JPH11202721A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 簡易かつ安価でコンパクトな構成により、連
結部の係合性を確保しつつ、感光体ドラムを装置本体に
対し軸方向に高精度に位置決めできる画像形成装置を提
供する。 【解決手段】 画像形成ユニット３０は、感光体ドラム
３２を、その軸方向に移動可能に保持すると共に、当該
感光体ドラム３２を係合部３２２側に付勢するコイルバ
ネ３５を備える。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、装置本体に対し、
少なくとも感光体ドラムを含む画像形成ユニットが、当
該感光体ドラムの軸方向に着脱可能に取り付けられる構
成を有する複写機やファクシミリなどの画像形成装置に
関する。

【０００２】

【従来の技術】例えば、電子写真式の複写機において
は、感光体ドラムを中心にして、その周囲に帯電チャー
ジャや現像器などを配設して画像形成部を構成し、感光
体ドラム周面を露光走査して得られた静電潜像を現像器
から供給されるトナーで顕像化し、これを記録紙に転写
して画像を形成するようになっている。

【０００３】このような複写機、特に小型の複写機にお
いては、当該現像器のトナーの交換や感光体ドラムの劣
化時におけるメンテナンスなどを容易にするため、当該
画像形成部をユニット化して装置本体に対し着脱可能な
構成とされている。以下、このユニット化された画像形
成部を「画像形成ユニット」という。

【０００４】このような場合、複写機内部の省スペース
化のため、画像形成ユニットは、感光体ドラムの軸方向
に引き出しもしくは押し込んで脱着するように構成され
ているのがほとんどであり、当該装着時において感光体
ドラムの回動軸の係合凹部（ドラム側係合凹部）が装置
本体側の駆動装置の駆動軸の係合爪（駆動装置側係合
爪）と同軸上に係合することにより、装置本体側の動力
が感光体ドラムに伝達されるようになっていると共に
（以下、この双方の係合凹部と係合爪が係合する部分を
「連結部」という。）、連結時の衝撃を吸収するため、
装置本体側の連結部に板バネが設けられている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述の
ような着脱構造においては、画像形成ユニットの取り外
しが容易なようにドラム側係合凹部と駆動装置側係合爪
が単に板バネで軸方向に圧接された状態で係合するよう
になっているだけであり、この係合を確実にしておかな
ければ、当該係合部においてバックラッシュなどが生じ
て感光体ドラムに回転ムラが発生し、画像形成精度が著
しく劣化するおそれがある。しかも、画像描画位置など
との関係上、画像形成ユニット装着時における感光体ド
ラムの軸方向の位置決めを精度よく行う必要があり、そ
のため、画像形成ユニット装着時における当該ユニット
と装置本体との位置決め、および当該ユニット内部にお
ける感光体ドラムの位置決めの双方の精度が要求され
る。

【０００６】ところが、連結部の係合性を確実にしつ
つ、位置決め精度をあげるためには、画像形成ユニット
のケーシングの成形精度、装置本体側のガイド部材など
の取付精度および感光体ドラムの軸受け部の精度などが
要求されると共に、本体側に位置決め部材と板バネなど
の付勢部材を別途に２，３箇所に設け、上記画像形成ユ
ニットのケーシングを付勢部材により当該位置決め部材
方向に付勢して位置決めする必要があった（以下、上記
位置決め部材と付勢部材を併せて単に「位置決め手段」
という。）。

【０００７】このようなケーシングなどの成形精度の向
上や複数の位置決め手段の設置のためコストアップは避
けられないし、また、そのような位置決め手段を設けて
も、感光体ドラムとケーシング間の位置決めについて
は、依然として問題が残る。さらに、通常ケーシングの
上記付勢手段により付勢される位置には受座などが設け
られており、それだけ部品点数および組立工数が増える
一方、当該受座と複数の位置決め手段を設置するための
スペースが必要となるため、その分だけ装置やケーシン
グが大型化してしまう傾向にある。

【０００８】最近では、画像形成ユニットのケーシング
に対して、さらに感光体ドラムユニットや現像ユニッ
ト、クリーニングユニット、帯電ユニットを着脱可能に
し、寿命のきたユニットのみを交換して、高価な感光体
ドラムをそのまま使用することによりメンテナンスコス
トの低減を図る構成のものが現れているが、このような
二重の着脱構造の場合には感光体ドラムユニットと画像
形成ユニットのケーシング間にも位置決め精度が要求さ
れ、位置決め手段の設置が必要となるので、さらにコス
トアップにつながると共にその設置スペースを設けるた
め画像形成ユニットが大型化し、ひいては複写機全体が
大型化することになってしまう。

