JP4739446B2 - プロセスカートリッジ - Google Patents

Description

本発明は、電子写真画像形成装置に用いるプロセスカートリッジに関するものである。

ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体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。

また、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本体に対して着脱可能とするものである。および、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。

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いる。そして、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に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頼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できる。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。

電子写真画像形成装置では、レーザー、ＬＥＤあるいはランプなどの画像情報に対応した光を電子写真感光体ドラム（以下、感光体ドラムと言う）に照射する。これによって、感光体ドラムに静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像装置により現像する。さらに、感光体ドラムに形成された現像像を記録媒体へ転写する。これによって、記録媒体に画像を形成している。

特許文献１には、複数のプロセスカートリッジを一列に並べたインライン型のカラー電子写真画像形成装置が記載されている。ここでプロセスカートリッジ４０は、感光体ドラム４４を有するドラムユニット４１と、現像ローラ６８を有する現像ユニット４２とが揺動中心４３によって回転可能に結合している。そして、感光体ドラム４４には、感光体ドラム４４の軸線方向の端部にカートリッジカップリング６０が設けられている。そして、プロセスカートリッジ４０が装置本体に装着された際に、カートリッジカップリング６０が、装置本体に設けられた本体カップリング６１と係合して駆動力が伝達される。また、現像ローラ６８には、現像ユニット４２の揺動中心４３に設けられた現像駆動力伝達部材としての入力ギア６４からアイドラギア６５、６６を介して駆動力が伝達される。ここで、入力ギア６４は、プロセスカートリッジ４０が装置本体に装着された際に、装置本体に設けられたギア６７と噛み合って駆動力を受ける。即ち、装置本体からの感光体ドラム４４、現像ローラ６８への駆動伝達を独立しておこなわれる。

特開２００１−２５５８０６号公報（第９−１１頁、第７図−１４図）

しかし、近年より更なるプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の小型化、画像品質の向上が求められている。従来例においては、入力ギアは現像ユニットが揺動しても位置の変わることの無い揺動中心に設けられている。したがって、入力ギアから現像ローラはアドラギアを介して駆動伝達しており、そのためのスペースをプロセスカートリッジに設ける必要がある。また、現像ローラの回転精度は、入力ギア、アイドラギア、本体ギアのかみ合いによる影響を受けることになる。

本発明は、前述した従来技術を更に発展させたものである。

本発明の目的は、感光体ドラムへの駆動入力とは独立して、装置本体から軸継手部材を介して現像ローラに直接駆動回転力を入力する構成の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の小型化を図ったものである。

また、本発明の他の目的は、現像ローラの回転精度を向上させ、画像品質の向上を図ったものである。

上記課題を解決するために、本発明に係るプロセスカートリッジの代表的な構成は、本体ドラムカップリングと、本体現像カップリングと、本体位置決め部と、を有する電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、感光ドラムと、前記感光ドラムを回転可能に支持する軸受部と、前記軸受部に設けられ、前記本体位置決め部との当接により前記プロセスカートリッジの位置決めを行う位置決め部と、前記感光ドラムを回転させるための駆動力を受けるべく前記本体ドラムカップリングと係合可能なドラムカップリングと、前記感光ドラムに形成された静電潜像を現像する現像ローラと、前記現像ローラを回転させるための駆動力を受けるべく前記本体現像カップリングと係合可能な係合部を有し、前記係合部が前記現像ローラの軸線と交差する方向へ移動するのを許容するとともに前記係合部の軸線と前記現像ローラの軸線のズレを許容しながら前記現像ローラへの駆動伝達を行うことが可能な現像カップリングと、前記係合部とともに前記現像ローラの軸線と交差する方向へ移動可能となるように前記係合部を回転可能に保持する保持部と、前記保持部を前記現像ローラの軸線と交差する方向へ付勢する付勢部と、前記軸受部に設けられ、前記係合部の軸線が前記現像ローラの軸線よりも前記感光ドラムの軸線に近付いた状態となるように、前記付勢部により付勢された前記保持部が突き当たる突き当て部と、を有することを特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、係合部及び第二の本体駆動伝達部材に係合の為の大きなガイドを設けず、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の小型化を実現できる。さらに、スムーズに軸継手部材の係合部と第二の本体駆動伝達部材とが係合して、プロセスカートリッジの装着性を向上させることができる。

