7587955 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2024-11-13

(45)【発行日】2024-11-21

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/18 20060101AFI20241114BHJP

   G03G 15/08 20060101ALI20241114BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20241114BHJP

【ＦＩ】

G03G21/18 121

G03G21/18 125

G03G15/08 390Z

G03G15/00 659

【請求項の数】 7

(21)【出願番号】P 2020167068

(22)【出願日】2020-10-01

(65)【公開番号】P2022059372

(43)【公開日】2022-04-13

【審査請求日】2023-09-20

(73)【特許権者】

【識別番号】000005049

【氏名又は名称】シャープ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000947

【氏名又は名称】弁理士法人あーく事務所

(72)【発明者】

【氏名】山口 淳

【審査官】内藤 万紀子

(56)【参考文献】

【文献】特開２０２０－００３５３０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－１６４４６０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００８－００９０８７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００９－２８８２７９（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許出願公開第２００６／０１５９４８７（ＵＳ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０３Ｇ ２１／１８

Ｇ０３Ｇ １５／０８

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

現像ローラを含む現像ユニットと感光体ドラムを含む感光体ユニットとが分離可能に一体化され、一体化された状態で装置本体に着脱される画像形成装置であって、
前記現像ユニットおよび前記感光体ユニットは、前記感光体ドラムのドラムシャフトの軸方向に沿って互いに相対移動可能に設けられ、前記相対移動に伴って前記軸方向に嵌め合わされて前記現像ユニットと前記感光体ユニットとを一体化する嵌合機構部を有し、
前記現像ユニットには、前記嵌合機構部として前記感光体ユニット側に延びる第１支持部と、前記第１支持部に備えられて前記ドラムシャフトの一方の端部を保持する第１保持部材とが設けられ、
前記感光体ユニットには、前記嵌合機構部として前記現像ユニット側に延びる第２支持部と、前記第２支持部に備えられて前記現像ローラのローラシャフトの他方の端部を保持する第２保持部材とが設けられ、
前記ドラムシャフトの一方の端部を保持する前記第１保持部材および前記現像ローラのローラシャフトの他方の端部を保持する前記第２保持部材は、それぞれ、前記現像ローラと前記感光体ドラムとの離接方向である前記軸方向と直交する方向にスライド可能に設けられるとともに、前記第１保持部材は、付勢部材によって前記現像ローラ側に付勢され、前記第２保持部材は、付勢部材によって前記感光体ドラム側に付勢されることを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

請求項１に記載の画像形成装置において、
前記第１保持部材および前記第２保持部材は、前記現像ローラの回転中心と前記感光体ドラムの回転中心とを結ぶ仮想直線上に配設され、前記仮想直線上をスライド可能に設けられていることを特徴とする画像形成装置。

【請求項3】

請求項１または２に記載の画像形成装置において、
前記ドラムシャフトと前記ローラシャフトとの少なくともいずれか一方の先端部にはテーパ部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。

【請求項4】

請求項１～３のいずれか１つの請求項に記載の画像形成装置において、
前記第１保持部材は、前記ドラムシャフトが嵌合する第１嵌合孔を備え、
前記第２保持部材は、前記ローラシャフトが嵌合する第２嵌合孔を備え、
前記第１嵌合孔と前記第２嵌合孔との少なくともいずれか一方の内面にはテーパ部が設けられていることを特徴とする画像形成装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか１つの請求項に記載の画像形成装置において、
前記ローラシャフトは前記感光体ドラムに当接して回転するスペーサ部材を有することを特徴とする画像形成装置。

【請求項6】

請求項１～５のいずれか１つの請求項に記載の画像形成装置において、
前記付勢部材はキックバネであることを特徴とする画像形成装置。

【請求項7】

現像ローラを含む現像ユニットと感光体ドラムを含む感光体ユニットとが分離可能に一体化され、一体化された状態で装置本体に着脱される画像形成装置であって、
前記現像ユニットおよび前記感光体ユニットは、前記感光体ドラムのドラムシャフトの軸方向に沿って互いに相対移動可能に設けられ、前記相対移動に伴って前記軸方向に嵌め合わされて前記現像ユニットと前記感光体ユニットとを一体化する嵌合機構部を有し、
前記現像ユニットには、前記嵌合機構部として前記感光体ユニット側に延びる第１支持部と、前記第１支持部に備えられて前記ドラムシャフトの一方の端部を保持する第１保持部材とが設けられ、
前記感光体ユニットには、前記嵌合機構部として前記現像ユニット側に延びる第２支持部と、前記第２支持部に備えられて前記現像ローラのローラシャフトの他方の端部を保持する第２保持部材とが設けられ、
前記ドラムシャフトの一方の端部と前記ローラシャフトの他方の端部との少なくともいずれか一方にはテーパ部が設けられ、
前記第１保持部材は、前記ドラムシャフトが嵌合する第１嵌合孔を備え、
前記第２保持部材は、前記ローラシャフトが嵌合する第２嵌合孔を備え、
前記第１嵌合孔と前記第２嵌合孔との少なくともいずれか一方の内面にはテーパ部が設けられ、
前記第１保持部材および前記第２保持部材は、それぞれ、前記現像ローラと前記感光体ドラムとの離接方向にスライド可能に設けられるとともに、付勢部材が備えられて前記現像ローラと前記感光体ドラムとを近接させる方向に付勢されていることを特徴とする画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、感光体ユニットと現像ユニットとが一体化された状態で着脱される画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

