DE69716983T2

DE69716983T2 - Process cartridge and electrophotographic imaging device

Info

Publication number: DE69716983T2
Application number: DE1997616983
Authority: DE
Inventors: Yoshihiro Ito; Toshiharu Kawai; Kazushi Watanabe
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1996-03-21
Filing date: 1997-03-21
Publication date: 2003-07-03
Anticipated expiration: 2017-03-22
Also published as: HK1002666A1; DE69716983D1

Description

FIELD OF THE INVENTION AND REMARKS ON THE PRIOR ART

Die Erfindung betrifft eine Prozeßkartusche und ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät. Hier bedeutet das elektrophotographische Bilderzeugungsgerät ein Gerät, das einen elektrophotographischen Bilderzeugungsprozeß zum Erzeugen eines Bilds auf einem Aufzeichnungsmedium verwendet. Beispiele des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts schließen ein elektrophotographisches Kopiergerät, einen elektrophotographischen Drucker (Laserstrahldrucker, LED- Drucker oder dergleichen), ein Faksimilegerät und ein Textverarbeitungssystem ein.The invention relates to a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus. Here, the electrophotographic image forming apparatus means an apparatus that uses an electrophotographic image forming process for forming an image on a recording medium. Examples of the electrophotographic image forming apparatus include an electrophotographic copying machine, an electrophotographic printer (laser beam printer, LED printer or the like), a facsimile machine and a word processing system.

Hier kann die Prozeßkartusche eine Kartusche sein, welche an einer Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts abnehmbar angeordnet werden kann, und welche als eine Einheit ein elektrophotographisches, lichtempfindliches Element und mindestens eine der Prozeßvorrichtungen, wie z. B. eine Aufladevorrichtung, eine Entwicklungsvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung oder dergleichen, enthält. Die Prozeßkartusche kann eine Kartusche sein, welche an einer Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts abnehmbar angeordnet werden kann, und welche als eine Einheit ein elektrophotographisches, lichtempfindliches Element und eine Prozeßvorrichtung, wie z. B. eine Aufladevorrichtung, eine Entwicklungsvorrichtung, eine Reinigungsvorrichtung oder dergleichen, enthält. Die Prozeßkartusche kann eine Kartusche sein, welche durch einen Bediener an einer Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts abnehmbar angeordnet werden kann, und welche als eine Einheit ein elektrophotographisches, lichtempfindliches Element und eine Entwicklungsvorrichtung enthält. Da die Prozeßkartusche in bezug auf die Hauptbaugruppe der Vorrichtung abnehmbar angeordnet werden kann, ist die Wartung der Vorrichtung leicht möglich.Here, the process cartridge may be a cartridge which can be detachably mounted on a main assembly of an image forming apparatus, and which contains as a unit an electrophotographic photosensitive member and at least one of the processing devices such as a charging device, a developing device, a cleaning device or the like. The process cartridge may be a cartridge which can be detachably mounted on a main assembly of an image forming apparatus, and which contains as a unit an electrophotographic photosensitive member and a processing device such as a charging device, a developing device, a cleaning device or the like. The process cartridge may be a cartridge which can be detachably mounted on a main assembly of an image forming apparatus by an operator, and which contains as a unit an electrophotographic photosensitive member and a developing device. Since the process cartridge is detachable with respect to the main assembly of the Since the device can be arranged detachably, maintenance of the device is easy.

Ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät, welches das elektrophotographische Bilderzeugungsverfahren anwendet, ist derart, daß ein latentes Bild durch selektives Belichten des durch eine Aufladevorrichtung gleichmäßig aufgeladenen elektrophotographischen, lichtempfindlichem Elements mit dem Bildinformationslicht erzeugt wird. Das latente Bild wird durch eine Entwicklungsvorrichtung mit Toner zu einem Tonerbild entwickelt. Das auf diese Weise erzeugte Tonerbild wird durch eine Übertragungsvorrichtung auf ein Aufzeichnungsmedium übertragen, um auf dem Aufzeichnungsmaterial ein Bild zu erzeugen.An electrophotographic image forming apparatus using the electrophotographic image forming method is such that a latent image is formed by selectively exposing the electrophotographic photosensitive member uniformly charged by a charging device to the image information light. The latent image is developed into a toner image by a developing device with toner. The toner image thus formed is transferred to a recording medium by a transfer device to form an image on the recording medium.

Wenn die Anordnung der Prozeßkartusche an der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgeräts erfolgt, wird die Position der Prozeßkartusche auf wünschenswerte Weise genau eingestellt.When the process cartridge is mounted on the main assembly of the image forming apparatus, the position of the process cartridge is desirably adjusted accurately.

Die EP-A-0735432 beschreibt eine Antriebskupplungsvorrichtung zum Übertragen der Antriebskraft auf eine lichtempfindliche Trommel in einem Bilderzeugungsgerät, wobei die zwei Teile der Kupplungsvorrichtung axial ausgerichtet und zueinander gedrängt werden, wenn durch die Kupplungsvorrichtung eine Antriebskraft übertragen wird.EP-A-0735432 describes a drive coupling device for transmitting the driving force to a photosensitive drum in an image forming apparatus, wherein the two parts of the coupling device are axially aligned and urged towards each other when a driving force is transmitted through the coupling device.

Es ist demgemäß eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Prozeßkartusche und ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät zu schaffen, wobei dann, wenn eine Prozeß kartusche an der Hauptbaugruppe des Geräts angeordnet wird, die Prozeßkartusche an der Hauptbaugruppe des Geräts genau positioniert werden kann.It is accordingly an object of the present invention to provide a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus, wherein when a process cartridge is mounted on the main assembly of the apparatus, the process cartridge can be accurately positioned on the main assembly of the apparatus.

Es ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Prozeßkartusche und ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät zu schaffen, wobei dann, wenn die Prozeßkartusche an der Hauptbaugruppe angeordnet wird, die Prozeßkartusche an der Hauptbaugruppe des Geräts in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel korrekt angeordnet werden kann.It is an object of the present invention to provide a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus, wherein when the process cartridge is mounted on the main assembly, the process cartridge is mounted on the main assembly of the device can be correctly positioned in the longitudinal direction of the photosensitive drum.

Es weiterhin ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Prozeßkartusche und ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät zu schaffen, wobei dann, wenn die Prozeßkartusche an der Hauptbaugruppe des Geräts angeordnet wird, eine lichtempfindliche Trommel durch eine Kupplungsvorrichtung in Drehung versetzt werden kann.It is a further object of the present invention to provide a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus, wherein when the process cartridge is mounted on the main assembly of the apparatus, a photosensitive drum can be rotated by a clutch device.

Es ist ferner ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Prozeßkartusche und ein elektrophotographisches Bilderzeugungsgerät zu schaffen, wobei die Position der Prozeßkartusche in bezug auf die Hauptbaugruppe des Geräts in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel durch die Anlage zwischen einem Endabschnitt einer Welle mit einem Vorsprung und einer Oberfläche bestimmt ist, die ein Loch definiert.It is a further object of the present invention to provide a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus, wherein the position of the process cartridge with respect to the main assembly of the apparatus in the longitudinal direction of the photosensitive drum is determined by the engagement between an end portion of a shaft having a projection and a surface defining a hole.

Diese Aufgabe und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden bei Betrachtung der folgenden Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen deutlich.This object and other objects, features and advantages of the present invention will become apparent upon consideration of the following description of the preferred embodiments of the invention taken in conjunction with the accompanying drawings.

BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

Fig. 1 zeigt eine Querschnittansicht eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 1 is a cross-sectional view of an electrophotographic image forming apparatus according to an embodiment of the present invention,

Fig. 2 zeigt eine Querschnittansicht einer Prozeßkartusche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 2 shows a cross-sectional view of a process cartridge according to an embodiment of the present invention,

Fig. 3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Prozeßkartusche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 3 shows a perspective view of a process cartridge according to an embodiment of the present invention,

Fig. 4 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Prozeßkartusche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 4 shows a perspective view of a process cartridge according to an embodiment of the present invention,

Fig. 5 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Prozeßkartusche-Anordnungsabschnitts einer Hauptbaugruppe eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 5 is a perspective view of a process cartridge mounting portion of a main assembly of an electrophotographic Image forming apparatus according to an embodiment of the present invention,

Fig. 6 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Prozeßkartusche-Anordnungsabschnitts einer Hauptbaugruppe eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 6 is a perspective view of a process cartridge mounting portion of a main assembly of an electrophotographic image forming apparatus according to an embodiment of the present invention,

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Trommelflanschs (Antriebskraft-Übertragungsteil) gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 7 is a perspective view of a drum flange (driving force transmission part) according to an embodiment of the present invention,

Fig. 8 zeigt eine perspektivische Ansicht einer lichtempfindlichen Trommel gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 8 is a perspective view of a photosensitive drum according to an embodiment of the present invention,

Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht eines Prozeßkartuschenseiten-Kupplungsvorrichtungsabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 9 is a sectional view of a process cartridge side coupling device portion according to an embodiment of the present invention,

Fig. 10 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Kupplungsvorrichtungsabschnitts einer Prozeßkartusche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 10 is a perspective view of a coupling device portion of a process cartridge according to an embodiment of the present invention,

Fig. 11 zeigt eine Schnittansicht eines Antriebssystems einer Hauptbaugruppe eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 11 is a sectional view of a drive system of a main assembly of an electrophotographic image forming apparatus according to an embodiment of the present invention,

Fig. 12 zeigt eine Schnittansicht eines Antriebssystems einer Hauptbaugruppe eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 12 is a sectional view of a drive system of a main assembly of an electrophotographic image forming apparatus according to an embodiment of the present invention,

Fig. 13 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kupplungsvorrichtung einer Hauptbaugruppe der Vorrichtung und eine Kupplungsvorrichtung der Prozeßkartusche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 13 is a perspective view of a coupling device of a main assembly of the apparatus and a coupling device of the process cartridge according to an embodiment of the present invention,

Fig. 14 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kupplungsvorrichtung einer Hauptbaugruppe einer Vorrichtung und einer Kupplungsvorrichtung einer Prozeßkartusche gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 14 is a perspective view of a coupling device of a main assembly of a device and a coupling device of a process cartridge according to an embodiment of the present invention,

Fig. 15 zeigt eine Schnittansicht eines Aufbaus eines Kupplungsvorrichtungsabschnitts und einer Abdeckung der Hauptbaugruppe der Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 15 is a sectional view showing a structure of a clutch device portion and a cover of the main assembly of the device according to an embodiment of the present invention,

Fig. 16 zeigt eine Seitenansicht eines Aufbaus einer aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 16 is a side view showing a structure of a female clutch device shaft according to an embodiment of the present invention,

Fig. 17 zeigt eine Seitenansicht eines Aufbaus einer aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle beim Montieren bzw. Demontieren der Prozeßkartusche in bezug auf die Hauptbaugruppe gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 17 is a side view showing a structure of a female coupling device shaft when assembling or disassembling the process cartridge with respect to the main assembly according to an embodiment of the present invention,

Fig. 18 zeigt eine Schnittansicht einer Vertiefung und eines Kupplungsvorrichtungsvorsprungs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 18 shows a sectional view of a recess and a coupling device projection according to an embodiment of the present invention,

Fig. 19 zeigt eine Schnittansicht eines Kupplungsvorrichtungsvorsprungs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 19 shows a sectional view of a clutch device projection according to an embodiment of the present invention,

Fig. 20 zeigt eine Schnittansicht eines Prozeßkartuschenseiten-Kupplungsvorrichtungsabschnitts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 20 is a sectional view of a process cartridge side coupling device portion according to an embodiment of the present invention,

Fig. 21 zeigt eine Schnittansicht eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 21 is a sectional view of an electrophotographic image forming apparatus according to an embodiment of the present invention,

Fig. 22 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Vertiefung und eines Kupplungsvorrichtungsvorsprungs gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 22 shows a perspective view of a recess and a coupling device projection according to an embodiment of the present invention,

Fig. 23 zeigt eine Querschnittansicht und eine Draufsicht einer Vorsprungswelle in der Form eines dreieckförmigen Drallprismas, das an der Prozeßkartusche vorgesehen ist, und einer in Eingriff bringbaren aufnehmenden Welle, die in der Hauptbaugruppe einer Vorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung vorgesehen ist,Fig. 23 shows a cross-sectional view and a plan view of a projection shaft in the form of a triangular swirl prism provided on the process cartridge and an engageable receiving shaft provided in the main assembly of an apparatus according to an embodiment of the present invention,

Fig. 24 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Drallvertiefung mit einem Querschnitt mit Dreiecksform in der Prozeßkartusche und einen Vorsprung in der Form eines dreieckigen Drallgegenprismas in der Hauptbaugruppe der Vorrichtung,Fig. 24 is a perspective view of a swirl recess having a triangular cross section in the process cartridge and a projection in the form of a triangular swirl counter prism in the main assembly of the device,

Fig. 25 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Antriebsmechanismus der in Fig. 24 gezeigten Kupplungsvorrichtung,Fig. 25 shows a perspective view of a drive mechanism of the coupling device shown in Fig. 24,

Fig. 26 zeigt einen Wechselbeziehungsmechanismus einer Antriebsvorrichtung und einer in Offenlage bringbaren Abdeckung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 26 shows an interrelation mechanism of a drive device and an openable cover according to an embodiment of the present invention,

Fig. 27 zeigt einen Wechselbeziehungsmechanismus der Antriebsvorrichtung und einer in Offenlage bringbaren Abdeckung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung,Fig. 27 shows an interaction mechanism of the drive device and an openable cover according to an embodiment of the present invention,

Fig. 28 zeigt eine Längsschnittansicht einer lichtempfindlichen Trommel und einer Antriebsvorrichtung für diese Trommel,Fig. 28 shows a longitudinal sectional view of a photosensitive drum and a drive device for this drum,

Fig. 29 zeigt eine schematische Draufsicht zur Darstellung eines Anordnungszustands einer Prozeßkartusche in bezug auf die Hauptbaugruppe des Geräts in der Längsrichtung einer lichtempfindlichen Trommel,Fig. 29 is a schematic plan view showing an arrangement state of a process cartridge with respect to the main assembly of the apparatus in the longitudinal direction of a photosensitive drum,

Fig. 30 zeigt eine schematische Draufsicht zur Darstellung eines Anordnungszustands einer Prozeßkartusche in bezug auf die Hauptbaugruppe des Geräts in der Längsrichtung einer lichtempfindlichen Trommel,Fig. 30 is a schematic plan view showing an arrangement state of a process cartridge with respect to the main assembly of the apparatus in the longitudinal direction of a photosensitive drum,

Fig. 31 zeigt eine schematische Draufsicht zur Darstellung eines Anordnungszustands einer Prozeßkartusche in bezug auf die Hauptbaugruppe des Geräts in der Längsrichtung einer lichtempfindlichen Trommel,Fig. 31 is a schematic plan view showing an arrangement state of a process cartridge with respect to the main assembly of the apparatus in the longitudinal direction of a photosensitive drum,

Fig. 32 zeigt eine schematische Draufsicht zur Darstellung eines Positionierzustands einer Prozeßkartusche in einer Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts in einer Längsrichtung einer lichtempfindlichen Trommel,Fig. 32 is a schematic plan view showing a positioning state of a process cartridge in a main assembly of an image forming apparatus in a longitudinal direction of a photosensitive drum,

Fig. 33 zeigt eine schematische Draufsicht zur Darstellung eines Positionierzustands einer Prozeßkartusche in einer Hauptbaugruppe eines Bilderzeugungsgeräts in einer Längsrichtung einer lichtempfindlichen Trommel, undFig. 33 is a schematic plan view showing a positioning state of a process cartridge in a main assembly of an image forming apparatus in a longitudinal direction of a photosensitive drum, and

Fig. 34 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Kupplungsvorrichtung gemäß einer anderen Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.Fig. 34 shows a perspective view of a coupling device according to another embodiment of the present invention.

DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS

Die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung werden nachstehend in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen beschrieben.The embodiments of the present invention are described below in conjunction with the accompanying drawings.

Embodiment 1

Unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 10 erfolgt nachstehend die Beschreibung einer Prozeßkartusche und eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts, an welchem diese abnehmbar angeordnet werden kann, gemäß der Ausführungsform 1. In der folgenden Beschreibung wird der allgemeine Aufbau der Prozeßkartusche und des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts, die mit diesem verwendbar ist, unter Bezugnahme auf Fig. 1 bis Fig. 6 zuerst erläutert und dann der Aufbau einer Kupplungsvorrichtung eines Antriebskraft-Übertragungsmechanismus zwischen der Prozeßkartusche und dem Bilderzeugungsgerät unter Bezugnahme auf Fig. 7 bis Fig. 10.Referring to Fig. 1 to Fig. 10, description will be given below of a process cartridge and an electrophotographic image forming apparatus to which it can be detachably mounted according to Embodiment 1. In the following description, the general structure of the process cartridge and the electrophotographic image forming apparatus usable therewith will be explained first with reference to Fig. 1 to Fig. 6, and then the structure of a coupling device of a driving force transmission mechanism between the process cartridge and the image forming apparatus will be explained with reference to Fig. 7 to Fig. 10.

{General structure}

Fig. 1 zeigt eine schematische Ansicht des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts A, an welchem die Prozeßkartusche montiert ist. Fig. 2 zeigt eine Querschnittansicht der Prozeßkartusche B. Fig. 3 und 4 zeigen perspektivische Ansichten der äußeren Erscheinung der Prozeßkartusche, und Fig. 5 und 6 zeigen Vorrichtungsstrukturen zur Anordnung der Prozeßkartusche an der Hauptbaugruppe der Vorrichtung.Fig. 1 is a schematic view of the electrophotographic image forming apparatus A on which the process cartridge is mounted. Fig. 2 is a cross-sectional view of the process cartridge B. Figs. 3 and 4 are perspective views of the external appearance of the process cartridge, and Figs. 5 and 6 are device structures for arranging the process cartridge on the main assembly of the apparatus.

In diesem elektrophotographischen Bilderzeugungsgerät (Laserstrahldrucker in der Ausführungsform), wie in Fig. 1 gezeigt, wird ein elektrophotographisches, lichtempfindliches Element 7 mit einem Trommelaufbau einem von einem optischen System 1 zugeführten Laserstrahl auf der Grundlage von Bilddaten so belichtet, daß auf dem lichtempfindlichen Element ein latentes Bild erzeugt wird, und das latente Bild wird mit Toner zu einem Tonerbild entwickelt. Im Gleichlauf mit der Erzeugung des Tonerbilds wird ein Aufzeichnungsmedium 2 (Aufzeichnungsblatt oder dergleichen) durch eine Transportvorrichtung 3, die Aufnahmewalzen 3b, Zuführwalzen 3c, Zu- führwalzen 3d, Ausrichtwalzen 3e oder dergleichen aufweist, von einer Zuführkassette 3a zugeführt. Das Tonerbild, das auf der lichtempfindlichen Trommel 7 erzeugt ist, wird durch Anlegen einer Spannung an die Übertragungswalze 4 als die Übertragungsvorrichtung auf das Aufzeichnungsmedium 2 übertragen. Das Aufzeichnungsmedium 2 wird durch eine Führungsplatte 3f zu einer Fixiervorrichtung 5 geleitet. Die Fixiervorrichtung 5 weist eine Fixierwalze 5c mit einer Antriebswalze 5a und einer Heizvorrichtung 5b auf und wirkt mit Wärme und Druck auf das Aufzeichnungsmedium 2 ein, um das übertragene Tonerbild auf dem Aufzeichnungsmedium 2 zu fixieren. Das Aufzeichnungsmedium 2 wird durch die Austragwalzen 3g und 3h zugeführt und wird über einen Umkehrzuführpfad zu dem Austragabschnitt 6 ausgetragen. In dem Bilderzeugungsgerät A ist eine Blattzuführung von Hand möglich, wobei eine Handzuführablage und eine Walze 3j verwendet werden.In this electrophotographic image forming apparatus (laser beam printer in the embodiment), as shown in Fig. 1, an electrophotographic photosensitive member 7 having a drum structure is exposed to a laser beam supplied from an optical system 1 based on image data so that a latent image is formed on the photosensitive member, and the latent image is developed with toner into a toner image. In synchronization with the formation of the toner image, a recording medium 2 (recording sheet or the like) is fed from a feed cassette 3a by a transport device 3 having pickup rollers 3b, feed rollers 3c, feed rollers 3d, registration rollers 3e or the like. The toner image formed on the photosensitive drum 7 is transferred to the recording medium 2 by applying a voltage to the transfer roller 4 as the transfer device. The recording medium 2 is guided to a fixing device 5 through a guide plate 3f. The fixing device 5 has a fixing roller 5c with a drive roller 5a and a heater 5b and applies heat and pressure to the recording medium 2 to fix the transferred toner image on the recording medium 2. The recording medium 2 is fed by the discharge rollers 3g and 3h and is discharged to the discharge section 6 via a reverse feed path. In the image forming apparatus A, manual sheet feeding is possible using a manual feed tray and a roller 3j.

Die Prozeßkartusche B enthält das elektrophotographische, lichtempfindliche Element und mindestens eine Prozeßvorrichtung. Die Prozeßvorrichtung weist z. B. auf: eine Aufladevorrichtung zum Aufladen des elektrophotographischen, lichtempfindlichen Elements, eine Entwicklungsvorrichtung zum Entwickeln des latenten Bilds auf dem elektrophotographischen, lichtempfindlichen Element und eine Reinigungsvorrichtung zum Entfernen des rückständigen Toners von der Oberfläche des elektrophotographischen, lichtempfindlichen Elements.The process cartridge B contains the electrophotographic photosensitive member and at least one process device. The process device includes, for example: a charging device for charging the electrophotographic photosensitive member, a developing device for developing the latent image on the electrophotographic photosensitive member, and a cleaning device for removing the residual toner from the surface of the electrophotographic photosensitive member.

Die Prozeßkartusche B dieses Beispiels enthält eine lichtempfindliche Trommel 7, die Aufladewalze 8, die Belichtungsöffnung 9 und die Entwicklungsvorrichtung 10, wie gezeigt. Die elektrophotographische, lichtempfindliche Trommel 7 in der Prozeßkartusche B wird durch die Hauptbaugruppe 13 der Vorrichtung über einen Kupplungsvorrichtungsmechanismus gedreht, wie weiter nachstehend beschrieben ist. Die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel wird durch das Anlegen der Spannung an die Aufladewalze 8, welche eine Aufladevorrichtung ist, der gleichmäßigen Aufladung unterzogen, und das datengesteuerte Licht von dem optischen System 1 wird durch eine Belichtungsöffnung 9 auf die lichtempfindliche Trommel 7 projiziert, um ein latentes Bild zu erzeugen, welches durch die Entwicklungsvorrichtung 10 entwickelt wird.The process cartridge B of this example includes a photosensitive drum 7, the charging roller 8, the exposure aperture 9 and the developing device 10 as shown. The electrophotographic photosensitive drum 7 in the process cartridge B is rotated by the device main assembly 13 via a clutch mechanism as described later. The surface of the photosensitive drum is subjected to uniform charging by applying the voltage to the charging roller 8 which is a charging device, and the data-controlled light from the optical system 1 is projected onto the photosensitive drum 7 through an exposure aperture 9 to form a latent image which is developed by the developing device 10.

In der Entwicklungsvorrichtung 10 wird der Toner in einem Toneraufnahmeabschnitt 10a durch Drehung eines Zuführelements 10b ausgespeist. Eine Entwicklungswalze 10d, die einen fest angeordneten Magnet 10c aufweist, wird so gedreht, daß eine Tonerschicht, die eine triboelektrische Ladung aufweist, die durch eine Entwicklungsklinge 10e eingebracht ist, auf der Oberfläche der Entwicklungswalze 10d erzeugt wird. Der Toner wird gemäß dem latenten Bild auf die lichtempfindliche Trommel 7 übertragen, um das Tonerbild zu erzeugen (Sichtbarmachung). Das Tonerbild wird durch Anlegen der Spannung der entgegengesetzten Polarität des Tonerbilds an die Übertragungswalze 4, die in der Hauptbaugruppe 13 der Vorrichtung angeordnet ist, auf das Aufzeichnungsmedium 2 übertragen. Die lichtempfindliche Trommel 7 wird nach der Übertragung durch die Reinigungsvorrichtung 11 so gereinigt, daß der rückständige Toner entfernt wird. In mehr besonderer Weise wird der Toner durch die Reinigungsklinge 11a abgeschabt. Der auf diese Weise entfernte Toner wird in einem Resttonerbehälter 11e durch eine Aufnahmeunterlage 11b gesammelt.In the developing device 10, the toner in a toner receiving section 10a is fed out by rotation of a feeding member 10b. A developing roller 10d having a fixed magnet 10c is rotated so that a toner layer having a triboelectric charge introduced by a developing blade 10e is formed on the surface of the developing roller 10d. The toner is transferred to the photosensitive drum 7 according to the latent image to form the toner image (visualization). The toner image is formed by applying the voltage of the opposite polarity of the toner image to the transfer roller 4 provided in the main assembly 13 of the device is transferred to the recording medium 2. The photosensitive drum 7 is cleaned after the transfer by the cleaning device 11 so that the residual toner is removed. More particularly, the toner is scraped off by the cleaning blade 11a. The toner thus removed is collected in a residual toner container 11e by a receiving pad 11b.

Die Aufladewalze 8 ist in Kontakt mit der lichtempfindlichen Trommel 7 und wird durch die lichtempfindliche Trommel 7 angetrieben. Die Reinigungsklinge 11a ist in Kontakt mit der lichtempfindlichen Trommel 7.The charging roller 8 is in contact with the photosensitive drum 7 and is driven by the photosensitive drum 7. The cleaning blade 11a is in contact with the photosensitive drum 7.

