JP4250673B2 - 電子写真感光体ドラム - Google Patents

Description

本発明は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関する。

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の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装置本体に着脱可能とするものをいう。

また、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含まれる。

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転写して画像形成を行う。

従来、電子写真画像形成プロセスを用いた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。そこで、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、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、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。

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。

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。

後述の従来の技術の説明で示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。

本発明の目的は、電子写真感光体ドラムの回転精度を向上させ得た電子写真感光体ドラムを提供することにある。

主要な本発明は、モータと、前記モータからの駆動力を受けて回転する装置本体側ギアと、前記装置本体側ギアの回転中心に設けられたねじれた連結穴と、を有する電子写真画像形成装置本体に取り外し可能に装着される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おいて、
周面に感光層が被覆されているドラムシリンダと、前記ドラムシリンダの一端に設けられ、前記電子写真感光体ドラムをフレームに回転可能に支持するためのドラム軸と、
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、前記ねじれた連結穴と嵌合するねじれていない連結突部であって、前記ドラム軸の端面に設けられたねじれていない連結突部と、
を有しており、
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、前記装置本体側ギアが回転することによって、前記連結突部の先端よりも前記ドラム軸に近い部分が前記連結穴の入り口部分に当接した状態で、前記装置本体側ギアの駆動力が前記ねじれた連結穴と前記ねじれていない連結突部とを介して前記装置本体から前記電子写真感光体ドラムに伝達されて、前記電子写真感光体ドラムが回転するように構成したことを特徴とするものである。

以上説明した通り、本発明によれば安定して、電子写真画像形成装置本体から電子写真感光体ドラムへ回転駆動力を伝達することができる。

〔発明の実施の形態の説明〕
以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。

次に本発明の好適な実施の形態について説明する。以下の説明において、プロセスカートリッジＢの短手方向とは、プロセスカートリッジＢを装置本体１３へ着脱する方向であり、記録媒体の搬送方向と一致している。またプロセスカートリッジＢの長手方向とは、プロセスカートリッジＢを装置本体１３へ着脱する方向と交差する方向（略直交する方向）であり、記録媒体の表面と平行であり、且つ、記録媒体の搬送方向と交差（略直交）する方向である。又、プロセスカートリッジに関し左右とは記録媒体の搬送方向に従って記録媒体を上から見て右又は左である。

図１は本発明の実施の形態を適用した電子写真画像形成装置（レーザービームプリンタ）の構成説明図、図２はその外観斜視図である。また図３〜図８は本発明の実施の形態を適用したプロセスカートリッジに関する図面である。図３はプロセスカートリッジの側断面図、図４はその外観の概略を図示した外観斜視図、図５はその右側面図、図６はその左側面図、図７はそれを上方（上面）から見た斜視図、図８はプロセスカートリッジを裏返して上方から見た斜視図である。また以下の説明において、プロセスカートリッジＢの上面とは、プロセスカートリッジＢを装置本体１３へ装着した状態で上方に位置する面であり、下面とは下方に位置する面である。

（電子写真画像形成装置Ａ及びプロセスカートリッジＢ）
まず、図１及び図２を用いて、本発明の実施の形態を適用する電子写真画像形成装置としてのレーザービームプリンタＡについて説明する。また図３にプロセスカートリッジＢの側断面図を示す。

このレーザービームプリンタＡは、図１に示すように、電子写真画像形成プロセスによって記録媒体（例えば、記録紙、ＯＨＰシート、布等）に画像を形成するものである。そしてドラム形状の電子写真感光体（以下、感光体ドラムと称す）にトナー像を形成する。詳しくは、帯電手段によって感光体ドラムに帯電を行い、次いでこの感光体ドラムに光学手段から画像情報に応じたレーザー光を照射して前記感光体ドラムに画像情報に応じた潜像を形成する。そしてこの潜像を現像手段によって現像してトナー像を形成する。そして前記トナー像の形成と同期して、給紙カセット３ａにセットした記録媒体２をピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ，３ｄ及びレジストローラ対３ｅで反転搬送する。次いで、プロセスカートリッジＢの有する前記感光体ドラム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に電圧を印加することによって記録媒体２に転写する。その後トナー像の転写を受けた記録媒体２を搬送ガイド３ｆで定着手段５へと搬送する。この定着手段５は駆動ローラ５ｃ及びヒータ５ａを内蔵する定着ローラ５ｂを有する。そして通過する記録媒体２に熱及び圧力を印加して転写されたトナー像を定着する。そしてこの記録媒体２を排出ローラ対３ｇ，３ｈ，３ｉで搬送し、反転経路３ｊを通して排出トレイ６へと排出する。この排出トレイ６は画像形成装置Ａの装置本体１３の上面に設けられている。なお、揺動可能なフラッパ３ｋを動作させ、排出ローラ対３ｍによって反転経路３ｊを介することなく記録媒体２を排出することもできる。本実施の形態においては、前記ピックアップローラ３ｂ、搬送ローラ対３ｃ，３ｄ、レジストローラ対３ｅ、搬送ガイド３ｆ、排出ローラ対３ｇ，３ｈ，３ｉ及び排出ローラ対３ｍによって搬送手段３を構成している。

一方、前記プロセスカートリッジＢは、図３乃至図８に示すように、感光層７ｂ（図１１参照）を有する感光体ドラム７を回転し、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する。次いで光学系１からの画像情報に応じたレーザービーム光を露光開口部１ｅを介して感光体ドラム７へ照射して潜像を形成する。そしてこの潜像をトナーを用いて現像手段１０によって現像する。すなわち、帯電ローラ８は感光体ドラム７に接触して設けられており、感光体ドラム７に帯電を行う。なおこの帯電ローラ８は、感光体ドラム７に従動回転する。また、現像手段１０は、感光体ドラム７の現像領域へトナーを供給して、感光体ドラム７に形成された潜像を現像する。なお光学系１は、レーザーダイオード１ａ、ポリゴンミラー１ｂ、レンズ１ｃ、反射ミラー１ｄを有している。

ここで、前記現像手段１０は、トナー容器１０Ａ内のトナーをトナー送り部材１０ｂの回転によって、現像ローラ１０ｄへ送り出す。そして、固定磁石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の表面に形成し、そのトナーを感光体ドラム７の現像領域へ供給する。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。ここで現像ブレード１０ｅは、現像ローラ１０ｄの周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与するものである。またこの現像ローラ１０ｄの近傍には現像室内のトナーを循環させるトナー撹拌部材１０ｆを回転可能に取り付けている。

そして転写ローラ４に前記トナー像と逆極性の電圧を印加して、感光体ドラム７に形成されたトナー像を記録媒体２に転写した後に、クリーニング手段１１によって感光体ドラム７上の残留トナーを除去する。ここでクリーニング手段１１は、感光体ドラム７に当接して設けられた弾性クリーニングブレード１１ａによって感光体ドラム７に残留したトナーを掻き落として廃トナー溜め１１ｃへ集める。

なお、プロセスカートリッジＢは、トナーを収納するトナー容器（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とを結合する。そしてこれに感光体ドラム７、クリーニングブレード１１ａ等のクリーニング手段１１及び、帯電ローラ８を取付けたクリーニングフレーム１２ｃを結合して構成している。そしてこのプロセスカートリッジＢは、操作者によって画像形成装置本体１３に着脱可能である。

このプロセスカートリッジＢには画像情報に応じた光を感光体ドラム７へ照射するための露光開口部１ｅ及び感光体ドラム７を記録媒体２に対向するための転写開口部１２ｎが設けてある。詳しくは、露光開口部１ｅはクリーニングフレーム１２ｃに設けられており、また、転写開口部１２ｎは現像フレーム１２ｂとクリーニングフレーム１２ｃとの間に構成される。