画像形成装置には、感光体ドラム（静電潜像担持体）を備える感光体ユニットと、現像ローラ（現像剤担持体）を備える現像ユニットとが、装置本体に対してそれぞれ挿抜可能に構成されたものがある。この種の画像形成装置においては、画質向上等の要請から感光体ドラムと現像ローラとの外周面間の距離（ＤＳＤ：Drum Sleeve Distance）を小さく設定することが好ましく、感光体ドラムの回転軸と現像ローラの回転軸との軸間距離を構造的に一定となるように支持することが求められる。ところが、感光体ドラムも現像ローラも回転する部材であって、回転振れが起こりやすく、ＤＳＤを制度よく保つように支持することが難しいという問題がある。

【0003】

例えば、特許文献１には、感光体ドラムを回転可能に保持する感光体ユニットと、現像ローラを有する現像ユニットと、感光体ドラムまたは現像ローラに設けられた間隔保持部材と、感光体ユニットと現像ユニットとの間に設けられた付勢部材と、電気を入力または出力する電気接点と当接する電気接点部とを備えた画像形成装置が開示されている。現像ユニットは感光体ユニット側に付勢されており、間隔保持部材が感光体ドラムに当接することで、両者の軸間距離を保ち得るように意図されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－７６０３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

前記従来の画像形成装置では、感光体ユニットと現像ユニットとの間に付勢部材が配設され、現像サイド部材、軸受部材、ドラム軸受、および結合ピン等の複数の構成部材を個別に取り付けて、感光体ユニットと現像ユニットとが一体化されている。このため、メンテナンス時など、感光体ユニットと現像ユニットとを分離する際には、前記複数の構成部材や付勢部材をひとつひとつ取り外す必要があり、作業が極めて煩雑となる。また同様に、それらを一体化する作業にも手間がかかる。そのため、感光体ユニットと現像ユニットとを一体化して用いるための作業負担が大きくなってしまい、メンテナンス性に課題があるうえ、部品精度や取り付け精度によってＤＳＤが変化してしまう問題もあった。

【0006】

本発明は、前記のような問題にかんがみてなされたものであり、その目的とするところは、感光体ドラムと現像ローラとの外周面間の距離を高精度に保つとともに、簡単な作業で現像ユニットと感光体ユニットとの一体化および分離を可能にする画像形成装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

前記の目的を達成するための本発明の解決手段は、現像ローラを含む現像ユニットと感光体ドラムを含む感光体ユニットとが分離可能に一体化され、一体化された状態で装置本体に着脱される画像形成装置であって、前記現像ユニットおよび前記感光体ユニットは、前記感光体ドラムのドラムシャフトの軸方向に沿って互いに相対移動可能に設けられ、前記相対移動に伴って前記軸方向に嵌め合わされて前記現像ユニットと前記感光体ユニットとを一体化する嵌合機構部を有し、前記現像ユニットには、前記嵌合機構部として前記感光体ユニット側に延びる第１支持部と、前記第１支持部に備えられて前記ドラムシャフトの一方の端部を保持する第１保持部材とが設けられ、前記感光体ユニットには、前記嵌合機構部として前記現像ユニット側に延びる第２支持部と、前記第２支持部に備えられて前記現像ローラのローラシャフトの他方の端部を保持する第２保持部材とが設けられ、前記第１保持部材および前記第２保持部材は、それぞれ、前記現像ローラと前記感光体ドラムとの離接方向にスライド可能に設けられるとともに、付勢部材が備えられて前記現像ローラと前記感光体ドラムとを近接させる方向に付勢されていることを特徴としている。

【0008】

前記構成を具備する画像形成装置において、前記第１保持部材および前記第２保持部材は、前記現像ローラの回転中心と前記感光体ドラムの回転中心とを結ぶ仮想直線上に配設され、前記仮想直線上をスライド可能に設けられることが好ましい。

【0009】

また、前記ドラムシャフトと前記ローラシャフトとの少なくともいずれか一方の先端部にはテーパ部が設けられることが好ましい。

【0010】

また、前記第１保持部材は、前記ドラムシャフトが嵌合する第１嵌合孔を備え、前記第２保持部材は、前記ローラシャフトが嵌合する第２嵌合孔を備え、前記第１嵌合孔と前記第２嵌合孔との少なくともいずれか一方の内面にはテーパ部が設けられることが好ましい。

【0011】

前記特定事項を具備することによって、現像ユニットと感光体ユニットとの一体化および分離を簡単な作業で行うことが可能となる。また、前記現像ローラのローラシャフトを保持する第２保持部材と、前記感光体ドラムのドラムシャフトを保持する第１保持部材とが、それぞれ、前記現像ローラと前記感光体ドラムとの離接方向にスライド可能に設けられるとともに、付勢部材が備えられて前記現像ローラと前記感光体ドラムとを近接させる方向に付勢されているので、前記感光体ドラムに接触することなく一体化することができ、前記感光体ドラムと前記現像ローラとの外周面間の距離を精度よく安定的に保つことが可能となる。

【発明の効果】

【0012】

本発明では、前記現像ユニットと前記感光体ユニットとを一体化する嵌合機構部を設けたことで、簡単な作業で現像ユニットと感光体ユニットとの一体化および分離が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。