【０００９】本発明は、上述の問題点に鑑みてなされた
ものであり、簡易かつ安価でコンパクトな構成により、
連結部の係合性を確保しつつ、感光体ドラムを装置本体
に対し軸方向に高精度に位置決めできる画像形成装置を
提供することを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る画像形成装置は、装置本体に対し、少
なくとも感光体ドラムを含む画像形成ユニットが、当該
感光体ドラムの軸方向に着脱可能に取り付けられ、その
装着状態において感光体ドラムの回動軸の一端部と当該
装置本体側の駆動装置の駆動軸の端部を同軸上に係合さ
せて駆動する構成を有する画像形成装置において、前記
画像形成ユニットは、前記感光体ドラムを、その軸方向
に移動可能に保持すると共に、当該感光体ドラムを回動
軸の一端部側に付勢する付勢手段を備えることを特徴と
する。

【００１１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
の実施の形態を、単色のデジタル複写機（以下、単に
「複写機」という。）に適用した例について説明する。

【００１２】（実施の形態１） （複写機全体の構成）図１は、複写機１の全体の構成を
示す図である。この複写機１は、原稿画像を読み取るイ
メージリーダ部ＩＲと、読み取った画像を複写紙やＯＨ
Ｐシートなどの記録シートＰ上にプリントして再現する
プリンタ部ＰＲとから構成される。

【００１３】イメージリーダ部ＩＲは、プラテンガラス
に載置された原稿画像をスキャンし、これを電気信号に
変換して画像データを得る周知のものである。イメージ
リーダ部ＩＲで得られた画像データは、制御部１０にお
いてＡ／Ｄ変換されてデジタル信号となり、さらにシェ
ーディング補正や濃度変換、エッジ強調など必要な処理
を加えられた後、レーザダイオードの駆動信号として出
力される。

【００１４】プリンタ部ＰＲは、電子写真方式により記
録シートＰ上に画像を形成するものであって、露光走査
部２０と、画像形成ユニット３０と、給紙部５０などか
らなる。

【００１５】露光走査部２０は、不図示のレーザダイオ
ード、ポリゴンミラー、走査レンズなどを備える。レー
ザダイオードは、上記制御部１０からの駆動信号を受け
て光変調されたレーザ光を発光する。この光変調された
レーザ光は、定速で回転駆動されるポリゴンミラーのミ
ラー面で反射して偏向され、走査レンズを通過して、画
像形成ユニット３０の感光体ドラム３２表面を露光走査
する。

【００１６】画像形成ユニット３０は、上記感光体ドラ
ム３２や、クリーナ３３などを備える感光体ドラムカー
トリッジ３１と、感光体ドラム３２の周囲に配設される
帯電チャージャ３６や、現像ユニット３７などと、これ
らを２重構造に分割収納するプロセスケース３８とから
構成されており、ユーザは寿命となったユニットを個別
に交換できるようになっている。この画像形成ユニット
３０は、レバー３９１を支軸３９２を中心にして図の矢
印方向に倒すことにより紙面に垂直な方向に装脱され、
装着後レバー３９１を矢印と反対方向に倒すことにより
装置本体に固定装着されるようになっており、この画像
形成ユニット３０の装着状態においては、感光体ドラム
３２は、装置本体の後側フレーム２に設けられた駆動装
置７０Ａ（図２参照）により、予め定められた所定のシ
ステムスピードで回転駆動されるようになっている。

【００１７】感光体ドラム３２直下の転写位置には、チ
ャージャユニット４０の転写チャージャ４１が配設さ
れ、この転写チャージャ４１の側側部にはチャージャユ
ニット４０の除電チャージャ４２が配設される。転写位
置の記録シート搬送方向上流側には給紙部５０が設けら
れており、転写位置の記録シート搬送方向下流側には定
着装置６０などが設けられている。給紙部５０は、所定
サイズの記録シートＰを積層収容しておくための給紙カ
セット５１と、この記録シートＰを給紙カセット５１か
ら繰り出すための給紙ローラ５２と、記録シートＰを繰
り出すタイミングをとるためのレジストローラ５３など
を備える。

【００１８】感光体ドラム３２は、上記露光を受ける前
にクリーナ３３で感光体表面の残留トナーを除去され、
さらにイレーサランプ（不図示）に照射されて除電され
た後、帯電チャージャ３６により一様に帯電されてお
り、このように一様に帯電した状態で露光を受けると、
感光体ドラム３２の表面の感光体に静電潜像が形成さ
れ、現像ユニット３７により現像されてトナー像が形成
される。このトナー像は、当該作像動作と同期して給紙
部５０から給紙されてきた記録シートＰ上に転写位置に
おいてドラム・転写チャージャ間の電荷付与でトナー像
を記録シートＰに転写される。トナー像が転写された記
録シートＰは、除電チャージャ４２によりドラムから引
き剥がされて定着装置６０に搬送され、定着装置６０に
おいてトナーが熱定着された後、排紙トレイ６１上に排
出され、これにより原稿の画像データに基づく画像形成
が終了する。

