、カートリッジの小型軽量化
を実現するものである。

（問題点を解決するための手段） 上記問題を解決したプロセスカートリッジは。

像担持ドラムの端部に設けられており、このカートリッ
ジを装置本体に装填したとき、装置本体側に取付けた像
担持ドラム用の位置決め軸と嵌合する軸受け部と、上記
像担持ドラムの回転中心軸に対して像担持ドラムに一体
且つ同心状に設けられ、このドラムを回転駆動するため
の回転駆動力を受け入れる駆動力受け入れ手段とを有し
、上記ドラム用の位置決め軸受け部と駆動力受け入れ手
段とがドラムの回転中心から半径方向に少なくとも一部
が重なった位置に配置されている。

また、絶縁性フランジを用いるプロセスカートリッジに
おいては、金属製のドラム部材と端部の絶縁性のフラン
ジ部材、更にドラム部材のフランジ部材の奥側の内周面
に固定した導通部材とを具備する像担持ドラムと、像担
持ドラムの上記フランジに設けられており、このカート
リッジを装置本体に装填したとき、装置本体側に取付け
た像担持ドラム用の位置決め軸と嵌合する軸受け部と、
上記像担持ドラムの回転中心軸に対して像担持ドラムに
一体且つ同心状に設けられ、このドラムを回転駆動する
ための回転駆動力を受け入れる駆動力受け入れ手段とを
宥し、上記ドラム用の位置決め軸受け部と駆動力受け入
れ手段とが、ドラムの回転中心から半径方向に少なくと
も一部が重なった位置に配置され、装填状態において像
担持ドラムの導通部材は位置決め軸と接する位置に配設
されている。

本発明は、上記プロセスカートリッジ及びこれらカート
リッジを装填する装置本体の画像形成装置を提供する。

（実施例） 第１図と第２図は本発明を適用したプロセスカートリッ
ジ及び本体装置との結合を説明するための断面図を示す
０図においてｌは感光ドラムでその一端にカートリッジ
の内部機構と駆動するギヤ部２ａと筺体係合部２ｂと、
中心にドラム駆動軸の受け部２ｆを有する樹脂フランジ
２が嵌合して固定されている。３はカートリッジの筐体
であり、その一部のドラム受部３ａはフランジの筺）ト
係合部２ｂを゛受けてドラムｌを支持している。そして
、ドラム駆動軸４は駆動軸受け部２ｆと嵌合することで
、ドラムｌの位置決めをする部材で、ばね受部材兼軸受
５と軸受６によって装置本体の側板７に軸支され。

チェーンスプロケット８によって回転駆動される。駆動
軸４の回転をドラムに伝える駆動伝達子ｌＯは、上記駆
動軸４に対して固定部材１１で円周方向に空回りしない
ように保持され、駆動軸４の軸方向には移動可使として
あり、コイルばね１２によって常にドラム側に付勢され
ている。更に駆動伝達子１０には突状部１０ａがあり、
駆動軸４が回転してこの突状部１０ａが樹脂フランジ２
の駆動伝達機構は部２ｄに係合することによって感光ド
ラム４を回転させる。

なお、ドラムの内壁には強く接触固定された導通板１３
があり、カートリッジを装置本体に装填した状態では、
ばね部１３ａが駆動軸４と接触し装置本体との導通をと
っている。

上記構成において、カートリッジを本体に装着すると、
まずカートリッジの位置決めを兼ねた駆動軸４の先端が
樹脂フランジ２の駆動軸受け部２ｆと嵌合し、装置本体
に対するカートリッジ及び感光ドラムｌの位置が決まる
。更にカートリッジを奥まで押し込むと、駆動伝達子ｌ
Ｏの突状部１０ａがフランジ２の受け部２ｄにかみ合っ
て、駆動軸４とドラムの給金が完了する。突状部１０ａ
と受け部２ｄの位置が合わない場合は、突状部１０ａの
先端が面２ｅに押されて伝達子が図中左方に押されるが
駆動軸４が更に回転して突状部１０ａと受け部２ｄの位
置が合えばコイルばね１２によって伝達子１０は図中右
に移動するので、突状部１０ａと受け部２ｄがかみ合い
、感光ドラムを接地した状態で回転することになる（第
２図）。