Die Prozeßkartusche B weist einen Tonerrahmen 12a mit einem Toneraufnahmeabschnitt 10a zur Aufnahme des Toners und einen Entwicklungsrahmen 12b auf, der ein Entwicklungselement, wie z. B. eine Entwicklungswalze 10d, lagert, wobei die Rahmen miteinander verschweißt sind (in diesem Beispiel Ultraschallschweißen), um eine Entwicklungseinheit auszubilden. Diese Entwicklungseinheit ist mit einem Reinigungsrahmen 12c verschwenkbar verbunden, der die lichtempfindliche Trommel 7, die Aufladewalze 8, die Reinigungsvorrichtung 11 und dergleichen lagert. Die Prozeßkartusche B wird durch einen Bediener in einer Richtung, die eine Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 (Fig. 5 und 6) in einer Richtung kreuzt, an einer Kartuschenanordnungsvorrichtung der Hauptbaugruppe 13 der Vorrichtung montiert. Der Reinigungsrahmen 12c ist mit Montageführungen 12c4 versehen, die an ein Lager 12c2 angrenzen. Das Lager 24 (Vorsprung 24a), das an dem Reinigungsrahmen 12c angeordnet ist, ist mit einer Führung 24c versehen. Das Lager 24, der Vorsprung 24a und die Führung 24c sind einstückig formgebend erzeugt. Die Montageführungen 24c werden durch Führungen 15a, 15b geführt, wenn die Prozeßkartusche B angeordnet wird.The process cartridge B comprises a toner frame 12a having a toner receiving portion 10a for receiving the toner and a developing frame 12b supporting a developing member such as a developing roller 10d, the frames being welded together (in this example, ultrasonic welding) to form a developing unit. This developing unit is pivotally connected to a cleaning frame 12c supporting the photosensitive drum 7, the charging roller 8, the cleaning device 11 and the like. The process cartridge B is mounted by an operator in a direction crossing a longitudinal direction of the photosensitive drum 7 (Figs. 5 and 6) in one direction to a cartridge mounting device of the main assembly 13 of the apparatus. The cleaning frame 12c is provided with mounting guides 12c4 which are adjacent to a bearing 12c2. The bearing 24 (projection 24a) arranged on the cleaning frame 12c is provided with a guide 24c. The bearing 24, the projection 24a and the guide 24c are formed integrally. The mounting guides 24c are guided by guides 15a, 15b when the process cartridge B is arranged.

Als Kartuschenmontagevorrichtungen, wie in Fig. 5 gezeigt, sind Kartuschenmontageführungselemente 15 auf der linken und der rechten Seite eines Kartuschenanordnungsraums der Hauptbaugruppe 13 (eine Seite in Fig. 5 und die andere Seite in Fig. 6) einander in Gegenüberlage angeordnet. Die Führungselemente 15 weisen Führungsabschnitte 15a und 15c auf, die einander in Gegenüberlage sind, um als Führungen zu wirken, wenn die Prozeßkartusche B in die Hauptbaugruppe gedrückt wird. Die Prozeßkartusche wird eingefügt, während Vorsprünge oder dergleichen, die von entgegengesetzten Längsenden des Kartuschenrahmens vorstehen, durch die Führungsabschnitte 15a und 15c geführt werden. Wenn die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 13 anzuordnen ist, wird eine Abdeckung 14, welche um eine Achse 14a in Offenlage bringbar ist, geöffnet. Durch Schließen der in Offenlage bringbaren Abdeckung 14 wird die Prozeßkartusche B in dem Bilderzeugungsgerät A sachgemäß angeordnet. Wenn die Prozeßkartusche B aus der Hauptbaugruppe 13 zu entnehmen ist, wird die in Offenlage bringbare Abdeckung 14 geöffnet.As cartridge mounting devices, as shown in Fig. 5, cartridge mounting guide members 15 are provided on the left and the right side of a cartridge arranging space of the main assembly 13 (one side in Fig. 5 and the other side in Fig. 6) in opposition to each other. The guide members 15 have guide portions 15a and 15c which are in opposition to each other to act as guides when the process cartridge B is pushed into the main assembly. The process cartridge is inserted while projections or the like projecting from opposite longitudinal ends of the cartridge frame are guided by the guide portions 15a and 15c. When the process cartridge B is to be arranged in the main assembly 13, a cover 14 which is openable about an axis 14a is opened. By closing the openable cover 14, the process cartridge B is properly arranged in the image forming apparatus A. When the process cartridge B is to be removed from the main assembly 13, the cover 14 which can be brought into the open position is opened.

Wird die Prozeßkartusche B in dem Bilderzeugungsgerät A angeordnet, werden die kartuschenseitige Kupplungsvorrichtung und die hauptbaugruppenseitige Kupplungsvorrichtung in Wechselbeziehung mit der Schließoperation der in Offenlage bringbaren Abdeckung 14 verbunden, wie weiter nachstehend beschrieben ist, so daß die lichtempfindliche Trommel 7 und dergleichen die Antriebskraft von der Hauptbaugruppe aufnehmen kann.When the process cartridge B is mounted in the image forming apparatus A, the cartridge-side coupling device and the main assembly-side coupling device are connected in mutual relation with the closing operation of the openable cover 14 as will be described later, so that the photosensitive drum 7 and the like can receive the driving force from the main assembly.

{Clutch device and drive structure}

Nachstehend erfolgt die Beschreibung hinsichtlich des Aufbaus der Kupplungsvorrichtungsvorrichtung, welche ein Antriebskraft-Übertragungsmechanismus zum Übertragen der Antriebskraft von der Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts auf die Prozeßkartusche B ist.Next, description will be made regarding the structure of the clutch device which is a driving force transmission mechanism for transmitting the driving force from the main assembly 13 of the image forming apparatus to the process cartridge B.

Fig. 7 zeigt eine perspektivische Ansicht eines Trommelflanschs 16 als einen Antriebskraft-Übertragungsteil mit einer einstückig erzeugten Vorsprungswelle 17. Fig. 8 zeigt eine perspektivische Teilschnittansicht der lichtempfindlichen Trommel 7 mit einem Trommelflansch 16, der daran angeordnet ist. Fig. 9 zeigt eine Schnittansicht, wobei die lichtempfindliche Trommel 7 in der Prozeßkartusche B montiert ist. Fig. 10 zeigt eine vergrößerte perspektivische Ansicht der Vorsprungswelle 17 der Prozeßkartusche B der Fig. 9, Fig. 11 zeigt eine Beziehung zwischen der Vorsprungswelle 17 (an der Prozeßkartusche B vorgesehen) und der aufnehmenden Welle 18 (in der Hauptbaugruppe 13 vorgesehen).Fig. 7 shows a perspective view of a drum flange 16 as a driving force transmission part with an integrally produced projection shaft 17. Fig. 8 shows a perspective partial sectional view of the photosensitive drum 7 having a drum flange 16 disposed thereon. Fig. 9 is a sectional view wherein the photosensitive drum 7 is mounted in the process cartridge B. Fig. 10 is an enlarged perspective view of the projection shaft 17 of the process cartridge B of Fig. 9. Fig. 11 shows a relationship between the projection shaft 17 (provided on the process cartridge B) and the receiving shaft 18 (provided in the main assembly 13).

Wie Fig. 8 bis Fig. 11 zeigen, ist eine kartuschenseitige Kupplungsvorrichtungsvorrichtung an einem Längsende der lichtempfindlichen Trommel 7 in der Prozeßkartusche B angeordnet. Die Kupplungsvorrichtungsvorrichtung weist eine Vorsprungskupplungswelle 17 (Rundstangenaufbau) auf, die an dem Trommelflansch 16 angeordnet ist, der an einem Ende der lichtempfindlichen Trommel 7 fest angeordnet ist. Hier ist die Endfläche des Vorsprungs 17a parallel zu der Endfläche der Vorsprungswelle 17. Die Vorsprungswelle 17 ist im Eingriff mit einem Lager 24 und wirkt als eine Trommeldrehwelle. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Flansch 16, die Vorsprungskupplungswelle 17 und der Vorsprung 17a einstückig erzeugt. Der Flansch 16 ist mit einem Schrägzahnrad 16a versehen, um die Antriebskraft auf die Entwicklungswalze 10d in der Prozeßkartusche zu übertragen. Wie in Fig. 7 gezeigt, ist daher der Trommelflansch 16 ein einstückig formgebend erzeugtes Element mit dem Schrägzahnrad 16a, der Vorsprungswelle 17 und dem Vorsprung 17a und ist ein Antriebskraft- Übertragungsteil mit der Funktion zur Übertragung der Antriebskraft.As shown in Fig. 8 to Fig. 11, a cartridge-side coupling device is arranged at one longitudinal end of the photosensitive drum 7 in the process cartridge B. The coupling device comprises a projection coupling shaft 17 (round rod structure) arranged on the drum flange 16 fixedly arranged at one end of the photosensitive drum 7. Here, the end face of the projection 17a is parallel to the end face of the projection shaft 17. The projection shaft 17 is engaged with a bearing 24 and functions as a drum rotating shaft. In this embodiment, the flange 16, the projection coupling shaft 17 and the projection 17a are formed integrally. The flange 16 is provided with a helical gear 16a for transmitting the driving force to the developing roller 10d in the process cartridge. Therefore, as shown in Fig. 7, the drum flange 16 is an integrally formed member with the helical gear 16a, the projection shaft 17 and the projection 17a and is a driving force transmitting part having the function of transmitting the driving force.

Der Vorsprung 17a weist einen Drallvieleckprismenaufbau auf, in mehr besonderer Weise den Aufbau, der sich aus der Verdrehung eines im wesentlichen gleichseitigen, dreieckigen Prismas in der Drehrichtung ergibt. Die Vertiefung 18a weist eine Vieleckform auf, die in der Drehrichtung der Welle verdrillt ist und ist daher einander ergänzend mit dem Vorsprung 17a in Eingriff bringbar. Die Vertiefung 18a weist einen Abschnitt eines im wesentlichen gleichseitigen Dreiecks auf. Die Vertiefung 18a dreht sich einstückig mit dem Zahnrad 34 der Hauptbaugruppe 13. In dem Aufbau dieses Ausführungsbeispiels ist die Prozeßkartusche B an der Hauptbaugruppe 13 angeordnet, und der Vorsprung 17a und die Vertiefung 18a der Hauptbaugruppe 13 sind im Eingriff. Wenn die Drehkraft von der Vertiefung 18a auf den Vorsprung 17a übertragen wird, sind die Scheitel des Vorsprungs 17a des gleichseitigen Dreiecks regelmäßig in Kontakt mit den Innenflächen der Vertiefung 18a, und daher werden deren Mittelachsen durch die Drehung automatisch ausgerichtet, wie aus Fig. 8(a) und (b) deutlich wird. Ferner wird die Kraft in der Zugrichtung, welche den Vorsprung 17 zu der Vertiefung 18 verlagert, während der Drehung infolge deren Drallrichtungen erzeugt, so daß die Endfläche 17a1 des Vorsprungs mit der Vertiefung 18a in Kontakt gelangt. Da die lichtempfindliche Trommel 7 mit dem Vorsprung 17a einstückig ausgebildet ist, werden die axiale Position und die radiale Position in der Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts genau bestimmt.The projection 17a has a twisted polygonal prism structure, more particularly the structure resulting from the twisting of a substantially equilateral triangular prism in the direction of rotation. The recess 18a has a polygonal shape which is twisted in the direction of rotation of the shaft and is therefore complementarily engageable with the projection 17a. The recess 18a has a portion of a substantially equilateral triangle. The recess 18a rotates integrally with the gear 34 of the main assembly 13. In the structure of this embodiment, the process cartridge B is mounted on the main assembly 13, and the projection 17a and the recess 18a of the main assembly 13 are engaged. When the rotational force is transmitted from the recess 18a to the projection 17a, the vertices of the projection 17a of the equilateral triangle are regularly in contact with the inner surfaces of the recess 18a, and therefore, their center axes are automatically aligned by the rotation, as is clear from Fig. 8(a) and (b). Further, the force in the pulling direction which displaces the projection 17 toward the recess 18 is generated during the rotation due to their twist directions, so that the end surface 17a1 of the projection comes into contact with the recess 18a. Since the photosensitive drum 7 is integrally formed with the projection 17a, the axial position and the radial position in the main assembly 13 of the image forming apparatus are accurately determined.

Wenn von der lichtempfindlichen Trommel 7 gesehen, ist in diesem Ausführungsbeispiel die Drallrichtung des Vorsprungs 17a entgegengesetzt zu der Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7, von dem Grundkörperabschnitt des Vorsprungs weg und zu dessen Endabschnitt hin gerichtet. Die Dralirichtung der Vertiefung 18a ist entgegengesetzt dazu, weg von dem Einlaßabschnitt der Vertiefung 18a nach innen. Die Drallrichtung des Schrägzahnrads 16a des Trommelflanschs 16, welcher weiter nachstehend beschrieben ist, ist entgegengesetzt zu der Drallrichtung des Vorsprungs 17a.In this embodiment, when viewed from the photosensitive drum 7, the twist direction of the projection 17a is opposite to the rotation direction of the photosensitive drum 7, away from the body portion of the projection and toward the end portion thereof. The twist direction of the recess 18a is opposite thereto, away from the inlet portion of the recess 18a inward. The twist direction of the helical gear 16a of the drum flange 16, which will be described later, is opposite to the twist direction of the projection 17a.

Wie Fig. 18 zeigt, erfüllen der Vorsprung 17a und die Vertiefung 18a d1 < d0 < d2, wenn d0 ein Durchmesser eines umschriebenen Kreises R0 des dreieckigen Prismas des Vorsprungs 17a ist, d1 ist ein Durchmesser eines einbeschriebenen Kreises R1 des Raums in der Form eines Dreiecks der Vertiefung 18a, und d2 ist ein Durchmesser eines umschriebenen Kreises R2 des Dreiecks.As shown in Fig. 18, the projection 17a and the recess 18a satisfy d1 < d0 < d2, where d0 is a diameter of a circumscribed circle R0 of the triangular prism of the projection 17a, d1 is a diameter of an inscribed circle R1 of the space in the shape of a triangle of the recess 18a, and d2 is a diameter of a circumscribed circle R2 of the triangle.

Bevorzugte Beispiele der Wertebereiche der Durchmesser sind wie folgt:Preferred examples of the diameter value ranges are as follows:

d0 = ca. 3 mm- 70 mmd0 = approx. 3 mm - 70 mm

d1 = ca. 3 mm-70 mmd1 = approx. 3 mm-70 mm

d2 = ca. 3 mm-70 mm.d2 = approx. 3 mm-70 mm.

In diesen Bereichen sind die Größen so gewählt, um die vorstehend beschriebenen Beziehungen zu erfüllen.In these areas, the sizes are chosen to satisfy the relationships described above.

In diesem Ausführungsbeispiel sind die Größen wie folgt:In this example, the sizes are as follows:

d0 = ca. 16 mmd0 = approx. 16 mm

d1 = ca. 9,5 mmd1 = approx. 9.5mm

d2 = ca. 17,5 mm.d2 = approx. 17.5mm.

Der Grad oder die Menge der Verdrehung des Vorsprungs 17a beträgt ungefähr 1º-15º je 1 mm der Axiallänge des Vorsprungs 17a in der Drehrichtung. In mehr besonderer Weise ist in diesem Beispiel dieser ungefähr 7,5º je 1 mm der Axiallänge verdreht.The degree or amount of twisting of the projection 17a is approximately 1º-15º per 1 mm of the axial length of the projection 17a in the direction of rotation. More specifically, in this example, it is twisted approximately 7.5º per 1 mm of the axial length.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Werte begrenzt.However, the present invention is not limited to these values.

Die Position eines Querschnitts eines dreidimensionalen Elements wird theoretisch durch dessen Kontaktpunkte bestimmt. Wenn die Ausbildungen der Vorsprünge 17a und der Vertiefungen 18a im wesentlichen gleichseitige Dreiecke sind, sind die Scheitel des Vorsprungs 17a in Kontakt mit den Innenflächen des gleichseitigen Dreiecks unter denselben Bedingungen. Daher werden die Änderungen der Kontaktpunkte und die Drehungsungleichmäßigkeit des Koppelantriebs infolge der Belastungsänderung während der Drehung der Prozeßkartusche B minimiert, wodurch die Drehgenauigkeit der lichtempfindlichen Trommel 7 (Fig. 18) erhöht wird. Die Vorsprungswelle 17 und der Vorsprung 17a sind auf dem Trommelflansch 16 so angeordnet, daß dann, wenn der Trommelflansch 16 an einem Ende der lichtempfindlichen Trommel 7 montiert ist, dieser mit der Achse der lichtempfindlichen Trommel 7 ausgerichtet ist. Mit dem Bezugszeichen 16b ist ein Betätigungsabschnitt bezeichnet, welcher mit einer Innenfläche des Trommelzylinders 7a in Wirkbeziehung ist, wenn der Trommelflansch 16 an der lichtempfindlichen Trommel 7 montiert ist. Der Trommelflansch 16 ist an der lichtempfindlichen Trommel 7 durch Klammern, Kleben oder dergleichen angeordnet. Die Außenfläche des Trommelzylinders 7a ist mit einem lichtempfindlichen Material 7b beschichtet (siehe Fig. 8 und 9).The position of a cross section of a three-dimensional element is theoretically determined by its contact points. When the configurations of the projections 17a and the recesses 18a are substantially equilateral triangles, the vertices of the projection 17a are in contact with the inner surfaces of the equilateral triangle under the same conditions. Therefore, the changes in the contact points and the rotational unevenness of the coupling drive due to the load change during the rotation of the process cartridge B are minimized, thereby improving the rotational accuracy of the photosensitive member. Drum 7 (Fig. 18). The projection shaft 17 and the projection 17a are arranged on the drum flange 16 so that when the drum flange 16 is mounted on one end of the photosensitive drum 7, it is aligned with the axis of the photosensitive drum 7. Reference numeral 16b denotes an operating portion which is in engagement with an inner surface of the drum cylinder 7a when the drum flange 16 is mounted on the photosensitive drum 7. The drum flange 16 is arranged on the photosensitive drum 7 by clamping, gluing or the like. The outer surface of the drum cylinder 7a is coated with a photosensitive material 7b (see Figs. 8 and 9).

Ein Trommelflansch 25 ist an der Seite des anderen Endes der lichtempfindlichen Trommel 7 fest angeordnet. Der Trommelflansch 25 weist eine Trommelwelle 25a und ein Stirnrad 25b auf, das damit einstückig ausgebildet ist.A drum flange 25 is fixedly disposed on the other end side of the photosensitive drum 7. The drum flange 25 has a drum shaft 25a and a spur gear 25b formed integrally therewith.

Wenn die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 13 des Geräts angeordnet wird, gelangt die Trommelwelle 25a (Lager 12c2) in Eingriff mit einer U-Nut 15b (Fig. 5) der Hauptbaugruppe 13 des Geräts, um diese genau zu positionieren, und das Stirnrad 25b, das mit dem Flansch 25 einstückig formgebend erzeugt ist, ist im Eingriff mit einem Zahnrad (gezeigt) zur Übertragung der Antriebskraft auf die Übertragungswalze 4.When the process cartridge B is mounted in the main assembly 13 of the apparatus, the drum shaft 25a (bearing 12c2) engages with a U-groove 15b (Fig. 5) of the main assembly 13 of the apparatus to position it accurately, and the spur gear 25b formed integrally with the flange 25 is engaged with a gear (shown) for transmitting the driving force to the transfer roller 4.

Beispiele für das Material des Trommelflanschs 16 schließen Polyacetal, Polykarbonat, Polyamid und Polybutylenterephthalat oder ein anderes Harzmaterial ein. Andere Materialien sind verwendbar.Examples of the material of the drum flange 16 include polyacetal, polycarbonate, polyamide and polybutylene terephthalate or other resin material. Other materials are usable.

Um den Vorsprung 17a der Vorsprungskupplungswelle 17 der Prozeßkartusche B ist koaxial mit der Vorsprungswelle 17 ein runder Vorsprung 24a auf dem Reinigungsrahmen 12c angeordnet (Fig. 3 und 9). Der Vorsprung 24a dient zum Schutz des Kupplungsvorrichtungsvorsprungs 17a, wenn z. B. die Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe montiert oder demontiert wird, so daß der Kupplungsvorrichtungsvorsprung 17a vor Beschädigung oder Verformung durch äußere Kräfte oder dergleichen geschützt ist. Daher können Schwingungen oder Seitenschläge während der Kupplungsvorrichtungsantriebsoperation infolge der Beschädigung des Vorsprungs 17a vermieden werden.Around the projection 17a of the projection coupling shaft 17 of the process cartridge B, a round projection 24a is arranged on the cleaning frame 12c coaxially with the projection shaft 17 (Fig. 3 and 9). The projection 24a serves to protect the coupling device projection 17a when, for example, the process cartridge B is assembled or disassembled with respect to the main assembly, so that the clutch device projection 17a is protected from damage or deformation by external forces or the like. Therefore, vibration or side impact during the clutch device driving operation due to the damage of the projection 17a can be avoided.

Der Vorsprung 24a kann auch als ein Führungselement für die Montage und Demontage der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts dienen. Wenn in mehr besonderer Weise die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe A angeordnet wird, gelangt der Vorsprung 24a in Kontakt mit dem hauptbaugruppenseitigen Führungsabschnitt 15c und dient zum Führen der Prozeßkartusche B in die Anordnungsposition des Geräts, wodurch die Montage bzw. Demontage der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 erleichtert wird. Wenn die Prozeßkartusche B in der Anordnungsposition montiert ist, wird der Vorsprung 24a durch die Vertiefung 15d getragen, die auf dem Führungsabschnitt 15c vorgesehen ist. Wenn die Vorsprungskupplungswelle 17 und die aufnehmende Welle 18 durch die Antriebskraft zur Bilderzeugung ausgerichtet sind, erhebt sich der Vorsprung 24a geringfügig von der U-Nut 15d (ungefähr 0,3 mm-1,0 mm), und der Spalt zwischen dem Vorsprung 24a und dem Hauptbaugruppen-Führungsabschnitt 15a (Vertiefung 15d) ist kleiner als der Spalt zwischen dem Kupplungsvorrichtungsvorsprung 17a und der Vertiefung 18a in der Radialrichtung. Daher wird die Wirkbeziehung zwischen dem Kupplungsvorrichtungsvorsprung 17a und der Vertiefung 18 zugelassen, während die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 13 angeordnet ist. Eine Vertiefung 18a ist in Gegenüberlage der U-Nut 15d vorgesehen. Der Aufbau des Vorsprungs 24a ist nicht auf den runden begrenzt, wie in diesem Beispiel, sondern kann jeder sein, z. B. ein bogenförmiger Aufbau, wenn dieser durch den Führungsabschnitt 15c geführt und durch die U-Nut 15d getragen wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist das Lager 24 zum drehbaren Lagern des Wellenabschnitts 17 und des runden Vorsprungs 24a einstückig formgebend erzeugt und ist an dem Reinigungsrahmen 12c durch Schrauben fest angeordnet (Fig. 9), doch das Lager 24 und der Vorsprung 24a können getrennte Elemente sein.The projection 24a can also serve as a guide member for mounting and dismounting the process cartridge B with respect to the main assembly 13 of the image forming apparatus. More particularly, when the process cartridge B is mounted in the main assembly A, the projection 24a comes into contact with the main assembly side guide portion 15c and serves to guide the process cartridge B to the mounting position of the apparatus, thereby facilitating the mounting and dismounting of the process cartridge B with respect to the main assembly 13. When the process cartridge B is mounted in the mounting position, the projection 24a is supported by the recess 15d provided on the guide portion 15c. When the projection coupling shaft 17 and the receiving shaft 18 are aligned by the driving force for image formation, the projection 24a rises slightly from the U-groove 15d (approximately 0.3 mm-1.0 mm), and the gap between the projection 24a and the main assembly guide portion 15a (recess 15d) is smaller than the gap between the coupling device projection 17a and the recess 18a in the radial direction. Therefore, the engagement between the coupling device projection 17a and the recess 18 is permitted while the process cartridge B is disposed in the main assembly 13. A recess 18a is provided in opposition to the U-groove 15d. The structure of the projection 24a is not limited to the round one as in this example, but may be any one, for example, a round one. B. an arcuate structure when guided by the guide portion 15c and supported by the U-groove 15d. In this embodiment, the bearing 24 is for rotatably supporting the shaft portion 17 and the boss 24a. formed in one piece and is fixed to the cleaning frame 12c by screws (Fig. 9), but the bearing 24 and the projection 24a may be separate elements.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Trommelwelle 25a in Wirkbeziehung mit dem Lagerabschnitt 12c2, der in dem Reinigungsrahmen 12c (Fig. 49) angeordnet ist, und die Vorsprungswelle 17 ist in Wirkbeziehung mit der Innenfläche des Lagers 24, das in dem Reinigungsrahmen 12c vorgesehen ist, und in diesem Zustand ist die lichtempfindliche Trommel 7 in dem Reinigungsrahmen 12c der Prozeßkartusche B montiert. Daher wird die lichtempfindliche Trommel 7 um die Wellen 17 und 25a gedreht. In diesem Ausführungsbeispiel ist die lichtempfindliche Trommel 7 an dem Reinigungsrahmen 12c in der Weise angeordnet, daß deren Bewegung in der Axialrichtung möglich ist. Dies erfolgt unter Berücksichtigung der Montagetoleranz. Dieser Aufbau ist nicht unvermeidlich, und die lichtempfindliche Trommel 7 kann in der Gleitrichtung unbeweglich sein.In this embodiment, the drum shaft 25a is engaged with the bearing portion 12c2 provided in the cleaning frame 12c (Fig. 49), and the projection shaft 17 is engaged with the inner surface of the bearing 24 provided in the cleaning frame 12c, and in this state, the photosensitive drum 7 is mounted in the cleaning frame 12c of the process cartridge B. Therefore, the photosensitive drum 7 is rotated about the shafts 17 and 25a. In this embodiment, the photosensitive drum 7 is mounted on the cleaning frame 12c in such a way that its movement in the axial direction is possible. This is done in consideration of the mounting tolerance. This structure is not inevitable, and the photosensitive drum 7 may be immovable in the sliding direction.

