JP2008158081A - 駆動入力、駆動解除および減速手段 - Google Patents

Abstract

【課題】 着脱可能なプロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体から取り出した状態でユーザが電子写真感光体ドラムを意図的に回転させることが可能である電子写真画像形成装置のプロセスカートリッジにおいて、ユーザがプロセス方向の順方向に強制的に回転させた場合クリーニングブレードのブレードめくれ破損が生じることがある。
【解決手段】 揺動可能ではあるが回転が阻止された入力側歯車と、入力側歯車に対して軸方向に対向配置されるとともに電子写真感光体ドラム本体に連結された出力側歯車とを備え、入力側歯車と出力側歯車とは所定の歯数差を有し、入力側歯車の揺動動作によって入力側歯車と出力側歯車との噛み合い部分が周方向に移行する特徴を持つ減速機構において
減速機構への入力板がスラスト方向に移動可能であり、開閉カバーと連動して入力板をスラスト方向に移動せしめるカム機構によってこの減速機構との結合・解除をおこなう。
【選択図】 図１

Description

本発明は、プロセスカートリッジを有し、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装置における、駆動入力、駆動解除および減速手段に関するものである。電子写真画像形成方式を用いて画像を形成する装置の例としては、電子写真複写機、電子写真プリンタ、（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ワードプロセッサ等が挙げられる。

特開平１０−１０４９０５号公報（第１5頁、図１1）に開示されている従来の電子写真画像形成装置及びプロセスカートリッジは、複写機またはレーザプリンタ用の駆動入力、駆動解除機構を有する装置であり、左右に同ねじれ角で同ねじれ方向の凸部と凹部を持つ軸、凸部と嵌合するねじ穴を有する駆動ギア、凹部と嵌合するねじれた突部を備えた感光体ドラム、軸を支持する軸受及び、ばね、カムレバーを有する。カムレバーを引き上げると軸はねじり回り乍ら右行し凸部と凹部は外れる。ドラム駆動ギア側の動力伝達部材が不動のままで軸継手の解除ができることを特徴とするものがある。

上記構成をとることにより、カップリング駆動部の小型化、部品点数削減、生産性向上およびコストダウン、また、カートリッジを取り外すときに、駆動負荷を解除する機構を廃止可能とする等の効果を得る事が出来る。さらに駆動ギヤユニットの位置決め精度の向上が可能となる。
特開平１０−１０４９０５号公報 特開２００４−２６４４４１号公報 特開平５−１７３３８１号公報 特開２００３−４２２４０号公報

しかしながら、上記従来例ではプロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体から取り出した状態でユーザが電子写真感光体ドラムを意図的に回転させることが可能である。前述のような場合では電子写真感光体ドラムは記録媒体を搬送する順方向と逆方向の両方に回転可能であって、このときプロセス方向の順方向に強制的に回転を受けるとクリーニングブレードのブレードめくれ破損が生じる原因となる。また、回転方向と逆の回転を強制的に与えるとスクイシートのめくれ破損が生じる原因となる。

上記のような問題を解決する為に従来用いられてきた手段として、特開2004-264441に開示されているブレード部材の離間等の手段が用いられている。この公報によると、感光体から画像形成された像を転写される中間転写体と、ブレード状の部材を中間転写体に押し当てることにより中間転写体の清掃を行う中間転写体清掃器と、前記中間転写体清掃器の清掃動作を開始または解除する中間転写体清掃器駆動手段と、転写シートの種類によって中間転写体の回転速度を変速する中間転写体変速手段と、中間転写体の回転速度が一定のときに、中間転写体清掃器の清掃動作を開始または解除するように中間転写体清掃器駆動手段の動作タイミングを制御する制御手段とを備えている。（周知の技術の為不図示）
または、特開平５−１７３３８１に開示されているように画像形成装置に設けた制御回路が、クリーニングブレードが解除された状態で感光体モータを駆動して感光体の回転を開始させ、かつ帯電チャージャーと現像装置によって感光体上に形成されたトナー層が未転写のままクリーニングブレードと感光体との当接位置に達したときにブレードソレノイドを駆動してクリーニングブレードをトナー層上に当接させるよう制御するといった手段が考えられる。（周知の技術の為不図示）
しかし、これらの手段を用いた場合では、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体から取り出した状態でユーザが電子写真感光体ドラムを意図的に回転させることは防ぐ事はできない。また、センサやソレノイドなどの高価な電気部品およびこれらを制御するコントローラなどが必要となる為にコストの負担が大きい。

そこで、本発明によってプロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体から取り出した状態では電子写真感光体ドラムをユーザが回転できないようにロックさせる手段を設けることで、大幅なコストアップをすることなく、前述の課題を解決することを可能とする。

