JP4126254B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、本発明は、複写機、プリンタ、ＦＡＸなどの画像形成装置に対して着脱可能に構成した像担持体、これを備えたプロセスカートリッジおよび画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、像担持体としての感光体ドラムにトナーを供給して、トナー像を形成する現像装置を有し、このトナー像を紙などのシート状の転写材に転写するように構成した画像形成装置が知られている。
また、例えば、感光体ドラムを現像装置や帯電装置等の他のプロセス手段とともにカートリッジ化して、感光体ドラムを画像形成装置内から着脱可能にしたものが知られている。
この種の画像形成装置における感光体ドラムの組み付けは、装置本体からのびる回転軸を感光体ドラムの中心に挿入することで行っている。そして、径方向および軸方向の位置決め精度を高めるため、従来においては、感光体ドラム両端のドラムフランジに回転軸を貫通させている（例えば、特許文献１、２）。また、特許文献３では、感光体ドラムの両端部に装着されているフランジに装置本体からのびる回転軸を貫通させ、回転軸の先端のねじ部にノブ部材をねじ込んで、感光体を一方に押し込み、軸方向の位置決めを行っているものが記載されている。一方、感光体ドラムやそれを保持する回転軸には、加工方法等によって、振れが生じる場合がある。この振れが大きいと、感光体ドラムの一回転の周期で現像ローラや転写ローラ、帯電装置などとのギャップが大きく変動してしまう。このようなギャップの変動が生じると、各プロセスで形成される電界の変動や、転写圧の変動により、画像の乱れが生じる場合があった。このため、感光体ドラムや、感光体ドラムに挿入される回転軸の加工精度を高めて、感光体ドラムと各装置とのギャップの変動が少ない振れ精度にする必要があった。
【０００３】
【特許文献１】
特開２００１−１９４２４９号公報
【特許文献２】
特開平９−２８１８４９号公報
【特許文献３】
特開２００１−２０８０４４号公報
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、従来の画像形成装置では、感光体ドラムと軸とは、別体で装置本体に組み込まれるため、軸と感光体ドラムとの公差の関係から、感光体ドラムの振れが画像に影響を及ぼす振れとなる場合があった。特に感光体をプロセスカートリッジ化して、着脱自在にした場合は、装置にプロセスカートリッジを装着する毎に感光ドラムと軸との軸方向の位置関係が変わってしまう。その結果、感光体ドラムと軸との振れ公差の関係が変わってしまい、画像に影響を及ぼす振れとなるおそれがあった。
また、画像形成装置の小型化がすすむ中で、装置本体からのびる回転軸に感光体ドラムを装着させるためのスペースを装置本体内に十分確保することが難しくなり、挿入作業が困難になっていた。特に、止め輪等の感光体ドラムの軸方向への移動を防止する部材を、感光体ドラムを回転軸に装着した後に取り付ける場合、装置本体内に十分なスペースがないため、取り付け作業が困難になっていた。
【０００５】
本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、感光体ドラムの振れが少なく、また、感光ドラムの装置への組みつけを容易にすること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、像担持体と、該像担持体の両端に固着されたフランジと、該像担持体の内部を貫通するようにして各フランジの中心に形成されたフランジ孔に挿入され、該像担持体を支持する軸とを備えた画像形成装置において、前記像担持体は、軸に対して軸方向に固定された状態で軸と共に装置本体内から着脱可能であり、該軸の中央部分を、他の部分よりも小径とし、該フランジ孔の該像担持体内部側を、該像担持体内部側に向けて、径が拡大するテーパ面としたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記像担持体は、軸に対して回転自在に支持されていることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記像担持体は、軸と共に回転することを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項３の画像形成装置において、前記像担持体と軸との軸方向の固定は、一方の部材に断面形状が凸となる凸部を形成し、他方の部材に該凸部を収容する断面形状凹となる収容部を形成し、相対的に移動させて該凸部を該収容部に挿嵌することで行われることