JP3205259U - 端部部材、感光体ドラムユニット、及びプロセスカートリッジ - Google Patents

Abstract

【課題】感光体ドラムの回転の安定性を向上させることができる端部部材を提供する。【解決手段】断面形状が略三角形で軸線が延びる方向にはねじれた穴である凹部を有する駆動軸が備えられた画像形成装置本体に対して取り外し可能に装着される感光体ドラムユニットの端部に配置される端部部材であって、凹部に係合及び離脱可能な凸状の軸受部材４０が備えられ、軸受部材４０の外周面の少なくとも一部には、凹部の開口の縁が係合するべき窪み４２が形成されている。【選択図】図６

Description

本考案は、レーザープリンタ、複写機等の画像形成装置に用いられる端部部材、該端部部材を備える感光体ドラムユニット、及びプロセスカートリッジに関する。

レーザープリンタ、複写機等の画像形成装置には、該画像形成装置の本体（以下、「装置本体」と記載することがある。）に対して着脱可能にプロセスカートリッジが備えられている。
プロセスカートリッジは、装置本体に装着された姿勢で文字や図形等、表されるべき内容を形成し、これを紙等の記録媒体に転写する部材である。そのために、プロセスカートリッジには、転写する内容が形成される感光体ドラム、及び該感光体ドラムに対して転写すべき内容を形成するための帯電手段や現像手段が具備されている。

プロセスカートリッジは、メンテナンスのために同一のプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱したり、新たなプロセスカートリッジに交換するために古いプロセスカートリッジを装置本体から離脱して新しいプロセスカートリッジを装置本体に装着したりする。このようなプロセスカートリッジの着脱は、画像形成装置の使用者が自らできるものであり、かかる観点からできるだけ容易に行えることが望ましい。

また、プロセスカートリッジに含まれる感光体ドラムは、その作動時に回転をさせる必要がある。そこで感光体ドラムには、装置本体の駆動軸が直接又は他の部材を介して係合し、これにより感光体ドラムが駆動軸から回転力を受けて回転するように軸受部材が備えられている。
一方、上記のようにプロセスカートリッジを装置本体に対して着脱させるためには、その都度装置本体の駆動軸と感光体ドラムに備えられた軸受部材との係合の解除（離脱）、及び再係合をさせる必要がある。

特許文献１、２には、装置本体側に軸線方向に移動する駆動軸が設けられるとともに、該駆動軸には断面が多角形のねじれた穴が形成され、感光体ドラム側には軸受部材として駆動軸のねじれた穴に挿入して駆動力を伝達させる多角形の柱状突起を具備する技術が開示されている。特許文献１に記載の突起は駆動軸のねじれた穴に対応してねじれた柱状である。一方、特許文献２に記載の突起はねじれていない柱状である。
特許文献１、２に記載のいずれの技術についても、感光体ドラムの回転精度を向上させ、装置本体から感光体ドラムへ確実に駆動力を伝達することを目的としている。

特開平８−３２８４４９号公報 特開平１０−１５３９４１号公報

しかしながら、特許文献１、２に記載のような従来の技術では、回転駆動力の伝達性能は向上しているが、回転の安定性に問題が生じることがあった。

そこで本考案は上記問題点に鑑み、感光体ドラムの回転の安定性を向上させることができる端部部材を提供することを目的とする。また、この端部部材を備える感光体ドラムユニット及びプロセスカートリッジを提供する。

以下、本考案について説明する。

請求項１に記載の考案は、断面形状が略三角形で軸線が延びる方向にはねじれた穴である凹部を有する駆動軸が備えられた画像形成装置本体に対して取り外し可能に装着される感光体ドラムユニットの端部に配置される端部部材であって、凹部に係合及び離脱可能な凸状の軸受部材が備えられ、軸受部材の外周面の少なくとも一部には、凹部の開口の縁が係合するべき窪みが形成されている、端部部材である。

請求項２に記載の考案は、請求項１に記載の端部部材において、軸受部材は、軸線方向に直交する断面が多角形であることを特徴とする。

請求項３に記載の考案は、請求項２に記載の端部部材において、多角形が６角形であることを特徴とする。

請求項４に記載の考案は、請求項１乃至３のいずれかに記載の端部部材において、窪みは、軸受部材の根元側から先端側に向けて軸受部材の軸線に沿った方向に、第一の傾斜面、底面、及び第二の傾斜面を順に備えており、軸受部材の軸線方向の長さをＬ（ｍｍ）、軸受部材の根元から窪みの根元側の端部までの距離をＬ_１（ｍｍ）、底面のうち軸受部材の軸線方向に沿った距離をＬ_３（ｍｍ）、窪みの深さをｄ（ｍｍ）、第一の傾斜面が軸受部材の軸線に沿った方向に対して傾斜する角度をθ_１（°）、第二の傾斜面が軸受部材の軸線に沿った方向に対して傾斜する角度をθ_２（°）としたとき、式（１）乃至式（５）のうち少なくとも１つが成り立つ。
０．１≦Ｌ_１／Ｌ≦０．８５ （１）
０≦Ｌ_３／Ｌ≦０．６５ （２）
０．０１≦ｄ／Ｌ≦０．４ （３）
１°≦θ_１≦９０° （４）
１°≦θ_２≦９０° （５）

請求項５に記載の考案は、請求項１乃至４のいずれかに記載の端部部材において窪みは軸受部材の外周の周方向に沿った方向に窪みの深さが浅くなる。

請求項６に記載の考案は、請求項１乃至５のいずれかに記載の端部部材の軸受部材の軸線に直交する断面のうち、窪みの最深部を含む断面において、該断面のうち少なくとも３つの辺の全部が、凹部の開口部に形成される縁の一部に一致するように重なる形状である。

