JP3542583B2 - プロセスカートリッジ及び電子写真感光体ドラム及び電子写真画像形成装置及びカラー電子写真画像形成装置 - Google Patents
プロセスカートリッジ及び電子写真感光体ドラム及び電子写真画像形成装置及びカラー電子写真画像形成装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真画像形成装置および前記電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジ、及び、電子写真感光体ドラムに関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばＬＥＤプリンタ、レーザプリンタなど）、電子写真写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワードプロセッサなどが含まれる。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての帯電手段、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、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一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、少なくともプロセス手段としての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】
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およ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自在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ユーザ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出来た。そこでこのプロセスカートリッジ方式は電子写真画像形成装置において広く用いられている。このようなプロセスカートリッジにあたっては、前記感光体ドラムの端部に駆動力受け部を設けている。そして、プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記駆動力受け部が前記装置本体に設けられた駆動力伝達部と係合する。これによって、感光体ドラムは前記装置本体から回転駆動力を受けて、回転する。
【０００５】
そして、カラー電子写真画像形成装置の場合には、互いに異なった色の現像剤を収納している複数個のプロセスカートリッジを装着する。例えばフルカラー電子写真画像形成装置の場合には、ブラック色の現像剤、イエロー色の現像剤、マゼンタ色の現像剤及び、シアン色の現像剤を収納している４個のプロセスカートリッジを装着する。このように複数個のプロセスカートリッジを装着する場合には、次に説明する現象が起こる。
【０００６】
即ち、図１４に示すように、各プロセスカートリッジによる記録媒体（例えば、紙、布等）上の画像形成位置が正弦波形の位置ずれになる。
【０００７】
図１４において、横軸は画像先端からの距離、縦軸が本来あるべき画像形成位置との位置ずれ量を表す。
【０００８】
この位置ずれの要因としては、▲１▼画像形成装置本体に設けられたドラム駆動ギアの軸線が傾くことによって、モータのギアとの噛み合いが傾く。これによってドラム駆動ギアの周期、即ち感光体ドラムの周期で画像形成位置が変動すること、及び、▲２▼感光体ドラムの回転振れにより、感光体ドラムの周期で前記位置が変動することが挙げられる。
【０００９】
図１４に示すような４色の前記位置ずれによる位相関係を求めるには、各色の画像形成開始タイミングを管理する。即ち１色ずつ画像形成を行い画像形成位置を検出する。
【００１０】
図１４に示すように、Ｂｋ（ブラック）色を基準とした場合、Ｙ色（イエロー）色を距離ｙだけ画像先端側にずらせばＢｋ色との相対的な色ずれを減少させられる。同様に、Ｍ（マゼンタ）色は距離ｍ、Ｃ（シアン）色は距離ｃずらせばよい。このような位相制御を行うことにより、色ずれを減少させることができる。
【００１１】
しかしながら、この位相検知と制御には所定の時間を要する。そのため、頻繁に行うと画像形成時間のロスを生じてしまう。例えば、前記構成の場合、プロセスカートリッジを着脱することにより、感光体ドラムとドラム駆動ギアの噛み合い位置の関係、即ち、位相が回転方向で変化することがある。そこで、プロセスカートリッジの着脱の度に前記位相検知、及び、前記位相制御を行わなければならなくなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述した従来の技術をさらに発展させたものである。
【００１３】
本発明の目的は、電子写真感光体ドラムの回転精度を向上させたプロセスカートリッジ、及び、前記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を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、画像形成装置本体に設けられた駆動力伝達部とプロセスカートリッジに設けられた駆動力受け部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にすることのできるプロセスカートリッジ、及び前記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を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、画像形成装置本体に設けられた駆動力伝達部とプロセスカートリッジに設けられた駆動力受け部とが嵌合する際に、所定の位置で嵌合することのできるプロセスカートリッジ、及び前記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を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、カラー（フルカラー）画像を形成する際に、色ずれを減少させることのできるプロセスカートリッジ、及び、前記プロセスカートリッジを着脱可能なカラー電子写真画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、プロセスカートリッジを着脱する度に、位相検知、及び、位相制御を行う必要のないプロセスカートリッジ、及び前記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を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、ねじれた突起とねじれた凹部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするため、所定の位置で嵌合を許容する許容部を有するプロセスカートリッジ、及び前記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を提供することにある。
【００１９】
本発明の目的は電子写真感光体ドラムの位置精度と回転精度を向上させるべく、構成が簡単な電子写真感光体ドラム駆動構成を用いたプロセスカートリッジ、及び電子写真画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
更に、本発明は上記発明の各目的を達成するための電子写真感光体ドラムを提供することを目的とする。
【００２１】
尚、前述した電子写真画像形成装置には、白黒の電子写真画像形成装置のみならず、カラー（フルカラー）電子写真画像形成も含まれる。
【００２２】
本発明は、カラー（フルカラー）電子写真画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジ、及び、カラー（フルカラー）電子写真画像形成装置に適用された場合に特に有効である。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
主要な本発明は請求項と対応する番号を付して示せば以下のとおりである。
【００２４】
本出願に係る第１の発明はモーターと、前記モータの駆動力を伝達するための駆動回転体と、前記駆動回転体の中央部に設けられた、前記駆動回転体と一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部と、を有して、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の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、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一端に設けられた、前記ねじれた凹部と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起であって、前記ねじれた突起の内側に設けられた円形凹部を有するねじれた突起と、前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた凹部の内側に設けられた突出部と嵌合して、所定の位置で嵌合を許容する許容凹部であって、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起の外周面に向かって設けられた許容凹部と、を有して、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記駆動回転体が回転することによって、前記駆動回転体の回転力が前記電子写真感光体ドラムに伝達されるプロセスカートリッジである。
【００２５】
本出願に係る第４の発明はモータと、前記モータの駆動力を伝達するためのギアと、前記ギアの中央部に設けられた、前記ギアと一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部と、を有して、記録媒体に画像を形成するためのカラー電子写真画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体ドラムと、前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像部材と、前記感光体ドラムを帯電するための帯電部材と、前記電子写真感光体ドラムの長手方向一端に設けられた、前記ねじれた凹部と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起と、ここで、前記ねじれた突起は、前記ねじれた突起の内側に設けられた円形凹部を有する、前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、所定の位置でのみ嵌合を許容する許容凹部であって、回転方向における前記嵌合位置を一定にすするために、前記ねじれた凹部の内側に設けられた突出部と嵌合する許容凹部と、ここで、前記許容凹部は、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起の面取りされた、一つの角部の外周面に向かって設けられている、を有して、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記ギアが回転することによって、前記ギアの回転力が前記電子写真感光体ドラムに伝達されるプロセスカートリッジである。
【００２６】
本出願に係る第１１の発明は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．モータと、
ｂ．前記モータの駆動力を伝達するための駆動回転体と、
ｃ．前記駆動回転体の中央部に設けられた、前記駆動回転体と一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部と、
ｄ．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一端に設けられた、前記ねじれた凹部と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起であって、前記ねじれた突起の内側に設けられた円形凹部を有するねじれた突起と、前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた凹部の内側に設けられた突出部と嵌合して、所定の位置で嵌合を許容する許容凹部であって、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起の外周面に向かって設けられた許容凹部と、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装着部と、