また、現像ローラの回転精度を向上させることができ、画像品質の向上をさせることができる。

第１実施形態における本発明の実施形態に係るカラー電子写真画像形成装置の全体構成図である。 第１実施形態におけるプロセスカートリッジの断面説明図である。 第１実施形態におけるプロセスカートリッジの外観斜視図である。 第１実施形態における現像ユニットの斜視図である。 第１実施形態におけるプロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着動作を説明する模式図である。 第１実施形態におけるプロセスカートリッジが画像形成装置本体に位置決めされた斜視図である。 第１実施形態における現像ローラの支持構成を説明する図である。 第１実施形態における軸継手部材の分解説明図である。 第１実施形態における軸継手部材の断面説明図である。 第１実施形態における現像ユニット状態の軸継手部材の斜視図である。 第１実施形態における画像形成装置の第一の本体駆動伝達部材と、第二の本体駆動伝達部材を説明する斜視図である。 第１実施形態におけるプロセスカートリッジの装着前の軸継手部材の動作を説明する側面図である。 第１実施形態におけるプロセスカートリッジの装着前の軸継手部材の動作を説明する模式図である。 第１実施形態におけるプロセスカートリッジの装着後の軸継手部材の動作を説明する側面図である。 第１実施形態におけるプロセスカートリッジの装着後の軸継手部材の動作を説明する模式図である。 第２実施形態における軸継手部材の位置決めを説明する側面図である。 第３実施形態における軸継手部材を説明する斜視図である。 第３実施形態における軸継手部材の動作を説明する図である。 第４実施形態における軸継手部材の動作を説明する図である。 第４実施形態における軸継手部材の動作を説明する図である。 第４実施形態における軸継手部材の動作を説明する図である。

以下、図面を参照して、本発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、以下の実施形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものである。従って、特に特定的な記載がない限りは、本発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

〔第１実施形態〕
本発明に係るプロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置の実施形態について、図１〜図１５を用いて説明する。図１は本実施形態に係るカラー電子写真画像形成装置の全体構成図である。

（画像形成装置の全体構成）
まず電子写真画像形成装置（以下、画像形成装置という。）１００の全体構成について、図１を用いて説明する。図１に示すように、着脱可能な４個のプロセスカートリッジ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）が装着部材（不図示）によって装着されている。図１において、プロセスカートリッジ７は、装置本体１００Ａ内に水平方向に対して傾斜して併設されている。

各プロセスカートリッジ７には、電子写真感光体ドラム（以下、感光体ドラム又は感光ドラムという）１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）と、感光体ドラム１の周囲に帯電ローラ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）と、現像ローラ２５（２５ａ，２５ｂ，２５ｃ，２５ｄ）と、クリーニング部材６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等のプロセス手段が一体的に配置されている。帯電ローラ２は、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させるものであり、現像ローラ２５は、感光体ドラム１に形成した潜像をトナーによって現像して可視像化するものである。そして、クリーニング部材６は、感光体ドラム１に形成した現像剤像を記録媒体に転写した後に、感光体ドラム１に残留したトナーを除去するものである。

また、プロセスカートリッジ７の下方には画像情報に基づいて感光体ドラム１に選択的な露光を行い、感光体ドラム１に潜像を形成するためのスキャナユニット３が設けられている。

装置本体１００Ａの下部には記録媒体Ｓを収納したカセット１７が装着されている。そして、記録媒体Ｓが２次転写ローラ７０、定着部７４を通過して装置本体１００Ａの上方へ搬送されるように記録媒体搬送手段が設けられている。すなわち、カセット１７内の記録媒体Ｓを１枚ずつ分離給送する給送ローラ５４、給送された記録媒体Ｓを搬送する搬送ローラ対７６、感光体ドラム１に形成される潜像と記録媒体Ｓとの同期を取るためのレジストローラ対５５が設けられている。また、プロセスカートリッジ７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）の上方には各感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）上に形成したトナー画像を転写させるための中間転写手段としての中間転写ユニット５が設けられている。中間転写ユニット５には駆動ローラ５６、従動ローラ５７、各色の感光体ドラム１に対向する位置に１次転写ローラ５８（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ）、２次転写ローラ７０に対向する位置に対向ローラ５９を有し、転写ベルト９が掛け渡されている。そして、転写ベルト９はすべての感光体ドラム１に対向し、且つ接するように循環移動し、１次転写ローラ５８（５８ａ、５８ｂ、５８ｃ、５８ｄ）に電圧を印加することにより、感光体ドラム１から転写ベルト９上に一次転写を行う。そして、転写ベルト９内に配置された対向５９ローラと２次転写ローラ７０への電圧印加により、転写ベルト９のトナーを記録媒体Ｓに転写する。