【００１９】図２は、上記画像形成ユニット３０および
その駆動装置７０Ａを、図１の上方向から見たときの図
であり、簡易化のため帯電チャージャ３６などは省略さ
れている。

【００２０】駆動装置７０Ａにおいて、装置本体の後側
フレーム２には、軸受３を介してモータ７１の駆動軸７
２が回動自在に取着されるとともに、軸受４を介して駆
動軸７３が回動自在に取着されている。駆動軸７２には
歯車７４が取着され、駆動軸７３には歯車７５が取着さ
れており、両歯車７４，７５を噛み合わせ、モータ７１
の駆動力を駆動軸７３に伝達するようになっている。こ
の駆動軸７３の画像形成ユニット３０側端部には、感光
体ドラム３２に駆動力を伝達するために、Ｖ字山状の係
合部７３１が形成されている。

【００２１】画像形成ユニット３０において、プロセス
ケース３８に収納される感光体ドラムカートリッジ３１
は、感光体ドラム３２と、カートリッジケース３４と、
コイルバネ３５などからなる。感光体ドラム３２に固着
された軸３２１の駆動装置７０Ａ側端部、すなわち画像
形成ユニット３０装着方向Ｘ端部には、上記係合部７３
１と同軸上に係合するＶ字溝状の係合部３２２が形成さ
れている。カートリッジケース３４は、感光体ドラム３
２に固着された軸３２１を回動可能にかつ感光体ドラム
３２を軸方向に移動可能に保持する一対の腕３４１，３
４２を備え、クリーナ３３の先端が感光体ドラム３２表
面に均一に当接するように支持するとともに、クリーナ
３３で掻き取られた排トナーをその内部に貯留するよう
になっている。なお、カートリッジケース３４の前側側
壁には、カートリッジケース自体の回転を防止するた
め、ピン３４３が立設されている。

【００２２】上記コイルバネ３５は、感光体ドラム３２
の前側端部と腕３４１との間の軸３２１回りに配設され
ている。このコイルバネ３５のバネ力は、画像形成ユニ
ット３０の非装着時には腕３４１と感光体ドラム３２の
前側端部との間隔を押し広げて、感光体ドラム３２の後
側端部を腕３４２に当接させる、すなわち、感光体ドラ
ム３２を軸心方向移動可能範囲の片側に片寄せする程度
のＦａ１，Ｆｂ１に、また、画像形成ユニット３０の装
置本体への装着時においては駆動装置７０Ａへの衝撃を
吸収する程度のＦａ２，Ｆｂ２に、かつ感光体ドラム３
２の駆動時においては感光体ドラム３２を装着方向Ｘに
付勢し、感光体ドラム３２の軸３２１の係合部３２２と
駆動軸７３の係合部７３１との係合状態が変化しない程
度のＦａ３，Ｆｂ３（Ｆａ１，Ｆｂ１＜Ｆａ２，Ｆｂ２
＜Ｆａ３，Ｆｂ３）に設定されている。

【００２３】プロセスケース３８の後側側壁には、駆動
装置７０Ａの駆動軸７３を挿通するための挿通孔３８１
が設けられ、前側側壁には、感光体ドラム３２の軸３２
１を挿通し、軸３２１を回動可能に保持する軸受３８２
と、カートリッジケース３４に立設されたピン３４３を
嵌挿するための嵌挿孔３８４と、レバー３９１側に突出
するヒンジ部３８５とが設けられる。

【００２４】なお、装置本体の前側フレーム５には、プ
ロセスケース３８を感光体ドラム３２の軸と直交する方
向に位置決めするため、位置決めピン６が取着されてお
り、上記ヒンジ部３８５には、位置決めピン６を嵌挿す
るための嵌挿孔３８６が形成される。

【００２５】次いで、画像形成ユニット３０の着脱時の
動作について説明する。例えば、感光体ドラム３２の寿
命のために、感光体ドラムカートリッジ３１を交換し
て、装置本体に画像形成ユニット３０を装着するような
場合、図２（ａ）に示すように、感光体ドラムカートリ
ッジ３１のピン３４３をプロセスケース３８の嵌挿孔３
８４に、感光体ドラム３２の軸３２１を軸受３８２の孔
に差し込んで、感光体ドラムカートリッジ３１をプロセ
スケース３８内に収納する。なお、現像ユニット３７な
どは、プロセスケース３８に対して個別に位置決め固定
されている。