を有して、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記駆動回転体が回転することによって、前記駆動回転体の回転力が前記電子写真感光体ドラムに伝達される電子写真画像形成装置である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
［カラー（フルカラー）電子写真画像形成装置の全体構成］
電子写真画像形成装置の一例としてカラー電子写真画像形成装置について説明する。
【００２８】
図１を用いて、カラー（フルカラー）電子写真画像形成装置の全体構成について説明する。尚、図１はカラー（フルカラー）電子写真画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面図である。
【００２９】
カラー（フルカラー）電子写真画像形成装置本体（フルカラーレーザービームプリンタ本体）１００は、垂直方向に並設された４箇所の装着部１００（１００ａ〜１００ｄ）を備えている。この装着部１００には、プロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）が１個ずつ取り外し可能に装着される。そして、プロセスカートリッジ７の有する電子写真感光体ドラム（以下、感光体ドラムと称す）は、モータ（不図示）によって、同図中、反時計方向に回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム１に形成された静電潜像を現像する現像装置４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、感光体ドラム１に形成された現像剤像を記録媒体Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１の表面に残った残留現像剤を除去するクリーニング装置６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等が配設されている。
【００３０】
前述した通り、本実施例におけるプロセスカートリッジは、感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置４、及び、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されている。そして、プロセスカートリッジ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を構成している。尚、前記装置本体１００には、画像情報に基づいて帯電後の感光体ドラム１にレーザービームを照射するスキャナユニット３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）が配置されている。これによって感光体ドラム１に静電潜像を形成する。
【００３１】
以下、感光体ドラム１から順に詳述する。
【００３２】
感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されている。一方の端部は、モータ（不図示）からの駆動力が伝達される。これによって、感光体ドラム１は反時計方向に回転する。
【００３３】
帯電装置２としては、接触帯電方式を使用する。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラ（２ａ〜２ｄ）である。このローラ（２ａ〜２ｄ）を感光体ドラム１の表面に当接させる。そして、このローラ（２ａ〜２ｄ）に帯電バイアス電圧を印加する。これによって、感光体ドラム１表面を一様に帯電させる。
【００３４】
スキャナユニット３は、感光体ドラム１の略水平方向に配置されている。レーザーダイオードから、画像信号に対応して画像光が発せられる。この画像光はスキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ）に照射される。ミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）を介して帯電後の感光体ドラム１表面を選択的に露光する。これによって、感光体ドラム１に静電潜像を形成する。またユニット３は、図１２に示すように、長手方向において、左右側板３２間のピッチより長く構成されている。そして、側板３２の開口穴３５から突起部３３が外側に飛び出している。そして、ユニット３は、ばね３６によって下方に押圧されている。前記ばね３６は圧縮コイルばねである。そして、ばね３６は、側板３２に設けたばね座３２ｄと突起部３３間に設けられている。これにより、突き当て部３２ｃに突起部３３を確実に押し付けている。そして、ユニット３を位置決めしている。
【００３５】
現像装置４はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤を夫々収納した現像剤容器４１（４１ａ，４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）を有する。そして、前記容器４１内の現像剤を送り機構４２によって現像剤供給ローラ４３へ送り込む。そして、前記供給ローラ４３、及び現像ローラ４０の外周に圧接された現像ブレード４４によって、現像ローラ４０の外周に現像剤を塗布し、且つ、現像剤に電荷を付与する。尚、供給ローラ４３、及び、現像ローラ４０は、共に、時計方向（図１に矢示）へ回転する。
【００３６】
そして静電潜像が形成された感光体ドラム１と対向した現像ローラ４０に現像バイアスを印加する。これにより、前記潜像に応じて感光体ドラム１上に現像剤像を形成する。即ち、現像装置４は、前記潜像を現像する。
【００３７】
全ての感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設されている。前記ベルト１１は、１０11〜１０14Ω・ｃｍの体積固有抵抗を有し、厚さ約１５０μｍのフィルム状部材で構成されている。前記ベルト１１は、垂直方向に４軸でローラに支持されている。そして、図１において、左側の外周に記録媒体Ｓを静電吸着する。そして、上記感光体ドラム１に記録媒体Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、記録媒体Ｓは前記ベルト１１により転写位置まで搬送される。そして、前記ベルト１１は感光体ドラム１上の現像剤像を転写される。
【００３８】
前記ベルト１１の内側に当接し、４個の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向した位置に、転写ローラ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が並設される。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が前記ベルト１１を介して記録媒体Ｓに印加される。そしてこの電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の記録媒体Ｓに、感光体ドラム１上の負極性の現像剤像が転写される。
【００３９】
前記ベルト１１は周長約７００ｍｍ、厚み１５０μｍのベルトである。前記ベルト１１は、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ，１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、回転する（図１の矢示方向）。これにより、前記ベルト１１は循環移動して記録媒体Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間に現像剤像を転写される。
【００４０】
給送部１６は、画像形成部に記録媒体Ｓを搬送するものである。前記給送部１６には複数枚の記録媒体Ｓがカセット１７に収納されている。画像形成時には給送ローラ１８（半月ローラ）、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて回転する。そして、カセット１７内の記録媒体Ｓを１枚毎分離給送する。そして、記録媒体Ｓの先端は、レジストローラ対１９に突き当たり一旦停止する。これによって、ループを形成する。その後前記ベルト１１の回転と画像形成位置の同期をとって、記録媒体Ｓはレジストローラ対１９によってベルト１１へと給送される。
【００４１】
定着部２０は、記録媒体Ｓに転写された複数色の現像剤像を定着させるものである。加熱ローラ２１ａと、これに圧接して記録媒体Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂを有する。
【００４２】
すなわち、感光体ドラム１上の現像剤像を転写された記録媒体Ｓは定着部２０を通過する際に定着ローラ対２１（２１ａ，２１ｂ）で搬送される。そして、定着ローラ対２１によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色の現像剤像が記録媒体Ｓに定着される。
【００４３】
画像形成の動作としては次の通りである。前記カートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが画像形成タイミングに合わせて順次駆動される。そしてその駆動に応じて感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが、回転駆動（反時計方向）される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動により、帯電装置２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与する。そして前記ユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行う。これにより、感光体ドラム１周面に静電潜像を形成する。前記現像ローラ４０は、潜像の低電位部に現像剤を転移させて感光体ドラム１周面に現像剤像を形成（現像）する。
【００４４】
最上流の感光体ドラム１周面の現像剤像の先端が、前記ベルト１１との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に記録媒体Ｓの画像形成開始位置を一致させる。このようにレジストローラ１９が回転を開始する。そして、記録媒体Ｓを前記ベルト１１へ給送する。
【００４５】
記録媒体Ｓは静電吸着ローラ２２と前記ベルト１１とによって挟み込まれるようにして前記ベルト１１の外周に圧接する。かつ前記ベルト１１と前記ローラ２２との間に電圧を印加する。これにより、誘電体である記録媒体Ｓと前記ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起する。そして記録媒体Ｓを前記ベルト１１の外周に静電吸着する。これにより、記録媒体Ｓは前記ベルト１１に安定して吸着される。そして、最下流の転写部まで搬送される。
【００４６】
このように、記録媒体Ｓは、搬送される工程で、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１の現像剤像を順次転写される。
【００４７】
４色の現像剤像を転写された記録媒体Ｓは、前記ローラ１３の曲率により前記ベルト１１から曲率分離される。そして、定着部２０に搬入される。記録媒体Ｓは、定着部２０で前記現像剤像を熱定着される。その後、排出ローラ対２３によって、排出部２４から本体外へ排出される。
【００４８】
次に本発明の一実施例を適用したカートリッジについて、図２及び図３を用いて詳細に説明する。図２及び図３は現像剤を収納したカートリッジ７の主断面および斜視図を示している。尚、イエロー色の現像剤、マゼンタ色の現像剤、シアン色の現像剤、ブラック色の現像剤の各カートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは同一構成である。
【００４９】
前記カートリッジ７はドラム形状の電子写真感光体すなわち感光体ドラム１と、帯電手段、及び、クリーニング手段を備えた感光体ドラムユニット５０、及び、前記現像手段を備えた現像ユニット４を有する。
【００５０】
前記ドラムユニット５０は、感光体ドラム１が軸受２０４（図４参照）を介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けられている。前記軸受２０４は、軸受ハウス３１（３１ａ，３１ｂ）に嵌合している。そして前記ハウス３１は軸受２０４と同一軸線上の円筒形である。感光体ドラム１の周上には帯電装置２、および、感光体ドラム上に残った現像剤を除去するためのクリーニングブレード６０が配置されている。さらに前記ブレード６０によって感光体ドラム１表面から除去された残留現像剤は、現像剤送り機構５２によってクリーニング枠体後方に設けられた除去現像剤室５３へ順次送られる。そして、感光体ドラム１にモータ（図示せず）の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて回転駆動させる。