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４の画像形成装置において、挿入時に該凸部または収容部の挿入方向側の部分が弾性変形することを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項４または５の画像形成装置において、前記凸部を軸に形成し、前記凸部収容部を像担持体のフランジ部に形成し、前記凸部収容部よりも挿入方向側に前記凸部を収容部に挿入するときに、弾性変形する突起部を形成したことを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項４、５または６の画像形成装置において、前記凸部が軸に対して垂直に穿つ平行ピンであることを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項６の画像形成装置において、前記突起部は、挿入方向側に向けて径寸法が大きくなるような傾斜面を有することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項１乃至８に記載されている像担持体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち少なくともひとつの手段を備えてカートリッジ化し、画像形成装置に着脱可能としたことを特徴とするものである。
また、請求項１０の発明は、請求項９記載のプロセスカートリッジと、補給用トナー容器とが、それぞれ個別に画像形成装置本体から脱着自在に構成され、該補給用トナー容器から現像装置へトナーの搬送を行うトナー搬送手段を画像形成装置本体に設けたことを特徴とするものである。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を、画像形成装置としての電子写真方式のプリンタ（以下、単に「プリンタ」という。）に適用した一実施形態について説明する。本プリンタは、イエロー（以下、「Ｙ」と記す。）、シアン（以下、「Ｃ」と記す。）、マゼンタ（以下、「Ｍ」と記す。）、ブラック（以下、「Ｋ」と記す。）の４色のトナーから、カラー画像を形成するものである。
【０００８】
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。
図１は、本実施形態に係るプリンタの概略構成図である。本プリンタは、像担持体として４つの感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋを備えている。各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、それぞれ表面移動部材としての無端移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。本実施形態において、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋは、それぞれ表面移動部材としての無端移動部材である中間転写ベルト１０に接触しながら、図中矢印の方向に回転駆動する。
【０００９】
図２は、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ周りの概略構成を示す図である。なお、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ周りの構成はすべて同じであるため、１つの感光体ドラムについてのみ図示し、色分け用の符号Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについては省略してある。
感光体ドラム１の周りには、その表面移動方向に沿って、一時保持手段としてのトナー保持装置４０、帯電手段としての帯電装置３、現像手段としての現像装置５の順に配置されている。帯電装置３と現像装置５との間には、図１に示す潜像形成手段としての露光装置４から発せられる光が感光体ドラム１まで通過できるようにスペースが確保されている。
【００１０】
帯電装置３は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。この帯電装置３は、帯電ローラ３ａを感光体ドラム１の表面に接触させ、その帯電ローラ３ａにバイアスを印加することで、感光体ドラム１の表面を一様に帯電する。
【００１１】
次に、一様帯電した感光体ドラム１の表面には、図１に示す露光装置４によって露光されて各色に対応した静電潜像が形成される。この露光装置４は、各色に対応した画像情報に基づき、感光体ドラム１に対して各色に対応した静電潜像を書き込む。
【００１２】
