JP6639632B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、装置本体に着脱可能なカートリッジを備えた画像形成装置に関する。

従来から、画像形成プロセスを用いて記録材に画像を形成する、例えばプリンタ、ファクシミリ、複写機あるいは複合機等の画像形成装置が知られている。画像形成装置において、画像形成プロセス手段は単独もしくは複数が組み合わされて一体的にユニット化され、カートリッジとして装置本体に着脱可能になっている。カートリッジには、例えば現像装置をユニット化した現像カートリッジや、感光ドラム、帯電装置、感光ドラムクリーナをユニット化したドラムカートリッジ等がある。

かかる構成の画像形成装置において、カートリッジ側の画像形成プロセス手段は単体では動作せず、装置本体に設けられたモータ等の駆動源から回転駆動力の伝達を受けて動作する。カートリッジ側の画像形成プロセス手段を動作させるために、従来ではカートリッジにオルダムカップリングが配設され、カートリッジと装置本体とはオルダムカップリングによって連結される場合がある（特許文献１）。オルダムカップリングは、カートリッジ側の画像形成プロセス手段（例えば現像スリーブ等）に固定された従動部と、装置本体側の回転体に連結される駆動部と、駆動部及び従動部それぞれに設けられた突起に係合するキー溝を両面に有する中間部とを備えている。中間部は駆動部と従動部との間に設けられ、駆動部及び従動部との係合を維持したままスライド移動することで、軸ずれを吸収しながら装置本体側の回転体からカートリッジ側の画像形成プロセス手段に回転駆動力（トルク）を伝達する。

また、オルダムカップリングによって装置本体とカートリッジとを連結した場合、中間部が駆動部及び従動部に対しスライド可能であることを利用して、カートリッジを着脱位置と駆動位置との間で移動できるようにしている。すなわち、カートリッジは、装置本体に着脱可能な着脱位置と、カートリッジ側の画像形成プロセス手段が装置本体から効率よく回転駆動力を受ける駆動位置との間で、中間部のスライド移動に伴って往復移動される。

特開２０１１−１７０３７８号公報

ところで、カートリッジが装置本体に着脱される際に、カートリッジ側の画像形成プロセス手段と装置本体側の画像形成プロセス手段とが極端に近接していると、それらは接触しやすい。例えば装置本体側に設けられた感光ドラムの回転軸線方向に沿って挿抜可能な現像カートリッジを着脱する場合に、カートリッジ側の現像スリーブと装置本体側の感光ドラムとが接触してしまうと、これら現像スリーブや感光ドラムに傷がつく恐れがある。そこで、カートリッジの着脱時に生じ得る画像形成プロセス手段の接触を防ぐためには、上述した着脱位置から駆動位置までの長さを大きくとる、つまりは中間部の移動量をできる限り大きく確保するとよい。

しかしながら、カートリッジにオルダムカップリングを配設する従来の構成では、中間部の移動量を大きく確保することが難しい場合がある。例えば、現像カートリッジにおいて、装置本体に挿入する側の端部に感光ドラムの回転軸線方向に突出する突出部を有する場合、感光ドラムの回転軸線方向に交差する方向にスライドする中間部の移動量を大きく確保することが難しい。その場合、現像カートリッジが装置本体に着脱される際に、現像カートリッジ側の現像スリーブと装置本体側の感光ドラムとが接触することがあった。

このように、カートリッジにオルダムカップリングを配設した従来の構成では、中間部の移動量を充分に確保できないが故に、カートリッジの着脱の際にカートリッジ側の画像形成プロセス手段と装置本体側の画像形成プロセス手段とで接触が生じやすかった。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、カートリッジが装置本体に着脱される際に、カートリッジ側の画像形成プロセス手段と装置本体側の画像形成プロセス手段とで接触の生じ難い画像形成装置の提供を目的とする。

本発明に係る画像形成装置は、感光体と、回転駆動力を生成する駆動源とを有する装置本体と、現像剤を担持可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給するように回転して現像剤を搬送する搬送部材と、前記駆動源からの回転駆動力を前記搬送部材へ伝達する第１駆動伝達部とを有し、前記感光体に形成される静電潜像を前記現像剤担持体に担持される現像剤によって現像可能な現像位置と、前記現像位置よりも前記現像剤担持体が前記感光体から離間した離間位置とに移動可能であり、前記装置本体に対して前記離間位置へ向けて前記搬送部材の回転軸線方向に装着されるカートリッジと、前記装置本体に設けられたオルダムカップリング機構であって、前記回転駆動力によって回転する回転体と、前記第１駆動伝達部と嵌合して前記第１駆動伝達部へ前記回転駆動力を伝達する第２駆動伝達部と、前記回転体と前記第２駆動伝達部との間において前記回転体から前記第２駆動伝達部へ前記回転駆動力を伝達する中間部とを有するオルダムカップリング機構と、を備え、前記第２駆動伝達部は、前記カートリッジが前記離間位置に位置する場合に第１位置に位置し、前記カートリッジが前記現像位置に位置する場合に第２位置に位置し、前記カートリッジの前記離間位置と前記現像位置との間の移動に連動して、前記第１駆動伝達部と嵌合した状態で前記第１位置と前記第２位置との間を移動する、ことを特徴とする。