【図2】前記画像形成装置に備えられる現像ユニットを前側から見た斜視図である。

【図3】前記現像ユニットを後ろ側から見た斜視図である。

【図4】前記現像ユニットを示す側面図である。

【図5】前記画像形成装置に備えられる感光体ユニットを前側から見た斜視図である。

【図6】前記感光体ユニットを後ろ側から見た斜視図である。

【図7】前記感光体ユニットを示す側面図である。

【図8】前記現像ユニットと前記感光体ユニットとの一体化の様子を示す平面図である。

【図9】前記現像ユニットにおける第１支持部および第１保持部材を拡大して示し、ドラムシャフトの嵌合途中の状態を示す説明図である。

【図10】前記現像ユニットにおける第１支持部および第１保持部材を拡大して示し、ドラムシャフトの嵌合した状態を示す説明図である。

【図11】前記感光体ユニットにおける第２支持部および第２保持部材を拡大して示し、ローラシャフトの嵌合途中の状態を示す説明図である。

【図12】前記感光体ユニットにおける第２支持部および第２保持部材を拡大して示し、ローラシャフトの嵌合した状態を示す説明図である。

【図13A】前記現像ユニットに対して前記感光体ユニットをスライド移動させる際のローラシャフトとドラムシャフトとを模式的に示す断面説明図である。

【図13B】前記ローラシャフトと前記ドラムシャフトの嵌合途中の様子を模式的に示す断面説明図である。

【図13C】前記ローラシャフトと前記ドラムシャフトの嵌合された状態を模式的に示す断面説明図である。

【図14】前記現像ユニットと前記感光体ユニットとを一体化させた状態での現像ローラと感光体ドラムとを模式的に示す平面説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0014】

本発明の実施形態に係る画像形成装置について図面を参照しつつ説明する。

【0015】

（画像形成装置の全体構成）
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置１の概略構成を示す断面図である。

【0016】

画像形成装置１は、複写機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能などを有する複合機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）とされ、画像読取部１８によって読み取られた原稿の画像を外部に送信し、また、読み取られた原稿の画像または外部から受信した画像をカラーもしくは単色で用紙に画像形成する。

【0017】

なお、説明の便宜上、図中の感光体ドラム３１の回転軸に沿う方向を前後方向（軸方向）Ｙとして示す。また、図１に示すように、画像形成装置１を正面から見て軸方向に交差する左右方向Ｘについて左側Ｘ１および右側Ｘ２とし、左右方向Ｘに交差する上下方向Ｚについて上側Ｚ１および下側Ｚ２として説明するが、これによって画像形成装置１の使用方向を限定するものではない。

【0018】

画像形成装置１は、画像形成部１２等を備える装置本体１１、およびその上方に配置される画像読取部１８を含む。画像読取部１８の上部には開閉自在に支持された原稿搬送部（ＡＤＦ）１０が設けられている。原稿搬送部１７では、画像読取部１８の原稿載置台１９を開放して原稿を手置きすることができる。また、原稿搬送部１７は、載置された原稿を自動で搬送する。画像読取部１８は、載置された原稿または原稿搬送部１７から搬送された原稿を読み取って画像データを生成する。

【0019】

装置本体１１には、ＣＰＵやメモリ等を含む図示しない制御部および画像形成部１２等が備えられている。画像形成部１２は、露光ユニット１３、現像ユニット２０、感光体ユニット３０、中間転写ベルトユニット４０、転写ローラ１４および定着ユニット５０等を備え、給紙トレイ１５または手差し給紙トレイ１５１から搬送される用紙上に画像を形成し、画像形成済みの用紙を排紙トレイ１６に排出する。用紙上に画像を形成するための画像データとしては、画像読取部１８で読み取った画像データまたは外部コンピュータから送信された画像データ等が利用される。

【0020】

現像ユニット２０および感光体ユニット３０の２つのユニットは、互いに分離可能に一体化されることでプロセスカートリッジ１０を構成している。プロセスカートリッジ１０は、現像ユニット２０と感光体ユニット３０とが一体化された状態で、装置本体１１に対して前面側から挿抜可能に形成されている。

【0021】

画像形成装置１において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の４色のカラー画像に応じたものである。このため、装置本体１１には、各色に応じた４種類の潜像を形成するように４つのプロセスカートリッジ１０が装着され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。４つのプロセスカートリッジ１０は、中間転写ベルト４１の表面の走行方向に沿って水平方向に１列に並んで配置される。

【0022】

露光ユニット１３は、レーザ出射部および反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成され、帯電された感光体ドラム３１の表面を露光することによって、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム３１の表面に形成する。

【0023】

感光体ユニット３０は、感光体ドラム３１、帯電器３２およびクリーナユニット３３等を備える。感光体ドラム３１は、導電性を有する円筒状の基体の表面に感光層が形成された静電潜像担持体であり、図示しない駆動部によって軸回りに回転可能とされる。帯電器３２は、この感光体ドラム３１の表面を所定の電位に帯電させる。クリーナユニット３３は、クリーニングブレード等を備え、中間転写ベルト４１へのトナー像の転写後において、感光体ドラム３１の表面に残留したトナーを除去して回収する。

【0024】

現像ユニット２０は、感光体ドラム３１の表面に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーによって顕像化する（トナー像を形成する）ものであって、感光体ドラム３１にトナーを供給する現像ローラ２１および搬送部材２２等を備える。現像ローラ２１は、感光体ドラム３１に沿うように近接して配置され、図示しない駆動部によって軸回りに回転可能とされる。現像ユニット２０の現像ハウジング２３内には、トナーおよびキャリア等を含む現像剤が収容され、現像ローラ２１を介してトナーが感光体ドラム３１に供給される。