現像装置５は、そのケーシングの開口から現像ローラ５ａが部分的に露出している。現像装置５は、図１に示したトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋから、対応する色のトナーの補給を受けてこれを内部に収容している。このトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋは、それぞれが単体で交換できるように、プリンタ本体に対して着脱可能に構成されている。このような構成とすることで、トナーエンド時にはトナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋだけを交換すればよい。したがって、トナーエンド時にまだ寿命になっていない他の構成部材はそのまま利用でき、ユーザーの出費を抑えることができる。
【００１３】
トナーボトル３１Ｙ，３１Ｃ，３１Ｍ，３１Ｋから現像装置５内に補給されたトナーは、攪拌搬送スクリュー５ｂによって撹拌されながら搬送され、現像ローラ５ａ上に担持されることになる。そして、現像ローラ５ａによって、トナーを感光体ドラム１の表面に供給する。このとき、現像ローラ５ａには、図示しない電源から現像バイアスが印加され、これにより現像領域には現像電界が形成される。そして、感光体ドラム１上の静電潜像と現像ローラ５ａとの間では、現像ローラ５ａ上のトナーに静電潜像側に向かう静電力が働くことになる。これにより、現像ローラ５ａ上のトナーは、感光体ドラム１上の静電潜像に付着することになる。この付着によって感光体ドラム１上の静電潜像は、それぞれ対応する色のトナー像に現像される。
【００１４】
図１に示す、中間転写ベルト１０は、３つの支持ローラ１１，１２，１３に張架されており、図中矢印の方向に無端移動する構成となっている。この中間転写ベルト１０上には、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像が静電転写方式により互いに重なり合うように転写される。具体的には、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋと接触する中間転写ベルト１０の部分の裏面に、それぞれ転写手段としての１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋを配置している。各１次転写ローラ１４Ｙ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｋにより押圧された中間転写ベルト１０の部分と各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋとによって、１次転写ニップ部が形成される。そして、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像を中間転写ベルト１０上に転写する際には、各１次転写ローラ２０にバイアスが印加される。これにより、各１次転写ニップ部には転写電界が形成され、各感光体ドラム１Ｙ，１Ｃ，１Ｍ，１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０上に静電的に付着し、転写される。
【００１５】
中間転写ベルト１０の周りには、その表面に残留したトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１５が設けられている。このベルトクリーニング装置１５は、中間転写ベルト１０の表面に付着した不要なトナーをファーブラシ及びクリーニングブレードで回収する構成となっている。なお、回収した不要トナーは、ベルトクリーニング装置１５内から図示しない搬送手段により図示しない廃トナータンクまで搬送される。
【００１６】
また、支持ローラ１３に張架された中間転写ベルト１０の部分には、２次転写ローラ１６が接触して配置されている。この中間転写ベルト１０と２次転写ローラ１６との間には２次転写ニップ部が形成され、この部分に、所定のタイミングで記録材としての転写紙が送り込まれるようになっている。この転写紙は、露光装置４の図中下側にある給紙カセット２０内に収容されており、給紙ローラ２１、レジストローラ対２２等によって、２次転写ニップ部まで搬送される。そして、中間転写ベルト１０上に重ね合わされたトナー像は、２次転写ニップ部において、転写紙上に一括して転写される。この２次転写時には、２次転写ローラ１６にバイアスが印加され、これにより形成される転写電界によって中間転写ベルト１０上のトナー像が転写紙上に転写される。
【００１７】