Zwischen der lichtempfindlichen Trommel 7, dem Flansch 16 und der Vorsprungskupplungswelle 17 besteht eine Beziehung, wie sie in Fig. 9 gezeigt ist. In mehr besonderer Weise erfüllen der Außendurchmesser der lichtempfindlichen Trommel 7 (Außendurchmesser des Zylinders 7a) = D1, der Schrägzahnrad- Fußkreisdurchmesser = G, der Durchmesser des Lagers der lichtempfindlichen Trommel (Außendurchmesser des Wellenabschnitts 17, der Innendurchmesser des Lagers 24) = F, der Durchmesser = C des Umkreises des Kupplungsvorrichtungsvorsprungs und der Betätigungsabschnittdurchmesser (Trommelinnendurchmesser) = D2 des Trommelflanschs 16 in bezug auf die lichtempfindliche Trommel 7 die Beziehung D1 > F ≥ C und G > D2.There is a relationship between the photosensitive drum 7, the flange 16 and the projection clutch shaft 17 as shown in Fig. 9. More specifically, the outer diameter of the photosensitive drum 7 (outer diameter of the cylinder 7a) = D1, the helical gear root circle diameter = G, the diameter of the bearing of the photosensitive drum (outer diameter of the shaft portion 17, the inner diameter of the bearing 24) = F, the diameter = C of the circumference of the clutch device projection and the operating portion diameter (drum inner diameter) = D2 of the drum flange 16 with respect to the photosensitive drum 7 satisfy the relationship D1 > F ≥ C and G > D2.

D1 > F ist wirkungsvoll, um das Drehmoment zu verringern, das durch die Gleitbelastung an dem Lager erforderlich ist. F ≥ C ist wirkungsvoll, um den Formaufbau zu vereinfachen, wenn der Flanschabschnitt formgebend erzeugt wird, da der Hinterschnittabschnitt nicht erforderlich ist, welcher andererseits in der Trennfläche der Form in der Richtung des Pfeils H in der Figur erforderlich ist.D1 > F is effective to reduce the torque required by the sliding load on the bearing. F ≥ C is effective to simplify the mold structure, when the flange portion is formed by molding, since the undercut portion is not required which, on the other hand, is required in the parting surface of the mold in the direction of arrow H in the figure.

Da ferner G > D2 erfüllt ist, ist der Formaufbau des Zahnradabschnitts auf der linken Seite der Form in Fig. 6, und daher wird der rechtsseitige Formaufbau vereinfacht, welcher infolge des Vorsehens des Kupplungsvorrichtungsaufbaus kompliziert ist, und daher wird die Haltbarkeit der Form verlängert.Furthermore, since G > D2 is satisfied, the mold structure of the gear portion is on the left side of the mold in Fig. 6, and therefore, the right side mold structure which is complicated due to the provision of the clutch device structure is simplified, and therefore, the durability of the mold is extended.

Beispiele der Wertebereiche dieser sind wie folgt:Examples of the value ranges are as follows:

D1 = ca. 10 mm- 60 mmD1 = approx. 10 mm - 60 mm

G = ca. 10 mm-70 mmG = approx. 10 mm-70 mm

F = ca. 5 mm-70 mmF = approx. 5 mm-70 mm

C = ca. 3 mm-70 mmC = approx. 3 mm-70 mm

D2 = ca. 9 mm-59 mm.D2 = approx. 9mm-59mm.

Die Größen können innerhalb dieser Bereiche so ausgewählt werden, um die vorstehend beschriebenen Beziehungen zu erfüllen.The sizes can be selected within these ranges to satisfy the relationships described above.

D1 = ca. 30 mmD1 = approx. 30 mm

G = ca. 31 mmG = approx. 31 mm

F = ca. 16 mmF = approx. 16 mm

C = ca. 14 mm.C = approx. 14 mm.

Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese Größen begrenzt.However, the present invention is not limited to these sizes.

Andererseits ist die Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts mit der Hauptbaugruppen-Kupplungsvorrichtungsvorrichtung versehen. Die Hauptbaugruppen-Kupplungsvorrichtungsvorrichtung weist eine aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 18 (Rundstangenaufbau) in einer Position in Ausrichtung mit der Drehachse der lichtempfindlichen Trommel auf, wenn die Prozeßkartusche B eingefügt ist. Die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 18 ist eine Antriebswelle, die mit dem Zahnrad 34 mit großem Durchmesser zum Übertragen der Antriebskraft von dem Motor 30 auf die lichtempfindliche Trommel 7 einstückig ist, wie in Fig. 12 gezeigt ist. Die aufnehmende Welle 18 steht von einer Seitenkante des Zahnrads 34 in einer Drehachse des Zahnrads 34 vor (Fig. 13, 14). In diesem Ausführungsbeispiel sind das Zahnrad 34 mit großem Durchmesser und die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 18 einstückig formgebend erzeugt.On the other hand, the main assembly 13 of the image forming apparatus is provided with the main assembly clutch device device. The main assembly clutch device device has a female clutch device shaft 18 (round rod structure) in a position in alignment with the rotation axis of the photosensitive drum when the process cartridge B is inserted. The female clutch device shaft 18 is a drive shaft integral with the large diameter gear 34 for transmitting the driving force from the motor 30 to the photosensitive drum 7, as shown in Fig. 12. The female shaft 18 projects from a side edge of the gear 34 in a rotation axis of the gear 34 (Figs. 13, 14). In this embodiment, the large diameter gear 34 and the female clutch device shaft 18 are integrally molded.

Das Zahnrad 34 auf der Seite der Hauptbaugruppe ist ein Schrägzahnrad. Dessen Zahn weist einen solchen Neigungswinkel auf, daß in der Bewegungsrichtung der aufnehmenden Welle 18 zu der Vorsprungswelle 17 ein Schub erzeugt wird, wenn die Antriebskraft von dem Schrägzahnrad 20, das an der Welle 30a des Motors 30 fest angeordnet ist, auf diese übertragen wird. Wenn daher der Motor 30 bei der Bilderzeugung angetrieben wird, ist der Schub wirkungsvoll, um die aufnehmende Welle 18 zu der Vorsprungswelle 17 zu bewegen, um die feste Verbindung zwischen der Vertiefung 18a und dem Vorsprung 17a herbeizuführen. Die Vertiefung 18a ist in dem Drehpunkt der aufnehmenden Welle 18 an einem Ende der aufnehmenden Welle 18 angeordnet.The gear 34 on the main assembly side is a helical gear. Its tooth has such an inclination angle that a thrust is generated in the moving direction of the receiving shaft 18 toward the projection shaft 17 when the driving force is transmitted from the helical gear 20 fixedly mounted on the shaft 30a of the motor 30. Therefore, when the motor 30 is driven in image formation, the thrust is effective to move the receiving shaft 18 toward the projection shaft 17 to bring about the fixed connection between the recess 18a and the projection 17a. The recess 18a is arranged in the fulcrum of the receiving shaft 18 at one end of the receiving shaft 18.

In der Ausführungsform wird die Antriebskraft direkt von dem Zahnrad 20, das an der Motorwelle 30a fest angeordnet ist, auf das Zahnrad 34 übertragen, wobei ein Getriebe zur Untersetzung und Antriebskraftübertragung verwendet werden kann oder die Verwendung eines Riemens und einer Riemenscheibe, eines Paars von Reibrollen oder eine Kupplungsvorrichtung eines Steuerriemens und einer Riemenscheibe kann erfolgen.In the embodiment, the driving force is directly transmitted from the gear 20 fixed to the motor shaft 30a to the gear 34, and a gear may be used for reduction and driving force transmission, or the use of a belt and pulley, a pair of friction rollers, or a coupling device of a timing belt and pulley may be used.

Unter Bezugnahme auf Fig. 15 bis 17 erfolgt nachstehend die Beschreibung des Aufbaus zur Wirkbeziehung der Vertiefung 18a und des Vorsprungs 17a in Wechselbeziehung mit der Schließoperation der in Offenlage bringbaren Abdeckung 14.With reference to Fig. 15 to 17, the structure of the operative relationship of the recess is described below 18a and the projection 17a in correlation with the closing operation of the cover 14 which can be brought into the open position.

Fig. 15 zeigt eine Ansicht, wenn in eine Achsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 gesehen, wobei ein Außennocken 35 und ein Innennocken 36 (siehe Fig. 17) zwischen dem Zahnrad 34 und der lichtempfindlichen Trommel 7 (nicht gezeigt) angeordnet sind, und die Abdeckung 14 des Bilderzeugungsgeräts und der Außennocken 35 durch eine Stange 37 verbunden sind, wodurch eine Bewegungsvorrichtung ausgebildet wird. Mit dem Bezugszeichen 40 ist eine Seitenplatte bezeichnet, die in der Hauptbaugruppe 13 angeordnet ist. In Fig. 16 und 17 ist mit dem Bezugszeichen 34a ein Wellenlagerabschnitt zum Lagern des Zahnrads 34 in der Seitenplatte 39 bezeichnet.Fig. 15 is a view when viewed in an axial direction of the photosensitive drum 7, wherein an outer cam 35 and an inner cam 36 (see Fig. 17) are arranged between the gear 34 and the photosensitive drum 7 (not shown), and the cover 14 of the image forming apparatus and the outer cam 35 are connected by a rod 37, thereby forming a moving device. Denoted by reference numeral 40 is a side plate arranged in the main assembly 13. In Figs. 16 and 17, designated by reference numeral 34a is a shaft support portion for supporting the gear 34 in the side plate 39.

Fig. 16 zeigt eine Ansicht, wenn von der rechten Seite betrachtet. Wenn die Abdeckung 14 geschlossen ist, nehmen die Stange 37 und der Außennocken 35 und so weiter die Position ein, die in dieser Figur gezeigt ist, und sie werden durch den Kupplungsvorrichtungsvorsprung 17a und die Vertiefung 18a verbunden, um die Übertragung der Antriebskraft von dem Zahnrad 34 auf die lichtempfindliche Trommel 7 zu ermöglichen. Wenn die Abdeckung 14 geöffnet ist, wird der Nocken 35 durch die Stange 37 gezogen, wie in Fig. 17 gezeigt ist, und daher wird der Nocken 35 gedreht, um mit dem Innennocken 36 in Kontakt zu gelangen, wodurch sich das Zahnrad 34 von der lichtempfindlichen Trommel 7 wegbewegt. Zu diesem Zeitpunkt werden das Zahnrad 34 und die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 18 durch den Außennocken 35 gedrückt, um die Feder 38 zu drücken, die zwischen diesem und der Befestigungsplatte 39 angeordnet ist, und bewegt sich in die gleiche Richtung, so daß die Vertiefung 18a von dem Vorsprung 17a beabstandet wird, um die Kupplungsvorrichtung freizugeben, wodurch die Demontage der Kartusche B ermöglicht ist. Wenn die Abdeckung 14 geschlossen wird, dreht sich der Nocken 35 in die entgegengesetzte Richtung und wird durch die Feder 38 so gedrückt, daß das Zahnrad 34 in die in Fig. 16 gezeigte Position zurückgesetzt wird, um die Übertragung der Antriebskraft zu ermöglichen. Durch diesen Aufbau werden die Montage und die Demontage der Kartusche B und die Antriebskraftübertragung als Reaktion auf das Öffnen und Schließen der Abdeckung 14 verhindert und ermöglicht.Fig. 16 shows a view when viewed from the right side. When the cover 14 is closed, the rod 37 and the outer cam 35 and so on assume the position shown in this figure, and they are connected by the clutch projection 17a and the recess 18a to enable the transmission of the driving force from the gear 34 to the photosensitive drum 7. When the cover 14 is opened, the cam 35 is pulled by the rod 37 as shown in Fig. 17, and therefore the cam 35 is rotated to come into contact with the inner cam 36, thereby moving the gear 34 away from the photosensitive drum 7. At this time, the gear 34 and the female clutch device shaft 18 are pressed by the outer cam 35 to press the spring 38 arranged between it and the fixing plate 39 and moves in the same direction so that the recess 18a is spaced from the projection 17a to release the clutch device, thereby enabling the disassembly of the cartridge B. When the cover 14 is closed, the cam 35 rotates in the opposite direction and is pressed by the spring 38 so that the gear 34 is moved to the position shown in Fig. 16. position to enable transmission of the driving force. This structure prevents and enables the mounting and dismounting of the cartridge B and the driving force transmission in response to the opening and closing of the cover 14.

In diesem Ausführungsbeispiel wird die Abdeckung 14 geöffnet und geschlossen, wenn die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe des Geräts montiert oder demontiert wird. In Wechselbeziehung mit dem Öffnen und Schließen der Abdeckung 14 bewegt sich die Vertiefung 18a in einer waagerechten Richtung (Richtung des Pfeils j). Wenn die Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe angeordnet oder entfernt wird, wird die Kopplung (zwischen 17a und 18a) zwischen der Prozeßkartusche B und der Hauptbaugruppe 13 des Geräts zuverlässig gelöst. Daher können die Montage und die Demontage der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 gleichmäßig ausgeführt werden. In diesem Ausführungsbeispiel wird die Vertiefung 18a durch die Feder 38 zu der Prozeßkartusche B gedrängt. Selbst wenn der Vorsprung 17a und die Vertiefung 18a nicht ausgerichtet sind und daher die Anlage zwischen diesen eintritt und sie nicht in Wirkbeziehung gelangen, werden sie bei der Drehung der Vertiefung 18a augenblicklich in Wirkbeziehung versetzt.In this embodiment, the cover 14 is opened and closed when the process cartridge B is mounted or dismounted in the main assembly of the apparatus. In correlation with the opening and closing of the cover 14, the recess 18a moves in a horizontal direction (direction of arrow j). When the process cartridge B is mounted or dismounted with respect to the main assembly, the coupling (between 17a and 18a) between the process cartridge B and the main assembly 13 of the apparatus is reliably released. Therefore, the mounting and dismounting of the process cartridge B with respect to the main assembly 13 can be carried out smoothly. In this embodiment, the recess 18a is urged toward the process cartridge B by the spring 38. Even if the projection 17a and the recess 18a are not aligned and therefore the abutment occurs between them and they do not come into engagement, they are instantly brought into engagement upon rotation of the recess 18a.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung des Aufbaus des Vorsprungs 17a und der Vertiefung 18a, welche einen Eingriffabschnitt der Kupplungsvorrichtungsvorrichtung bilden.Next, the description will be given of the structure of the protrusion 17a and the recess 18a which constitute an engaging portion of the clutch device.

Die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 18, die in der Hauptbaugruppe 13 angeordnet ist, ist zu der Drehwelle bewegbar, wie vorstehend beschrieben ist, ist jedoch nicht in der Radialrichtung beweglich. Die Prozeßkartusche B wird in der Hauptbaugruppe 13 des Geräts so angeordnet, daß sie in der Längsrichtung und der Radialrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 bewegbar ist.The female coupling device shaft 18 arranged in the main assembly 13 is movable to the rotary shaft as described above, but is not movable in the radial direction. The process cartridge B is arranged in the main assembly 13 of the apparatus so as to be movable in the longitudinal direction and the radial direction of the photosensitive drum 7.

Wenn die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 13 der Vorrichtung angeordnet wird, wird ein Abschnitt der Trommelwelle 25a (Lager 12c2) (Fig. 4 und 9), der auf dem Flansch 25 ausgebildet ist, der angrenzend an das andere Längsende der lichtempfindlichen Trommel 7 angeordnet ist, durch die U-Nut 15b (Fig. 5) der Hauptbaugruppe 13 aufgenommen und damitohne Spalt in Wirkbeziehung gebracht, so daß sie genau positioniert wird, und das Stirnrad 25b, das mit dem Flansch 25 einstückig formgebend erzeugt ist, gelangt in Eingriff mit einem Zahnrad (nicht gezeigt) zur Übertragung der Antriebskraft auf die Übertragungswalze 4. Andererseits wird an dem Längsende der lichtempfindlichen Trommel 7 (Antriebsseite) der Vorsprung 24a des Reinigungsrahmens 12c durch die Vertiefung 15d der Hauptbaugruppe 13 getragen. Durch Schließen der Abdeckung 14 wird die Vertiefung 18a in einer waagerechten Richtung bewegt und wird durch den Vorsprung 17a (Fig. 18(a)) aufgenommen.When the process cartridge B is mounted in the main assembly 13 of the apparatus, a portion of the drum shaft 25a (bearing 12c2) (Figs. 4 and 9) formed on the flange 25 disposed adjacent to the other longitudinal end of the photosensitive drum 7 is received by and engaged with the U-groove 15b (Fig. 5) of the main assembly 13 without a gap so as to be accurately positioned, and the spur gear 25b formed integrally with the flange 25 engages with a gear (not shown) for transmitting the driving force to the transfer roller 4. On the other hand, at the longitudinal end of the photosensitive drum 7 (driving side), the projection 24a of the cleaning frame 12c is supported by the recess 15d of the main assembly 13. By closing the cover 14, the recess 18a is moved in a horizontal direction and is received by the projection 17a (Fig. 18(a)).

Die Positionierung und die Antriebskraftübertragung auf der Antriebsseite (Kupplungsvorrichtungsseite) sind wie folgt.The positioning and driving force transmission on the drive side (clutch device side) are as follows.

Wenn der Hauptbaugruppen-Antriebsmotor 30 in Drehung versetzt ist, wird die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 18 zu der Vorsprungskupplungswelle 17 bewegt (Pfeil d in Fig. 13), und sie werden in Eingriff gebracht, wenn die Phasen des Vorsprungs 17a und der Vertiefung 18a in Übereinstimmung sind (da in diesem Ausführungsbeispiel der Vorsprung 17a und die Vertiefung 18a im wesentlichen den Aufbau von gleichseitigen Dreiecken aufweisen, stimmen die Phasen alle 120º überein). Dann wird die Drehkraft von der Hauptbaugruppe 13 des Geräts auf die Prozeßkartusche B übertragen (aus dem Zustand der Fig. 17 in den in Fig. 16 gezeigten Zustand).When the main assembly drive motor 30 is rotated, the female clutch device shaft 18 is moved to the projection clutch shaft 17 (arrow d in Fig. 13), and they are engaged when the phases of the projection 17a and the recess 18a are in agreement (in this embodiment, since the projection 17a and the recess 18a have substantially the configuration of equilateral triangles, the phases are in agreement every 120°). Then, the rotational force is transmitted from the main assembly 13 of the apparatus to the process cartridge B (from the state of Fig. 17 to the state shown in Fig. 16).

Da die Größen der gleichseitigen Dreiecke unterschiedlich sind, ist in mehr besonderer Weise die Größe des Dreiecks der Vertiefung 18a größer als die des Vorsprungs 17a (wie in Fig. 18(a) gezeigt), gelangt der Vorsprung 17a mit der Vertiefung 18a mit dem Spalt dazwischen gleichmäßig in Eingriff. Die Genauigkeit der Positionierung zwischen der Vorsprungskupplungswelle 17 und der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 18 kann zu dem Zeitpunkt der Betätigungshandlung gering sein.Since the sizes of the equilateral triangles are different, more particularly, the size of the triangle of the recess 18a is larger than that of the projection 17a (as shown in Fig. 18(a)), the projection 17a comes into contact with the recess 18a with the gap therebetween. The accuracy of positioning between the male clutch shaft 17 and the female clutch device shaft 18 may be low at the time of the operating action.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Vorsprungslänge des runden Vorsprungs 24a größer als die des Vorsprungs 17a (Fig. 9). Wenn daher der Vorsprung 17a und die Vertiefung 18a in Eingriff gelangen, kommt die Innenfläche des runden Vorsprungs 24a mit der Außenumfangsfläche der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 18 in Eingriff, um den Eingriff zwischen diesen zu führen.In this embodiment, the protrusion length of the boss 24a is longer than that of the projection 17a (Fig. 9). Therefore, when the projection 17a and the recess 18a engage, the inner surface of the boss 24a engages with the outer peripheral surface of the female clutch device shaft 18 to guide the engagement therebetween.

Wenn die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 18 gedreht wird, wobei der Vorsprung 17a mit der Vertiefung 18a zur Bilderzeugung im Eingriff ist, gelangen die Innenflächen 1Ba1 der Vertiefung 18a in Eingriff mit den Scheitellinien 17a1 des gleichseitigen Dreiecksprismas des Vorsprungs 17a (wie in Fig. 18 gezeigt), um die Übertragung der Antriebskraft zu ermöglichen. Zu diesem Zeitpunkt bewegt sich die Vorsprungswelle 17 augenblicklich so, daß die Innenflächen 1Ba1 der Vertiefung 18a mit den Kantenlinien 17a1 des Vorsprungs 17a in regelmäßigen Positionen (gleichbeabstandet) (aus dem Zustand der Fig. 18(a) in den Zustand der Fig. 18(b)) in Kontakt gelangen. Da der Vorsprung 17a und die Vertiefung 18a beide im wesentlichen gleichseitige Dreiecke sind, werden die Vorsprungswelle 17 und die aufnehmende Welle 18 miteinander mit gleichmäßigen Kontaktkräften in den koaxialen Zustand gebracht. Unmittelbar nachdem der Vorsprung 17a mit der Vertiefung 18a in Eingriff gebracht ist, ist die Drehachse des Vorsprungs 17a nicht mit der Drehachse X2 der Vertiefung 18a ausgerichtet (Fig. 18(a)). Wenn jedoch die Vertiefung 18a sich zu drehen beginnt und mit der Kantenlinie 17a1 des Vorsprungs 17a an drei Punkten (Linien) in Kontakt gelangt, werden die Drehachsen X1 und X2 im wesentlichen ausgerichtet.When the female clutch device shaft 18 is rotated with the projection 17a engaged with the recess 18a for image formation, the inner surfaces 1Ba1 of the recess 18a come into engagement with the vertex lines 17a1 of the equilateral triangular prism of the projection 17a (as shown in Fig. 18) to enable the transmission of the driving force. At this time, the projection shaft 17 moves instantaneously so that the inner surfaces 1Ba1 of the recess 18a come into contact with the edge lines 17a1 of the projection 17a at regular positions (equidistant) (from the state of Fig. 18(a) to the state of Fig. 18(b)). Since the projection 17a and the recess 18a are both substantially equilateral triangles, the projection shaft 17 and the receiving shaft 18 are brought into the coaxial state with each other with uniform contact forces. Immediately after the projection 17a is engaged with the recess 18a, the rotation axis of the projection 17a is not aligned with the rotation axis X2 of the recess 18a (Fig. 18(a)). However, when the recess 18a starts to rotate and comes into contact with the edge line 17a1 of the projection 17a at three points (lines), the rotation axes X1 and X2 are substantially aligned.

Dadurch werden die Kupplungsvorrichtungswellen 17 und 18 durch die Drehung des Motors 30 automatisch axial ausgerichtet (Selbstausrichtung). Weiterhin wird durch die Antriebskraftübertragung auf die lichtempfindliche Trommel 7 die Prozeßkartusche B gedreht, wodurch der Anlageabschnitt 12c1, der auf der oberen Oberfläche des Reinigungsrahmens 12c der Prozeßkartusche B vorgesehen ist (Fig. 3 und 4) mit dem Anlageabschnitt 13a (Fig. 1) in Anlage gebracht wird, der an der Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts fest angeordnet ist, so daß die Prozeßkartusche B an der Hauptbaugruppe A des Bilderzeugungsgeräts genau positioniert wird.As a result, the clutch device shafts 17 and 18 are automatically axially aligned (self-alignment) by the rotation of the motor 30. Furthermore, by the driving force transmission to the photosensitive drum 7, the process cartridge B is rotated, whereby the abutment portion 12c1 provided on the upper surface of the cleaning frame 12c of the process cartridge B (Figs. 3 and 4) is brought into abutment with the abutment portion 13a (Fig. 1) fixed to the main assembly 13 of the image forming apparatus, so that the process cartridge B is accurately positioned on the main assembly A of the image forming apparatus.

Wenn die Prozeßkartusche nicht angetrieben wird (keine Bilderzeugung), ist der Spalt zwischen dem Vorsprung 17a und der Vertiefung 1% in der Drehradiusrichtung (Radialrichtung) vorgesehen, wodurch der Eingriff zwischen den Kupplungsvorrichtungen und die Montage und die Demontage der Prozeßkartusche in bezug auf die Hauptbaugruppe erleichtert sind. Außerdem wird die Kontaktkraft an dem Kupplungsvorrichtungseingriffabschnitt stabilisiert, so daß das Rütteln und die Schwingungen in dieser Position unterdrückt werden können.When the process cartridge is not driven (no image formation), the gap between the projection 17a and the recess 17a is provided 1% in the rotation radius direction (radial direction), thereby facilitating the engagement between the clutch devices and the mounting and dismounting of the process cartridge with respect to the main assembly. In addition, the contact force at the clutch device engaging portion is stabilized so that the shaking and vibration can be suppressed in this position.

In diesem Ausführungsbeispiel weisen der Kupplungsvorrichtungsvorsprung und die Vertiefung im wesentlichen den Aufbau von gleichseitigen Dreiecken auf, doch ein ähnlicher Vorteil kann erreicht werden, wenn der Aufbau gleichseitig vieleckig ist. Die Verwendung des gleichseitigen Vieleckaufbaus ist zu bevorzugen, da die Positionierung genau ist, doch jede andere Vieleckstruktur ist anwendbar, wenn der Eingriff möglich ist und der Zugeingriff möglich ist.In this embodiment, the coupling device projection and recess essentially have the structure of equilateral triangles, but a similar advantage can be achieved if the structure is equilateral polygonal. The use of the equilateral polygon structure is preferable because the positioning is accurate, but any other polygon structure is applicable if the engagement is possible and the pulling engagement is possible.

Wenn der Vergleich zwischen dem Kupplungsvorrichtungsvorsprung und der Vertiefung erfolgt, wird der Vorsprung auf leichte Weise beschädigt und dessen Festigkeit ist kleiner als jene der Vertiefung. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Kupplungsvorrichtungsvorsprung in der Prozeßkartusche B vorgesehen, welche auswechselbar ist, und die Kupplungsvorrichtungsvertiefung ist in der Hauptbaugruppe 13 vorgesehen, welche eine höhere Festigkeit aufweisen muß.When the comparison is made between the coupling device projection and the recess, the projection is easily damaged and its strength is smaller than that of the recess. In this embodiment, the coupling device projection is provided in the process cartridge B which is replaceable, and the coupling device recess is provided in the main assembly 13, which must have a higher strength.