【0025】

中間転写ベルトユニット４０は、中間転写ベルト４１、駆動ローラ４２、従動ローラ４３および中間転写ローラ４４等を備え、感光体ドラム３１の上方に配置されている。中間転写ベルト４１は、各感光体ドラム３１に接触するように設けられており、中間転写ローラ４４を用いて、各感光体ドラム３１に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト４１に順次重ねて転写することによって、中間転写ベルト４１上に多色のトナー像を形成する。駆動ローラ４２の近傍には、転写ローラ１４が配置されており、中間転写ベルト４１と、２次転写部の転写ローラ１４との間のニップ域を用紙が通過することによって、中間転写ベルト４１に形成されたトナー像が用紙に転写される。

【0026】

定着ユニット５０は、ヒートローラ５１および加圧ローラ５２を備え、転写ローラ１４の上方に配置される。ヒートローラ５１は、所定の定着温度となるように設定されており、ヒートローラ５１と加圧ローラ５２との間のニップ域を用紙が通過することによって、用紙に転写されたトナー像が溶融、混合および圧接されて、用紙に対してトナー像が熱定着される。

【0027】

装置本体１１内には、給紙トレイ１５または手差し給紙トレイ１５１からの用紙をレジストローラ５６、転写ローラ１４および定着ユニット５０を経由させて排紙トレイ１６に送るための第１用紙搬送路５０１が設けられている。また、用紙に対して両面印刷を行う際に、片面印刷が終了して定着ユニット５０を通過した後の用紙を、転写ローラ１４の用紙搬送方向の上流側において第１用紙搬送路５０１に戻すための第２用紙搬送路５０２が設けられている。第１用紙搬送路５０１および第２用紙搬送路５０２には、用紙に補助的に推進力を与えるための複数の搬送ローラ５７が適宜設けられている。

【0028】

（プロセスカートリッジ）
画像形成装置１に備えられるプロセスカートリッジ１０は、現像ユニット２０と感光体ユニット３０とが分離可能に一体化されて構成されている。現像ユニット２０と感光体ユニット３０とは、位置決めされて一体化された状態で装置本体１１の所定位置に対して挿抜されて装着される。現像ユニット２０および感光体ユニット３０は、予め一体化した状態で装着されることによって、装置本体１１の小型化を図ることが可能とされている。

【0029】

従来、現像ユニットと感光体ユニットとを装置本体に個別に装着するタイプの画像形成装置では、感光体ドラムの傷つきを防止するために、感光体ドラムとの間にガイドスペースを確保した状態で現像ユニットを挿抜する必要があり、装置本体が大型化してしまう問題があった。これに対して、本実施形態に係る画像形成装置１では、前記のようにこれらのユニットを一体化した状態で装着することができるので、ガイドスペース等が不要とされ、小型化が可能となる。

【0030】

プロセスカートリッジ１０は、メンテナンス性などを考慮すると、簡単な操作で現像ユニット２０と感光体ユニット３０とに分離でき、また、簡単な操作で一体化できることが好ましい。そこで、本実施形態の画像形成装置１では、プロセスカートリッジ１０を構成する現像ユニット２０と感光体ユニット３０に、以下に説明するような嵌合機構部を設けて、簡単な操作で一体化および分離できるようにしている。

【0031】

（現像ユニット）
図２～図４は現像ユニット２０を示し、図２は、現像ユニット２０を前側Ｙ１から見た斜視図、図３は、現像ユニット２０を後ろ側Ｙ２から見た斜視図、図５は、現像ユニット２０の側面図（右側面図）である。

【0032】

図１に示したように、現像ユニット２０は、現像ローラ２１および搬送部材２２等を備えて、現像ハウジング２３に所定の配置態様で一体的に保持されている。現像ハウジング２３の内部には、各々の回転軸が並行するように２つの搬送部材が設けられ、トナーとキャリア等を混合した現像剤が収容されている。搬送部材２２は、例えば円柱状の回転軸（スクリュー軸）の外周面に螺旋羽根が形成されたオーガスクリューとされる。

【0033】

現像ハウジング２３内の搬送部材２２の上方には、現像ローラ２１が配置されている。図２および図３に示すように、現像ローラ２１は現像ハウジング２３から一部露出するように備えられている。現像ローラ２１は、現像剤担持体として機能するマグネットローラであって、感光体ドラム３１と平行に配設される。図２においては、現像ハウジング２３の右側Ｘ２の側面に現像ローラ２１が一部露出して配設されており、この現像ローラ２１に対して感光体ドラム３１が、互いの外周面同士を近接させるように配設されることとなる。

【0034】

現像ユニット２０は、前フレーム２４と後ろフレーム２８とを備えて、現像ローラ２１のローラシャフト２１１の両端部を、軸受を介して回転可能に支持している。図３に示すように、ローラシャフト２１１の後端部は、後ろフレーム２８よりも後ろ側Ｙ２方向に突出して設けられている。前フレーム２４の上部には、感光体ユニット３０側（図２では図中右側Ｘ２）に向かって延出する第１支持部２５が設けられている。

【0035】

第１支持部２５には、感光体ドラム３１のドラムシャフト３１１の前端部が嵌め込まれる第１保持部材２６が備えられている。現像ローラ２１のローラシャフト２１１の後端部、および第１保持部材２６は、後述する第２保持部材３７およびドラムシャフト３１１の前端部とともに、現像ユニット２０に対して感光体ユニット３０を位置決めして一体化する嵌合機構部として備えられている。

【0036】

（感光体ユニット）
図５～図７は感光体ユニット３０を示し、図５は、感光体ユニット３０を前側Ｙ１から見た斜視図、図６は、感光体ユニット３０を後ろ側Ｙ２から見た斜視図、図７は、感光体ユニット３０の側面図（左側面図）である。