２次転写ニップ部の転写紙搬送方向下流側には、定着手段としての加熱定着装置２３が配置されている。この加熱定着装置２３は、ヒータを内蔵した加熱ローラ２３ａと、圧力を加えるための加圧ローラ２３ｂとを備えている。２次転写ニップ部を通過した転写紙は、これらのローラ間に挟み込まれ、熱と圧力を受けることになる。これにより、転写紙上に載っていたトナーが溶融し、トナー像が転写紙に定着される。そして、定着後の転写紙は、排紙ローラ２４によって、装置上面の排紙トレイ上に排出される。
【００１８】
次に、本実施形態における感光体ドラム１の第一の例を示す。図３（ａ）、図３（ｂ）は、感光体ドラムの第一例を示す図である。本実施形態における感光体ドラム１は、その両端部に手前側フランジ１０１ａと奥側フランジ１０１ｂが固着されている。手前側フランジ１０１ａと奥側フランジ１０１ｂの中心には、それぞれ孔１０９ａ、１０９ｂが設けられている。
そして、図３（ａ）に示すように、貫通軸１０２を手前側フランジ１０１ｂの孔１０９ｂに挿入する前に、貫通軸１０２のどちらか一方の端部付近に止め輪１０３ｂを取り付ける。次に、貫通軸１０２の止め輪１０３ｂが装着されてない方の端部（以下貫通軸先端）を手前側フランジ１０１ｂから挿入して、奥側フランジ１０１ａの孔１０９ａから貫通軸先端を抜き出す。そして、貫通軸先端付近に止め輪１０３ａを装着して、図３（ｂ）に示すように感光体ドラム１と貫通軸１０２とを一体とする。それぞれの止め輪１０３ａ、１０３ｂは、それぞれのフランジ１０１ａ、１０１ｂに近接するように設ける。これによって、感光ドラム１が軸方向に移動不能となる。
このように、感光体ドラム１が貫通軸１０２と一体となり、軸方向に移動不能な状態で、感光体ドラム１の振れ検査を行う。そして、振れ検査に合格した感光体ドラム１は、そのまま装置に取り付けられたり、一度プロセスカートリッジに取り付けてから装置に取り付けられたりする。
【００１９】
図４は、図２におけるＡ方向から見た図である。感光体ドラム１の両端は、図４に示すように、位置決め板１０４にそれぞれ支持されている。位置決め板１０４は、装置本体から引出し可能に取り付けられている引出しユニットの前側面１１０と後側面１１１にそれぞれ取り付けられている。前記位置決め板１０４は、感光体ドラムを支持する感光体支持部１０５と現像ローラを支持する現像ローラ支持部１０６とをそれぞれ備えている。感光体支持部１０５および現像ローラ支持部１０６は、略Ｕ字状の溝形状としている。
【００２０】
上述の貫通軸１０２と一体となった感光体ドラム１を感光体支持部１０５に取り付ける場合は、まず前記引出しユニットを装置本体内から引き出す。感光体ドラム１に取り付けられた貫通軸の両端を前記感光体支持部１０５にそれぞれ取り付ける。感光体ドラム１が取り付けられた引出しユニットを押し込んで、再び装置本体に収納することで、図４に示す状態となる。
【００２１】
また、貫通軸１０２と一体となった感光体ドラムの装置への別の取り付け方法として、装置の奥側側板に一方の位置決め板１０４を固定する。この位置決め板には、感光体ドラムの貫通軸１０２の外径より僅かに大きい円筒形状の感光体支持部１０５が設けられている。この感光体支持部１０５に貫通軸１０２の一方の先端を挿入する。貫通軸１０２は、感光体支持部１０５の内周面に支持される。これにより、感光体ドラムは、片持ち支持のような状態で装置本体内に仮セットされる。そして、貫通軸１０２のもう一方の先端に、もう一方の位置決め板１０４の感光体支持部１０５を挿入する。このもう一方の位置決め板１０４を装置手前側側板にねじ止めすることで、感光体ドラム１を装置本体へ取り付けることも考えられる。
【００２２】
この実施形態においては、感光体ドラム１のみが回転するようになっている。手前側フランジ１０１ｂの外周面に図示しない駆動モータからの駆動力が伝達されるギア１０７を設けて、駆動力をギア１０７に伝達させて、感光体ドラム１が回転駆動するようにしている。もちろん、貫通軸１０２と感光体ドラム１とが共にまわるような構成としてもよい。例えば、貫通軸１０２の断面形状をＤ形や小判型とし、フランジの孔１０９ａ、１０９ｂも前記貫通軸１０２の断面形状と同じくＤ形や小判型とすることで、貫通軸１０２と感光体ドラム１とがともに回るようになる。
【００２３】
図４に示す感光体ドラム１の隣には現像ローラ５ａが配設されており、現像ローラ５ａからのびる軸の両端部は、位置決め板１０４の現像ローラ支持部１０６にそれぞれ支持されている。そして、感光体のフランジ１０１ｂの外周面に設けたギア１０７と噛み合うギア１０８が現像ローラからのびる軸に固着されている。これにより、駆動モータからの駆動力がギア１０８に伝達され、現像ローラ５ａが回転駆動する。
【００２４】
