JP2007248606A

JP2007248606A - 電子写真画像形成装置

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Publication number: JP2007248606A
Application number: JP2006069217A
Authority: JP
Inventors: Henrique Massanori Oka; エンリッケマサノリオカ
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2006-03-14
Filing date: 2006-03-14
Publication date: 2007-09-27
Anticipated expiration: 2026-03-14
Also published as: JP4804182B2

Abstract

【課題】本体駆動ギアの押圧力を増大することなく、安定した電子写真感光体の回転動作を行なうことのできる電子写真画像形成装置の提供。
【解決手段】スラスト規制部材８３に対して回転伝達ギア８１が移動するスラストガタをｃ、前記スラスト規制部材に対して本体駆動ギア８０が移動するスラストガタをｂ、電子写真感光体の一端に設けられたカップリング部材１０１と前記本体駆動ギアのカップリング凹部８０１との嵌合量をａとするとき、ｃ＞ｂ−ａを満足するようにスラスト規制部材と本体駆動ギアと回転伝達ギア８１が配設してある。
【選択図】図１１−Ａ

Description

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。

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（例えば、記録紙、ＯＨＰシート等）に画像を形成するものである。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（例えばレーザービームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びそれらの複合機（マルチファンクションプリンタ）等が含まれる。

また、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、この電子写真感光体に作用するプロセス手段としての帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つを一体的にカートリッジ化したものである。そして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。

従来、電子写真画像形成装置では、電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す）及び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、このカートリッジを感光体ドラムのスラスト方向より装置本体に着脱可能とするタイプのものがある。特許文献１にはこのタイプの電子写真画像形成装置が記載されている。装置本体にカートリッジを装着すると、感光体ドラムの一端に設けられた従動連結部が装置本体に設けられたドラム駆動系のカップリングと結合する。そして感光体ドラムは従動連結部がカップリングから回転力を受けて所定の方向へ回転し、その回転過程において画像形成プロセスとして帯電、露光、現像、転写、クリーニングの各処理を受ける。以下、感光体ドラムの画像形成プロセスにおける回転方向を正回転という。

ところで、カートリッジにおいては、感光体ドラムの外周面（表面）に弾性を有するクリーニング部材を当接させることによって感光体ドラム表面に残ったトナーを清掃する方式が採られている。このため、感光体ドラム表面に当接されたクリーニング部材には常に応力が働く。感光体ドラムにおいては画像形成プロセスと次の画像形成プロセスとの間の待機時に回転が停止される。待機時において感光体ドラムが長い時間停止していると、感光体ドラムが停止している間クリーニング部材には応力が常に働いていることになる。このようにクリーニング部材に応力が働いた状態で感光体ドラムを長い時間停止させているとクリーニング部材に悪影響を及ぼすことがある。

そこで、感光体ドラム表面に当接させたクリーニング部材の応力を緩和するために感光体ドラムを逆回転させることが効果的である。
特開２００２−１３２０００号公報

電子写真画像形成装置においては、感光体ドラムの回転精度を向上させるためにドラム駆動系に複数のハスバギアが用いられる。この複数のハスバギアのうち１つのハスバギアを感光体ドラムの従動連結部（以下、カップリング部材という）に嵌合させるようにしている。感光体ドラムのカップリング部材と嵌合する駆動ギアは、感光体ドラムのスラスト方向における挙動を安定させるため、押圧バネ等の押圧手段によりカップリング部材と嵌合する方向に押圧されている。

上記ドラム駆動系においてハスバギアを用いているため、駆動ギアにより感光体ドラムを逆回転すると、駆動ギアにカップリング部材との結合が外れる方向にスラスト力が作用する。そのスラスト力により駆動ギアがその方向に押圧手段の押圧力に抗して移動し、駆動ギアとカップリング部材との結合が外れる可能性があった。

本発明は、上記従来技術をさらに改善したものである。本発明の目的は、本体駆動ギアの押圧力を増大することなく、安定した電子写真感光体の回転動作を行な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。