本発明によれば、カートリッジが装置本体に着脱される際に、カートリッジ側に設けられた画像形成プロセス手段と装置本体側に設けられた画像形成プロセス手段とが接触するのを防ぐことができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図である。 現像カートリッジを示す外観斜視図である。 現像カートリッジを示す上面概略図である。 オルダムカップリングの概略構成を示す斜視図である。 駆動部及び中間部を説明する斜視図である。 案内部を説明する図である。 現像カートリッジの装着について説明する図である。 着脱位置及び駆動位置と係合部との位置関係を示す図である。 現像カートリッジと装置本体の連結状態を示す概略図である。 ドラムカートリッジと装置本体の連結状態を示す概略図である。 ドラムカートリッジの装着について説明する図である。

以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。まず、本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成について、図１を用いて説明する。

［画像形成装置］
図１は本発明の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す概略図であり、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置を示す。図１に示す画像形成装置６０は、装置本体１００内に４色の画像形成部６００を中間転写ベルト６１に対向させて配置した、所謂中間転写タンデム方式の装置である。

この画像形成装置６０の記録材の搬送プロセスについて説明する。記録材Ｓは、記録材収納庫（カセット）６２内に積載される形で収納されており、給紙ローラ６３により画像形成タイミングに合わせて給紙される。記録材収納庫（カセット）６２からの給紙は、例えば摩擦分離方式などが用いられる。給紙ローラ６３により送り出された記録材Ｓは、搬送パス６４の途中に配置されたレジストローラ６５へと搬送される。そして、レジストローラ６５において記録材Ｓの斜行補正やタイミング補正を行った後、記録材Ｓは二次転写部Ｔ２へと送られる。二次転写部Ｔ２は、対向する二次転写内ローラ６６および二次転写外ローラ６７により形成される転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで記録材Ｓ上にトナー像を吸着させる。

以上説明した二次転写部Ｔ２までの記録材Ｓの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部Ｔ２まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。まず、画像形成部６００について説明するが、各色の画像形成部の構成は、トナーの色以外は基本的に同じであるため、以下、代表して、ブラック（ＢＫ）の画像形成部６００について説明する。

画像形成部６００は、主に感光ドラム１（感光体、像担持体）、帯電装置２、現像装置３（現像剤担持体）、および感光ドラムクリーナ５等から構成される。回転駆動される感光ドラム１の表面は、帯電装置２により予め表面を一様に帯電され、その後画像情報の信号に基づいて駆動される露光装置６８によって静電潜像が形成される。次に、感光ドラム１上に形成された静電潜像は、現像装置３によるトナー現像を経て可視像化される。その後、画像形成部６００と中間転写ベルト６１を挟んで対向配置される一次転写装置４により所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、感光ドラム１上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト６１上に一次転写される。感光ドラム１上に僅かに残った転写残トナーは、感光ドラムクリーナ５により除去され、再び次の作像プロセスに備える。以上説明した画像形成部６００は、図１に示す構造の場合、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（ＢＫ）の４セット存在する。ただし、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。なお、現像装置３は、現像剤としてトナーと磁性キャリアを混合させた二成分現像剤を使用するものとする。トナーは、画像形成装置６０にセットされたトナーボトル６０５から不図示のトナー補給装置を経て現像装置３に供給される。

中間転写ベルト６１について説明する。中間転写ベルト６１は、テンションローラ６、二次転写内ローラ６６、および従動ローラ７ａ、７ｂによって張架され、図中矢印Ｃ方向へと搬送駆動される無端ベルトである。ここで、二次転写内ローラ６６は、中間転写ベルト６１を駆動する駆動ローラも兼ねる。上述のＹ、Ｍ、ＣおよびＢＫの各画像形成部６００により並列処理される各色の作像プロセスは、中間転写ベルト６１上に一次転写された上流の色のトナー像上に順次重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト６１上に形成され、二次転写部Ｔ２へと搬送される。なお、二次転写部Ｔ２を通過した後の転写残トナーは、転写クリーナ装置８によって回収される。

以上、それぞれ説明した搬送プロセスおよび作像プロセスを以って、二次転写部Ｔ２において記録材Ｓとフルカラートナー像のタイミングが一致し、二次転写が行われる。その後、記録材Ｓは定着装置９へと搬送され、所定の圧力と熱量によって記録材Ｓ上にトナー像が溶融固着される。こうして画像定着された記録材Ｓは、排紙ローラ６９の順回転により、そのまま排紙トレイ６０１上に排出されるか、もしくは両面画像形成を行うかの選択が行われる。

両面画像形成を要する場合には、排紙ローラ６９の順回転により記録材Ｓの後端が切り替え部材６０２を通過するまで搬送された後、排紙ローラ６９を逆回転させることで先後端を入れ替え、両面搬送パス６０３へと搬送される。その後、給紙ローラ６３より搬送されてくる後続ジョブの記録材とのタイミングを合わせて、再給紙ローラ６０４によって再び搬送パス６４へと送られる。その後の搬送ならびに裏面の作像プロセスに関しては、上述の場合と同様なので説明を省略する。