画像形成に際しては、各感光体ドラム１を回転させ、帯電ローラ２によって一様に帯電させた感光体ドラム１にスキャナユニット３から選択的な露光を行う。これによって、感光体ドラム１に静電潜像を形成する。その潜像を現像ローラ２５によって現像する。これによって、各感光体ドラム１に各色現像剤像を形成する。この画像形成と同期して、レジストローラ対５５が、記録媒体Ｓを対向ローラ５９と２次転写ローラ７０とが転写ベルト９を介在させて当接している２次転写位置に搬送する。そして、２次転写ローラ７０へ転写バイアス電圧を印加することで、転写ベルト上の各色現像剤像を記録媒体Ｓに２次転写する。これによって、記録媒体Ｓにカラー画像を形成する。カラー画像が形成された記録媒体Ｓは、定着部７４によって加熱、加圧されて現像剤像が定着される。その後、記録媒体Ｓは、排出ローラ７２によって排出部７５に排出される。尚、定着部７４は、装置本体１００Ａの上部に配置されている。

（プロセスカートリッジ）
次に本発明を実施したプロセスカートリッジ７について、図２〜図４を用いて説明する。図２は現像剤（以後、トナーと言う）を収納したプロセスカートリッジ７の主断面である。尚、イエロー色のトナーを収納したカートリッジ７ａ、マゼンタ色のトナーを収納したカートリッジ７ｂ、シアン色のトナーを収納したカートリッジ７ｃ、ブラック色のトナーを収納したカートリッジ７ｄは同一構成である。

プロセスカートリッジ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）は、第一枠体としてのドラムユニット２６（２６ａ，２６ｂ，２６ｃ，２６ｄ）と、第二枠体としての現像ユニット４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）と、を有する。ドラムユニット２６は、感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）と、帯電ローラ２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、及びクリーニング部材６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）を備えている。そして、現像ユニット４は、現像ローラ２５を備えている。

ドラムユニット２６のクリーニング枠体２７には、感光体ドラム１がドラム前軸受１０、ドラム奥軸受１１（図３参照）を介して回転自在に取り付けられている。感光体ドラム１の端部には、ドラムカップリング１６とフランジ８５が設けられている。

感光体ドラム１の周上には、前述した通り帯電ローラ２、クリーニング部材６が配置されている。さらに、クリーニング部材６によって感光体ドラム１表面から除去された残留トナーは除去トナー室２７ａに落下する。そしてドラムユニット２６に駆動源である本体駆動モータ（不図示）の駆動回転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。帯電ローラ２は、帯電ローラ軸受２８を介し、クリーニング枠体２７に回転可能に取り付けられており、帯電ローラ加圧部材４６により感光体ドラム１に向かって加圧され、感光体ドラム１に従動回転する。

現像ユニット４は、感光体ドラム１と接触して矢印Ｂ方向に回転する現像ローラ２５と、現像ローラ２５を支持する現像枠体３１とから構成される。現像ローラ２５は、現像枠体３１の両側にそれぞれ取り付けられた現像前軸受１２、現像奥軸受１３を介して、回転自在に現像枠体３１に支持されている（図４参照）。また現像ローラ２５の周上には、現像ローラ２５に接触して矢印Ｃ方向に回転するトナー供給ローラ３４と現像ローラ２５上のトナー層を規制するための現像ブレード３５がそれぞれ配置されている。さらに現像枠体３１のトナー収容部３１ａには、収容されたトナーを撹拌するとともに前記トナー供給ローラ３４へトナーを搬送するためのトナー搬送部材３６が設けられている。