本発明に係る電子写真画像形成装置の代表的な構成は、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置であって、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体の一端に設けられたカップリング部材と、を有し、前記電子写真画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着されているプロセスカートリッジと、前記カップリング部材と嵌合するカップリング凹部を有する本体駆動ギアであって、前記電子写真感光体のスラスト方向に移動可能で、かつ前記カップリング凹部と嵌合した前記カップリング部材により前記電子写真感光体を回転する本体駆動ギアと、を有する電子写真画像形成装置において、
回転駆動ギアと、
前記回転駆動ギアにより回転される回転伝達ギアであって、前記電子写真感光体のスラスト方向に移動可能で、かつ前記本体駆動ギアに回転力を伝達する回転伝達ギアと、
前記本体駆動ギアのスラスト方向の移動を規制するとともに前記回転伝達ギアのスラスト方向の移動を規制するスラスト規制部材と、
を有し、
前記回転伝達ギアは、前記回転駆動ギアより回転力を受ける被回転ギア部と、前記被回転ギア部で受けた回転力を前記本体駆動ギアに伝達する伝達ギア部と、を有し、
前記スラスト規制部材に対して前記回転伝達ギアが移動するスラストガタをｃ、前記スラスト規制部材に対して前記本体駆動ギアが移動するスラストガタをｂ、前記カップリング部材と前記本体駆動ギアのカップリング凹部との前記スラスト方向の嵌合量をａとするとき、ｃ＞ｂ−ａであることを特徴とする電子写真画像形成装置である。

本発明によれば、本体駆動ギアと嵌合するカップリング部材を有するプロセスカートリッジの装着本体に対する装着を円滑におこなうことができる。さらに、クリーニング部材のクリーニング性能低下を防ぐ為に電子写真感光体を逆転する際も、カップリング部材と本体駆動ギアとが外れることがない。

以下、本発明を図面に基づいて詳しく説明する。

（１）電子写真画像形成装置の全体構成
図１は本発明に係る電子写真画像形成装置の一例の外観斜視模型図である。図２は開閉ドアを開いた状態の電子写真画像形成装置の外観斜視模型図である。図３は電子写真画像形成装置の縦断正面模型図である。

本実施例の電子写真画像形成装置は、電子写真プロセスを用いた、インライン構成（タンデム型）、中間転写ベルト式で、プロセスカートリッジが着脱可能なフルカラーレーザービームプリンタである。

先ず、主として図３を参照してこの画像形成装置の全体構成を説明する。

１は電子写真画像形成装置本体である。２Ｙ・２Ｍ・２Ｃ・２Ｋはそれぞれカートリッジ装着部（以下、装着部とも記す）であり、装置本体１内において図面上右から左に順に配列して配設してある。

１０Ｙ・１０Ｍ・１０Ｃ・１０Ｋはそれぞれプロセスカートリッジ（以下、カートリッジと記す）である。カートリッジ１０はそれぞれ対応する装着部２に装着して略水平方向に配置している。

各カートリッジ１０は互いに同じ構成である。
すなわち、像担持体としてのドラム型の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと記す)３と、この感光体ドラム３に作用するプロセス手段と、を有して一体化されている。プロセス手段としては、帯電手段としての帯電部材４と、現像手段としての現像ユニット５と、クリーニング手段としてのクリーニング部材６と、を備える。

各カートリッジ１０のうち、カートリッジ１０Ｙは現像ユニット５に現像剤としてイエロー色のトナーを収容してあり、感光体ドラム３表面にイエロートナー像を形成する。カートリッジ１０Ｍは現像ユニット５に現像剤としてマゼンタ色のトナーを収容してあり、感光体ドラム３表面にマゼンタトナー像を形成する。カートリッジ１０Ｃは現像ユニット５に現像剤としてシアン色のトナーを収容してあり、感光体ドラム３表面にシアントナー像を形成する。カートリッジ１０Ｋは現像ユニット５に現像剤としてブラック色のトナーを収容してあり、感光体ドラム３表面にブラックトナー像を形成する。

７Ｙ・７Ｍ・７Ｃ・７Ｋはそれぞれカートリッジ１０の現像ユニット５に対するトナー収容手段としてのトナーカートリッジである。これらのトナーカートリッジ７は、それぞれ、対応するカートリッジ１０から独立していて、トナー補給手段（不図示）を介して対応するカートリッジ１０の現像ユニット５へトナーを供給する。

８はレーザスキャナユニットであり、装着部２の上側に配設してある。レーザスキャナユニット８は、カートリッジ１０の感光体ドラム３の一様帯電処理面に対して画像情報に基づいて変調したレーザービームＬを走査露光して感光体ドラム３の外周面（表面）に画像情報に対応した静電潜像を形成する。

１１はエンドレスの中間転写ベルトであり、カートリッジ１０の下側に配設してある。具体的には、右側の駆動ローラ１２と左側のターンローラ１３との間に懸回張設して、全てのカートリッジ１０に渡らせて配設してある。この中間転写ベルト１１はその上方側のベルト部分がカートリッジ１０の感光体ドラム３の下向き露出部に接するように矢印方向（反時計方向）に循環移動する。