［現像カートリッジ］
本実施形態に係る画像形成装置６０では、現像装置３は単体で動作せずに、画像形成装置６０に装着されて、画像形成装置６０の装置本体から駆動力の伝達や電力の供給等を受けることで動作する現像カートリッジとして構成される。この現像装置３（現像カートリッジ）について、図２乃至図３を用いて説明する。

現像装置３は、非磁性トナーと磁性キャリアから成る二成分現像剤を収容する現像容器３０を有する。現像剤は、画像形成装置６０に設けられた不図示の現像剤補給装置によってトナーボトル６０５（図１参照）から不図示のトナー搬送経路を経て、現像剤補給口３２から現像容器３０内に補給される。現像容器内は隔壁によって２つの搬送室（現像室及び攪拌室）に区画され、これら現像室及び攪拌室は長手方向の両端で繋がっている。そして、現像容器３０には複数（例えば２本）の現像剤搬送手段が設けられている。具体的には、現像室に第一搬送スクリュー３３が、攪拌室に第二搬送スクリュー３４がそれぞれ回転可能に支持されている。第一及び第二搬送スクリュー３３，３４は、互いに隣接するように且つ各々の回転軸線が後述の現像スリーブ３１の回転軸線と同じ向きになるように並列配置されている。これら第一及び第二搬送スクリュー３３，３４は、回転軸の周りに非磁性材料で構成された攪拌翼をスパイラル状に設けたスクリュー構造となっている。現像剤は、これら第一及び第二搬送スクリュー３３，３４の駆動に伴って現像室と攪拌室を循環搬送される。

また、現像容器３０には装置本体側の感光ドラム１（図１参照）と対向する箇所に開口部が設けられ、この開口部から現像剤を担持搬送する現像剤担持体としての現像スリーブ３１がその一部を露出するように配置されている。現像剤は、現像室から現像スリーブ３１に供給される。現像スリーブ３１に供給された現像剤は、現像スリーブ３１内に設けられたマグネットローラ（不図示）が発生する磁界によって現像スリーブ３１上に担持される。現像スリーブ３１の表面に近接した位置には、現像スリーブ３１表面に現像剤の薄層を形成するための規制ブレード（不図示）が配置されている。現像スリーブ３１に担持された現像剤は、規制ブレードによって層厚が規制されて感光ドラム１と対向する現像領域へと搬送される。

現像装置３（以下、現像カートリッジ）は、装置本体１００に対し挿抜可能に着脱される。すなわち、現像カートリッジ３は長手方向に滑らされるようにして、装置本体１００（図１参照）に挿入可能でありまた装置本体１００から抜去可能である。そして、現像カートリッジ３の挿入方向は、現像スリーブ３１、第一及び第二搬送スクリュー３３，３４の回転軸線方向と同じ向きであり、また装置本体側の感光ドラム１の回転軸線方向と同じ向きでもある。さらに、装置本体に回転自在に取り付けられている駆動部１０３（後述の図４参照）の回転軸線方向と同じ向きでもある。詳しくは後述するが、本実施形態に係る画像形成装置６０では、装置本体に軸継手部材であるオルダムカップリングが配設されている。それ故、現像カートリッジ３には、第二回転体としてのカップリング部２０１が設けられる。図３に示すように、カップリング部２０１は、装置本体１００に配設されるオルダムカップリング（後述する図４参照）に連結される側のカートリッジ端部側（図３左側）で、被回転部材としての第一搬送スクリュー３３の回転軸線方向一端に固定されている。つまり、装置本体１００から第一搬送スクリュー３３に対して回転駆動力の伝達が行われるようになっている。なお、第二搬送スクリュー３４は、第一搬送スクリュー３３の回転に従動して回転する。

図２及び図３に示す現像カートリッジ３では、第一及び第二搬送スクリュー３３，３４が並列され且つそれらの端部が回転軸線方向にずれた位置に配置されている。そして、オルダムカップリングに連結される側のカートリッジ端部の一部を（具体的には攪拌室を現像室よりも）装置本体１００側に突出させた突出部３５を有する段差状に形成して、該突出部３５の上面に現像剤補給口３２を設けている。ここでは、第一及び第二搬送スクリュー３３，３４のうち、一方の第二搬送スクリュー３４の端部が他方の第一搬送スクリュー３３の端部よりも前記装置本体への挿入方向に突出されている。そして、第二搬送スクリュー３４の端部側に現像剤を補給するための現像剤補給口３２が設けられている。これは、現像カートリッジ３を装置本体１００に装着した状態で、装置本体１００に設けられた現像剤補給装置（不図示）の現像剤供給口の下方に現像剤補給口３２を位置付けて、現像剤供給口と現像剤補給口３２とを隙間なく接合させるためである。

ところで、従来の構成によれば、現像カートリッジ３側、具体的には第一搬送スクリュー３３の回転軸線方向一端にオルダムカップリングが配設されていた。この場合、中間部の移動量を大きく確保することが難しかった。すなわち、オルダムカップリングの外周面が突出部３５に対向するために、この突出部３５によりオルダムカップリングはその大きさ（具体的には直径の大きさ）が制限される。オルダムカップリングの直径を大きくできないと、中間部の移動量（第一搬送スクリュー３３の回転軸線方向に交差する方向へ移動可能な長さ）も小さくなる。また、そもそも中間部は第一搬送スクリュー３３の回転軸線方向に交差する方向へ移動するので、突出部３５によって中間部の可動範囲は制限される。これらのことから、現像カートリッジ３にオルダムカップリングを配設した従来の構成では、中間部の移動量を大きく確保することが難しかった。中間部の移動量を大きく確保できなければ、現像カートリッジ側の現像スリーブ３１と装置本体側の感光ドラム１との距離が近い位置で、現像カートリッジ３は装置本体１００に着脱されることになる。そうすると、現像カートリッジ３を装置本体に着脱する際に現像カートリッジ３に振れが生じると、その振れによって現像スリーブ３１と感光ドラム１とが接触してそれらの表面を傷つける恐れがあった。