【0037】

図１に示したように、感光体ユニット３０は、感光体ドラム３１、帯電器３２およびクリーナユニット３３等を備えて所定の配置態様で一体的に保持されている。図５に示すように、感光体ユニット３０は、図中左側Ｘ１に現像ユニット２０が配設されるものであり、現像ユニット２０側に感光体ドラム３１が配設されている。また、感光体ドラム３１は、前側Ｙ１から見て、左上半部が露出するように感光体ユニット３０に備えられている。

【0038】

感光体ドラム３１のドラムシャフト３１１は、前後方向Ｙに沿って配設され、前フレーム３４と後ろフレーム３５に設けられた軸受を介して回転可能に支持されている。ドラムシャフト３１１の前端部は、前フレーム３４より前側Ｙ１方向に突出して設けられている。図６に示すように、後ろフレーム３５の上部には、現像ユニット２０側（図６では図中左側Ｘ１）に向かって延出する第２支持部３６が設けられている。第２支持部３６には、現像ローラ２１のローラシャフト２１１の後端部が嵌め込まれる第２保持部材３７が備えられている。

【0039】

（嵌合機構部）
現像ユニット２０および感光体ユニット３０は、感光体ドラム３１のドラムシャフト３１１の軸方向（この場合、前後方向Ｙ）に沿って互いに相対移動可能に設けられている。そして、現像ユニット２０と感光体ユニット３０の双方に、その相対移動に伴って軸方向に嵌め合わされて、現像ユニット２０と感光体ユニット３０とを一体化する嵌合機構部が備えられている。

【0040】

嵌合機構部として、現像ユニット２０には、図２に示すように、感光体ユニット３０側に延びる第１支持部２５と、感光体ドラム３１のドラムシャフト３１１の前端部を保持する第１保持部材２６とが設けられている。一方、感光体ユニット３０には、図６に示すように、嵌合機構部として、現像ユニット２０側に延びる第２支持部３６と、現像ローラ２１のローラシャフト２１１の後端部を保持する第２保持部材３７とが設けられている。第１保持部材２６にはドラムシャフト３１１の前端部が前後方向Ｙに沿って嵌め合わされ、第２保持部材３７にはローラシャフト２１１の後端部が前後方向Ｙに沿って嵌め合わされる。

【0041】

また、図５に示すように、感光体ユニット３０には、現像ユニット２０と対向する内側面（図５では図中左側の面）３０１に、ガイドピン３８が設けられている。図６および図７に示すように、感光体ユニット３０の内側面３０１には、前側Ｙ１と後ろ側Ｙ２にそれぞれガイドピン３８が設けられている。例示の形態では、内側面３０１から現像ユニット２０側（左右方向Ｘの左側Ｘ１）に向かって延設された基部３８１と、基部３８１から前側Ｙ１に向かって延びるガイドピン３８とが備えられている。ガイドピン３８は前後方向Ｙに長い略円柱状に形成されて、先端にはテーパ部３８２が設けられている。

【0042】

現像ユニット２０には、前フレーム２４および後ろフレーム２８に、それぞれガイドピン３８が挿入されるガイド部２９が設けられている。図２に示すように、ガイド部２９は、前後方向Ｙに貫通する孔部として形成され、ガイドピン３８に対応する大きさを有している。前側Ｙ１のガイド部２９の孔部に対しては、その後ろ側Ｙ２の内側面２０１に、ガイドピン３８をガイド部２９に案内する溝状のガイド凹部２９１が設けられている。ガイドピン３８は、ガイド凹部２９１に当接しつつ前側Ｙ１方向にスライドされることでガイド部２９に挿入することができ、現像ユニット２０に対して感光体ユニット３０を一体化位置へと導く。

【0043】

これにより、現像ユニット２０の前後に１つずつ配置されたガイド部２９に対して、感光体ユニット３０の前後の各ガイドピン３８がそれぞれ挿入され、ガイドピン３８の長さ方向（前後方向Ｙ）にスライド可能に係合される。また、ガイド部２９にガイドピン３８を係合させた状態で、ガイドピン３８はその周方向に回動可能とされる。感光体ユニット３０は、ガイドピン３８およびガイド部２９を係合させた状態で、現像ユニット２０に対して前後方向Ｙにスライド移動可能であり、ガイドピン３８を支点として感光体ドラム３１と現像ローラ２１とが離接する方向に回動可能とされる。

【0044】

図８は、現像ユニット２０と感光体ユニット３０とが一体化される様子を示す平面図である。現像ユニット２０と感光体ユニット３０を一体化する際には、現像ユニット２０と感光体ユニット３０とを近づけて、感光体ユニット３０の前後のガイドピン３８を現像ユニット２０に係合させる。前側Ｙ１のガイドピン３８は、ガイド凹部２９１に嵌め込み、前方へ移動させるようにすることで、ガイドピン３８の先端部からガイド部２９に挿入されていく。そして、前後のガイドピン３８をそれぞれ現像ユニット２０側に係合させた状態で、現像ユニット２０に対して感光体ユニット３０をスライド移動させる。これにより、感光体ユニット３０と現像ユニット２０との位置ずれを防止しつつ、現像ユニット２０側にはドラムシャフト３１１の前端部を嵌め合わせ、感光体ユニット３０側にはローラシャフト２１１の後端部を嵌め合わせることができる。