請求項７に記載の考案は、感光体ドラムと、感光体ドラムの少なくとも一方の端部に配置された請求項１乃至６のいずれか一項に記載の端部部材と、を備える、感光体ドラムユニットである。

請求項８に記載の考案は、請求項７に記載の感光体ドラムユニットと、感光体ドラムユニットの感光体ドラムを帯電させる帯電ローラと、感光体ドラムに静電潜像を現像する現像ローラと、感光体ドラム、帯電ローラ、及び現像ローラを内包する筐体と、を備える、プロセスカートリッジである。

本考案によれば、感光体ドラムと装置本体との係合の安定性を高めることができ、感光体ドラムをより安定して回転させることができる。

第一の形態を説明する図で画像形成装置の模式図である。 プロセスカートリッジの構造を概念的に示した図である。 感光体ドラムユニット１０の外観斜視図である。 端部部材３０の斜視図である。 図５（ａ）は軸受部材４０を手前に表した端部部材３０の正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）にＶｂ−Ｖｂで示した線に沿った断面図である。 軸受部材４０に注目した斜視図である。 軸受部材４０の正面図である。 図８（ａ）は窪み４２の断面形状を表した図、図８（ｂ）は窪み４２の寸法を説明する図である。 図９（ａ）は駆動軸７０の斜視図、図９（ｂ）は駆動軸７０の正面図である。 軸受部材４０と駆動軸７０とが係合する場面を説明する斜視図である。 感光体ドラムユニット１０が含まれるプロセスカートリッジ２が装置本体３に装着された場面における、駆動軸７０及び端部部材３０の周辺における軸線方向に沿った方向の断面図である。 図１１にＸＩＩ−ＸＩＩで示した矢視断面図であり、軸受部材４０が駆動軸７０の凹部７１の内側に挿入された場面を説明する図である。 窪み４２と凹部７１との係合を説明する図である。 図１４（ａ）は窪み４２と凹部７１とが係合するときの場面の例を説明する図、図１４（ｂ）、図１４（ｃ）はそれぞれは窪み４２と凹部７１とが係合するときの場面の例を説明する他の図である。 図１５（ａ）は窪み４２と凹部７１とが係合するときの場面の他の例を説明する図、図１５（ｂ）、図１５（ｃ）はそれぞれは窪み４２と凹部７１とが係合するときの場面の当該他の例を説明する他の図である。 図１６（ａ）は窪み１４２の断面形状を表した図、図１６（ｂ）は窪み１４２の寸法を説明する図である。 図１７（ａ）は窪み１４２と凹部７１とが係合するときの場面の例を説明する図、図１７（ｂ）、図１７（ｃ）はそれぞれは窪み１４２と凹部７１とが係合するときの場面の例を説明する他の図である。 窪み２４２の断面形状を表した図である。 軸受部材３４０に注目した斜視図である。 軸受部材３４０が駆動軸７０の凹部７１の内側に挿入された場面を説明する図で、図１２と同じ視点による図である。

本考案の上記した作用及び利得は、次に説明する形態から明らかにされる。以下図面を用いて当該形態を説明する。ただし本考案はこれら形態に限定されるものではない。

図１は第一の形態を説明する図で、プロセスカートリッジ３、及び該プロセスカートリッジ３を装着して使用する画像形成装置本体２（以下、「装置本体２」と記載することがある。）を有する画像形成装置１を模式的に示した斜視図である。プロセスカートリッジ３は、図１にＩで示した方向に移動させることにより装置本体２に装着し、及び離脱させることができる。

図２には、プロセスカートリッジ３の構造を模式的に表した。図２からわかるようにプロセスカートリッジ３は、筐体３ａの内側に感光体ドラムユニット１０（図３参照）、帯電ローラ４、現像ローラ５、規制部材６、及びクリーニングブレード７を内包している。プロセスカートリッジ３を装置本体２に装着した姿勢で、紙等の記録媒体が図２にＩＩで示した線に沿って移動することにより、当該記録媒体に画像が転写される。

また、プロセスカートリッジ３の装置本体２への着脱は概ね次のように行われる。プロセスカートリッジ３に備えられる感光体ドラムユニット１０は、装置本体２から回転駆動力を受けて回転することから、少なくとも作動時には装置本体２の駆動軸７０（図９参照）と感光体ドラムユニット１０の軸受部材４０（図４参照）とが係合している。一方、プロセスカートリッジ３の装置本体２への着脱時には、装置本体２の駆動軸７０と感光体ドラムユニット１０の軸受部材４０との係合は解除されている。
そこで、装置本体２の駆動軸７０は、例えば軸線に沿った方向に移動が可能に構成されており、プロセスカートリッジ３の着脱時には駆動軸７０が感光体ドラムユニット１０の軸受部材４０から離脱した姿勢にある。一方、プロセスカートリッジ３が装置本体２に装着された後には、駆動軸７０が移動して感光体ドラムユニット１０の軸受部材４０に係合する。
このように、装置本体２の駆動軸７０には感光体ドラムユニット１０の軸受部材４０が適切に係合して回転駆動力が伝達される必要がある。
以下、各構成について説明する。

上記のようにプロセスカートリッジ３には、帯電ローラ４、現像ローラ５、規制部材６、クリーニングブレード７、及び感光体ドラムユニット１０が備えられ、これらが筐体３ａの内側に内包されている。それぞれは次のようなものである。