上記目的を達成する為、請求項１に記載の本出願に係る第１の発明は、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、記録媒体を搬送するための搬送手段と、前記記録媒体を給紙および排紙する手段を有し、プロセスカートリッジが着脱可能である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で、固定軸に対して回転自在に支持された電子写真感光体ドラム本体に、電子写真画像形成装置本体内に内蔵されたモータの回転力もしくは揺動運動等が減速機によって減速されて電子写真感光体ドラム本体に伝達され、電子写真感光体ドラム本体が固定軸に対して回転駆動する電子写真感光体ドラムにおいて、前記減速機は、電子写真画像形成装置本体側に設けられた入力部材と、該入力部材に対して軸方向に対向配置されるとともに回転が阻止された入力側歯車と、該入力側歯車に対して軸方向に対向配置されるとともに電子写真感光体ドラム本体に連結された出力側歯車とを備え、入力側歯車と出力側歯車とは所定の歯数差を有し、これら歯車が周方向一部において噛み合っており、入力部材の回転に応じて入力側歯車が揺動し、該入力側歯車と出力側歯車との噛み合い部分が周方向に移行することにより電子写真感光体ドラムに回転駆動が与えられる事を特徴とする電子写真感光体ドラムを具備する電子写真画像形成装置である。

請求項２に記載の本出願に係る第２の発明として、前述の電子写真画像形成装置における駆動入力、駆動解除および減速手段で、プロセスカートリッジの着脱に伴って電子写真画像形成装置本体側に設けられた入力部材と前記電子写真感光体ドラム本体に連結された出力側歯車及び入力側歯車との連結を接続および解除する手段を有することを特徴とする電子写真画像形成装置における駆動入力、駆動解除および減速手段を設けた。

これによりプロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体から取り出した状態でユーザが電子写真感光体ドラムを意図的に回転させようとしても電子写真感光体本体に連結された出力側歯車は入力側歯車と揺動可能ではあるが回転することができない状態であるため従来技術で可能であったユーザが電子写真感光体ドラムを強制的に回転させるといった行為が困難となり、従来発生していたクリーニングブレードのブレードめくれ破損を防ぐことが可能となる。

また、請求項３に記載の本出願に係る第３の発明は、前記電子写真画像形成装置本体側に設けられた入力部材及びこのケーシングがスラスト方向に移動可能であり、前記円盤状の入力部材及びこのケーシングをスラスト方向に移動せしめるカム部材と、前記カム部材に係合する相手側カム部材、前記円盤状の入力部材及びこのケーシングを電子写真感光体ドラム本体側に付勢するばね、前記カム対を解除するカムレバーがあって、カムレバーの動作によって、電子写真感光体ドラム本体に連結された出力側歯車及び入力側歯車と前記入力側歯車の揺動手段との連結が解除されることを特徴とする電子写真画像形成装置における駆動入力、駆動解除および減速手段であることを特徴とする。

請求項４に記載の本出願に係る第４の発明は、前記電子写真画像形成装置本体側に設けられた入力部材及びこのケーシングがスラスト方向に移動可能であり、前記円盤状の入力部材及びこのケーシングをスラスト方向に移動せしめる、モータによって駆動されるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する電気回路、電子写真画像形成装置本体の開閉カバーの開閉を検出する検出手段を有することを特徴とする電子写真画像形成装置における駆動入力、駆動解除および減速手段であることを特徴とする。

また、これらのいずれの手段を用いた場合でもプロセスカートリッジの機能を損なうことなく、また、プロセスカートリッジのコストアップをすることなく、もしくは僅かなコストアップのみで従来技術の持つ課題を解決することが可能である。

本発明によれば、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置本体から取り出した状態でユーザが電子写真感光体ドラムを意図的に回転させようとしても電子写真感光体本体に連結された出力側歯車は入力側歯車と揺動可能ではあるが回転することができないロック状態であるため従来技術で可能であったユーザが電子写真感光体ドラムを強制的に回転させるといった行為が困難となるため、従来発生していたクリーニングブレードのブレードめくれ破損および回転方向と逆の回転を強制的に与えられた場合に発生するスクイシートのめくれ破損を防ぐことが可能となる。

また、本構成で用いられる減速機構では小径小型化を図りつつも大減速比が得られ、かつ、部品の加工容易で低コスト化を図り得る。出力軸の減速比が非常に大きくできる為に、仮に内部構造を理解しているユーザが意図的に電子写真感光体ドラムを回転させようとしても、手動で電子写真感光体ドラムを高速で回転させる事は不可能な為、本発明で解決しようとしているようなブレードめくれ破損の問題が発生する可能性は低い。

センサやソレノイドおよびこれらを制御するコントローラなどの高価な電気部品を用いる従来技術と比較すると、コストアップが少ないといった効果がある。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