１４Ｙ・１４Ｍ・１４Ｃ・１４Ｋはそれぞれ１次転写ローラである。転写ローラ１４は、それぞれ対応するカートリッジ１０の感光体ドラム３の下向き露出部との間に中間転写ベルト１１の上側のベルト部分を挟んで各対応する感光体ドラム３の下向き露出部に圧接する。

１５は記録媒体収納手段としてのカセットであり、中間転写ベルト１１の下側に配設してある。このカセット１５に記録紙やＯＨＰシート等の記録媒体Ｐが積載して収納してある。カセット１５内の記録媒体Ｐは記録媒体昇降手段（不図示）によりピックアップ手段１６に押圧される。ピックアップ手段１６により搬送された記録媒体Ｐは搬送ローラ１７及びリタードローラ１８により一枚分離搬送される。そして記録媒体Ｐは搬送ローラ１９で搬送され、レジスト手段２０で一時停止される。レジスト手段２０は中間転写ベルト１１上に対するフルカラートナー像の形成タイミングに合わせて、記録媒体Ｐの給送を再開する。

２１は２次転写ローラであり、中間転写ベルト１１が懸けられている駆動ローラ１２に対して中間転写ベルト１１を挟んで圧接させて中間転写ベルト１１との間に２次転写ニップ部を形成させている。レジスト手段２０で給送を再開された記録媒体Ｐは上記の２次転写ニップ部に搬送導入される。

本実施例の画像形成装置の画像形成プロセス動作は次のとおりである。

まず、カートリッジ１０が画像形成のタイミングに合わせて順次に駆動される。そして、その駆動に応じて感光体ドラム３が矢印の時計方向に回転駆動される。中間転写ベルト１１も矢印の反時計方向に回転駆動される。また、スキャナユニット８が駆動される。この駆動に同期して帯電部材４が感光体ドラム３表面に一様な電荷を付与する。そしてスキャナユニット８はカートリッジ１０の感光体ドラム３表面に画像信号に応じて変調したレーザービーム走査露光を順次に行って、感光体ドラム３表面に静電潜像を形成する。

感光体ドラム３表面に形成された静電潜像は現像ユニット６によりトナーによって現像される。すなわち、カートリッジ１０Ｙの感光体ドラム３表面にはイエロー成分のトナー像が形成される。カートリッジ１０Ｍの感光体ドラム３表面にはマゼンタ成分のトナー像が形成される。カートリッジ１０Ｃの感光体ドラム３表面にはシアン成分のトナー像が形成される。カートリッジ１０Ｃの感光体ドラム３表面にはブラック成分のトナー像が形成される。カートリッジ１０の感光体ドラム３表面に対する上記トナー像（現像像）の形成はそれぞれ所定の制御タイミング関係をもってなされる。

そして各カートリッジ１０の感光体ドラム３表面に形成された、イエロートナー像、マゼンタトナー像、シアントナー像、ブラックトナー像が各カートリッジ１０の１次転写部において中間転写ベルト１１の表面に順次に重畳転写される。中間転写ベルト１１は各感光体ドラム３の下向き露出部に接するように循環移動している。そして、上記の各トナー像が各感光体ドラム３と１次転写ローラ１４との間に形成される電界によって順次に位置合わせ状態で重畳転写される。これにより、中間転写ベルト１１の表面に未定着のフルカラートナー画像が合成形成される。

トナー像転写後に各カートリッジ１０の感光体ドラム３表面は感光体ドラム３表面に加圧状態に接触されたクリーニング部材６により残トナー等が除去されてクリーニングされる。これにより感光体ドラム３は次の画像形成に供される。

中間転写ベルト１１の表面に形成された未定着のフルカラートナー画像が引き続く中間転写ベルト１１の回動で２次転写ニップ部に至る。そして、中間転写ベルト１１側の未定着のフルカラートナー画像が、レジスト手段２０から２次転写ニップ部に所定の制御タイミングにて搬送導入された記録媒体Ｐに対して、２次転写ローラ２１との間に形成される電界によって一括転写される。２次転写ニップ部を出た記録媒体Ｐは中間転写ベルト１１から分離されて定着手段２２に導入され、該定着手段２２でトナー画像の熱定着（トナーの混色定着）を受ける。そしてこの記録媒体Ｐは排出手段２３で装置本体１の上面のトレイ部２４にフルカラー画像形成物として排出される。