次に本実施の形態に係るプロセスカートリッジＢのハウジングの構成について説明する。

本実施の形態で示すプロセスカートリッジＢは、トナーフレーム１２ａと現像フレーム１２ｂとを結合し、これにクリーニングフレーム１２ｃを回動可能に結合して構成したハウジング内に前記感光体ドラム７、帯電ローラ８、現像手段１０及びクリーニング手段１１等を収納してカートリッジ化したものである。そして、このプロセスカートリッジＢを画像形成装置本体１３に設けたカートリッジ装着手段に対して取り外し可能に装着する。

（プロセスカートリッジＢのハウジングの構成）
本実施の形態に係るプロセスカートリッジＢは、前述したようにトナーフレーム１２ａと現像フレーム１２ｂ及びクリーニングフレーム１２ｃを結合してハウジングを構成しているが、次にその構成について説明する。

図３に示すように、トナーフレーム１２ａにはトナー送り部材１０ｂを回動可能に取り付けてある。また現像フレーム１２ｂには現像ローラ１０ｄ及び現像ブレード１０ｅを取り付け、更に前記現像ローラ１０ｄの近傍には現像室内のトナーを循環させるトナー撹拌部材１０ｆを回動可能に取り付けてある。また、現像フレーム１２ｂには図３に示すように現像ローラ１０ｄの長手方向と対向して、前記現像ローラ１０ｄと略平行にアンテナ棒１０ｈが取り付けられている。そして前記トナーフレーム１２ａと現像フレーム１２ｂを溶着（本実施の形態では超音波溶着）して一体的な第二枠体としての現像ユニットＤ（図１３参照）を構成している。

なおプロセスカートリッジＢを画像形成装置本体１３から取り外したときに感光体ドラム７を覆い、これを長時間光に晒されるあるいは異物との接触等から保護するドラムシャッタ部材４８をトナー現像ユニットに取り付けている。

このドラムシャッタ部材４８は図６に示すように図３に示した転写開口部１２ｎを開閉するシャッターカバー４８ａとシャッターカバー４８ａを支持するリンク４８ｂ，４８ｃを備えている。このシャッターカバー４８ａの長手方向の両端部で記録媒体２の搬送方向の上流側で、図４、図５に示すように現像ホルダ４１の穴４１ｇに右側のリンク４８ｃの一端が枢着され、図６、図７に示すように左側のリンク４８ｃの一端はトナーフレーム１２ａの下方枠体１２ａ２に設けたボス１２ａ３に枢着されている。両側のリンク４８ｃの他端はシャッターカバー４８ａのプロセスカートリッジＢの装着方向に関し上流側に枢着されている。このリンク４８ｃは金属線材であり、シャッターカバー４８ａに枢着した部分はプロセスカートリッジＢの両側間でつながっていて左右のリンク４８ｃは一体である。また、リンク４８ｂはシャッターカバー４８ａの片側のみに設けられ、リンク４８ｃを枢着した位置とは記録媒体２の搬送方向の下流側の端においてシャッターカバー４８ａに一端が枢着され、他端は現像フレーム１２ｂに設けたダボ１２ｂ１に枢着されている。このリンク４８ｂは合成樹脂製である。

リンク４８ｂ，４８ｃは長さを異にしており、シャッターカバー４８ａ、トナーフレーム１２ａと現像フレーム１２ｂを併せた枠体を夫々リンクとする四節連鎖機構をなしている。両側のリンク４８ｃに設けた側方へ突出する突出部４８ｃ１は画像形成装置１３のカートリッジ装着スペースＳの傍に設けた固設部材（不図示）と当接し、プロセスカートリッジＢの移動により、ドラムシャッタ部材４８を作動して、シャッターカバー４８ａを開くようになっている。

このシャッターカバー４８ａ、リンク４８ｂ，４８ｃからなるドラムシャッタ部材４８は、ダボ１２ｂ１に挿入され一端がリンク４８ｂに係止され、他端が現像フレーム１２ｂに係止された不図示のねじりコイルばねでシャッターカバー４８ａが転写開口部１２ｎを覆うように付勢されている。

また、図３及び図１２に示すようにクリーニングフレーム１２ｃには感光対ドラム７、帯電ローラ８及びクリーニング手段１１の各部材を取り付けて第一枠体としてのクリーニングユニットＣ（図１２参照）を構成している。

そして、上記現像ユニットＤと上記クリーニングユニットＣを丸いピンの結合部材２２によって互いに回動可能に結合することによってプロセスカートリッジＢを構成する。即ち、図１３に示すように、現像フレーム１２ｂの長手方向（現像ローラ１０ｄの軸線方向）両側に形成したアーム部１９の先端には現像ローラ１０ｄに平行に丸い形状の回動穴１９ａが設けてある（図１３参照）。一方、クリーニングフレーム１２ｃの長手方向両側２箇所には前記アーム部１９を進入するための凹部２１が設けてある（図１２参照）。この凹部２１に前記アーム部１９を挿入し、結合部材２２をクリーニングフレーム１２ｃの取付穴１２ｃ４に圧入し、且つアーム部１９端の回動穴１９ａに嵌入して更に内側の取付穴１２ｃ４に圧入して取り付けることにより、現像ユニットＤとクリーニングユニットＣは結合部材２２を中心に回動可能に結合される。このときアーム部１９の根本に立設した図示されないダボに挿入して取り付けた圧縮コイルばね２２ａがクリーニングフレーム１２ｃの凹部２１の上壁に当たりこの圧縮コイルばね２２ａによって現像フレーム１２ｂを下方へ付勢することにより、現像ローラ１０ｄを感光体ドラム７へ確実に押し付ける。なおクリーニングフレーム１２ｃの凹部２１の上壁は現像ユニットＤとクリーニングユニットＣを組付ける際に上記圧縮コイルバネ２２ａが非圧縮状態から圧縮を次第に強めるように傾斜が付されている。従って、図１３に示すように現像ローラ１０ｄの長手方向両端に現像ローラ１０ｄよりも大径のスペーサコロ１０ｉを取り付けることにより、このコロ１０ｉが感光体ドラム７に押し付けられ、感光体ドラム７と現像ローラ１０ｄとが一定間隔（約３００μｍ程度）をもって対向する。したがって、現像ユニットＤとクリーニングユニットＣは結合部材２２を中心にして互いに回動可能であり、そこで、圧縮コイルばね２２ａの弾性力によって、感光体ドラム７の周面と、現像ローラ１０ｄの周面の位置関係を保持することができる。

このようにアーム部１９の根本側において現像フレーム１２ｂに圧縮コイルばね２２ａを取り付けてあるため、アーム部１９根本以外へ圧縮コイルばね２２ａの加圧力が及ばず、現像フレーム１２ｂへ取り付けた部材をばね座とするように、ばね座回りを特に強化しなくても、アーム部１９根本側は強度、剛性の大きい部分であるため、精度の維持に効果がある。

（プロセスカートリッジＢのガイド手段の構成）
次に、プロセスカートリッジＢを装置本体１３に着脱する際のガイド手段について説明する。なお、このガイド手段については、図９、図１０に示している。

なお、図９はプロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着する方向（矢印Ｘ）に見た場合（現像ユニットＤ側から見た場合）の左側の斜視図である。図１０はその右側の斜視図である。

さて、上記クリーニングフレーム１２ｃの両外側面には、図４、図５、図６、図７に示すように、プロセスカートリッジＢを装置本体１３に着脱するときのガイドとなるガイド手段が設けられている。該ガイド手段は位置決め用ガイド部材としての円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬと、着脱時の姿勢保持手段たるガイド部材としての回り止めガイド９ｂＲ，９ｂＬとにより構成されている。