【００５１】
現像ユニット４は、感光体ドラム１と前記現像ローラ４０、及び、前記現像剤容器４１と現像枠体４５とを有する。前記現像ローラ４０は、軸受部材を介して回転自在に現像枠体４５に支持されている。また現像ローラ４０の周上には、前記ローラ４３と現像ブレード４４それぞれ配置されている。さらに、前記容器４１内には、収納された現像剤を攪拌するとともに、前記供給ローラ４３へ搬送するためのトナー送り機構４２が設けられている。
【００５２】
そして現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた軸受部材４７，４８にそれぞれ、設けられた支持穴４９ａ及びクリーニング枠体５１の穴４９ｂを一致させる。そして、これらの穴４９ａ，４９ｂに支持ピン４９を嵌入することによって現像ユニット４がドラムユニット５０に対して揺動自在に支持される。即ち、吊り構造となっている。そこで、カートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない状態）においては、前記ピン４９を中心とした回転モーメントにより現像ローラ４０が感光体ドラム１に接触するよう、加圧ばね５４によって現像ユニットが常に付勢されている。前記ばね５４は圧縮コイルばねである。そして、ばね５４は支持ピン４９を間にして感光体ドラム１とは反対側においてクリーニング枠体５と現像剤容器４１間に設けられている。
【００５３】
尚、本実施例のように、感光体ドラム１と現像ローラ４０とが接触して現像を行う接触現像方式においては、感光体ドラム１は剛体、現像ローラ４０は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
【００５４】
次に前記カートリッジ７を装置本体１００に装着する際の装着手段について図１２を用いて説明する。
【００５５】
カートリッジ７の本体１００への装着は、図１２に示すように矢印Ｅ方向から第１のガイド溝３４に沿って、前記軸受ハウス３１を挿入することによって行われる。そして軸受ハウス３１がガイド溝３４の突き当て面３７，３８に押しつけられる。これによってカートリッジ７の位置が決まる。プリンタ本体内でのカートリッジ７の押圧方法については、次の通りである。左右側板３２に軸３９が加締されている。そして、軸３９にはねじりコイルばね３０が支持され、その一端部３０ａが左右側板の穴３２ａに固定されている。前記ばね３０の他端部３０ｂはカートリッジ７を着脱時の軸受ハウス３１の軌跡に入り込むＶ字形をしている。カートリッジ７が装着されていない状態においては、前記ばね３０は左右側板からの曲げ起し３２ｂにより回転が規制されている。そしてカートリッジ７が挿入されると、前記ハウス３１によって前記他端部３０ｂは回転し、ハウス３１を乗り越えたとき、図１２のように位置する。そしてカートリッジ７は前記ばね３０によって矢印Ｆ方向に約１ｋｇｆの力で押圧される。
【００５６】
両側の側板３２の内壁には対向して突状のガイド３２ｅが設けてある。このガイド３２ｅには、クリーニング枠体５１に設けたガイド溝（不図示）が嵌合する。ガイド３２ｅとこのガイド溝の嵌合はハウス３１の位置決めに影響しないようにゆるく嵌め合わされる。これによって、ハウス３１を中心とするカートリッジ７の回動は規制される。
【００５７】
図４に感光体ドラムユニットの断面図、図５にカートリッジの斜視図を示す。中空円筒形の感光体ドラムシリンダ１ｐの両端には、フランジ２０１を圧入している。
【００５８】
このフランジ２０１には前記ドラムシリンダ１ｐと同軸の穴２０１ａを設けてある。
【００５９】
ピン２０２を軸２０３の中心に設けた穴に通す。その後、軸２０３を前記穴２０１ａに通す。そしてピン２０２をフランジ２０１の溝２０１ｂに嵌合させる。これにより軸２０３とフランジ２０１、ドラムシリンダ１ｐは一体的に回転可能となる。
【００６０】
また、軸２０３の端部にはクリーニング枠体５１に圧入される軸受部材２０４を嵌合させる。これによって、軸２０３は、枠体に回転可能に固定される。
【００６１】
そして、軸２０３の一端部のＤカット形状部２０３ａに駆動力受け部材２０５のＤカット穴を圧入する。これによって軸２０３と駆動力受け部材２０５が一体的に回転可能になる。
【００６２】
このように構成することにより、駆動力受け部材２０５と、感光体ドラムシリンダ１ｐが一体的に回転可能になる。
【００６３】
図６に本発明の実施の形態における感光体ドラム１の駆動方法の概略図を示す。
【００６４】
尚、感光体ドラム１と駆動部材以外の部分は不図示としている。また、二点鎖線の右側がカートリッジ７、左側が画像形成装置本体１００に備えられた部品である。
【００６５】
カートリッジ７が装置本体１００に挿入されると、装置本体１００のドラム駆動ギア３０２が矢印ａ方向にバネ（不図示）の加圧力によりスライドする。
【００６６】
そして、前記ギア３０２の軸３０２ｃの先端に位置するねじれた穴（凹部）３０２ａ（図１１参照）が、感光体ドラムユニット５０の軸先端に設けられた駆動力受け部材２０５の有するねじれた三角柱２０５ａに係合する。尚、前記ねじれた穴（凹部）３０２ａは、断面が略正三角形である。また、前記三角柱２０５ａは、断面が略正三角形である。
【００６７】
装置本体１００のモータ３０１が回転する。これにより、モータ３０１のモータ軸に設けたピニオン３０１ａと噛み合う前記ギア３０２が回転（矢示ｂ方向）する。そして穴（凹部）３０２ａと係合した前記部材２０５を介して、軸と一体的に回転可能なドラムシリンダ１ｐが回転する（矢示ｃ方向）。
【００６８】
尚、前記三角柱２０５ａとねじれた穴（凹部）３０２ａの関係は逆になっても同様に機能を果たす。
【００６９】
また、三角柱のねじれている方向は、回転させたときに凹部３０２ａと互いに引き合う方向にねじれている。これにより、回転中に三角柱２０５ａと凹部３０２ａとが外れることを妨げる。
【００７０】
図７から図９に駆動力受け部材２０５の詳細図を、図１０、図１１に前記部材２０５と前記ギア３０２の概略構成を示す。
【００７１】
前記部材２０５は、樹脂により一体成形している。また、ひけることなく精度良く成形するために、及び均一な肉厚に近づけるために、三角柱２０５ａの稜線（角部）は正三角形の中心と同心の円ｃに接する面取り（図７参照）を施している。そして、正三角形の中心と同心の円ｄの穴を設けてある。
【００７２】
これに対応するために、前記穴（凹部）３０２ａも正三角形の中心と同心の円に接する肉付きで隅を埋めている（図１１参照）。
【００７３】
ここで前述したとおり、前記ギア３０２の精度とドラムユニット５０の回転振れにより、感光体ドラムの周期で画像形成位置が変動する。
【００７４】
感光体ドラム周期における画像形成位置の変動を解消するために、テストパターンを画像形成する。そして、その位置を装置本体１００で読み取る。読み取り結果に基づいてモータ３０１の回転速度制御をするといったキャリブレーションを行う。
【００７５】
しかしながら、カートリッジを着脱することにより、ドラムユニットとドラム駆動ギアの位相が変化することがある。そこでカートリッジが装着されるたびに、キャリブレーションをやり直さなければならなくなる。
【００７６】
本発明の一実施の形態においては、図１１に示すように、前記ギア３０２に突起３０２ｂを設ける。一方、カートリッジ駆動力受け部材２０５に前記突起３０２ｂを逃げる凹部２０５ｂを円ｄに設ける。さらに、その凹部２０５ｂに突起３０２ｂが嵌合することにより互いが係合する位相を全周のうち一箇所のみにしてある。前記突起３０２ｂは前記凹部３０２ａの回転中心に設けた円筒部３０２ｃの母線に一体に設けてある。そして、この円筒部３０２ｃが嵌合する円筒穴ｄが駆動力受け部材２０５（三角柱２０５ａ）の中心に設けてある。この円筒部３０２ｃは三角柱２０５ａの内接円よりも小さい。ここで、複数の角部を有する非円形のねじれた突起の一例として挙げた、ねじれた三角柱２０５ａの場合には１２０°駆動力受け部材２０５と駆動力伝達部材３０２が相対回転しなければ良い。そこで、前記凹部２０５ｂと前記突起３０２ｂの嵌め合いは大きなガタがあっても構わない。
【００７７】
前述したように構成することにより、ドラム駆動ギアと感光体ドラムの位相ずれによる位相検知と位相制御の回数を減らし、画像形成時間にロスを生じさせることを減らすことができる。
【００７８】
また、前記駆動力受け部材の一部に、画像形成装置本体の駆動力伝達部材に設けた位相決め用の突起を係合するための凹部を有することにより、ギアと電子写真感光体ドラムのフレによる色ずれを解消するための位相検知と位相制御の回数を減らすことができ、短時間で色ずれが無く、印字精度が良い、また、画像ムラのない画像が出力できる電子写真画像形成装置を提供できるようになる。
【００７９】
次に前述実施例を適用したカートリッジ７について説明する。
【００８０】
モータ３０１と、前記モータ３０１の駆動力を伝達するための駆動回転体（例えばドラム駆動ギア３０２）と、前記駆動回転体の中央部に設けられた、前記駆動回転体と一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部３０２ａと、を有して、記録媒体Ｓに画像を形成するための電子写真画像形成装置の装置本体１００に着脱可能なカートリッジ７において、電子写真感光体ドラム１と、前記電子写真感光体ドラム１に作用するプロセス手段（例えば、少なくとも帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６のいずれか一つ）と、前記電子写真感光体ドラム１の長手方向一端に設けられた、前記ねじれた凹部（例えば穴３０２ａ）と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起（例えば三角柱２０５ａ）であって、前記ねじれた三角柱２０５ａの内側に設けられた円形凹部 ( 円筒穴ｄ ) を有するねじれた突起（三角柱２０５ａ）と、前記ねじれた突起（例えば三角柱２０５ａ）と前記ねじれた凹部（穴３０２ａ）とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた凹部 ( 穴３０２ａ ) の内側に設けられた突出部 ( 突起３０２ｂ付の円筒部３０２ｃ ) と嵌合して所定の位置で嵌合を許容する許容凹部（例えば凹部２０５ｂ）であって、前記円形凹部 ( 円筒穴ｄ ) の周面から前記ねじれた突起 ( 三角柱２０５ａ ) の外周面に向って設けられた許容凹部２０５ｂと、を有して、前記プロセスカートリッジ７が前記装置本体１００に装着された際に、前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）が前記ねじれた凹部（穴３０２ａ）と嵌合した状態で前記駆動回転体（例えばギア３０２）が回転することによって、前記駆動回転体（ギア３０２）の回転力が前記電子写真感光体ドラム１に伝達されるカートリッジ７。
【００８１】
ここで、前記許容凹部は凹部２０５ｂであって、前記回転方向における前記嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた突起（例えば、三角柱２０５ａ）と前記ねじれた凹部（穴３０２ａ）は、前記許容凹部が前記ねじれた凹部３０２ａの内側に設けられた突出部（突起３０２ｂ）と嵌合する位置で嵌合する。
【００８２】
前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）は、前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）の内側に設けられた円形凹部（例えば、円筒穴ｄ）を有する、そして、前記許容凹部は、前記円形凹部（円筒穴ｄ）の周面から前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）の外周面２０５ｄに向かって設けられている。
【００８３】
前記許容凹部は、前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）の面取りされた、一つの角部２０５ａ１の外周面２０５ｄ１に向かって設けられている。
【００８４】
前記円形凹部（円筒穴ｄ）の底面には開口ｄ１が設けられている、そして、前記開口ｄ１には、前記感光体ドラム１をカートリッジフレーム（ドラムユニット５０）に支持するためのドラム軸２０３が貫通している。
【００８５】