Die Prozeßkartusche B der Ausführungsform kann wie folgt zusammengefaßt werden. Die Prozeßkartusche B dieses Ausführungsbeispiels kann in bezug auf eine Hauptbaugruppe eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts A abnehmbar angeordnet werden und weist auf: einen Motor 30, ein Hauptbaugruppen-Zahnrad 34 zum Aufnehmen der Antriebskraft von dem Motor und ein Drallvieleckloch 18a, das mit dem Hauptbaugruppen-Zahnrad einstückig drehbar ist, wobei das Loch in der Mitte des Hauptbaugruppen-Zahnrads angeordnet ist, das elektrophotographische Bilderzeugungsgerät A, das in der Lage ist, ein Bild auf dem Aufzeichnungsmedium 2 zu erzeugen. Die Prozeßkartusche weist die elektrophotographische, lichtempfindliche Trommel 7 auf, die Prozeßvorrichtung, die auf die elektrophotographische, lichtempfindliche Trommel (Aufladewalze 8, Entwicklungswalze 10, Reinigungsklinge 11a) einwirken kann, und einen Vieleckprismen-Drallvorsprung (Vorsprung 17a) der mit dem Drallvieleckloch der Hauptbaugruppe in Eingriff bringbar ist, wobei der Vorsprung an dem Ende der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel angeordnet ist. Die Prozeßkartusche B ist in der Hauptbaugruppe 13 des Geräts angeordnet, und der Vieleckprismenvörsprung 17a ist im Eingriff mit der Vertiefung der Hauptbaugruppe, und wenn das Zahnrad 34 gedreht wird, erfolgt die Übertragung der Drehantriebskraft auf die lichtempfindliche Trommel.The process cartridge B of the embodiment can be summarized as follows. The process cartridge B of this embodiment can be detachably mounted with respect to a main assembly of an electrophotographic image forming apparatus A, and comprises: a motor 30, a main assembly gear 34 for receiving the driving force from the motor, and a twist polygon hole 18a integrally rotatable with the main assembly gear, the hole being located at the center of the main assembly gear, the electrophotographic image forming apparatus A capable of forming an image on the recording medium 2. The process cartridge comprises the electrophotographic photosensitive drum 7, the process device which can act on the electrophotographic photosensitive drum (charging roller 8, developing roller 10, cleaning blade 11a), and a polygonal prism twist projection (projection 17a) which is engageable with the twist polygonal hole of the main assembly, the projection being arranged at the end of the electrophotographic photosensitive drum. The process cartridge B is arranged in the main assembly 13 of the apparatus, and the polygonal prism projection 17a is engaged with the recess of the main assembly, and when the gear 34 is rotated, the rotational driving force is transmitted to the photosensitive drum.

Der Vorsprung 17a steht von dem Ende des Wellenabschnitts 17 vor, der in der Längsrichtung der Trommel von der Drehachsenposition der Trommel 7 nach außen vorsteht. Der Wellenabschnitt dient zum drehbaren Lagern der Trommel 7 an dem Kartuschenrahmen 12c.The projection 17a projects from the end of the shaft portion 17 that projects outward in the longitudinal direction of the drum from the rotation axis position of the drum 7. The shaft portion serves to rotatably support the drum 7 on the cartridge frame 12c.

Der Wellenabschnitt 17 ist in dem Mittelabschnitt des Schrägzahnrads 16a angeordnet, und an dem entgegengesetzten Ende von der Seite des Schrägzahnrads 16a ist ein Eingriffabschnitt 16b zum Eingriff mit der Innenfläche der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 angeordnet. Der Vorsprung 17a, der Wellenabschnitt 17, das Schrägzahnrad 16a und der Eingriffabschnitt 16b sind aus einem Harzmaterial einstückig formgebend erzeugt. Das Schrägzahnrad dient zum Übertragen der Drehantriebskraft auf die Entwicklungswalze 10a als die Prozeßvorrichtung.The shaft portion 17 is arranged in the central portion of the helical gear 16a, and at the opposite end from the side of the helical gear 16a is an engagement portion 16b for engaging with the inner surface of the electrophotographic photosensitive drum 7. The projection 17a, the shaft portion 17, the helical gear 16a and the engaging portion 16b are integrally molded from a resin material. The helical gear serves to transmit the rotational driving force to the developing roller 10a as the processing device.

Ferner ist eine kreisförmige Außenwand 24a angeordnet, welche den Vieleckprismenvorsprung 17a umschließt, oder eine Außenwand mit bogenförmigem Aufbau entlang einem Teil des Vieleckprismenvorsprungs. Die Außenwand 24a dient als eine Führung, wenn der Eingriff zwischen dem Loch 18a und dem Vorsprung 17a durch die Relativbewegung zwischen diesen erfolgt.Further, a circular outer wall 24a is arranged, which encloses the polygonal prism projection 17a, or an outer wall having an arcuate structure along a part of the polygonal prism projection. The outer wall 24a serves as a guide when the engagement between the hole 18a and the projection 17a is carried out by the relative movement therebetween.

Der Außendurchmesser D1 der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7, der Außendurchmesser F des Wellenabschnitts 17 und der Durchmesser C des Umkreises des Vieleckprismenvorsprungs 17a erfüllen die Bedingung D1 > F ≥ C.The outer diameter D1 of the electrophotographic photosensitive drum 7, the outer diameter F of the shaft portion 17 and the diameter C of the circumference of the polygonal prism projection 17a satisfy the condition D1 > F ≥ C.

Der Außendurchmesser F des Wellenabschnitts 17, der Durchmesser C des Umkreises des Vieleckprismenvorsprungs 17a, der Fußkreisdurchmesser G des Zahnrads 16a der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 und der Innendurchmesser D2 der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 erfüllen die Beziehungen G > D2 und G > F ≥ C.The outer diameter F of the shaft portion 17, the diameter C of the circumference of the polygonal prism projection 17a, the root circle diameter G of the gear 16a of the electrophotographic photosensitive drum 7 and the inner diameter D2 of the electrophotographic photosensitive drum 7 satisfy the relationships G > D2 and G > F ≥ C.

Bei dem Außendurchmesser D1 der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 und dem Fußkreisdurchmesser L des Hauptbaugruppen-Zahnrads 34 ist L vorzugsweise nicht kleiner als ungefähr 1,0 · D1 und nicht größer als 5,0 · D1. Die Beziehung wird durch einen Fachmann unter Berücksichtigung des Raums der Hauptbaugruppe des Geräts und der gewünschten Bildqualität sachgemäß ausgewählt. Die Abmessungen sind nicht darauf begrenzt. Sie weisen in diesem Ausführungsbeispiel ungefähr den Faktor 3 auf.For the outer diameter D1 of the electrophotographic photosensitive drum 7 and the root diameter L of the main assembly gear 34, L is preferably not smaller than about 1.0 x D1 and not larger than 5.0 x D1. The relationship is properly selected by a person skilled in the art in consideration of the space of the main assembly of the apparatus and the desired image quality. The dimensions are not limited to this. They are approximately a factor of 3 in this embodiment.

Das Modul des Hauptbaugruppen-Zahnrads 34 beträgt ungefähr 0,4-0,7. Der Fußkreisdurchmesser L des Hauptbaugruppen- Zahnrads 34 der Vorrichtung beträgt ungefähr 30 mm - 150 mm, und die Anzahl der Zähne des Hauptbaugruppen-Zahnrads 34 beträgt ungefähr 40 Zähne bis 400 Zähne. Diese Werte werden durch einen Fachmann unter Berücksichtigung des Raums in der Hauptbaugruppe und der gewünschten Bildqualität sachgemäß ausgewählt. Die Zahlenwerte sind nicht darauf beschränkt. In diesem Ausführungsbeispiel beträgt das Modul des Zahnrads 34 ungefähr 0,5 und L ist ungefähr 100 mm, und die Anzahl der Zähne des Zahnrads 34 beträgt 200.The module of the main assembly gear 34 is approximately 0.4-0.7. The root diameter L of the main assembly gear 34 of the device is approximately 30 mm - 150 mm, and the number of teeth of the main assembly gear 34 is approximately 40 teeth to 400 teeth. These values are properly selected by a person skilled in the art in consideration of the space in the main assembly and the desired image quality. The numerical values are not limited to this. In this embodiment, the module of the gear 34 is approximately 0.5 and L is approximately 100 mm, and the number of teeth of the gear 34 is 200.

Die Positionierung der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 während der Bilderzeugung (Antriebskraftübertragung) wird wie folgt zusammengefaßt.The positioning of the process cartridge B with respect to the main assembly 13 during image formation (driving force transmission) is summarized as follows.

Zuerst wird die Prozeßkartusche B durch das Lager 12 positioniert, das in die U-Nut 15d dicht eingepaßt wird, wenn keine Bilderzeugung ausgeführt wird. Andererseits wird der Vorsprung 24a auf einfache Weise durch einen Aufnahmeabschnitt 15c gelagert. Während der Bilderzeugung wird die Prozeßkartusche B durch den Vorsprung 17a positioniert, der durch die Vertiefung 18a der Hauptbaugruppe 13 aufgenommen wird und mit dem Vorsprung 17a in Eingriff gelangt. D. h., während der Bilderzeugung wird die Prozeßkartusche B durch die U-Nut 15b an einem Längsende angeordnet und durch die Vertiefung 18a an dem anderen Ende. In diesem Ausführungsbeispiel ist die lichtempfindliche Trommel 7 in der Längsrichtung beweglich (ungefähr 0,1 mm-1,0 mm). Wenn der Vorsprung 17a zu der Vertiefung 18a herangezogen ist, wird der Endabschnitt 16c des Trommelflanschs 16 (Fig. 7 und 8 sowie Fig. 9) mit dem Endabschnitt 24b des Lagers 24 in Kontakt gebracht. Die Prozeßkartusche B, welche relativ zu der Hauptbaugruppen-Seitenplatte oder Montageführungen 15a und 15c unter Berücksichtigung der Montagetoleranz mit einem Spiel von ungefähr 0,1-3 mm beweglich montiert ist, wird zu der lichtempfindlichen Trommel 7 in der Längsrichtung und in der Radialrichtung gezogen, wodurch sie sich in einer geneigten Aufwärtsrichtung bewegt. In dem Fall, daß der Endabschnitt 16c zu Beginn in Kontakt mit dem Endabschnitt 24b ist, oder wenn die lichtempfindliche Trommel 7 kein Spiel in der Längsrichtung aufweist, wird die Prozeßkartusche B sofort in deren Längsrichtung und in der Radialrichtung zu der lichtempfindlichen Trommel 7 gezogen, wodurch sie sich in einer geneigten Aufwärtsrichtung bewegt.First, the process cartridge B is positioned by the bearing 12 which is tightly fitted into the U-groove 15d when image formation is not carried out. On the other hand, the projection 24a is easily supported by a receiving portion 15c. During image formation, the process cartridge B is positioned by the projection 17a which is received by the recess 18a of the main assembly 13 and engages with the projection 17a. That is, during image formation, the process cartridge B is positioned by the U-groove 15b at one longitudinal end and by the recess 18a at the other end. In this embodiment, the photosensitive drum 7 is movable in the longitudinal direction (approximately 0.1 mm-1.0 mm). When the projection 17a is drawn toward the recess 18a, the end portion 16c of the drum flange 16 (Figs. 7 and 8 and Fig. 9) is brought into contact with the end portion 24b of the bearing 24. The process cartridge B, which is movably mounted relative to the main assembly side plate or mounting guides 15a and 15c with a clearance of about 0.1-3 mm in consideration of the mounting tolerance, is drawn toward the photosensitive drum 7 in the longitudinal direction and in the radial direction, thereby moving in a In the case that the end portion 16c is initially in contact with the end portion 24b, or when the photosensitive drum 7 has no play in the longitudinal direction, the process cartridge B is immediately pulled in the longitudinal direction thereof and in the radial direction toward the photosensitive drum 7, thereby moving in an inclined upward direction.

Während der Bilderzeugungsoperation nimmt die Prozeßkartusche B die Drehantriebskraft in der gleichen Richtung wie die Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 auf. Durch diese Drehkraft gelangt der Kontaktabschnitt 12c1 mit dem fest angeordneten Abschnitt 13a in Kontakt.During the image forming operation, the process cartridge B receives the rotational driving force in the same direction as the rotational direction of the photosensitive drum 7. By this rotational force, the contact portion 12c1 comes into contact with the fixed portion 13a.

Demgemäß wird die Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 des Geräts sowohl in der Längsrichtung als auch in der Radialrichtung während der Bilderzeugungsoperation genau positioniert.Accordingly, the process cartridge B is accurately positioned with respect to the main assembly 13 of the apparatus in both the longitudinal and radial directions during the image forming operation.

Wenn die Prozeßkartusche B durch ein elastisches Element gedrückt wird, wie in dem in Fig. 21 gezeigten Ausführungsbeispiel, kann sich die Prozeßkartusche B nicht in der Längsrichtung der Trommel 7 bewegen, was von der Stärke der von dem elastischen Element aufgebrachten elastischen Kraft abhängt. Selbst in diesem Fall, wenn die Antriebskraftübertragung beginnt, bewegt sich die Prozeßkartusche B in der Radialrichtung (im wesentlichen aufwärts) so, daß sie in bezug auf die Hauptbaugruppe genau positioniert wird. Selbst wenn in diesem Fall die Trommel 7 das Spiel in der Längsrichtung nicht einschließt, wird die Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe genau positioniert.When the process cartridge B is pressed by an elastic member as in the embodiment shown in Fig. 21, the process cartridge B cannot move in the longitudinal direction of the drum 7 depending on the strength of the elastic force applied by the elastic member. Even in this case, when the driving force transmission starts, the process cartridge B moves in the radial direction (substantially upward) so as to be accurately positioned with respect to the main assembly. In this case, even if the drum 7 does not include the play in the longitudinal direction, the process cartridge B is accurately positioned with respect to the main assembly.

Wie Fig. 18 vorhergehend zeigt, wird deutlich, daß der Kupplungsvorrichtungsmechanismus wie folgt zusammengefaßt werden kann. Das Drehantriebselement 18a zum Aufnehmen der Antriebskraft von dem Motor ist mit einer Drallvertiefung oder einem Drallvorsprung mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt versehen und ist im wesentlichen koaxial mit einer Drehachse X2 des Drehantriebselements 18a. Das anzutreibende Element oder das Bildtragelement ist mit einem Drallvorsprung oder einer Drallvertiefung 17a versehen, angeordnet an einem Längsende des Bildtragelements und mit einem nicht kreisförmigen Querschnitt und im wesentlichen koaxial mit einer Drehachse des Bildtragelements, wobei der Vorsprung oder die Vertiefung des Bildtragelements 17a eine solche Abmessung und einen solchen Aufbau aufweist, daß der Vorsprung oder die Vertiefung eine erste Relativdrehposition in bezug auf die Vertiefung oder den Vorsprung des Drehantriebselements 18a einnehmen kann (Fig. 18(a) zeigt ein Beispiel), wobei die Relativdrehbewegung zwischen diesen erlaubt ist, und eine zweite Relativdrehposition (Fig. 18(b) zeigt ein Beispiel) in bezug auf die Vertiefung oder den Vorsprung des Drehantriebselements 18a, wobei die Relativdrehbewegung in einer Drehrichtung verhindert ist (wie durch Pfeile in Fig. 18(b) gezeigt), während die Drehachse X2 des Drehantriebselements 18a und die Drehachse X1 des Bildtragelements im wesentlichen zueinander ausgerichtet sind.As shown in Fig. 18 above, it is clear that the clutch device mechanism can be summarized as follows. The rotary drive member 18a for receiving the driving force from the engine is provided with a swirl recess or swirl projection having a non-circular cross section and is substantially coaxial with a Rotation axis X2 of the rotary drive element 18a. The member to be driven or the image bearing member is provided with a twist projection or a twist recess 17a arranged at a longitudinal end of the image bearing member and having a non-circular cross section and substantially coaxial with a rotation axis of the image bearing member, the projection or recess of the image bearing member 17a having such a dimension and structure that the projection or recess can assume a first relative rotation position with respect to the recess or projection of the rotation drive member 18a (Fig. 18(a) shows an example) with the relative rotational movement therebetween being permitted, and a second relative rotation position (Fig. 18(b) shows an example) with respect to the recess or projection of the rotation drive member 18a with the relative rotational movement in a rotational direction being prevented (as shown by arrows in Fig. 18(b)) while the rotational axis X2 of the rotation drive member 18a and the rotational axis X1 of the image bearing member are substantially aligned with each other.

Es ist zu bevorzugen, daß die Vertiefung oder der Vorsprung des Drehantriebselements und der Vorsprung oder die Vertiefung des Bildtragelements im wesentlichen an drei Drallpunkten (Linien) in Kontakt sind. Es ist ferner zu bevorzugen, daß die drei Punkte ein im wesentlichen gleichseitiges Dreieck ausbilden.It is preferable that the recess or projection of the rotation drive member and the projection or recess of the image bearing member are in contact at substantially three rotation points (lines). It is further preferable that the three points form a substantially equilateral triangle.

Embodiment 2

Unter Bezugnahme auf Fig. 19 erfolgt nachstehend die Beschreibung der Ausführungsform 2 des Vorsprungs 17a der Vorsprungskupplungswelle 17. Die grundlegenden Strukturen der Prozeßkartusche und des Bilderzeugungsgeräts sind die gleichen wie in Ausführungsform 1, und daher sind die gleichen Bezugszeichen wie in Ausführungsform 1 den Elementen mit den entsprechenden Funktionen zugeordnet und deren ausführliche Beschreibung wird zur Vereinfachung ausgelassen.Referring to Fig. 19, the description will be given below of the embodiment 2 of the projection 17a of the projection coupling shaft 17. The basic structures of the process cartridge and the image forming apparatus are the same as those in the embodiment 1, and therefore the same reference numerals as in the embodiment 1 are assigned to the elements having the corresponding functions and the detailed description thereof is omitted for the sake of simplicity.

Der Kupplungsvorrichtungsvorsprung 17a der Fig. 19 unterscheidet sich von dem in Ausführungsform 1 dadurch, daß die Scheitel 17a2 der im wesentlichen gleichseitigen Vieleckprismenform des Vorsprungs (es ist in Fig. 19 im wesentlichen die Form eines gleichseitigen Dreiecks) geschrägt sind. Die Schrägung schließt eine Rundung ein, wie in Fig. 19(a) gezeigt und den geraden Schnitt, wie in Fig. 19(b) gezeigt ist.The coupling device projection 17a of Fig. 19 differs from that in Embodiment 1 in that the apexes 17a2 of the substantially equilateral polygonal prism shape of the projection (it is substantially the shape of an equilateral triangle in Fig. 19) are beveled. The bevel includes a curve as shown in Fig. 19(a) and the straight section as shown in Fig. 19(b).

Mit diesem Aufbau kann der Umbruch der Scheitel des Vorsprungs 17a während der Handhabung der Prozeßkartusche B vermieden werden. Während des Antriebs können die Verformung und Abweichung der Scheitel infolge unzureichender Festigkeit vermieden werden. Daher kann die Verringerung der Ausrichtgenauigkeit zwischen der Vorsprungswelle 17 und der aufnehmenden Welle 18 verhindert werden, und das Rütteln und die Schwingung an dem Kupplungsvorrichtungsabschnitt sind vermeidbar.With this structure, the breakage of the crests of the projection 17a during handling of the process cartridge B can be avoided. During driving, the deformation and deviation of the crests due to insufficient strength can be avoided. Therefore, the reduction of the alignment accuracy between the projection shaft 17 and the receiving shaft 18 can be prevented, and the shaking and vibration at the coupling device portion can be avoided.

Wie aus Fig. 19(a) ersichtlich, wenn dieser Aufbau in den Vorsprung 17a der Fig. 18(b) eingeführt wird, sind die Abschnitte, die mit der Innenfläche der Vertiefung in Kontakt sind, nicht die äußersten Punkte des Aufbaus der Fig. 19(a), sondern sind Abschnitte, die (in jedem Scheitelabschnitt) geringfügig davon abweichen. Vom Standpunkt der Achsenausrichtung ist zu bevorzugen, daß solche abweichenden drei Kontaktpunkte im wesentlichen ein gleichseitiges Dreieck ausbilden.As is apparent from Fig. 19(a), when this structure is inserted into the projection 17a of Fig. 18(b), the portions in contact with the inner surface of the recess are not the outermost points of the structure of Fig. 19(a), but are portions slightly deviated therefrom (in each vertex portion). From the viewpoint of axis alignment, it is preferable that such deviated three contact points substantially form an equilateral triangle.

Ähnlich Fig. 19(b) ist zu bevorzugen, daß die drei Punkte im wesentlichen ein gleichseitiges Dreieck ausbilden.Similar to Fig. 19(b), it is preferable that the three points essentially form an equilateral triangle.

Aus dem gleichen Grund ist bei Ausführungsbeispielen des Vieleckvorsprungs (Vieleckvertiefung) vom Standpunkt der Achsenausrichtung zu bevorzugen, daß der Vorsprung und die Vertiefung an drei Punkten in Kontakt sind, welche im wesentlichen ein gleichseitiges Dreieck ausbilden.For the same reason, in embodiments of the polygonal projection (polygonal recess), it is preferable from the standpoint of axis alignment that the projection and the recess are in contact at three points which essentially form an equilateral triangle.

In dem Fall der Fig. 19(a) kann jeder Kontaktpunkt (tatsächlich ist es eine Drallinle) in dem Querschnitt eine bestimmte Breite aufweisen. In einem solchen Fall werden die Mittelpunkte oder einseitigen Enden der Breiten als die Punkte angesehen, das Dreieck auszubilden.In the case of Fig. 19(a), each contact point (actually, it is a twist line) in the cross section may have a certain width. In such a case, the midpoints or one-sided ends of the widths are considered as the points forming the triangle.

Embodiment 3

Unter Bezugnahme auf Fig. 20 erfolgt nachstehend die Beschreibung der Ausführungsform 3 des Vorsprungs der Vorsprungskupplungswelle 17. Die grundlegenden Strukturen der Prozeßkartusche und des Bilderzeugungsgeräts sind im wesentlichen die gleichen wie in Ausführungsform 1. Daher sind die gleichen Bezugszeichen wie in Ausführungsform 1 den Elementen mit den entsprechenden Funktionen zugeordnet und deren ausführliche Beschreibung wird zur Vereinfachung ausgelassen.Referring to Fig. 20, the following is a description of Embodiment 3 of the projection of the projection coupling shaft 17. The basic structures of the process cartridge and the image forming apparatus are substantially the same as those in Embodiment 1. Therefore, the same reference numerals as in Embodiment 1 are assigned to the elements having the corresponding functions, and the detailed description thereof is omitted for the sake of simplicity.

In Ausführungsform 1 sind der Flansch 16 der lichtempfindlichen Trommel 7 und die Vorsprungskupplungswelle 17 einstückig ausgebildet, doch sie können getrennte Elemente sein, welche jeweils in die Prozeßkartusche B integriert sind.In Embodiment 1, the flange 16 of the photosensitive drum 7 and the projection coupling shaft 17 are integrally formed, but they may be separate members each integrated into the process cartridge B.

Wenn die Vorsprungskupplungswelle 17 und der Flansch 16 getrennte Elemente sind, wie in diesem Ausführungsbeispiel, kann die Vorsprungskupplungswelle 17 in dem Eingriffabschnitt 16b des Flanschs 16 durch Preßpassung oder dergleichen angeordnet werden, nachdem die lichtempfindliche Trommel 7 mit dem Flansch 16 in den Rahmen 12c eingebracht ist, so daß die lichtempfindliche Trommel 7 in dem Rahmen 12c nicht in einer geneigten Richtung montiert werden kann.When the projection coupling shaft 17 and the flange 16 are separate members as in this embodiment, the projection coupling shaft 17 may be disposed in the engaging portion 16b of the flange 16 by press fitting or the like after the photosensitive drum 7 with the flange 16 is inserted into the frame 12c, so that the photosensitive drum 7 cannot be mounted in the frame 12c in an inclined direction.

Embodiment 4

Unter Bezugnahme auf Fig. 21 erfolgt nachstehend die Beschreibung der Ausführungsform 4, welche einen unterschiedlichen Positionieraufbau der Prozeßkartusche an der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgeräts aufweist, welches den Kupplungsvorrichtungsaufbau der vorliegenden Erfindung verwendet. Die grundlegenden Strukturen der Prozeßkartusche und des Bilderzeugungsgeräts sind im wesentlichen die gleichen wie in Ausführungsform 1. Daher sind die gleichen Bezugszeichen wie in Ausführungsform 1 den Elementen mit den entsprechenden Funktionen zugeordnet und deren ausführliche Beschreibung wird zur Vereinfachung ausgelassen.Referring to Fig. 21, the description will be given below of Embodiment 4 which has a different positioning structure of the process cartridge on the main assembly of the image forming apparatus using the coupling device structure of the present invention. The basic structures of the process cartridge and of the image forming apparatus are substantially the same as in Embodiment 1. Therefore, the same reference numerals as in Embodiment 1 are assigned to the elements having the corresponding functions, and the detailed description thereof is omitted for simplicity.