（２）プロセスカートリッジの装着方法
次に、カートリッジ１０の装置本体１への装着方法について説明する。

図４はカートリッジ１０をその長手方向（感光体ドラム３の軸線と並行な方向、感光体ドラムスラスト方向）の一端側から見た外観斜視図である。図５はカートリッジ１０をその長手方向の他端側から見た外観斜視図である。

カートリッジ１０において、感光体ドラム３は長手方向の一端部がカートリッジ枠体３１の長手方向一端部側に設けた第１の軸受部３２に、他端部がカートリッジ枠体３１の長手方向他端側に設けた第２の軸受部３３にそれぞれ回転可能に保持されている。
第２の軸受部３３側において感光体ドラム３のドラムシリンダ３ａに設けられたドラムフランジ３ｂよりドラムシャフト３ｃが外方に突出させてあり、そのドラムシャフト３ｃに駆動受け部材としてのカップリング部材１０１を固着してある。したがって、カートリッジ１０は長手方向において、カップリング部材１０１を配設した側が駆動側であり、その反対側が非駆動側である。

カートリッジ１０の装置本体１への装着はカートリッジ長手方向、すなわち図３において紙面に垂直な方向の手前側から奥側へ、駆動側を先にして挿入して行なわれる。したがってカートリッジ１０は長手方向において、駆動側が奥側であり、その反対側である非駆動側が手前側である。

装置本体１の手前側には装置本体１に対して開閉可能なドア５０が設けられている。図１はドア５０が装置本体１に対して閉じた状態（以下、閉状態という）を示している。ドア５０は、閉状態においてマグネットタイプ等の適宜のロック機構（不図示）による係止力で保持されている。図２はドア５０を開けた状態（以下、開状態という）を示している。ドア５０は下側のドアヒンジ軸（不図示）を中心に、装置本体１に対して略垂直の閉状態から手前側に回動して略水平に倒した開状態にすることができる。閉状態のドア５０をロック機構３５の引き止め力に抗して開けると、水平方向に並設した装着部２が露出する。

この各装着部２の両側面には、図６のように、それぞれ装置本体１の手前側から奥側に延びている装着ガイド３６が設けられている。一方、カートリッジ枠体３１の両側面には、図４および図５に示すように、前記装着ガイド３６に係合して案内される被ガイド部３７が設けられている。被ガイド部３７はカートリッジ枠体３１の側面からカートリッジ１０の長手方向と交差する方向に突出するリブであり、感光体ドラム３の軸線と平行な方向に設けられている。

また、図６およぶ図７に示すように、装置本体１の装置フレームである本体前側板１ａと本体後側板１ｂには各装着部２においてカートリッジ支持部（第一の本体位置決め部）３９・４０が設けてある。支持部３９・４０は、装置本体１においてカートリッジ１０をカートリッジ装着方向に対して垂直方向に位置決めするものである。カートリッジ支持部３９・４０は略Ｖ字の切欠き位置決め溝部である。

操作者はカートリッジ１０の長手方向奥側を先にして被ガイド部３７を装着ガイド３６に係合させる。そして、カートリッジ１０を装着ガイド３６に沿って装置本体１内の奥側へ挿入していく。被ガイド部３７と装着ガイド３６は、カートリッジ１０が挿入終点の少し手前まで挿入されると、両者３７・３６の縁が切れて被ガイド部３７が装着ガイド３６で支持されない構成になっている。従って、カートリッジ１０が挿入終点の少し手前まで挿入されると、カートリッジ１０が自重で下降して、第１と第２の軸受部３２と３３がそれぞれ支持部３９・４０に落ち込んで受け止められた状態になる。すなわち、カートリッジ１０は第１と第２の軸受部３２と３３と、支持部３９・４０とのみが接触した状態になる。これにより、カートリッジ１０の装置本体１に対するラジアル方向の位置決めがなされる。そしてカートリッジ１０が更に挿入されることで、カートリッジ１０の奥側端面が本体後側板１ｂ側の突き当て部材４１（第二の本体位置決め部）に突き当たる。この突き当たりによりカートリッジ１０のそれ以上の挿入が阻止され、カートリッジ１０の装置本体１内における装着方向の位置決めがなされる。これにより、カートリッジ１０は図７に示すように装着部２内において正規の装着位置、すなわち正規の画像形成可能位置に設置された状態になる。