前記ねじれた凹部３０２ａは、前記ねじれた凹部３０２ａの底面にも設けられた開口３０２ｃ１と、前記開口３０２ｃ１の周囲であって前記凹部３０２ａの内側へ突出した円形凸部（円筒部３０２ｃ）と、前記円形凸部の外周面から前記ねじれた凹部３０２ａの内周面に向かって突出した突出部（突起３０２ｂ）と、を有する、そして、前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）は、前記ねじれた突起の内側に設けられており、前記円形凸部（円筒部３０２ｃ）と嵌合する円形凹部（円筒穴ｄ）と、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）の外周面２０５ｄに向かって設けられた、許容凹部（凹部２０５ｂ）とを有する、そして、前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）と前記ねじれた凹部３０２ａとが嵌合する際に、前記回転方向における前記嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部は、前記許容凹部（凹部２０５ｂ）が前記突出部（突起３０２ｂ）と嵌合する位置で嵌合する。
【００８６】
ここで、前記ねじれた凹部（穴３０２ａ）は、断面が３箇所の角部を有する、そして、前記突出部（突起３０２ｂ）は前記角部の内一つの角部の外周面に向って設けられている、また、前記許容凹部（凹部２０５ｂ）は、前記突起（三角柱２０５ａ）の面取りされた、一つの角部２０５ａ１の外周面２０５ｄ１に向かって設けられている。
【００８７】
記録媒体Ｓ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．モータ３０１と、ｂ．前記モータ３０１の駆動力を伝達するための駆動回転体（例えばドラム駆動ギア３０２）と、ｃ．前記駆動回転体の中央部に設けられた、前記駆動回転体と一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部３０２ａと、ｄ．電子写真感光体ドラム１と、前記電子写真感光体ドラム１に作用するプロセス手段（例えば、少なくとも帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６のいずれか一つ）と、前記電子写真感光体ドラムの長手方向一端に設けられた、前記凹部（穴３０２ａ）と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起（例えば三角柱２０５ａ）と、前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするために、所定の位置でのみ嵌合を許容する許容凹部（例えば凹部２０５ｂ）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装着部１００ａ〜１００ｄと、を有して、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記駆動回転体が回転することによって、前記駆動回転体の回転力が前記電子写真感光体ドラムに伝達される電子写真画像形成装置である。
【００８８】
尚、カラー電子写真画像形成装置の場合には、前記駆動回転体とねじれた凹部と装着部を複数対有する。
【００８９】
尚、前述実施例では、許容部が凹部である例を示したが、許容部が凸部であっても良い。この場合には、装置本体側が凹部となる。
【００９０】
また、ねじれた突起の形状は三角柱に限られずに、適宜の形状が選択できる。この場合には、ねじれた凹部の形状も適宜の形状が選択できる。
【００９１】
前記プロセス手段は、少なくとも、前記感光体ドラム１に形成された静電潜像を現像するための現像部材（現像装置４）、前記感光体ドラム１を帯電するための帯電部材（帯電装置２）、前記感光体ドラム１に残留する現像剤を除去するためのクリーニング部材（クリーニング装置６）のいずれか一つである。
【００９２】
また、前記電子写真画像形成装置はカラー電子写真画像形成装置であって、各々異なった色（ブラック、シアン、イエロー、マゼンタ）の現像剤が収納されている前記プロセスカートリッジが、前記装置本体１００に、複数個同時に装着される。
【００９３】
前述した通り、ねじれた突起（三角柱２０５ａ）を有した駆動力受け部材２０５を設けた。そして、前記突起に駆動力伝達部材（穴３０２ａ）に設けた位相決め用の突起３０２ｂを逃げるための凹部を設けた。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によれば、ねじれた凹部とねじれた突起とが嵌合する際の、回転方向における嵌合位置を一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の画像形成装置全体の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態のプロセスカートリッジの縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態のプロセスカートリッジの概略斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の感光体ドラムの軸線を含む縦断面図である。
【図５】装置本体とプロセスカートリッジ間の駆動力伝達部を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態の駆動伝達部の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態の駆動力受け部材の正面図である。
【図８】本発明の実施の形態を示した図７の側面図である。
【図９】本発明の実施の形態の駆動力受け部材の斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態の駆動力伝達部の斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態の駆動力伝達部の斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態のプロセスカートリッジの装置本体への着脱を示す側面図である。
【図１３】装置本体に設けられた駆動伝達部材の側面図である。
【図１４】制御前の各色の色ずれの状態を表した説明用の線図である。
【符号の説明】
ｃ…円
ｄ…円（円形凹部） ｄ１…開口
Ｓ…記録媒体
１…感光体ドラム（電子写真感光体ドラム） １ａ〜１ｄ…感光ドラム １ｐ…シリンダ
２…帯電装置（帯電部材） ２ａ〜２ｄ…帯電装置（導電性ローラ）
３…スキャナユニット ３ａ〜３ｄ…スキャナユニット
４…現像装置（現像ユニット、現像部材） ４ａ〜４ｄ…現像装置
５…静電転写装置
６…クリーニング装置（クリーニング部材） ６ａ〜６ｄ…クリーニング装置
７…プロセスカートリッジ ７ａ〜７ｄ…プロセスカートリッジ
９…ポリゴンミラー ９ａ〜９ｄ…ポリゴンミラー
１０…結像レンズ １０ａ〜１０ｄ…結像レンズ
１１…静電転写ベルト
１２…転写ローラ １２ａ〜１２ｄ…転写ローラ
１３…駆動ローラ
１４ａ，１４ｂ…従動ローラ
１５…テンションローラ
１６…給紙部
１７…給紙カセット
１８…給送ローラ
１９…レジストローラ
２０…定着部
２１…定着ローラ対 ２１ａ…加熱ローラ ２１ｂ…加圧ローラ
２２…静電吸着ローラ
２３…排出ローラ対
２４…排出部
３０…ねじりコイルばね ３０ａ…一端 ３０ｂ…他端
３１…軸受ハウス ３１ａ，３１ｂ…軸受
３２…側板 ３２ａ…穴 ３２ｂ…曲げ起こし ３２ｃ…突き当て部 ３２ｄ…ばね座 ３２ｅ…ガイド
３３…突起部
３４…ガイド溝
３５…開口穴
３６…圧縮ばね
３７，３８…突き当て面
３９…軸
４０…現像ローラ
４１…トナー容器 ４１ａ〜４１ｄ…トナー容器
４２…トナー送り機構
４３…トナー供給ローラ
４４…現像ブレード
４５…現像枠体
４７，４８…軸受部材
４９…支持ピン ４９ａ…支持穴 ４９ｂ…穴
５０…感光ドラムユニット（カートリッジフレーム）
５１…クリーニング枠体
５２…現像剤送り機構
５３…除去現像剤室
５４…加圧ばね
６０…クリーニングブレード
１００…プリンタ本体（画像形成装置本体）
１００ａ〜１００ｄ…装着部
２０１…フランジ ２０１ａ…穴 ２０１ｂ…溝
２０２…固定ピン
２０３…軸 ２０３ａ…Ｄカット形状部
２０４…軸受部材
２０５…駆動力受け部材 ２０５ａ…ねじれた突起（三角柱） ２０５ａ１…角部 ２０５ｂ…凹部（許容部） ２０５ｄ，２０５ｄ１…外周面
３０１…モータ ３０１ａ…ピニオン
３０２…ドラム駆動ギア（駆動回転体） ３０２ａ…ねじれた凹部（穴） ３０２ｂ…突起（突出部） ３０２ｃ…円筒部（円形凸部） ３０２ｃ１…開口
【発明の属する技術分野】
本発明は電子写真画像形成装置および前記電子写真画像形成装置に着脱可能なプロセスカートリッジ、及び、電子写真感光体ドラムに関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置は、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するもので、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばＬＥＤプリンタ、レーザプリンタなど）、電子写真写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワードプロセッサなどが含まれる。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとは、プロセス手段としての帯電手段、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、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一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、少なくともプロセス手段としての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】
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およ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自在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ユーザ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出来た。そこでこのプロセスカートリッジ方式は電子写真画像形成装置において広く用いられている。このようなプロセスカートリッジにあたっては、前記感光体ドラムの端部に駆動力受け部を設けている。そして、プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記駆動力受け部が前記装置本体に設けられた駆動力伝達部と係合する。これによって、感光体ドラムは前記装置本体から回転駆動力を受けて、回転する。
【０００５】
そして、カラー電子写真画像形成装置の場合には、互いに異なった色の現像剤を収納している複数個のプロセスカートリッジを装着する。例えばフルカラー電子写真画像形成装置の場合には、ブラック色の現像剤、イエロー色の現像剤、マゼンタ色の現像剤及び、シアン色の現像剤を収納している４個のプロセスカートリッジを装着する。このように複数個のプロセスカートリッジを装着する場合には、次に説明する現象が起こる。
【０００６】
即ち、図１４に示すように、各プロセスカートリッジによる記録媒体（例えば、紙、布等）上の画像形成位置が正弦波形の位置ずれになる。
【０００７】
図１４において、横軸は画像先端からの距離、縦軸が本来あるべき画像形成位置との位置ずれ量を表す。
【０００８】
この位置ずれの要因としては、▲１▼画像形成装置本体に設けられたドラム駆動ギアの軸線が傾くことによって、モータのギアとの噛み合いが傾く。これによってドラム駆動ギアの周期、即ち感光体ドラムの周期で画像形成位置が変動すること、及び、▲２▼感光体ドラムの回転振れにより、感光体ドラムの周期で前記位置が変動することが挙げられる。
【０００９】
図１４に示すような４色の前記位置ずれによる位相関係を求めるには、各色の画像形成開始タイミングを管理する。即ち１色ずつ画像形成を行い画像形成位置を検出する。
【００１０】
図１４に示すように、Ｂｋ（ブラック）色を基準とした場合、Ｙ色（イエロー）色を距離ｙだけ画像先端側にずらせばＢｋ色との相対的な色ずれを減少させられる。同様に、Ｍ（マゼンタ）色は距離ｍ、Ｃ（シアン）色は距離ｃずらせばよい。このような位相制御を行うことにより、色ずれを減少させることができる。
【００１１】
しかしながら、この位相検知と制御には所定の時間を要する。そのため、頻繁に行うと画像形成時間のロスを生じてしまう。例えば、前記構成の場合、プロセスカートリッジを着脱することにより、感光体ドラムとドラム駆動ギアの噛み合い位置の関係、即ち、位相が回転方向で変化することがある。そこで、プロセスカートリッジの着脱の度に前記位相検知、及び、前記位相制御を行わなければならなくなる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、前述した従来の技術をさらに発展させたものである。