Wie in Fig. 21 gezeigt, ist die Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts mit einem elastischen Element 13b versehen, um die Prozeßkartusche B in die Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 zu drängen. Das elastische Element 13b ist in Kontakt mit dem Kontaktabschnitt 12c3 des Reinigungsrahmens 12c der Prozeßkartusche B, während die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 13 angeordnet ist, und es legt die Drehantriebskraft in derselben Richtung wie die Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 an die Prozeßkartusche B an. Die Prozeßkartusche B, welche die Drehantriebskraft aufnimmt, neigt zum Drehen in der Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 (Uhrzeigerrichtung in Fig. 21), wird aber durch die Anlage zwischen dem Anlageabschnitt 12c1 des Rahmens 12c und des Anlageabschnitts 13a der Hauptbaugruppe angehalten. Dies ist wirkungsvoll, um die Schwingung infolge der internen Belastungsänderung oder dergleichen in der Drehrichtung der Prozeßkartusche B zu verhindern, die durch die Kupplungsvorrichtungsantriebskraft in die Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 gedrängt wird. Der Kontaktabschnitt 12c3 ist in jeder der zwei Positionen vorgesehen, d. h. angrenzend an eine Endseite und die andere Endseite in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 auf der oberen Oberfläche des Reinigungsrahmens 12c (Fig. 3 und 4).As shown in Fig. 21, the main assembly 13 of the image forming apparatus is provided with an elastic member 13b for urging the process cartridge B in the rotational direction of the photosensitive drum 7. The elastic member 13b is in contact with the contact portion 12c3 of the cleaning frame 12c of the process cartridge B while the process cartridge B is arranged in the main assembly 13, and it applies the rotational driving force in the same direction as the rotational direction of the photosensitive drum 7 to the process cartridge B. The process cartridge B receiving the rotational driving force tends to rotate in the rotational direction of the photosensitive drum 7 (clockwise direction in Fig. 21), but is stopped by the abutment between the abutment portion 12c1 of the frame 12c and the abutment portion 13a of the main assembly. This is effective to prevent the vibration due to the internal load change or the like in the rotational direction of the process cartridge B urged by the clutch device driving force in the rotational direction of the photosensitive drum 7. The contact portion 12c3 is provided in each of the two positions, i.e., adjacent to one end side and the other end side in the longitudinal direction of the photosensitive drum 7 on the upper surface of the cleaning frame 12c (Figs. 3 and 4).

Embodiment 5

Unter Bezugnahme auf Fig. 22 wird nachstehend eine andere Ausführungsform des Kupplungsvorrichtungsaufbaus beschrieben. Die grundlegenden Strukturen der Prozeßkartusche und des Bilderzeugungsgeräts sind im wesentlichen die gleichen wie in Ausführungsform 1. Daher sind die gleichen Bezugszeichen wie in Ausführungsform 1 den Elementen mit den entsprechenden Funktionen zugeordnet und deren ausführliche Beschreibung wird zur Vereinfachung ausgelassen.Referring to Fig. 22, another embodiment of the coupling device structure will be described below. The basic structures of the process cartridge and the image forming apparatus are substantially the same as in Embodiment 1. Therefore, the same reference numerals as in Embodiment 1 are assigned to the elements having the corresponding Functions are assigned and their detailed description is omitted for simplicity.

In diesem Ausführungsbeispiel, wie in Fig. 22 gezeigt, weisen der Vorsprung 17a der Vorsprungskupplungswelle 17 und die Vertiefung 18a der aufnehmenden Welle 18 einen im wesentlichen rechteckförmigen Querschnitt auf, welcher in der Drehrichtung der Welle verdreht ist. Ähnlich Ausführungsform 1 ist die haltbare Kupplungsvorrichtungsvertiefung 18a in der Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts angeordnet. Wenn bei diesem Aufbau die Antriebskraft übertragen wird, während die Kupplungsvorrichtung im Eingriff ist, wird die Kraft so erzeugt, daß die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 18 die Vorsprungswelle 17 infolge deren Drallrichtung in der Axialrichtung zieht, wodurch die Vorsprungsendfläche 17a1 der Vorsprungskupplungswelle 17 mit der Vertiefungsbodenfläche 18a1 zur Anlage gelangt (oder die Vorsprungswellen-Endfläche 17b in Anlage mit der Endfläche 18b der aufnehmenden Welle gelangt).In this embodiment, as shown in Fig. 22, the projection 17a of the projection coupling shaft 17 and the recess 18a of the female shaft 18 have a substantially rectangular cross section which is twisted in the rotational direction of the shaft. Similarly to Embodiment 1, the durable coupling device recess 18a is arranged in the main assembly 13 of the image forming apparatus. In this structure, when the driving force is transmitted while the coupling device is engaged, the force is generated such that the female coupling device shaft 18 pulls the projection shaft 17 in the axial direction due to its twisting direction, whereby the projection end surface 17a1 of the projection coupling shaft 17 comes into contact with the recess bottom surface 18a1 (or the projection shaft end surface 17b comes into contact with the end surface 18b of the female shaft).

Da die Position der Prozeßkartusche B in der Richtung der Kupplungsvorrichtungswelle in der Hauptbaugruppe A des Bilderzeugungsgeräts während der Antriebsoperation gleichbleibend ist, kann die Schwingung der Prozeßkartusche unterdrückt werden.Since the position of the process cartridge B in the direction of the clutch shaft in the main assembly A of the image forming apparatus is constant during the driving operation, the vibration of the process cartridge can be suppressed.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Querschnittaufbau des Vorsprungs 17a der Kupplungsvorrichtungswelle und der Vertiefung 18a im wesentlichen ein rechteckiger Aufbau, doch eine andere Vieleckprismenform ist anwendbar, wenn der Eingriff herbeigeführt wird, wenn die Kupplungsvorrichtungsvertiefung in Drehung versetzt ist.In this embodiment, the cross-sectional structure of the protrusion 17a of the clutch device shaft and the recess 18a is substantially a rectangular structure, but another polygonal prism shape is applicable when the engagement is effected when the clutch device recess is rotated.

Wenn die Prozeßkartusche B von der Hauptbaugruppe demontiert wird, kann der Motor 30 in die entgegengesetzte Richtung gedreht werden, wobei der Kupplungsvorrichtungseingriff infolge des Schubs zwischen dem Zahnrad 33 und dem Schrägzahnrad 34 automatisch gelöst wird. In diesem Fall besteht keine Notwendigkeit der Verwendung des Kupplungsvorrichtungslösemechanismus wie in Ausführungsform 1.When the process cartridge B is disassembled from the main assembly, the motor 30 can be rotated in the opposite direction, whereby the clutch device engagement is automatically released due to the thrust between the gear 33 and the helical gear 34. In this case, there is no Necessity of using the clutch release mechanism as in embodiment 1.

Embodiment 6

Unter Bezugnahme auf Fig. 23 erfolgt nachstehend die Beschreibung einer weiteren Ausführungsform. Die Ausführungsform der Fig. 23 unterscheidet sich von der Ausführungsform 1 dadurch, daß das Zahnrad nicht auf dem Trommelflansch 16 angeordnet ist.With reference to Fig. 23, a further embodiment is described below. The embodiment of Fig. 23 differs from embodiment 1 in that the gear is not arranged on the drum flange 16.

Der in Fig. 23(a) und (b) gezeigte Kupplungsvorrichtungsaufbau ist derart, daß die Hauptbaugruppenseiten- Kupplungsvorrichtungsvorrichtung eine aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 17 aus Polyacetal (POM) ist und die Kupplungsvorrichtungsvorrichtung der Kartuschenseite, die damit in Eingriff bringbar ist, eine Vorsprungswelle 18 aus POM ist. Ein zylinderförmiger Wandabschnitt 24, der mit der lichtempfindlichen Trommel 7 konzentrisch ist und mit dem Flansch 16 einstückig ausgebildet ist, ist um die Vorsprungswelle 18 angeordnet. Fig. 23(b) zeigt Ansichten, wenn jeweils in den Richtungen D und E der Fig. 23(a) betrachtet.The clutch mechanism structure shown in Fig. 23(a) and (b) is such that the main assembly side clutch mechanism is a female clutch mechanism shaft 17 made of polyacetal (POM), and the cartridge side clutch mechanism engageable therewith is a projection shaft 18 made of POM. A cylindrical wall portion 24 concentric with the photosensitive drum 7 and integrally formed with the flange 16 is disposed around the projection shaft 18. Fig. 23(b) shows views when viewed in directions D and E of Fig. 23(a), respectively.

Durch die Anordnung eines Wandabschnitts 24 mit im wesentlichen der gleichen Höhe wie der Vorsprung 18a steht der Vorsprung 18a nicht über den Kartuschenrahmen vor, so daß die Beschädigung des Endabschnitts f des Vorsprungs 18a verhindert werden kann.By providing a wall portion 24 having substantially the same height as the projection 18a, the projection 18a does not protrude beyond the cartridge frame, so that the damage to the end portion f of the projection 18a can be prevented.

Der zylinderförmige Wandabschnitt 24 kann auch als eine Führung zur Erleichterung der Montage der Prozeßkartusche B in dem Bilderzeugungsgerät A (Fig. 6, Führung c) dienen, wie vorstehend beschrieben ist.The cylindrical wall portion 24 may also serve as a guide for facilitating the mounting of the process cartridge B in the image forming apparatus A (Fig. 6, guide c) as described above.

Embodiment 7

Unter Bezugnahme auf Fig. 24 und 25 wird nachstehend eine andere Ausführungsform beschrieben. In dieser Ausführungsform ist im Gegensatz zu der vorstehend beschriebenen Ausführungsform der Trommelflansch 116 der lichtempfindlichen Trommel 7 mit einer aufnehmenden Welle 117 versehen, und das Zahnrad 121 mit großem Durchmesser der Hauptbaugruppe 13 des Geräts ist mit einer Vorsprungswelle 118 versehen. Mit diesem Aufbau kann auch die Drehgenauigkeit verbessert werden.Another embodiment will be described below with reference to Fig. 24 and 25. In this embodiment, unlike the embodiment described above, the drum flange 116 of the photosensitive Drum 7 is provided with a receiving shaft 117, and the large diameter gear 121 of the main assembly 13 of the apparatus is provided with a projection shaft 118. With this structure, the rotation accuracy can also be improved.

Wie in Fig. 24 gezeigt, ist das im wesentlichen positive Dreieckprisma des Vorsprungs 118a der Vorsprungskupplungswelle 118 in der Drehrichtung verdreht, und die Vertiefung 117a der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 117 ist entsprechend in der Drehrichtung verdreht. Ein Sitz 117b ist an der Endfläche der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 117 vorgesehen.As shown in Fig. 24, the substantially positive triangular prism of the projection 118a of the projection clutch shaft 118 is twisted in the rotational direction, and the recess 117a of the female clutch device shaft 117 is correspondingly twisted in the rotational direction. A seat 117b is provided on the end face of the female clutch device shaft 117.

Durch den Drall des Eingriffabschnitts in der Drehrichtung zieht die Vorsprungskupplungswelle 118 die aufnehmende Welle 117, bis sie an dem Sitz 117b zur Anlage gelangt, wenn die Vorsprungskupplungswelle 118 zur Bilderzeugung in die Richtung c gedreht wird, während sie im Eingriff sind. Demzufolge wird die Kupplungsvorrichtung zwischen diesen weiter gewährleistet.By the twist of the engaging portion in the rotational direction, the male coupling shaft 118 pulls the female shaft 117 until it abuts against the seat 117b when the male coupling shaft 118 is rotated in the direction c for image formation while they are engaged. Accordingly, the coupling device between them is further ensured.

Wenn die Prozeßkartusche B von der Hauptbaugruppe 13 abgenommen wird, kann der Motor 119 in der entgegengesetzten Richtung in Drehung versetzt werden, wie durch den Pfeil d bezeichnet ist, wodurch der Eingriff der Kupplungsvorrichtung durch den Schub, der durch den Eingriff zwischen dem Ritzelrad 120 mit den Schrägzähnen und dem Übertragungsrad 121 erzeugt ist, automatisch gelöst wird, wie in Fig. 25 gezeigt ist.When the process cartridge B is removed from the main assembly 13, the motor 119 can be rotated in the opposite direction as indicated by arrow d, whereby the engagement of the clutch device is automatically released by the thrust generated by the engagement between the pinion gear 120 having the helical teeth and the transmission gear 121, as shown in Fig. 25.

Wenn in diesem Ausführungsbeispiel das zulässige Übertragungsdrehmoment der aufnehmenden Welle 117 kleiner als das zulässige Übertragungsdrehmoment der Vorsprungswelle 118 ist, kann die Beschädigung der Vorsprungswelle 118 verhindert werden.In this embodiment, if the allowable transmission torque of the female shaft 117 is smaller than the allowable transmission torque of the male shaft 118, the damage of the male shaft 118 can be prevented.

Z. B. ist die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle, die in der Kartusche angeordnet ist, aus Polyacetal (POM) hergestellt, und die in der Hauptbaugruppe angeordnete Vorsprungskupplungswelle ist aus Zinkspritzguß hergestellt. Durch diese Verfahrensweise kann selbst dann, wenn ein unnormales Drehmoment erzeugt wird, die Beschädigung der Vorsprungswelle verhindert werden, da das zulässige Übertragungsdrehmoment der Vorsprungskupplungswelle der Hauptbaugruppenseite groß ist.For example, the female coupling device shaft, which is arranged in the cartridge, is made of polyacetal (POM), and the projection coupling shaft arranged in the main assembly is made of zinc die-casting. By this method, even if an abnormal torque is generated, the damage to the projection shaft can be prevented because the allowable transmission torque of the projection coupling shaft of the main assembly side is large.

Diese Ausführungsform ist gleich der Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, daß die aufnehmende Welle in dem Trommelflansch angeordnet ist und die Vorsprungswelle in der Hauptbaugruppe vorgesehen ist. Daher sind die Ausführungsformen des elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts, der Prozeßkartusche, des Antriebskraftübertragungsteils und der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel gleich jenen der Ausführungsform 1, mit der Ausnahme, daß die Vorsprungswelle des Trommelflanschs durch die aufnehmende Welle ersetzt ist und die aufnehmende Welle des Zahnrads der Hauptbaugruppe durch die Vorsprungswelle ersetzt ist, und daher wird die Beschreibung solcher Ausführungsformen zur Vereinfachung ausgelassen.This embodiment is the same as Embodiment 1 except that the receiving shaft is arranged in the drum flange and the projection shaft is provided in the main assembly. Therefore, the embodiments of the electrophotographic image forming apparatus, the process cartridge, the driving force transmission member and the electrophotographic photosensitive drum are the same as those of Embodiment 1 except that the projection shaft of the drum flange is replaced by the receiving shaft and the receiving shaft of the gear of the main assembly is replaced by the projection shaft, and therefore the description of such embodiments is omitted for simplicity.

Nachstehend wird jedoch die Prozeßkartusche kurz beschrieben. Es ist eine Prozeßkartusche B, welche an einer Hauptbaugruppe 13 eines elektrophotographischen Bilderzeugungsgeräts A abnehmbar angeordnet werden kann. Das elektrophotographische Bilderzeugungsgerät A weist einen Motor 30 (119) auf, das Hauptbaugruppen-Schrägzahnrad 34 (121) zum Aufnehmen der Antriebskraft von dem Motor 30 (119) und einen Dreiecksprismen-Drallvorsprung 118a, der mit dem Hauptbaugruppen-Schrägzahnrad in der Hauptbaugruppe einstückig drehbar ist. Das elektrophotographische Bilderzeugungsgerät A ist betriebswirksam, um auf dem Aufzeichnungsmedium ein Bild zu erzeugen. Die Prozeßkartusche B weist Kartuschenrahmen 12a, 12b und 12c auf, die elektrophotographische, lichtempfindliche Trommel 7 (107), die Aufladewalze 8 zum Aufladen der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 (107), die Reinigungsklinge 11a zum Entfernen des rückständigen Toners von der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 (107), die Entwicklungswalze 10d zum Entwickeln des latenten Bilds, das auf der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 (107) erzeugt ist, ein dreieckförmiges Dralloch 117a, das mit dem Vorsprung 118a, der an einem Längsende der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 (107) angeordnet ist, in Eingriff bringbar ist, wobei die Prozeßkartusche B an der Hauptbaugruppe angeordnet ist, und wenn das Hauptbaugruppen-Schrägzahnrad 34 (121) gedreht wird, wobei das Loch 117a mit dem Vorsprung 118a im Eingriff ist, wird die Drehantriebskraft von dem Hauptbaugruppen-Schrägzahnrad 34 (121) auf die Trommel 7 (107) übertragen, während das Loch 117a weiterhin zu dem Vorsprung 118a gezogen wird. Das Loch 117a ist an einer Vorderkante des Wellenabschnitts 17 (117) als eine Vertiefung erzeugt, angeordnet in dem Mittelabschnitt des Trommelschrägzahnrads 16a (116a). Das Trommelschrägzahnrad 16a (116a) dient zur Übertragung der Drehantriebskraft auf die Entwicklungswalze bd. Der Wellenabschnitt 17 (117) dient zum drehbaren Lagern der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 (107) in dem Kartuschenrahmen 112c. Das Trommelschrägzahnrad 16 (116a) des Lochs 117 und der Wellenabschnitt 17 (117) sind aus Harzmaterial einstückig erzeugt. Der Außendurchmesser D1 der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 (107), der Außendurchmesser F des Wellenabschnitts und der Durchmesser C des Umkreises des Lochs 117a erfüllen die Beziehung D1 > F > C.However, the process cartridge will be briefly described below. It is a process cartridge B which can be detachably mounted on a main assembly 13 of an electrophotographic image forming apparatus A. The electrophotographic image forming apparatus A comprises a motor 30 (119), the main assembly helical gear 34 (121) for receiving the driving force from the motor 30 (119), and a triangular prism twist projection 118a integrally rotatable with the main assembly helical gear in the main assembly. The electrophotographic image forming apparatus A is operative to form an image on the recording medium. The process cartridge B comprises cartridge frames 12a, 12b and 12c, the electrophotographic photosensitive drum 7 (107), the charging roller 8 for charging the electrophotographic photosensitive drum 7 (107), the cleaning blade 11a for removing the residual toner from the electrophotographic photosensitive drum 7 (107), the developing roller 10d for developing the latent image formed on the electrophotographic photosensitive drum 7 (107), a triangular swirl hole 117a engageable with the projection 118a provided at one longitudinal end of the electrophotographic photosensitive drum 7 (107), the process cartridge B is mounted on the main assembly, and when the main assembly helical gear 34 (121) is rotated with the hole 117a engaged with the projection 118a, the rotational driving force is transmitted from the main assembly helical gear 34 (121) to the drum 7 (107) while the hole 117a continues to be drawn toward the projection 118a. The hole 117a is formed at a front edge of the shaft portion 17 (117) as a recess located in the central portion of the drum helical gear 16a (116a). The drum helical gear 16a (116a) serves to transmit the rotational driving force to the developing roller bd. The shaft portion 17 (117) serves to rotatably support the electrophotographic photosensitive drum 7 (107) in the cartridge frame 112c. The drum helical gear 16 (116a) of the hole 117 and the shaft portion 17 (117) are integrally formed of resin material. The outer diameter D1 of the electrophotographic photosensitive drum 7 (107), the outer diameter F of the shaft portion and the diameter C of the circumference of the hole 117a satisfy the relationship D1 > F > C.

Der Außendurchmesser F des Wellenabschnitts 17 (117), der Durchmesser C des Umkreises des Lochs, der Fußkreisdurchmesser G des Zahnrads 16a der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 und der Innendurchmesser D2 der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 erfüllen die Beziehung G > D2 und G > F > C. Es sind der Außendurchmesser D1 der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel 7 (107) und der Fußkreisdurchmesser L des Hauptbaugruppen-Zahnrads 34 (121), wobei L vorzugsweise nicht kleiner als ungefähr 1,0 · D1 und nicht mehr als 5,0 · D1 ist. Das Modul des Hauptbaugruppen-Zahnrads 34 (121) beträgt ungefähr 0,4-0,7. Der Fußkreisdurchmesser L des Hauptbaugruppen-Zahnrads 34 der Vorrichtung beträgt ungefähr 30 mm-150 mm, und die Anzahl der Zähne des Hauptbaugruppen-Zahnrads 34 beträgt ungefähr 40-400.The outer diameter F of the shaft portion 17 (117), the diameter C of the circumference of the hole, the root circle diameter G of the gear 16a of the electrophotographic photosensitive drum 7 and the inner diameter D2 of the electrophotographic photosensitive drum 7 satisfy the relationship G > D2 and G > F > C. They are the outer diameter D1 of the electrophotographic photosensitive drum 7 (107) and the root circle diameter L of the main assembly gear 34 (121), where L is preferably not smaller than about 1.0 · D1 and not more than 5.0 · D1. The module of the main assembly gear 34 (121) is approximately 0.4-0.7. The root circle diameter L of the main assembly gear 34 of the device is approximately 30 mm-150 mm, and the number of teeth of the main assembly gear 34 is approximately 40-400.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Drallrichtung des Vorsprungs 118a, wenn von der lichtempfindlichen Trommel 7 (107) aus gesehen, gleich der Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 (107) in der Richtung von dem Grundkörperabschnitt des Vorsprungs 118a zu dem Ende, und die Drallrichtung des Lochs 117a ist gleich der Richtung vom Einlauf des Lochs 117a zu dessen Inneren. Die Drallrichtung des Trommelflanschs 16a (116a) ist entgegengesetzt zu der Drallrichtung des Lochs 117a.In this embodiment, the twist direction of the protrusion 118a, when viewed from the photosensitive drum 7 (107), is equal to the rotation direction of the photosensitive drum 7 (107) in the direction from the main body portion of the projection 118a to the end, and the twist direction of the hole 117a is equal to the direction from the inlet of the hole 117a to the inside thereof. The twist direction of the drum flange 16a (116a) is opposite to the twist direction of the hole 117a.

Embodiment 8

Wenn in der Ausführungsform 1 die Abdeckung 14 geöffnet wird, werden der Stab 37 und der Nocken 35 in Wechselbeziehung damit betätigt, um den Eingriff zwischen dem Kupplungsvorrichtungsvorsprung 17a und der Vertiefung 18a zu lösen. Der Kupplungsvorrichtungslöseaufbau kann sein, wie unter Bezugnahme auf Fig. 26 und 27 beschrieben.In the embodiment 1, when the cover 14 is opened, the rod 37 and the cam 35 are operated in interrelation therewith to release the engagement between the clutch device projection 17a and the recess 18a. The clutch device release structure may be as described with reference to Figs. 26 and 27.

Die in Offenlage bringbare Abdeckung 14 ist mit einem bogenförmigen Löseelement 140 in der Mitte der Welle 14a versehen, wie in Fig. 26(a) gezeigt ist, und die Vorderkante des Löseelements 140 ist als ein Nockenabschnitt 140a ausgebildet, der eine allmählich zunehmende Dicke aufweist, wie in Fig. 26(b) gezeigt ist. Wenn, wie in Fig. 27(a) und (b) gezeigt, die Abdeckung 14 geöffnet wird, um die Prozeßkartusche B zu demontieren, tritt der Nockenabschnitt 140a in den Raum zwischen dem Wandabschnitt 141 und dem Zahnrad 34 ein, das mit der aufnehmenden Welle 18 einstückig ausgebildet ist, um die Seitenfläche des Zahnrads 34 in die Richtung herauszudrücken, die durch einen Pfeil b in Fig. 27 bezeichnet ist. Dadurch wird die aufnehmende Welle 18 von dem Wandabschnitt 141 so zurückgezogen, daß der Eingriff mit der Vorsprungskupplungswelle 17 der lichtempfindlichen Trommel 7 gelöst wird, um die gleichmäßige Demontage der Prozeßkartusche B zu gestatten.The openable cover 14 is provided with an arcuate release member 140 at the center of the shaft 14a as shown in Fig. 26(a), and the front edge of the release member 140 is formed as a cam portion 140a having a gradually increasing thickness as shown in Fig. 26(b). As shown in Figs. 27(a) and (b), when the cover 14 is opened to disassemble the process cartridge B, the cam portion 140a enters the space between the wall portion 141 and the gear 34 integrally formed with the receiving shaft 18 to push out the side surface of the gear 34 in the direction indicated by an arrow b in Fig. 27. Thereby, the receiving shaft 18 is retracted from the wall portion 141 so as to release the engagement with the projection coupling shaft 17 of the photosensitive drum 7 is released to allow smooth disassembly of the process cartridge B.

Das Element zum Anordnen des Löseelements 140 ist nicht auf die in Offenlage bringbare Abdeckung 14 begrenzt, wenn es ein Element ist, das betätigt wird, wenn die Prozeßkartusche B montiert oder demontiert wird. Wenn das Antriebskraftübertragungszahnrad 34 ein Schrägzahnrad ist, ist das Löseelement 140 nicht unvermeidbar, und das Lösen der Kupplungsvorrichtung ist durch den Schub möglich, der durch das Schrägzahnrad erzeugt wird.The member for arranging the release member 140 is not limited to the openable cover 14 if it is a member that is operated when the process cartridge B is mounted or dismounted. When the drive force transmission gear 34 is a helical gear, the release member 140 is not inevitable, and the release of the clutch device is possible by the thrust generated by the helical gear.

Unter Bezugnahme auf Fig. 28-31 erfolgt nachstehend die Beschreibung der Positionierung der Prozeßkartusche in bezug auf die Hauptbaugruppe des Geräts 13 in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel.Referring to Figs. 28-31, the following is a description of the positioning of the process cartridge with respect to the main assembly of the apparatus 13 in the longitudinal direction of the photosensitive drum.

In der folgenden Ausführungsform werden unterschiedliche Bezugszeichen verwendet, doch der Aufbau ist der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform ziemlich ähnlich. Die Positionierung der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe des Geräts in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel wird jedoch ausführlicher beschrieben. Ein Teil der Beschreibung wird zum leichteren Verständnis wiederholt.In the following embodiment, different reference numerals are used, but the structure is quite similar to the previously described embodiment. However, the positioning of the process cartridge B with respect to the main assembly of the apparatus in the longitudinal direction of the photosensitive drum will be described in more detail. Part of the description will be repeated for ease of understanding.

Fig. 28 zeigt eine Längsschnittansicht eines Kupplungsvorrichtungsabschnitts in dem Zustand, in welchem die lichtempfindliche Trommel 107 in der Prozeßkartusche B angeordnet ist.Fig. 28 is a longitudinal sectional view of a clutch device portion in the state in which the photosensitive drum 107 is arranged in the process cartridge B.