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、感光体ドラムの軸方向と一致している。

まず、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６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図１から図６を参照にして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の全体構成を説明し、次に図７から図１４を参照してプロセスカートリッジBと電子写真画像形成装置Ａとの駆動力伝達機構および減速機構である軸継手の構成について説明する。

図１に本発明に係る画像形成装置の一例として電子写真方式のレーザプリンタＡの概略構成を示す。同図に示すレーザプリンタＡは、画像形成装置本体（以下単に「装置本体」と述べる。）１を備えており、装置本体１は本体フレームによって覆われている。装置本体１下部には脱着可能な給紙カセット２が配設されており、該給紙カセット２にはシート材束Ｓ２が積載収納されている。そしてピックアップローラ３によってシート材束Ｓ２から一枚ずつ分離されたシート材Ｓは、搬送ローラ対４、５へと搬送されるようになっている。該搬送ローラ対４、５の下流には画像形成部６、定着部７が設けられており、画像形成部６は、画像形成部６に搬送されたシート材Ｓに、光学ユニット８によって形成されたトナー像がシート材Ｓに形成されるように構成されており、定着部７は、シート材Ｓに転写されたトナー像を熱および圧力を印加して定着するように構成されている。また、装置本体１の上部には排紙ローラ対９、１０が設けられており、画像定着後のシート材Ｓを排紙積載部１１へ排出するように構成されている。

次に、プロセスカートリッジについて説明する。本構成において用いられる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表面に残留するトナーをクリーニングする手段、また、クリーニング時にトナーが電子写真画像形成装置本体へと漏れることを防止するスクイシート等である。

本実施形態のプロセスカートリッジBは図２に示すように電子写真感光体ドラム１２、帯電ローラ１３、露光開口１４、現像手段１５及びクリーニング手段１６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は装置本体Aから後述する駆動入力、駆動解除および減速機構を介して電子写真感光体ドラム１２を回転する。そして、その表面を帯電手段である帯電ローラ１３への電圧印加によって一様帯電し、前記光学系８からの情報を、露光開口１４を介して感光体ドラム１２に露光して潜像を形成し、現像手段１５によって現像する。

前記現像手段１５はトナー収納部１５a内のトナーをトナー送り部材１５bで送り出し、固定磁石１５cを内臓した現像ローラ１５dを回転させると共に現像ブレード１５e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１５dの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム１２に転移させることによってトナー像を可視化するものである。そして装置本体１に設けられた転写ローラ１７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Ｓに転写する。転写後の感光体ドラム１２はクリーニング手段１６によって残留トナーを除去される。すなわち、クリーニングブレード１６aによって残留トナーを掻き落とされる。尚、掻き落とされたトナーはスクイシート１６bによって廃トナー溜まり１６cへ集められる。

尚、前記帯電ローラ１３は感光体ドラム１２に当接しており、感光体ドラム１２に従動回転する。また、クリーニングブレード１６aは感光体ドラム１２に当接している。

また、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１５aを有するトナーフレーム１８aと、現像ローラ１５d等の現像部材を保持する現像フレーム１８bとを溶着して現像ユニットを構成する。そしてこの現像ユニットを感光体ドラム１２、帯電ローラ１３、及びクリーニングフレーム１８cと互いに揺動可能に結合すると共に圧縮コイルはねにより結合点を中心に互いに付勢され感光体ドラム１２と現像ローラ１５d両端の大径部を圧接している。そして、このプロセスカートリッジＢは使用者によって装置本体１に設けられた後述のカートリッジ装着手段に対して感光体ドラム１２の長手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１８cには図４に示す感光体ドラム１２のドラム軸１９aを支持する軸受１８c２の近傍に装着ガイド１８c４が設けられている。さらに図３に示すクリーニングフレーム１８cに取り付けられた軸受２０には装着ガイド１８c５が一体成形されている。そして、この装着ガイド１８c４、１８c５はプロセスカートリッジを装着される際に図５、図６に示すガイド部材２１a、２１cにガイドされる。

前記カートリッジ装着手段として図５に示すように、装置本体１内に設けられたカートリッジ装着スペースの左右両側にカートリッジ装着ガイド部材２１（図５は一方側面、図６は他方側面を図示）が対向して取り付けられてあり、この左右ガイド部材２１にはプロセスカートリッジＢを挿入するときのガイドとなるガイド部材２１a、２１cが対向して設けてある。このガイド部２１a、２１cにカートリッジ枠体の長手方向両側に突出形成した円筒形のボス２０a,軸受１８c２及び装着ガイド１８c４、１８c５をガイドさせて挿入する。そして円筒形のボス２０aをガイド部２１cの端末に設けたU溝２１dで支持し、軸受１８c２をガイド部２１aの端末に設けたU溝２１dに嵌合させる。尚、前記装置本体１にプロセスカートリッジＢを装着するには、装置本体１に対して開閉可能な開閉カバー２２を開いて行う。そして、開閉カバー２２を閉じることによってプロセスカートリッジＢを画像形成装置本体１に装着する。尚、プロセスカートリッジＢを装置本体から取り出す際にも開閉２２カバーを開く。