【0045】

ここで、嵌合機構部としての第１保持部材２６および第２保持部材３７は、それぞれ、現像ローラ２１と感光体ドラム３１との離接方向にスライド可能に設けられている。図２に示すように、現像ユニット２０の第１支持部２５に設けられた第１保持部材２６は、第１嵌合孔２６１と、複数の爪部２６２と、付勢部材２７の係止部２６３とを備えている。第１嵌合孔２６１には、感光体ユニット３０の前側Ｙ１方向に突出して設けられたドラムシャフト３１１（図５参照）が嵌め合わされる。第１嵌合孔２６１は感光体ドラム３１のドラムシャフト３１１の先端部に対応する大きさの円筒形の貫通孔とされている。

【0046】

爪部２６２は、第１保持部材２６の対向する辺縁部に１箇所ずつ設けられている。現像ユニット２０の第１支持部２５には、第１保持部材２６が嵌め込まれるスライド孔２５１が表裏に貫通して設けられている。各爪部２６２は、図２に示される前側Ｙ１だけでなく、図３に示すように、スライド孔２５１を挟んだ後ろ側Ｙ２にも同形状の爪を有している。これによって、２箇所に設けられている爪部２６２は、それぞれ前後の爪でスライド孔２５１の開口縁を挟み、スライド孔２５１の開口縁にそれぞれ係止されている。第１保持部材２６は、スライド孔２５１にスライド可能に保持されている。

【0047】

図９および図１０は、現像ユニット２０における第１支持部２５および第１保持部材２６の部分を拡大して示す説明図である。図９はドラムシャフト３１１の嵌合途中を示し、図１０はドラムシャフト３１１が嵌合した状態を示している。

【0048】

図９に示すように、スライド孔２５１は仮想直線Ｌ１に沿って長く形成され、第１保持部材２６の長さよりも長く形成されている。第１保持部材２６は、仮想直線Ｌ１に対して上下に対称形に形成され、第１保持部材２６の上下の辺縁部に爪部２６２が備えられている。

【0049】

仮想直線Ｌ１は、現像ローラ２１の回転中心と感光体ドラム３１の回転中心とを結ぶ直線であり、スライド孔２５１および第１保持部材２６はこの仮想直線Ｌ１に沿って配設されている。また、第１保持部材２６はスライド孔２５１に係止する爪部２６２に支持されて、仮想直線Ｌ１に沿って図中Ａ方向にスライド可能に設けられている。これにより、第１保持部材２６は、現像ローラ２１と感光体ドラム３１との離接方向にスライド可能となるように備えられている。

【0050】

また、第１保持部材２６には付勢部材２７が備えられて、仮想直線Ｌ１上をＡ１方向に付勢されている。例示の形態では、付勢部材２７としてキックバネが備えられており、第１支持部２５にキックバネの環状コイル部が装着されている。図９に示すように、キックバネの一端部は第１保持部材２６の前面の左側Ｘ１寄りに突設された係止部２６３に係止され、キックバネの他端部は第１支持部２５の上辺部に突設された係止部２５２に接触している。

【0051】

図９の状態においては、前記キックバネが収縮した状態であり、前記一端部が係止部２６３を押圧して第１保持部材２６にＡ１方向の付勢力が作用している。第１保持部材２６は、仮想直線Ｌ１に沿って現像ローラ２１と感光体ドラム３１とを近接させる方向（Ａ１方向）に付勢されており、スライド後には、図１０に示すようにＡ１方向に戻るように設けられている。

【0052】

一方、図６に示すように、感光体ユニット３０の第２支持部３６に設けられた第２保持部材３７は、第２嵌合孔３７１と、複数の爪部３７３と、付勢部材３９の係止部３７４とを備えている。第２嵌合孔３７１には、現像ユニット２０の後ろ側Ｙ２方向に突出して設けられたローラシャフト２１１（図３参照）が嵌め合わされる。第２嵌合孔３７１は現像ローラ２１のローラシャフト２１１の先端部に対応する大きさの円筒形の貫通孔とされている。

【0053】

爪部３７３は、第２保持部材３７の長手方向の両端部に設けられ、図６では左側Ｘ１の端部に突設されている一方の爪部３７３が表わされている。他方の爪部３７３は、裏面（前側Ｙ１の面）に突設されている。

【0054】

図１１および図１２は、感光体ユニット３０における第２支持部３６および第２保持部材３７の部分を拡大して示す説明図である。図１１はローラシャフト２１１の嵌合途中を示し、図１２はローラシャフト２１１が嵌合した状態を示している。

【0055】

感光体ユニット３０の第２支持部３６には、第２保持部材３７が嵌め込まれるスライド孔３６１が表裏に貫通して設けられている。図１１に示される一方の爪部３７３は、前側Ｙ１だけでなくスライド孔３６１を挟んだ後ろ側Ｙ２にも同形状の爪を有して、スライド孔３６１の開口縁を挟み、スライド孔３６１の開口縁に係止されている。他方の爪部３７３は、第２保持部材３７の裏面の右側Ｘ２の端部に設けられて、スライド孔３６１の開口縁に係止されている。これにより、第２保持部材３７は、スライド孔３６１にスライド可能に保持されている。

【0056】

また、スライド孔３６１は仮想直線Ｌ２に沿って長く形成されている。第２保持部材３７は仮想直線Ｌ２に対して上下に対称形に形成され、第２保持部材３７の左右の辺縁部に爪部３７３が備えられている。仮想直線Ｌ２は、現像ローラ２１の回転中心と感光体ドラム３１の回転中心とを結ぶ直線であり、スライド孔３６１および第２保持部材３７はこの仮想直線Ｌ２に沿って配設されている。第２保持部材３７は、スライド孔３６１に係止する爪部３７３に支持されて、仮想直線Ｌ２に沿って図中Ｂ方向にスライド可能に設けられている。これにより、第２保持部材３７は、現像ローラ２１と感光体ドラム３１との離接方向にスライド可能となるように備えられている。