帯電ローラ４は、装置本体２からの電圧印加により感光体ドラムユニット１０の感光体ドラム１１を帯電させる。これは、当該帯電ローラ４が感光体ドラム１１に追随して回転し、感光体ドラム１１の外周面に接触することにより行われる。
現像ローラ５は、感光体ドラム１１に現像剤を供給するローラである。そして、当該現像ローラ５により、感光体ドラム１１に形成された静電潜像が現像される。なお現像ローラ５には、固定磁石が内蔵されている。
規制部材６は、上記した現像ローラ５の外周面に付着する現像剤の量を調整するとともに、現像剤自体に摩擦帯電電荷を付与する部材である。
クリーニングブレード７は、感光体ドラム１１の外周面に接触してその先端により転写後に残存した現像剤を除去するブレードである。

感光体ドラムユニット１０は、感光体ドラム１１を備え、ここに記録媒体に転写すべき文字や図形等が形成される。図３に感光体ドラムユニット１０の外観斜視図を示した。図３からわかるように感光体ドラムユニット１０は、感光体ドラム１１、フタ材２０、及び端部部材３０を備えている。

感光体ドラム１１は、円筒状である基体の外周面に感光層を被覆した部材である。当該感光層に、紙等の記録媒体に転写すべき文字や図形等が形成される。
基体はアルミニウム、又はアルミニウム合金による導電性材料が円筒形状に形成されたものである。基体に用いられるアルミニウム合金の種類は特に限定されるものではないが、感光体ドラムの基体として用いられることが多いＪＩＳ規格（ＪＩＳ Ｈ ４１４０）で定められる６０００系、５０００系、３０００系のアルミニウム合金であることが好ましい。
また、基体の外周面に形成される感光層は特に限定されることはなく、その目的に応じて公知のものを適用することができる。
基体は、切削加工、押し出し加工、引き抜き加工等により円筒形状を形成することにより製造することができる。そして基体の外周面に感光層を塗布する等して積層して感光体ドラム１１を作製することが可能である。

感光体ドラム１１の一端には後述するように該感光体ドラム１１をその軸線中心に回転させるために少なくとも２つの端部部材が取り付けられる。一方の端部部材がフタ材２０であり、他方の端部部材が端部部材３０である。

フタ材２０は感光体ドラム１１の軸線方向端部のうち、装置本体２の駆動軸７０が係合しない側の端部に配置される端部部材である。フタ材２０は感光体ドラム１１の一端側を塞ぐように配置され、嵌合部および軸受部を有し、これらが同軸に連結している。
嵌合部は感光体ドラム１１の内側に挿入され、フタ材２０を感光体ドラム１１に固定する。
軸受部は感光体ドラム１１の一端側に覆い被さるように配置され、その中心には装置本体２側の軸を受ける軸受が設けられている。

端部部材３０は感光体ドラム１１の軸線方向端部のうち、フタ材２０とは反対側で、装置本体２の駆動軸７０が係合する側の端部に配置される端部部材である。図４には端部部材３０の外観斜視図を示した。また、図５（ａ）には軸受部材４０側から見た端部部材３０の正面図、図５（ｂ）は図５（ａ）にＶｂ−Ｖｂで示した線に沿った断面図を表した。
端部部材３０は、本体３１及び導電手段６１を備えている。

本体３１は、図４、図５（ａ）、図５（ｂ）からわかるように、筒状体３２、接触壁３３、嵌合部３４、歯車部３５、及び軸受部材４０を有して構成されている。
筒状体３２は、その外周面及び内周面に必要に応じて凹凸が形成されているものの、全体として筒状の部材で、その外周面の一部からは感光体ドラム１１の端面に接触して係止する接触壁３３が立設している。これにより端部部材３０を感光体ドラム１１に装着した姿勢で端部部材３０の感光体ドラム１１への挿入深さが規制される。

筒状体３２のうち接触壁３３を挟んで一方側が感光体ドラム１１の内側に挿入される嵌合部３４となっている。嵌合部３４が感光体ドラム１１の内側に挿入され、接着剤により感光体ドラム１１の内面に固定される。これにより端部部材３０が感光体ドラム１１の端部に固定される。従って、嵌合部３４の外径は、感光体ドラム１１の円筒形状の内側に挿入可能な範囲で、感光体ドラム１１の内径と概ね同じである。
嵌合部３４には外周面に溝３４ａが形成されてもよい。これにより当該溝３４ａに接着剤が充填され、アンカー効果等により本体３１（端部部材３０）と感光体ドラム１１との接着性が向上する。

接触壁３３を挟んで嵌合部３４とは反対側の筒状体５２の外周面には歯車部３５が形成されている。歯車部３５は、現像ローラ等他の部材に回転力を伝達する歯車で、本形態でははす歯歯車が配置してある。ただし歯車の種類は特に限定されることはなく、平歯車が配置されていたり、両者が軸線方向に並べて配置されていたりしてもよい。また歯車は必ずしも設けられている必要はない。

さらに筒状体３２の軸線方向端部のうち嵌合部３４となる側とは反対側端部には、筒状体３２と同軸に軸受部材４０が設けられている。軸受部材４０は、装置本体２の後述する駆動軸７０に設けられた凹部７１に係合し、駆動軸７０からの回転力を端部部材３０に伝達する機能を有する部材である。また、プロセスカートリッジ３が装置本体２に対して着脱される際には、軸受部材４０は駆動軸７０の凹部７１から離脱するように構成されている。以下に本形態の軸受部材４０の形状を説明する。

図６には軸受部材４０に注目した斜視図、図７には軸受部材４０を軸線方向から見た正面図を示した。本形態の軸受部材４０は、軸線方向に直交する断面で外周形状は六角形とされている。そして軸受部材４０は、軸線方向に沿った方向にいわゆるねじれた形状でなく、窪み４２の部位を除けば当該断面の大きさ及び向きが一定である六角柱とされている。これにより、後述する駆動軸７０の三角形断面が連続してねじれたように形成された凹部７１に適切に係合して回転力を伝達するとともに、その着脱も容易となる。

