JP2000214646A - 電子写真画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 プロセスカートリッジの電子写真感光体ドラ
ムと、前記電子写真感光体ドラムを駆動するための駆動
ギアとの結合及び解除をカップリング軸を用いて確実に
行うことのできる電子写真画像形成装置を提供するこ
と。 【解決手段】 駆動ギヤ２２と、この駆動ギヤ２２の駆
動力をプロセスカートリッジＢの電子写真感光体ドラム
７に伝達するカップリング軸１８とが別体であり、前記
カップリング軸１８のねじれた多角柱２０が前記駆動ギ
ヤ２２のねじれた多角形の穴２１に嵌合し、前記電子写
真感光体ドラム７のねじれた多角形の突起１６が前記カ
ップリング軸１８のねじれた多角形の穴１７に嵌合して
おり、前記各嵌合部において多角形の内接円直径差とし
て表されるガタ量を駆動ギヤ側の駆動側よりも電子写真
感光体ドラム７側の被駆動側を小さく、或いは等しくす
る構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、プロセスカートリ
ッジを着脱可能な電子写真画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】ここで、電子写真画像形成装置とは、電子
写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するも
のである。そして、電子写真画像形成装置の例として
は、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンタ（例え
ばレーザープリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミ
リ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。

【０００３】また、プロセスカートリッジとは、帯電手
段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体
ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッ
ジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とする
ものである。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手
段の少なくとも１つと電子写真感光体ドラムとを一体的
にカートリッジ化して電子写真画像形成装置本体に着脱
可能とするものである。更に、少なくとも現像手段と電
子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して電
子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。

【０００４】

【従来の技術】電子写真画像形成方式を用いた電子写真
画像形成装置は、帯電手段によって一様に帯電させた電
子写真感光体ドラムに画像情報に応じた選択的な露光を
行って静電潜像を形成する。そして、その潜像を現像手
段によってトナーを用いて現像してトナー像を形成す
る。その後、前記電子写真感光体ドラムに形成したトナ
ー像を転写手段によって記録媒体に転写して画像形成を
行う。

【０００５】従来、電子写真画像形成プロセスを用いた
電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体ドラ
ム及び前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手
段を一体的にカートリッジ化して、このカートリッジを
画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッ
ジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方
式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによら
ずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作
性を向上させることができた。そこでこのプロセスカー
トリッジ方式は、画像形成装置において広く用いられて
いる。

【０００６】このようなプロセスカートリッジにあって
は、少なくとも電子写真感光体ドラムを駆動するため、
プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着した際
に、画像形成装置本体側の駆動源につらなる動力伝達部
材と電子写真感光体ドラムとが連結される。

【０００７】ここで、電子写真感光体ドラムを回転駆動
させるために、種々の方法が考えられてきた。その１つ
の方法は特開昭６２−６５０４９号公報に記載されてい
る通り、画像形成装置本体に設けられたギアの側面に固
設されたピンを、感光体ドラムに設けられたギアの側面
に設けられた凹部に嵌合させて、感光体ドラムを回転さ
せる方法である。

【０００８】他の１つの方法は特開昭６３−４２５２号
公報に記載されている通り、画像形成装置本体に設けら
れたはす歯ギアと嵌合させて感光体ドラムを回転させる
方法もある。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】上述の従来の技術で説
明した公報に記載された技術は、いずれも感光体ドラム
に回転力を伝達する構成として非常に有効なものであ
る。本発明は前述した従来技術を更に発展させたもので
ある。

【００１０】本発明の目的は、プロセスカートリッジの
電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムを
駆動するための駆動ギアとの結合及び解除をカップリン
グ軸を用いて確実に行うことのできる電子写真画像形成
装置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明の代表的な構成は、プロセスカートリッジを着
脱可能で、記録媒体に画像を形成するための電子写真画
像形成装置において、 ａ．電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラ
ムに作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体ドラ
ムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起
と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装
着するためのカートリッジ装着手段と、 ｂ．駆動源につらなり、中心に断面が多角形のねじれた
穴と丸穴を同軸上に有し、回転自在で軸方向に移動しな
いように支持された駆動ギアと、 ｃ．前記駆動ギアのねじれた穴の軸方向に摺動してスラ
イドするねじれた多角柱を一端に有し、他端に前記電子
写真感光体ドラムの突起と係脱する、ねじれ角およびね
じれ方向が前記一端のねじれた多角柱と同一で、断面が
多角形のねじれた穴を有し、前記ねじれた多角柱の中心
に設けられた丸穴を中心に回転自在で軸方向に移動自在
に支持されたカップリング軸と、 ｄ．前記駆動ギアの丸穴と前記カップリング軸の丸穴に
嵌合する軸を同軸上に有する固定軸と、 ｅ．前記カップリング軸のねじれた穴が前記電子写真感
光体ドラムの長手方向の一端に設けられた多角柱の突起
と離脱した位置と、前記カップリング軸のねじれた穴が
前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられ
たねじれた多角柱の突起と係合する位置と、をとるよう
に設けられたカップリング軸の軸方向移動手段と、 ｆ．前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有
し、被駆動側カップリングについて、前記カップリング
軸の断面が多角形のねじれた穴の内接円直径φＤ１と、
前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられ
たねじれた多角柱の突起の内接円直径φＤ２との差（φ
Ｄ１−φＤ２）として表される被駆動側カップリングの
ガタ量、および、駆動側カップリングについて、前記駆
動ギアの断面が多角形のねじれた穴の内接円直径φＤ３
と、前記カップリング軸のねじれた多角柱の内接円直径
φＤ４との差（φＤ３−φＤ４）として表される駆動側
カップリングのガタ量の関係が （φＤ３−φＤ４）≦（φＤ１−φＤ２） である、ことを特徴とする電子写真画像形成装置であ
る。

【００１２】（作用）上記電子写真画像形成装置にあっ
ては、駆動ギアの断面が多角形のねじれた穴の内接円直
径φＤ３と、カップリング軸のねじれた多角柱の内接円
直径φＤ４との内接円直径差（φＤ３−φＤ４）として
表される駆動側カップリングのガタ量を、カップリング
軸の断面が多角形のねじれた穴の内接円直径φＤ１と、
前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられ
たねじれた多角柱の突起の内接円直径φＤ２との内接円
直径差（φＤ１−φＤ２）として表される被駆動側カッ
プリングのガタ量に対して、小さく或いは等しくしてい
る。

【００１３】それ故、駆動側カップリング軸のねじれた
穴が電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられ
たねじれた多角柱の突起と係合するカップリング結合時
において、駆動側カップリングについては、駆動ギアの
断面が多角形のねじれた穴と、カップリング軸のねじれ
た多角柱との内接円直径差（φＤ３−φＤ４）として表
される駆動側カップリングのガタ量を出来るだけ小さく
とれるため、カップリング軸は電子写真感光体ドラム側
へのスライドと同時に回転を始めるように作用する。

【００１４】また、前記カップリング結合時において、
被駆動側カップリングについては、カップリング軸の断
面が多角形のねじれた穴と、電子写真感光体ドラムの長
手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起との内
接円直径差（φＤ１−φＤ２）として表される被駆動側
カップリングのガタ量を出来るだけ大きくとれるため、
カップリング軸の断面が多角形のねじれた穴は、電子写
真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた
多角柱の突起に結合しやすくなって、カップリング軸が
電子写真感光体ドラム側にスライドするように作用す
る。

【００１５】よって、カップリング軸の断面が多角形の
ねじれた穴は、電子写真感光体ドラムの長手方向の一端
に設けられたねじれた多角柱の突起を容易に結合でき
る。

【００１６】また、カップリング軸のねじれた穴が電子
写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられた多角柱
の突起と離脱するカップリング解除時において、駆動側
カップリングについては、駆動ギアの断面が多角形のね
じれた穴と、カップリング軸のねじれた多角柱との内接
円直径差（φＤ３−φＤ４）として表される駆動側カッ
プリングのガタ量を出来るだけ小さくとれるため、カッ
プリング軸は駆動ギア側へのスライドと同時に回転を始
めるように作用する。