第３図はカートリッジが装置本体側とかみ合った状態を
示す部分断面による斜視図であり。

第４図はかみ合う直接の樹脂フランジ２の位置決め兼駆
動軸４側を示す部分断面図による斜視図である。第５図
は導通板１３の感光ドラムｌに対する取付は状態を示す
斜視図で、ドラム内周面に突部１３ｂを係合して取付け
である。

上記プロセスカートリッジはギア部２ｂは第６図の如く
、カートリッジ内に一体支持した現像器１４の現像スリ
ーブを回転する駆動力を伝達するギア１４ａと、同じく
一体支持されたクリーニング器１５のトナーを強制搬送
するための、スクリューを回転する駆動力を伝達するギ
ア１５ａとかみ合っている。

この様にギア部２ｂによりフランジ２の回転力を更に他
の手段に伝達すると、各伝達するギアの負荷により、ド
ラム駆動軸４に対してフランジ２が偏心しようとする力
が強まってくる。

しかし、本発明の如く、ドラムの駆動軸４とフランジ２
との嵌合部２Ｃの少なくとも一部が、ギア部２ｂのある
位置と回転軸方向とは直角な方向に少なくとも一部が重
なり合うような位置をとることによって、ギア部に高負
荷がかかった場合でも、ギア部２ｂの変形や偏心を良好
におさえることができる。

一方１本発明においてはプロセスカートリッジに対する
装置本体からの伝達は、感光ドラムｌの幅内で行なわれ
るため、第７図に示す如く、カートリッジ筺体３から露
出している感光ドラムは、従来の如く位置決めのための
感光ドラムの回転中心軸が突出したり、更に、駆動を受
けるための複雑な形状をしたフランジが大きく露出する
ことがない、従って、装置本体との結合において重要な
構造体となる位置決め部材や駆動部材を、乱暴な取扱い
によっても破損したり変形することがない。

第８図は本発明のプロセスカートリッジを適用した電子
写真複写装置の主要部断面図である。

図の装置１９は電子写真法を用いた複写装置で、導電性
ドラム基体上に光導電層を設けた感光ドラムｌが、矢印
方向に回転可能なように軸支されている。このドラムｌ
の周囲にはドラムの回転方向に従って、コロナ放電器１
６．短焦点光学素子アレイ１７．現像器１４．転写コロ
ナ放電器１ｇ、クリーニング器１５が配設されている。

そしてこの装置ｔ１６では、感光ドラムｌと共に放電器
１６、現像器１４そしてクリーニング器１４が筺体３に
より一体的に支持されている。この筺体３は本体側に固
設されているガイドレール２０により案内支持され、本
体装置に対して着脱される。なお現像器１４としては、
従来周知の上部に現像剤を収納するホッパー１４ａを有
し、下部にはトナーを感光ドラム２に供給するための現
像ローラ１４ｂを有している。具体的には現像剤として
は磁性トナーによる二成分現像剤やトナーと磁性キャリ
アとを使用する二成分現像剤の使用が適用できる。

また、現像ローラ１４ｂとしては、表面に磁極を有した
回転する磁気ローラ、又は内部に磁気ローラを有しその
馬面に沿う様に非磁性スリーブを設けたもの等の使用が
可能である。また、クリーニング器としては、ブレード
板を使用したもの、又はファーブラシを使用したものが
適用できる。

上記複写装置においては、コロナ放電器１６で感光ドラ
ムｌの表面を所定極性で均一に帯電し、次いで装置本体
上部の往復移動する原稿台２１の原稿をランプ２２で照
明し、反射光を素子アレイ１７を介してドラムｌ上に露
光して潜像を形成する。形成された潜像は現像器１４に
より現像され、その現像像は転写コロナ放電器１８によ
り転写される。転写材は転写材供給カセット２３に操作
者の手動作により供給され、搬送ローラ２４とタイミン
グローラ２５を介して転写部に搬送される。転写を終了
した転写材は移動路２６を介して定着器２７に送られて
定着され、更に排出ローラ２９を介して排紙トレイ３０
上に送り出される。

（他の実施例１） 以上説明した実施例装置においては、感光ドラム１の駆
動を位置決め兼駆動軸の回転をドラムの内側に駆動力を
伝達したが、装置本体に設ける位置決め軸は必ずしも回
転している必要はない。