本形態では、軸受部材４０の軸線方向に直交する方向の断面の外周が六角形である例を説明したが、これに限らず六角形以外の多角形等、他の形状であってもよい。

軸受部材４０の断面形状六角形を形成する外周面のうち、本形態では３つの面（４１）が駆動軸７０の凹部７１に接触し、回転力を伝達する回転力伝達面４１である。本形態では、回転力伝達面４１は軸受部材４０の断面形状六角形を形成する外周面のうち１つおきに配置され、隣接する回転力伝達面４１の間に接続面４３が配置される。従って、軸受部材４０の外周面は、回転力伝達面４１と接続面４３とが３つずつ交互に配置されて六角形を形成している。
回転力伝達面４１、及び接続面４３は、駆動軸７０の凹部７１に軸受部材４０を挿入できるとともに、当該挿入された姿勢で、回転力伝達面４１が回転力を伝達することができるように凹部７１に接触するように形成される。

図６に表れるように回転力伝達面４１には、回転力伝達面４１を掘り下げるように形成され、軸受部材４０の外周の周方向に延びる溝状の窪み４２が設けられている。本形態では窪み４２は、隣接する接続面４３の間を渡すように回転力伝達面４１に形成されている。
このように回転力伝達面４１に窪み４２を設けることにより、当該窪み４２に駆動軸７０の凹部７１の縁部（エッジ）が係合し、安定した回転力の伝達が可能となる。その態様については後で詳しく説明する。

ここで、さらに安定した回転力伝達を得るため、窪み４２の深さ方向断面形状（窪み４２が軸受部材４０の周方向に延びる方向に直交する方向の断面形状、すなわち窪み４２の長手方向に直交する断面形状。）が次のような形態を具備していることが好ましい。図８に説明のための図を表した。図８（ａ）は図７にＶＩＩＩ−ＶＩＩＩで示した線に沿った軸受部材４０の端面図である。従って図８（ａ）には窪み４２の深さ方向断面形状が表れている。図８（ａ）では、紙面の左が軸受部材４０の先端側、紙面右が軸受部材４０の根元側（筒状体３２側）となる。
図８（ｂ）は図８（ａ）と同じ視点の図であり、窪み４２における各部位の寸法を定義する図である。

窪み４２は、図８（ａ）からわかるように根元側（筒状体３２側）から、先端側に向けて、その底部が所定の形態を有している。具体的には、第一の傾斜面である根元側傾斜面４０ａ、底面４０ｂ、第二の傾斜面である先端側傾斜面４０ｃを有して構成されている。従って窪み４２は、その根元側および先端側端部から根元側傾斜面４０ａ、先端側傾斜面４０ｂにより徐々に深くなり底面４０ｂで最も深い部位が形成されている。

このような窪み４２及びこれに関連する回転力伝達面４１の部位について、次のように寸法を定義する。ここで軸受部材４０の高さ（軸線方向に沿った長さ）をＬ（ｍｍ）とする。
・軸受部材４０の根元から窪み４２の根元側端部までの距離：Ｌ_１（ｍｍ）
・根元側傾斜面４０ａのうち、軸受部材４０の高さ方向に平行な方向の距離：Ｌ_２（ｍｍ）
・底面４０ｂの、軸受部材４０の高さ方向に平行な方向距離：Ｌ_３（ｍｍ）
・先端側傾斜面４０ｃのうち、軸受部材４０の高さ方向に平行な方向の距離：Ｌ_４（ｍｍ）
・窪み４２の深さ：ｄ（ｍｍ）
・根元側傾斜面４０ａの、軸受部材４０の高さ方向に対する傾斜角度：θ_１（°）
・先端側傾斜面４０ｃの、軸受部材４０の高さ方向に対する傾斜角度：θ_２（°）

そして、このように定義した各寸法に対して次の式（１）〜式（５）の関係のうち少なくとも１つを満たしていることが好ましい。

０．１≦Ｌ_１／Ｌ≦０．８５ （１）
Ｌ_１／Ｌが０．１より小さいと窪み４２が適切に駆動軸７０と係合しない位置となる虞があり、逆にＬ_１／Ｌが０．８５より大きいと駆動軸７０との係合が軸受部材４０の先端付近となるため回転伝達の安定性が低下する可能性がある。

０≦Ｌ_３／Ｌ≦０．６５ （２）
Ｌ_３／Ｌが０．６５より大きくなると軸線方向に移動できる許容範囲が広くなるため、回転伝達の安定性が低下する傾向にある。また式（２）ではＬ_３＝０である場合も許容しており、このときには底面４０ｂがなくなり、根元側傾斜面４０ａと先端側傾斜面４０ｃとでＶ字状に窪み４２が形成されることになる。

０．０１≦ｄ／Ｌ≦０．４ （３）
ｄ／Ｌが０．０１より小さいと、窪み４２が浅くなるので、駆動軸７０との係合の安定性が低下する虞がある。一方、ｄ／Ｌが０．４より大きいと、駆動軸７０と窪み４２の最深部と接触が困難になることがあるので、これ以上に大きくする意味が無い。

１°≦θ_１≦９０° （４）
θ_１が１°より小さいと窪み４２が間接的に浅くなるため、ｄ／Ｌが０．０１より小さい場合と同様に駆動軸７０との係合の安定性が低下する虞がある。一方、θ_１を９０°より大きくすることは成形が困難となる。