【００１７】よって、カップリング軸の断面が多角形の
ねじれた穴は、電子写真感光体ドラムの長手方向の一端
に設けられたねじれた多角柱の突起から容易に解除でき
る。

【００１８】

【発明の実施の形態】次に本発明に係る実施の形態を図
面を参照して説明する。

【００１９】以下の説明において長手方向とは記録媒体
の搬送方向に直角で記録媒体の表面に沿う方向であり、
感光体ドラムの軸線方向と一致している。

【００２０】まず、本実施の形態に係るプロセスカート
リッジＢおよびこれを取り外し可能に装着可能な電子写
真画像形成装置Ａについて、図１から図１３を参照して
具体的に説明する。ここでは説明の順序として、まず、
図１から図６を参照してプロセスカートリッジＢおよび
これを装着して用いる電子写真画像形成装置Ａの全体構
成を説明し、次に図７から図１３を参照してプロセスカ
ートリッジＢと画像形成装置本体１３との駆動力伝達機
構である軸継手の構成について説明する。

【００２１】｛全体構成｝図１はプロセスカートリッジ
Ｂを取り外し可能に装着した電子写真画像形成装置Ａで
あるレーザービームプリンタの断面説明図である。

【００２２】本実施の形態に係る電子写真画像形成装置
（レーザービームプリンタ）Ａは、図１に示すように、
光学系１から画像情報に基づいたレーザー光をドラム形
状の電子写真感光体ドラム（以下「感光体ドラム」とい
う）７に照射して前記感光体ドラム７に静電潜像を形成
し、この潜像を現像剤であるトナーを用いて現像してト
ナー像を形成する。そして、トナー像の形成と同期し
て、記録紙、ＯＨＰシートなどの記録媒体２をカセット
３ａからピックアップローラ３ｂおよび搬送ローラ対３
ｄ等からなる搬送手段３で搬送し、かつ前記感光体ドラ
ム７に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ
４に電圧印加することによって記録媒体２に転写する。
そして、トナー像を転写した記録媒体２をガイド板３ｆ
でガイドして定着手段５へと搬送する。定着手段５は駆
動ローラ５ａおよびヒータ５ｂを内蔵する定着回転体５
ｃからなり、通過する記録媒体２に熱および圧力を印加
して転写トナー像を記録媒体２に定着する。そして記録
媒体２を排出ローラ対３ｇで搬送し、反転搬送経路３ｉ
を通して排出部６へと排出する。

【００２３】尚、本実施の形態に係る電子写真画像形成
装置Ａは図示しない手差しトレイおよびローラによって
手差し給紙も可能である。

【００２４】｛プロセスカートリッジの構成｝一方、前
記プロセスカートリッジＢは、電子写真感光体ドラム
と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものであ
る。ここでプロセス手段としては、例えば電子写真感光
体ドラムを帯電させる帯電手段、電子写真感光体ドラム
に形成された潜像を現像する現像手段、電子写真感光体
ドラムの表面に残留するトナーをクリーニングするため
のクリーニング手段等がある。

【００２５】本実施の形態のプロセスカートリッジＢ
は、図２に示すように、感光体ドラム７、帯電ローラ
８、露光開口９、現像手段１０及びクリーニング手段１
１を有するものである。そして、このプロセスカートリ
ッジＢは、電子写真画像形成装置Ａの画像形成装置本体
（以下「装置本体」という）１３から後述する本体軸継
手装置によって感光体ドラム７が回転される。そして、
その表面を帯電手段である帯電ローラ８への電圧印加に
よって一様に帯電し、前記光学系１からの情報光（レー
ザー光）を露光開口９を介して感光体ドラム７に露光し
て静電潜像を形成し、現像手段１０によって現像する。

【００２６】前記現像手段１０は、トナー収納部１０ａ
内のトナーをトナー送り部材１０ｂで送り出す。そして
固定磁石１０ｃを内蔵した現像ローラ１０ｄを回転させ
ると共に、現像ブレード１０ｅによって摩擦帯電電荷を
付与したトナー層を現像ローラ１０ｄの表面に形成す
る。そしてそのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム
７へ転移させることによってトナー像を形成して可視像
化するものである。そして装置本体１３に設けられた転
写ローラ４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してト
ナー像を記録媒体２に転写する。転写後の感光体ドラム
７は、クリーニング手段１１によって残留トナーが除去
される。即ち、クリーニングブレード１１ａによって感
光体ドラム７の表面上の残留トナーが掻き落とされる。
前記クリーニングブレード１１ａにより掻き落とされた
トナーは、スクイシート１１ｂによって除去トナー溜め
１１ｃへ集められる。

【００２７】尚、前記帯電ローラ８は感光体ドラム７に
当接しており、感光体ドラム７に従動回転する。また、
クリーニングブレード１１ａは感光体ドラム７に当接し
ている。

【００２８】｛プロセスカートリッジのハウジング構
成｝前記プロセスカートリッジＢは、トナーを収納する
トナー収納部１０ａを有するトナーフレーム１２ａと、
現像ローラ１０ｄ等の現像手段１０を保持する現像フレ
ーム１２ｂとを溶着（本実施の形態では超音波溶着）し
て現像ユニット１２Ｕを構成する。そして、この現像ユ
ニット１２Ｕと、感光体ドラム７、帯電ローラ８、及び
クリーニング手段１１等を支持するクリーニングフレー
ム１２ｃとを互いに丸軸状の結合部材１２ｄによって揺
動可能に結合すると共に、図示しない圧縮コイルばねに
より前記結合部材１２ｄを中心に互いに付勢して、感光
体ドラム７と現像ローラ１０ｄ両端の大径部とを圧接し
ている。

【００２９】そして、このプロセスカートリッジＢは装
置本体１３に設けた後述のカートリッジ装着手段に対し
使用者によって感光体ドラム７の長手方向（軸線方向）
に交差する方向から取り外し可能に装着される（図５、
図６参照）。尚、クリーニングフレーム１２ｃの長手方
向の外側面には、図４に示すように、感光体ドラム７の
ドラム軸３６ａ（図７参照）を支持する軸受１２ｃ２の
近傍に装着ガイド１２ｃ４が設けられている。前記軸受
１２ｃ２及び装着ガイド１２ｃ４はクリーニングフレー
ム１２ｃに一体に突出形成されている。さらに、図３に
示すように、クリーニングフレーム１２ｃに取り付けら
れた軸受３４には装着ガイド１２ｃ５が一体成形されて
いる。そして、これらの装着ガイド１２ｃ４，１２ｃ５
はプロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着する際
に、図５、図６に示すガイド部３５ａ，３５ｃにガイド
される。

【００３０】｛カートリッジ装着手段の構成｝前記カー
トリッジ装着手段として、図５、図６に示すように、装
置本体１３内に設けられたカートリッジ装着スペースＳ
の左右両側面にカートリッジ装着ガイド部材３５が対向
して取り付けてある（図５は一方側面、図６は他方側面
を示す）。そして、この左右のガイド部材３５には、プ
ロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着するときの
ガイドとなるガイド部３５ａ，３５ｃが対向して設けて
ある。このガイド部３５ａ，３５ｃのうち、プロセスカ
ートリッジＢの挿入方向から見て左側のガイド部３５ａ
には前記プロセスカートリッジＢの軸受１２ｃ２及び装
着ガイド１２ｃ４をガイドさせ、プロセスカートリッジ
Ｂの挿入方向から見て右側のガイド部３５ｃには前記プ
ロセスカートリッジＢの軸受３４に一体に突出形成した
円筒形のボス３４ａ（図７参照）及び装着ガイド１２ｃ
５をガイドさせて、装置本体１３内にプロセスカートリ
ッジＢを挿入する。そして円筒形のボス３４ａをガイド
部３５ｃの奥側の終端部に設けたＵ溝３５ｄで支持し、
軸受１２ｃ２をガイド部３５ａの奥側の終端部に設けた
Ｕ溝３５ｂに嵌合させる。尚、前記装置本体１３にプロ
セスカートリッジＢを装着するには、図１に示す軸１４
ａを中心にして装置本体１３に対して開閉可能な開閉カ
バー１４を矢印Ｏ方向に開いて行う。そして、開閉カバ
ー１４を矢印Ｐ方向に閉じることによってプロセスカー
トリッジＢの装置本体１３への装着が完了する。なお、
プロセスカートリッジＢを装置本体１３から取り外す際
にも、開閉カバー１４を開く。