【0057】

第２保持部材３７にも付勢部材３９が備えられており、仮想直線Ｌ２上をＢ１方向に付勢されている。付勢部材３９は例えばキックバネであり、第２支持部３６の前側Ｙ１の面（図１１では裏面）にキックバネの環状コイル部が装着されている。第２支持部３６の裏面で、キックバネの一端部は第２保持部材３７の右側Ｘ２寄りに突設された係止部３７４に係止され、キックバネの他端部は第２支持部３６の上辺部に突設された係止部３６２に係止されている。

【0058】

図１１の状態においては、前記キックバネが収縮した状態であり、前記一端部が係止部３７４を押圧して第２保持部材３７にＢ１方向の付勢力が作用している。すなわち、第２保持部材３７は、仮想直線Ｌ２に沿って現像ローラ２１と感光体ドラム３１とを近接させる方向（Ｂ１方向）に付勢されている。第２保持部材３７はスライド孔３６１をＢ方向にスライド可能であるとともに、付勢力に抗してスライドした後、Ｂ１方向に戻されるように構成されている。

【0059】

図１３Ａ～図１３Ｃは、現像ユニット２０に対して感光体ユニット３０をスライド移動させる際のローラシャフト２１１とドラムシャフト３１１とを模式的に示す断面説明図であり、図１４は、現像ユニット２０と感光体ユニット３０とを一体化させた状態での現像ローラ２１と感光体ドラム３１とを模式的に示す平面説明図である。

【0060】

第１保持部材２６に嵌合するドラムシャフト３１１と、第２保持部材３７に嵌合するローラシャフト２１１との少なくともいずれか一方の先端部には、テーパ部が設けられていることが好ましい。本実施形態では、ドラムシャフト３１１の先端部にテーパ部３１２が設けられている。また、ドラムシャフト３１１が嵌め合わされる第１嵌合孔２６１と、ローラシャフト２１１が嵌め合わされる第２嵌合孔３７１との少なくともいずれか一方の内面にも、テーパ部が設けられていることが好ましい。本実施形態では、第２嵌合孔３７１の内面にテーパ部３７２が設けられている。これにより、現像ユニット２０に対して感光体ユニット３０をスライド移動させる際に、ドラムシャフト３１１とローラシャフト２１１とを、それぞれ嵌合させやすく構成されている。

【0061】

また、ドラムシャフト３１１には、感光体ドラム３１の画像形成領域３１３の外側に当接して回転するスペーサ部材２１２が設けられている。図１４に示すように、現像ユニット２０と感光体ユニット３０とが一体化されるとき、スペーサ部材２１２は、感光体ドラム３１に対する現像ローラ２１のローラシャフト２１１の距離を一定に保つ。感光体ドラム３１と現像ローラ２１との外周面間の距離（ＤＳＤ）は、例えば０．３～０．５ｍｍとなるように設定される。

【0062】

ここで、現像ユニット２０に対して感光体ユニット３０をスライド移動させるとき、前記のようにガイドピン３８とガイド部２９とを係合させた状態で、これらを回動支点として、スペーサ部材２１２が感光体ドラム３１に当接するまで、現像ローラ２１に感光体ドラム３１が近づく。感光体ドラム３１のドラムシャフト３１１と、現像ローラ２１のローラシャフト２１１は、それぞれ、現像ローラ２１と感光体ドラム３１とが近接する方向に付勢されているので、スペーサ部材２１２が感光体ドラム３１の画像形成領域３１３の外側に当接する位置で位置決めされて、所定のＤＳＤを形成するものとなる。

【0063】

すなわち、図１３Ａに示すように、現像ユニット２０に対して感光体ユニット３０をスライド移動させるとき、ドラムシャフト３１１は現像ユニット２０側の第１保持部材２６へ移動し、第１嵌合孔２６１に嵌め込まれていく。図１３Ｂに示すように、ドラムシャフト３１１の先端部にはテーパ部３１２が設けられているので、ドラムシャフト３１１と第１嵌合孔２６１との位置ずれは許容されて、ドラムシャフト３１１が第１嵌合孔２６１にスムーズに嵌合される。

【0064】

同時に、図１３Ａに示すように、感光体ユニット３０側の第２保持部材３７は、現像ローラ２１のローラシャフト２１１の方へ移動し、ローラシャフト２１１に嵌まり合う。図１３Ｂに示すように、第２保持部材３７の第２嵌合孔３７１にはテーパ部３７２が設けられているので、ローラシャフト２１１に対して第２嵌合孔３７１が位置ずれしていても許容され、ローラシャフト２１１がスムーズに嵌合される。

【0065】

さらに、現像ユニット２０に対して感光体ユニット３０をスライド移動させることで、図１３Ｃに示すように、感光体ドラム３１のドラムシャフト３１１は、第１保持部材２６の第１嵌合孔２６１に嵌合され、現像ローラ２１のローラシャフト２１１には、第２保持部材３７の第２嵌合孔３７１が嵌合する。感光体ユニット３０と現像ユニット２０とは、位置決めされた状態で一体化される。このとき、感光体ドラム３１と現像ローラ２１のＤＳＤは、前後のスペーサ部材２１２によって適正に設定される。