１°≦θ_２≦９０° （５）
θ_２が１°小さいとθ_１の場合と同様に窪み４２が間接的に浅くなるため、ｄ／Ｌが０．０１より小さい場合と同様に駆動軸７０との係合の安定性が低下する虞がある。一方θ_２を９０°より大きくすることについてもθ１と同様に成形が困難となる。

Ｌ_１＋Ｌ_２＋Ｌ_３＋Ｌ_４＜Ｌ （６）
式（６）は、上記式（１）〜式（５）が矛盾しないよう、値域を限定するための条件である。

なお、ここでＬ_２、Ｌ_４はそれぞれ次の式（７）、式（８）のように表すこともできる。
Ｌ_２＝ｄ／ｔａｎθ_１ （７）
Ｌ_４＝ｄ／ｔａｎθ_２ （８）

図４、図５（ｂ）に戻ってさらに本体３１について説明をする。当該本体３１は上記のように筒状であることから、その内側には連通する１つの穴３１ａが形成されて軸線方向に貫通している。穴３１ａの径は後述する駆動軸７０の本体側アース部材７２の端部（図１０参照）が挿入できる大きさとされている。

また、本体３１は結晶性樹脂や非晶性樹脂等の樹脂により形成されていることが好ましい。結晶性樹脂であれば、成型加工性がよく、生産性を大きく向上させることが可能である。結晶性樹脂としては例えばポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアミド、ポリアセタール、ポリエチレンテレフタレート、ポリブチレンテレフタレート、メチルペンテン、ポリフェニレンサルファイド、ポリエーテルエーテルケトン、ポリテトラフルオロエチレン、ナイロン等を挙げることができ、この中でも成型加工性の観点からポリアセタール系樹脂を用いることが好ましい。また強度を高める観点から、ガラス繊維、炭素繊維等を充填してもよい。
一方、非晶性樹脂を用いると寸法安定性及び高い強度を期待することができる。このような非晶性樹脂としては例えばポリカーボネートを挙げることができる。

図５（ｂ）に戻って導電手段６１について説明する。導電手段６１は、感光体ドラム１１と装置本体２とを電気的に接続する手段であり、コイルばね６２、導電棒６３、及びアース板６４を備えている。

コイルばね６２は弾性的に変形する導電性材料として機能する。具体的には本形態におけるコイルばね６２は一本の線材が螺旋状に巻かれるように形成された弦巻ばねである。コイルばね６２は穴３１ａの内側に挿入されており導電性の材料を含むことにより、導電可能に形成されている。従ってコイルばね６２は鋼や銅等の金属により形成されていることが好ましい。図５（ｂ）からわかるように、本形態ではコイルばね６２は軸線方向一方側と他方側とで巻きの径が異なる。

導電棒６３は、導電性を有する棒状の部材であり、穴３１ａの内側に収まる太さを有するとともに、その一端がコイルばね６２に接触し、他端が穴３１ａのうち軸受部材４０側（アース板６４が配置された側とは反対側）の開口部付近にまで達する長さとされている。導電棒６３は銅や鋼等の金属で形成することができる。
ここで導電棒６３には、該導電棒６３が不必要に装置本体側に移動することを防止する目的で導電棒６３が抜け出る方向への移動を所定の位置で規制する手段（抜け止め）が設けられてもよい。これには例えば穴３１ａの一部を狭くすることや導電棒６３の外周部に突起を設けて引っ掛かるように構成することが挙げられる。

アース板６４は、導電性を有する円板状の部材であり、その外周部から感光体ドラム１１の内面に接するように突出部が形成されている。アース板６４は公知のアース板と同様であり、そのための構造は特に限定されることなく公知の形状を適用することができる。

上記した本体３１と導電手段６１とが組み合わされて端部部材３０とされる。すなわち、図５（ｂ）に表れるように、本体３１の嵌合部３４の端面にアース板６４がその面が重なるように配置され、カシメにより固定されている。本体３１に形成された穴３１ａの内側にコイルばね６２が挿入されている。このときコイルばね６２の端部のうち嵌合部３４側に配置された端部は、アース板６４に接触している。コイルばね６２のうち、アース板６４に接触する側とは反対側に導電棒６３が配置されており、これも穴３１ａの内側に挿入され、導電棒６３の一端がコイルばね６２の端部に挿入されて接触している。このとき、導電棒６３はコイルバネ６２により付勢され、アース板６４とは反対側に押されている状態である。

以上説明した、感光体ドラム１１のうち一方の端部にフタ材２０が装着され、感光体ドラム１１のうち他方の端部に端部部材３０の嵌合部３４が接触壁３３に接触するまで挿入されて図３のように感光体ドラムユニット１０となる（図１１も参照）。このとき、アース板６４の突出部が感光体ドラム１１の内面に接触する。

次に、感光体ドラムユニット１０を含むプロセスカートリッジ３が画像形成装置に装着された姿勢における感光体ドラムユニット１０の姿勢について説明する。
ここで、はじめに装置本体２の駆動軸７０について説明する。装置本体２におけるその他の部位については公知の構成を用いることができる。図９には装置本体２に備えられ、感光体ドラムユニット１０に回転駆動力を与える駆動軸７０のうち、軸受部材４０に係合する側の端部を表した。図９（ａ）が斜視図、図９（ｂ）が軸線方向からみた正面図である。図９（ａ）、図９（ｂ）では、凹部７１の一部を透視して破線で示している。駆動軸７０の反対側の端部は装置本体２の駆動源に直接又は間接的に連結されている。

駆動軸７０の端面には、図９（ａ）、図９（ｂ）からわかるように、凹部７１が設けられている。凹部７１は、略正三角形の断面を有し、駆動軸７０の端面から軸線方向の深さ方向に進むにつれて所定の角度で軸線を中心にねじれるような形状を有する穴である。このねじれの方向は回転伝達方向によって、時計回りの例も反時計回りの例もある。