【００３１】前記プロセスカートリッジＢを装置本体１
３に装着すると、後述するように、前記開閉カバー１４
の閉じ動作に連動してカートリッジ側軸継手部材と装置
本体側軸継手部材とが結合し、感光体ドラム７等は装置
本体１３から駆動を受けて回転可能となる。

【００３２】｛軸継手およびその駆動構成｝次に装置本
体１３からプロセスカートリッジＢへ駆動力を伝達する
駆動伝達機構である軸継手の構成について説明する。

【００３３】図７、図８、図１１に示すように、プロセ
スカートリッジＢに取り付けられた感光体ドラム７の長
手方向の一方の端部にはプロセスカートリッジＢ側の軸
継手部材が設けてある。この軸継手部材は感光体ドラム
７の一方の端部に固定したドラムフランジ３７にカップ
リング凸軸１５（円柱形状）を設けたものであり、前記
カップリング凸軸１５の先端面に突起としてのドラム軸
凸部１６が形成してある。尚、このドラム軸凸部１６の
端面１６ａはカップリング凸軸１５の端面１５ａと平行
である。また、このカップリング凸軸１５は感光体ドラ
ム７の回転軸として機能する。本実施の形態では、上記
ドラムフランジ３７とカップリング凸軸１５およびドラ
ム軸凸部１６は一体に設けてある。

【００３４】図７に示すように前記カップリング凸軸１
５及びドラム軸凸部１６は、ドラムフランジ３７が感光
体ドラム７の一端部に取り付けられた際に、感光体ドラ
ム７の軸心と同軸上に位置するようにドラムフランジ３
７に設けられている。尚、３７ｂは嵌合部であって、ド
ラムフランジ３７を感光体ドラム７に取り付ける際に、
ドラムシリンダ７ａの内面に嵌合する部分である。この
ドラムフランジ３７は感光体ドラム７に“かしめ”或い
は“接着”等によって取り付けられる。また、ドラムシ
リンダ７ａの周囲には、感光層７ｂが被覆されている
（図７参照）。

【００３５】また、この感光体ドラム７の他端側には、
ドラムフランジ３６が固定されている。そして、このド
ラムフランジ３６には、ドラム軸３６ａと平歯ギア３６
ｂとが一体的に成型されている（図７参照）。

【００３６】尚、プロセスカートリッジＢを装置本体１
３に装着すると、前記軸受１２ｃ２が装置本体１３のＵ
溝３５ｂ（図５参照）に嵌合して位置決めされ、且つ、
ドラムフランジ３６と一体的に成型した平歯ギア３６ｂ
が転写ローラ４に駆動力を伝達するギア（図示せず）と
噛合する。

【００３７】また、感光体ドラム７を中心として、クリ
ーニングフレーム１２ｃ側よりも現像ユニット１２Ｕ側
が重いため、図３に示すように、クリーニングフレーム
１２ｃ上に設けたつき当て部１２ｃ１が装置本体１３に
固設したつき当て部１３ａに当接し、更に開閉カバー１
４の裏面に設けた圧縮コイルばね１４ｂにより、現像ユ
ニット１２Ｕの上面を押圧する。

【００３８】また、前記ドラムフランジ３７，３６の材
質としては、ポリアセタール（ｐｏｌｙａｃｅｔａ
ｌ）、ポリカーボネイト（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔ
ｅ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、及び、ポリ
ブチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅｔ
ｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の樹脂材料を用いてい
る。但し、他の材質を適宜選択して用いても構わない。

【００３９】また、プロセスカートリッジＢのカップリ
ング凸軸１５のドラム軸凸部１６の回りには、カップリ
ング凸軸１５と同芯円の円筒形のボス３４ａがクリーニ
ングフレーム１２ｃに設けられている（図３、図７参
照）。このボス３４ａによって、プロセスカートリッジ
Ｂを着脱する際等にドラム軸凸部１６は保護され、外力
による傷や変形等から守られている。そこで、ドラム軸
凸部１６が損傷することによるカップリング駆動時のガ
タツキや振動を防止することができる。

【００４０】また、前記ボス３４ａの形状は、本実施の
形態に示す円形に限定されることはなく、前記ガイド部
３５ｃにガイドされること、また、前記Ｕ溝３５ｄに支
持されることができればよく、例えば完全な円筒形でな
く欠円形の円弧形状であっても構わない。また、本実施
の形態では、カップリング凸軸１５を回転可能に支持す
るための軸受３４と円筒形のボス３４ａとを一体成型し
てクリーニングフレーム１２ｃにねじ止め（図示せず）
しているが（図３、図７参照）、軸受３４とボス３４ａ
は別体であっても構わない。

【００４１】また、本実施の形態では、クリーニングフ
レーム１２ｃに設けられた軸受１２ｃ２に前記ドラム軸
３６ａが嵌合し（図４、図７参照）、前記クリーニング
フレーム１２ｃに取り付けられた軸受３４の内面に前記
カップリング凸軸１５が嵌合して（図３、図７参照）、
前記感光体ドラム７はプロセスカートリッジＢのクリー
ニングフレーム１２に取り付けられている。そこで、感
光体ドラム７は、カップリング凸軸１５、ドラム軸３６
ａを中心として回転する。尚、本実施の形態では、感光
体ドラム７は図７に示すように、クリーニングフレーム
１２ｃに軸線方向に移動可能に取り付けられている。こ
れは、取り付け公差を考慮したためである。しかしなが
ら、これに限定されるものではなく、感光体ドラム７は
クリーニングフレーム１２ｃに対して軸線方向に移動し
ないように取り付けてもよい。

【００４２】即ち、ドラムフランジ３７の端面３７ｃ
（はす歯ギア３７ａの端面）を軸受３４の端面３４ｂに
摺動自在に接せしめる共にドラムフランジ３６の端面３
６ｃ（平歯ギア３６ｂの端面）をクリーニングフレーム
１２ｃの内面１２ｃ６に摺動自在に接するように配設し
てもよい。

【００４３】（ドラム軸凸部（突起）の構成）前記ドラ
ム軸凸部１６の形状は図８に示すように、感光体ドラム
７の回転方向（矢印Ｑ方向）にねじれた多角柱、詳しく
は軸方向に向かって略正三角柱で軸方向に次第に回転方
向の位相が異なるようにねじれた形状であって、略正三
角柱の稜線は面取りされている。

【００４４】（カップリング軸の構成）前記ドラム軸凸
部１６と嵌合するカップリング軸凹部１７はカップリン
グ軸１８の一端に設けられている。カップリング軸凹部
１７は感光体ドラム７の回転方向Ｑにおいて断面が多角
形で前記ドラム軸凸部１６の軸方向に次第に回転方向の
位相が異なるようにねじれた穴である。このカップリン
グ軸凸部１７のねじれ角およびねじれ方向は後述するね
じれた多角柱としてのカップリング軸凸部２０のそれと
同一となっている。また、前記カップリング軸１８は、
カップリング軸フランジ１９を挟んだもう一端側にねじ
れた多角柱としてのカップリング軸凸部２０を前記カッ
プリング軸凹部１７と同軸上に有する。このカップリン
グ軸凸部２０は同じく感光体ドラム７の回転方向Ｑにお
いて軸方向に従って回転方向の位相が異なるように同ピ
ッチでねじられた多角柱、詳しくは略正三角柱で略正三
角柱の角部は面取りされている形状となっている。

【００４５】（ドラム駆動ギアの構成）前記カップリン
グ軸凸部２０と嵌合するギア側カップリング凹部２１は
ドラム駆動ギア２２に設けられている。ギア側カップリ
ング凹部２１はドラム駆動ギア２２の回転方向（矢印Ｒ
方向）において断面が多角形で前記カップリング軸凸部
２０の軸方向に次第に回転方向の位相が異なるようにね
じれた穴である。そして、このギア側カップリング凹部
２１は装置本体１３側の回転体として配設されるドラム
駆動ギア２２の中心に設けられている。