そこで、本実施形態に係る画像形成装置６０では、装置本体に軸継手部材であるオルダムカップリングを設けて、中間部の移動量を従来に比べて大きく確保している。以下、説明する。

［オルダムカップリング］
上記オルダムカップリングについて、図４乃至図６を用いて説明する。図４に示すオルダムカップリングは、係合部１０１と、中間部１０２と、駆動部１０３とを備える。第一回転体としての駆動部１０３は装置本体に回転自在に且つ回転軸線が装置本体への挿入方向に略並行となるように取り付けられ、装置本体に設けられた回転部材としてのモータ等の駆動源（不図示）が発生する回転駆動力を受けて回転する。図５に示すように、駆動部１０３には係合部材としてのリブ１０５が一体的に設けられ、中間部１０２には被係合部材としての溝１１１が形成されている。これらリブ１０５と溝１１１とは摺動可能に嵌合されて、これにより中間部１０２はリブ１０５に沿って駆動部１０３の回転軸線方向と交差する方向に移動可能である。ただし、駆動部１０３の外周にはカートリッジ側に向けて突出した外縁部１０３ａが設けられているので、中間部１０２は駆動部１０３内のみで往復移動する。つまり、外縁部１０３ａは中間部１０２の移動を規制する。

また、中間部１０２には、駆動部１０３と係合する面と反対側の面に溝１１２が形成されている。溝１１２には、係合部１０１が係合される（図４参照）。係合部１０１は、溝１１２に沿って駆動部１０３の回転軸線方向と交差する方向へ移動し得る。そして、係合部１０１は、中間部１０２と反対側で第一搬送スクリュー３３に設けられたカップリング部２０１に係合される。

このように、中間部１０２は駆動部１０３と係合部１０１との間に配置され（図４参照）、中間部１０２の両面には互いに直交する溝１１１と溝１１２とが形成されている（図５参照）。そのため、係合部１０１が固定された場合、中間部１０２は、係合部１０１及び駆動部１０３それぞれとの係合を維持したまま、係合部１０１及び駆動部１０３の回転軸線方向に交差し且つ互いに直交する二方向に移動可能となる。この中間部１０２の動きによって、オルダムカップリングは、駆動部１０３と係合部１０１の軸ずれを吸収し、装置本体１００で発生した回転駆動力をさらにカップリング部２０１を介して現像カートリッジ３側の第一搬送スクリュー３３に伝達する。

［案内部］
案内部１０４は、係合部１０１を回転可能に保持する。図６（ａ）及び図６（ｂ）に示すように、案内部１０４は図中左右方向（本体接地面に対し水平方向）に延びるアーム１０４ａと、図中上方（本体接地面と反対側）に延びるアーム１０４ｂとを有する略Ｔ字状に形成されている。アーム１０４ａの両端は、装置本体１００に固定された規制部１０７に係止される。規制部１０７には図中上下方向（本体接地面に対し垂直方向）に延びる溝１０７ａが設けられ、この溝１０７ａにアーム１０４ａの先端が嵌め込まれている。したがって、案内部１０４は係合部１０１を保持したままで規制部１０７によって図中上下方向のみを移動する。すると、係合部１０１に係合された中間部１０２は、その動きが規制されて、図６（ａ）に示す着脱位置と図６（ｂ）に示す駆動位置との間を往復移動するように案内される。このようにして、現像カートリッジ３は着脱位置と駆動位置に正しく位置付けられる。

駆動位置は、駆動部１０３の軸心と係合部１０１の軸心とが略一致する位置である。駆動位置では、係合部１０１にカップリング部２０１を介して連結される現像カートリッジ３の第一搬送スクリュー３３が、駆動部１０３を介して装置本体１００の駆動源（不図示）から効率よく回転駆動力を受けることができる。他方、着脱位置は、駆動部１０３の軸心と係合部１０１の軸心とが前記駆動位置に比べるとずれている（つまり偏心した）位置である。着脱位置では、使用者が係合部１０１とカップリング部２０１とを係合させたり係合解除させたりして、現像カートリッジ３を装置本体１００に着脱することができる。なお、駆動位置では現像スリーブ３１が装置本体１００側に設けられた感光ドラム１に近接し、着脱位置では現像スリーブ３１が装置本体１００側に設けられた感光ドラム１から離間する。

アーム１０４ｂには、例えばバネのような弾性部材からなる付勢部材１０６が取り付けられている。付勢部材１０６の他端は、装置本体１００に固定されている。付勢部材１０６は、案内部１０４を図中下方向に付勢する。これによって、現像カートリッジ３が挿入されていない状態のときに、案内部１０４が重力によって自然に下がって係合部１０１を着脱位置に位置付けるようにしている。