図５に示すように前記円筒形ガイド９ａＲは中空の円筒状部部材であり、回り止めガイド９ｂＲは前記円筒形ガイド９ａＲと一体成形であり、円筒形ガイド９ａＲの円周から一体でほぼ放射方向へ突出している。円筒形ガイド９ａＲには取付フランジ９ａＲ１が一体に設けられている。このように円筒形ガイド９ａＲ、回り止めガイド９ｂＲ、取付フランジ９ａＲ１を有する右側ガイド部材９Ｒは取付フランジ９ａＲ１の小ねじ用穴を挿通して小ねじ９ａＲ２をクリーニングフレーム１２ｃにねじ込み固定されている。クリーニングフレーム１２ｃに固定された右側ガイド部材９Ｒの回り止めガイド９ｂＲは現像フレーム１２ｂに固定された現像ホルダ４１の側方へ延出するように現像フレーム１２ｂの側面側に配設されている。

図６に示すようにクリーニングフレーム１２ｃの穴９ｋ１（図１１参照）にドラム軸７ｄの拡径部７ａ２が嵌合している。そしてクリーニングフレーム１２ｃの側面に突出する位置決めピン９ｃに嵌合して回転止めされ、小ねじ９ｄでクリーニングフレーム１２ｃに固定された平板状のフランジ２９に外方（図６の紙面に直交して手前方向）へ向って円筒形ガイド９ａＬが突設されている。このフランジ２９の内部側には感光体ドラム７に嵌入した平歯ギア２５ｂを回転自在に支持する固定の前記ドラム軸７ｄを備えている（図１１参照）。前記円筒形ガイド９ａＬとこのドラム軸７ｄは同軸である。このフランジ２９と、円筒形ガイド９ａＬと、ドラム軸７ｄは一体または一体的に金属材料例えば鉄材で作られる。

図６に示すように、円筒形ガイド９ａＬから少し離れて円筒形ガイド９ａＬのほぼ放射方向に細長い回り止めガイド９ｂＬがクリーニングフレーム１２ｃから側方へ突出するようにクリーニングフレーム１２ｃに一体に成形されている。この回り止めガイド９ｂＬがフランジ２９と干渉する部分はフランジ２９が切り欠かれてこの回り止めガイド９ｂＬの側方への突出高さは頂面が回り止めガイド９ｂＬの頂面とほぼ一致する程度である。この回り止めガイド９ｂＬは現像フレーム１２ｂに固定した現像ローラ軸受箱９ｖの側方へ延出されている。このように左側ガイド部材９Ｌは金属製の円筒形ガイド９ａＬと合成樹脂製の回り止めガイド１９ｂＬが別れて別部材で設けられている。

次にクリーニングユニットＣの上面９ｉに設けられた規制当接部９ｊについて説明する。ここで上面とは、プロセスカートリッジＢを画像形成装置本体１３に装着した際に、上方に位置する面である。

本実施の形態では、図４〜図７に示すようにクリーニングユニットＣの上面９ｉであって、プロセスカートリッジ装着方向に対して直交する方向の右側端９ｐ及び左側端９ｑに各々規制当接部９ｊを設けている。この規制当接部９ｊは、プロセスカートリッジＢを画像形成装置本体１３に装着した際に、プロセスカートリッジＢの位置を規定するものである。すなわち、プロセスカートリッジＢを装置画像形成本体１３に装着した際に、画像形成装置本体１３に設けられた固設部材２６（図９、図１０参照）に前記規制当接部９ｊが当接して、プロセスカートリッジＢは円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬを中心とする回動位置が規定される。

次に画像形成装置本体１３側のガイド手段について述べる。画像形成装置本体１３の開閉カバー１４を軸１４ａを中心に図１において反時計回りに回動すると、画像形成装置本体１３の上部が開放され、プロセスカートリッジＢの装着部が図９、図１０のように見える。この開閉カバー１４を開けた開口部から画像形成装置本体１３の左右両側の内壁のプロセスカートリッジＢの着脱方向から見て左側に図９、右側に図１０に示すようにガイド部材１５（１５Ｒ，１５Ｌ）が夫々設けられている。

図に示すようにガイド部材１５には夫々プロセスカートリッジＢの挿入方向の矢印Ｘから見て前下がりになるように斜設したガイド部１５ａ，１５ｃと、このガイド部１５ａ，１５ｃに夫々つながりプロセスカートリッジＢの円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬが嵌入する半円形の位置決め用のＵ溝１５ｂ，１５ｄを備えている。このＵ溝１５ｂ，１５ｄは下部周壁が半円筒形をしている。このＵ溝１５ｂ，１５ｄの中心はプロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着時プロセスカートリッジＢの円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬの中心を結ぶ中心線と一致しない。即ち、Ｕ溝１５ｂに円筒形ガイド９ａＬは丁度嵌合して、感光体ドラム７の反駆動側の位置は定まるが、Ｕ溝１５ｄに円筒形ガイド９ａＲが嵌入すると円筒形ガイド９ａＲは単に支持され、後述の軸継手の調心作用でＵ溝１５ｄから離れるようになっている。

ガイド部１５ａ，１５ｃの幅は、プロセスカートリッジＢの着脱方向から見て円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬが遊嵌する幅を有する。円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬの直径よりも夫々せまい幅をもつ回り止めガイド９ｂＲ，９ｂＬは当然ゆるく嵌まり込むが円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬ、回り止めガイド９ｂＲ，９ｂＬはガイド部１５ａ，１５ｃにより回動を制約され、プロセスカートリッジＢは一定範囲の姿勢を保って装着される。そしてプロセスカートリッジＢが画像形成装置本体１３へ装着された状態においては、プロセスカートリッジＢの円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬが夫々ガイド部材９Ｒ，９Ｌの位置決め溝１５ｂ，１５ｄに嵌合すると共にプロセスカートリッジＢのクリーニングフレーム１２ｃ先端左右の規制当接部９ｊが装置本体１３の固設部材２６に当接するようになっている。

上述したプロセスカートリッジＢは円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬの中心を結ぶ中心線のクリーニングユニットＣ側と現像ユニットＤ側ではこの中心線を水平に保つと現像ユニットＤ側がクリーニングユニットＣ側よりも大きな一時モーメントを生ずるような重量配分になっている。

プロセスカートリッジＢの画像形成装置本体１３への装着には、トナーフレーム１２ａの凹部４７側及び下側の夫々のリブ４７ａを片手でつかみ、円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬを夫々画像形成装置本体１３のカートリッジ装着部のガイド部１５ａ，１５ｃへ挿入し、続いて挿入方向から見てプロセスカートリッジＢを前下りにして回り止めガイド９ｂＲ，９ｂＬを画像形成装置本体１３のガイド部１５ａ，１５ｃへ挿入する。プロセスカートリッジＢの円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬ、回り止めガイド９ｂＲ，９ｂＬは画像形成装置本体１３のガイド部１５ａ，１５ｃに沿って奥側へ進み、プロセスカートリッジＢの円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬが画像形成装置本体１３の位置決め溝１５ｂ，１５ｄに達すると、この円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬは位置決め溝１５ｂ，１５ｄの位置へプロセスカートリッジＢの重力で着座する。そして円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬの中心を結ぶ中心線は、感光体ドラム７の中心線であるから、感光体ドラム７は画像形成装置本体１３に対して概略に位置が定まる。尚、最終的には軸継手が結合した状態で感光体ドラム７は装置本体１３に対する位置が決まる。