また駆動軸７０には、該駆動軸７０の軸線に沿って導電性で棒状の本体側アース部材７２が配置されている。本体側アース部材７２の一端側は図９（ａ）、図９（ｂ）に表れているように凹部７１の底から立設するように突出している。一方、本体側アース部材７２の他端側は駆動軸７０の反対側端部から突出し、装置本体２のアース用の部材に接している。

図９（ｂ）からわかるように、凹部７２を軸線方向正面から透視して見たとき、凹部７１の開口に形成されている三角形（実線で表した。）と、凹部７１の底に形成されている三角形（破線で表した。）とは軸を中心に回転した２つの三角形が重なっているように見える。なお、ここでは、凹部７１の断面が三角形である例を説明したが、三角形を基準としつつもその頂点が少し切り欠かれた多角形であってもよい。

図１０には、感光体ドラムユニット１０が含まれるプロセスカートリッジ３が装置本体２に装着され、駆動軸７０が軸受部材４０に係合する場面を説明する斜視図を表した。図１１には、感光体ドラムユニット１０の端部部材３０に含まれる軸受部材４０が駆動軸７０の凹部７１に挿入された姿勢のうち軸線方向に沿った断面（端面図）を表した。そして図１２には、図１１にＸＩＩ−ＸＩＩで示した矢視断面図を表した。すなわち図１２は、軸受部材４０が駆動軸７０の凹部７１内に挿入された姿勢で凹部７１の開口部における軸受部材４０と駆動軸７０の凹部７１との係合の状態を軸線方向からみた図である。

図１０に示したように、感光体ドラムユニット１０に含まれる軸受部材４０が駆動軸７０の凹部７１に挿入される際には、駆動軸７０が直線矢印に示したように軸線方向に移動して軸受部材４０に近づき、挿入される。
すると、図１１、図１２からわかるように、端部部材３０の軸受部材４０が駆動軸７０の凹部７１の内側に挿入された状態となる。そして、軸受部材４０の六角である外周のうち、回転力伝達面４１の窪み４２の少なくとも一部が凹部７１の開口部の縁に接触して回転力が伝達できるように接続されている。そして駆動軸７０からの回転力は端部部材３０に伝わり、感光体ドラム１１を回転させる。

ここで、軸受部材４０と駆動軸７０との係合はさらに詳しくは次のように行われている。すなわち、駆動軸７０の凹部７１は上記のように深さ方向に沿って断面形状が回転するようにねじれた形態を有しているところ、図１１にＸＩＩＩで示したように凹部７１の開口部に形成される縁（エッジ）が鋭角になる部位が生じる。図１３には図１１にＸＩＩＩで示した部位を拡大した図を表した。図１１〜図１３に表れるように凹部７１の開口部に形成される鋭角である縁の先端部が軸受部材４０の窪み４２内に入り、窪み４２の少なくとも一部が凹部７１の縁に係止されることにより軸受部材４０と駆動軸７０との係合が安定したものとなる。そしてこれにより感光体ドラム１１の安定した回転を得る。図１４、図１５に事例を示した。図１４、図１５は図１３と同じ視点による図である。
なお、凹部７１の開口部に形成される縁（エッジ）は上記のように鋭角となるが、その先端部は円弧状にされていたり（いわゆるＲが取られている状態）、面取りがされていたりしてもよい。

図１４に示した例では次のように作用する。初めに、図１４（ａ）に示したように、駆動軸７０が回転する前に軸受部材４０が凹部７１に浅く挿入されている場面を考える。この場面から駆動軸７０が回転を開始すると、先端側傾斜面４０ｃ（図８（ａ）参照）の作用により、図１４（ｂ）に示したように凹部７１の縁が先端側傾斜面４０ｃ上を滑り、図１４（ｂ）の直線矢印で表したようにプロセスカートリッジ１０が軸線方向に移動する。そして最終的に図１４（ｃ）に示したように凹部７１の縁が底面４０ｂ（図８（ａ）参照）上に存する位置で安定する。

一方、図１５に示した例では次のように作用する。初めに、図１５（ａ）に示したように、駆動軸７０が回転する前に軸受部材４０が凹部７１に深く挿入されている場面を考える。この場面から駆動軸７０が回転を開始すると、根元側傾斜面４０ａ（図８（ａ）参照）の作用により、図１５（ｂ）に示したように凹部７１の縁が根元側傾斜面４０ａ上を滑り、図１５（ｂ）の直線矢印で表したようにプロセスカートリッジ１０が軸線方向に移動する。そして最終的に図１５（ｃ）に示したように凹部７１の縁が底面４０ｂ（図８（ａ）参照）上に存する位置で安定する。

このように、軸受部材４０によれば、適切な位置で凹部７１に係合し、この調整が自動に行われるので安定した係合を得やすい。そしてこれにより感光体ドラム１１の回転も安定する。

図１１に戻って駆動軸７０と端部部材３０（プロセスカートリッジ１０）との係合について説明を続ける。駆動軸７０側に配置された本体側アース部材７２の先端が端部部材３０の穴３１ａに挿入され、導電棒６３の先端に接触される。これにより感光体ドラム１１、アース板６４、コイルばね６２、導電棒６３、及び本体側アース部材７２が電気的に接続され、感光体ドラム１１から装置本体２が電気的に導通する。
このとき、導電棒６３とアース板６４との間にはコイルばね６２が配置されており、導電棒６３が本体側アース部材７２に常に押し付けられる状態となるので、本体側アース部材７２の軸線方向の急激な変動に対してコイルばね６２ｃにより導電棒６３を追随させて導通が途切れることを防止する。また、本体側アース部材７２からの軸線方向の押圧力をコイルばね６２により吸収し、アース板６４が強く押圧されることも防いでいる。これによりアース板６４が本体３１から離脱してしまう不具合を防止することができる。