Wie in Fig. 28 gezeigt, ist eine Kupplungsvorrichtungsvorrichtung an der Kartusche an einem Längsende der lichtempfindlichen Trommel 107 angeordnet, die in der Prozeßkartusche B angeordnet ist. Die Kupplungsvorrichtungsvorrichtung ist in der Form einer Vorsprungskupplungswelle 137 (Rundsäulenaufbau), die an einem Trommelflansch 136 angeordnet ist, der an dem Ende der lichtempfindlichen Trommel 107 fest angeordnet ist, und eine freie Endfläche der Vorsprungswelle 137 weist einen Vorsprung 137a auf. Eine freie Endfläche des Vorsprungs 137a ist parallel zu der Endfläche der Vorsprungswelle 137. Die Vorsprungswelle 137 wird durch ein Lager 138 gelagert und dient als eine Trommelwelle. In diesem Ausführungsbeispiel sind der Trommelflansch 136, die Vorsprungskupplungswelle 137 und der Vorsprung 137a einstückig ausgebildet. Der Trommelflansch 136 ist mit einem einstückigen Trommelrad 107b in der Form eines Schrägzahnrads ausgebildet, um die Antriebskraft auf eine Entwicklungswalze 9clOd (Fig. 2) in der Prozeßkartusche B zu übertragen. Wie in Fig. 28 gezeigt, ist daher der Trommelflansch 136 dieser Ausführungsform ein einstückig formgebend erzeugtes Element, welches das Trommelrad 107b, die Vorsprungswelle 137 und den Vorsprung 137a aufweist, und ist ein Antriebskraft- Übertragungsteil zum Übertragen der Antriebskraft.As shown in Fig. 28, a clutch device is arranged on the cartridge at one longitudinal end of the photosensitive drum 107 arranged in the process cartridge B. The clutch device is in the form of a projection clutch shaft 137 (round column structure) arranged on a drum flange 136 fixed to the end of the photosensitive drum 107. and a free end surface of the projection shaft 137 has a projection 137a. A free end surface of the projection 137a is parallel to the end surface of the projection shaft 137. The projection shaft 137 is supported by a bearing 138 and serves as a drum shaft. In this embodiment, the drum flange 136, the projection coupling shaft 137 and the projection 137a are integrally formed. The drum flange 136 is formed with an integral drum gear 107b in the form of a helical gear for transmitting the driving force to a developing roller 9clOd (Fig. 2) in the process cartridge B. Therefore, as shown in Fig. 28, the drum flange 136 of this embodiment is an integrally molded member including the drum wheel 107b, the projection shaft 137 and the projection 137a, and is a driving force transmitting part for transmitting the driving force.

Der Aufbau des Vorsprungs 137a ist ähnlich der vorhergehend beschriebenen Ausführungsform, ein Drallprisma. Die Vertiefung 139a zum Eingriff mit dem Vorsprung 137a ist im Querschnitt ein Vieleckloch, das in der Drehrichtung entlang der Axialrichtung leicht verdreht ist. Der Vorsprung 137a und die Vertiefung 139a weisen die gleiche Drallsteigung auf und sind in die gleiche Richtung verdreht. Die Vertiefung 139a weist einen im wesentlichen dreieckigen Querschnitt auf. Die Vertiefung 139a ist auf einer aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 139b einstückig mit dem Zahnrad 34 Vorgesehen, das in der Hauptbaugruppe 13 angeordnet ist. Die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 139b, wie vorstehend beschrieben, wird durch die Hauptbaugruppe des Geräts zur Drehung und zur axialen Bewegung gelagert. Wenn bei dem Aufbau des Ausführungsbeispiels die Prozeßkartusche B an der Hauptbaugruppe des Geräts angeordnet wird und der Vorsprung 137a und die Vertiefung 139a der Hauptbaugruppe des Geräts gelangen miteinander in Eingriff, um die Drehkraft von der Vertiefung 139a auf den Vorsprung 137a zu übertragen, gelangen die Kantenlinie des Vorsprungs 137a des im wesentlichen gleichseitigen Dreieckprismas und die Innenfläche der Vertiefung 139a gleichmäßig in Kontakt. Um dies zu erreichen, ist der Durchmesser des Umkreises des Kupplungsvorrichtungsvorsprungs 137a größer als der Durchmesser des Umkreises der Kupplungsvorrichtungsvertiefung 139a und ist kleiner als der Durchmesser des Umkreises der Kupplungsvorrichtungsvertiefung 139a. Ferner wird auf Grund des Drallaufbaus eine Kraft in einer Richtung der Vertiefung 139a erzeugt, welche den Vorsprung 137a so anzieht, daß die freie Endfläche des Vorsprungs 137a1 mit der Bodenfläche der Vertiefung 139a in Kontakt gebracht wird. Dadurch werden die Positionen der Prozeßkartusche in der Längsrichtung und der Radialrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 in bezug auf die Hauptbaugruppe 14 des Bilderzeugungsgeräts bestimmt. Daher wird die Position der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe des Geräts in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 bestimmt. Die Drallrichtung des Trommelrads 107b ist die Richtung, in welche eine Schubkraft in der Richtung des Pfeils d in diesem Ausführungsbeispiel erzeugt wird. Die Schubkräfte in dem Kupplungsvorrichtungsabschnitt und dem Trommelrad 107b sind beide gerichtet, wie durch den Pfeil d bezeichnet ist, und daher ist die Position der lichtempfindlichen Trommel 7, die mit dem Vorsprung 137a einstückig ist, in der Axialrichtung und der Radialrichtung in der Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts eindeutig bestimmt.The structure of the projection 137a is similar to the previously described embodiment, a twist prism. The recess 139a for engagement with the projection 137a is a polygonal hole in cross section which is slightly twisted in the direction of rotation along the axial direction. The projection 137a and the recess 139a have the same twist pitch and are twisted in the same direction. The recess 139a has a substantially triangular cross section. The recess 139a is provided on a female clutch device shaft 139b integral with the gear 34 arranged in the main assembly 13. The female clutch device shaft 139b as described above is supported by the main assembly of the device for rotation and axial movement. In the structure of the embodiment, when the process cartridge B is mounted on the main assembly of the apparatus and the projection 137a and the recess 139a of the main assembly of the apparatus engage with each other to transmit the rotational force from the recess 139a to the projection 137a, the edge line of the projection 137a of the substantially equilateral triangular prism and the inner surface of the recess 139a evenly in contact. To achieve this, the diameter of the circumference of the coupling device projection 137a is larger than the diameter of the circumference of the coupling device recess 139a and is smaller than the diameter of the circumference of the coupling device recess 139a. Further, due to the twist structure, a force is generated in a direction of the recess 139a, which attracts the projection 137a so that the free end surface of the projection 137a1 is brought into contact with the bottom surface of the recess 139a. Thereby, the positions of the process cartridge in the longitudinal direction and the radial direction of the photosensitive drum 7 with respect to the main assembly 14 of the image forming apparatus are determined. Therefore, the position of the process cartridge B with respect to the main assembly of the apparatus is determined in the longitudinal direction of the photosensitive drum 7. The twisting direction of the drum gear 107b is the direction in which a thrust force is generated in the direction of arrow d in this embodiment. The thrust forces in the clutch device portion and the drum gear 107b are both directed as indicated by arrow d, and therefore the position of the photosensitive drum 7 integral with the projection 137a in the axial direction and the radial direction in the main assembly 13 of the image forming apparatus is uniquely determined.

In diesem Ausführungsbeispiel ist die Drallrichtung des Vorsprungs 137a entgegengesetzt zu der Drehrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 zu dem freien Ende, von dem unteren Teil des Vorsprungs 137a weggerichtet, wenn von der lichtempfindlichen Trommel 107 aus betrachtet, und die Drallrichtung der Vertiefung 139a ist entgegengesetzt dazu nach innen gerichtet, weg von dem Einlauf der Vertiefung 139a. Die Drallrichtung des Trommelrads 107b des Trommelflanschs 136 ist entgegengesetzt zu der Drallrichtung des Vorsprungs 137a.In this embodiment, the twist direction of the protrusion 137a is opposite to the direction of rotation of the photosensitive drum 7 toward the free end, away from the lower part of the protrusion 137a when viewed from the photosensitive drum 107, and the twist direction of the recess 139a is opposite thereto, inwardly, away from the inlet of the recess 139a. The twist direction of the drum wheel 107b of the drum flange 136 is opposite to the twist direction of the protrusion 137a.

Die Vorsprungswelle 137 und der Vorsprung 137a sind so auf dem Trommelflansch 136 angeordnet, daß dann, wenn der Trommelflansch 136 an dem Ende der lichtempfindlichen Trommel 107 angeordnet ist, sie zu der lichtempfindlichen Trommel 107 koaxial sind. Mit dem Bezugszeichen 136b ist ein Befestigungsabschnitt bezeichnet, wenn der Trommelflansch 136 an der Innenfläche des Trommelzylinders 107d fest angeordnet ist, wenn der Trommelflansch 136 an der lichtempfindlichen Trommel 107 angeordnet ist. Die Befestigung des Trommelflanschs 136 an der lichtempfindlichen Trommel 107 kann durch Crimpen oder Bonden erfolgen. Die Umfangsfläche des Trommelzylinders 107d ist mit einer lichtempfindlichen Schicht 107e beschichtet.The projection shaft 137 and the projection 137a are arranged on the drum flange 136 so that when the drum flange 136 is arranged at the end of the photosensitive drum 107, they are coaxial with the photosensitive drum 107. Reference numeral 136b denotes a fastening portion when the drum flange 136 is fixedly arranged on the inner surface of the drum cylinder 107d when the drum flange 136 is arranged on the photosensitive drum 107. The fastening of the drum flange 136 to the photosensitive drum 107 can be carried out by crimping or bonding. The peripheral surface of the drum cylinder 107d is coated with a photosensitive layer 107e.

Wie vorhergehend beschrieben, ist das andere Ende der lichtempfindlichen Trommel 107 mit einem Stirnrad 107n versehen, das daran fest angeordnet ist.As previously described, the other end of the photosensitive drum 107 is provided with a spur gear 107n fixedly disposed thereon.

Das Material des Trommelflanschs 136 und des Stirnrads 107n kann Polyacetal, Polykarbonat, Polyamid, Polybutylenterephthalat oder ein anderes Harzmaterial sein. Es kann ein anderes Material verwendet werden.The material of the drum flange 136 and the spur gear 107n may be polyacetal, polycarbonate, polyamide, polybutylene terephthalate or other resin material. Any other material may be used.

Um den Vorsprung 137a der Vorsprungskupplungswelle 137 der Prozeßkartusche B ist ein zylinderförmiger Vorsprung 138a (zylinderförmige Führung 113aR) angeordnet, der mit der Vorsprungskupplungswelle 137 koaxial und mit dem Lager 138 einstückig ist, der an dem Reinigungsrahmen 12c fest angeordnet ist. Durch den Vorsprung 138a ist der Vorsprung 137a der Vorsprungskupplungswelle 137 bei der Montage und Demontage der Prozeßkartusche B oder dergleichen geschützt, wodurch diese vor Beschädigung oder Verformung oder dergleichen infolge äußerer Kräfte geschützt ist. Das Spiel oder die Schwingung während des Kupplungsvorrichtungsantriebs infolge der Beschädigung des Vorsprungs 137a kann verhindert werden.Around the projection 137a of the projection coupling shaft 137 of the process cartridge B, there is provided a cylindrical projection 138a (cylindrical guide 113aR) which is coaxial with the projection coupling shaft 137 and integral with the bearing 138 fixedly mounted on the cleaning frame 12c. By the projection 138a, the projection 137a of the projection coupling shaft 137 is protected during assembly and disassembly of the process cartridge B or the like, thereby protecting it from damage or deformation or the like due to external forces. The play or vibration during the clutch device drive due to the damage of the projection 137a can be prevented.

Däs Lager 138 kann auch als ein Führungselement für die Montage und Demontage der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts wirken. Wenn in mehr besonderer Weise die Prozeßkartusche B an der Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts angeordnet wird, gelangt der Vorsprung 138a des Lagers 138 mit dem Führungsabschnitt 15c (Fig. 6) der Hauptbaugruppe in Kontakt, so daß der Vorsprung 138a als eine Positionierführung in die Anordnungsposition wirkt, um deren Anordnung an der Hauptbaugruppe 13 zu erleichtern. Wenn die Prozeßkartusche B in der Anordnungsposition montiert ist, wird der Vorsprung 138a in der Positioniernut 15d gelagert, die in dem Führungsabschnitt 15c vorgesehen ist.The bearing 138 can also be used as a guide element for the assembly and disassembly of the process cartridge B with respect to the main assembly 13 of the image forming apparatus. More particularly, when the process cartridge B is mounted on the main assembly 13 of the image forming apparatus, the projection 138a of the bearing 138 comes into contact with the guide portion 15c (Fig. 6) of the main assembly, so that the projection 138a acts as a positioning guide in the mounting position to facilitate its mounting on the main assembly 13. When the process cartridge B is mounted in the mounting position, the projection 138a is supported in the positioning groove 15d provided in the guide portion 15c.

Zwischen der lichtempfindlichen Trommel 107, dem Trommelflansch 136 und der Vorsprungskupplungswelle 137 besteht eine in Fig. 28 gezeigte Beziehung. In mehr besonderer Weise gilt:Between the photosensitive drum 107, the drum flange 136 and the projection coupling shaft 137 there is a relationship as shown in Fig. 28. More specifically:

H > F ≥ M und E > N,H > F ≥ M and E > N,

wobei H ein Außendurchmesser der lichtempfindlichen Trommel 107 ist, E ein Fußkreisdurchmesser des Trommelrads 107b ist, F ein Lagerdurchmesser der lichtempfindlichen Trommel 107 ist (der Außendurchmesser der Wellenabschnitt-Vorsprungskupplungswelle 137 und der Innendurchmesser des Lagers 138), M ist ein Umkreisdurchmesser des Kupplungsvorrichtungsvorsprungs 137a, und N ist ein Durchmesser des Eingriffabschnitts der lichtempfindlichen Trommel 107 mit dem Trommelflansch 136 (Trommelinnendurchmesser).where H is an outer diameter of the photosensitive drum 107, E is a root circle diameter of the drum wheel 107b, F is a bearing diameter of the photosensitive drum 107 (the outer diameter of the shaft portion projection coupling shaft 137 and the inner diameter of the bearing 138), M is a circumferential diameter of the clutch device projection 137a, and N is a diameter of the engaging portion of the photosensitive drum 107 with the drum flange 136 (drum inner diameter).

Bei H > F ist das Gleitlastdrehmoment am Lagerabschnitt kleiner als in dem Fall des Lagers des Trommelzylinders 107d, bei F ≥ M kann der Formaufbau vereinfacht werden, weil kein Hinterschnittabschnitt vorliegt, wenn eine Form für den Flansch, wie üblich, in der Richtung des Pfeils p geteilt wird.When H > F, the sliding load torque at the bearing portion is smaller than in the case of the bearing of the drum cylinder 107d, when F ≥ M, the mold structure can be simplified because there is no undercut portion when a mold for the flange is divided in the direction of arrow p as usual.

Weiterhin ist durch die Beziehung E > N die Form mit dem Aufbau des Zahnradabschnitts auf der linken Seite der Form angeordnet, wenn in der Anordnungsrichtung der Prozeßkartusche B gesehen, und daher kann die rechtsseitige Form einfach sein, wodurch die Haltbarkeit der Form verlängert wird.Furthermore, by the relationship E > N, the shape with the structure of the gear section on the left side of the shape when viewed in the arrangement direction of the process cartridge B, and therefore the right-hand mold can be simple, thereby prolonging the durability of the mold.

Andererseits ist die Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts mit einer Kupplungsvorrichtungsvorrichtung der Hauptbaugruppe versehen. Die Kupplungsvorrichtungsvorrichtung der Hauptbaugruppe weist eine aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 139b (in der Form einer Rundsäule) (Fig. 28) in einer Position auf, die in Ausrichtung mit der Drehachse der lichtempfindlichen Trommel ist, wenn die Prozeßkartusche B in diese eingefügt ist. Die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 139b, wie in Fig. 28 gezeigt, ist eine Antriebswelle, die mit einem großen Zahnrad 34 zur Übertragung der Antriebskraft von dem Motor 161 auf die lichtempfindlichen Trommel 107 einstückig ausgebildet ist, und die aufnehmende Welle 139b steht von einer Seite des großen Zahnrads 34 koaxial dazu vor. In dieser Ausführungsform werden das große Zahnrad 34 und die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 139b in einer Form einstückig erzeugt.On the other hand, the main assembly 13 of the image forming apparatus is provided with a main assembly clutch device. The main assembly clutch device has a female clutch device shaft 139b (in the form of a round column) (Fig. 28) in a position that is in alignment with the rotation axis of the photosensitive drum when the process cartridge B is inserted therein. The female clutch device shaft 139b, as shown in Fig. 28, is a drive shaft formed integrally with a large gear 34 for transmitting the driving force from the motor 161 to the photosensitive drum 107, and the female shaft 139b projects from one side of the large gear 34 coaxially therewith. In this embodiment, the large gear 34 and the female clutch device shaft 139b are integrally formed in one mold.

Das große Zahnrad 34 in der Hauptbaugruppe 13 ist ein Schrägzahnrad, welches mit einem kleinen Schrägzahnrad 162 im Eingriff ist, das mit der Welle 161a des Motors 161 einstückig ausgebildet oder an dieser fest angeordnet ist. Die Räder weisen solche Drallrichtungen und Neigungswinkel auf, daß dann, wenn die Antriebskraft von dem kleinen Zahnrad 162 übertragen wird, der erzeugte Schub dazu neigt, die aufnehmende Welle 139b zu der Vorsprungswelle 137 zu bewegen. Wenn der Motor 161 bei der Bilderzeugung angetrieben wird, ist der Schub dadurch wirkungsvoll, um die aufnehmende Welle 139b zu der Vorsprungskupplungswelle 137 zu bewegen, um die Vertiefung 139a mit dem Vorsprung 137a in Eingriff zu bringen. Der Vorsprung 139a ist an einem freien Ende der aufnehmenden Welle 139b und in der Drehachse der aufnehmenden Welle 139b angeordnet.The large gear 34 in the main assembly 13 is a helical gear which meshes with a small helical gear 162 which is integral with or fixed to the shaft 161a of the motor 161. The gears have such twist directions and inclination angles that when the driving force is transmitted from the small gear 162, the thrust generated tends to move the female shaft 139b toward the projection shaft 137. When the motor 161 is driven in image formation, the thrust is thereby effective to move the female shaft 139b toward the projection coupling shaft 137 to engage the recess 139a with the projection 137a. The projection 139a is arranged at a free end of the receiving shaft 139b and in the axis of rotation of the receiving shaft 139b.

In dieser Ausführungsform wird die Antriebskraft von dem kleinen Zahnrad 162, das auf der Motorwelle 161a angeordnet ist, auf das große Zahnrad 34 direkt übertragen, doch dies ist nicht unvermeidbar, und ein Getriebe ist zur Drehzahlverminderung und Antriebskraftübertragung verwendbar. Andere Wahlmöglichkeiten schließen ein Riemenrad, ein Paar von Reibwalzen, einen Steuerriemen plus Riemenscheibe oder dergleichen ein.In this embodiment, the driving force is directly transmitted from the small gear 162 arranged on the motor shaft 161a to the large gear 34, but this is not inevitable, and a gear is usable for speed reduction and driving force transmission. Other choices include a pulley, a pair of friction rollers, a timing belt plus pulley, or the like.

In Fig. 28 ist mit dem Bezugszeichen 119 ein Trommelerdungskontakt bezeichnet. Der Erdungskontakt 119 koaxial mit der Trommelwelle 107a angeordnet, einstückig mit dem Flansch 129 aus einem elektrisch leitenden Material. Mit der Trommelwelle 107a ist eine Erdungsplatte 107f mit dem Trommelzylinder 107d elektrisch verbunden, und ist so in Druckkontakt, daß die Ladung nach außerhalb abgeleitet wird. In diesem Ausführungsbeispiel ist der Flansch 129 aus Metall, wie z. B. Eisen.In Fig. 28, reference numeral 119 denotes a drum grounding contact. The grounding contact 119 is arranged coaxially with the drum shaft 107a, integral with the flange 129 made of an electrically conductive material. A grounding plate 107f is electrically connected to the drum shaft 107a and is in pressure contact with the drum cylinder 107d so that the charge is discharged to the outside. In this embodiment, the flange 129 is made of metal such as iron.

Ein Ende 107b1 des Trommelrads 107b liegt an einer Innenendfläche 138b des Lagers 138 an, an dem Reinigungsarm 12c fest angeordnet. Dadurch wird die Axialposition der lichtempfindlichen Trommel 107 in der Prozeßkartusche B bestimmt.One end 107b1 of the drum wheel 107b abuts against an inner end surface 138b of the bearing 138 fixed to the cleaning arm 12c. This determines the axial position of the photosensitive drum 107 in the process cartridge B.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung eines Aufbaus des Vorsprungs 137a und der Vertiefung 139a, welche einen Eingriffabschnitt der Kupplungsvorrichtungsvorrichtung ausbilden.Next, a description will be given of a structure of the protrusion 137a and the recess 139a which form an engaging portion of the clutch device.

Die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 139b in der Hauptbaugruppe 13 ist in der Axialrichtung bewegbar, wie vorstehend beschrieben worden ist, jedoch nicht in der Radialrichtung bewegbar. Andererseits ist die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 13 zur Bewegung in der Längsrichtung und in der Kartuschenanordnungsrichtung angeordnet. In der Längsrichtung ist die Prozeßkartusche B geringfügig zwischen den Führungselementen 116R, 116L bewegbar, die in dem Kartuschenanordnungsraum angeordnet sind.The female clutch device shaft 139b in the main assembly 13 is movable in the axial direction as described above, but not movable in the radial direction. On the other hand, the process cartridge B in the main assembly 13 is arranged for movement in the longitudinal direction and in the cartridge arranging direction. In the longitudinal direction, the process cartridge B is slightly movable between the guide members 116R, 116L arranged in the cartridge arranging space.

Wenn die Prozeßkartusche B in der Hauptbaugruppe 13 angeordnet wird, ist eine zylinderförmige Welle 113aL (Fig. 28), die auf dem Flansch 129 an dem anderen Längsende des Reinigungsrahmens 12c angeordnet ist, im Eingriff in eine Positioniernut 15b (Fig. 5) der Hauptbaugruppe 13 ohne Spalt, so daß die korrekte Positionierung gewährleistet ist, und ein Stirnrad 107n, das an der lichtempfindlichen Trommel 107 fest angeordnet ist, wird mit einem Zahnrad (nicht gezeigt) zur Übertragung der Antriebskraft auf die Übertragungswalze 4 (Fig. 1) in Eingriff gebracht. Andererseits wird auf der Antriebsseite der lichtempfindlichen Trommel 107 eine zylindrische Führung 113aR, die an dem Reinigungsrahmen 12c vorgesehen ist, durch die Positioniernut 15d (Fig. 5) gelagert.When the process cartridge B is mounted in the main assembly 13, a cylindrical shaft 113aL (Fig. 28) provided on the flange 129 at the other longitudinal end of the cleaning frame 12c is engaged with a positioning groove 15b (Fig. 5) of the main assembly 13 without a gap so that the correct positioning is ensured, and a spur gear 107n fixed to the photosensitive drum 107 is engaged with a gear (not shown) for transmitting the driving force to the transfer roller 4 (Fig. 1). On the other hand, on the driving side of the photosensitive drum 107, a cylindrical guide 113aR provided on the cleaning frame 12c is supported by the positioning groove 15d (Fig. 5).

Durch die zylindrische Führung 113aR, die durch die Positioniernut 15d der Hauptbaugruppe 13 gelagert wird, werden die Achsen der Trommelwelle 107a und der aufnehmenden Welle 139b innerhalb der Konzentrizität von 2,00 mm ausgerichtet, und eine erste Ausrichtfunktion in dem Kupplungsvorrichtungsprozeß ist abgeschlossen.By the cylindrical guide 113aR supported by the positioning groove 15d of the main assembly 13, the axes of the drum shaft 107a and the receiving shaft 139b are aligned within the concentricity of 2.00 mm, and a first alignment function in the clutch device process is completed.

Durch Schließen der in Offenlage bringbaren Abdeckung 14 bewegt sich die Kupplungsvorrichtungsvertiefung 139a waagerecht, um den Vorsprung 137a aufzunehmen (ähnlich dem in Fig. 16 gezeigten Zustand).By closing the openable cover 14, the coupling device recess 139a moves horizontally to receive the projection 137a (similar to the state shown in Fig. 16).

Anschließend wird die Antriebsseite (Kupplungsvorrichtungsseite) positioniert, und die Antriebskraftübertragung wird in der folgenden Weise ausgeführt.Then, the drive side (clutch device side) is positioned and the drive force transmission is carried out in the following manner.

Wenn der Antriebsmotor 161 der Hauptbaugruppe 14 in Drehung versetzt wird, bewegt sich die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 139b zu der Vorsprungskupplungswelle 137 (die Richtung entgegengesetzt zu der Richtung des Pfeils d in Fig. 28), und zu dem Zeitpunkt, wenn die Phasen zwischen der Vorsprungskupplungswelle 137 und der Vertiefung 139a ausgerichtet sind (da in diesen Ausführungsbeispiel der Vorsprung 137a und die Vertiefung 139a im wesentlichen den Querschnitt eines gleichseitigen Dreiecks aufweisen, sind die Phasen für jeweils 120 Grad ausgerichtet), gelangen sie miteinander in Eingriff, so daß die Drehantriebskraft von der Hauptbaugruppe des Geräts auf die Vertiefung 139a übertragen wird (aus dem in Fig. 17 gezeigten Zustand in den in Fig. 16 gezeigten Zustand).When the drive motor 161 of the main assembly 14 is rotated, the female clutch device shaft 139b moves toward the projection clutch shaft 137 (the direction opposite to the direction of arrow d in Fig. 28), and at the time when the phases between the projection clutch shaft 137 and the recess 139a are aligned (since in this embodiment, the projection 137a and the recess 139a substantially have the cross section of an equilateral triangle, the phases are aligned for every 120 degrees), they engage with each other so that the rotational driving force is transmitted from the main assembly of the device to the recess 139a (from the state shown in Fig. 17 to the state shown in Fig. 16).