図３はプロセスカートリッジ７の外観斜視図である。ドラムユニット２６に対し現像ユニット４が回転自在に取り付けられている。現像ユニット４は、現像前軸受１２、現像奥軸受１３の吊り穴１２ａ、１３ａに、クリーニング枠体２７に圧入された前支持ピン１４、奥支持ピン１５が係合する。これによって現像ユニット４は、クリーニング枠体２７に対し、支持ピン１４、１５を回転軸として回転自在に支持されている（図２参照）。またクリーニング枠体２７には感光体ドラム１を回転自在に支持するドラム前軸受１０、ドラム奥軸受（軸受部）１１が設けられている。ドラム奥軸受１１には感光体ドラム１に結合されたドラムカップリング１６を支持している。またドラム前軸受１０はフランジ８５を支持している。ここでドラムカップリング１６は、感光体ドラム１に装置本体１００Ａからの駆動回転力（第一の駆動回転力）を伝達するためのドラムカップリング部材である。

また図４に示す現像ユニット４は、プロセスカートリッジ７の画像形成時においては、現像枠体３１に設けられた加圧バネ３８と、現像前軸受１２に設けられた引張りバネ３９によりドラムユニット２６に付勢される構成となっている。これらの加圧バネ３８、引張りバネ３９により現像前軸受１２、現像奥軸受１３の穴１２ａ、１３ａが回動中心となり、現像ローラ２５が感光体ドラム１に当接するための加圧力となる。

尚、感光体ドラム１と現像ローラ２５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は剛体とし、現像ローラ２５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。

次にプロセスカートリッジ７の画像形成に関する一連の動作を説明する（図１、図２参照）。画像情報が画像形成装置１００に送られると、本体駆動モータ（不図示）が回転を開始し、感光体ドラム１、現像ローラ２５、トナー供給ローラ３４、トナー搬送部材３６に駆動回転力が伝達される。そして帯電ローラ２に装置本体１００Ａから帯電バイアス電圧が印加され、感光体ドラム１の表面を一様に帯電させる。そして画像情報に応じ、スキャナユニット３から露光が行われ潜像画像が感光体ドラム１上に形成される。

そしてトナー収容部３１ａ内のトナーは、トナー搬送部材３６の回転によってトナー供給ローラ３４へ送り込まれる。そしてトナー供給ローラ３４が回転して、回転する現像ローラ２５の外周にトナーを供給する。供給されたトナーは現像ブレード３５により現像ローラ２５の外周に摩擦帯電される。そして現像ローラ２５に画像形成装置１００に設けられた電源部（不図示）から現像バイアス電圧を印加する。これにより、電子写真感光体ドラム１に形成された静電潜像を現像する。尚、現像ローラ２５は感光体ドラム１と対向して配置されている。そして、現像ローラ２５は、感光体ドラム１に接触して、感光体ドラム１に形成された静電潜像を現像する構成となっている。

（プロセスカートリッジの画像形成装置本体への装着機構）
次に本発明を実施したプロセスカートリッジ７を装置本体１００Ａ内へ装着する装着機構について図５を用いて説明する。

図５（ａ）はプロセスカートリッジ７の装置本体１００Ａ内への装着前の状態を説明する図である。図５（ａ）において、プロセスカートリッジ７は装置本体１００Ａの前側板８２に設けられた開口部８２ａより矢印Ｅ方向に装着される。その際に、プロセスカートリッジ７のクリーニング枠体２７に一体に設けられたガイド部２７ｂが、装置本体１００Ａに設けられた本体ガイド部材８１に乗せられた状態でガイドされながら装着される。本体ガイド部材８１は、プロセスカートリッジ７を取り外し可能に装着する為の装着部材である。

図５（ｂ）はプロセスカートリッジ７が装置本体１００Ａに装着が完了する途中の状態を説明する図である。装置本体１００Ａに設けられたガイド部材８１には、装着方向下流側に上方に傾斜した傾斜部８１ａが設けられている。またクリーニング枠体２７には、装着方向上流側端部に下方に傾斜した傾斜部２７ｃが設けられている。プロセスカートリッジ７が装置本体１００Ａに装着される際には、クリーニング枠体２７のガイド部２７ｂが傾斜部８１ａに乗り上がり、更に傾斜部２７ｃが本体ガイド部８１に乗り上がる。これによりプロセスカートリッジ７は中間転写ユニット５に近づく方向（上方向）に移動する。