【００２６】レバー３９１（図１参照）が矢印方向に押
し上げられた状態で、画像形成ユニット３０を装着方向
Ｘに押し込めると、プロセスケース３８に帯同して感光
体ドラム３２も装着方向Ｘに押し込められ、図２（ｂ）
に示すように、装置本体に固定された駆動軸７３の係合
部７３１が挿通孔３８１からプロセスケース３８内に進
入して、この係合部７３１と軸３２１の係合部３２２と
が係合され、軸３２１と駆動軸７３とが同軸上に直接連
結される。したがって、感光体ドラムカートリッジ３１
にコイルバネ３５を設けるという簡易かつ安価でコンパ
クトな構成でありながら、感光体ドラム３２が、装置本
体を基準として高精度に位置決めされる。しかも、駆動
軸７３に軸３２１が連結されるとき、コイルバネ３５の
バネ力がＦａ１，Ｆｂ１と小さいため、連結時の衝撃を
吸収することもできる。

【００２７】軸３２１と駆動軸７３とが連結された後、
画像形成ユニット３０がさらに押し込められると、軸３
２１が位置決めされているので、感光体ドラム３２の装
着方向Ｘへの移動が阻害され、位置決め後のスライド分
だけコイルバネ３５が押し縮められようとしてバネ力が
Ｆａ２，Ｆｂ２に増大する。このため、コイルバネ３５
は、感光体ドラム３２を軸３２１を介して装置本体側へ
押しつける一方、カートリッジケース３４を装着方向Ｘ
の反対方向に移動させる。この結果、カートリッジケー
ス３４の腕３４１は、プロセスケース３８の軸受３８２
側に相対的に移動し、当接する。この際、嵌挿孔３８６
に位置決めピン６が嵌挿され、プロセスケース３８が感
光体ドラム３２の軸と直交する方向に位置決めされる。

【００２８】さらに、腕３４１が軸受３８２に当接した
後、画像形成ユニット３０がさらに押し込められると、
ヒンジ部３８５が前側フレーム５に当接し、それ以上画
像形成ユニット３０を装着方向Ｘに押し込めなくなる。
この状態で、レバー３９１が図１の矢印と反対方向に回
転される。これによって、ヒンジ部３８５がレバー３９
１と前側フレーム５とで挟まれ、プロセスケース３８が
装着方向Ｘに位置決め固定される。プロセスケース３８
が位置決め固定されると、カートリッジケース３４の腕
３４１がコイルバネ３５のバネ力Ｆｂ３によって軸受３
８２に当接されるため、カートリッジケース３４を、装
置本体を基準として感光体ドラム３２に対しても装着方
向Ｘに位置決め固定することができる。

【００２９】したがって、このような二重構造の構成で
あっても、簡易かつ安価でコンパクトな構成により、装
置本体の駆動軸７３、プロセスケース３８の軸受３８２
によってのみ感光体ドラム３２と、カートリッジケース
３４の装置本体を基準として装着方向Ｘの位置を高精度
に位置決めすることができ、感光体ドラム３２、カート
リッジケース３４そして装置本体とは常に同じ位置関係
を保つことができる。しかも、画像形成ユニット３０の
固定装着時には、コイルバネ３５が押し縮められてバネ
力がＦａ３，Ｆｂ３にまで増大するため、モータ７１か
ら感光体ドラム３２への駆動力伝達時に係合部７３１，
３２２の係合が外れたり、バックラッシュなどが生じる
こともなく、駆動力が正確に伝達され、感光体ドラム３
２に回転ムラが発生するのを防止でき、画像形成精度を
高精度に維持することができる。

【００３０】装置本体から画像形成ユニット３０を取り
外す場合は、レバー３９１を矢印方向に回動する。する
と、プロセスケース３８の軸受３８２が腕３４１を介し
てコイルバネ３５のバネ力Ｆｂ３で押されているので、
プロセスケース３８が装着方向Ｘとは反対側、すなわち
手前側に押し出され、コイルバネ３５による軸受３８２
へのバネ力とともに装置本体へのバネ力とがＦａ１，Ｆ
ｂ１にまで解放され、画像形成ユニット３０が図２
（ａ）の状態に戻る。したがって、手前側に押し出され
た画像形成ユニット３０を容易に引き出し、取り外すこ
とができる。