次に、本実施形態における感光体ドラム１の第２の例を示す。図５（ａ）、図５（ｂ）、図５（ｃ）は、感光体ドラム１の第２例を示す図である。感光体ドラムの両端部には、手前側フランジ２０１ｂ、奥側フランジ２０１ａが固着されている。フランジ２０１ａ、２０１ｂの中心には、孔２０９ａ、２０９ｂが設けられており、貫通軸２０２の片方の端部付近には、貫通軸に対して突出する平行ピン２１０が取り付けられている。手前側フランジ２０１ｂの外側側面の孔２０９ｂの周囲には、平行ピン２１０が挿入される溝２１１が設けられている。そして、図５（ｃ）に示すように、溝の奥には、平行ピンが収容される収容部２１３が設けられている。また、溝の手前側には、溝の両側面に弾性変形可能な突起２１２が対となって設けられている。突起２１２は、溝の手前側に向かうにつれて突起の内径が大きくなるように形成されている。
【００２５】
図５（ａ）に示すように前記貫通軸２０２の平行ピン２１０が装着されてない方の端部２０２ａ（貫通軸先端）を手前側フランジ２０１ｂから挿入していくと、平行ピン２１０が突起２１２に当接する。さらに貫通軸２０２を押し込むと、平行ピン２１０が突起２１２を押し広げて、収納部２１３に収納される。すると、突起２１２は、弾性変形して、元の形状に戻る。これにより、図５（ｂ）に示すように貫通軸２０２と感光体ドラム１とが一体となり、貫通軸２０２と感光体ドラム１とが共に回るようになる。このように、平行ピン２１０と突起２１２とで感光体ドラムの移動を規制することができ、止め輪などの部品を使わないで済むので、組み付け工数、部品点数等のコスト面で有利である。
そして、上述同様、感光体ドラム１が貫通軸２０２と一体となった状態で、感光体ドラム１の振れ検査を行う。振れ検査に合格した感光体ドラム１を装置に取り付けたり、一度プロセスカートリッジに取り付けてから装置に取り付けたりする。
【００２６】
上述のように、感光体ドラム１と貫通軸２０２とがとも回りする場合は、貫通軸を感光ドラムの駆動伝達部材とすることができる。例えば、装置本体に取り付けられている駆動伝達部材としてのジョイントやカップリングギアに貫通軸２０２を固定する。これにより、貫通軸が回転して、感光体ドラムに駆動力を伝達して、感光体ドラム１が回転するようになる。
【００２７】
また、上述のような固定方法の別の例として、例えば、図６に示すような方法でも良い。図６に示す固定方法は、奥側フランジの孔２０９ａの内周面に凸部２２０を設け、貫通軸２０２の貫通軸先端部２０２ａ付近に前記凸部と嵌りあう凹部２２１を設ける。そして、貫通軸２０２を挿入して、凸部２２０に凹部２２１を収容する。この固定方法においては、貫通軸と感光体ドラムの軸方向の固定は行われるが、感光体ドラムは、貫通軸に対して回転自在となる。また、凸部２２０を例えば合成樹脂などの弾性変形可能な部材としたり、貫通軸先端に向かって径が小さくなるような案内面を設けたりすることで、挿入抵抗を減らして挿入し易くしても良い。
【００２８】
次に、本実施形態における感光体ドラム１の第３の例を示す。図７（ａ）、図７（ｂ）は、感光体ドラム１の第３の例を示す図である。この第３の例は、貫通軸３０２に大径部３０２ａと小径部３０２ｂを設けたものである。具体的には、貫通軸３０２の中央部付近の外形寸法を両端部付近の外径寸法より小さくしている。両端部付近の外形寸法Ａは、フランジ孔３０９ａ、３０９ｂの内径寸法Ｂより僅かに小さくしている。これは、感光体ドラムの回転精度を確保するため、貫通軸３０２が感光体ドラム１に装着された状態においてフランジ孔３０９ａ、３０９ｂと貫通軸３０２とを、ほぼ隙間なく接触させている。貫通軸３０２の大径部３０２ａは、少なくとも貫通軸３０２が感光体ドラム１に装着された状態において、フランジ孔３０９ａ、３０９ｂにそれぞれ当接する部分に設けてあればよい。
【００２９】
感光体ドラムの第１の例同様、図７（ａ）に示すように貫通軸３０２の片方の端部付近に、止め輪３０３ｂを取り付け、貫通軸先端を手前側フランジ３０１ｂの孔３０９ｂに挿入させる。この時、奥側フランジ３０１ａの孔３０９ａに当接する貫通軸先端側の大径部３０２ａがフランジ３０１ｂの孔３０９ｂにあるときは、大径部３０２ａがフランジ孔３０９ｂの内周面に当たって挿入しにくい。しかし、さらに挿入して、フランジ孔３０９ｂに貫通軸３０２の小径部３０２ｂがくると、フランジ３０１ｂと貫通軸３０２との間に十分な隙間ができ、スムーズに挿入できる。そして、貫通軸先端を奥側フランジ３０１ａの孔３０９ａから押出して、止め輪３０３ｂが手前側フランジ３０１ｂに近接するまで、貫通軸を挿入する。そして、図７（ｂ）に示すように止め輪３０３ａを奥側フランジ３０１ａの直ぐそばに装着する。これにより、感光体ドラムの軸方向の位置決めが行われる。このように感光体ドラムが移動不能状態としてから、上述同様に振れ検査を行い、合格品を装置に取り付ける。
【００３０】