図５（ｃ）はプロセスカートリッジが装置本体１００Ａに装着された状態を説明する図である。前述したプロセスカートリッジ７が中間転写ユニット５に近づく方向に移動した状態で更にプロセスカートリッジ７の装着を続けるとクリーニング枠体２７に一体に設けられた突き当て部２７ｄが、装置本体１００Ａの後側板８３に当接する。それによって、プロセスカートリッジ７の画像形成装置１００のへの装着が完了する。

この状態においてドラム奥軸受１１の被押圧部１１ａが奥側板８３に設けられた奥押圧部材９１と当接し、加圧バネ９２により上方に押し上げられる。そして、ドラム奥軸受１１の上部に設けられたカートリッジ位置決め部１１ｂが奥側板８３の本体位置決め部である突き当て部８３ａに当接し、プロセスカートリッジ７の奥側の装置本体１００Ａに対する位置が決まる。

またドラム前軸受１０の被引張り部１０ａが前側板８２に設けられた引張り部材９３と係合する。前側板８２に設けられた引張りバネ９４により、引張り部材９３が上方に持ち上げられ、これにより、被引張り部１０ａも上方に持ち上げられる。そして、ドラム前軸受１０のカートリッジ位置決め部である突き当て部１０ｂが本体前側板８２の本体位置決め部である位置決め部８２ｂに当接し、プロセスカートリッジ７の手前側の装置本体１００Ａに対して位置決めされる。

更に図６に示すように、突き当て部８３ａは、略Ｖ字形状になっておりドラム奥軸受１１の位置決め面１１ｂと当接する構成となっている。そして、ドラム前軸受１０は前側板８２に設けられた引張り部材９３がドラム前軸受１０の被引張り部１０ａに係合し、矢印Ｐ方向に引っ張られる構成となっている。また位置決めに関してはドラム奥軸受１１と同様に前側板８２に設けられた略Ｖ字形状のドラム位置決め部８２ｂに当接する構成となっている。そしてドラム前軸受１０とドラム奥軸受１１には装置本体１００Ａからの位置決めに必要な加圧力が矢印Ｐ，Ｒ方向に掛けられる。よってプロセスカートリッジ７の位置決めを行う感光体ドラム１を回転可能に支持するドラム前軸受１０とドラム奥軸受１１の装置本体１００Ａに対する位置決めを正確に行うことができる。またクリーニング枠体２７にはプロセスカートリッジ７の回転止めとなるボス２７ｇが側面に設けられており、ボス２７ｇが装置本体１００Ａに設けられた回転止め受け部材５１に嵌合する。そして、プロセスカートリッジ７が装置本体１００Ａで回転することを防止する。

尚、図６においては、前述の説明を分かりやすくする為、駆動側係合部２３は省略してある。

（プロセスカートリッジにおける現像ローラ支持と現像駆動力入力部の構成）
次に本発明を実施したプロセスカートリッジ７における現像駆動力入力部の構成及び現像ローラ２５の支持構成について図７から図１０を用いて説明する。図７は現像ローラ２５の支持部の長手方向一端側（奥側）を示した図である。図７において現像ローラ２５の現像ローラ軸２５ｊは、現像奥軸受１３の内周に回転可能に嵌合している。現像ローラ２５のゴムローラ部２５ｇと現像奥軸受１３の間には、現像ローラ２５の感光体ドラム１への当接量を規制するための規制コロ４７が現像ローラ軸２５ｊに回転可能に嵌合して設けられている。ここでは現像ローラ２５の長手方向一端側の支持構成について説明したが、長手方向他端側についても同様に軸受部材に軸受部が一体に設けられており現像ローラ軸２５ｊの他端側を回転可能に嵌合している。

また本実施形態では、現像駆動力入力部に軸継手部材（現像カップリング）であるオルダムカップリング２０を用いている。そして図８及び図９を用いてオルダムカップリング２０の構成について説明する。ここではオルダムカップリング２０の構成を説明するために現像奥軸受１３は不図示にしてある。