【００３１】（実施の形態２）図３は、本発明の実施の
形態２における、上記画像形成ユニット３０およびその
駆動装置７０Ｂを示す図であり、簡易化のため帯電チャ
ージャ３６などは省略されている。この実施の形態２に
おいては、画像形成ユニット３０は実施の形態１と同様
であるが、駆動装置７０Ｂは、モータ７１の駆動軸７２
の先端に係合部７３１が形成され、感光体ドラム３２を
ダイレクト駆動するように構成されている。したがっ
て、駆動装置７０Ｂの構成をさらに小型化することがで
きるとともに、歯車の噛合振動をなくすことができるの
で、画像形成精度をさらに高めることができる。さら
に、ダイレクト駆動であっても、軸３２１が駆動軸７２
に連結されるときの衝撃をコイルバネ３５によって吸収
することもできる。

【００３２】（変形例）以上、本発明に係る画像形成装
置を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明の内
容が、上述の実施の形態に限定されないのは勿論であ
り、以下のような変形例が考えられる。

【００３３】 上記実施の形態１，２においては、付
勢手段としてコイルバネ３５を用いたが、板バネなどの
弾性部材や、ダンパーなどの付勢力を与えられる機能を
有するものであればよい。

【００３４】 また、上記実施の形態１，２において
は、現像ユニット３７をプロセスケース３８に対して位
置決めするようにしたが、現像ユニット３７をカートリ
ッジケース３４に対して取り外し可能にするとともに、
位置決め固定してもよい。この場合には、現像ユニット
３７は、カートリッジケース３４の位置決めとともに装
着方向Ｘに位置決めされることになる。

【００３５】 また、上記実施の形態１，２において
は、感光体ドラム３２をクリーナ３３と一体化したが、
現像ユニット３７など他の部材と一体化するようにして
もよい。

【００３６】 また、上記実施の形態１，２において
は、画像形成ユニット３０を２重構造の構成にしたが、
プロセスケース３８を含まない構成にも適用できる。

【００３７】 さらに、上記実施の形態では、複写機
について説明したが、レーザプリンターなど他の画像形
成装置にも適用できる。

【００３８】

【発明の効果】以上のように、本発明に係る画像形成装
置によれば、装置本体に対し、少なくとも感光体ドラム
を含む画像形成ユニットが、当該感光体ドラムの軸方向
に着脱可能に取り付けられ、その装着状態において感光
体ドラムの回動軸の一端部と当該装置本体側の駆動装置
の駆動軸の端部を同軸上に係合させて駆動する構成を有
する画像形成装置において、前記画像形成ユニットが、
前記感光体ドラムを、その軸方向に移動可能に保持する
と共に、当該感光体ドラムを回動軸の一端部側に付勢す
る付勢手段を備えるので、簡易かつ安価でコンパクトな
構成により、連結部の係合性を確保しつつ、感光体ドラ
ムを装置本体に対し軸方向に高精度に位置決めすること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態１に係る複写機の構成を示
す図である。

【図２】上記複写機に装着されるイメージングユニット
およびその駆動装置の構成を示す図である。

【図３】本発明の実施の形態２に係るイメージングユニ
ットおよびその駆動装置の構成を示す図である。

【符号の説明】

１ 複写機 ２ 後側フレーム ３，４ 軸受 ５ 前側フレーム ６ 位置決めピン ３０ 画像形成ユニット ３１ 感光体ドラムカートリッジ ３２ 感光体ドラム ３３ クリーナ ３４ カートリッジケース ３６ 帯電チャージャ ３５ コイルバネ ３７ 現像ユニット ３８ プロセスケース ７０Ａ，７０Ｂ 駆動装置 ７１ モータ ７２，７３ 駆動軸 ７４，７５ 歯車 ３２１ 軸 ３２２，７３１ 係合部 ３４１，３４２ 腕 ３４３ ピン ３８１ 挿通孔 ３８２ 軸受 ３８４，３８６ 嵌挿孔 ３８５ ヒンジ部 ３９１ レバー ＩＲ イメージリーダ部 ＰＲ プリンタ部 Ｘ 装着方向

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 装置本体に対し、少なくとも感光体ドラ
   ムを含む画像形成ユニットが、当該感光体ドラムの軸方
   向に着脱可能に取り付けられ、その装着状態において感
   光体ドラムの回動軸の一端部と装置本体側の駆動装置の
   駆動軸の端部を同軸上に係合させて駆動する構成を有す
   る画像形成装置において、 前記画像形成ユニットは、前記感光体ドラムを、その軸
   方向に移動可能に保持すると共に、当該感光体ドラムを
   回動軸の一端部側に付勢する付勢手段を備えることを特
   徴とする画像形成装置。