Wenn der Kupplungsvorrichtungsvorsprung 137a in die Vertiefung 139a eintritt, ist der Eintrittsvorgang gleichmäßig, da die Größen der im wesentlichen gleichseitigen Dreiecke so sind, daß der Querschnitt der Kupplungsvorrichtungsvertiefung 139a größer als der Querschnitt des Kupplungsvorrichtungsvorsprungs 137a ist.When the clutch projection 137a enters the recess 139a, the entry process is smooth because the sizes of the substantially equilateral triangles are such that the cross-section of the clutch recess 139a is larger than the cross-section of the clutch projection 137a.

Wenn jedoch der Spalt zwischen diesen zu groß ist, wird die Verdrehfestigkeit der Kupplungsvorrichtung verringert, auf Grund:However, if the gap between them is too large, the torsional strength of the coupling device is reduced, due to:

(1) der Verringerung der Festigkeit infolge der Änderung des Querschnittsaufbaus des Vorsprungs 137a und(1) the reduction in strength due to the change in the cross-sectional structure of the projection 137a and

(2) der Vergrößerung des Widerstands an dem Kontaktpunkt infolge der Verringerung des Kontaktabschnittsradius.(2) the increase in resistance at the contact point due to the reduction of the contact section radius.

Wenn dies eintritt, sind die resultierenden Bilder nicht gleichmäßig.When this happens, the resulting images are not uniform.

In dieser Ausführungsform beträgt im Hinblick auf die wünschenswerte Verdrehfestigkeit der untere Grenzwert des Umkreisdurchmessers der Dreiecksform des Vorsprungs 8,0 mm, und der verwendete Umkreisdurchmesser beträgt 8,5 mm, und der Umkreisdurchmesser der Vertiefungsdreieckform beträgt 9,5 mm und daher beträgt der Spalt 0,5 mm.In this embodiment, in view of the desirable torsional strength, the lower limit of the circumferential diameter of the triangular shape of the projection is 8.0 mm, and the circumferential diameter used is 8.5 mm, and the circumferential diameter of the recessed triangular shape is 9.5 mm, and therefore the gap is 0.5 mm.

Wenn der Spalt klein ist, ist eine ziemlich große Konzentrizität vor dem Eingriff zu erreichen.If the gap is small, a fairly high level of concentricity can be achieved before the procedure.

In dieser Ausführungsform wird die Konzentrizität von 1,0 mm mit dem Spalt von 0,5 mm erreicht, um den sachgemäßen Eingriff zu ermöglichen. Um dies zu erreichen, wird die Vorsprungslänge des Lagervorsprungs 138 größer als die Vorsprungslänge des Kupplungsvorrichtungsvorsprungs 137a ausgebildet. Außerdem wird durch eine Vielzahl von (nicht weniger als drei) Vorsprungsführungen 113aR4 in dem Lagervorsprung 138a der Außendurchmesserabschnitt der aufnehmenden Welle 139a so geführt, daß die Konzentrizität zwischen dem Vorsprung 137 und der aufnehmenden Welle 139a vor dem Kupplungsvorrichtungseingriff nicht größer als 1,0 mm ausgebildet wird, wodurch der Eingriffprozeß der Kupplungsvorrichtung stabilisiert wird (zweite Ausrichtungsfunktion).In this embodiment, the concentricity of 1.0 mm is achieved with the gap of 0.5 mm to enable the proper engagement. To achieve this, the projection length of the bearing projection 138 is made larger than the projection length of the clutch device projection 137a. In addition, by a plurality of (not less than three) projection guides 113aR4 in the bearing projection 138a, the outer diameter portion of the female shaft 139a is guided so that the concentricity between the projection 137 and the female shaft 139a before the clutch device engagement is made not larger than 1.0 mm, thereby stabilizing the engagement process of the clutch device (second alignment function).

Wenn die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 139b zu dem Zeitpunkt der Bilderzeugung mit dem Kupplungsvorrichtungsvorsprung 137a in der Vertiefung 139a gedreht wird, sind die Innenfläche der Kupplungsvorrichtungsvertiefung 139a und die drei Kantenlinien der im wesentlichen gleichseitigen Dreieckssäule des Vorsprungs 137a in Kontakt, um die Antriebskraftübertragung zu gestatten. Die vorstehende Kupplungsvorrichtungswelle 137 bewegt sich augenblicklich so, daß Kantenlinien und die Innenfläche der Kupplungsvorrichtungsvertiefung 139a gleichmäßig in Kontakt sind, d. h., daß die Achsen der vorstehenden Kupplungsvorrichtungswelle 137 und der aufnehmenden Welle 139b ausgerichtet sind.When the female clutch shaft 139b is rotated at the time of image formation with the clutch projection 137a in the recess 139a, the inner surface of the clutch recess 139a and the three edge lines of the substantially equilateral triangular column of the projection 137a are in contact to allow the driving force transmission. The clutch projection shaft 137 moves instantaneously so that the edge lines and the inner surface of the clutch recess 139a are evenly in contact, that is, the axes of the clutch projection shaft 137 and the female shaft 139b are aligned.

Dadurch wird eine automatische Ausrichtung zwischen der vorstehenden Kupplungsvorrichtungswelle 137 und der aufnehmenden Welle 139b beim Antrieb des Motors 161 erreicht. Durch die Übertragung der Antriebskraft auf die lichtempfindliche Trommel 107 wird ein Drehmoment an die Prozeßkartusche B angelegt und ist wirkungsvoll, um die Kontaktkraft zwischen einer Regulieranlage 12c1 auf der oberen Oberfläche des Reinigungsrahmens 12c der Prozeßkartusche B und dem Befestigungselement 13a (Fig. 1), das an der Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts fest angeordnet ist, zu vergrößern, wodurch die Positionierung der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 des Bilderzeugungsgeräts präzise ausgeführt wird.This achieves automatic alignment between the coupling device projection shaft 137 and the receiving shaft 139b when driving the motor 161. By transmitting the driving force to the photosensitive drum 107, a torque is applied to the process cartridge B and is effective to increase the contact force between a regulator 12c1 on the upper surface of the cleaning frame 12c of the process cartridge B and the fixing member 13a (Fig. 1) fixed to the main assembly 13 of the image forming apparatus, thereby adjusting the positioning of the process cartridge B with respect to the main assembly 13 of the image forming device is precisely manufactured.

Wird der Antrieb nicht vorgenommen, d. h., wenn kein Bild erzeugt wird, sind der Eingriff und das Lösen der Kupplungsvorrichtung leicht, da der Spalt in der Radialrichtung zwischen dem Kupplungsvorrichtungsvorsprung 137a und der Vertiefung 139a vorliegt. Während des Antriebs wird die Kontaktkraft in dem Kupplungsvorrichtungsabschnitt stabilisiert, so daß ein mögliches Spiel oder Rütteln unterdrückt wird.When the drive is not performed, that is, when no image is formed, the engagement and disengagement of the clutch device are easy because the gap in the radial direction exists between the clutch device projection 137a and the recess 139a. During the drive, the contact force in the clutch device portion is stabilized so that possible play or shaking is suppressed.

In dieser Ausführungsform sind der Aufbau des Kupplungsvorrichtungsvorsprungs und der Vertiefung im wesentlichen ein gleichseitiges Dreieck, doch die ähnlichen Wirkungen werden erreicht, wenn sie im wesentlichen ein gleichseitiges Vieleck darstellen. Die gleichseitige Vieleckform ist zu bevorzugen, da die Positionierung genau ist, doch die ungleichseitige Form ist verwendbar, wenn die Kraft zueinander erzeugt wird. Als eine Wahlmöglichkeit ist eine Spindel mit einer großen Steigung als der Kupplungsvorrichtungsvorsprung verwendbar, wobei ein Innengewinde für den gewindegängigen Eingriff mit dem Kupplungsvorrichtungsvorsprung als die Kupplungsvorrichtungsvertiefung verwendbar ist. Eine Dreigang-Dreieckschraube mit Außen- und Innengewindeausbildung dieser Abwandlung entspricht dem vorstehend beschriebenen Kupplungsvorrichtungsvorsprung und der Vertiefung.In this embodiment, the configuration of the clutch device projection and the recess are substantially an equilateral triangle, but the similar effects are achieved when they are substantially an equilateral polygon. The equilateral polygon shape is preferable because the positioning is accurate, but the scalene shape is usable when the force is generated toward each other. As an option, a spindle having a large pitch is usable as the clutch device projection, and an internal thread for threadably engaging with the clutch device projection is usable as the clutch device recess. A three-thread triangular screw with external and internal thread configuration of this modification corresponds to the clutch device projection and the recess described above.

Wenn der Kupplungsvorrichtungsvorsprung und die Vertiefung verglichen werden, wird der Vorsprung auf leichte Weise beschädigt und ist vom Standpunkt der Festigkeit weniger stabil als die Vertiefung. Daher ist in dieser Ausführungsform erforderlich, den Kupplungsvorrichtungsvorsprung in der auswechselbaren Prozeßkartusche B vorzusehen, und die Kupplungsvorrichtungsvertiefung, welche eine höhere Haltbarkeit aufweisen muß, ist in der Hauptbaugruppe 13 in dem Bilderzeugungsgerät angeordnet.When the coupling device projection and the recess are compared, the projection is easily damaged and is less stable than the recess from the viewpoint of strength. Therefore, in this embodiment, it is necessary to provide the coupling device projection in the replaceable process cartridge B, and the coupling device recess, which is required to have higher durability, is arranged in the main assembly 13 in the image forming apparatus.

Nachstehend erfolgt die Beschreibung der Positionierung der Prozeßkartusche B in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 des Geräts.The following is a description of the positioning of the process cartridge B in the longitudinal direction of the photosensitive drum with respect to the main assembly 13 of the apparatus.

In dieser Ausführungsform zieht die Vertiefung 139a der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 139b den Vorsprung 137a der vorstehenden Kupplungsvorrichtungswelle 137 so an, daß die Endfläche 137a3 des Wellenabschnitts 137 und die Endfläche 139a3 der Vertiefung 139a einander in Anlage sind, wodurch die lichtempfindliche Trommel 107 in der Axialrichtung genau positioniert wird.In this embodiment, the recess 139a of the female clutch shaft 139b attracts the projection 137a of the male clutch shaft 137 so that the end surface 137a3 of the shaft portion 137 and the end surface 139a3 of the recess 139a abut each other, thereby accurately positioning the photosensitive drum 107 in the axial direction.

Um diese axiale Position durch die Anlage zwischen dem Vorsprung 137a3 und der Oberfläche 139a3 der Vertiefung 139a zu ermöglichen, ist die lichtempfindliche Trommel 107 in der Axialrichtung in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 bewegbar. Dies wird nachstehend genauer beschrieben.In order to enable this axial position by the engagement between the protrusion 137a3 and the surface 139a3 of the recess 139a, the photosensitive drum 107 is movable in the axial direction with respect to the main assembly 13. This will be described in more detail below.

Die verwendbaren Anordnungen zum Ermöglichen der Bewegung in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 107 sind wie folgt.The usable arrangements for enabling movement in the longitudinal direction of the photosensitive drum 107 are as follows.

In bezug auf die Wellenkupplungsvorrichtung zum Übertragen der Antriebskraft von der Hauptbaugruppe des Geräts auf die Prozeßkartusche B ist die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 139b als das antriebsseitige Wellenkupplungselement derart, daß die Kupplungsvorrichtungsvertiefung 139a den Vorsprung 137a bei der Drehung in der Axialrichtung anzieht, während die Vertiefung 139a und der Vorsprung 137a miteinander im Eingriff sind.Regarding the shaft coupling device for transmitting the driving force from the main assembly of the apparatus to the process cartridge B, the female coupling device shaft 139b as the drive-side shaft coupling member is such that the coupling device recess 139a attracts the projection 137a in rotation in the axial direction while the recess 139a and the projection 137a are engaged with each other.

(1-a) die lichtempfindliche Trommel 107 ist in der Längsrichtung in bezug auf den Kartuschenrahmen bewegbar, in mehr besonderer Weise den Reinigungsrahmen 12c, oder (1-b) die lichtempfindliche Trommel 107 ist in der Längsrichtung in bezug auf den Reinigungsrahmen 12c nicht bewegbar.(1-a) the photosensitive drum 107 is movable in the longitudinal direction with respect to the cartridge frame, more particularly the cleaning frame 12c, or (1-b) the photosensitive drum 107 is not movable in the longitudinal direction with respect to the cleaning frame 12c.

(2-a) der Kartuschenrahmen der Prozeßkartusche B, in mehr besonderer Weise der Reinigungsrahmen 12c, der die lichtempfindliche Trommel 107 lagert, ist in der Längsrichtung in bezug auf den Kartuschenanordnungsabschnitt der Hauptbaugruppe 13 des Geräts bewegbar, wenn die Prozeßkartusche an der Hauptbaugruppe 13 angeordnet ist. (2-b) der Reinigungsrahmen 12c ist in der Längsrichtung nicht bewegbar, wenn die Prozeßkartusche an dem Kartuschenanordnungsabschnitt der Hauptbaugruppe des Geräts angeordnet ist.(2-a) the cartridge frame of the process cartridge B, more specifically the cleaning frame 12c supporting the photosensitive drum 107, is movable in the longitudinal direction with respect to the cartridge mounting portion of the main assembly 13 of the apparatus when the process cartridge is mounted on the main assembly 13. (2-b) the cleaning frame 12c is not movable in the longitudinal direction when the process cartridge is mounted on the cartridge mounting portion of the main assembly of the apparatus.

In dieser Ausführungsform ist die Endfläche 137a1 des Vorsprungs 137 nicht an der Bodenfläche der Vertiefung 139a in Anlage, um die Positionierung zu erreichen. In dieser Ausführungsform wird die Positionierung durch die Anlage zwischen der Endfläche 137a3 des Wellenabschnitts 137, der mit dem Vorsprung 137a angeordnet ist, und der Endfläche 139a3 der Vertiefung 139a ausgeführt. Hier ist der Wellenabschnitt 137 eine Drehachse des drehbaren Elements (lichtempfindliche Trommel 107). In dieser Ausführungsform ist die lichtempfindliche Trommel 107 in dem Kartuschenrahmen (Reinigungsrahmen 12c) drehbar gelagert. Die Endfläche 137a3 ist eine Oberfläche des Wellenabschnitts 137 um dessen Vorsprung 137a. Die Endfläche 139a3 der Vertiefung 139a ist eine Oberfläche um die Vertiefung 139a der aufnehmenden Welle 139b, welche die Vertiefung 139a aufweist. Hier ist die aufnehmende Welle 139b eine Drehachse des drehbaren Elements (Zahnrad 34), das in der Hauptbaugruppe 13 des Geräts angeordnet ist. In dieser Ausführungsform dient es zum Übertragen der Antriebskraft auf die lichtempfindliche Trommel 107. Die Lagebeziehung zwischen der lichtempfindlichen Trommel 107 und dem Rahmen der Prozeßkartusche B wird nachstehend ausführlich beschrieben. In der Zeichnung, auf welche nachstehend Bezug genommen wird, sind die Wellenkupplungsvorrichtung, die Prozeßkartusche B und der Kartuschenanordnungsabschnitt der Hauptbaugruppe des Geräts schematisch gezeigt. Wenn die lichtempfindliche Trommel 107 zu der Nichtantriebsseite bewegt wird, erfolgt das Anhalten der Axialbewegung der lichtempfindlichen Trommel 107 durch einen Stufenabschnitt an der Grenze des Abschnitts 107a2 mit erweitertem Durchmesser der Trommelwelle 107a in dieser Ausführungsform. Bei einer solchen Lagebeziehung sind jedoch der Vorsprung 137a und die Vertiefung 139a im Eingriff, und die Endfläche des Vorsprungs 137a1 und die Vertiefung der Bodenfläche 139a1 sind voneinander beabstandet. Daher wird die Axialbewegung zu der Nichtantriebsseite der lichtempfindlichen Trommel 107 tatsächlich durch den Reinigungsrahmen 12c bestimmt, und daher erfolgt die nachstehende Beschreibung hinsichtlich der Beziehung zwischen der lichtempfindlichen Trommel 107 und dem Reinigungsrahmen 12c.In this embodiment, the end surface 137a1 of the projection 137 is not in contact with the bottom surface of the recess 139a to achieve positioning. In this embodiment, positioning is carried out by the contact between the end surface 137a3 of the shaft portion 137 arranged with the projection 137a and the end surface 139a3 of the recess 139a. Here, the shaft portion 137 is a rotation axis of the rotatable member (photosensitive drum 107). In this embodiment, the photosensitive drum 107 is rotatably supported in the cartridge frame (cleaning frame 12c). The end surface 137a3 is a surface of the shaft portion 137 around the projection 137a thereof. The end surface 139a3 of the recess 139a is a surface around the recess 139a of the receiving shaft 139b having the recess 139a. Here, the receiving shaft 139b is a rotation axis of the rotary member (gear 34) arranged in the main assembly 13 of the apparatus. In this embodiment, it serves to transmit the driving force to the photosensitive drum 107. The positional relationship between the photosensitive drum 107 and the frame of the process cartridge B will be described in detail below. In the drawing referred to below, the shaft coupling device, the process cartridge B and the cartridge arranging portion of the main assembly of the apparatus are schematically shown. When the photosensitive drum 107 is moved to the non-driving side, the stopping of the axial movement of the photosensitive drum 107 is carried out by a step portion on the Limit of the expanded diameter portion 107a2 of the drum shaft 107a in this embodiment. However, in such a positional relationship, the projection 137a and the recess 139a are engaged, and the end surface of the projection 137a1 and the recess of the bottom surface 139a1 are spaced from each other. Therefore, the axial movement to the non-drive side of the photosensitive drum 107 is actually determined by the cleaning frame 12c, and therefore the following description will be made regarding the relationship between the photosensitive drum 107 and the cleaning frame 12c.

Wie in Fig. 29 gezeigt, ist in dieser Ausführungsform das Ende der vorstehenden Kupplungsvorrichtungswelle 137 mit einem Vorsprung 137a in der Form eines Drallprismas versehen. Die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 139b ist mit einer Vertiefung 139a in der Form eines Drallochs mit einem Vieleckquerschnitt versehen. Die Strukturen des Vorsprungs 137a und der Vertiefung 139a sind ähnlich denen der vorhergehend beschriebenen Ausführungsformen. In diesem Ausführungsbeispiel ist die Höhe von der Endfläche 137a3 der Vorsprungskupplungswelle 137 des Vorsprungs 137a zu der freien Endfläche 137a1 des Vorsprungs 137a kleiner als die Tiefe von der Endfläche 139a3 der aufnehmenden Welle 139b zu der Bodenfläche 139a1 der Vertiefung 139a. Wenn daher die Vertiefung 139a den Vorsprung 137a anzieht, wird die Endfläche (Wellenende) 139a3 der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 139b an die Endfläche (Wellenende der Vorsprungskupplungswelle 137) 137a3 der Vorsprungskupplungswelle 137 so in Anlage gebracht, daß die Position der lichtempfindlichen Trommel 107 in der Längsrichtung bestimmt wird. Wenn die Längsposition der lichtempfindlichen Trommel 107 bestimmt ist, wird der Reinigungsrahmen 12c durch die Druckkontaktkraft zwischen der Trommelwelle 107a und der Erdungsplatte 107f in die Richtung entgegengesetzt zu der Richtung gedrängt, die durch einen Pfeil d bezeichnet ist, so daß das Seitenende 138b der lichtempfindlichen Trommel des Lagers 138 und das Ende 107b1 des Trommelrads 107b in Anlage gelangen, wodurch deren Position bestimmt wird. Das heißt, die Position der Prozeßkartusche B wird in bezug auf die Hauptbaugruppe des Geräts in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 107 bestimmt.As shown in Fig. 29, in this embodiment, the end of the male coupling device shaft 137 is provided with a projection 137a in the shape of a twist prism. The female coupling device shaft 139b is provided with a recess 139a in the shape of a twist hole having a polygonal cross section. The structures of the projection 137a and the recess 139a are similar to those of the previously described embodiments. In this embodiment, the height from the end surface 137a3 of the male coupling shaft 137 of the projection 137a to the free end surface 137a1 of the projection 137a is smaller than the depth from the end surface 139a3 of the female shaft 139b to the bottom surface 139a1 of the recess 139a. Therefore, when the recess 139a attracts the projection 137a, the end face (shaft end) 139a3 of the female coupling device shaft 139b is brought into abutment with the end face (shaft end of the projection coupling shaft 137) 137a3 of the projection coupling shaft 137 so that the position of the photosensitive drum 107 in the longitudinal direction is determined. When the longitudinal position of the photosensitive drum 107 is determined, the cleaning frame 12c is urged in the direction opposite to the direction indicated by an arrow d by the pressure contact force between the drum shaft 107a and the ground plate 107f so that the photosensitive drum side end 138b of the bearing 138 and the end 107b1 of the drum wheel 107b come into abutment, thereby determining its position. That is, the position of the process cartridge B is determined with respect to the main assembly of the apparatus in the longitudinal direction of the photosensitive drum 107.

Wie Fig. 30 zeigt, ist die Endfläche (Wellenende) 137a3 der Vorsprungskupplungswelle 137 mit einer Vertiefung 139a versehen, und die Endfläche (Wellenende) 139a3 der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 139b ist mit einem Vorsprung 137a versehen. Auch in diesem Fall ist die Höhe des Vorsprungs 137a kleiner als die Tiefe der Vertiefung 139a. Auch in diesem Ausführungsbeispiel zieht der Vorsprung 137a der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 139b die Vertiefung 137a der Vorsprungskupplungswelle 137 an, bis die Endfläche 137a3 der Vorsprungskupplungswelle 137 mit der Endfläche 139a3 der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 139b so in Anlage gelangt, daß die Position der lichtempfindlichen Trommel 107 in deren Längsrichtung bestimmt wird. D. h., die Position der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 des Geräts in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 107 wird bestimmt.As shown in Fig. 30, the end surface (shaft end) 137a3 of the male coupling shaft 137 is provided with a recess 139a, and the end surface (shaft end) 139a3 of the female coupling device shaft 139b is provided with a projection 137a. Also in this case, the height of the projection 137a is smaller than the depth of the recess 139a. Also in this embodiment, the projection 137a of the female coupling device shaft 139b attracts the recess 137a of the male coupling shaft 137 until the end surface 137a3 of the male coupling shaft 137 comes into contact with the end surface 139a3 of the female coupling device shaft 139b so that the position of the photosensitive drum 107 in the longitudinal direction thereof is determined. That is, the position of the process cartridge B with respect to the main assembly 13 of the apparatus in the longitudinal direction of the photosensitive drum 107 is determined.

In der vorstehenden Beschreibung ist die lichtempfindliche Trommel 107 in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 in der Längsrichtung bewegbar. In dem Fall, daß die lichtempfindliche Trommel 107 in der Längsrichtung bewegbar ist, kann unter Bezugnahme auf die vorhergehend beschriebenen Kupplungsvorrichtungen folgendes in Erwägung gezogen werden.In the above description, the photosensitive drum 107 is movable in the longitudinal direction with respect to the main assembly 13. In the case that the photosensitive drum 107 is movable in the longitudinal direction, the following can be considered with reference to the coupling devices described above.

Fig. 31 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wenn die lichtempfindliche Trommel 107 zur Bewegung in deren Längsrichtung in dem Reinigungsrahmen 12c gelagert ist und der Reinigungsrahmen 12c in der Längsrichtung zwischen Führungselementen 15 bewegbar ist. Wenn in diesem Fall die Wellenkupplungsvorrichtung im Eingriff ist, wird die vorspringende Kupplungsvorrichtungswelle 137 zu der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 139b hin angezogen und die Endfläche 137a3 der Vorsprungskupplungswelle gelangt in Anlage mit der Endfläche 139a3 der aufnehmenden Welle, während die Endfläche des Vorsprungs 137a1 nicht mit der Bodenfläche 139a1 der Vertiefung in Anlage gelangt. Dadurch wird die Axialposition der lichtempfindlichen Trommel 107 bestimmt.Fig. 31 shows an embodiment when the photosensitive drum 107 is supported in the cleaning frame 12c for movement in the longitudinal direction thereof and the cleaning frame 12c is movable in the longitudinal direction between guide members 15. In this case, when the shaft coupling device is engaged, the male coupling device shaft 137 is attracted toward the female coupling device shaft 139b and the end surface 137a3 of the male coupling device shaft comes into contact with the end surface 139a3 of the receiving shaft, while the end surface of the projection 137a1 does not come into contact with the bottom surface 139a1 of the recess. This determines the axial position of the photosensitive drum 107.