第１１図はプロセスカートリッジと装置本体との係合状
態を示す断面図で、感光ドラムｌの樹脂７ランジ２の係
合部２ｆは、装置本体の側板７に固定したカートリッジ
位置決め軸３１が嵌合が嵌合する。そして、この状態で
フランジ２のギア部２ｂには装置本体側のドラム駆動ギ
ア３２がかみ合う、そして、ドラム駆動ギア３２が回転
することで２ランジ２が回転し、その結果、感光ドラム
ｌが回転する。勿論、このフランジ２のギア部２ｂは、
上記第６図の様に更にカートリッジ内のプロセス手段を
駆動するためのギアが噛み合っていても良い。

第１２図は上記フランジ２とドラム駆動ギア３２のかみ
合いの状態を示す斜視図を示す。

上記ギア３２は他のギアより３３とともにギア支持側板
３４に支持されている。この支持側板３４は揺動中心軸
３５に軸支されており、カートリッジの着脱に連動して
かみ合う位置と離れる位置とをとる。

上記実施例においても、カートリッジ位置決め軸３１が
フランジ２と嵌合する嵌合部２ｆは、駆動力が伝達され
るドラムギア部２ｂ。

又はこの伝達された駆動力をカートリッジ内のプロセス
手段の駆動ギアに伝達するドラムギア部２ｂに対して、
その中心軸方向とは直角な方向に重なって存在している
。

従って、感光ドラムに対して偏心した外力が加わる結果
になっても、フランジ２を最も安定した状態で保持する
ことが可能となる。またこの実施例においても感光ドラ
ムｌは、カートリッジの筺体３から突出する部分が少な
く、又、位置決めや駆動伝達のための各部分も筺体３に
より保護されるという結果を生じる。

上記実施例においては、感光ドラム１の円筒部を形式す
る金属のドラム部材と、フランジを形成する樹脂フラン
ジ（例えばフッソを含んだポリカーボネート樹脂を使用
）で構成している。

この様に位置決め位置と感光ドラムに対する駆動の受渡
し位置とをドラムの半径方向に重ねることにより、偏寄
した大きな力が発生しないため、フランジの材質の選択
幅を広げることをも可能にした。

（他の実施例２） 上記実施例においては感光ドラムｌとフランジ２とは別
部材により構成したが、モールド成形によりフランジ３
６を一体化した感光ドラム３９に対しても実効である。

第１３図は第１図の構成に対応した位置決め機構を採用
した感光ドラム３９で、位置決め兼１動軸４はドラム３
９に対して軸受け材３７を介して嵌合する。また、フラ
ンジ部３６にはギア３８が圧入又は接着により固設しで
ある。

この実施例においてドラムの位置決め及びこの位置決め
位置とギア３８の位置の関係は上記本発明の構成を採用
している。

また、第１４図は第１１図の構成に対応した位置決め機
構を採用したものであり、上記第１３図と同様に本発明
の効果を達成するものである。

（他の実施例３） 以上の実施例では像担持ドラムとして感光ドラムを例示
したが変調されたイオンやマルチスタイラス電極による
潜像を形成する場合、感光ドラムに代えて絶縁ドラムを
使用できる。

次にプロセスカントリッジの構成については。

像担持ドラム、コロナ放電器、現像器、クリーニング器
を筺体が一体支持する場合を例示したが、例えば像担持
ドラムと放電器、又は像担持ドラムとクリーニング器、
又は像担持ドラムと現像器、更には装置本体の他のプロ
セス手段を選択的に筐体により一体化しても良い。

上記感光ドラムを有したプロセスカートリッジを適用す
る画像形成装置としたは電子写真複写機の他にも、原稿
の反射光ではなく変調されたレザー光を用いたプリンタ
がある。

（発明の効果） ｉ、　　？を近来体側のドラム駆動軸やカートリッジの
位置決め軸に対するカートリッジ側の受け部が、カート
リッジ筐体の内部にあるので外側からキズつけたり変形
させたりすることがなく安全である。