ところで、現像カートリッジ３は、装置本体に設けられた扉の開閉に連動して図６（ａ）に示す着脱位置から図６（ｂ）に示す駆動位置へと移動されて、装置本体１００に装着される。そこで、現像カートリッジ３の装置本体１００への装着について、図７（ａ）〜（ｄ）及び図８（ａ）、（ｂ）を用いて具体的に説明する。

図７（ａ）は、現像カートリッジ３が装置本体１００に挿入開始された状態を示す。扉４０は、開放された状態である。現像カートリッジ３は、扉４０側から図中矢印Ｅ方向（現像カートリッジ３の長手方向）に向かって装置本体１００内に挿入される。この状態では、図８（ａ）に示すように、係合部１０１は着脱位置に待機している。なお、カップリング部２０１は係合部１０１に対向する位置にあるが、係合部１０１と係合していない。

図７（ｂ）は、現像カートリッジ３が装着本体奥まで挿入された状態を示す。扉４０は、開放された状態のままである。現像カートリッジ３が装置本体奥（図の右側）まで挿入されると、カップリング部２０１は係合部１０１と係合する。ただし、係合部１０１（及びカップリング部２０１）は、図８（ａ）に示す着脱位置に位置したままである。つまり、現像カートリッジ３は長手方向に位置決めされるが、図中上下方向（本体接地面に対し垂直方向）には位置決めされていない。

図７（ｃ）は、図７（ｂ）に示した状態から扉４０が少し閉じられた状態を示す。扉４０が閉じられ始めると、装置本体１００に設けられた支持部材５０がスライド移動してきて現像カートリッジ３の下方（本体接地面側）に位置付けられ、支持部材５０は現像カートリッジ３下面に当接してこれを支持する。この状態でも、係合部１０１（及びカップリング部２０１）は、図８（ａ）に示す着脱位置に位置したままである。

そして、現像カートリッジ３下面には、扉４０側と装置本体奥側の複数箇所（ここでは２箇所）に被押圧部材３６がそれぞれ設けられている。被押圧部材３６は、扉４０側から装置本体奥に向かうにつれて下方への突出量が大きくなる傾斜面を有した例えば断面三角形状に形成されている。他方、支持部材５０には、現像カートリッジ３側に突出する押圧部材５１が現像カートリッジ３の被押圧部材３６に対応付けられた所定位置に形成されている。押圧部材５１は、支持部材５０が現像カートリッジ３の下方に位置付けられたときに、現像カートリッジ３の被押圧部材３６よりも扉４０側に位置するように支持部材５０に配置されている。

図７（ｄ）は、扉４０がすべて閉じられた状態を示す。図７（ｃ）に示した状態から、さらに扉４０が閉められると、扉４０に設けられた突起部４１が支持部材５０の端面に当接し、支持部材５０は装置本体奥へと押し込まれる。これにあわせて、支持部材５０の押圧部材５１は、被押圧部材３６の傾斜面に当接して被押圧部材３６を押す。そうすると、押圧部材５１の上に被押圧部材３６が載置されるまで、現像カートリッジ３が図中上方（本体接地面と反対側）へと押し上げられる。これに従って、案内部１０４により係合部１０１（及びカップリング部２０１）は、図８（ａ）に示す着脱位置から図８（ｂ）に示す駆動位置に向かって移動する。このとき、係合部１０１（及びカップリング部２０１）は、上述した案内部１０４によって着脱位置から駆動位置に向かって移動される。最終的に扉４０がすべて閉じられると、係合部１０１（及びカップリング部２０１）は図８（ｂ）に示す駆動位置に位置付けられた状態になる。このように、支持部材５０は、扉４０の開閉に連動して現像カートリッジ３を支持して案内部１０４の案内方向に移動する。これにより、現像カートリッジ３は図中上下方向にも位置決めされて装置本体１００に正しく装着される。

なお、装置本体１００の扉４０がすべて閉じられた状態から開けられた場合には、上述の図７（ａ）〜図７（ｄ）を用いて説明した動作を反対に辿って、現像カートリッジ３は図８（ｂ）に示す駆動位置から図８（ａ）に示す着脱位置に向かって移動される。

図９に、本発明の実施形態に係る画像形成装置６０における現像カートリッジ３と装置本体１００との連結状態を示す。装置本体１００と現像カートリッジ３とは、駆動部１０３、中間部１０２、係合部１０１を含むオルダムカップリングと、カップリング部２０１とにより連結されている。図９から理解できるように、駆動部１０３及び係合部１０１それぞれに係合している中間部１０２は、段差状に形成された現像カートリッジ３の端部側（オルダムカップリングに連結される側）の突出部３５よりも装置本体１００側に位置している。