また、カートリッジ１０の挿入過程において、カートリッジ１０が正規の装着位置に設置される前に、カートリッジ１０のカップリング部材１０１が、装置本体１の奥側に設けられたドラム駆動系Ｄの本体駆動ギア８０と結合する。図８にカップリング部材１０１と、このカップリング部材１０１と結合する駆動ギア８０を示す。カップリング部材１０１は断面形状が複数の角部を有する非円形のねじれた多角柱である。本実施例においては、ねじれた三角形柱である。駆動ギア８０はカップリング部材１０１と結合するカップリング凹部８０１を有している。カップリング凹部８０１は断面形状が複数の角部を有する非円形のねじれた穴である。本実施例においては、断面が三角形のねじれた穴である。したがって、カップリング部材１０１とカップリング凹部８０１において回転方向の位相が一致していればカップリング部材１０１がカップリング凹部８０１内に十分に侵入して、カップリング部材１０１とカップリング凹部８０１が嵌合する。これによってカップリング部材１０１と駆動ギア８０が結合状態となる。この結合状態においてカップリング部材１０１とカップリング凹部８０１は回転方向に所定のガタを持つように形成してある。そして駆動ギア８０がモータ等の駆動源（不図示）により回転されることによって駆動ギア８０の回転がドラムシャフト３ｃに伝達され、感光体ドラム３が回転されることになる。ここで、カップリング部材１０１とカップリング凹部８０１の完全な結合状態のカップリング嵌合量をａとする（図１１−Ａ）。

また、カートリッジ１０側に設けられたカートリッジ電気接点（不図示）が装置本体１側に設けられた電気接点（不図示）に接触する。そして、装置本体１側に設けられた電源（不図示）から帯電手段４や現像ユニット５の現像ローラにバイアス印加することが可能状態になる。

カートリッジ１０に対するトナー収容手段としてのトナーカートリッジ７の装着方法を説明する。各カートリッジ装着部２の両側面には、図６のように、それぞれ装置本体１の手前側から奥側に延びている装着ガイド４４が設けられている。一方、トナーカートリッジ７の枠体の両側面には、前記装着ガイド４４に係合して案内される被ガイド部４５が設けられている。本実施例において、この被ガイド部４５はトナーカートリッジ７の枠体の側面からカートリッジ１０の長手方向と交差する方向に突出するリブであり、感光体ドラム３の軸線と平行な方向に設けられている。操作者はトナーカートリッジ７の被ガイド部４５を装着ガイド４４に係合させる。そして、トナーカートリッジ７を装着ガイド４４に沿って装置本体１内の奥側へストッパ（不図示）で受け止められるまで挿入して装着する。

（３）クリーニング部材６のクリーニング性能低下防止策
図９はクリーニング部材６が感光体ドラム３表面に接触している様子を表す図である。

感光体ドラム３は画像形成プロセスと次の画像形成プロセスとの間の待機時に回転が停止される。すると、感光体ドラム３表面に加圧状態に接触しているクリーニング部材６には応力がかかった状態で感光体ドラム３表面との間にニップ部Ｎが形成される。感光体ドラム３を停止した状態が長い時間続くと応力のかかったクリーニング部材６が劣化し、クリーニング性能の低下が発生する可能性がある。そこで、感光体ドラム３を逆回転してクリーニング部材６にかかっている応力を緩和することが行なわれている。

（４）ドラム駆動系Ｄの構成
図１０はドラム駆動系Ｄの構成を表す断面図である。

ドラム駆動系Ｄにおいて、駆動ギア８０は、スラスト規制部材としての駆動フレーム８３に回転可能に、かつ感光体ドラム３のスラスト方向に移動可能に保持されている。そして駆動ギア８０は感光体ドラム３のスラスト方向における挙動を安定させるために押圧バネ等の押圧手段（不図示）によりカップリング部材１０１と結合する方向に所定の押圧力Ｆｓによって押圧されている。この押圧力Ｆｓによって駆動ギア８０は駆動フレーム８３に設けられたスラスト方向突き当て部８４に突き当てられている。

回転伝達ギアとしての段ギア８１は、駆動フレーム８３に段ギアスラスト規制部材８５を介して回転可能に、かつ感光体ドラム３のスラスト方向に移動可能に保持されている。段ギア８１において、被回転ギア部としての大ギア部８１ａは駆動源により回転される回転駆動ギア８２に、伝達ギア部としての小ギア部８１ｂは駆動ギア８０にそれぞれ噛み合っている。段ギア８１は、大ギア部８１ａ側で段ギアスラスト規制部材８５に設けられた段ギアスラスト規制部８５ａと、小ギア部８１ｂ側で駆動フレーム８３に設けられた段ギアスラスト規制部８３１とにより、感光体ドラム３のスラスト方向の移動が規制される。ここで、段ギアスラスト規制部材８５を介して駆動フレーム８３に対して移動する段ギア８１の移動量（以下、段ギアスラストガタと記す）をｃとする。