【００４６】尚、前記ギア側カップリング凹部２１は、
断面が略正三角柱である前述のカップリング軸凸部２０
が丁度嵌合するような、断面が略正三角形の穴である。

【００４７】（駆動側カップリング及び被駆動側カップ
リングの説明）図９に示すように、駆動側カップリング
について、前記ドラム駆動ギア２２のギア側カップリン
グ凹部２１の断面形状である略正三角形穴の内接円直径
をφＤ３、前記カップング軸１８のカップリング軸凸部
２０の断面形状である略正三角柱の内接円直径をφＤ４
とすると、駆動側カップリングのガタは（φＤ３−φＤ
４）で表すことができる。

【００４８】また、図１０に示すように、被駆動側カッ
プリングについて、前記カップリンク凸軸１５のドラム
軸凸部１６の断面形状である略正三角柱の内接円直径を
φＤ２、前記カップング軸１８のカップリング軸凹部１
７の断面形状である略正三角形穴の内接円直径をφＤ１
とすると、被駆動側カップリングのガタは（φＤ１−φ
Ｄ２）で表すことができる。

【００４９】そして、前記各カップリング部の断面形状
で表されるガタ量は以下のような関係式とする。

【００５０】 （φＤ３−φＤ４）≦（φＤ１−φＤ２）…（１） このような構成の軸継手装置は、装置本体１３に設けら
れた駆動モータ（不図示）からの駆動力がギア列（不図
示）により前記ドラム駆動ギア２２に伝達され、ドラム
駆動ギア２２はその駆動力を前記プロセスカートリッジ
Ｂに伝達する。より詳しくは、駆動力はドラム駆動ギア
２２から、ドラム駆動ギア２２の中央部にあるギア側カ
ップリング凹部２１と前記カップリング軸凸部２０との
軸継手によりカップリング軸１８へ伝達される。そし
て、カップリング軸凸部２０とカップリング軸フランジ
１９を挟んで一体化されているカップリング軸凹部１７
は、ドラム軸凸部１６と嵌合することによって駆動力を
プロセスカートリッジＢへと伝達する。このようにし
て、ドラム駆動ギア２２とプロセスカートリッジＢ内の
ドラム軸凸部１６は一体的に回転する。

【００５１】そこで、本実施の形態の構成においては、
プロセスカートリッジＢが装置本体１３に装着されて、
ドラム駆動ギア２２とカップリング軸１８とドラム軸凸
部１６が各々嵌合され回転する際、略正三角柱のドラム
軸凸部１６の各稜線とカップリング軸凹部１７の内面及
びカップリング軸凸部２０の各稜線とギア側カップリン
グ凹部２１の内面とが等しく当接するため互いに軸心が
合致する。更に、そのねじれ形状によって各凹部１７，
２１が各凸部１６，２０を引き寄せる方向に力が作用し
て、前記ドラム軸凸部１６の端面１６ａがカップリング
軸凹部１７の底と当接する。そこで、ドラム軸凸部１６
と一体の感光体ドラム７は装置本体１３内で軸方向の位
置及びラジアル方向の位置が安定して決まる。

【００５２】尚、本実施の形態において、感光体ドラム
７の側からみて、感光体ドラム７の回転方向Ｑ（図８参
照）に対して、前記ドラム軸凸部１６のねじれ方向はこ
のドラム軸凸部１６の根本から先端に向かって反対方
向、また、カップリング軸凹部１７のねじれ方向はこの
カップリング軸凹部１７の入り口から内側に向かって反
対方向である。同様に、感光体ドラム７の側から見て、
感光体ドラム７の回転方向Ｑに対して、前記カップリン
グ軸凸部２０のねじれ方向はこのカップリング軸凸部２
０の根本から先端に向かって反対方向、またギア側カッ
プリング凹部２１のねじれ方向はこのギア側カップリン
グ凹部２１の入り口から内側に向かって反対方向であ
る。

【００５３】装置本体１３には、前記カップリング軸１
８を感光体ドラム７の長手方向に相対的に移動させるた
めの軸方向移動手段としてのカムレバー２８を有する本
体軸継手装置が設けてある。この本体軸継手装置は、プ
ロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着したときの
感光体ドラム７の回転軸線と一致する位置にカップリン
グ軸１８のカップリング軸凹部１７が配設してある（図
６参照）。またカップリング軸１８は図１３に示すよう
に、駆動モータ（図示せず）の駆動力を感光体ドラム７
へと伝えるドラム駆動ギア２２と更にカップリング結合
されている。

【００５４】｛軸継手の係脱装置の構成｝次に、開閉カ
バー１４の閉鎖動作に連動してギア側カップリング凹部
２１に対するカップリング軸凸部２０の移動およびカッ
プリング軸凹部１７とドラム軸凸部１６を嵌合させる本
体軸継手装置としての係脱装置の構成について、図１１
から図１３を参照して説明する。

【００５５】図１１から図１３に係脱装置のドラム駆動
ギア２２とカップリング軸１８と段付カシメ軸２５と圧
縮コイルばね２６とカムレバー２８の位置関係を示す。
図１１は係脱装置の分解斜視図、図１２および図１３は
プロセスカートリッジＢの感光体ドラム７と装置本体１
３の本体フレーム２３と係脱装置の各構成部材の位置関
係を示す断面図である。

【００５６】図１１乃至図１３に示すように、プロセス
カートリッジＢおよび駆動系ユニットの位置決め部を形
成する装置本体１３の本体フレーム２３には係脱装置の
カップリング軸受２７が嵌合固定されている。

【００５７】前記駆動系ユニットを構成する駆動ギア列
の不図示のギア軸が加締め固定、支持される枠体材とし
て設けられた駆動板金２４には、大小２つの径を同軸上
に持つ段付カシメ軸（固定軸）２５の大径軸部２５ａ側
の一端が加締められている。この段付カシメ軸２５は、
大径軸部２５ａがドラム駆動ギア２２内部の中心に形成
された大径丸穴２２ａと嵌合しており、更に、小径軸部
２５ｂがカップリング軸１８の中心を貫通し、且つ、カ
ップリング軸凹部１７の底まで貫通する丸穴１８ａと嵌
合している。カップリング軸１８とドラム駆動ギア２２
のＸ−Ｙ方向（軸直角方向）位置決めは、段付カシメ軸
２５の大径軸部２５ａから小径軸部２５ｂの長手方向の
長い範囲で嵌合位置決めされている。この固定軸である
段付カシメ軸２５の大径軸部２５ａには、カップリング
軸１８が入り込む凹部２５ｄが設けられている。大径軸
部２５ａは中空円筒形であって小径軸部２５ｂとは板状
ハブ２５ｅによって結合されている。これによって、小
径軸部２５ｂは大径軸部２５ａの内側に入り込み、カッ
プリング軸１８と小径軸部２５ｂとの嵌合長さを大とさ
れるのに寄与している。そして、前記カップリング軸１
８を感光体ドラム７側に付勢する圧縮コイルばね２６は
図１１に示すように、段付カシメ軸２５に対して駆動板
金２４を間にして反対側に配置されている。

【００５８】圧縮コイルばね２６は駆動板金２４にねじ
止め固定されたばね受け部材４０に一方の端部が当接
し、他端は駆動板金２４と段付カシメ軸２５を貫通して
設けられた貫通穴４１を通じてカップリング軸１８のね
じれた多角柱のカップリング軸凸部２０の端面、即ちカ
ップリング軸１８の後端面１８ｆを摺動部材であるワッ
シャ４２を介して押圧している押圧部材４３の端面に当
接して縮設するように構成される。