前記プロセスカートリッジＢを画像形成装置本体１に装着すると、後述するように、前記開閉カバー２２の閉じ動作に連動してカートリッジ側軸部の継手部材と画像形成装置本体側継手部材が結合し、感光体ドラム１２等は装置本体１から駆動を受けて回転可能となる。

次に、画像形成装置本体からプロセスカートリッジへと駆動入力、駆動解除および減速をおこなう機構について説明する。

図７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１２の長手方向一方端部にはプロセスカートリッジ側の継手部材が設けてある。この継手部材は感光体ドラム１２の長手方向一方端部に固定したドラムフランジ２７に電子写真感光体ドラム本体に連結された出力側歯車２８及び出力側歯車２８に対して軸方向に対向配置されるとともに回転が阻止された入力側歯車２９が配置されている。本実施例においては出力側歯車２８はドラムフランジ２７と一体成形されている。

図７に示すようにドラムフランジ２７と出力側歯車２８の回転中心はドラム軸と同軸上になるように形成され、出力側歯車２８の回転により感光体ドラム１２を駆動する。２７aは嵌合部であって、ドラムフランジ２７を感光体ドラム１２に取り付ける際にドラムシリンダ１２aの内面に嵌合する部分である。このドラムフランジ２７はドラムシリンダ１２a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１２aの周囲には、感光層（不図示）が被覆されている。

また、この感光体ドラム１２の他端側には、ドラムフランジ３０が固定されている。そしてこのドラムフランジ３０には、ドラム軸３０aとギア３０bが一体的に成形されている。

尚、プロセスカートリッジＢを装置本体１に装着すると、前記軸受１８c２が装置本体１のU溝２１bに嵌合して位置決めされ、且つ、ドラムフランジ３０と一体成形されたギア３０bが転写ローラ１７に駆動力を伝達するギア（不図示）と噛合する。

また、感光体ドラムを中心としてクリーニングフレーム１８c側よりも、現像ユニット側が重いため、クリーニングフレーム１８c上に設けた突き当て部１８c１が装置本体１に固設した突き当て部１aに当接し更に開閉カバー２２の裏側に設けた圧縮コイルばねにより、現像ユニット上面を押圧する。

また、前記ドラムフランジの材質としては、ポリアセタール（polyacetal）、ポリカーボネイト（polycarbonate）、ポリアミド（polyamide）、及び、ポリブチレンテレフタラート（polybutyleneterephthalate）等の樹脂材料を用いている。但し、他の材料を適宜選択して用いても構わない。

また、プロセスカートリッジＢの出力側歯車２８の周りには、出力側歯車２８軸と同心円の円筒形のボス２０aがクリーニングフレーム１８c上に設けてある。このボス２０aによって、プロセスカートリッジを着脱する際等に出力側歯車２８部は保護され、外力による傷や変形等から守られる。また、これによって、出力側歯車２８が損傷することによる感光体ドラム１２駆動時のガタツキや振動を防止することができる。

また、前記ボス２０aの形状は、本実施の形態に示す円形に限定することなく、前記ガイド２１cにガイドされること、また、前記U溝２１d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、出力側歯車２８を回転可能に支持するための軸受２０と円筒形ボス２０aとを一体成形してクリーニングフレーム１８cにねじ止めした例を示したが軸受２０とボス２０aは別体であっても構わない。

また、本実施の形態ではクリーニングフレーム１８cに設けられた軸受（不図示）に前記ドラム軸３０aが嵌合して、また、前記クリーニングフレーム１８cに取り付けられた軸受２０の内面に前記出力側歯車２８が嵌合した状態で、前記感光体ドラム１２はプロセスカートリッジＢのクリーニングフレームに１８c取り付けられている。そこで、感光体ドラム１２は出力側歯車２８、ドラム軸３０a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１２はクリーニングフレーム１８cに軸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なく、感光体ドラム１２はクリーニングフレーム１８cに対して軸方向に移動しないように取り付けてもよい。

本実施の形態では、画像形成装置本体からプロセスカートリッジへと駆動入力する際に減速をおこなう機構として特開2003-42240に示される減速機構を用いている。以下に本実施の形態における減速手段の構成について説明する。尚、以下の説明においてはプロセスカートリッジは画像形成装置本体に装着された状態であるとする。