段ギア８１の小ギア部８１ｂと噛み合っている駆動ギア８０は、段ギア８１の大ギア部８１ａと、駆動フレーム８３のスラスト突き当て部８４とにより、感光体ドラム３のスラスト方向の移動が規制される。ここで、駆動フレーム８３に対して移動する駆動ギア８０の移動量（以下、駆動ギアスラストガタと記す）をｂとする。この駆動ギアスラストガタｂは段ギアスラストガタｃよりも大（ｂ＞ｃ）となるように設定してある。また、カップリング部材１０１と駆動ギア８０のカップリング凹部８０１の位相が合わない場合、駆動ギア８０を駆動フレーム８３のスラスト突き当て部８４から離れる方向に逃がす必要がある。このため、駆動ギアスラストガタｂは上記のカップリング嵌合量ａよりも大（ｂ＞ａ）となるように設定してある。そして、駆動ギアスラストガタｂと、段ギアスラストガタｃと、カップリング嵌合量ａにおいて、ｃ＞ｂ−ａの関係を満足するように駆動フレーム８３と駆動ギア８０と段ギア８１が配設されている。したがって、カートリッジ１０の装着本体１に対する装着を円滑におこなうことができる。

上記ギア８０・８１・８２は何れもハスバギアである。回転駆動ギア８２は、感光体ドラム３の正回転時に、段ギア８１の大ギア部８１ａに対してスラスト規制部８５ａ方向にスラスト力Ｆｐ（図１１−Ｂ）を与えるねじれ角を有するハスバギアである。したがって、大ギア部８１ａは、感光体ドラム３の正回転時に、回転駆動ギア８２よりスラスト規制部８５ａ方向にスラスト力Ｆｐを受けるねじれ角を有するハスバギアである。小ギア部８１ｂは、感光体ドラム３の正回転時に、駆動ギア８０に対してスラスト突き当て部８４方向にスラスト力Ｆｄ（図１１−Ｂ）を与えるねじれ角を有するハスバギアである。したがって、駆動ギア８０は、感光体ドラム３の正回転時に、小ギア部８１ｂよりスラスト突き当て部８４方向にスラスト力Ｆｄを受けるねじれ角を有するハスバギアである。

（５）感光体ドラム３へのドラム駆動系Ｄの回転伝達動作
図１０にカップリング部材１０１と駆動ギア８０を結合させる状態を示す。図１１−Ａは感光体ドラム３を正回転させる場合のドラム駆動系Ｄの駆動ギア８０とカップリング部材１０１の結合状態を示す断面図である。図１１−Ｂは感光体ドラム３を正回転させる場合にドラム駆動系Ｄの各ギア８０・８１・８２にかかる力を表す図である。図１２−Ａは感光体ドラム３を逆回転させる場合にドラム駆動系Ｄの各ギア８０・８１・８２にかかる力を表す図である。図１２−Ｂは感光体ドラム３を逆回転させる場合のドラム駆動系Ｄの駆動ギア８０とカップリング部材１０１の結合状態を示す断面図である。

図１０、図１１に示されるように、駆動ギア８０においてカップリング凹部８０１と連通させて設けた位置決め孔８０ａにドラムシャフト３ｃが挿入される。このとき、駆動ギア８０のカップリング凹部８０１とカップリング部材１０１の位相が一致していれば、カップリング凹部８０１とカップリング部材１０１が嵌合し、駆動ギア８０とカップリング部材１０１が結合する（図１１−Ａ）。駆動ギア８０のカップリング凹部８０１とカップリング部材１０１の位相が合っていない場合には、像担持体１００を正回転する方向に駆動ギア８０を回転させることでカップリング凹部８０１とカップリング部材１０１の位相は一致する。これによりカップリング凹部８０１とカップリング部材１０１が嵌合し、駆動ギア８０とカップリング部材１０１が結合する。その際に、ドラムシャフト３ｃに設けられた２つの位置決め部１０２ａ・１０２ｂがそれぞれ位置決め孔８０ａの内周に設けられた位置決め部８０ａ，８０ｂと嵌合し、ドラムシャフト３ｃの駆動ギア８０に対する位置が決まる。