また、貫通軸３０２と手前側フランジ孔３０９ｂとの隙間が広いと挿入しやすいと言う利点がある。しかし、貫通軸の先端が上下左右に振れるので挿入時に貫通軸先端が感光体ドラムの軸心を失って、奥側フランジ孔３０９ａにうまく挿入できなくなるというおそれがある。これを防止するために、図７（ａ）に示すように、貫通軸の先端部を先端に向けて径が狭まるテーパ面３２１を形成する。また、奥側フランジ孔３０９ａの感光体ドラム側に感光体ドラム方向に向かうにつれて、径が大きくなるようなテーパ面３２０を形成する。これにより、貫通軸先端が感光体ドラムの軸心を失ってもテーパ面３２１および３２０に案内されて奥側フランジ孔３０９ａに挿入できるようになる。
【００３１】
次に、本実施形態における感光体ドラム１の第４の例を示す。図８（ａ）、図８（ｂ）は、感光体ドラム１の第４の例を示す図である。この第４の例は、奥側フランジ孔４０９ａの内径ｍが手前側フランジ孔４０９ｂの内径ｎより小さくしている。そして、貫通軸４０２の手前側フランジ孔４０９ｂに当接する部分を大径部４０２ｂとし、それよりも貫通軸先端側の部分を小径部４０２ａとしている。小径部４０２ｂの外径ｌは、奥側フランジ孔４０９ａの内径ｍより僅かに小さく形成されている。また、大径部４０２ａの外径ｋは、手前側フランジ孔４０９ｂの内径ｎより僅かに小さく形成されている。
【００３２】
図８（ａ）に示すように、上述同様、貫通軸先端を手前側フランジ孔４０９ｂに挿入する。手前側フランジ孔４０９ｂと貫通軸の小径部４０２ａとの間に十分な隙間が形成されているので、貫通軸４０２の挿入がスムーズに行われる。そして、さらに貫通軸４０２を押し込んで、貫通軸先端を奥側フランジ孔４０９ａから押出して、止め輪４０３ｂを手前側フランジ４０１ｂに近接させる。このような状態になったら、図８（ｂ）に示すように奥側フランジ４０１ａの直ぐ近くに止め輪４０３ａを取り付け、感光体ドラム１を貫通軸４０２に対して軸方向に移動不能にする。
感光体ドラム１の第３の例同様に、貫通軸の先端を先端に向けて径が狭まるテーパ面４２１や、奥側フランジ孔４０９ａの感光体ドラム側に感光体ドラム方向に向かうにつれて、径が大きくなるようなテーパ面４２０を形成する。そして、貫通軸先端が感光体ドラムの軸心を失っても奥側フランジ孔４０９ａに挿入できるようにする。
【００３３】
本実施形態では、感光体ドラムを現像装置や帯電装置等の他のプロセス手段とともにプロセスカートリッジとして、画像形成装置内から着脱可能にしても良い。その例を図９、図１０、図１１に基づき説明する。図９に示すように、プロセスカートリッジ５００は、感光体ドラム１、現像装置５、帯電装置３、クリーニング装置１５を備えている。
【００３４】
このプロセスカートリッジ５００を組み立てる場合、図１０に示すように、クリーニング装置のケース１５ｆに感光体ドラム１、クリーニングブレード１５ａ、帯電装置３を取り付ける。
まず、クリーニングブレード１５ａをクリーニング装置５内に取り付ける。ケース１５ｆの図中左側の側面には、クリーニングブレードを取り付けるための取り付け穴１５ｄが設けられている。一方、クリーニングブレード１５ａの図中左側端部には、前記取り付け穴１５ｄに取り付けられる突起１５ｅが設けられている。また、クリーニングブレードの図中右側端部には、孔１５ｅ´が設けられ、ケース１５ｆには、その孔に取り付けられる凸部が設けられている。そして、前記突起１５ｅを取り付け穴１５ｄに挿入し、前記孔１５ｅ´に凸部を勘合させることで、クリーニングブレード１５ａがクリーニング装置のケース１５ｆに取り付けられる。
次に、帯電装置３をケース１５ｆに取り付ける。ケース１５ｆには、帯電装置３の両端部が装着される凹部１５ｃが軸方向両端にそれぞれ設けられている。この凹部１５ｃに帯電装置３の両端部を装着することで、帯電装置３がケース１５ｆに取り付けられる。
次に、感光体ドラム１をケース１５ｆに取り付ける。感光体ドラム１に装着されている貫通軸１０２の一端をケース１５ｆのドラム取り付け孔１５ｂに取り付ける。貫通軸１０２の他端をケース１５ｆのドラム保持部１５ｇに保持する。これにより、感光体ドラム１がケース１５ｆに取り付けられる。
次に、プロセスカートリッジの側板５０１ｂをケース１５ｆの外側に取り付ける。側板５０１ｂには、軸受け５０４が取り付けられており、前記軸受け５０４の内径５０４は、前記貫通軸１０２の外径とほぼ同一寸法としている。側板５０１ｂは、貫通軸１０２を軸受け５０３に挿入して、ケース１５ｆに取り付けられる。
次に、側板５０１ｂの現像装置取り付け部５０２に図１０には図示されていない現像装置を取り付ける。