この状態では、画像形成装置本体１３の固設部材２６とプロセスカートリッジＢの規制当接部９ｊはわずかに隙間がある。ここでプロセスカートリッジＢを持っている手を離すと、プロセスカートリッジＢはその円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬを中心にして現像ユニットＤ側が下り、クリーニングユニットＣ側が上昇し、プロセスカートリッジＢの規制当接部９ｊは画像形成装置本体１３の固設部材２６に当接し、プロセスカートリッジＢは画像形成装置本体１３に対して装着される。その後、開閉カバー１４を図１において軸１４ａを中心に時計回りに回動して閉める。

プロセスカートリッジＢを装置本体１３から取り外すのは、上記と逆で、装置本体１３の開閉カバー１４を開いてプロセスカートリッジＢの把手部をなす前述の上下のリブ４７ａに手を掛け持ち上げるようにすると、プロセスカートリッジＢの円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬが装置本体１３の位置決め溝１５ｂ，１５ｄを中心に回動し、プロセスカートリッジＢの規制当接部９ｊが装置本体１３の固設部材２６から離れる。プロセスカートリッジＢを更に引くと上記円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬが上記位置決め溝１５ｂ，１５ｄから脱出して装置本体１３に固定したガイド部材１５Ｒ，１５Ｌのガイド部１５ａ，１５ｃへ移動し、そのまま、プロセスカートリッジＢを引き上げるとプロセスカートリッジＢの円筒形ガイド９ａＲ，９ａＬ、回り止めガイド９ｂＲ，９ｂＬは装置本体１３のガイド部１５ａ，１５ｃ中を移動して上昇し、これによって、プロセスカートリッジＢの姿勢を規制されて、プロセスカートリッジＢは装置本体１３の他の部分に当たることなく装置本体１３外へ取り出される。

なお、図１２に示すとおり、平歯ギア２５ｂは感光体ドラム７の軸方向ではす歯ギア１６ａと反対側の端部に設けられている。この平歯ギア２５ｂは、プロセスカートリッジＢが装置本体１３に装着された際に、装置本体１３に設けられた転写ローラ４と同軸のギア（図示せず）と噛合して、転写ローラ４を回転させる駆動力をプロセスカートリッジＢから伝達する。

｛カップリング及び駆動構成｝
次に画像形成装置本体からプロセスカートリッジへの駆動伝達機構である軸継手装置の構成について説明する。

図１４はカップリング凸軸１７が一体的に形成された駆動力伝達部品としてのドラムフランジ１６の斜視図、図１５は前記ドラムフランジ１６を取り付けた感光体ドラム７の一部切断斜視図、図１６は図１１に示したプロセスカートリッジＢのカップリング凸軸１７付近の拡大斜視図、図１７は軸継手部材としての、カップリング凸軸１７（プロセスカートリッジＢに設けられている）と、カップリング凹軸１８（装置本体１３に設けられている）との関係説明図ある。

さて、図１１、及び図１５乃至図１７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の長手方向一方端部にはプロセスカートリッジ軸継手手段が設けてある。この軸継手手段は、感光体ドラム７の一方端部に固着したドラムフランジ１６にカップリング凸軸１７（円柱形状）を設けたものであり、前記カップリング凸軸１７の先端面に凸部１７ａが形成してある。また、このカップリング凸軸１７は軸受２４に嵌合して、ドラム回転軸として機能する。

そして、本実施の形態１では、ドラムフランジ１６とカップリング凸軸１７及び凸部（連結突部）１７ａは一体に設けてある。そして、ドラムフランジ１６にはプロセスカートリッジＢに設けた現像ローラ１０ｄに駆動力を伝達するため、はす歯ギア１６ａが一体に設けてある。したがって、図１４に示すとおり、前記ドラムフランジ１６は、はす歯ギア１６ａ、カップリング凸軸１７及び凸部１７ａ及び嵌合部１６ｂ（後述する）を有するプラスチック製の一体成型品であって、駆動力を伝達する機能を有する駆動力伝達部品である。

そして、前記凸部１７ａの形状は、略正三角柱（ねじれていない）であり、前記凸部１７ａと嵌合する凹部（連結穴）１８ａは、凹部空間の断面が略正三角形のねじれた穴である。そして、この凹部１８ａは装置本体１３に設けられた大ギア（装置本体側ギア）３４と一体的に回転する。そこで、本実施の形態１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、凸部１７ａと装置本体１３に設けられた凹部１８ａとが嵌合して凹部１８ａの回転力が凸部１７ａに伝達される際に、凸部１７ａの略正三角柱の各稜線が凹部１８ａの略正三角形の入口の縁１８ａ１と当接する。そのため互いに軸心が略合致する。（図２４、図２８参照）。また、前述したように、装置本体１３の装着ガイド部材１５に設けられた板ばね４１によって、プロセスカートリッジＢは感光体ドラム７の軸方向の駆動側に向かって付勢されている。そこで、前記凸部１７ａと一体の感光体ドラム７は画像形成装置本体１３内で長手方向及びラジアル方向の位置が安定して決まる。尚、この板ばね４１は必ずしも必要でない。

ここで、理論上の立体の断面位置が安定して決まるための軸直角平面上における当接点は３点であり、本実施の形態１のような凸部１７ａの当接部１７ａ１が軸線方向に対して直角な平面上において略正三角形の頂点に配置され、且つ、凹部１８ａの形状が略正三角形の場合には、凸部１７ａの当接部１７ａ１は凹部１８ａの略正三角形の入口の縁１８ａ１に等しい条件で当接する。このことから、プロセスカートリッジＢの回転時の負荷変動により、当接点のがたつきやカップリング駆動の回転ムラを最小限に押えることが可能となり、感光体ドラム７の回転精度を向上させることができた。

図２８は、凸部１７ａと凹部１８ａの嵌合状態を示す図である。図２８に示す通り、凹部１８ａから凸部１７ａに駆動力が伝達される際には、凸部１７ａの根元付近（先端１７ａ２よりも軸部１７に近い部分）１７ａ３が凹部１８ａの入口１８ａ３の角部（縁）１８ａ４と当接する。そして前記凸部１７ａは前記凹部１８ａの斜面１８ａ１には当接していない。このように、ねじれていない三角柱１７ａが前記ねじれた凹部（穴）１８ａへ侵入して前記穴１８ａが回転を始める。

すると、前記三角柱１７ａはその根元の部分１７ａ３でもって前記穴１８ａの入口１８ａ３の角部１８ａ４と接触し、穴に対する位置が決まる。この根元の部分は他の部分と比較して強度が強いので、突起としての三角柱は変形することがない。また、三角柱の角部付近及び／又は穴の入口の角部が僅かに局所的に変形して、前記角部付近が穴の内部にくい込む。したがって、前記凹部と穴の結合がより強固になる。尚、両者をプラスチック成形した場合には、この効果は明らかである。

ここで、前記カップリング凸軸１７及び凸部１７ａは、前記ドラムフランジ１６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の軸線と同軸線上に位置するようにドラムフランジ１６に設けられている。尚、１６ｂは嵌合部であって、ドラムシリンダ７ａの内面に嵌合する嵌合部分である。このドラムフランジ１６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１１及び図１５参照）。

また、この感光体ドラム７の他端側には、ドラムフランジ２５が固定されている。そして、このドラムフランジ２５には、平歯ギア２５ｂが一体的に成型されている（図１１参照）。ドラムフランジ２５はクリーニングフレーム１２ｃに固定されたフランジ２９と一体のドラム軸７ｄに回転自在に嵌合している。

尚、プロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着すると、前記ドラム軸７ｄと同軸心の円筒形ガイド９ａＬが装置本体１３のＵ溝１５ｂ（図９参照）に嵌合して位置決めされ、且つ、ドラムフランジ２５と一体的に成型した平歯ギア２５ｂが転写ローラ４に駆動力を伝達するギア（図示せず）と嵌合する。