図１１−Ｂに示すように、感光体ドラム３を正回転させるために、駆動源により回転駆動ギア８２の回転を開始して段ギア８１及び駆動ギア８０に伝達する。このとき、駆動ギア８０は段ギア８１の小ギア部８１ｂよりスラスト力Ｆｄを受け、スラスト方向突き当て部材８４に突き当たって位置が決まる。段ギア８１は駆動ギア８０のスラスト力Ｆｄの反力および、回転駆動ギア８２よりスラスト力Ｆｐを受け、段ギアスラスト規制部８５ａに当接されスラスト方向の位置が決まる。この場合、段ギア８１の大ギア部８２ａにかかるスラスト力Ｆｐが小ギア部８１ｂにかかるスラスト力Ｆｄより小さい場合は、大ギア部８２ａにかかるスラスト力Ｆｐの方向に関係なく段ギア８１はスラスト規制部８５ａに当接されスラスト方向の位置が決まる。

図１２−Ａに示すように、感光体ドラム３を逆回転させるために、駆動源により回転駆動ギア８２の回転を開始して段ギア８１及び駆動ギア８０に伝達する。駆動ギア８０が回転を開始すると、カップリング凹部８０１及びカップリング部材１０１のガタ分、駆動ギア８０は押圧力Ｆｓを受けながら自由に回転する。このとき、段ギア８１は、駆動ギア８０よりスラスト力Ｆｄの反力Ｆｄが小ギア部８１ｂに、回転駆動ギア８２よりスラスト力Ｆｐが大ギア部８１ａにそれぞれかかり、スラスト規制部８３１と当接するまで駆動ギア８０への回転伝達は殆ど行われない。

１２−Ｂに示すように、回転駆動ギア８２よりスラスト力Ｆｐを受けて段ギア８１がスラスト規制部８３１に突き当たり、駆動ギア８０に感光体ドラム３の逆回転の負荷がかかり始めると、駆動ギア８０にスラスト力Ｆｄがかかる。そして、そのスラスト力Ｆｄが押圧力Ｆｓより大きくなると、駆動ギア８０は駆動ギアスラストガタｂ分、段ギア８１の大ギア部８１ａに突き当たるまで、カップリング凹部８０１とカップリング部材１０１との嵌合が外れる方向に移動する。駆動ギア８０が段ギア８１の大ギア部８１ａと突き当たるとスラスト力Ｆｄは段ギア８１の大ギア部８１ａとの当接力に相殺され、駆動ギア８０はスラスト位置が安定する。

この状態においてカップリング凹部８０１とカップリング部材１０１との嵌合量は（ａ−（ｂ−ｃ））である。ここで、その嵌合量が負でなければ（ａ−ｂ+ｃ＞０）となり、カップリング部材１０１と駆動ギア８０との結合が外れることはなく、クリーニング部材６の性能の低下を防ぐ為の感光体ドラム３の安定した逆回転が実現できる。

本実施例のドラム駆動系Ｄにおいては、感光体ドラム３の逆回転時に発生するスラスト力Ｆｐにより段ギア８１が駆動ギア８０との段ギアスラストガタｃを減少させる方向に移動して、大ギア部８１ａを駆動ギア８０に当接させる。これにより、感光体ドラム３の逆回転時の駆動ギア８０の移動を規制することができる。これによって、カップリング部材１０１と駆動ギア８０との結合が外れるのを防止できる。その結果、駆動ギア８０の押圧力Ｆｓを増大させることなく、安定した感光体ドラム３の逆回転動作が実現できる。

また、駆動ギア８０の押圧力Ｆｓを低く抑えることができるため、感光体ドラム３の装着力も軽減でき、操作性に優れた装置が実現できる。

さらに、感光体ドラム３のスラスト方向位置決めを低負荷で実現できるため、小型で安価な装置が実現できる。

図１３はドラム駆動系Ｄの他の例を表す図である。実施例１のドラム駆動系Ｄと共通する部材、部分には同じ符号を付して再度の説明を省略する。

本実施例のドラム駆動系Ｄは、実施例１の段ギア８１に代えてアイドルギア８６を用いている。その他の構成は実施例１と同じである。

アイドルギア８６は、回転駆動ギア８２より回転力を受ける被回転ギア部としての第１ギア部８６ａと、駆動ギア８０に駆動を伝達する伝達ギア部としての第２ギア部８６ｂと、を有する。第１ギア部８６ａの基準ピッチ円直径は第２ギア部８６ｂの基準ピッチ円直径より大きい。そして、アイドルギア８６に他のスラスト力がかからない場合、感光体ドラム３の逆回転時、アイドルギア８６は回転駆動ギア８２より受けるスラスト力方向に関係なくスラスト規制部８５ａに当接される。