図８に示すようにドラムシリンダ１２aに取り付けられている前記ドラムフランジ２７には出力側歯車２８が一体的に成形的に設けられている。また、これに対して対向配置されるとともに回転が阻止された入力側歯車２９が配置されている。さらに装置本体に設けられた入力板３２と入力側歯車２９と前記入力板３２の間には介装された複数のボール３２aと３２bとを設けている。入力板３２は円盤部３２cと穴部３２dとリテーナ３４とから成り、穴部３２dはリテーナ３４を回転可能に支持している。さらに入力ギア部３２ｆと嵌合い、接着またはビス止め等により固定連結されており、装置本体に備えられたモータ３３（不図示）の回転力が伝達されるようになっている。この入力板は円盤部３２cの入力側歯車２９に対する対向面、すなわち、円盤部３２cの外表面は、感光体ドラム１２の軸心に対して直交する平面状に形成されている。

入力側歯車２９はドラムフランジ２７内ハウジング部２７aに納められていて軸方向への移動や軸心上での所定の位置を揺動中心とする揺動は許されているが、回転は阻止された状態で収容されている。ドラムフランジ２７内ハウジング部２７aの内周面の周方向所定部位に径内方向に突出する突起２７bが設けられ、一方、入力側歯車２９の外周部には突起２７bに対応する位置に軸方向に延びるガイド溝２９aが設けられており、このガイド溝２９aに突起２７bが係合している。図示例においてはガイド溝２９aおよび突起２７bは周方向４箇所にそれぞれ設けられている。なお、突起をドラムフランジ２７内ハウジング部２７aに設けてガイド溝を入力側歯車２９側に設けることもできる。その他適宜の構造によって、入力側歯車２９を揺動可能に保持することが可能である。（図９、図１０参照）
入力板３２と入力側歯車２９の間には介装された複数のボール３２aと３２bとが配置されている。これら複数のボール３２aと３２bは、円盤状のリテーナ３４に回転自在に保持されており、各ボール同士の位置関係が保持されている。各ボール３２aと３２bは、リテーナ３４の表面ならびに裏面の双方から突出しており、ボール３２aと３２bは入力板３２並びに入力側歯車２９のそれぞれの対向面にころがり接触するが、リテーナ３４はそれらに接触しないようにしてある。また、リテーナ３４は入力板３２に対しても、入力側歯車２９に対しても相対回転自在となされている。図示例においてはリテーナ３４はボール３２aと３２bによって保持されるようになっているが、このリテーナ３４を回転可能に支持する軸を入力板３２に設けてもよく、また、入力板３２とリテーナ３４の間に適宜の支持部材を設ける事も可能である。

係る構成によって入力側歯車２９は入力板３２の回転に伴って、傾斜方向が周方向に移行するように揺動する一方、ガイド溝２９aと突起２７bの係合によって入力側歯車２９の回転は阻止される。また、リテーナ３４は、ボール３２aと３２bの周方向の移動にともなってこれに同期して回転する。ボール３２aと３２bは入力板３２及び入力側歯車２９の双方に対してころがり接触するので、入力板３２が１回転するとボール３２aと３２bは１/２回転分だけ周方向に転動し、この段階で１/２の減速比を得る事ができる。

出力側歯車２８は入力側歯車２９とほぼ同径であって入力板３２と同心上に配置されるとともに、入力板３２とは反対側において入力側歯車２９に対して軸方向に対向配置されている。これら入力側歯車２９と出力側歯車２８の外周部には互いに噛合いする歯部２８bと２９bがそれぞれ対向状に設けられている。この歯部２８bと２９bの形状はトロコイド曲線状などの適宜の形状とすることができる。また、入力側歯車２９は軸中心部に配置された揺動支持ボール３５を介して出力側歯車２８に揺動自在に支持される。また、このボール３５が設けられている事により入力側歯車２９と出力側歯車２８とが全周に渡って噛合してしまうことが阻止されるとともに、入力側歯車２９の周方向一部が出力側歯車２８と噛合するとき図９に示すように噛合部分の反対側では両歯車の歯部２８bと２９b同士が完全に離間するようになっている。

入力側歯車２９は、大小複数のボール３２aと３２bに当接されることによって出力側歯車２８に対して傾斜してこれら歯車が周方向一部において噛み合っている。従って入力板３２がモータ３３回転力によって回転すると、上記したようにその半分の速度で複数のボール３２aと３２bが周方向に移動し、これに応じてボールに支持される入力側歯車２９が揺動して、該入力側歯車２９と出力側歯車２８の噛み合い部が周方向に移行するようになっている。