以上のように、装置本体１００にオルダムカップリングを、現像カートリッジ３にカップリング部２０１を設けた本実施形態に係る画像形成装置６０では、中間部１０２の外周面が突出部３５に対向しない位置に中間部１０２を配置することができる。そうであるから、中間部１０２の動きは突出部３５によって制限されることがない。本実施形態に係る画像形成装置６０では、あくまでも駆動部１０３の大きさによってのみ制限される。その駆動部１０３に関しても中間部１０２と同様に、外周面が突出部３５に対向しない位置に配置できることから、突出部３５によって駆動部１０３の大きさ（直径）が制限されない。そこで、直径のより大きな駆動部１０３を配置することも可能である。言い換えれば、直径の異なる駆動部１０３に変えるだけで中間部１０２の移動量を容易に調整できる。このように、本実施形態に係る画像形成装置６０では、中間部１０２の移動量を従来に比べて大きく確保することができる。中間部１０２の移動量を大きく確保できるので、現像カートリッジ３を装置本体１００に着脱する際に現像カートリッジ３に振れが生じたとしても、その振れによって現像スリーブ３１と感光ドラム１とが接触しない。

また、案内部１０４は、図６（ａ）に示す着脱位置と図６（ｂ）に示す駆動位置との間を往復移動するようにして現像カートリッジ３を移動させるので、使用者は着脱位置で現像カートリッジ３を係合部１０１に確実に係合することができる。さらに、扉４０に連動させて現像カートリッジ３を自動的に移動して装置本体１００に装着させる場合には、現像カートリッジ３を駆動位置や着脱位置に正しく位置付けることができる。

なお、本実施形態に係る構成は、感光ドラム１と帯電装置２、及び感光ドラムクリーナ５とを一体化したドラムカートリッジを装置本体１００に装着する画像形成装置にも同様に適用することができる。そこで、ドラムカートリッジを装置本体に装着する画像形成装置について図１０及び図１１を用いて説明する。なお、図示の都合上、帯電装置２は図示を省略している。

［ドラムカートリッジ］
図１０は、ドラムカートリッジと装置本体の連結状態を示す概略図である。ドラムカートリッジ２００は、図９に示した現像カートリッジ３と比較すると、第一搬送スクリュー３３の位置に感光ドラム１、第二搬送スクリュー３４の位置に回収トナー搬送スクリュー７１がそれぞれ設けられている。また、現像剤排出口７２が突出部３５の下面側に設けられている。そして、感光ドラム１に対向する位置に感光ドラムクリーナ５が設けられ、感光ドラムクリーナ５は感光ドラム１上に僅かに残った転写残トナーを除去できるようになっている。回収された転写残トナーは、現像剤搬送手段としての回収トナー搬送スクリュー７１によって現像剤排出口７２へと搬送されて外部に排出される。ドラムカートリッジ２００は、装置本体１００内において現像剤排出口７２が不図示の排出現像剤ボトルの開口部に連通するように装着される。かかる構成のドラムカートリッジ２００では、装置本体１００への着脱時に現像剤が漏れることのないように着脱動作に伴って前記現像剤排出口７２を開閉するシャッタ７３が設けられている。なお、ドラムカートリッジ２００の場合、駆動位置では感光ドラム１が装置本体１００側に設けられた現像スリーブ３１に近接し、着脱位置では感光ドラム１が装置本体１００側に設けられた現像スリーブ３１から離間する。

ドラムカートリッジ２００は、長手方向に滑らされるようにして装置本体１００（図１参照）に着脱される。つまり、ドラムカートリッジ２００の着脱方向は、感光ドラム１、回収トナー搬送スクリュー７１の回転軸線方向と同じ向きであり、また装置本体側の現像スリーブ（不図示）の回転軸線方向と同じ向きでもある。上述した現像カートリッジ３と同様に、装置本体１００にオルダムカップリングが配設される故に、ドラムカートリッジ２００にはカップリング部２０１が設けられる。図１０に示すように、カップリング部２０１は、オルダムカップリングに連結されるカートリッジ端部側（図１０左側）で、感光ドラム１の回転軸線方向一端に固定されている。つまり、装置本体１００から感光ドラム１に対して回転駆動力の伝達が行われる。

図１０に示すドラムカートリッジ２００では、感光ドラム１及び回収トナー搬送スクリュー７１が並列され且つそれらの端部が回転軸線方向にずれた位置に配置されている。そして、オルダムカップリングに連結される側のカートリッジ端部は、回収トナー搬送スクリュー７１側が感光ドラム１側よりも装置本体１００側に突出した突出部３５を有する段差状に形成されている。ここでは、感光ドラム１及び回収トナー搬送スクリュー７１のうち、回収トナー搬送スクリュー７１の端部が感光ドラム１の端部よりも前記装置本体への挿入方向に突出されている。そして、回収トナー搬送スクリュー７１の端部側に現像剤を排出するための現像剤排出口７２が設けられている。

ところで、ドラムカートリッジ２００は、装置本体に設けられた扉の開閉に連動して図６（ａ）に示す着脱位置から図６（ｂ）に示す駆動位置へと移動されて、装置本体１００に装着される。そこで、ドラムカートリッジ２００の装置本体１００への装着動作について、図１１（ａ）〜（ｄ）及び図８（ａ）、（ｂ）を用いて具体的に説明する。

図１１（ａ）は、ドラムカートリッジ２００が装置本体１００に挿入開始された状態を示す。扉４０は、開放された状態である。ドラムカートリッジ２００は、扉４０側から図中矢印Ｅ方向（ドラムカートリッジの長手方向）に向かって装置本体１００内に挿入される。この状態では、図８（ａ）に示すように、係合部１０１は着脱位置に待機している。なお、カップリング部２０１は係合部１０１に対向する位置にあるが、係合部１０１と係合していない。また、シャッタ７３は現像剤排出口７２を閉じた位置である。