上記のアイドルギア８６において、第１ギア部８６ａの基準ピッチ円直径が第２ギア部８６ｂの基準ピッチ円直径より等しいかまたは小さい場合には、第１ギア部８６ａは次のようなハスバギアとする必要がある。すなわち、第１ギア部８６ａを、感光体ドラム３の逆回転時、スラスト規制部８５ａ方向にスラスト力を受けるねじれ角を有するハスバギアとする。または、回転駆動ギア８２よりアイドルギア８６にスラスト規制部８３１に当接されるスラスト力を加えるねじれ角を有するハスバギアとする。

８６ｃは第１ギア部８６ａの第２ギア部８６ｂ側に設けられたフランジ状の駆動ギアスラスト規制部である。このスラスト規制部８６ｃによって感光体ドラム３の逆回転時における駆動ギア８０の移動を規制するようしている。

電子写真画像形成装置の一例の外観斜視模型図開閉ドアを開いた状態の電子写真画像形成装置の外観斜視模型図電子写真画像形成装置の縦断正面模型図プロセスカートリッジを長手方向の一端側から見た外観斜視図プロセスカートリッジを長手方向の他端側から見た外観斜視図プロセスカートリッジの着脱操作の説明図プロセスカートリッジが装着部内において正規の画像形成可能位置に設置された状態を示す図カップリング部材と、このカップリング部材と結合する駆動ギアの外観斜視図クリーニング部材が感光体ドラム表面に接触している様子を表す図ドラム駆動系Ｄの一例の断面図感光体ドラムを正回転させる場合のドラム駆動系の駆動ギアとカップリング部材の結合状態を示す断面図感光体ドラムを正回転させる場合にドラム駆動系の各ギアにかかる力を表す図感光体ドラムを逆回転させる場合にドラム駆動系の各ギアにかかる力を表す図感光体ドラムを逆回転させる場合のドラム駆動系の駆動ギアとカップリング部材の結合状態を示す断面図ドラム駆動系Ｄの他の例を表す図

符号の説明

１‥電子写真画像形成装置、３‥感光体ドラム、７‥プロセスカートリッジ、
８０‥本体駆動ギア、８１‥段ギア（回転伝達ギア）、
８２‥回転駆動ギア、８２ａ‥大ギア部（被回転ギア部）、８２ｂ‥小ギア部（伝達ギア部）、
８６‥アイドルギア（回転伝達ギア）、８６ａ‥第１ギア部（被回転ギア部）、８６ｂ‥第２ギア部（伝達ギア部）
１０１‥‥カップリング部材、８０１‥カップリング凹部

Claims

記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置であって、電子写真感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体の一端に設けられたカップリング部材と、を有し、前記電子写真画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着されているプロセスカートリッジと、前記カップリング部材と嵌合するカップリング凹部を有する本体駆動ギアであって、前記電子写真感光体のスラスト方向に移動可能で、かつ前記カップリング凹部と嵌合した前記カップリング部材により前記電子写真感光体を回転する本体駆動ギアと、を有する電子写真画像形成装置において、
回転駆動ギアと、
前記回転駆動ギアにより回転される回転伝達ギアであって、前記電子写真感光体のスラスト方向に移動可能で、かつ前記本体駆動ギアに回転力を伝達する回転伝達ギアと、
前記本体駆動ギアのスラスト方向の移動を規制するとともに前記回転伝達ギアのスラスト方向の移動を規制するスラスト規制部材と、
を有し、
前記回転伝達ギアは、前記回転駆動ギアより回転力を受ける被回転ギア部と、前記被回転ギア部で受けた回転力を前記本体駆動ギアに伝達する伝達ギア部と、を有し、
前記スラスト規制部材に対して前記回転伝達ギアが移動するスラストガタをｃ、前記スラスト規制部材に対して前記本体駆動ギアが移動するスラストガタをｂ、前記カップリング部材と前記本体駆動ギアのカップリング凹部との前記スラスト方向の嵌合量をａとするとき、ｃ＞ｂ−ａであることを特徴とする電子写真画像形成装置。
前記駆動ギアは、前記電子写真感光体の正回転時に、前記回転伝達ギアの伝達ギア部より前記カップリング部材と嵌合する方向にスラスト力を受けるねじれ角を有するハスバギアであり、前記伝達ギア部は、前記駆動ギアと噛み合うハスバギアであり、前記被回転ギア部は、前記電子写真感光体の正回転時に、前記回転駆動ギアより前記スラスト規制部材方向にスラスト力を受けるねじれ角を有するハスバギアであるこことを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
前記回転伝達ギアは、前記被回転ギア部の基準円直径が前記伝達ギア部の基準円直径より大きいことを特徴とする請求項１または２に記載の画の像形成装置。