【００１３】
本発明の目的は、電子写真感光体ドラムの回転精度を向上させたプロセスカートリッジ、及び、前記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を提供することにある。
【００１４】
本発明の他の目的は、画像形成装置本体に設けられた駆動力伝達部とプロセスカートリッジに設けられた駆動力受け部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にすることのできるプロセスカートリッジ、及び前記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を提供することにある。
【００１５】
本発明の他の目的は、画像形成装置本体に設けられた駆動力伝達部とプロセスカートリッジに設けられた駆動力受け部とが嵌合する際に、所定の位置で嵌合することのできるプロセスカートリッジ、及び前記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を提供することにある。
【００１６】
本発明の他の目的は、カラー（フルカラー）画像を形成する際に、色ずれを減少させることのできるプロセスカートリッジ、及び、前記プロセスカートリッジを着脱可能なカラー電子写真画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
本発明の他の目的は、プロセスカートリッジを着脱する度に、位相検知、及び、位相制御を行う必要のないプロセスカートリッジ、及び前記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を提供することにある。
【００１８】
本発明の他の目的は、ねじれた突起とねじれた凹部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするため、所定の位置で嵌合を許容する許容部を有するプロセスカートリッジ、及び前記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を提供することにある。
【００１９】
本発明の目的は電子写真感光体ドラムの位置精度と回転精度を向上させるべく、構成が簡単な電子写真感光体ドラム駆動構成を用いたプロセスカートリッジ、及び電子写真画像形成装置を提供することにある。
【００２０】
更に、本発明は上記発明の各目的を達成するための電子写真感光体ドラムを提供することを目的とする。
【００２１】
尚、前述した電子写真画像形成装置には、白黒の電子写真画像形成装置のみならず、カラー（フルカラー）電子写真画像形成も含まれる。
【００２２】
本発明は、カラー（フルカラー）電子写真画像形成装置に用いられるプロセスカートリッジ、及び、カラー（フルカラー）電子写真画像形成装置に適用された場合に特に有効である。
【００２３】
【課題を解決するための手段】
主要な本発明は請求項と対応する番号を付して示せば以下のとおりである。
【００２４】
本出願に係る第１の発明はモーターと、前記モータの駆動力を伝達するための駆動回転体と、前記駆動回転体の中央部に設けられた、前記駆動回転体と一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部と、を有して、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の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、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一端に設けられた、前記ねじれた凹部と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起であって、前記ねじれた突起の内側に設けられた円形凹部を有するねじれた突起と、前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた凹部の内側に設けられた突出部と嵌合して、所定の位置で嵌合を許容する許容凹部であって、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起の外周面に向かって設けられた許容凹部と、を有して、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記駆動回転体が回転することによって、前記駆動回転体の回転力が前記電子写真感光体ドラムに伝達されるプロセスカートリッジである。
【００２５】
本出願に係る第４の発明はモータと、前記モータの駆動力を伝達するためのギアと、前記ギアの中央部に設けられた、前記ギアと一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部と、を有して、記録媒体に画像を形成するためのカラー電子写真画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、電子写真感光体ドラムと、前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像部材と、前記感光体ドラムを帯電するための帯電部材と、前記電子写真感光体ドラムの長手方向一端に設けられた、前記ねじれた凹部と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起と、ここで、前記ねじれた突起は、前記ねじれた突起の内側に設けられた円形凹部を有する、前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、所定の位置でのみ嵌合を許容する許容凹部であって、回転方向における前記嵌合位置を一定にすするために、前記ねじれた凹部の内側に設けられた突出部と嵌合する許容凹部と、ここで、前記許容凹部は、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起の面取りされた、一つの角部の外周面に向かって設けられている、を有して、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記ギアが回転することによって、前記ギアの回転力が前記電子写真感光体ドラムに伝達されるプロセスカートリッジである。
【００２６】
本出願に係る第１１の発明は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．モータと、
ｂ．前記モータの駆動力を伝達するための駆動回転体と、
ｃ．前記駆動回転体の中央部に設けられた、前記駆動回転体と一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部と、
ｄ．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一端に設けられた、前記ねじれた凹部と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起であって、前記ねじれた突起の内側に設けられた円形凹部を有するねじれた突起と、前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた凹部の内側に設けられた突出部と嵌合して、所定の位置で嵌合を許容する許容凹部であって、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起の外周面に向かって設けられた許容凹部と、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装着部と、
を有して、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記駆動回転体が回転することによって、前記駆動回転体の回転力が前記電子写真感光体ドラムに伝達される電子写真画像形成装置である。
【００２７】
【発明の実施の形態】
［カラー（フルカラー）電子写真画像形成装置の全体構成］
電子写真画像形成装置の一例としてカラー電子写真画像形成装置について説明する。
【００２８】
図１を用いて、カラー（フルカラー）電子写真画像形成装置の全体構成について説明する。尚、図１はカラー（フルカラー）電子写真画像形成装置の一態様であるフルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面図である。
【００２９】
カラー（フルカラー）電子写真画像形成装置本体（フルカラーレーザービームプリンタ本体）１００は、垂直方向に並設された４箇所の装着部１００（１００ａ〜１００ｄ）を備えている。この装着部１００には、プロセスカートリッジ７（７ａ〜７ｄ）が１個ずつ取り外し可能に装着される。そして、プロセスカートリッジ７の有する電子写真感光体ドラム（以下、感光体ドラムと称す）は、モータ（不図示）によって、同図中、反時計方向に回転駆動される。感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電装置２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、感光体ドラム１に形成された静電潜像を現像する現像装置４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、感光体ドラム１に形成された現像剤像を記録媒体Ｓに転写させる静電転写装置５、転写後の感光体ドラム１の表面に残った残留現像剤を除去するクリーニング装置６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等が配設されている。
【００３０】
前述した通り、本実施例におけるプロセスカートリッジは、感光体ドラム１、帯電装置２、現像装置４、及び、クリーニング装置６は一体的にカートリッジ化されている。そして、プロセスカートリッジ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を構成している。尚、前記装置本体１００には、画像情報に基づいて帯電後の感光体ドラム１にレーザービームを照射するスキャナユニット３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）が配置されている。これによって感光体ドラム１に静電潜像を形成する。
【００３１】
以下、感光体ドラム１から順に詳述する。
【００３２】
感光体ドラム１は、例えば直径３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導電体層（ＯＰＣ感光体）を塗布したものである。感光体ドラム１は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されている。一方の端部は、モータ（不図示）からの駆動力が伝達される。これによって、感光体ドラム１は反時計方向に回転する。
【００３３】
帯電装置２としては、接触帯電方式を使用する。帯電部材は、ローラ状に形成された導電性ローラ（２ａ〜２ｄ）である。このローラ（２ａ〜２ｄ）を感光体ドラム１の表面に当接させる。そして、このローラ（２ａ〜２ｄ）に帯電バイアス電圧を印加する。これによって、感光体ドラム１表面を一様に帯電させる。
【００３４】
スキャナユニット３は、感光体ドラム１の略水平方向に配置されている。レーザーダイオードから、画像信号に対応して画像光が発せられる。この画像光はスキャナモーター（不図示）によって高速回転されるポリゴンミラー９（９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ）に照射される。ミラー９に反射した画像光は、結像レンズ１０（１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ）を介して帯電後の感光体ドラム１表面を選択的に露光する。これによって、感光体ドラム１に静電潜像を形成する。またユニット３は、図１２に示すように、長手方向において、左右側板３２間のピッチより長く構成されている。そして、側板３２の開口穴３５から突起部３３が外側に飛び出している。そして、ユニット３は、ばね３６によって下方に押圧されている。前記ばね３６は圧縮コイルばねである。そして、ばね３６は、側板３２に設けたばね座３２ｄと突起部３３間に設けられている。これにより、突き当て部３２ｃに突起部３３を確実に押し付けている。そして、ユニット３を位置決めしている。
【００３５】