また、プロセスカートリッジＢのカップリング凸軸１７の凸部１７ａの周りには、凸軸１７と同心円の中空円筒形のボス２４ａがクリーニングフレーム１２ｃに設けられている（図４、図１１、図１６参照）。このボス２４ａによって、プロセスカートリッジＢを着脱する際等にカップリング凸部１７ａは保護され、外力による傷や変形等から守られる。そこで、凸部１７ａが損傷することによるカップリング駆動時のガタつきや振動を防止することができる。

また、前記ドラムフランジ１６，２５及び軸１７及び凸部１７ａ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レート（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。

更に、このボス２４ａはプロセスカートリッジＢを画像形成装置本体１３に着脱する際の円筒形ガイド９ａＲを兼ねている。即ち、プロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着する際には、ボス２４ａと本体側ガイド部１５ｃとが当接して、前記ボス２４ａはプロセスカートリッジＢを装着位置に装着する際のガイド部材の役目をなし、プロセスカートリッジＢの装置本体１３への着脱を容易にする。また、プロセスカートリッジＢが装着位置に装着された際には、前記ボス２４ａはガイド部１５ｃに設けられた凹部をなすＵ溝１５ｄに支持される。そして、画像形成時に駆動を受けてカップリング凸軸１７と凹軸１８とが調芯されたときには、ボス２４ａはＵ溝１５ｄからわずかに浮き上がり（約０．３ｍｍ〜１．０ｍｍ程度）、このボス２４ａと本体ガイド部１５ｃ（Ｕ溝１５ｄ）との隙間は、カップリング凸部１７ａと凹部１８ａとのラジアル方向の隙間よりも小さい。

このことから、プロセスカートリッジＢが装置本体１３に装着された状態で、カップリング凸部１７ａと凹部１８ａとの係合が可能となる。尚、前記Ｕ溝１５ｄの奥に凹部１８ａが設けられている。また、前記ボス２４ａの形状は、本実施の形態に示す円筒形に限定されることはなく、前記ガイド部１５ｃにガイドされること、また、前記Ｕ溝１５ｄに支持されることができればよく、例えば完全な円でなく欠円形となる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１７を回転可能に支持するための軸受２４と円筒形ボス２４ａとを一体成形してクリーニングフレーム１２ｃにねじ止め（図示せず）した例を示したが（図１１）、軸受２４とボス２４ａ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１２ｃに設けられたドラム軸７ｄに前記ドラムフランジ２５が嵌合して（図１１参照）、また、前記クリーニングフレーム１２ｃに設けられた軸受２４の内面に前記カップリング凸軸１７が嵌合した状態で、前記感光ドラム７はプロセスカートリッジＢのクリーニングフレーム１２ｃ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１７、ドラム軸７ｄ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はクリーニングフレーム１２ｃ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はなく、感光体ドラム７は軸方向に移動できなくても構わない（後述の感光体ドラムの軸方向の位置決め参照）。

一方、画像形成装置本体１３には本体側軸継手装置が設けてある。この本体側軸継手装置は、プロセスカートリッジＢ側軸継手部材と嵌合して回転した状態で感光体ドラムの軸線と一直線上で回転軸線が一致する位置にカップリング凹軸１８（円柱形状）が配設してある（図１１、図２０参照）。このカップリング凹軸１８は図１１、図１８に示すように、モータ３０の駆動力を感光体ドラム７へ伝える大ギア３４と一体になっている。そして、このカップリング凹軸１８は、大ギア３４の回転中心であって、大ギア３４の側端から突出して設けられている（図１９、図２０参照）。本実施の形態では、前記大ギア３４とカップリング凹軸１８は一体成型で形成してある。

前記装置本体１３に設けられた大ギア３４は、はす歯ギアによって構成されている。そこで、このはす歯ギアは図１１、図１８に示すモータ３０の軸３０ａに固設されたはす歯の小ギア２０から駆動力が伝達されたときに、カップリング凹軸１８を凸軸１７方向へ移動させる推力を発生させるような傾斜方向と角度の歯を有している。これにより、画像形成に際してモータ３０を駆動すると、前記推力によってもカップリング凹軸１８が凸軸１７方向へ移動して凹部１８ａと凸部１７ａとが係合するのを助勢する。前記凹部１８ａは前記カップリング凹軸１８の先端であって、前記カップリング凹軸１８の回転中心に設けられている。

尚、この実施の形態ではモータ軸３０ａに固設した小ギア２０から大ギア３４へ直接駆動力を伝達しているが、ギア列を用いて減速及び駆動伝達を行う、或いはベルトとプーリ、摩擦ローラ対、タイミングベルトとプーリ等を用いても良い。

｛開閉カバーと軸継手の連動装置｝
次に、開閉カバー１４の閉鎖動作に連動して凹部１８ａと凸部１７ａを嵌合させる構成について図２１乃至図２３を参照して説明する。

図２３に示すように装置本体１３に設けられた側板４０と大ギア３４を間にして側板３９が固設されており、これらの側板３９，４０に大ギア３４の中心に一体に設けたカップリング凹軸１８が回転自在に支持されている。大ギア３４と側板４０間には、外カム３５と内カム３６が密に間挿されている。内カム３６は側板４０に固定されていて、外カム３５はカップリング凹軸１８に回転自在に嵌合している。外カム３５と内カム３６の軸方向の対向面はカム面であり、このカム面はカップリング凹軸１８を中心とする互いに接するねじ面となっている。大ギア３４と側板３９との間に圧縮コイルばね３８が圧縮してカップリング凹軸１８に挿入されている。

図２１に示すように外カム３５の外周から半径方向にアーム３５ａが設けられ、このアーム３５ａの先端と、開閉カバー１４の軸１４ａから、開閉カバー１４を閉めた状態で図２１において左斜め下方へ向って半径方向の開閉カバー１４の開放側の端とは反対側の位置と、をピン３７ａ，３７ｂで、一つのリンク３７の両端に夫々結合してある。

図２２は図２１を右方向からみた図である。開閉カバー１４が閉じているときはリンク３７、外カム３５等は図示の位置にあり、カップリング凸部１７ａ及び凹部１８ａが嵌合して大ギア３４の駆動力が感光体ドラム７へ駆動伝達可能の状態にある。そして、開閉カバー１４を開くとピン３７ａは軸１４ａを中心に回動して上昇し、リンク３７を介してアーム３５ａが引き上げられ外カム３５が回転し、外カム３５と内カム３６との対向カム面が摺動して大ギア３４が感光体ドラム７より離れる方向へ移動する。その際、大ギア３４が外カム３５に押されて、側板３９と大ギア３４との間に取り付けられた圧縮コイルバネ３８を押しつつ移動し、図２３に示すようにカップリング凹部１８ａがカップリング凸部１７ａから離れて、軸継手の結合が解除されプロセスカートリッジＢが着脱可能な状態になる。

逆に開閉カバー１４を閉じると、開閉カバー１４とリンク３７を結合しているピン３７ａは軸１４ａを中心に回転して下る。そして、リンク３７は下方へ移動してアーム３５ａを押し下げ、外カム３５が逆に回転し、圧縮コイルばね３８に押される。これにより、図２３から大ギア３４が左行して図２２の位置に到達し大ギア３４が再び図２２の位置にセットされカップリング凹部１８ａがカップリング凸部１７ａに嵌合し、駆動伝達可能な状態に戻る。このような構成をとることにより、プロセスカートリッジＢを開閉カバー１４の開閉に応じて着脱及び駆動可能な状態にすることが可能になる。尚、開閉カバー１４を閉じることによって外カム３５が逆に回転し大ギア３４が図２３から左行して、カップリング凹軸１８とカップリング凸軸１７の端面が当たってカップリング凸部１７ａとカップリング凹部１８ａが噛合わなくても後述のように画像形成装置Ａの始動後すぐ噛合う。