【００５９】このワッシャ４２は、例えば焼入鋼板であ
って、摺動面となるカップリング軸１８側の面と押圧部
材４３側の面とは表面粗度を良好とするように例えば鏡
面仕上されている。このワッシャ４２は摺動面となる上
記両面を夫々単一平面とすると、カップリング軸１８の
後端面１８ｆ（カップリング軸凸部２０の先端面）及び
押圧部材４３の後述するスライドバー４３ｂの先端の何
れに対しても摺動可能である。また、スライドバー４３
ｂの先端が嵌合する凹部をワッシャ４２表面に設ける
と、ワッシャ４２は押圧部材４３に対して非回転であ
り、カップリング軸１８とは摺動する。また、カップリ
ング軸１８の後端面１８ｆにダボを設けて、このダボの
嵌入する凹部をワッシャ４２表面に設けると、ワッシャ
４２はカップリング軸１８に対して非回転であって、押
圧部材４３のスライドバー４３ｂの先端と摺動する。

【００６０】図１１に示すように押圧部材４３は、圧縮
コイルばね２６の一端の座巻部が接する正三角形のばね
座４３ａと、このばね座４３ａの正三角形の頂点近くか
ら延出されたスライドバー４３ｂとを有する。スライド
バー４３ｂは駆動板金２４の穴４１及び段付カシメ軸２
５の大径軸部２５ａに設けられた軸方向に貫通する穴２
５ａ１に移動自在に嵌合している。そしてスライドバー
４３ｂの先端はワッシャ４２の表面に当接している。

【００６１】なお、圧縮コイルばね２６を保持するた
め、圧縮コイルばね２６の内径に挿入される不図示の円
筒軸が押圧部材４３またはばね受け部材４０に一体また
は固定して設けられている。

【００６２】そして、前記カップリング軸１８の内部に
形成された丸穴１８ａと同軸上にあるカップリング軸１
８のドラム側丸軸１８ｅは、カップリング軸受２７のラ
ジアル軸受部２７ｂと嵌合される。

【００６３】更に、前記カップリング軸受２７のラジア
ル軸受部２７ｂと同軸上にある前記カップリング軸受２
７の軸部２７ｆ（図１２、図１３参照）は本体フレーム
２３の位置決め基準穴２３ａに嵌合されて取り付けられ
ている。

【００６４】前記駆動板金２４に加締められた段付カシ
メ軸２５には、カップリング軸１８が回転自在に、かつ
スラスト方向に摺動自在に嵌合している。詳しくは、駆
動板金２４側に断面が略正三角形でねじれた柱状で形成
された駆動側カップリング軸凸部２０を位置させ、感光
体ドラム７側には断面が略正三角形でねじれた三角柱の
突起である前記ドラム軸凸部１６と嵌合し結合するカッ
プリング軸凹部１７を位置させた状態に、前記カップリ
ング軸１８が前記段付カシメ軸２５の小径軸部２５ｂに
回転自在に、かつスラスト方向に摺動自在に嵌合してい
る。こうして段付カシメ軸２５の小径軸部２５ｂに取り
付けられたカップリング軸１８は、前記後端面１８ｆが
段付カシメ軸２５の大径軸部２５ａ側で押圧部材４３と
ばね受け部材４０との間に挿入縮設された圧縮コイルば
ね２６により押圧部材４３及びワッシャ４２を介して感
光体ドラム７側に押圧付勢されている。

【００６５】前述した駆動系ユニットの駆動モータ（図
示せず）からの駆動回転力を前記カップリング軸１８を
介して前記感光体ドラム７に伝達するはす歯ギアである
ドラム駆動ギア２２は、カップリング軸受２７の端面で
ある後述のスラスト軸受部２７ｄに摺動可能に接してい
る。前記ドラム駆動ギア２２は、既に述べたように、中
央にギア側カップリング凹部２１を有し、このギア側カ
ップリング凹部２１には前記カップリング軸１８の断面
が略正三角形でねじれた柱状に形成された駆動側カップ
リング軸凸部２０がねじれながら摺動してスライドする
ようになっている。

【００６６】前記カップリング軸受２７は、前記本体フ
レーム２３に固定支持されるフランジ部２７ａを有す
る。このフランジ部２７ａの中心にはラジアル軸受部２
７ｂが配設されている。このラジアル軸受部２７ｂには
前記カップリング軸１８のカップリング軸凹部１７を中
心に有するドラム側丸軸１８ｅが前記感光体ドラム７の
長手方向に相対的に移動可能に、かつ回転自在に嵌合し
ている。従って、このラジアル軸受部２７ｂは前記カッ
プリング軸１８が本体フレーム２３を貫通してドラム軸
凸部１６と嵌合するときの案内をする。また、前記カッ
プリング軸受２７は、フランジ部２７ａから少なくとも
上下部が開放されるようにドラム駆動ギア２２側にカッ
プリング軸１８の軸方向に延びる横架材２７ｃを設け、
この横架材２７ｃの先端に前記ドラム駆動ギア２２のス
ラスト面を支持するスラスト軸受部２７ｄ（図１１参
照）を一体で有する。横架材２７ｃ間の開口部２７ｅ
（図１１参照）には上方からカムレバー２８が挿入され
ている。

【００６７】カムレバー２８は前記カップリング軸受２
７の開口部２７ｅを上下方向に貫通している。前記カム
レバー２８は、その中央に上下方向に延びる丸長穴部２
８ｂを有し、この丸長穴部２８ｂには前記カップリング
軸１８のドラム側丸軸１８ｅが貫通している。前記丸長
穴部２８ｂの幅方向の両サイドにはカム部２８Ａが設け
られている。カム部２８Ａは、丸長穴部２８ｂの両サイ
ドの上と下に設けられた上下方向の垂直な面の低部２８
ｃおよび頂部２８ｄと、前記低部２８ｃと頂部２８ｄに
つづくカム形状のスロープ２８ａとからなっている。そ
して、このカムレバー２８は前記圧縮コイルばね２６に
よって感光体ドラム７側に付勢される前記カップリング
軸１８のカップリング軸フランジ１９のドラム側丸軸１
８ｅにつづく側面が前記スロープ２８ａ、低部２８ｃ、
頂部２８ｄと接するようになっている。また、カムレバ
ー２８は前記スロープ２８ａを設けた側と反対側が上下
の全長にわたり垂直面２８ｅとなってカップリング軸受
２７のフランジ部２７ａに摺動可能に接している（図１
２参照）。また、カムレバー２８には、前記低部２８ｃ
からカップリング軸１８のカップリング軸フランジ１９
の厚さよりわずかに大きな距離だけ離れた位置にスペー
サ部３９が設けられている。このスペーサ部３９はカム
レバー２８が下降することによってカップリング軸フラ
ンジ１９とカップリング軸受２７ｄとの間に入り込むよ
うになっている。

【００６８】本実施の形態に示すカムレバー２８は、装
置本体１３に固設した上下方向の図示しない案内部材に
案内されるようになっており、上端に設けたピン２８ｆ
と装置本体１３に軸１４ａで枢着した開閉カバー１４に
一端が枢着された不図示のリンクの他端が結合されてい
る。ただし、カムレバー２８をカップリング軸受２７の
横架材２７ｃ間で上下動自在に案内してもよい。

【００６９】｛軸継手の係脱動作の説明｝先ず、着脱可
能なプロセスカートリッジＢが装置本体１３からの駆動
回転力をカップリング結合で伝達される電子写真画像形
成装置Ａにおいて、プロセスカートリッジＢを挿入する
前の軸継手が解除された状態を図１２で説明する。

【００７０】ドラム駆動ギア２２は駆動モータ（不図
示）からのギア列（不図示）で連結され、更にドラム駆
動ギア２２からは記録媒体２の給送、搬送系のギア列
（不図示）にも連結されている。

【００７１】カムレバー２８は装置本体１３のプロセス
カートリッジＢのカートリッジ装着部を開閉する開閉カ
バー１４の開閉と連動して上下動作する。

【００７２】第一に、プロセスカートリッジＢを装置本
体１３に装着するときには、装置本体１３の開閉カバー
１４が開放された状態であり、カップリング軸受２７の
フランジ部２７ａとカップリング軸１８のカップリング
軸フランジ１９の間にあるカムレバー２８は図１２に示
すように上昇位置にある。そして、カムレバー２８は、
その上昇位置でカム部２８Ａのカム形状高さの高い頂部
２８ｄによってカップリング軸フランジ１９を圧縮コイ
ルばね２６を圧縮する方向に押している。