現像装置４はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤を夫々収納した現像剤容器４１（４１ａ，４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）を有する。そして、前記容器４１内の現像剤を送り機構４２によって現像剤供給ローラ４３へ送り込む。そして、前記供給ローラ４３、及び現像ローラ４０の外周に圧接された現像ブレード４４によって、現像ローラ４０の外周に現像剤を塗布し、且つ、現像剤に電荷を付与する。尚、供給ローラ４３、及び、現像ローラ４０は、共に、時計方向（図１に矢示）へ回転する。
【００３６】
そして静電潜像が形成された感光体ドラム１と対向した現像ローラ４０に現像バイアスを印加する。これにより、前記潜像に応じて感光体ドラム１上に現像剤像を形成する。即ち、現像装置４は、前記潜像を現像する。
【００３７】
全ての感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向し、接するように循環移動する静電転写ベルト１１が配設されている。前記ベルト１１は、１０11〜１０14Ω・ｃｍの体積固有抵抗を有し、厚さ約１５０μｍのフィルム状部材で構成されている。前記ベルト１１は、垂直方向に４軸でローラに支持されている。そして、図１において、左側の外周に記録媒体Ｓを静電吸着する。そして、上記感光体ドラム１に記録媒体Ｓを接触させるべく循環移動する。これにより、記録媒体Ｓは前記ベルト１１により転写位置まで搬送される。そして、前記ベルト１１は感光体ドラム１上の現像剤像を転写される。
【００３８】
前記ベルト１１の内側に当接し、４個の感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向した位置に、転写ローラ１２（１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ）が並設される。これら転写ローラ１２から正極性の電荷が前記ベルト１１を介して記録媒体Ｓに印加される。そしてこの電荷による電界により、感光体ドラム１に接触中の記録媒体Ｓに、感光体ドラム１上の負極性の現像剤像が転写される。
【００３９】
前記ベルト１１は周長約７００ｍｍ、厚み１５０μｍのベルトである。前記ベルト１１は、駆動ローラ１３、従動ローラ１４ａ，１４ｂ、テンションローラ１５の４本のローラにより掛け渡され、回転する（図１の矢示方向）。これにより、前記ベルト１１は循環移動して記録媒体Ｓが従動ローラ１４ａ側から駆動ローラ１３側へ搬送される間に現像剤像を転写される。
【００４０】
給送部１６は、画像形成部に記録媒体Ｓを搬送するものである。前記給送部１６には複数枚の記録媒体Ｓがカセット１７に収納されている。画像形成時には給送ローラ１８（半月ローラ）、レジストローラ対１９が画像形成動作に応じて回転する。そして、カセット１７内の記録媒体Ｓを１枚毎分離給送する。そして、記録媒体Ｓの先端は、レジストローラ対１９に突き当たり一旦停止する。これによって、ループを形成する。その後前記ベルト１１の回転と画像形成位置の同期をとって、記録媒体Ｓはレジストローラ対１９によってベルト１１へと給送される。
【００４１】
定着部２０は、記録媒体Ｓに転写された複数色の現像剤像を定着させるものである。加熱ローラ２１ａと、これに圧接して記録媒体Ｓに熱及び圧力を与える加圧ローラ２１ｂを有する。
【００４２】
すなわち、感光体ドラム１上の現像剤像を転写された記録媒体Ｓは定着部２０を通過する際に定着ローラ対２１（２１ａ，２１ｂ）で搬送される。そして、定着ローラ対２１によって熱及び圧力を与えられる。これによって複数色の現像剤像が記録媒体Ｓに定着される。
【００４３】
画像形成の動作としては次の通りである。前記カートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄが画像形成タイミングに合わせて順次駆動される。そしてその駆動に応じて感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄが、回転駆動（反時計方向）される。そして、各々のプロセスカートリッジ７に対応するスキャナユニット３が順次駆動される。この駆動により、帯電装置２は感光体ドラム１の周面に一様な電荷を付与する。そして前記ユニット３は、その感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行う。これにより、感光体ドラム１周面に静電潜像を形成する。前記現像ローラ４０は、潜像の低電位部に現像剤を転移させて感光体ドラム１周面に現像剤像を形成（現像）する。
【００４４】
最上流の感光体ドラム１周面の現像剤像の先端が、前記ベルト１１との対向点に回転搬送されてくるタイミングで、その対向点に記録媒体Ｓの画像形成開始位置を一致させる。このようにレジストローラ１９が回転を開始する。そして、記録媒体Ｓを前記ベルト１１へ給送する。
【００４５】
記録媒体Ｓは静電吸着ローラ２２と前記ベルト１１とによって挟み込まれるようにして前記ベルト１１の外周に圧接する。かつ前記ベルト１１と前記ローラ２２との間に電圧を印加する。これにより、誘電体である記録媒体Ｓと前記ベルト１１の誘電体層に電荷を誘起する。そして記録媒体Ｓを前記ベルト１１の外周に静電吸着する。これにより、記録媒体Ｓは前記ベルト１１に安定して吸着される。そして、最下流の転写部まで搬送される。
【００４６】
このように、記録媒体Ｓは、搬送される工程で、各感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成される電界によって、各感光体ドラム１の現像剤像を順次転写される。
【００４７】
４色の現像剤像を転写された記録媒体Ｓは、前記ローラ１３の曲率により前記ベルト１１から曲率分離される。そして、定着部２０に搬入される。記録媒体Ｓは、定着部２０で前記現像剤像を熱定着される。その後、排出ローラ対２３によって、排出部２４から本体外へ排出される。
【００４８】
次に本発明の一実施例を適用したカートリッジについて、図２及び図３を用いて詳細に説明する。図２及び図３は現像剤を収納したカートリッジ７の主断面および斜視図を示している。尚、イエロー色の現像剤、マゼンタ色の現像剤、シアン色の現像剤、ブラック色の現像剤の各カートリッジ７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄは同一構成である。
【００４９】
前記カートリッジ７はドラム形状の電子写真感光体すなわち感光体ドラム１と、帯電手段、及び、クリーニング手段を備えた感光体ドラムユニット５０、及び、前記現像手段を備えた現像ユニット４を有する。
【００５０】
前記ドラムユニット５０は、感光体ドラム１が軸受２０４（図４参照）を介してクリーニング枠体５１に回転自在に取り付けられている。前記軸受２０４は、軸受ハウス３１（３１ａ，３１ｂ）に嵌合している。そして前記ハウス３１は軸受２０４と同一軸線上の円筒形である。感光体ドラム１の周上には帯電装置２、および、感光体ドラム上に残った現像剤を除去するためのクリーニングブレード６０が配置されている。さらに前記ブレード６０によって感光体ドラム１表面から除去された残留現像剤は、現像剤送り機構５２によってクリーニング枠体後方に設けられた除去現像剤室５３へ順次送られる。そして、感光体ドラム１にモータ（図示せず）の駆動力を伝達することにより、感光体ドラム１を画像形成動作に応じて回転駆動させる。
【００５１】
現像ユニット４は、感光体ドラム１と前記現像ローラ４０、及び、前記現像剤容器４１と現像枠体４５とを有する。前記現像ローラ４０は、軸受部材を介して回転自在に現像枠体４５に支持されている。また現像ローラ４０の周上には、前記ローラ４３と現像ブレード４４それぞれ配置されている。さらに、前記容器４１内には、収納された現像剤を攪拌するとともに、前記供給ローラ４３へ搬送するためのトナー送り機構４２が設けられている。
【００５２】
そして現像ユニット４は、現像ユニット４の両端に取り付けられた軸受部材４７，４８にそれぞれ、設けられた支持穴４９ａ及びクリーニング枠体５１の穴４９ｂを一致させる。そして、これらの穴４９ａ，４９ｂに支持ピン４９を嵌入することによって現像ユニット４がドラムユニット５０に対して揺動自在に支持される。即ち、吊り構造となっている。そこで、カートリッジ７単体（プリンタ本体に装着しない状態）においては、前記ピン４９を中心とした回転モーメントにより現像ローラ４０が感光体ドラム１に接触するよう、加圧ばね５４によって現像ユニットが常に付勢されている。前記ばね５４は圧縮コイルばねである。そして、ばね５４は支持ピン４９を間にして感光体ドラム１とは反対側においてクリーニング枠体５と現像剤容器４１間に設けられている。
【００５３】
尚、本実施例のように、感光体ドラム１と現像ローラ４０とが接触して現像を行う接触現像方式においては、感光体ドラム１は剛体、現像ローラ４０は弾性体を有するローラとすることが好ましい。この弾性体としては、ソリッドゴム単層やトナーへの帯電付与性を考慮してソリッドゴム層上に樹脂コーティングを施したもの等が用いられる。
【００５４】
次に前記カートリッジ７を装置本体１００に装着する際の装着手段について図１２を用いて説明する。
【００５５】
カートリッジ７の本体１００への装着は、図１２に示すように矢印Ｅ方向から第１のガイド溝３４に沿って、前記軸受ハウス３１を挿入することによって行われる。そして軸受ハウス３１がガイド溝３４の突き当て面３７，３８に押しつけられる。これによってカートリッジ７の位置が決まる。プリンタ本体内でのカートリッジ７の押圧方法については、次の通りである。左右側板３２に軸３９が加締されている。そして、軸３９にはねじりコイルばね３０が支持され、その一端部３０ａが左右側板の穴３２ａに固定されている。前記ばね３０の他端部３０ｂはカートリッジ７を着脱時の軸受ハウス３１の軌跡に入り込むＶ字形をしている。カートリッジ７が装着されていない状態においては、前記ばね３０は左右側板からの曲げ起し３２ｂにより回転が規制されている。そしてカートリッジ７が挿入されると、前記ハウス３１によって前記他端部３０ｂは回転し、ハウス３１を乗り越えたとき、図１２のように位置する。そしてカートリッジ７は前記ばね３０によって矢印Ｆ方向に約１ｋｇｆの力で押圧される。
【００５６】
両側の側板３２の内壁には対向して突状のガイド３２ｅが設けてある。このガイド３２ｅには、クリーニング枠体５１に設けたガイド溝（不図示）が嵌合する。ガイド３２ｅとこのガイド溝の嵌合はハウス３１の位置決めに影響しないようにゆるく嵌め合わされる。これによって、ハウス３１を中心とするカートリッジ７の回動は規制される。
【００５７】
図４に感光体ドラムユニットの断面図、図５にカートリッジの斜視図を示す。中空円筒形の感光体ドラムシリンダ１ｐの両端には、フランジ２０１を圧入している。
【００５８】
このフランジ２０１には前記ドラムシリンダ１ｐと同軸の穴２０１ａを設けてある。
【００５９】
ピン２０２を軸２０３の中心に設けた穴に通す。その後、軸２０３を前記穴２０１ａに通す。そしてピン２０２をフランジ２０１の溝２０１ｂに嵌合させる。これにより軸２０３とフランジ２０１、ドラムシリンダ１ｐは一体的に回転可能となる。
【００６０】
また、軸２０３の端部にはクリーニング枠体５１に圧入される軸受部材２０４を嵌合させる。これによって、軸２０３は、枠体に回転可能に固定される。
【００６１】
そして、軸２０３の一端部のＤカット形状部２０３ａに駆動力受け部材２０５のＤカット穴を圧入する。これによって軸２０３と駆動力受け部材２０５が一体的に回転可能になる。
【００６２】
このように構成することにより、駆動力受け部材２０５と、感光体ドラムシリンダ１ｐが一体的に回転可能になる。
【００６３】
図６に本発明の実施の形態における感光体ドラム１の駆動方法の概略図を示す。
【００６４】
尚、感光体ドラム１と駆動部材以外の部分は不図示としている。また、二点鎖線の右側がカートリッジ７、左側が画像形成装置本体１００に備えられた部品である。
【００６５】
カートリッジ７が装置本体１００に挿入されると、装置本体１００のドラム駆動ギア３０２が矢印ａ方向にバネ（不図示）の加圧力によりスライドする。
【００６６】
そして、前記ギア３０２の軸３０２ｃの先端に位置するねじれた穴（凹部）３０２ａ（図１１参照）が、感光体ドラムユニット５０の軸先端に設けられた駆動力受け部材２０５の有するねじれた三角柱２０５ａに係合する。尚、前記ねじれた穴（凹部）３０２ａは、断面が略正三角形である。また、前記三角柱２０５ａは、断面が略正三角形である。
【００６７】
装置本体１００のモータ３０１が回転する。これにより、モータ３０１のモータ軸に設けたピニオン３０１ａと噛み合う前記ギア３０２が回転（矢示ｂ方向）する。そして穴（凹部）３０２ａと係合した前記部材２０５を介して、軸と一体的に回転可能なドラムシリンダ１ｐが回転する（矢示ｃ方向）。
【００６８】
尚、前記三角柱２０５ａとねじれた穴（凹部）３０２ａの関係は逆になっても同様に機能を果たす。
【００６９】