このように、本実施の形態１ではプロセスカートリッジＢを装置本体１３に着脱する際には、開閉カバー１４を開放する。そして、この開閉カバー１４の開閉に連動して、カップリング凹部１８ａが水平方向（矢印ｊ方向）に移動する。そこで、プロセスカートリッジＢを装置本体１３に着脱する際には、プロセスカートリッジＢと装置本体１３の凸部１７ａ、凹部１８ａは連結することはない。また、連結してはいない。従って装置本体１３に対するプロセスカートリッジＢの着脱を円滑に行うことができる。また、本実施の形態１ではカップリング凹部１８ａが圧縮コイルばね３８によって大ギア３４が押されることにより、プロセスカートリッジＢの方向へ押圧されている。そこで、カップリング凸部１７ａと凹部１８ａとが噛み合う際に、カップリング凸部１７ａと凹部１８ａがぶつかってうまく噛み合わなかったとしても、プロセスカートリッジＢを装置本体１３へ装着後初めてモータ３０が回転し、これによってカップリング凹部１８ａが回転することによって両者は瞬時に噛み合う。

｛カップリング凸軸と凹軸｝
次に前記軸継手の嵌合部である凸部１７ａと凹部１８ａの作用について説明する。

尚、装置本体１３に設けたカップリング凹軸１８は前述したように軸方向には移動可能であるが、半径方向（ラジアル方向）には移動しないように支持されている。一方、プロセスカートリッジＢは感光体ドラム７の半径方向（ラジアル方向）に移動可能に装置本体１３に装着されている。

即ち、プロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着すると感光体ドラム７の長手方向他端側に取り付けたドラムフランジ２５を支持するドラム軸７ｄ（図１１参照）と同軸心の円筒形ガイド９ａＬが装置本体１３の受け部分のＵ溝１５ｂ（図９参照）に入り込んで隙間なく嵌合して位置決めされ、且つドラムフランジ２５と一体的に成形した平歯ギア２５ｂが転写ローラ４に駆動力を伝達するギア（図示せず）と噛合う。一方、感光体ドラム７の長手方向一端側（駆動側）は、クリーニングフレーム１２ｃに設けたボス２４ａが装置本体１３に設けたＵ溝１５ｄに支持される。

開閉カバー１４が閉じられことにより、カップリング凹軸１８がカップリング凸軸１７方向に移動し、凸部１７ａと凹部１８ａの位相が合っておれば、凸部１７ａに対して凹部１８ａが軸方向に進入して嵌合する。この際凹部１８ａと凸部１７ａの位相が合わないとカップリング凸軸１７の端面１７ａ２がカップリング凹軸１８の先端面に当り、圧縮コイルばね３８のばね力で押圧される。

次いで、駆動側軸継手部材は次のように作動する。

本体駆動モータ３０が回転すると、凸部１７ａと凹部１８ａの位相があった時点（本実施の形態では１２０°毎に両者の位相が合う）で、カップリング凹軸１８は圧縮コイルばね３８のばね力で前進して凸部１７ａと凹部１８ａ両者が嵌合し、装置本体１３からプロセスカートリッジＢに回転力が伝達される。

この軸継手の結合に際し、凸部１７ａが凹部１８ａに入り込むときは、図２４（ａ）に示すように、両者のサイズに差があり、即ち凹部１８ａの断面が略正三角形の穴が凸部１７ａよりも大きいため、隙間を有した状態でスムーズに入り込む。このように、カップリング凸軸１７とカップリング凹軸１８の静的位置決め精度はラフな状態でよい。

尚、本実施の形態では、前述円筒形ボス２４ａの突出量を前記凸部１７ａの突出量よりも大きくしてある（図１１参照）。そこで、前記凸部１７ａと凹部１８ａとが嵌合する際に、前記円筒形ボス２４ａの内面が前記カップリング凹軸１８の外周面と嵌合して、前記両者が係合する際のガイドの役目を果たす。

そして、画像形成時に凸部１７ａが凹部１８ａに入り込んだ状態でカップリング凹軸１８が回転すると、図２４（ｂ）に示すように、凹部１８ａの入口の縁１８ａ１と凸部１７ａの当接部１７ａ１とが当接して駆動力が伝達される。そしてこの時、凹部１８ａの入口の縁１８ａ１と凸部１７ａの当接部１７ａ１とが等しく当接するように、カップリング凸軸１７が瞬時に移動する（図２４（ａ）に示す状態から図２４（ｂ）に示す状態となる）。そして、各当接部１７ａ１の位置関係と凹部１８ａとは略正三角形の形状であるので、当接力がほぼ均一となった状態で、カップリング凸軸１７と凹軸１８との軸芯は合致する。即ち、凸部１７ａが凹部１８ａに入り込んだ状態では、凸部１７ａの中心Ｘ１と凹部１８ａの中心Ｘ２は位置がずれている（図２４（ａ））。そして、凹部１８ａが回転を始めて凸部１７ａの３点の当接部１７ａ１と当接すると前記中心Ｘ１，Ｘ２は実質的に合致する（図２４（ｂ）参照）。

以上のような構成により、モータ３０の駆動時にはカップリング凸軸１７及び凹軸１８が自動的に実質的に調芯が行われる。さらに、感光体ドラム７に駆動力が伝わることによりプロセスカートリッジＢに回転力が生まれる。そしてこの回転力によりプロセスカートリッジＢのクリーニングフレーム１２ｃの上面で設けられたつき当て部９ｊ（図４、図７参照）が画像形成装置本体１３に固設されたつき当て部２６（図９，図１０参照）に突き当たり、画像形成装置本体１３に対するプロセスカートリッジＢの位置が決まる。

また、非駆動時（非画像形成時）には、凸部１７ａと凹部１８ａとの半径方向（ラジアル方向）に隙間が設けられるので、軸継手同士の係脱や画像形成装置本体１３に対するプロセスカートリッジＢの着脱が容易になる。また、駆動時には前述の軸継手の係合部分での当接力が安定するので、この部分でのガタつきや振動を押さえることができる。

尚、本実施の形態ではカップリング凹部の形状を略正三角形としたが、凹部を略正多角形形状とし、凸部が凹部形状に対応した当接点を持つ形状であれば同様の効果が得られることは言うまでもない。また、略正多角形形状であれば位置決めをより一層正確に行うことができるが、これに限定されずに調芯される当接点を持つ形状であれば、例えば多角形形状であってもよい。

さらに、カップリング凸部と凹部を比較すると、形状的には凸部が傷つきやすく、強度的にも劣る。このため、本実施の形態においては、交換可能なプロセスカートリッジＢにカップリング凸部を設け、より高耐久性が要求される画像形成装置本体１３にカップリング凹部を設けてある。