【００７３】そのため、装置本体１３内側のプロセスカ
ートリッジＢが位置決めされる位置において、カップリ
ング軸１８は本体フレーム２３よりも駆動側に引っ込ん
だ状態にあり、プロセスカートリッジＢ装着の邪魔には
ならない。

【００７４】第二に、図１２に示すように、プロセスカ
ートリッジＢが装置本体１３に装着され、プロセスカー
トリッジＢのカップリング凸軸１５が本体フレーム２３
に固定したカップリング軸受２７との位置決め位置に収
まると開閉カバー１４は閉じることができるようにな
る。

【００７５】カップリング軸受２７のフランジ部２７ａ
とカップリング軸１８のカップリング軸フランジ１９の
間にあるカムレバー２８は、開閉カバー１４が閉じると
図１３に示すように連動して押し下げられ、カム部２８
Ａの頂部２８ｄとその背部の垂直面２８ｅがカップリン
グ軸フランジ１９とカップリング軸受２７のフランジ部
２７ａを摺動し乍ら下降する。そして、カムレバー２８
のスロープ２８ａがカップリング軸フランジ１９と接す
るようになると、圧縮コイルばね２６のばね力によりカ
ップリング軸１８は感光体ドラム７側へ移動する。この
とき、カップリング軸１８は、カムレバー２８のカム部
２８Ａのカム形状の高低差を連結するスロープ２８ａを
摺動しながらカム形状高さの低い低部２８ｃまでカップ
リング軸フランジ１９が前進する。

【００７６】そのため、カップリング軸１８の駆動側の
カップリング軸凹部１７は装置本体１３内側に装着され
ているプロセスカートリッジＢのドラム軸凸部１６に押
し付けられる状態となる。

【００７７】この時、ドラム駆動ギア２２は負荷の掛か
った各ローラ軸を駆動するための多数のギア列（不図
示）と噛み合っているために回転しない。ここで、本実
施の形態では、前記ギア側カップリング凹部２１の断面
形状である略正三角形穴の内接円直径φＤ３と前記カッ
プリング軸凸部２０の断面形状である略正三角形柱の内
接円直径φＤ４の関係は、前述した式（１）に示したよ
うに、その内接円直径差（φＤ３−φＤ４）を、前記ド
ラム軸凸部１６の断面形状である略正三角柱の内接円直
径φＤ２と前記カップリング軸凹部１７の断面形状であ
る略正三角形穴の内接円直径φＤ１との内接円直径差
（φＤ１−φＤ２）に対して、小さく、或いは等しくな
るように設定している。

【００７８】このため、ドラム駆動ギア２２の断面が多
角形のねじれたギア側カップリング凹部２１穴と、カッ
プリング軸１８のねじれたカップリング軸凸部２０との
内接円直径差（φＤ３−φＤ４）として表される駆動側
カップリングのガタ量を出来るだけ小さくとることがで
きる。これにより、前記内接円直径差（φＤ３−φＤ
４）が極めて小さくなって前記ギア側カップリング凹部
２１と前記カップリング軸凸部２０のガタ量をほとんど
無くすることが可能となる。これによりカップリング軸
１８は、ドラム駆動ギア２２の略正三角形のねじれた形
状のギア側カップリング凹部２１に沿って段付カシメ軸
２５の小径軸部２５ｂ上を回転しながら感光体ドラム７
側にスライドしていく。その結果、カップリング軸凹部
１７とドラム軸凸部１６は結合する。

【００７９】前記カップリング軸凹部１７とドラム軸凸
部１６が結合するとき、図１０に示すようにカップリン
グ軸凹部１７の内接円直径φＤ１はドラム軸凸部１６の
内接円直径φＤ２よりも大きい方が結合が容易である。
すなわち、前述した式（１）に示したように、前記カッ
プリング軸凹部１７の断面形状である略正三角形穴の内
接円直径φＤ１と、前記ドラム軸凸部１６の断面形状で
ある略正三角形柱の内接円直径φＤ２との内接円直径差
である（φＤ１−φＤ２）は前記カップリング軸凹部１
７とドラム軸凸部１６が噛合う範囲で出来るだけ大きい
方がカップリングが容易である。なお、図１０において
αはドラム軸凸部１６とカップリング軸凹部１７のバッ
クラッシ角度である。

【００８０】本実施の形態では、前記カップリング軸凹
部１７の断面形状である略正三角形穴の内接円直径φＤ
１と前記ドラム軸凸部１６の断面形状である略正三角形
柱の内接円直径φＤ２の関係は、前述した式（１）に示
したように、その内接円直径差（φＤ１−φＤ２）を、
前記ギア側カップリング凹部２１の断面形状である略正
三角形穴の内接円直径φＤ３と前記カップリング軸凸部
２０の断面形状である略正三角形柱の内接円直径φＤ４
との内接円直径差（φＤ３−φＤ４）に対して、大き
く、或いは等しくなるように設定している。

【００８１】このため、前記カップリング軸１８の断面
が多角形のねじれたカップリング軸凹部１７と、前記感
光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角
柱のドラム軸凸部１６との内接円直径差（φＤ１−φＤ
２）として表される被駆動側カップリングのガタ量を出
来るだけ大きくとることができる。これにより、前記カ
ップリング軸凹部１７とドラム軸凸部１６が結合すると
き、前記カップリング軸１８の断面が多角形のねじれた
カップリング軸凹部１７は、感光体ドラム７の長手方向
の一端に設けられたねじれた多角柱のドラム軸凸部１６
に結合しやすくなって、前記カップリング軸１８が感光
体ドラム７側にスライドするようになる。従って、前記
カップリング軸１８の断面が多角形のねじれたカップリ
ング軸凹部１７は、前記感光体ドラム７の長手方向の一
端に設けられたねじれた多角柱のドラム軸凸部１６を容
易に結合できる。

【００８２】更にカムレバー２８が押し下げられると、
カムレバー２８のカム部２８Ａの低部２８ｃからカップ
リング軸１８のカップリング軸フランジ１９の厚さより
わずかに大きな距離だけ離れてカムレバー２８に設けら
れたスペーサ部３９は図１３に示すように、カップリン
グ軸フランジ１９とカップリング軸受２７ｄとの間に入
る。これによって、前記ドラム軸凸部１６とカップリン
グ軸凹部１７のねじれ角によるスラスト反力、または駆
動回転による反力がカップリング軸１８に結合を外す方
向に働いたとしても、スペーサ部３９があることにより
カップリング軸１８はスラスト方向には動けず軸継手の
結合は外れない。

【００８３】本実施の形態で示す軸継手は既に述べたよ
うに、ねじれた略正三角柱の軸と穴の組み合わせである
ため、カップリング軸１８のカップリング軸凹部１７が
ドラム軸凸部１６を回転によって軸方向に引き込む。こ
の状態でプロセスカートリッジＢと装置本体１３の駆動
伝達系における軸継手は結合され、プロセスカートリッ
ジＢの感光体ドラム７の駆動伝達が可能となる。

【００８４】第三に、プロセスカートリッジＢの交換や
ジャム（紙づまりをいう）処理等でプロセスカートリッ
ジＢを装置本体１３から取り出すときの作用を説明す
る。

【００８５】プロセスカートリッジＢを装置本体１３か
ら取り出すためには軸継手の結合を解除しなければなら
ない。

【００８６】カップリング軸１８に形成されたカップリ
ング軸凹部１７がドラム軸凸部１６を駆動回転によって
軸方向に引き込む方向にねじられている。このため、軸
継手の結合は前記カップリング軸１８を駆動回転方向と
は逆方向に回転させなければ前記カップリング軸凹部１
７にねじ込んだ前記ドラム軸凸部１６が解除されない。

【００８７】本実施の形態ではプロセスカートリッジＢ
を抜き取るときにカートリッジ装着部用の開閉カバー１
４を開くと、前記開閉カバー１４に連動してカムレバー
２８が引き上げられる。このため、カップリング軸１８
のカップリング軸フランジ１９の軸方向を軸継手の結合
が外れないように規制していたスペーサ部３９もカップ
リング軸受２７外へ引き上げられるので、カップリング
軸１８は段付カシメ軸２５の小径軸部２５ｂ上をスラス
ト方向に動けるようになる。