図８において、オルダムカップリング２０は、従動側係合部２１、中間係合部２２、駆動側係合部２３で構成されている。

ここで従動側係合部２１は現像ローラ軸２５ｊの端部に固定して取り付けられている。固定の方法としては、スプリングピンや並行ピンにより結合する方法や、図８に示したように、現像ローラ軸２５ｊの端面にカット部２５ｃを設け、従動側係合部２１側の穴も同様の形状にして嵌合させる方法がある。駆動側係合部２３の軸部２３ｂは係合部軸受部材（保持部）１９の穴１９ａに回転可能に保持されている。また駆動側係合部２３には、後述する装置本体１００Ａの第二の本体駆動伝達部材である本体現像カップリング５３（図１１参照）と係合する突起２３ｃ１〜２３ｃ４が一体に形成されている。このオルダムカップリング２０は、本体現像カップリング５３の軸線と現像ローラ２５の軸線とのズレを許容して装置本体１００Ａからの駆動回転力（第二の駆動回転力）を現像ローラ２５に伝達する。

図９においてオルダムカップリング２０の構成について断面図を用いて更に詳しく説明する。図９（ａ）は図８中矢印Ｈ方向に対し垂直に切った断面図、図９（ｂ）は図８中矢印Ｉ方向に対し垂直に切った断面図である。

図９（ａ）において、従動側係合部２１にはリブ２１ａが一体に設けられている。中間係合部２２には溝２２ａが設けられており、前記リブ２１ａと溝２２ａは図８矢印Ｈ方向に移動可能に嵌合している。

図９（ｂ）において、駆動側係合部２３にはリブ２３ａが一体に設けられている。中間係合部２２には溝２２ｂが設けられており、リブ２３ａと溝２２ｂは図８矢印Ｉ方向に移動可能に嵌合している。

図１０はプロセスカートリッジ７に設けられたカップリングの構成を示す図である。現像ユニット４に設けられたオルダムカップリング２０の駆動側係合部２３の端面には軸線方向に突出する突起２３ｃ１から２３ｃ３が形成されている。また本体現像カップリング５３との軸線（回転中心）を合わせるための芯決めボス２３ｃ４が、駆動側係合部２３の端面から軸線方向に突出している。感光体ドラム１の軸線方向の一端側には三角柱のドラムカップリング１６が設けられている。また係合部軸受部材１９のガイド部１９ｂは現像ユニット４に図示しないビス等により固定されたサイドカバー４８の溝４８ａに現像ローラ２５の軸線方向に対し、交差する方向に移動可能にガイドされる。すなわち、駆動側係合部２３は、現像ユニット４に対して前記交差する方向に移動可能となっている。

図１１が装置本体１００Ａに設けられたカップリングの構成を示す図である。図１１において感光体ドラム１に装置本体１００Ａの駆動を伝達するための第一の本体駆動伝達部材であるドラム駆動カップリング（本体ドラムカップリング）６６には断面が略三角形の穴６６ａが設けられている。また、現像ローラ２５に装置本体１００Ａから駆動回転力（第二の駆動回転力）を伝達するための第二の本体駆動伝達部材である本体現像カップリング５３には穴５３ａから５３ｃが設けられている。ドラム駆動カップリング６６は圧縮バネなどの押圧部材７７によりプロセスカートリッジ７の方向に付勢されている。そしてドラム駆動カップリング６６は感光体ドラム１の軸線方向に移動可能である。またプロセスカートリッジ７が装置本体１００Ａに装着された時にドラムカップリング１６とドラム駆動カップリング６６の穴６６ａの位相がずれて当接した場合にドラム駆動カップリング６６がドラムカップリング１６に押されて後退する。そして、ドラム駆動カップリング６６が回転することによって、ドラムカップリング１６と穴６６ａとは係合し、感光体ドラム１に駆動回転力が伝達される。

また本体現像カップリング５３は、感光体ドラム１の軸線方向と平行な方向に向かって圧縮バネなどの押圧部材７３によりプロセスカートリッジ７に向かう方向に付勢されている。しかし、本体現像カップリング５３は、軸線方向と交差する方向にはガタなく、装置本体１００Ａに設けられている。即ち、本体現像カップリング５３は、駆動伝達のために回転する他は、前記軸線方向にのみ移動可能である。