図１１（ｂ）は、ドラムカートリッジ２００が装着本体奥まで挿入された状態を示す。ただし、扉４０は開放された状態のままである。ドラムカートリッジ２００が装置本体奥（図中右側）まで挿入されると、カップリング部２０１は係合部１０１と係合する。ただし、係合部１０１（及びカップリング部２０１）は、図８（ａ）に示す着脱位置に位置したままである。つまり、ドラムカートリッジ２００は長手方向に位置決めされるが、上下方向（装置本体１００の接地面に対し垂直方向）には位置決めされていない。なお、シャッタ７３は現像剤排出口７２を閉じた位置である。

図１１（ｃ）は、図１１（ｂ）に示した状態から扉４０が少し閉じられた状態を示す。扉４０が閉じられ始めると、装置本体１００に設けられた支持部材５０がスライド移動してドラムカートリッジ２００の下方（本体接地面側）に位置付けられ、支持部材５０はドラムカートリッジ２００下面に当接してこれを支持する。この状態でも、係合部１０１（及びカップリング部２０１）は、図８（ａ）に示す着脱位置に位置したままである。また、シャッタ７３は現像剤排出口７２を閉じた位置のままである。

そして、ドラムカートリッジ２００下面には、扉４０側と装置本体１００の奥側の複数箇所（ここでは２箇所）に被押圧部材３６が設けられている。被押圧部材３６は、扉４０側から装置本体奥に向かうにつれて下方への突出量が大きくなる傾斜面を有した例えば断面三角形状に形成されている。他方、支持部材５０には、ドラムカートリッジ２００側に突出する押圧部材５１がドラムカートリッジ２００の被押圧部材３６に対応付けられて形成されている。押圧部材５１は、支持部材５０がドラムカートリッジ２００の下方に位置付けられたときに、ドラムカートリッジ２００の被押圧部材３６よりも扉４０側に位置するように支持部材５０に配置されている。

図１１（ｄ）は、扉４０がすべて閉じられた状態を示す。図１１（ｃ）に示した状態から、さらに扉４０が閉められると、扉４０に設けられた突起部４１が支持部材５０の端面に当接し、支持部材５０は装置本体奥へと押し込まれる。これにあわせて、支持部材５０の押圧部材５１は、被押圧部材３６の傾斜面に当接して被押圧部材３６を押す。そうすると、押圧部材５１の上に被押圧部材３６が載置されるような形で、ドラムカートリッジ２００が上方へと押し上げられる。これに従って、係合部１０１（及びカップリング部２０１）は、図８（ａ）に示す着脱位置から図８（ｂ）に示す駆動位置に向かって移動する。このとき、案内部１０４によって係合部１０１（及びカップリング部２０１）は着脱位置から駆動位置に向かって正確に移動される。扉４０がすべて閉じられると、係合部１０１（及びカップリング部２０１）は図８（ｂ）に示す駆動位置に位置付けられた状態になる。このようにして、ドラムカートリッジ２００は装置本体１００に装着される。

押圧部材５１は、係合部１０１（及びカップリング部２０１）を駆動位置に位置付けるまでドラムカートリッジ２００を上方へと押し上げた後、シャッタ７３の突設部７４に当接する。そして、さらに扉４０が閉じられると、押圧部材５１はシャッタ７３の突設部７４を装置本体奥側に押す。すると、現像剤排出口７２を閉じていたシャッタ７３が現像剤排出口７２を開放する位置に移動する。こうして、装置本体１００内において現像剤排出口７２が不図示の排出現像剤ボトルの開口部に連通される。

なお、装置本体１００の扉４０がすべて閉じられた状態から開けられた場合には、まず支持部材５０が扉４０側に移動することに応じてシャッタ７３が現像剤排出口７２を開いた位置から閉じた位置へと移動する。それから、上述の図１１（ａ）〜図１１（ｄ）を用いて説明した各動作を反対に辿り、ドラムカートリッジ２００は下方に下がる。これに伴い、係合部１０１（及びカップリング部２０１）は、図８（ｂ）に示す駆動位置から図８（ａ）に示す着脱位置に向かって移動される。

このように、本実施形態に係る構成はドラムカートリッジ２００である場合にも同様に適用することができ、これにより上述した現像カートリッジ３である場合と同様の効果を得ることができる。すなわち、中間部１０２の移動量を大きく確保することができるので、ドラムカートリッジ２００の装置本体１００への着脱の際に振れが生じても、装置本体１００側の現像スリーブとドラムカートリッジ２００側の感光ドラム１とは接触しない。また、駆動部１０３の大きさ（具体的には直径）を変えるだけで中間部１０２の移動量を容易に調整できる。さらに、扉４０に連動させてドラムカートリッジ２００の装着を自動的に行わせる場合でも、案内部１０４によってドラムカートリッジ２００は駆動位置や着脱位置に正しく位置付けられる。