また、三角柱のねじれている方向は、回転させたときに凹部３０２ａと互いに引き合う方向にねじれている。これにより、回転中に三角柱２０５ａと凹部３０２ａとが外れることを妨げる。
【００７０】
図７から図９に駆動力受け部材２０５の詳細図を、図１０、図１１に前記部材２０５と前記ギア３０２の概略構成を示す。
【００７１】
前記部材２０５は、樹脂により一体成形している。また、ひけることなく精度良く成形するために、及び均一な肉厚に近づけるために、三角柱２０５ａの稜線（角部）は正三角形の中心と同心の円ｃに接する面取り（図７参照）を施している。そして、正三角形の中心と同心の円ｄの穴を設けてある。
【００７２】
これに対応するために、前記穴（凹部）３０２ａも正三角形の中心と同心の円に接する肉付きで隅を埋めている（図１１参照）。
【００７３】
ここで前述したとおり、前記ギア３０２の精度とドラムユニット５０の回転振れにより、感光体ドラムの周期で画像形成位置が変動する。
【００７４】
感光体ドラム周期における画像形成位置の変動を解消するために、テストパターンを画像形成する。そして、その位置を装置本体１００で読み取る。読み取り結果に基づいてモータ３０１の回転速度制御をするといったキャリブレーションを行う。
【００７５】
しかしながら、カートリッジを着脱することにより、ドラムユニットとドラム駆動ギアの位相が変化することがある。そこでカートリッジが装着されるたびに、キャリブレーションをやり直さなければならなくなる。
【００７６】
本発明の一実施の形態においては、図１１に示すように、前記ギア３０２に突起３０２ｂを設ける。一方、カートリッジ駆動力受け部材２０５に前記突起３０２ｂを逃げる凹部２０５ｂを円ｄに設ける。さらに、その凹部２０５ｂに突起３０２ｂが嵌合することにより互いが係合する位相を全周のうち一箇所のみにしてある。前記突起３０２ｂは前記凹部３０２ａの回転中心に設けた円筒部３０２ｃの母線に一体に設けてある。そして、この円筒部３０２ｃが嵌合する円筒穴ｄが駆動力受け部材２０５（三角柱２０５ａ）の中心に設けてある。この円筒部３０２ｃは三角柱２０５ａの内接円よりも小さい。ここで、複数の角部を有する非円形のねじれた突起の一例として挙げた、ねじれた三角柱２０５ａの場合には１２０°駆動力受け部材２０５と駆動力伝達部材３０２が相対回転しなければ良い。そこで、前記凹部２０５ｂと前記突起３０２ｂの嵌め合いは大きなガタがあっても構わない。
【００７７】
前述したように構成することにより、ドラム駆動ギアと感光体ドラムの位相ずれによる位相検知と位相制御の回数を減らし、画像形成時間にロスを生じさせることを減らすことができる。
【００７８】
また、前記駆動力受け部材の一部に、画像形成装置本体の駆動力伝達部材に設けた位相決め用の突起を係合するための凹部を有することにより、ギアと電子写真感光体ドラムのフレによる色ずれを解消するための位相検知と位相制御の回数を減らすことができ、短時間で色ずれが無く、印字精度が良い、また、画像ムラのない画像が出力できる電子写真画像形成装置を提供できるようになる。
【００７９】
次に前述実施例を適用したカートリッジ７について説明する。
【００８０】
モータ３０１と、前記モータ３０１の駆動力を伝達するための駆動回転体（例えばドラム駆動ギア３０２）と、前記駆動回転体の中央部に設けられた、前記駆動回転体と一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部３０２ａと、を有して、記録媒体Ｓに画像を形成するための電子写真画像形成装置の装置本体１００に着脱可能なカートリッジ７において、電子写真感光体ドラム１と、前記電子写真感光体ドラム１に作用するプロセス手段（例えば、少なくとも帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６のいずれか一つ）と、前記電子写真感光体ドラム１の長手方向一端に設けられた、前記ねじれた凹部（例えば穴３０２ａ）と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起（例えば三角柱２０５ａ）であって、前記ねじれた三角柱２０５ａの内側に設けられた円形凹部 ( 円筒穴ｄ ) を有するねじれた突起（三角柱２０５ａ）と、前記ねじれた突起（例えば三角柱２０５ａ）と前記ねじれた凹部（穴３０２ａ）とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた凹部 ( 穴３０２ａ ) の内側に設けられた突出部 ( 突起３０２ｂ付の円筒部３０２ｃ ) と嵌合して所定の位置で嵌合を許容する許容凹部（例えば凹部２０５ｂ）であって、前記円形凹部 ( 円筒穴ｄ ) の周面から前記ねじれた突起 ( 三角柱２０５ａ ) の外周面に向って設けられた許容凹部２０５ｂと、を有して、前記プロセスカートリッジ７が前記装置本体１００に装着された際に、前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）が前記ねじれた凹部（穴３０２ａ）と嵌合した状態で前記駆動回転体（例えばギア３０２）が回転することによって、前記駆動回転体（ギア３０２）の回転力が前記電子写真感光体ドラム１に伝達されるカートリッジ７。
【００８１】
ここで、前記許容凹部は凹部２０５ｂであって、前記回転方向における前記嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた突起（例えば、三角柱２０５ａ）と前記ねじれた凹部（穴３０２ａ）は、前記許容凹部が前記ねじれた凹部３０２ａの内側に設けられた突出部（突起３０２ｂ）と嵌合する位置で嵌合する。
【００８２】
前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）は、前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）の内側に設けられた円形凹部（例えば、円筒穴ｄ）を有する、そして、前記許容凹部は、前記円形凹部（円筒穴ｄ）の周面から前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）の外周面２０５ｄに向かって設けられている。
【００８３】
前記許容凹部は、前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）の面取りされた、一つの角部２０５ａ１の外周面２０５ｄ１に向かって設けられている。
【００８４】
前記円形凹部（円筒穴ｄ）の底面には開口ｄ１が設けられている、そして、前記開口ｄ１には、前記感光体ドラム１をカートリッジフレーム（ドラムユニット５０）に支持するためのドラム軸２０３が貫通している。
【００８５】
前記ねじれた凹部３０２ａは、前記ねじれた凹部３０２ａの底面にも設けられた開口３０２ｃ１と、前記開口３０２ｃ１の周囲であって前記凹部３０２ａの内側へ突出した円形凸部（円筒部３０２ｃ）と、前記円形凸部の外周面から前記ねじれた凹部３０２ａの内周面に向かって突出した突出部（突起３０２ｂ）と、を有する、そして、前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）は、前記ねじれた突起の内側に設けられており、前記円形凸部（円筒部３０２ｃ）と嵌合する円形凹部（円筒穴ｄ）と、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）の外周面２０５ｄに向かって設けられた、許容凹部（凹部２０５ｂ）とを有する、そして、前記ねじれた突起（三角柱２０５ａ）と前記ねじれた凹部３０２ａとが嵌合する際に、前記回転方向における前記嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部は、前記許容凹部（凹部２０５ｂ）が前記突出部（突起３０２ｂ）と嵌合する位置で嵌合する。
【００８６】
ここで、前記ねじれた凹部（穴３０２ａ）は、断面が３箇所の角部を有する、そして、前記突出部（突起３０２ｂ）は前記角部の内一つの角部の外周面に向って設けられている、また、前記許容凹部（凹部２０５ｂ）は、前記突起（三角柱２０５ａ）の面取りされた、一つの角部２０５ａ１の外周面２０５ｄ１に向かって設けられている。
【００８７】
記録媒体Ｓ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．モータ３０１と、ｂ．前記モータ３０１の駆動力を伝達するための駆動回転体（例えばドラム駆動ギア３０２）と、ｃ．前記駆動回転体の中央部に設けられた、前記駆動回転体と一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部３０２ａと、ｄ．電子写真感光体ドラム１と、前記電子写真感光体ドラム１に作用するプロセス手段（例えば、少なくとも帯電装置２、現像装置４、クリーニング装置６のいずれか一つ）と、前記電子写真感光体ドラムの長手方向一端に設けられた、前記凹部（穴３０２ａ）と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起（例えば三角柱２０５ａ）と、前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするために、所定の位置でのみ嵌合を許容する許容凹部（例えば凹部２０５ｂ）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装着部１００ａ〜１００ｄと、を有して、前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記駆動回転体が回転することによって、前記駆動回転体の回転力が前記電子写真感光体ドラムに伝達される電子写真画像形成装置である。
【００８８】
尚、カラー電子写真画像形成装置の場合には、前記駆動回転体とねじれた凹部と装着部を複数対有する。
【００８９】
尚、前述実施例では、許容部が凹部である例を示したが、許容部が凸部であっても良い。この場合には、装置本体側が凹部となる。
【００９０】
また、ねじれた突起の形状は三角柱に限られずに、適宜の形状が選択できる。この場合には、ねじれた凹部の形状も適宜の形状が選択できる。
【００９１】
前記プロセス手段は、少なくとも、前記感光体ドラム１に形成された静電潜像を現像するための現像部材（現像装置４）、前記感光体ドラム１を帯電するための帯電部材（帯電装置２）、前記感光体ドラム１に残留する現像剤を除去するためのクリーニング部材（クリーニング装置６）のいずれか一つである。
【００９２】
また、前記電子写真画像形成装置はカラー電子写真画像形成装置であって、各々異なった色（ブラック、シアン、イエロー、マゼンタ）の現像剤が収納されている前記プロセスカートリッジが、前記装置本体１００に、複数個同時に装着される。
【００９３】
前述した通り、ねじれた突起（三角柱２０５ａ）を有した駆動力受け部材２０５を設けた。そして、前記突起に駆動力伝達部材（穴３０２ａ）に設けた位相決め用の突起３０２ｂを逃げるための凹部を設けた。
【００９４】
【発明の効果】
本発明によれば、ねじれた凹部とねじれた突起とが嵌合する際の、回転方向における嵌合位置を一定にすることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態の画像形成装置全体の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態のプロセスカートリッジの縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態のプロセスカートリッジの概略斜視図である。
【図４】本発明の実施の形態の感光体ドラムの軸線を含む縦断面図である。
【図５】装置本体とプロセスカートリッジ間の駆動力伝達部を示す斜視図である。
【図６】本発明の実施の形態の駆動伝達部の斜視図である。
【図７】本発明の実施の形態の駆動力受け部材の正面図である。
【図８】本発明の実施の形態を示した図７の側面図である。
【図９】本発明の実施の形態の駆動力受け部材の斜視図である。
【図１０】本発明の実施の形態の駆動力伝達部の斜視図である。
【図１１】本発明の実施の形態の駆動力伝達部の斜視図である。
【図１２】本発明の実施の形態のプロセスカートリッジの装置本体への着脱を示す側面図である。
【図１３】装置本体に設けられた駆動伝達部材の側面図である。
【図１４】制御前の各色の色ずれの状態を表した説明用の線図である。
【符号の説明】
ｃ…円
ｄ…円（円形凹部） ｄ１…開口
Ｓ…記録媒体
１…感光体ドラム（電子写真感光体ドラム） １ａ〜１ｄ…感光ドラム １ｐ…シリンダ
２…帯電装置（帯電部材） ２ａ〜２ｄ…帯電装置（導電性ローラ）
３…スキャナユニット ３ａ〜３ｄ…スキャナユニット
４…現像装置（現像ユニット、現像部材） ４ａ〜４ｄ…現像装置
５…静電転写装置
６…クリーニング装置（クリーニング部材） ６ａ〜６ｄ…クリーニング装置
７…プロセスカートリッジ ７ａ〜７ｄ…プロセスカートリッジ