【００８８】更にカムレバー２８が引き上げられると、
共にカム部２８Ａのカム形状のスロープ２８ａが引き上
げられる。カム形状のスロープ２８ａが引き上げられる
ことにより、カム形状のスロープ２８ａが低部２８ｃか
ら頂部２８ｄまでのリフトを持つので、カップリング軸
１８のカップリング軸フランジ１９がスロープ２８ａの
引き上げによって圧縮コイルばね２６のばね力に抗して
ドラム駆動ギア２２側に押される。これにより、前記カ
ップリング軸１８は圧縮コイルばね２６を圧縮する方向
であるドラム駆動ギア２２側に引き戻される。このと
き、ドラム駆動ギア２２は段付カシメ軸２５の大径軸部
２５ａに軸方向に不動に支持されており、且つ負荷の掛
かった多数のギア列（不図示）と噛合い、容易には回転
しない。

【００８９】そのため、前記カップリング軸１８の前記
カップリング軸凸部２０は駆動回転時に当接していた前
記ギア側カップリング凹部２１のねじれた略正三角形穴
壁面とは反対の面に当接して（図９参照）、このねじれ
た略正三角形穴壁面に沿って駆動方向とは逆方向に回転
しながら、駆動板金２４方向にスライドして前記ドラム
駆動ギア２２の中心にねじれ込んでいく。

【００９０】このとき、前記カップリング軸凸部２０に
おいて駆動回転時に当接していた前記ギア側カップリン
グ凹部２１のねじれた略正三角形穴壁面とは反対の面に
当接するまでの移動量は出来るだけ小さい方が良い。つ
まり、前記ギア側カップリング凹部２１の略正三角形穴
と前記カップリング軸凸部２０の略正三角形柱とのガタ
量は出来るだけ小さい方がカップリング解除に有効であ
る。なお、図９においてβはカップリング軸凸部２０と
ギア側カップリング凹部２１のバックラッシ角度であ
る。

【００９１】本実施の形態では、前記ギア側カップリン
グ凹部２１の断面形状である略正三角形穴の内接円直径
φＤ３と前記カップリング軸凸部２０の断面形状である
略正三角形柱の内接円直径φＤ４の関係は、前述した式
（１）に示したように、その内接円直径差（φＤ３−φ
Ｄ４）を、前記ドラム軸凸部１６の断面形状である略正
三角柱の内接円直径φＤ２と前記カップリング軸凹部１
７の断面形状である略正三角形穴の内接円直径φＤ１と
の内接円直径差（φＤ１−φＤ２）に対して、小さく、
或いは等しくなるように設定している。

【００９２】このため、ドラム駆動ギア２２の断面が多
角形のねじれたギア側カップリング凹部２１穴と、カッ
プリング軸１８のねじれたカップリング軸凸部２０との
内接円直径差（φＤ３−φＤ４）として表される駆動側
カップリングのガタ量を出来るだけ小さくとることがで
きる。これにより、前記内接円直径差（φＤ３−φＤ
４）が極めて小さくなって前記ギア側カップリング凹部
２１と前記カップリング軸凸部２０のガタ量をほとんど
無くすることが可能となる。

【００９３】そのため、カム形状のスロープ２８ａが引
き上げられることにより、カップリング軸フランジ１９
が段付カシメ軸２５の小径軸部２５ｂ上でスラスト方向
にスライドすると、前記カップリング軸凸部２０は駆動
回転時に当接していた前記ギア側カップリング凹部穴２
１のねじれた壁面から反対の面に素早く当接する。この
ため、段付カシメ軸２５の小径軸部２５ｂ上でのカップ
リング軸フランジ１９のスラスト方向へのスライドと同
時にカップリング軸１８は駆動方向とは逆方向に回転す
る。

【００９４】このように、前記カップリング軸１８は駆
動回転方向とは逆回転方向にねじれ込んでドラム駆動ギ
ア２２側へ引っ込んでいくため、前記ドラム軸凸部１６
と前記カップリング軸凹部１７との軸継手の結合は前記
開閉カバー１４を開放するだけの作業で解除され、前記
カップリング軸１８のドラム側丸軸１８ｅも前記本体フ
レーム２３よりも駆動側に引っ込んだ位置に退避するの
でプロセスカートリッジＢは長手方向に直交する方向の
動作以外の動作を必要とせずに装置本体１３から取出す
ことができる。

【００９５】また、本実施の形態によれば、被駆動側カ
ップリングであるドラム軸凸部１６とカップリング軸凹
部１７の接触部におけるねじれ角度と、駆動側カップリ
ングであるカップリング軸凸部２０とギア側カップリン
グ凹部穴２１との接触部におけるねじれ角が等しい場
合、駆動側カップリングについて、前記ギア側カップリ
ング凹部２１の断面形状である略正三角形穴の内接円直
径をφＤ３、前記カップリング軸凸部２０の断面形状で
ある略正三角柱の内接円直径をφＤ４として、駆動側カ
ップリングのガタを（φＤ３−φＤ４）で表し、被駆動
側カップリングについて、前記ドラム軸凸部１６の断面
形状である略正三角柱の内接円直径をφＤ２、前記カッ
プリング軸凹部１７の断面形状である略正三角形穴の内
接円直径をφＤ１として、被駆動側カップリングのガタ
を（φＤ１−φＤ２）で表し、各カップリング部の断面
形状で表されるガタ量を以下のような関係式 （φＤ３−φＤ４）≦（φＤ１−φＤ２）…（１） とすると、軸継手を構成する前記ドラム軸凸部１６と前
記カップリング軸凹部１７との結合を解除する際に、ド
ラム駆動ギア２２につらなるギア列の抵抗が大で、且つ
感光体ドラム７の回転抵抗およびはす歯ギア３７ａにつ
らなるギア列の抵抗が大きくても、ドラム駆動ギア２２
および感光体ドラム７が不動のまま、カップリング軸１
８を感光体ドラム７側から駆動板金２４側へ移動できる
ので、開閉カバー１４に加わる開く際の負荷が小さい。

【００９６】従って、ドラム軸凸部１６とカップリング
軸凹部１７、およびカップリング軸凸部２０とギア側カ
ップリング凹部２１における各ねじれた面のねじれ角を
大きくとれる（ねじれが強い）。このねじれ角を大きく
とれるということは、画像形成時に感光体ドラム７を軸
線方向でドラム駆動ギア２２側へ強く引きつけることに
なり、感光体ドラム７の軸線方向の位置を正確なものと
する効果が大きい。更にドラム駆動ギア２２が軸方向に
移動しないので、装置本体１３内の軸継手装置の占める
空間が小さく、装置本体１３の小型化に寄与する。

【００９７】以上説明したように、本実施の形態に示す
電子写真画像形成装置Ａは、プロセスカートリッジＢの
感光体ドラム７と、この感光体ドラム７を駆動するため
のドラム駆動ギア２２との結合及び解除をカップリング
軸１８を用いて確実に行うことができる。

【００９８】また、プロセスカートリッジＢの感光体ド
ラム７への回転伝達速度の安定化が図れる。

【００９９】また、プロセスカートリッジＢの感光体ド
ラム７に駆動力の伝達を行う際に、カップリング軸１８
を感光体ドラム７側またはドラム駆動ギア２２側へ運転
時に推力を発生させて付勢することができるので、プロ
セスカートリッジの装置本体に対する位置決め精度を向
上させ、その結果、画像品質を向上させることができ
る。

【０１００】また、プロセスカートリッジＢの感光体ド
ラム７を駆動する駆動時には、カップリング軸１８を感
光体ドラム７のドラム軸凸部１６側に移動させることに
よって確実な連結状態を実現し、更にカップリング軸１
８とドラム軸凸部１６との結合を解除する際には、駆動
側カップリング（カップリング軸凸部２０とギア側カッ
プリング凹部２１）、および被駆動側カップリング（ド
ラム軸凸部１６とカップリング軸凹部１７）に回転力を
加えないようにカップリング軸１８の移動を可能とする
本体軸継手装置を備えているので、カップリング軸１８
の移動を開閉カバーの開閉動作と連動して行うことが可
能となり、電子写真画像形成装置Ａの操作性の向上を図
ることができる。