図１６は第二の形態を説明する図で、図８と同じ視点による図である。第二の形態は窪み４２の代わりに軸受部材１４０の回転力伝達面１４１に窪み１４２が適用された例であり、他の部位は上記の形態と同じなのでここでは窪み１４２の断面形状についてのみ説明する。
窪み１４２は、図１６（ａ）からわかるように、第一の傾斜面である根元側傾斜面１４０ａ、底面１４０ｂ、及び第二の傾斜面である先端側傾斜面１４０ｃを備え、上記式（５）におけるθ_２が９０°の例である。従って、Ｌ_４＝０（ｍｍ）であり、先端側傾斜面１４０ｃが軸受部材１４０の高さ方向（軸線に沿った方向）に対して垂直に形成されている。

このような形態も上記した軸受部材４０と同様の効果を奏する。このとき、上記の式（１）〜式（４）の少なくとも１も満たすことが好ましい。

窪み１４２を有する軸受部材１４０では、駆動軸７０の凹部７１に係合するに際して、例えば次のように作用する。図１７に説明のための図を示した。図１７は図１４、図１５と同じ視点で表した図である。

図１７に示した例では次のような挙動を示す。初めに、図１７（ａ）に示したように、駆動軸７０が回転する前に軸受部材１４０が凹部７１に深く挿入されている場面を考える。この場面から駆動軸７０が回転を開始すると、根元側傾斜面１４０ａの作用により、図１７（ｂ）に示したように凹部７１の縁が根元側傾斜面１４０ａ上を滑り、図１７（ｂ）の直線矢印で表したようにプロセスカートリッジ１０が軸線方向に移動して底面１４０ｂに達する。そして最終的には図１７（ｃ）に示したように凹部７１の開口の縁が底面１４０ｂ上に存するとともに、凹部７１の側壁に、先端側傾斜面１４０ｃの縁が接触する。
図１７（ｃ）に示した姿勢により、さらに軸受部材１４０と凹部７１との係合が安定したものとなる。

図１８は第三の形態を説明する図で、図８（ａ）と同じ視点による図である。第三の形態は窪み４２の代わりに軸受部材２４０の回転力伝達面２４１に窪み２４２が適用された例であり、他の部位は上記の形態と同じなのでここでは窪み２４２の断面形状についてのみ説明する。
窪み２４２は、底部が曲面により構成された例である。従って、窪み２４２には、上記した窪み４２、１４２のように、根元側傾斜面４２ａ、１４２ａ、底面４２ｂ、１４２ｂ、及び先端側傾斜面４２ｃ、１４２ｃの明確な境界は存在しないが、全体として上記と同様の機能をする面を有しており、上記と同様の効果を奏する。

図１９は第四の形態を説明する図で、図６と同じ視点による図である。第四の形態は、窪み４２の代わりに軸受部材３４０の回転力伝達面３４１に窪み３４２が適用された例であり、他の部位は上記の形態と同じなので、ここでは窪み３４２についてのみ説明する。
ここまで説明した窪み４２、１４２、２４２は、図６に示したように、その長手方向には断面形状を維持し、隣接する接続面４３同士を渡すように延びていた。すなわち、窪み４２、１４２、２４２は、軸受部材の外周の周方向に沿った方向である長手方向に対して直交する断面は、長手方向のどの部位でも同じ断面形状を有しており、例えば図７を参照すると、回転力伝達面４１であれば、ＶＩＩＩ−ＶＩＩＩで示した線をどこにとっても窪み４２の断面は同じ形状である。これに対して窪み３４２では、図１９からわかるように、軸受部材３４０の外周の周方向に延びる方向（長手方向）に直交する断面おいて断面積が徐々に縮小して浅くなり、一方の接続面４３側で最も深く、他方の接続面４３に達する前に消滅する。すなわち、窪み３４２では、長手方向における底部の傾斜が回転力伝達面３４１に対して平行でなく、所定の傾斜を有している。
このような窪み３４２により、上記効果に加えて次のように作用する。図２０に説明のための図を示した。

図２０は、図１２に相当する図であり、軸受部材３４０が駆動軸７０の凹部７１内に挿入された姿勢で凹部７１の開口部における軸受部材３４０と駆動軸７０の凹部７１との係合の状態を軸線方向からみた図である。軸受部材３４０では上記のように窪み３４２の底部は、窪み３４２の長手方向について回転力伝達伝達面３４１と平行でなく、これにより図２０に示したように凹部７１の開口部における縁（エッジ）に広い範囲で接触するように構成されている。すなわち軸受部材３４０の軸線方向に直交する断面のうち、窪み３４２の最深部を含む断面において、当該窪みの最深部３４２が形成する少なくとも３つの辺の全部が凹部７１の縁に一致して重なるように窪み３４２が形成されている。
図１２からわかるように、軸受部材４０では窪み４１の底面４０ｂの一部のみが凹部７１の縁に接触している。これに対して軸受部材３４０では窪み３４２が広い範囲に亘って凹部７１に接触している。従って軸受部材３４０によれば、回転力を伝達する際に接触部を多く取ることができ、負荷の集中が緩和される。