そして、もう一方の側板５０２ａをケース１５ｆに取り付ける。もう一方の側板５０２ａにも、軸受け５０３が取り付けられており、上述同様に、側板５０２ａを取り付ける際に、貫通軸１０２を軸受け５０３の孔５０４に挿入する。このように、軸受けの孔５０４と貫通軸１０２とが嵌りあうことで、感光体ドラムの位置決めが行われる。このようにして、ケース１５ｆに、もう一方の側板５０２ａが取り付けられて図１１に示すプロセスカートリッジが完成する。
【００３５】
本実施形態によれば、感光ドラムと貫通軸とが一体となって装置本体から着脱可能に構成されている。これにより、感光ドラムを装置本体に装着する度に、貫通軸と感光体ドラムとの軸方向の装着位置がずれて、振れ精度が変化することがなくなる。その結果、感光体ドラムの振れによって発生する、各装置とのギャップによる電界の乱れが少なくなる。これにより、画像の乱れが抑えられ、良好な画像が得られるようになる。
また、本実施形態によれば、感光体ドラムの両端にフランジを固着し、その後で貫通軸を一方側から挿入するようにしている。これにより、感光体ドラムの組み付け作業は、貫通軸を感光体ドラムのフランジ孔にまっすぐ挿入するだけで行える。このような単純な作業で組み付けが行えるので、工場における自動組み立てで行うことができ、生産性が向上する。
また、本実施形態によれば、挿入方向手前側のフランジ孔を通過する貫通軸の少なくとも一部の外径が手前側フランジ孔の内径よりも小径に形成されている。これにより、貫通軸と手前側フランジ孔の内径との間に十分な隙間が形成されるので、貫通軸挿入時に手前側フランジの孔の内周に当たって挿入抵抗が増すことがない。その結果、挿入作業性が向上する。
また、本実施形態によれば、貫通軸の挿入側先端部およびフランジ孔の挿入方向側に、貫通軸の挿入側先端部が案内される案内面を形成している。これにより、貫通軸先端が感光体ドラムの軸心を失っても貫通軸先端が案内面に案内されてフランジ孔に容易に挿入できるようになる。その結果、挿入作業性が向上する。また、本実施形態によれば、奥側フランジ孔の内径を手前側フランジ孔の内径より小さくした。これにより、貫通軸の、手前側フランジ孔と貫通軸装着時に当接する部分より先端側の外径を、手前側フランジ孔の内径より全て小さくすることができる。よって、更に貫通軸の挿入作業性が向上する。
また、本実施形態によれば、貫通軸と感光体ドラムの固定を貫通軸と感光体ドラムに設けた溝と突起とを挿嵌することで行っている。これにより、感光体ドラムへ貫通軸を装着したと同時に貫通軸と感光体ドラムとの固定が行われるので、例えば、貫通軸の装着工程の後に、止め輪を貫通軸に装着するなどの後工程をなくすことができる。
また、本実施形態によれば、貫通軸に凸部としての平行ピンと、この平行ピンを収容する収容部としての溝部を手前側フランジ孔周囲に設けている。このように、平行ピンは、貫通軸に垂直に貫き通されているので、貫通軸に差し込むピンの長さが長くなり、貫通軸に対してある程度フリーな状態で取り付けても容易に抜け出すことがない。この結果、貫通軸へのピンの取り付けを容易にすることができる。また、上記のように構成すると、貫通軸から突出する凸部が貫通軸の中心に対して対称に設けられることとなる。これにより、貫通軸が感光ドラムへの駆動伝達部材としても機能する場合、対となっている凸部から周方向均等にフランジへ駆動力が伝達される。この結果、安定して駆動力が感光体ドラムに伝達される。
また、本実施形態によれば、さらに、溝の両側面に弾性変形する突起が対となって設けられている。凸部が形成されている貫通軸をフランジの溝部に形成した凸部収容部に挿入すると、上記凸部が突起に突き当たる。しかし、突起は、弾性変形可能であるので、さらに貫通軸を押し込めば、突起は容易に凸部に押し広げられる。これによって、容易に貫通軸の凸部を収容部に収容することができる。また、凸部が収容部に収納されると、突起部は、弾性変形して、元の形状に戻る。よって、貫通軸に抜き出し方向の力が多少かかっても、凸部は収容部から外れる事が無く、感光体ドラムと貫通軸との軸方向の位置決めを確実に行うことができる。
また、本実施形態によれば、突起部は、挿入方向側に向けて径寸法が大きくなるような傾斜面を有している。貫通軸の凸部をフランジの収容部に挿入する場合、この傾斜面に凸部が案内され、凸部の装着を容易に行うことができる。
また、本実施形態によれば、貫通軸と一体となった感光体ドラムがプロセスカートリッジに収納されている。これにより、感光体ドラムをプロセスカートリッジに組み込んだ後に、貫通軸を挿入するような面倒な手間がなくなる。この結果、プロセスカートリッジの組み立て性が向上する。また、同時に分解性も向上し、プロセスカートリッジ内の装置の取り替え、およびリサイクル性に優れたプロセスカートリッジとすることができる。
【００３６】
【発明の効果】