Fig. 32 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wobei Fig. 30 einen Fall zeigt, wenn die lichtempfindliche Trommel 107 in der Längsrichtung in bezug auf den Reinigungsrahmen 12c bewegbar ist und der Reinigungsrahmen 12c in der Längsrichtung in bezug auf den Kartuschenanordnungsabschnitt der Hauptbaugruppe des Geräts durch elastische Kraft der Blattfeder 133, die zwischen dem Reinigungsrahmen 12c und dem Boden 15a1 des Führungsabschnitts 15a angeordnet ist, nicht bewegbar ist. Ein Pfeil X bezeichnet den Kontaktabschnitt zwischen dem Führungselement 15R und dem Reinigungsrahmen 12c. Das gleiche gilt für den Fall, wenn die Blattfeder 133 nicht verwendet wird, aber der Reinigungsrahmen 12c zwischen den Führungselementen 15 in engem Eingriff ist und daher die Prozeßkartusche B in der Längsrichtung in bezug auf die Hauptbaugruppe des Geräts nicht bewegbar ist. Wenn in diesen Fällen die Wellenkupplungsvorrichtung im Eingriff ist, wird die Vorsprungskupplungswelle 137 zu der aufnehmenden Welle 139b hin angezogen, und die Endfläche 137a3 der Vorsprungswelle ist in Anlage an der Endfläche 139a3 der aufnehmenden Welle, während die Endfläche des Vorsprungs 137a1 an der Bodenfläche 139a1 der Vertiefung nicht in Anlage ist. Dadurch wird die Axialposition der lichtempfindlichen Trommel 107 bestimmt. D. h., die Position der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 des Geräts in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 107 wird bestimmt.Fig. 32 shows an embodiment, and Fig. 30 shows a case where the photosensitive drum 107 is movable in the longitudinal direction with respect to the cleaning frame 12c and the cleaning frame 12c is not movable in the longitudinal direction with respect to the cartridge arranging portion of the main assembly of the apparatus by elastic force of the leaf spring 133 arranged between the cleaning frame 12c and the bottom 15a1 of the guide portion 15a. An arrow X indicates the contact portion between the guide member 15R and the cleaning frame 12c. The same applies to the case where the leaf spring 133 is not used, but the cleaning frame 12c is closely engaged between the guide members 15 and therefore the process cartridge B is not movable in the longitudinal direction with respect to the main assembly of the apparatus. In these cases, when the shaft coupling device is engaged, the projection coupling shaft 137 is attracted toward the receiving shaft 139b, and the end surface 137a3 of the projection shaft is in abutment with the end surface 139a3 of the receiving shaft, while the end surface of the projection 137a1 is not in abutment with the bottom surface 139a1 of the recess. Thus, the axial position of the photosensitive drum 107 is determined. That is, the position of the process cartridge B with respect to the main assembly 13 of the apparatus in the longitudinal direction of the photosensitive drum 107 is determined.

Fig. 33 zeigt ein Ausführungsbeispiel, wenn die lichtempfindliche Trommel 107 in dem Reinigungsrahmen 12c so gelagert ist, daß diese in deren Längsrichtung in bezug auf den Reinigungsrahmen 12c nicht bewegbar ist, und der Reinigungsrahmen 12c in der Längsrichtung zwischen den Führungselementen 15 bewegbar ist. Wenn in diesem Fall die Wellenkupplungsvorrichtung im Eingriff ist, wird die Vorsprungskupplungswelle 137 zu der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 139b hin angezogen, und die Endfläche 137a3 der Vorsprungskupplungswelle gelangt in Anlage mit der Endfläche 139a3 der aufnehmenden Welle, während die Endfläche des Vorsprungs 137a1 nicht mit der Bodenfläche 139a1 der Vertiefung in Anlage gelangt. Dadurch wird die Axialposition der lichtempfindlichen Trommel 107 bestimmt. D. h., die Position der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 des Geräts in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 107 wird bestimmt.Fig. 33 shows an embodiment when the photosensitive drum 107 is mounted in the cleaning frame 12c so that it is not movable in its longitudinal direction with respect to the cleaning frame 12c, and the cleaning frame 12c is movable in the longitudinal direction between the guide members 15. In this case, when the shaft coupling device is engaged, the projection coupling shaft 137 is attracted toward the female coupling device shaft 139b, and the end surface 137a3 of the projection coupling shaft comes into contact with the end surface 139a3 of the female shaft, while the end surface of the projection 137a1 does not come into contact with the bottom surface 139a1 of the recess. Thus, the axial position of the photosensitive drum 107 is determined. That is, the position of the process cartridge B with respect to the apparatus main assembly 13 in the longitudinal direction of the photosensitive drum 107 is determined.

Da ferner die Drallrichtung des Trommelrads 107b derart ist, daß der Vorsprung 137a zu der Vertiefung 139a geschoben wird, erfolgt die Stabilisierung der Axialposition der lichtempfindlichen Trommel 107. D. h., die Position der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe des Geräts in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 107 wird zuverlässig bestimmt.Furthermore, since the twisting direction of the drum wheel 107b is such that the projection 137a is pushed toward the recess 139a, the axial position of the photosensitive drum 107 is stabilized. That is, the position of the process cartridge B with respect to the main assembly of the apparatus in the longitudinal direction of the photosensitive drum 107 is reliably determined.

In der vorhergehenden Beschreibung wird die aufnehmende Kupplungsvorrichtungswelle 139b von dem Motor 61 über ein Getriebe angetrieben, doch das Antriebsverfahren der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 139b ist nicht darauf begrenzt. Wie in Fig. 46 gezeigt, kann eine Steuerriemenscheibe 47 verwendet werden, die mit der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 139b einstückig ausgebildet ist, wobei ein Steuerriemen 47a um die Steuerriemenscheibe und eine nicht gezeigte Steuerriemenscheibe auf einer Motorwelle des Motors 61 herumgelegt ist.In the foregoing description, the female clutch device shaft 139b is driven by the engine 61 via a gear box, but the driving method of the female clutch device shaft 139b is not limited thereto. As shown in Fig. 46, a timing pulley 47 integrally formed with the female clutch device shaft 139b may be used, with a timing belt 47a wound around the timing pulley and a timing pulley not shown on a motor shaft of the engine 61.

Als eine andere Wahlmöglichkeit kann eine Kette um ein Kettenrad, das mit der aufnehmenden Kupplungsvorrichtungswelle 139b einstückig ausgebildet ist, und ein nicht gezeigtes Kettenrad auf der Motorwelle des Motors 61 herumgelegt werden.As another option, a chain may be wound around a sprocket formed integrally with the female clutch device shaft 139b and a sprocket (not shown) on the motor shaft of the motor 61.

In diesem Ausführungsbeispiel ist der Vorsprung 137a auf dem Trommelflansch 136 angeordnet, und die Vertiefung 139a ist in der Welle 139b vorgesehen, die in der Mitte des großen Zahnrads 34 des drehbaren Elements angeordnet ist. Es ist eine nutzbare Wahlmöglichkeit, daß die Vertiefung 139a in dem Trommelflansch 136 vorgesehen ist und ein Vorsprung 137a auf der Welle 139b in der Mitte des großen Zahnrads 34 angeordnet ist.In this embodiment, the projection 137a is arranged on the drum flange 136, and the recess 139a is in the shaft 139b which is arranged in the center of the large gear 34 of the rotary member. It is a usable option that the recess 139a is provided in the drum flange 136 and a projection 137a is arranged on the shaft 139b in the center of the large gear 34.

In der vorhergehenden Beschreibung ist die Drallrichtung der Vertiefung 139a, d. h. des Lochs (Vorsprung), derart, um von dem Einlauf zu dem Boden des Lochs in der entgegengesetzten Richtung zu der Drehrichtung des Zahnrads zu drehen.In the foregoing description, the twist direction of the recess 139a, i.e., the hole (protrusion), is such as to rotate from the inlet to the bottom of the hole in the opposite direction to the rotation direction of the gear.

Die Drallmenge des Lochs (Vorsprungs) beträgt 1º-15º in der Drehrichtung je 1 mm Axiallänge.The amount of twist of the hole (projection) is 1º-15º in the direction of rotation per 1 mm of axial length.

In dieser Ausführungsform beträgt die Tiefe des Lochs ungefähr 4 mm, und die Drallmenge beträgt etwa 30º.In this embodiment, the depth of the hole is approximately 4 mm and the amount of twist is about 30º.

In den Ausführungsformen ist der Vorsprung 137a in der Form eines Vieleckprismas. Fig. 32 zeigt eine anwendbare Wahlmöglichkeit, wobei eine Tragwelle 137a5 in der Mitte der vorstehenden Welle 137 vorgesehen ist, und eine ungedrallte Dreiecksplatte 107a4 an deren freiem Ende angeordnet ist und mit dem dreieckförmigen Dralloch der Vertiefung 139a im Eingriff ist. Bei diesem Aufbau wird die dreieckige Platte 107a4 zu der Vertiefung 139a hin gezogen. Dadurch gelangen die Endfläche 137a3 des Wellenabschnitts 137 und die Endfläche 139a3 der Vertiefung 139a in Anlage oder miteinander in Kontakt. Dadurch wird die Position der lichtempfindlichen Trommel in deren Längsrichtung in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 des Geräts bestimmt, d. h., die Position der Prozeßkartusche B in bezug auf die Hauptbaugruppe 13 des Geräts in der Längsrichtung der lichtempfindlichen Trommel 7 wird bestimmt.In the embodiments, the projection 137a is in the shape of a polygonal prism. Fig. 32 shows an applicable option, wherein a support shaft 137a5 is provided at the center of the projecting shaft 137, and an un-twisted triangular plate 107a4 is arranged at the free end thereof and is engaged with the triangular twist hole of the recess 139a. In this structure, the triangular plate 107a4 is drawn toward the recess 139a. As a result, the end surface 137a3 of the shaft portion 137 and the end surface 139a3 of the recess 139a come into abutment or contact with each other. This determines the position of the photosensitive drum in its longitudinal direction with respect to the main assembly 13 of the apparatus, i.e., the position of the photosensitive drum in the longitudinal direction of the photosensitive drum relative to the main assembly 13 of the apparatus. i.e., the position of the process cartridge B with respect to the main assembly 13 of the apparatus in the longitudinal direction of the photosensitive drum 7 is determined.

Wenn in der vorstehend beschriebenen Ausführungsform eine Konizität an dem Endabschnitt des Vorsprungs 17a oder an dem Einlaufabschnitt der Vertiefung 18a oder an beiden erzeugt ist, ist die Kupplungsvorrichtung zwischen dem Vorsprung 17a und der Vertiefung 18a gleichmäßiger.In the embodiment described above, when a taper is produced at the end portion of the projection 17a or at the inlet portion of the recess 18a or at both the coupling device between the projection 17a and the recess 18a is more uniform.

Vorhergehend ist die Prozeßkartusche als eine Kartusche zur Schwarz-Weiß-Bilderzeugung beschrieben worden, doch sie ist auf eine Kartusche zur Erzeugung eines Mehrfarbenbilds (z. B. zwei Farben, drei Farben oder ein Vollfarbenbild) anwendbar, wenn eine Vielzahl von Entwicklungsvorrichtungen verwendet wird.Previously, the process cartridge has been described as a cartridge for forming a black and white image, but it is applicable to a cartridge for forming a multi-color image (e.g., two colors, three colors, or a full-color image) when a plurality of developing devices are used.

Als das Entwicklungsverfahren ist jedes bekannte Verfahren verwendbar, wie z. B. ein Zwei-Komponenten-Magnetbürsten- Entwicklungsverfahren, ein Kaskadenentwicklungsverfahren, ein Touch-down-Entwicklungsverfahren, ein Wolkenentwicklungsverfahren oder dergleichen.As the developing method, any known method is usable, such as a two-component magnetic brush developing method, a cascade developing method, a touch-down developing method, a cloud developing method or the like.

Als das elektrophotographische, lichtempfindliche Element ist eines verwendbar, das amorphes Silizium, amorphes Selen, Zinkoxid, Titanoxid, organischen Photoleiter (OPC) und dergleichen einschließt. Als Verfahren zum Anordnen des lichtempfindlichen Materials wird ein Photoleiter aufgedampft oder aufgestrichen oder auf einen Zylinder aus einer Aluminiumlegierung oder dergleichen aufgetragen.As the electrophotographic photosensitive member, usable is one including amorphous silicon, amorphous selenium, zinc oxide, titanium oxide, organic photoconductor (OPC) and the like. As a method of arranging the photosensitive material, a photoconductor is vapor-deposited or painted or coated on a cylinder made of an aluminum alloy or the like.

Für die Aufladevorrichtung ist ein sogenanntes Kontaktaufladeverfahren in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen verwendet worden. Es ist jedoch ein anderes Verfahren, wie z. B. die Koronaaufladung, anwendbar, in welchem ein Wolframdraht durch eine Metallabschirmung aus Aluminium oder dergleichen an drei Seiten des Drahtes umschlossen ist und positive oder negative Ionen durch Anlegen einer Hochspannung an den Wolframdraht erzeugt werden und die Oberfläche der lichtempfindlichen Trommel durch Bewegung von positiven oder negativen Ionen zu der Oberfläche gleichmäßig aufgeladen wird.For the charging device, a so-called contact charging method has been used in the foregoing embodiments. However, another method such as corona charging is applicable in which a tungsten wire is enclosed by a metal shield made of aluminum or the like on three sides of the wire and positive or negative ions are generated by applying a high voltage to the tungsten wire and the surface of the photosensitive drum is uniformly charged by moving positive or negative ions to the surface.

Als die Aufladevorrichtung sind zusätzlich zu der Walzentype eine Klinge (Aufladeklinge), ein Kissen, ein Block, eine Stange, ein Draht oder dergleichen verwendbar.As the charging device, in addition to the roller type, a blade (charging blade), a pad, a block, a rod, a wire or the like can be used.

Als die Reinigungsvorrichtung zum Entfernen von rückständigem Toner von der lichtempfindlichen Trommel sind eine Fellbürste, eine magnetische Bürste oder dergleichen verwendbar, als auch die Reinigungsklinge.As the cleaning device for removing residual toner from the photosensitive drum, a fur brush, a magnetic brush or the like are usable, as well as the cleaning blade.

Die Prozeßkartusche kann ein lichtempfindliches Element und mindestens eine Prozeßvorrichtung enthalten. Die Prozeßkartusche kann eine lichtempfindliche Trommel und eine Aufladevorrichtung enthalten und kann an einer Hauptbaugruppe des Geräts abnehmbar angeordnet werden. Die Prozeßkartusche kann eine lichtempfindliche Trommel und eine Entwicklungsvorrichtung enthalten und kann an einer Hauptbaugruppe des Geräts abnehmbar angeordnet werden. Die Prozeßkartusche kann eine lichtempfindliche Trommel und eine Reinigungsvorrichtung enthalten und kann an einer Hauptbaugruppe des Geräts abnehmbar angeordnet werden. Die Prozeßkartusche kann eine lichtempfindliche Trommel und mindestens zwei Prozeßvorrichtungen enthalten.The process cartridge may contain a photosensitive member and at least one processing device. The process cartridge may contain a photosensitive drum and a charging device and may be detachably mounted on a main assembly of the device. The process cartridge may contain a photosensitive drum and a developing device and may be detachably mounted on a main assembly of the device. The process cartridge may contain a photosensitive drum and a cleaning device and may be detachably mounted on a main assembly of the device. The process cartridge may contain a photosensitive drum and at least two processing devices.

Die Prozeßkartusche kann eine lichtempfindliche Trommel und eine Aufladevorrichtung, eine Entwicklungsvorrichtung oder Reinigungsvorrichtung enthalten und kann an einer Hauptbaugruppe des Geräts abnehmbar angeordnet werden. Die Prozeßkartusche kann eine lichtempfindliche Trommel und mindestens eine der Vorrichtungen enthalten, eine Aufladevorrichtung, eine Entwicklungsvorrichtung und eine Reinigungsvorrichtung, und kann an einer Hauptbaugruppe des Geräts abnehmbar angeordnet werden. Die Prozeßkartusche kann eine lichtempfindliche Trommel und mindestens eine Entwicklungsvorrichtung enthalten und kann an einer Hauptbaugruppe des Geräts abnehmbar angeordnet werden. Da die Prozeßkartusche an der Hauptbaugruppe des Bilderzeugungsgeräts durch den Bediener abnehmbar angeordnet werden kann, bedeutet dies, daß die Wartung des Geräts unter Verwendung der Prozeßkartusche durch den Bediener durch Austausch der Prozeßkartusche ausführbar ist. Die vorliegende Erfindung ist auf ein kartuschenloses Bilderzeugungsgerät anwendbar, wobei die lichtempfindliche Trommel, die Entwicklungsvorrichtung oder dergleichen an der Hauptbaugruppe des Geräts direkt angeordnet ist.The process cartridge may contain a photosensitive drum and a charging device, a developing device or a cleaning device and may be detachably mounted on a main assembly of the apparatus. The process cartridge may contain a photosensitive drum and at least one of the devices, a charging device, a developing device and a cleaning device and may be detachably mounted on a main assembly of the apparatus. The process cartridge may contain a photosensitive drum and at least one developing device and may be detachably mounted on a main assembly of the apparatus. Since the process cartridge can be detachably mounted on the main assembly of the image forming apparatus by the operator, this means that the maintenance of the Apparatus using the process cartridge can be carried out by the operator by exchanging the process cartridge. The present invention is applicable to a cartridge-less image forming apparatus wherein the photosensitive drum, the developing device or the like is directly arranged on the main assembly of the apparatus.

Vorstehend erfolgte die Beschreibung eines Laserstrahldruckers als ein beispielhaftes Bilderzeugungsgerät, doch die vorliegende Erfindung ist auf ein elektrophotographisches Kopiergerät, ein Faksimilegerät, ein Textverarbeitungssystem oder ein anderes Bilderzeugungsgerät anwendbar.In the foregoing, description has been given of a laser beam printer as an exemplary image forming apparatus, but the present invention is applicable to an electrophotographic copying machine, a facsimile machine, a word processor, or other image forming apparatus.

Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß der vorliegenden Erfindung die Drehgenauigkeit der Antriebskraftübertragung erhöht, so daß die Drehgenauigkeit der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel erhöht wird.As described above, according to the present invention, the rotational accuracy of the driving force transmission is increased, so that the rotational accuracy of the electrophotographic photosensitive drum is increased.

Außerdem kann die Antriebskraft zuverlässig von der Hauptbaugruppe auf die elektrophotographische, lichtempfindliche Trommel übertragen werden.In addition, the driving force can be reliably transmitted from the main assembly to the electrophotographic photosensitive drum.

Wenn weiterhin die Antriebskraft (während der Bilderzeugung) übertragen wird, können die Drehachsen der Kupplungsvorrichtung der Hauptbaugruppe des Geräts und der Kupplungsvorrichtung der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel in wesentlichen ausgerichtet werden.Further, when the driving force is transmitted (during image formation), the rotation axes of the clutch device of the main assembly of the apparatus and the clutch device of the electrophotographic photosensitive drum can be substantially aligned.

Wenn ferner die Antriebskraft (während der Bilderzeugungsoperation) übertragen wird, erfolgt zusätzlich die Anziehung der elektrophotographischen, lichtempfindlichen Trommel so zu der Seite der Hauptbaugruppe, daß die Positioniergenauigkeit des lichtempfindlichen Elements und daher der Prozeßkartusche in bezug auf die Hauptbaugruppe erhöht wird.In addition, when the driving force is transmitted (during the image forming operation), the attraction of the electrophotographic photosensitive drum to the main assembly side is so performed that the positioning accuracy of the photosensitive member and hence the process cartridge with respect to the main assembly is increased.

Wenn ferner die Antriebskraftübertragung nicht ausgeführt wird (wenn kein Bild erzeugt wird), ist außerdem der Antriebskraft-Kupplungsvorrichtungszustand gelöst, so daß die Handhabbarkeit beim Demontieren der Prozeßkartusche verbessert ist. Zusätzlich ist ferner der Durchmesser des Kupplungsvorrichtungsabschnitts gering.Furthermore, when the driving force transmission is not carried out (when no image is generated), the Driving force coupling device state is released, so that the operability in disassembling the process cartridge is improved. In addition, the diameter of the coupling device portion is also small.

Wenngleich die Erfindung unter Bezugnahme auf gegenwärtig bevorzugte Ausführungsformen, die zu Erläuterungszwecken gewählt wurden, ausführlich beschrieben worden ist, so sollte klar sein, daß zahlreiche Änderungen, Abwandlungen und Verbesserungen am Erfindungsgegenstand vorgenommen werden können, die dem Fachmann bei Kenntnis der durch die Erfindung vermittelten Lehre nahegelegt sind, die jedoch als in den Rahmen der Erfindung fallend anzusehen sind, der in den folgenden Ansprüchen definiert ist.Although the invention has been described in detail with reference to presently preferred embodiments chosen for illustrative purposes, it should be understood that numerous changes, modifications and improvements may be made in the subject matter of the invention which will become apparent to those skilled in the art having the benefit of the teachings conveyed by the invention, but which are to be considered as falling within the scope of the invention as defined in the following claims.

Claims

1. A coupling device of an electrophotographic image forming apparatus (A) and a process cartridge (B) which can be detachably arranged on the image forming apparatus, the electrophotographic image forming apparatus (A) comprising:

- an arranging device (15) for arranging the process cartridge,

- an engine (161),

- a rotatable drive element (34) which is rotatable about a rotation axis in a drive direction of the motor (161),

- a hole (18a, 139a) which is created in the rotatable drive element (34) substantially coaxially with the axis of rotation, the hole having a polygonal cross-sectional shape and being twisted such that axially spaced cross sections of the hole have an angular offset from one another, and

- an axially opposite first bearing surface (18b, 139a3) is provided on the rotatable drive element (34), which surrounds the hole (18a, 139a), and the process cartridge (B) has:

- an electrophotographic photosensitive drum (7),

- a shaft (17, 137) extending axially from the drum (7), and wherein the shaft is adapted to support the photosensitive drum,

- a processing device (8, 10, 11) for acting on the photosensitive drum (7),

- a plurality of engageable portions (17a, 137a) engageable with inner surfaces of the swirl hole (18a, 139a), the engageable portions being arranged at one end of the shaft (17, 137), and

- a second bearing surface (17a1, 17b) which is axially spaced from the end of the shaft (17, 137) opposite the drum and surrounds the engageable sections (17a, 137a),

wherein when the rotary drive member (34) rotates in the drive direction with the hole and the engaging portions engaging with each other, a rotary drive force is transmitted from the rotary drive member (34) through the hole and the engageable portions to the photosensitive drum (7) and an axial force urges the engageable portions into the hole,

and wherein the first abutment surface (18a1, 15b, 139a3) of the rotatable drive member (34) and the second abutment surface (17b) of the shaft (17, 137) are engageable with each other in order to position the electrophotographic photosensitive drum (7) in a longitudinal direction of the electrophotographic photosensitive drum (7) with respect to the main assembly (13).

2. A coupling device according to claim 1, wherein the engageable portions are formed by an outer surface of a protrusion extending axially from the shaft (17, 137).

3. A coupling device according to claim 2, wherein the protrusion is in the shape of a twist prism.

4. Coupling device according to claim 3, wherein the prism has a substantially triangular cross-sectional shape.

5. Coupling device according to claim 4, wherein the prism has the cross-sectional shape of an equilateral triangle.

6. Coupling device according to one of the preceding claims, wherein the second contact surface (17a1, 17b) is generated adjacent to the engageable portions (17a, 137a).

7. Coupling device according to one of the preceding claims, wherein the first abutment surface (18a1, 18b, 139a3) is created on the rotatable drive element (34) adjacent to the hole (18a, 139a).

8. Process cartridge (B) adapted to be used in the coupling device according to claims 1 to 7 and detachably mountable on a main assembly (13) of an image forming apparatus (A) having locating means (15) for locating the process cartridge, a motor (161), a rotatable drive member (34) rotatable about a rotation axis in a drive direction by the motor (161), a hole (28a, 139a) formed in the rotatable drive member (34) substantially coaxial with the rotation axis, the hole having a polygonal cross-sectional shape and being twisted such that axially spaced cross sections of the hole are angularly offset from one another, and an axially opposite first abutment surface (28a1, 18b, 139a3) on the rotatable Drive element (34) surrounding the hole, the process cartridge (B) having:

- an electrophotographic photosensitive drum (7),

- a processing device (8, 10, 11) for acting on the photosensitive drum (7),

- a second abutment surface (17a1, 17b) which is axially spaced from the end of the shaft (17, 137) opposite the drum for engaging the first abutment surface (18a1, 18b, 139a3) of the rotatable drive element (34) of the image forming device (A).

9. A process cartridge according to claim 8, wherein the engageable portions are formed by an outer surface of a projection extending axially from the shaft (17, 137).

10. A process cartridge according to claim 9, wherein the projection is in the shape of a twist prism.

11. A process cartridge according to claim 10, wherein the prism has a substantially triangular cross-sectional shape.

12. A process cartridge according to claim 11, wherein the prism has the cross-sectional shape of an equilateral triangle.

13. Process cartridge according to one of claims 8 to 12, wherein the second abutment surface is formed adjacent to the engageable portions.

14. Process cartridge according to one of claims 8 to 13, wherein the shaft (17, 137) is provided at an axial end of a drum flange (16, 107b) which is arranged at an end of a cylindrical member of the photosensitive drum (7).

15. A process cartridge according to claim 14, wherein the drum flange has a gear portion (16a) for transmitting the rotational driving force to a developing roller and an engagement portion (16b, 136b) for engaging with the cylindrical member.

16. A process cartridge according to claim 15, wherein a projection is arranged at one end of the shaft portion and the Engageable portions are arranged on an outer surface of the projection.

17. A process cartridge according to claim 16, wherein the projection has the shape of a twist prism.

18. A drum flange adapted for use in the coupling device according to any one of claims 1 to 7, comprising:

- an engagement portion (16b, 136b) for engaging with the cylindrical element of a photosensitive drum (7),

- a gear portion (16a) coaxial with the engaging portion (16b, 136b) for transmitting a rotational driving force to a developing roller,

- a shaft (17) which is coaxial with the gear section (16a) and can be rotatably mounted in a frame,

- a plurality of engageable portions (17a, 137a) engageable with inner surfaces of a twist hole (18a, 139a), the engageable portions being arranged at one end of the shaft (17, 137), and

- a second bearing surface (17a1, 17b) which is axially spaced opposite the shaft at the end of the shaft provided with the engageable portions.

19. An electrophotographic image forming apparatus (A) adapted for use in the coupling device according to any one of claims 1 to 7, the image forming apparatus comprising:

- an arranging device (15) for arranging a process cartridge (B),

- an engine (161),

- a rotatable drive element (34) which is rotatable about an axis of rotation of the motor (161),

- a hole (18a, 139a) formed in the rotatable drive element (34) substantially coaxial with the axis of rotation is produced, wherein the hole has a polygonal cross-sectional shape and is twisted such that axially spaced cross sections of the hole have an angular offset from one another, and

- an axially opposite first abutment surface (18a1, 18b, 139a3) is provided on the rotatable drive element (34), which surrounds the hole for engagement with the second coupling engagement surface (17a1, 176) of the process cartridge (B).