次に以上説明した画像形成装置１の操作、及び動作について説明する。
装置本体２へのプロセスカートリッジ３の装着は、図１に示したようにプロセスカートリッジ３を所定のガイドに沿って装置本体２に挿入する。このときには装置本体２の駆動軸７０はプロセスカートリッジ３の移動の軌道上から退避した姿勢にある。
プロセスカートリッジ３を装置本体２の所定の位置に収めた後、装置本体２のフタを閉鎖する動作と連動して、又は他の動作により駆動軸７０が図１０に示したようにプロセスカートリッジ３へ向かって移動し、図１１、図１２に示したように駆動軸７０の凹部７１内に軸受部材４０が挿入され、両者が同軸に係合する。これにより、装置本体２からの回転駆動力が軸受部材４０、１４０、２４０、３４０、端部部材２０及び感光体ドラム１１に伝達され同期して軸線中心に回転することが可能となる。また、装置本体２からの回転駆動力は直接、又は他の部材を介してプロセスカートリッジ３に備えられる他の構成部材（例えば帯電手段４）にも伝達され、これらも回転可能となる。

このようにプロセスカーリッジ３が装着され、感光体ドラム１１等が回動可能となった姿勢で、画像形成装置を作動させる。記録媒体に所望の文字や図形を表す場合、装置本体２から回転駆動力が付加され、感光体ドラムユニット１０が回転し、感光体ドラム１１が帯電ローラ４により帯電される。
感光体ドラムユニット１０が回転している状態で、不図示の各種光学部材を用いて画像情報に対応したレーザー光を感光体ドラム１１に照射し、当該画像情報に基づいた静電潜像を得る。この潜像は現像ローラ５により現像される。
一方、紙等の記録媒体は、装置本体２の他の部位にセットされ、装置本体２に設けられた送り出しローラ、搬送ローラ等により転写位置に搬送され、図２の線ＩＩに沿って移動する。転写位置には転写手段１ａが配置されており、記録媒体の通過に伴い転写手段１ａに電圧が印加されて感光体ドラム１１から記録媒体に像が転写される。その後、記録媒体に熱及び圧力が加えられることにより当該像が記録媒体に定着する。そして排出ローラ等により装置本体２から像が形成された記録媒体が排出される。
また、感光体ドラム１１では、次の画像に備え、クリーニングブレード７が感光体ドラム１１の外周面に接触してその先端により転写後に残存した現像剤を除去する。クリーニングブレード７により掻き取られた現像剤は公知のように排出される。

１ 画像形成装置
２ 画像形成装置本体
３ プロセスカートリッジ
１０ 感光体ドラムユニット
１１ 感光体ドラム
２０ フタ材
３０ 端部部材
３１ 本体部
３２ 筒状体
３３ 接触壁
３４ 嵌合部
３５ 歯車部
４０、１４０、２４０、３４０ 軸受部材
４１、１４１、２４１、３４１ 回転力伝達面
４２、１４２、２４２、３４２ 窪み
４３ 接続面
６１ 導電手段
７０ 駆動軸
７１ 凹部

Claims (8)

1. 断面形状が略三角形で軸線が延びる方向にはねじれた穴である凹部を有する駆動軸が備えられた画像形成装置本体に対して取り外し可能に装着される感光体ドラムユニットの端部に配置される端部部材であって、
   前記凹部に係合及び離脱可能な凸状の軸受部材が備えられ、
   前記軸受部材の外周面の少なくとも一部には、前記凹部の開口の縁が係合するべき窪みが形成されている、端部部材。
2. 前記軸受部材は、軸線方向に直交する断面が多角形であることを特徴とする請求項１に記載の端部部材。
3. 前記多角形が６角形であることを特徴とする請求項２に記載の端部部材。
4. 前記窪みは、前記軸受部材の根元側から先端側に向けて前記軸受部材の軸線に沿った方向に、第一の傾斜面、底面、及び第二の傾斜面を順に備えており、
   前記軸受部材の軸線方向の長さをＬ（ｍｍ）、前記軸受部材の根元から前記窪みの該根元側の端部までの距離をＬ_１（ｍｍ）、前記底面のうち軸受部材の軸線方向に沿った距離をＬ_３（ｍｍ）、前記窪みの深さをｄ（ｍｍ）、前記第一の傾斜面が前記軸受部材の前記軸線に沿った方向に対して傾斜する角度をθ_１（°）、前記第二の傾斜面が前記軸受部材の前記軸線に沿った方向に対して傾斜する角度をθ_２（°）としたとき、式（１）乃至式（５）のうち少なくとも１つが成り立つ、請求項１乃至３のいずれかに記載の端部部材。
   ０．１≦Ｌ_１／Ｌ≦０．８５ （１）
   ０≦Ｌ_３／Ｌ≦０．６５ （２）
   ０．０１≦ｄ／Ｌ≦０．４ （３）
   １°≦θ_１≦９０° （４）
   １°≦θ_２≦９０° （５）
5. 前記窪みは前記軸受部材の外周の周方向に沿った方向に前記窪みの深さが浅くなる、請求項１乃至４のいずれかに記載の端部部材。
6. 前記軸受部材の軸線に直交する断面のうち、前記窪みの最深部を含む断面において、該断面のうち少なくとも３つの辺の全部が、前記凹部の開口部に形成される縁の一部に一致するように重なる形状である請求項１乃至５のいずれかに記載の端部部材。
7. 感光体ドラムと、
   前記感光体ドラムの少なくとも一方の端部に配置された請求項１乃至６のいずれか一項に記載の端部部材と、を備える、感光体ドラムユニット。
8. 請求項７に記載の感光体ドラムユニットと、
   前記感光体ドラムユニットの前記感光体ドラムを帯電させる帯電ローラと、
   前記感光体ドラムに静電潜像を現像する現像ローラと、
   前記感光体ドラム、前記帯電ローラ、及び前記現像ローラを内包する筐体と、を備える、
   プロセスカートリッジ。

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