上記入力側歯車２９と出力側歯車２８とは所定の歯数を有している。歯数差は１であってもよく、２以上であってもよい。また、入力側歯車２９の歯数が出力側歯車２８の歯数よりも多くてもよく、少なくてもよい。係る歯数差が設けられていることにより入力側歯車２９が、出力側歯車２８との噛み合い部分を周方向に移行させつつ１周分揺動すると、入力側歯車２９の回転は阻止されているので歯数差分だけ出力側歯車２８は回転する。

また、入力側歯車２９と出力側歯車２８との周方向一部における噛み合い、並びに、ボール３２a、３２bと入力板３２および入力側歯車２９とのころがり接触を確実ならしめるために入力板３２をプロセスカートリッジ側へと付勢する付勢手段３６が設けられている。本実施例においては付勢手段３６は圧縮コイルばねを使用したが、その他の付勢手段を適宜用いても構わない。

次に開閉カバー２２の開閉動作に連動して装置本体側継手部のプロセスカートリッジ側継手への接続および解除させる構成における、装置本体側継手部と付勢手段について図１１、図１２を参照して説明する。

駆動系ユニットの位置決め部を形成するプリンタの本体フレーム４０には軸受３７のラジアル軸受部３７bと同軸上にある軸受３７の軸部３７aは本体フレーム４０の位置決め基準穴４０aに嵌合され取り付けられている。一方、駆動ギア列の不図示のギア軸がカシメ固定、支持される駆動板金３８の嵌合穴３８aに嵌合して固定された駆動板金側のフランジ部３９bを有する軸受３９は、軸受部内側３９aが前記ドラム駆動ギア３２fと嵌合しており、ドラム駆動ギア３２f他端側に連結された入力板３２のハウジング部外部の丸軸３２gとラジアル軸受部３７bが嵌合しており入力板３２からドラム駆動ギア３２f長手方向の長い範囲で半径方向において嵌合位置決めされていて、長手方向に相対的に移動可能で回転自在とし、さらに、このラジアル軸受部３７bは前記入力板３２が本体フレーム４０を貫通してドラムフランジ２７と軽嵌合するときの案内をする。

そして前記ドラム駆動ギア３２fを感光体ドラム１２側に付勢する圧縮コイルばね３６の一方の端部を軸受３９のフランジ部３９bに当接し、他方の端部をドラム駆動ギア３２fの前記駆動板金３８側に当接して縮設するように構成する。

モータ３３からの駆動回転力を継手部材を介して前記感光体ドラム１２に伝達する入力板３２およびこれに連結しているドラム駆動ギア３２fは前記軸受３７の内部端面に摺動可能に接している。従ってする入力板３２およびこれに連結しているドラム駆動ギア３２fは前記軸受３７と前記駆動板金３８の間にあって半径方向には移動できないようになっている。

この軸受３７は両側面に上下部へ傾斜するカム面３７cとラジアル軸受部３７bを一体で有する。軸受３７のカム面３７c側にはカムレバー４１が設けられている。（図１２参照）
カムレバー４１は前記入力板３２を前記感光体ドラム１２の長手方向に相対的に移動させるための手段であり、カム面４１aを有し、このカム面４１aにおいて前記軸受３７のカム面３７cに当接し、上下方向へ傾斜するカム形状のスロープの内部に有する丸長穴部４１b内を前記入力板３２が貫通している。そして、このカムレバー４１は前記圧縮コイルばね３６によって感光体ドラム１２側に付勢される。スロープを設けた側と反対側は上下の全長にわたり垂直面４１cであって入力板３２に連結しているドラム駆動ギア３２fの前記カムレバー４１側の面３２hに摺動可能に接している。カムレバー４１は図示されないが装置本体１に固定された上下方向のガイドに案内されるようになっており、上端に設けたピン４１ｄと装置本体１に軸で枢着した開閉カバー２２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。

着脱可能なプロセスカートリッジＢが装着された装置本体１からの駆動回転力を減速手段を介して伝達される画像形成装置Ａにおいて、プロセスカートリッジＢを装着する前の、軸継手が解除された状態を図１３、１４で説明する。

ドラム駆動ギア３２fはモータ３３に連結され、さらにドラム駆動ギア３２fからは給紙、搬送系のギア列へ連結されている。（不図示）
カムレバー４１は装置本体１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２２の開閉と連動して上下動作する。

第一、プロセスカートリッジＢを装置本体１に装着するときには、装置本体１の開閉カバー２２が開放された状態であり、カムレバー４１は図１４に示すように上昇位置にあってドラム駆動ギア３２fを介して圧縮コイルばね３６を圧縮する方向に押している。

そのため、装置本体１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入力板３２とこれに連結しているドラム駆動ギア３２fは軸受３７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の装着の邪魔にはならない。

第二に、図１３のようにプロセスカートリッジＢが装置本体１に装着され、プロセスカートリッジＢが装置本体１に固定された不図示のガイド部材に位置決めされると開閉カバー２２は閉じることができるようになる。