【0066】

図１３Ｂに示すように、ドラムシャフト３１１が第１嵌合孔２６１に嵌合するときには、第１保持部材２６はドラムシャフト３１１の位置に近づきながら第１嵌合孔２６１に嵌め込むように作用する。すなわち、図９および図１０に示したように、第１保持部材２６はＡ１方向（現像ローラ２１と感光体ドラム３１とを近接させる方向）に付勢されており、ドラムシャフト３１１が第１嵌合孔２６１に嵌合するときには、その付勢力に抗してＡ１方向の反対方向にスライドして、ドラムシャフト３１１の進入を受け止める。ドラムシャフト３１１は、第１保持部材２６に嵌め込まれる際には、テーパ部３１２の作用と相まって、現像ローラ２１と感光体ドラム３１とが離れる方向に第１保持部材２６を移動させつつ、嵌合するものとなる。

【0067】

また、第２保持部材３７がローラシャフト２１１と嵌合するときには、第２保持部材３７はローラシャフト２１１の位置に近づきながら第２嵌合孔３７１が嵌まり合うように作用する。図１１および図１２に示したように、第２保持部材３７はＢ１方向（現像ローラ２１と感光体ドラム３１とを近接させる方向）に付勢されている。第２保持部材３７とローラシャフト２１１とが嵌合するとき、第２保持部材３７はテーパ部３７２の作用と相まって、付勢力に抗してＢ１方向の反対方向にスライドし、ローラシャフト２１１の進入を受け止める。ローラシャフト２１１は、第２保持部材３７が嵌め込まれる際に、現像ローラ２１と感光体ドラム３１とが離れる方向に第２保持部材３７を移動させつつ、嵌合する。

【0068】

ドラムシャフト３１１が第１嵌合孔２６１に嵌合し、ローラシャフト２１１が第２嵌合孔３７１に嵌合すると、付勢力によって第１保持部材２６はＡ１方向にスライドし、第２保持部材３７はＢ１方向にスライドする。スペーサ部材２１２が感光体ドラム３１の画像形成領域３１３の外側に当接することで、スライドは停止し、現像ローラ２１は感光体ドラム３１と平行に並び、かつ互いの外周面同士が近接するように配置される（図１４参照）。これにより、現像ローラ２１と感光体ドラム３１との適正なＤＳＤが保持され、その状態で、現像ユニット２０と感光体ユニット３０とが位置決めされて一体化される。現像ユニット２０と感光体ユニット３０とは、一体化された状態で装置本体１１の所定位置に対して装着可能とされる。

【0069】

このように、プロセスカートリッジ１０は、現像ユニット２０に対して感光体ユニット３０をスライド移動させるという簡単な操作で一体化することができる。また、この一体化された状態において、ＤＳＤは、前側Ｙ１および後ろ側Ｙ２のスペーサ部材２１２で適正に決められることになるので、ＤＳＤが高精度に安定化される。

【0070】

さらに、感光体ドラム３１のドラムシャフト３１１と現像ローラ２１のローラシャフト２１１とが支持される第１保持部材２６および第２保持部材３７は、それぞれ、現像ローラ２１と感光体ドラム３１との離接方向にスライド可能に設けられるとともに、現像ローラ２１と感光体ドラム３１とを近接させる方向に付勢されているので、部品精度や取り付け精度に依ることなく、ＤＳＤを精度よく設定し得て、安定的に保持することができる。

【0071】

第１保持部材２６および第２保持部材３７は、現像ローラ２１と感光体ドラム３１とが離れる方向にスライドして、ドラムシャフト３１１とローラシャフト２１１とを嵌合させる構成であるので、感光体ドラム３１の画像形成領域３１３に現像ユニット２０を接触させることなく位置決めすることが可能となる。また、プロセスカートリッジ１０は、前記のような組立時と逆の操作を行うことで、感光体ユニット３０と現像ユニット２０とに容易に分離させることができる。したがって、プロセスカートリッジ１０の一体化および分離の作業負担を大幅に軽減することができ、メンテナンス性も向上させることができる。

【0072】

なお、前記実施形態の説明では、ガイドピン３８を回動支点として、現像ユニット２０に対して感光体ユニット３０を回動させることが可能であることを示したが、この回転動作は必ずしも必要ではない。ただし、ガイドピン３８をガイド部２９に先に係合させていることで、組立時の操作性は向上する。また、現像ユニット２０に備えられる第１保持部材２６や、感光体ユニット３０に備えられる第２保持部材３７の配置形態や形状等も例示した形態には限定されない。

【0073】

本発明は、以上説明した実施形態に限定されるものではなく、他のいろいろな形で実施することができる。そのため、前記実施形態はあらゆる点で単なる例示にすぎず、限定的に解釈してはならない。本発明の範囲は請求の範囲によって示すものであって、明細書本文には、なんら拘束されない。さらに、請求の範囲の均等範囲に属する変形や変更は、すべて本発明の範囲内のものである。

【符号の説明】

【0074】

１ 画像形成装置
１１ 装置本体
２０ 現像ユニット
２１ 現像ローラ
２１１ ローラシャフト
２１２ スペーサ部材
２２ 搬送部材
２３ 現像ハウジング
２４ 前フレーム
２５ 第１支持部
２５１ スライド孔
２６ 第１保持部材
２６１ 第１嵌合孔
２６２ 爪部
２７ 付勢部材
２８ 後ろフレーム
２９ ガイド部
３０ 感光体ユニット
３１ 感光体ドラム
３１１ ドラムシャフト
３１２ テーパ部
３１３ 画像形成領域
３４ 前フレーム
３５ 後ろフレーム
３６ 第２支持部
３６１ スライド孔
３７ 第２保持部材
３７１ 第２嵌合孔
３７２ テーパ部
３７３ 爪部
３８ ガイドピン
Ｌ１、Ｌ２ 仮想直線

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13A】

【図13B】

【図13C】

【図14】