なお、上述した実施形態では、カートリッジとして、現像装置のみをユニット化した現像カートリッジ、あるいは、感光ドラム、帯電装置、感光ドラムクリーナをユニット化したドラムカートリッジを示したがこれに限らない。例えば感光ドラム、帯電装置、感光ドラムクリーナ、現像装置をユニット化したプロセスカートリッジでもよい。

１…感光ドラム、３…現像装置（現像カートリッジ）、５…感光ドラムクリーナ
３０…現像容器、３１…現像スリーブ、３２…現像剤補給口、３３…第一搬送スクリュー
３４…第二搬送スクリュー、３５…突出部、４０…扉、５０…支持部材
６０…画像形成装置、７１…回収トナー搬送スクリュー、７２…現像剤排出口
７３…シャッタ、１００…装置本体、１０１…係合部、１０２…中間部、１０３…駆動部
１０３ａ…外縁部、１０４…案内部、１０５…リブ、２００…ドラムカートリッジ
２０１…カップリング部

Claims (12)

1. 感光体と、回転駆動力を生成する駆動源とを有する装置本体と、
   現像剤を担持可能な現像剤担持体と、前記現像剤担持体に現像剤を供給するように回転して現像剤を搬送する搬送部材と、前記駆動源からの回転駆動力を前記搬送部材へ伝達する第１駆動伝達部とを有し、前記感光体に形成される静電潜像を前記現像剤担持体に担持される現像剤によって現像可能な現像位置と、前記現像位置よりも前記現像剤担持体が前記感光体から離間した離間位置とに移動可能であり、前記装置本体に対して前記離間位置へ向けて前記搬送部材の回転軸線方向に装着されるカートリッジと、
   前記装置本体に設けられたオルダムカップリング機構であって、前記回転駆動力によって回転する回転体と、前記第１駆動伝達部と嵌合して前記第１駆動伝達部へ前記回転駆動力を伝達する第２駆動伝達部と、前記回転体と前記第２駆動伝達部との間において前記回転体から前記第２駆動伝達部へ前記回転駆動力を伝達する中間部とを有するオルダムカップリング機構と、を備え、
   前記第２駆動伝達部は、前記カートリッジが前記離間位置に位置する場合に第１位置に位置し、前記カートリッジが前記現像位置に位置する場合に第２位置に位置し、前記カートリッジの前記離間位置と前記現像位置との間の移動に連動して、前記第１駆動伝達部と嵌合した状態で前記第１位置と前記第２位置との間を移動する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記回転体の回転軸線は、前記装置本体に対する前記カートリッジの挿入方向と略平行である、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２駆動伝達部は、前記回転体の径方向において前記第１位置と前記第２位置との間を移動する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１位置に位置する場合の前記第２駆動伝達部の軸心と前記回転体の軸心との位置ずれ量は、前記第２位置に位置する場合の前記第２駆動伝達部の軸心と前記回転体の軸心との位置ずれ量よりも大きい、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第２駆動伝達部は、前記カートリッジが装着される際に前記第１位置で前記第１駆動伝達部と嵌合し、前記第２位置で前記回転駆動力を前記第１駆動伝達部へ伝達する、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記中間部は、前記回転体の径方向において前記回転体に対してスライド移動可能に係合し、
   前記第２駆動伝達部は、前記中間部の前記回転体に対する移動方向と前記回転体の回転軸線方向とに直交する方向において、前記中間部に対してスライド移動可能に係合する、
   ことを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記回転体は、前記回転体の径方向に延びる突部を有し、
   前記中間部は、前記回転体の回転軸線方向において前記回転体と対向する面に設けられ、前記突部に対して摺動可能に係合する第１溝部と、前記回転体の回転軸線方向において前記第２駆動伝達部と対向する面に設けられ、前記第１溝部が延びる方向と前記回転体の回転軸線方向とに直交する方向に延びる第２溝部とを有し、
   前記第２駆動伝達部は、前記第２溝部に対して摺動可能に係合し、前記第２溝部が延びる方向に摺動移動可能である、
   ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記回転体は、前記回転体の径方向における前記中間部の移動を規制する規制部を有する、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の画像形成装置。
9. 前記第２駆動伝達部を回転可能に保持し、前記第２駆動伝達部の前記第１位置と前記第２位置との間における移動を案内する案内部と、
   前記第２駆動伝達部が前記第２位置から前記第１位置に向かう方向に向けて前記案内部を付勢する付勢部材とを備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記カートリッジは、前記現像剤担持体と前記搬送部材とを軸支し、前記現像剤を収容する収容部と、当該収容部において前記現像剤担持体を軸支する部分よりも前記カートリッジの挿入方向下流側に向かって突出する突出部とを有し、
    前記中間部は、前記第１駆動伝達部と前記第２駆動伝達部とが嵌合した状態で、前記突出部よりも前記カートリッジの挿入方向下流側に配置される、
    ことを特徴とする請求項１乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記突出部は、現像剤を補給するための補給口を有し、
    前記中間部は、前記第１駆動伝達部と前記第２駆動伝達部とが嵌合した状態で、前記補給口よりも前記カートリッジの挿入方向下流側に配置される、
    ことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記装置本体は、前記カートリッジを挿抜する際に開閉される開閉部材と、前記カートリッジを支持し、前記開閉部材の開閉動作に連動して前記カートリッジを前記離間位置から前記現像位置へ移動させる支持部材とを有する、
    ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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