【０１０１】また、カップリング軸１８と、このカップ
リング軸１８を駆動するドラム駆動ギア２２は、段付カ
シメ軸２５により同軸上に配置されているので、カップ
リング軸１８とドラム駆動ギア２２との回転中心位置精
度、及びプロセスカートリッジＢの感光体ドラム７に対
するカップリング軸１８の回転中心位置精度を向上さ
せ、その結果、画像品質を向上させることができる。

【０１０２】｛他の実施の形態｝前述した実施の形態で
示した電子写真画像形成装置は単色画像を形成する場合
を例示したが、本発明はこれに限定する必要はなく、現
像手段を複数設け、複数色の画像（２色画像、３色画像
あるいはフルカラー等）を形成する電子写真画像形成装
置にも好適に適用することができる。

【０１０３】また、プロセスカートリッジの電子写真感
光体ドラムとしては、前記感光体ドラムに限定されるこ
となく、例えば次のものが含まれる。先ず感光体ドラム
としては光導電体が用いられ、光導電体としては例えば
アモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜
鉛、酸化チタン及び有機光導電体（ＯＰＣ）等が含まれ
る。また前記感光体を搭載する形状としては、例えばド
ラム形状またはベルト状のものが用いられており、例え
ばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ合金等のシ
リンダ上に光導電体を蒸着或いは塗工等を行ったもので
ある。

【０１０４】また、現像方法としても、公知の２成分磁
気ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像
法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可
能である。

【０１０５】また、帯電手段の構成も、前述した実施の
形態では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として
従来から知られているタングステンワイヤーの三方周囲
にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワ
イヤーに高電圧を印加することによって生じた正または
負のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラム
表面を一様に帯電する構成を用いてもよいことは当然で
ある。

【０１０６】なお、前記帯電手段としては前記ローラ型
以外にも、ブレード（帯電ブレード）、バッド型、ブロ
ック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。

【０１０７】また、感光体ドラムに残像するトナーのク
リーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁
気ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良
い。

【０１０８】また、前述したプロセスカートリッジと
は、例えば電子写真感光体と、少なくともプロセス手段
の１つを備えたものである。従って、そのプロセスカー
トリッジの態様としては、前述した実施形態のもの以外
にも、例えば電子写真感光体と帯電手段とを一体的にカ
ートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。電子
写真感光体と現像手段とを一体的にカートリッジ化し、
装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体とクリ
ーニング手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体
に着脱可能にするもの。更には電子写真感光体と、前記
プロセス手段の２つ以上のものを組み合わせて一体的に
カートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの等が
ある。

【０１０９】即ち、前述したプロセスカートリッジと
は、帯電手段、現像手段又はクリーニング手段と電子写
真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリ
ッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするもので
ある。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少
なくとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッ
ジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものであ
る。更に少なくとも現像手段と電子写真感光体とを一体
的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするもの
をいう。そして、このプロセスカートリッジは、使用者
自身が装置本体に着脱することができる。そこで、装置
本体のメンテナンスを使用者自身で行うことができる。

【０１１０】更に、前述した実施の形態では、電子写真
画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示した
が、本発明はこれに限定する必要はなく、例えば、電子
写真複写機、フャクシミリ装置、或いはワードプロセッ
サ等の電子写真画像形成装置に使用することも当然可能
である。

【０１１１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明に係る電子
写真画像形成装置は、プロセスカートリッジの電子写真
感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムを駆動する
ための駆動ギアとの結合及び解除をカップリング軸を用
いて確実に行うことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施の形態に係る電子写真画像形成装置の縦
断面図である。

【図２】 プロセスカートリッジの縦断面である。

【図３】 プロセスカートリッジを装着方向に向かって
見た右上からの斜視図である。

【図４】 プロセスカートリッジを装着方向に向かって
見た左上からの斜視図である。

【図５】 画像形成装置本体のカートリッジ装着部の左
側の斜視図である。

【図６】 画像形成装置本体のカートリッジ装着部の右
側の斜視図である。

【図７】 プロセスカートリッジの感光体ドラムの縦断
面図である。

【図８】 軸継手の分解斜視図である。

【図９】 ドラム駆動ギアのギア側カップリング凹部と
カップリング軸のカップリング軸凸部との結合態様を示
す説明図である。

【図１０】 感光体ドラムのドラム軸凸部とカップリン
グ軸のカップリング軸凹部との結合態様を示す説明図で
ある。

【図１１】 本体軸継手装置の分解斜視図である。

【図１２】 感光体ドラムとカップリング軸の結合解除
状態を示す説明図である。

【図１３】 感光体ドラムとカップリング軸の結合状態
を示す説明図である。

【符号の説明】

２ 記録媒体 ３ 搬送手段 ７ 電子写真感光体ドラム ８ 帯電ローラ（帯電手段） １０ 現像手段 １１ クリーニング手段 １６ａ ドラム軸凸部（突起） １７ カップリング軸凹部（ねじれた穴） １８ カップリング軸 ２０ カップリング軸凸部（ねじれた多角柱） ２１ ギア側カップリング凹部（ねじれた穴） ２２ ドラム駆動ギア ２２ａ 大径丸穴 ２５ 段付カシメ軸（固定軸） ２８ カムレバー（軸方向移動手段） ３５ カートリッジ装着手段 Ａ 電子写真画像形成装置 Ｂ プロセスカートリッジ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 プロセスカートリッジを着脱可能で、記
   録媒体に画像を形成するための電子写真画像形成装置に
   おいて、 ａ．電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラ
   ムに作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体ドラ
   ムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起
   と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装
   着するためのカートリッジ装着手段と、 ｂ．駆動源につらなり、中心に断面が多角形のねじれた
   穴と丸穴を同軸上に有し、回転自在で軸方向に移動しな
   いように支持された駆動ギアと、 ｃ．前記駆動ギアのねじれた穴の軸方向に摺動してスラ
   イドするねじれた多角柱を一端に有し、他端に前記電子
   写真感光体ドラムの突起と係脱する、ねじれ角およびね
   じれ方向が前記一端のねじれた多角柱と同一で、断面が
   多角形のねじれた穴を有し、前記ねじれた多角柱の中心
   に設けられた丸穴を中心に回転自在で軸方向に移動自在
   に支持されたカップリング軸と、 ｄ．前記駆動ギアの丸穴と前記カップリング軸の丸穴に
   嵌合する軸を同軸上に有する固定軸と、 ｅ．前記カップリング軸のねじれた穴が前記電子写真感
   光体ドラムの長手方向の一端に設けられた多角柱の突起
   と離脱した位置と、前記カップリング軸のねじれた穴が
   前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられ
   たねじれた多角柱の突起と係合する位置と、をとるよう
   に設けられたカップリング軸の軸方向移動手段と、 ｆ．前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、を有
   し、被駆動側カップリングについて、前記カップリング
   軸の断面が多角形のねじれた穴の内接円直径φＤ１と、
   前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられ
   たねじれた多角柱の突起の内接円直径φＤ２との差（φ
   Ｄ１−φＤ２）として表される被駆動側カップリングの
   ガタ量、および、駆動側カップリングについて、前記駆
   動ギアの断面が多角形のねじれた穴の内接円直径φＤ３
   と、前記カップリング軸のねじれた多角柱の内接円直径
   φＤ４との差（φＤ３−φＤ４）として表される駆動側
   カップリングのガタ量の関係が （φＤ３−φＤ４）≦（φＤ１−φＤ２） である、ことを特徴とする電子写真画像形成装置。
2. 【請求項２】 請求項１において、前記プロセスカート
   リッジは、プロセス手段として、少なくとも、前記電子
   写真感光体ドラムに帯電を行う帯電手段、前記電子写真
   感光体ドラムに形成された静電潜像を現像剤により現像
   するための現像手段、前記電子写真感光体ドラムに残留
   する現像剤を除去するためのクリーニング手段の何れか
   一つを有する、ことを特徴とする電子写真画像形成装
   置。