ここで、前述した実施の形態１をプロセスカートリッジＢを例に挙げてまとめると次の通りである。本実施の形態のプロセスカートリッジＢは、モータ３０と、前記モータ３０からの駆動力の伝達を受けるための装置本体の大ギア３４と、前記装置本体の大ギア３４の中心部に設けられた、前記装置本体の大ギア３４と一体に回転する空間が多角柱の穴である凹部１８ａと、を有して、記録媒体２に画像を形成する電子写真画像形成装置Ａの装置本体１３に着脱可能である。そして、本実施の形態１のプロセスカートリッジＢは、電子写真感光体ドラム７と前記電子写真感光体ドラム７に作用するプロセス手段（帯電ローラ８、現像ローラ１０ｄ、クリーニングブレード１１ａ）と、前記電子写真感光体ドラム７の長手方向の一端に設けられ、前記多角柱の穴である凹部１８ａと嵌合し、その内面に当接する突起である凸部１７ａと、ここで前記プロセスカートリッジＢが装置本体１３に装着された際に、前記突起である凸部１７ａが前記空間が多角柱の穴である凹部１８ａと嵌合した状態で前記装置本体の大ギア３４が回転すると、前記カップリング凸軸１７と前記凹軸１８との軸芯が実質的に一致した状態で、前記装置本体１３の大ギア３４の回転力を前記電子写真感光体ドラム７に伝達する。

また、前記凸部１７ａは、前記感光体ドラム７の回転中心から前記感光体ドラム７の長手方向外側へ突出したカップリング凸軸１７の先端部分に突出して設けられている。ここで、前記カップリング凸軸１７は前記感光体ドラム７をクリーニングフレーム１２ｃに回転可能に支持するためのものである。

また、前記カップリング凸軸１７は、はす歯ギア１６ａの中心に設けられており、前記はす歯ギア１６ａの前記カップリング凸軸１７が設けられているのとは反対側には、前記電子写真感光体ドラム７の内面と嵌合するための嵌合部１６ｂが設けられている。ここで、前記凸部１７ａ、カップリング凸部１７、はす歯ギア１６ａ、及び嵌合部１６ｂは樹脂製の一体成形物である。

また、更に、前記凸部１７ａを囲んで設けられた円筒形のボス２４ａ、或いは前記凸部１７ａの一部に沿って設けられた円弧形状のボスが設けられている。ここで、前記ボス２４ａは前記凹部１８ａと凸部１７ａとを相対的に移動させて嵌合させる際の円筒形ガイド９ａＲとなる。

ここで実施例について述べる。前記装置本体１３の大ギア３４のモジュールは約０．４〜０．７である。また、前記装置本体１３の大ギア３４の歯元円径は約３０ｍｍ〜１５０ｍｍ、また、前記装置本体１３の大ギア３４の歯数は約４０〜４００歯である。これら各数値は装置本体１３のスペース、所望する画像形成装置の品質を考慮して適宜選択すればよい。また、この数値範囲に限定されるものではない。因みに本実施の形態では、大ギア３４のモジュールは０．５、歯元円径は約１００ｍｍ、歯数は２００歯である。

またここで、プロセスカートリッジＢの画像形成時（駆動伝達時）の装置本体１３に対する位置決めをまとめると、次の通りである。

先ず、プロセスカートリッジＢは、装着された時点で装置本体１３のカートリッジ装着部にカートリッジ枠体が嵌合して長手方向に位置決めされる。そして軸に直角方向では、円筒形ガイド９ａＬがＵ溝１５ｂにぴったり嵌合して位置決めされる。一方、ボス２４ａは受け部のＵ溝１５ｂに単に支持されている。そして画像形成時（駆動伝達時）には、プロセスカートリッジＢは前記凸部１７ａが装置本体１３に設けられた凹部１８ａに嵌合した状態で、軸心が一致するように位置決めされる。この際、ボス２４ａはＵ溝１５ｄから離れる。即ち、装置本体の開閉カバー１４を閉じると、カップリング凹軸１８が凸軸１７方向に移動し、本体モータ３０が回転すると凸部１７ａと凹部１８ａが噛み合って軸心が一致し、軸直角方向には、プロセスカートリッジＢは感光体ドラム７の長手方向一端側をＵ溝１５ｄによって、他端側を回転している凹部１８ａによって位置決めされる。ここで本実施例では組立公差を考慮して感光体ドラム７はその長手方向に移動可能（約０．１ｍｍ〜１．０ｍｍ程度）に設けられている。このような感光体ドラム７が長手方向に移動可能に支持されている場合は前述したようにクリーニングフレーム１２ｃに対して軸方向の位置が決定される。また、組立公差を考慮して、本体内側板（装着ガイド部１５ａ，１５ｃ）に対して移動可能に（約０．１ｍｍ〜３ｍｍ程度）に装着されたプロセスカートリッジＢが感光体ドラム７のラジアル方向へ移動する。

また、画像形成時にプロセスカートリッジＢは、感光体ドラム７の回転方向へ回転力を受けるが、この回転力によってプロセスカートリッジＢのつき当て部９ｊが装置本体１３に設けたつき当て部となっている固設部材２６に当接する。

従って、プロセスカートリッジＢは、画像形成時には感光体ドラム７の長手方向及びラジアル方向を装置本体１３に位置決めされる。

〔他の実施の形態〕
前述の実施の形態１においては、カップリング凸軸１７の凸部１７ａとカップリング凹軸１８の凹部１８ａの形状を略正三角柱としたが、これに限定されることはない。例えば凹部１８ａは奇数辺を有する多角形断面であり、凸部１７ａが同数の偏位を有する等幅ひずみ円（いわゆるおむすび）であってもよく、また、凸部１７ａを多角柱の稜線を持ち稜線間が中心へ向って凹形、例ば断面円形の溝状としても良い。

また、前述の実施の形態においては、感光体ドラム７のドラムフランジ１６とカップリング凸軸１７とを一体としたが、カップリング凸軸１７を別に成形し組合わせて使用しても構わない。

次に凸部１７ａの他の形状の具体例を述べる。

図２５は凸軸１７端部に略三角錐の凸部１７ａを設けたものである。この場合、駆動力を伝達する際には、凹部１８ａの入口は略三角形であるから凸部１７ａの根本を前記穴の入口の角に当接できる。尚、凸部１７ａは、凹部１８ａの斜面に当接しない。

図２６は凸軸１７の端部に先端が略三角錐１７ａ７の略三角柱１７ａ８の凸部１７ａを設けたものである。本実施の形態は、凹部１８ａの入口の角に略三角柱１７ａ８の部分が当接する。そして三角錐１７ａ７の部分は凹部１８ａの斜面に当接しない。

図２７は凸部１７ａを略三角柱としその稜線をＲ形状の面取り形状としてある。

更にカップリング凸軸１７の凸部１７ａ及びカップリング凹軸１８の凹部１８ａの他の形状について図２９を参照して説明する。

本実施の形態における凸部１７ａの形状は、直線の四角柱であり、前記凸部１７ａと嵌合する凹部１８ａは、凹部空間がねじれた四角柱の穴である（図２９）。また、ねじれの方向としては、凹部１８ａは感光体ドラム７側から装置本体１３の外に向かって見て回転方向と逆の方向にねじれている。そして、凸部１７ａと装置本体１３に設けられた凹部１８ａとが嵌合して凹部１８ａの回転力が凸部１７ａに伝達される際に、凸部１７ａの根本と凹部１８ａの入口の角とが当接するので安定して駆動力が伝達される。

また、本実施の形態においては、凸部１７ａを四角柱とし凹部１８ａの形状をねじれた四角穴としたがこれに限定されることはなく、他の多角柱形状であっても構わない。

尚、上述した各実施の形態において、凹部１８ａ、即ち、穴のねじれ方向は穴の入口から奥に向ってギアの回転方向と逆方向にねじれ込んで行く方向である。

また穴のねじれ量は、軸線長さ１ｍｍに対して回転方向で１°〜１５°の割り合いである。

本実施の形態では、穴の深さは約４ｍｍであって、約３０°ねじれている。

以上説明した各実施の形態によれば、凸部１７ａはねじれていない。そこで凹軸１８から駆動力を伝達される際に、前記凸部１７ａは穴１８ａの入口で当接する。そして、凸部１７ａは穴１８の斜面には当接しない。そこで、ねじれていない凸部１７ａが前記ねじれた穴１８ａと嵌合して、前記穴１８ａが回転をする。