２、　カートリッジ筐体から位置決め部や駆動量は部又
は受け渡し部が突出しないので、カートリッジの小形化
更には装置本体の小形軽量化が実現できる。

３、　カートリッジ内部へ駆動力を伝えるギア、または
直接駆動力を受けるギアの位置に対して、位置決めのた
め軸支する位置が位置決め軸の中心軸から直角方向に少
なくとも一部は重なりあう断面を軸支するので、高負荷
となってもギアの偏心、変形等をおさえることができる
。

【図面の簡単な説明】

第１図とｗ４ｚ図は本発明の一実施例のプロセスカート
リッジ及び装置本体の一部断面図。 トリツジの斜視図、第８図は本発明のカートリッジを適
用した電子写真複写機の断面図、第９図は従来のカート
リッジの斜視図、第１Ｏ図は従来のカートリッジの結合
状態を示す断面図、第１１図は他の実施例のカートリッ
ジと装置本体の一部断面図、第１２図は第１１図装置の
部分斜視図、第１３図と第１４図は本発明を適用した感
光ドラムのフランジ部の実施例を説明する部分断面図を
示す。 図において、ｌは感光ドラム、２は樹脂２ランジ、３は
カートリッジ筐体、４はドラム駆動軸、１０は駆動伝達
子、１３は導通板、１９は電子写真複写機、３１はカー
トリッジ位置決め軸、３８は圧入ギア、３９は感光ドラ
ムを示す。

Claims (11)