カムレバー４１は開閉カバー２２が閉じると図１３に示すように不図示のリンクの動作に連動して押し下げられ、圧縮コイルばね３６のばね力により、入力板３２とこれに連結しているドラム駆動ギア３２fは感光体ドラム１２側へ移動する。

このため、入力板３２はボール３２a、３２bを介して装置本体１内側に装着されているプロセスカートリッジＢの継手部分である入力側歯車２９に押し付けられる状態となる。このとき入力側歯車２９は揺動自在に取り付けてあるために、入力板３２とボール３２a、３２bが周方向にどのような位相ととっていたとしても、この位相に因らず入力側歯車２９が圧接されて入力板３２とボール３２a、３２bと入力側歯車２９は連結された状態を取ることができ、モータ３３から伝達される回転力を感光体ドラム１２側へ伝えることが可能となる。

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１から取り出すときの作用を説明する。

プロセスカートリッジＢを装置本体１から取り出すときには軸継手の接続を解除しなければならない。

プロセスカートリッジＢを取り出すときにプロセスカートリッジＢ装着部の開閉カバー２２に連動してカムレバー４１が引き上げられ、入力板３２とこれに連結しているドラム駆動ギア３２fは図１４に示すような退避状態になる。このとき、軸継手部は入力板３２とボール３２a、３２bが入力側歯車２９にスラスト方向に圧接されただけの状態であるため、その他の動作を必要とせずにプロセスカートリッジＢを取り出すことができる。

この実施の形態によれば、取り出された状態でのプロセスカートリッジの感光体ドラムをユーザが回転させることに因るクリーニングブレードの破損防止の効果が得られる。また、プロセスカートリッジＢ側と装置本体１側継手部連結および解除動作を単純化することができる。さらに、本実施の形態の減速機構を用いることによって小型の装置を用いて大きな減速比を得ることが可能である。

次に第２の実施例について説明する。実施例１に示す開閉カバーの開閉動作に連動して装置本体側継手部のプロセスカートリッジ側継手への接続および解除させる構成における、装置本体側継手部と付勢手段について、実施例１における圧縮コイルばねおよびカムレバーとこれに結合されたリンクの代わりに、円盤状の入力部材及び前記複数のボールのケーシングをスラスト方向に移動せしめる手段がモータによって駆動されるアクチュエータおよびこれを制御する電気回路、開閉カバーの開閉状態を検出するセンサであることを特徴とする電子写真画像形成装置における駆動入力、駆動解除および減速手段。その他の構成は実施例１と同様の構成のものである。

第１の実施例における、画像形成装置の全体の状態を示す縦断面図。 プロセスカートリッジを示す縦断面図。 プロセスカートリッジの装着方向に向かって右上から見る斜視図。 プロセスカートリッジの装着方向に向かって左上から見る斜視図。 画像形成装置本体のプロセスカートリッジ装着部の左側の斜視図。 画像形成装置本体のプロセスカートリッジ装着部の右側の斜視図。 感光体ドラムの縦断面図。 本発明の第１の実施例における、減速機構およびプロセスカートリッジと装置本体側継手部の要部拡大断面図。 出力側歯車および入力側歯車部の拡大断面図。 図９の右側面図。 装置本体側継手部とプロセスカートリッジ側継手が接続された状態における、該継手部を説明する縦断面図。 開閉カバーと連動して装置本体側継手部とプロセスカートリッジ側継手部の接続および解除を行う機構について説明する斜視図。 開閉カバーと連動して装置本体側継手部とプロセスカートリッジ側継手部の接続および解除を行う機構について、装置本体側継手部とプロセスカートリッジ側継手が接続された状態を説明する縦断面図。 開閉カバーと連動して装置本体側継手部とプロセスカートリッジ側継手部の接続および解除を行う機構について、装置本体側継手部とプロセスカートリッジ側継手が解除された状態を説明する縦断面図。