９…ポリゴンミラー ９ａ〜９ｄ…ポリゴンミラー
１０…結像レンズ １０ａ〜１０ｄ…結像レンズ
１１…静電転写ベルト
１２…転写ローラ １２ａ〜１２ｄ…転写ローラ
１３…駆動ローラ
１４ａ，１４ｂ…従動ローラ
１５…テンションローラ
１６…給紙部
１７…給紙カセット
１８…給送ローラ
１９…レジストローラ
２０…定着部
２１…定着ローラ対 ２１ａ…加熱ローラ ２１ｂ…加圧ローラ
２２…静電吸着ローラ
２３…排出ローラ対
２４…排出部
３０…ねじりコイルばね ３０ａ…一端 ３０ｂ…他端
３１…軸受ハウス ３１ａ，３１ｂ…軸受
３２…側板 ３２ａ…穴 ３２ｂ…曲げ起こし ３２ｃ…突き当て部 ３２ｄ…ばね座 ３２ｅ…ガイド
３３…突起部
３４…ガイド溝
３５…開口穴
３６…圧縮ばね
３７，３８…突き当て面
３９…軸
４０…現像ローラ
４１…トナー容器 ４１ａ〜４１ｄ…トナー容器
４２…トナー送り機構
４３…トナー供給ローラ
４４…現像ブレード
４５…現像枠体
４７，４８…軸受部材
４９…支持ピン ４９ａ…支持穴 ４９ｂ…穴
５０…感光ドラムユニット（カートリッジフレーム）
５１…クリーニング枠体
５２…現像剤送り機構
５３…除去現像剤室
５４…加圧ばね
６０…クリーニングブレード
１００…プリンタ本体（画像形成装置本体）
１００ａ〜１００ｄ…装着部
２０１…フランジ ２０１ａ…穴 ２０１ｂ…溝
２０２…固定ピン
２０３…軸 ２０３ａ…Ｄカット形状部
２０４…軸受部材
２０５…駆動力受け部材 ２０５ａ…ねじれた突起（三角柱） ２０５ａ１…角部 ２０５ｂ…凹部（許容部） ２０５ｄ，２０５ｄ１…外周面
３０１…モータ ３０１ａ…ピニオン
３０２…ドラム駆動ギア（駆動回転体） ３０２ａ…ねじれた凹部（穴） ３０２ｂ…突起（突出部） ３０２ｃ…円筒部（円形凸部） ３０２ｃ１…開口
Claims (12)
- モーターと、前記モータの駆動力を伝達するための駆動回転体と、前記駆動回転体の中央部に設けられた、前記駆動回転体と一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部と、を有して、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の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
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一端に設けられた、前記ねじれた凹部と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起であって、前記ねじれた突起の内側に設けられた円形凹部を有するねじれた突起と、
前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた凹部の内側に設けられた突出部と嵌合して、所定の位置で嵌合を許容する許容凹部であって、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起の外周面に向かって設けられた許容凹部と、
を有して、
前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記駆動回転体が回転することによって、前記駆動回転体の回転力が前記電子写真感光体ドラムに伝達されるプロセスカートリッジ。 - 前記許容凹部は、前記ねじれた突起の面取りされた、一つの角部の外周面に向かって設けられている請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
- 前記円形凹部の底面には開口が設けられている、そして、前記開口には、前記感光体ドラムをカートリッジフレームに支持するためのドラム軸が貫通している請求項１又は２に記載のプロセスカートリッジ。
- モータと、前記モータの駆動力を伝達するためのギアと、前記ギアの中央部に設けられた、前記ギアと一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部と、を有して、記録媒体に画像を形成するためのカラー電子写真画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
電子写真感光体ドラムと、
前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像部材と、
前記感光体ドラムを帯電するための帯電部材と、
前記電子写真感光体ドラムの長手方向一端に設けられた、前記ねじれた凹部と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起と、ここで、前記ねじれた突起は、前記ねじれた突起の内側に設けられた円形凹部を有する、
前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、所定の位置でのみ嵌合を許容する許容凹部であって、回転方向における前記嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた凹部の内側に設けられた突出部と嵌合する許容凹部と、ここで、前記許容凹部は、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起の面取りされた、一つの角部の外周面に向かって設けられている、
を有して、
前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記ギアが回転することによって、前記ギアの回転力が前記電子写真感光体ドラムに伝達されるプロセスカートリッジ。 - 前記円形凹部の底面には開口が設けられている、そして、前記開口には、前記感光体ドラムをカートリッジフレームに支持するためのドラム軸が貫通している請求項４に記載のプロセスカートリッジ。
- モータと、前記モータの駆動力を伝達するための駆動回転体と、前記駆動回転体の中央部に設けられた、前記駆動回転体と一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部と、を有して、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用いられる電子写真感光体ドラムにおいて、
ａ．周面に感光層を有するシリンダーと、
ｂ．前記シリンダーの長手方向一端に取付けられた、前記ねじれた凹部と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起であって、前記ねじれた突起の内側に設けられた円形凹部を有するねじれた突起と、
前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた凹部の内側に設けられた突出部と嵌合して、所定の位置で嵌合を許容する許容凹部であって、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起の外周面に向かって設けられた許容凹部と、
を有して、
前記電子写真感光体ドラムが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合して、前記駆動回転体の回転力の伝達を受ける電子写真感光体ドラム。 - 前記許容凹部は、前記ねじれた突起の面取りされた、一つの角部の外周面に向かって設けられている請求項６に記載の電子写真感光体ドラム。
- 前記円形凹部の底面には開口が設けられている、そして、前記開口には、前記感光体ドラムをカートリッジフレームに支持するためのドラム軸が貫通している請求項６又は７に記載の電子写真感光体ドラム。
- モータと、前記モータの駆動力を伝達するためのギアと、前記ギアの中央部に設けられた、前記ギアと一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部と、を有して、記録媒体に画像を形成するためのカラー電子写真画像形成装置の装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムにおいて、
ａ．周面に感光層を有するシリンダーと、
ｂ．前記シリンダーの長手方向一端に設けられた、前記ねじれた凹部と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起と、ここで、前記ねじれた突起は、前記ねじれた突起の内側に設けられた円形凹部を有する、
前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、所定の位置でのみ嵌合を許容する許容凹部であって、回転方向における前記嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた凹部の内側に設けられた突出部と嵌合する許容凹部と、ここで、前記許容凹部は、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起の面取りされた、一つの角部の外周面に向かって設けられている、
を有して、
前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記ギアが回転することによって前記ギアの回転力の伝達を受ける電子写真感光体ドラム。 - 前記円形凹部の底面には開口が設けられている、そして、前記開口には、前記感光体ドラムをカートリッジフレームに支持するためのドラム軸が貫通している請求項９に記載の電子写真感光体ドラム。
- 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．モータと、
ｂ．前記モータの駆動力を伝達するための駆動回転体と、
ｃ．前記駆動回転体の中央部に設けられた、前記駆動回転体と一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部と、
ｄ．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一端に設けられた、前記ねじれた凹部と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起であって、前記ねじれた突起の内側に設けられた円形凹部を有するねじれた突起と、前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、回転方向における嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた凹部の内側に設けられた突出部と嵌合して、所定の位置で嵌合を許容する許容凹部であって、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起の外周面に向かって設けられた許容凹部と、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装着部と、
を有して、
前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記駆動回転体が回転することによって、前記駆動回転体の回転力が前記電子写真感光体ドラムに伝達される電子写真画像形成装置。 - 記録媒体に画像を形成するためのカラー電子写真画像形成装置において、
ａ．モータと、
ｂ．前記モータの駆動力を伝達するためのギアと、
ｃ．前記ギアの中央部に設けられた、前記ギアと一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた凹部と、
ｄ．電子写真感光体ドラムと、前記感光体ドラムに形成された静電潜像を現像するための現像部材と、前記感光体ドラムを帯電するための帯電部材と、前記電子写真感光体ドラムの長手方向一端に設けられた、前記ねじれた凹部と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起と、ここで、前記ねじれた突起は、前記ねじれた突起の内側に設けられた円形凹部を有する、前記ねじれた突起と前記ねじれた凹部とが嵌合する際に、所定の位置でのみ嵌合を許容する許容凹部であって、回転方向における前記嵌合位置を一定にするために、前記ねじれた凹部の内側に設けられた突出部と嵌合する許容凹部と、ここで、前記許容凹部は、前記円形凹部の周面から前記ねじれた突起の面取りされた、一つの角部の外周面に向かって設けられている、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装着部と、
を有して、
前記プロセスカートリッジが前記装置本体に装着された際に、前記ねじれた突起が前記ねじれた凹部と嵌合した状態で前記ギアが回転することによって、前記ギアの回転力が前記電子写真感光体ドラムに伝達される、そして、前記ギアとねじれた凹部と装着部を複数対有するカラー電子写真画像形成装置。
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