【特許請求の範囲】
1. （１）像担持ドラムとプロセス手段とを一体支持したプ
   ロセスカートリッジにおいて、 像担持ドラムの端部に設けられており、このカートリッ
   ジを装置本体に装填したとき、装置本体側に取付けた像
   担持ドラム用の位置決め軸と嵌合する軸受け部と、 上記像担持ドラムの回転中心軸に対して像担持ドラムに
   一体且つ同心状に設けられ、このドラムを回転駆動する
   ための回転駆動力を受け入れる駆動力受け入れ手段と、 を有し、上記ドラム用の位置決め軸受け部と駆動力受け
   入れ手段とが、ドラムの回転中心から半径方向に少なく
   とも一部が重なった位置に配置されていることを特徴と
   するプロセスカートリッジ。
2. （２）像担持ドラムとプロセス手段とを一体支持したプ
   ロセスカートリッジにおいて、 像担持ドラムの端部に設けられており、このカートリッ
   ジを装置本体に装填したとき、装置本体側に取付けた像
   担持ドラム用の位置決め軸と嵌合する軸受け部と、 上記像担持ドラムの回転中心軸に対して像担持ドラムに
   一体且つ同心状に設けられ、このドラムを回転駆動する
   ための回転駆動力を受け入れる駆動力受け入れ手段と、 この受け入れ手段による駆動力をカートリッジ内の他の
   プロセス手段に伝達するためのプロセス手段用の駆動伝
   達手段と、 を有し、上記ドラム用の位置決め軸受け部と駆動力受け
   入れ手段と更にプロセス手段用の駆動伝達手段とが、ド
   ラムの回転中心から半径方向に少なくとも一部が重なっ
   た位置に配置されていることを特徴とするプロセスカー
   トリッジ。
3. （３）上記駆動力受け入れ手段とプロセス手段用の駆動
   伝達手段とが同一部材が兼ねていることを特徴とする特
   許請求の範囲第（２）項に記載のプロセスカートリッジ
   。
4. （４）像担持ドラムとプロセス手段とを一体支持したプ
   ロセスカートリッジにおいて、 金属製のドラム部材と端部の絶縁性のフランジ部材、更
   にドラム部材のフランジ部材の奥側の内周面に固定した
   導通部材とを具備する像担持ドラムと、 像担持ドラムの上記フランジに設けられており、このカ
   ートリッジを装置本体に装填したとき、装置本体側に取
   付けた像担持ドラム用の位置決め軸と嵌合する軸受け部
   と、 上記像担持ドラムの回転中心軸に対して像担持ドラムに
   一体且つ同心状に設けられ、このドラムを回転駆動する
   ための回転駆動力を受け入れる駆動力受け入れ手段と、 を有し、上記ドラム用の位置決め軸受け部と駆動力受け
   入れ手段とが、ドラムの回転中心から半径方向に少なく
   とも一部が重なった位置に配置され、装填状態において
   像担持ドラムの導通部材は位置決め軸と接する位置に配
   設されていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. （５）上記駆動力受け入れ手段とプロセス手段用の駆動
   伝達とが同一部材が兼ねていることを特徴とする特許請
   求の範囲第（４）項記載のプロセスカートリッジ。
6. （６）像担持ドラムとプロセス手段とを一体支持したプ
   ロセスカートリッジを使用する画像形成装置において、 像担持ドラムの端部に設けられており、このカートリッ
   ジを装置本体に装填したとき、装置本体側に取付けた像
   担持ドラム用の位置決め軸と嵌合する軸受け部と、上記
   像担持ドラムの回転中心軸に対して像担持ドラムに一体
   且つ同心状に設けられ、このドラムを回転駆動するため
   の回転駆動力を受け入れる駆動力受け入れ手段と、を有
   し、上記ドラム用の位置決め軸受け部と駆動力受け入れ
   手段とが、ドラムの回転中心から半径方向に少なくとも
   一部が重なった位置に配置されたプロセスカートリッジ
   と、 このカートリッジを着脱する際のガイド手段と、 上記像担持ドラムの位置決め軸受け部に嵌合する位置決
   め軸と、 上記像担持ドラムを駆動するための駆動手段とを有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. （７）上記位置決め軸と駆動手段とは同一手段が兼ねる
   ことを特徴とする特許請求の範囲第（６）項に記載の画
   像形成装置。
8. （８）像担持ドラムとプロセス手段とを一体支持したプ
   ロセスカートリッジを使用する画像形成装置において、 像担持ドラムに対向して配置され、駆動されて動作する
   プロセス手段と、像担持ドラムの端部に設けられており
   、このカートリッジを装置本体に装填したとき、装置本
   体側に取付けた像担持ドラム用の位置決め軸と嵌合する
   軸受け部と、上記像担持ドラムの回転中心軸に対して像
   担持ドラムに一体且つ同心状に設けられ、このドラムを
   回転駆動するための回転駆動力を受け入れる駆動力受け
   入れ手段と、この受け入れ手段による駆動力をカートリ
   ッジ内の他のプロセス手段に伝達するためのプロセス手
   段用の駆動伝達手段と、を有し、上記ドラム用の位置決
   め軸受け部と駆動力受け入れ手段と更にプロセス手段用
   の駆動伝達手段とが、ドラムの回転中心から半径方向に
   少なくとも一部が重なった位置に配置されているプロセ
   スカートリッジと、このカートリッジを着脱する際のガ
   イド手段と、 上記像担持ドラムの位置決め軸受け部に嵌合する位置決
   め軸と、 上記像担持ドラムを駆動するための駆動手段とを有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
9. （９）上記駆動力受け入れ手段とプロセス手段用の駆動
   伝達手段とが同一部材が兼ねていることを特徴とする特
   許請求の範囲第（８）項記載の画像形成装置。
10. （１０）像担持ドラムとプロセス手段とを一体支持した
    プロセスカートリッジを使用する画像形成装置において
    、 金属製のドラム部材と端部の絶縁性のフランジ部材、更
    にドラム部材のフランジ部材の奥側の内周面に固定した
    導通部材とを具備する像担持ドラムと、像担持ドラムの
    上記フランジに設けられており、このカートリッジを装
    置本体に装填したとき、装置本体側に取付けた像担持ド
    ラム用の位置決め軸と嵌合する軸受け部と、上記像担持
    ドラムの回転中心軸に対して像担持ドラムに一体且つ同
    心状に設けられ、このドラムを回転駆動するための回転
    駆動力を受け入れる駆動力受け入れ手段とを有し、上記
    ドラム用の位置決め軸受け部と駆動力受け入れ手段とが
    、ドラムの回転中心から半径方向に少なくとも一部が重
    なった位置に配置されたプロセスカートリッジと、 このカートリッジを着脱する際のガイド手段と、 上記像担持ドラムの位置決め軸受け部に嵌合し、フラン
    ジ奥側の電気導通部材と係合する位置決め軸と、 上記像担持ドラムを駆動するための駆動手段とを有する
    ことを特徴とする画像形成装置。
11. （１１）上記駆動力受け入れ手段とプロセス手段用の駆
    動伝達手段とが同一部材が兼ねていることを特徴とする
    特許請求の範囲第（１０）項記載の画像形成装置。