請求項１乃至１３の発明によれば、感光ドラムと貫通軸とが一体となって装置本体から着脱可能に構成されている。これにより、感光ドラムを装置本体に装着する度に、貫通軸と感光体ドラムとの軸方向の装着位置がずれて、振れ精度が変化することがなくなる。その結果、感光体ドラムの振れによって発生する、各装置とのギャップによる電界の乱れ等が少なくなる。これにより、画像の乱れが抑えられ、良好な画像が得られるようになるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施形態に係る画像形成装置の要部の説明図。
【図２】感光体ドラムの周りの構成を示す概略構成図。
【図３】（ａ）及び（ｂ）は、感光体ドラムの第１の例を示す図。
【図４】図２のＡ方向から見た感光体ドラムの概略図。
【図５】（ａ）、（ｂ）、（ｃ）は、感光体ドラムの第２の例を示す図。
【図６】感光体ドラムの第２の例の変形例を示す図。
【図７】（ａ）及び（ｂ）は、感光体ドラムの第３の例を示す図。
【図８】（ａ）及び（ｂ）は、感光体ドラムの第４の例を示す図。
【図９】プロセスカートリッジの概略構成を示す説明図。
【図１０】プロセスカートリッジの分解図。
【図１１】プロセスカートリッジの斜視図。
【符号の説明】
１ 感光体ドラム
３ 帯電装置
５ 現像装置
１５ クリーニング装置
１０１ａ、２０１ａ、３０１ａ、４０１ａ 手前側フランジ
１０１ｂ、２０１ｂ、３０１ｂ、４０１ｂ 奥側フランジ
１０２、２０２、３０２、４０２ 貫通軸
１０３、２０３、３０３、４０３ 止め輪
２１０ 平行ピン
２１１ 溝部
２１２ 突起部
２１３ 収容部
２２１ 凹部
２２０ 凸部
３２０ テーパ面
５００ プロセスカートリッジ

Claims (10)

1. 像担持体と、該像担持体の両端に固着されたフランジと、該像担持体の内部を貫通するようにして各フランジの中心に形成されたフランジ孔に挿入され、該像担持体を支持する軸とを備えた画像形成装置において、
   前記像担持体は、軸に対して軸方向に固定された状態で軸と共に装置本体内から着脱可能であり、
   該軸の中央部分を、他の部分よりも小径とし、
   該フランジ孔の該像担持体内部側を、該像担持体内部側に向けて、径が拡大するテーパ面としたことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   前記像担持体は、軸に対して回転自在に支持されていることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１の画像形成装置において、前記像担持体は、軸と共に回転することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項３の画像形成装置において、前記像担持体と軸との軸方向の固定は、一方の部材に断面形状が凸となる凸部を形成し、他方の部材に該凸部を収容する断面形状凹となる収容部を形成し、相対的に移動させて該凸部を該収容部に挿嵌することで行われることを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４の画像形成装置において、挿入時に該凸部または収容部の挿入方向側の部分が弾性変形することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４または５の画像形成装置において、前記凸部を軸に形成し、前記凸部収容部を像担持体のフランジ部に形成し、前記凸部収容部よりも挿入方向側に前記凸部を収容部に挿入するときに、弾性変形する突起部を形成したことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項４、５または６の画像形成装置において、前記凸部が軸に対して垂直に穿つ平行ピンであることを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項６の画像形成装置において、前記突起部は、挿入方向側に向けて径寸法が大きくなるような傾斜面を有することを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至８に記載されている像担持体と、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち少なくともひとつの手段を備えてカートリッジ化し、画像形成装置に着脱可能としたことを特徴とするプロセスカートリッジ。
10. 請求項９記載のプロセスカートリッジと、補給用トナー容器とが、それぞれ個別に画像形成装置本体から脱着自在に構成され、該補給用トナー容器から現像装置へトナーの搬送を行うトナー搬送手段を画像形成装置本体に設けたことを特徴とする画像形成装置。

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