符号の説明

１ 画像形成装置本体
１a 突き当て部
２ 給紙カセット
３ ピックアップローラ
４、５ 搬送ローラ対
６ 画像形成部
７ 定着部
８ 光学ユニット
９、１０ 排紙ローラ対
１１ 排紙積載部
１２ 感光体ドラム
１２a ドラムシリンダ
１３ 帯電ローラ
１４ 露光開口
１５ 現像手段
１５a トナー収納部
１５b トナー送り部材
１５c 固定磁石
１５d 現像ローラ
１５e 現像ブレード
１６ クリーニング手段
１６a クリーニングブレード
１６b スクイシート
１６c 廃トナー溜まり
１７ 転写ローラ
１８a トナーフレーム
１８b 現像フレーム
１８c クリーニングフレーム
１８c１ 突き当て部
１８c２ ドラム軸１９aを支持する軸受
１８c４、１８c５ 装着ガイド
１９a ドラム軸
２０ クリーニングフレーム１８cに取り付けられた軸受
２０a カートリッジ枠体の長手方向に突出形成した円筒形のボス
２１ カートリッジ装着ガイド部材
２１a、２１c ガイド部材
２１b、２１d ガイド部２１cの端末に設けたU溝
２２ 開閉カバー
２３ ドラム軸凸部
２４ ドラム駆動ギア
２５ ボールケース
２６ ボールケース軸受部
２７ ドラムフランジ
２７a ドラムフランジ２７内ハウジング部
２７b 突起
２８ 出力側歯車
２８b 歯部
２９ 入力側歯車
２９a ガイド溝
２９b 歯部
３０ ドラムフランジ
３１ 出力側歯車２８軸と同心円の円筒形のボス
３２ 入力板
３２a、３２b ボール
３２c 円盤部
３２d ボス部
３２e ハウジング部材
３２f 入力側駆動ギア
３２g ハウジング部外部の丸軸
３２h カムレバー４１側の面
３３ モータ
３４ リテーナ
３５ ボール
３６ 圧縮コイルばね
３７ 本体フレーム４０に取り付く軸受
３７a 軸部
３７b ラジアル軸受部
３７c 上下部へ傾斜するカム面
３８ 駆動板金
３８a 嵌合穴
３９ 駆動板金３８に取り付く軸受
３９a 軸受部内側
３９b フランジ部
３９d 軸部
４０ 本体フレーム
４０a ４０の位置決め基準穴
４１ カムレバー
４１a カム面
４１b 丸長穴部
４１c 垂直面
４１ｄ ピン
Ａ レーザプリンタ
Ｂ プロセスカートリッジ

Claims (4)

1. 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、記録媒体を搬送するための搬送手段と、前記記録媒体を給紙および排紙する手段を有し、プロセスカートリッジが着脱可能である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で、
   固定軸に対して回転自在に支持された電子写真感光体ドラム本体に、電子写真画像形成装置本体内に内蔵されたモータの駆動力が減速機によって減速されて電子写真感光体ドラム本体に伝達され、電子写真感光体ドラム本体が固定軸に対して回転駆動する電子写真感光体ドラムにおいて、前記減速機は、モータにより駆動される入力部材と該入力部材に対して軸方向に対向配置されるとともに回転が阻止された入力側歯車および該入力側歯車に対して軸方向に対向配置されるとともに電子写真感光体ドラム本体に連結された出力側歯車とを備え、入力側歯車と出力側歯車とは所定の歯数差を有し、入力側歯車が出力側歯車に対して傾斜してこれら歯車が周方向一部において噛み合っており、入力部材の駆動に応じて入力側歯車が揺動し、該入力側歯車と出力側歯車との噛み合い部分が周方向に移行することにより電子写真感光体ドラムに回転駆動が与えられる事を特徴とする電子写真感光体ドラムを具備する電子写真画像形成装置。
2. 請求項１に記載の電子写真画像形成装置における駆動入力、駆動解除および減速手段で、プロセスカートリッジの着脱に伴って電子写真画像形成装置本体側に設けられた入力部材と前記電子写真感光体ドラム本体に連結された出力側歯車及び入力側歯車との連結を接続および解除する手段を有することを特徴とする電子写真画像形成装置における駆動入力、駆動解除および減速手段。
3. 請求項２に記載の電子写真画像形成装置における駆動入力、駆動解除および減速手段で、前記電子写真画像形成装置本体側に設けられた入力部材及びこのケーシングがスラスト方向に移動可能であり、前記入力部材及びこのケーシングをスラスト方向に移動せしめるカム部材と、前記カム部材に係合する相手側カム部材、前記入力部材及びこのケーシングを電子写真感光体ドラム本体側に付勢するばね、前記カム対を解除するカムレバーがあって、カムレバーの動作によって、電子写真感光体ドラム本体に連結された出力側歯車及び入力側歯車と前記入力側歯車の揺動手段との連結が解除されることを特徴とする電子写真画像形成装置における駆動入力、駆動解除および減速手段。
4. 請求項２に記載の電子写真画像形成装置における駆動入力、駆動解除および減速手段で、前記電子写真画像形成装置本体側に設けられた入力部材及びこのケーシングがスラスト方向に移動可能であり、前記入力部材及びこのケーシングをスラスト方向に移動せしめる、モータによって駆動されるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御する電気回路、電子写真画像形成装置本体の開閉カバーの開閉を検出する検出手段を有することを特徴とする電子写真画像形成装置における駆動入力、駆動解除および減速手段。

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