すると前記凸部１７ａはその根元の部分でもって前記穴１８ａの入口部分と接触し、穴１８ａに対する位置が定まる。この根元の部分は他の部分と比較して強度が強いので、凸部１７ａは変形することがない。また、凸部１７ａの角部付近及び／又は穴１８ａの入口の角部が僅かに局所的に変形して、前記角部付近が穴の内面にくい込む。したがって、前記凹部と穴の結合がより強固になる。尚、両者をプラスチック材で成形した場合にはこの効果は明らかである。

電子写真画像形成装置の縦断面図である。 図１に示した装置の外観斜視図である。 プロセスカートリッジの縦断面図である。 図３に示したプロセスカートリッジの右側上方から見た外観斜視図である。 図３に示したプロセスカートリッジの右側面図である。 図３に示したプロセスカートリッジの左側面図である。 図３に示したプロセスカートリッジの左側上方から見た外観斜視図である。 図３に示したプロセスカートリッジの左下側を示すための外観斜視図である。 装置本体に設けたプロセスカートリッジの装着部の外観斜視図である。 装置本体に設けたプロセスカートリッジの装着部の外観斜視図である。 電子写真感光体ドラム及びその駆動装置の縦断面図である。 クリーニングユニットの斜視図である。 現像ユニットの斜視図である。 本発明の実施の形態１に係るドラムフランジ（駆動力伝達部品）の斜視図である。 本発明の実施の形態１に係る電子写真感光体ドラムの斜視図である。 本発明の実施の形態１に用いられるプロセスカートリッジ側軸継手部斜視図である。 本発明の実施の形態１に用いられる電子写真画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの軸継手を示す斜視図である。 本発明の実施の形態１に用いられる電子写真画像形成装置本体の駆動系を示す側断面図である。 本発明の実施の形態１に用いられる装置本体に設けられた軸継手部材とプロセスカートリッジに設けられた軸継手部材の斜視図である。 本発明の実施の形態１に用いられる装置本体に設けられた軸継手部材とプロセスカートリッジに設けられたカップリングの斜視図である。 本発明の実施の形態１に用いられる装置本体のカバーとカップリング部の構成を表す縦断面図である。 本発明の実施の形態１に用いられる装置本体のプロセスカートリッジ駆動時のカップリング凹軸周りの構成を表す側面図である。 本発明の実施の形態１に用いられる装置本体のプロセスカートリッジ着脱時のカップリング凹軸周りの構成を表す側面図である。 （ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態１に用いられるカップリング凸部と凹部の軸直角断面図である。 カップリング凸部の他の実施の形態の斜視図である。 カップリング凸部の他の実施の形態の斜視図である。 カップリング凸部の他の実施の形態の斜視図である。 プロセスカートリッジと装置本体の軸継手の結合状態を示す断面図である。 カップリング凸部の他の実施の形態の斜視図である。

符号の説明

Ａ 電子写真画像形成装置（レーザービームプリンタ）
Ｂ プロセスカートリッジ
Ｘ１，Ｘ２ 回転中心
７ 電子写真感光体ドラム
７ａ ドラムシリンダ
７ａ２ 拡径部
７ｂ 感光層
７ｄ ドラム軸
７ｅ 拡径部
７ｆ 端面
８ 帯電ローラ
１０ 現像手段
１０ｄ 現像ローラ
１１ クリーニング手段
１１ａ クリーニングブレード
１２ａ トナーフレーム
１２ｂ 現像フレーム
１２ｃ クリーニングフレーム
１３ 装置本体
１６ ドラムフランジ
１７ カップリング凸軸
１７ａ 凸部（連結突部）
１７ａ１ 当接部
１７ａ２ 凸部端面
１７ａ７ 三角錐
１７ａ８ 三角柱
１８ カップリング凹軸
１８ａ 凹部（連結穴）
１８ａ１ 縁
１８ａ２ 底面
２１ 凹部
２５ ドラムフランジ
２５ａ ドラム軸
２９ フランジ
３０ モータ
３４ 大ギア（装置本体側ギア）

Claims (11)

1. モータと、前記モータからの駆動力を受けて回転する装置本体側ギアと、前記装置本体側ギアの回転中心に設けられたねじれた連結穴と、を有する電子写真画像形成装置本体に取り外し可能に装着される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おいて、
   周面に感光層が被覆されているドラムシリンダと、
   前記ドラムシリンダの一端に設けられ、前記電子写真感光体ドラムをフレームに回転可能に支持するためのドラム軸と、
   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、前記ねじれた連結穴と嵌合するねじれていない連結突部であって、前記ドラム軸の端面に設けられたねじれていない連結突部と、
   を有しており、
   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、前記装置本体側ギアが回転することによって、前記連結突部の先端よりも前記ドラム軸に近い部分が前記連結穴の入り口部分に当接した状態で、前記装置本体側ギアの駆動力が前記ねじれた連結穴と前記ねじれていない連結突部とを介して前記装置本体から前記電子写真感光体ドラムに伝達されて、前記電子写真感光体ドラムが回転するように構成したことを特徴とする電子写真感光体ドラム。
2. 前記連結穴の形状は断面が多角形、及び、前記連結突部の形状は多角柱であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体ドラム。
3. 前記多角形は略三角形、及び、前記多角柱は略三角柱であることを特徴とする請求項２に記載の電子写真感光体ドラム。
4. 前記略三角柱は面取りされていることを特徴とする請求項３に記載の電子写真感光体ドラム。
5. 前記多角形は略正三角形、及び、前記多角柱は略正三角柱であることを特徴とする請求項２に記載の電子写真感光体ドラム。
6. 前記連結穴の形状は断面が略正三角形であり、前記連結突部の先端よりも前記ドラム軸に近い部分と前記連結穴の入り口部分とは、３箇所で当接することを特徴とする請求項１に記載の電子写真感光体ドラム。
7. モータと、前記モータからの駆動力を受けて回転する装置本体側ギアと、前記装置本体側ギアの回転中心に設けられたねじれた連結穴であって、断面が略三角形の連結穴と、を有する電子写真画像形成装置本体に取り外し可能に装着される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おいて、
   周面に感光層が被覆されているドラムシリンダと、
   前記ドラムシリンダの一端に設けられ、前記電子写真感光体ドラムをフレームに回転可能に支持するためのドラム軸と、
   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、前記ねじれた連結穴と嵌合するねじれていない連結突部であって、前記ドラム軸の端面に設けられたねじれていない連結突部と、
   を有しており、
   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、前記装置本体側ギアが回転することによって、前記連結突部の先端よりも前記ドラム軸に近い部分と前記連結穴の入り口部分とは、３箇所で当接した状態で、前記装置本体側ギアの駆動力が前記ねじれた連結穴と前記ねじれていない連結突部とを介して前記装置本体から前記電子写真感光体ドラムに伝達されて、前記電子写真感光体ドラムが回転するように構成したことを特徴とする電子写真感光体ドラム。
8. 前記連結突部の形状は多角柱であることを特徴とする請求項７に記載の電子写真感光体ドラム。
9. 前記多角柱は略三角柱であることを特徴とする請求項８に記載の電子写真感光体ドラム。
10. 前記略三角柱は面取りされていることを特徴とする請求項９に記載の電子写真感光体ドラム。
11. 前記略三角形は略正三角形、及び、前記連結突部は略正三角柱であることを特徴とする請求項７に記載の電子写真感光体ドラム。

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