プロセスカートリッジ７を装置本体１００Ａに進入させて、駆動側係合部２３と本体現像カップリング５３とが係合する際に、突起２３ｃ１〜２３ｃ３と穴５３ａ〜５３ｃと位相が合わない場合がある。この場合は、突起２３ｃ１〜２３ｃ３の先端が穴５３ａ〜５３ｃ以外の所に当接して、本体現像カップリング５３が、押圧部材７３の付勢力に抗して軸線方向に後退する。しかし、本体現像カップリング５３が回転し、突起２３ｃ１〜２３ｃ３と穴５３ａ〜５３ｃと位相が合うと、本体現像カップリング５３は押圧部材７３の付勢力で前進する。そして、突起２３ｃ１〜２３ｃ３と穴５３ａ〜５３ｃは係合し、係合部位置決め部である芯決めボス２３ｃ４と伝達部材位置決め部である芯決め穴５３ｅも嵌合し、駆動側係合部２３と本体現像カップリング５３の軸線（回転中心）が一致する。そして、本体現像カップリング５３が回転することによって、突起２３ｃ１〜２３ｃ３と穴５３ａ〜５３ｃとはそれぞれ係合し、現像ローラ２５に駆動回転力（第二の駆動回転力）が伝達される。

ここでドラム駆動カップリング６６及び本体現像カップリング５３に対する駆動伝達は装置本体１００Ａ内に設けられたモータにより行われる。モータは各色のプロセスカートリッジにつき各１台のモータを用いる構成や、モータ１台で何色かのプロセスカートリッジに駆動を伝達する構成がある。

（プロセスカートリッジにおけるオルダムカップリングの動作）
次に図１２から図１５を用いてプロセスカートリッジ７におけるオルダムカップリングの動作について説明する。

図１２はプロセスカートリッジ７が画像形成装置１００本体に装着される前の状態を示した側面図であり、図１３は長手方向の断面図である。

前述した様にプロセスカートリッジ７が装置本体１００Ａに装着される前の状態においては、図１２に示すように現像ローラ２５と感光体ドラム１は当接した状態となっている。そしてサイドカバー４８内に設けられた捩りコイルバネである付勢部材（付勢部）１８の腕部１８ａが係合部軸受部材１９の係止部１９ｃに当接する。これによって、駆動側係合部２３は、現像ローラ２５の軸線方向に対して交差する方向（図１３中矢印Ｑ方向）に付勢される。そのため係合部軸受部材１９の当接部１９ｄはドラム奥軸受１１に設けられた保持部である当接部（突き当て部）１１ｃに当接し、係合部軸受部材１９の位置が決められる。即ち、駆動側係合部２３が一定の位置に位置決めされることになる。ここでドラム奥軸受１１の当接部１１ｃはＶ字形状をした感光体ドラム１の軸線と平行な２面で形成されている。この当接部１１ｃに係合部軸受部材１９を当接することで感光体ドラム１の軸線１ｃと平行に係合部軸受部材１９を保持できる。また、ドラム奥軸受１１には、位置決め部１１ｂが一体で設けられている。したがって、係合部軸受部材１９で回転自在に支持される駆動側係合部２３は、位置決め部１１ｂが位置決めされる装置本体１００Ａの後側板８３に対して精度良く位置決めされる。したがって、装置本体１００Ａに設けられた本体現像カップリング５３の軸線５３ｄに対しても精度良く位置決めできる。ここでオルダムカップリング２０の駆動側係合部２３は係合部軸受部材１９に回転可能に嵌合している。従って、この状態ではオルダムカップリング２０の駆動側係合部２３の軸線２３ｃ５は現像ローラ２５の軸線２５ｋとは距離ｄ３だけ離れているが非常に近い位置になっている。即ち、駆動側係合部２３が位置決めされる位置は、プロセスカートリッジ７が装置本体１００Ａに進入して本体現像カップリング５３と係合がスムーズに行うことができる位置になっている。尚、ここで係合部軸受部材１９を付勢するものとして、付勢部材１８を用いた。しかし、係合部軸受部材１９に一体的に弾性変形可能な弾性部を設けることによって、係合部軸受部材１９を当接部１１ｃに当接させても良い。

ここで図１３を用いて更に詳しく説明する。本体現像カップリング５３に駆動側係合部２３が係合して回転した際は、後述するように駆動側係合部２３が本体現像カップリング５３によって位置決めされる。したがって係合部軸受部材１９の当接部１９ｂがドラム奥軸受１１、即ち当接部１１ｃから離間する構成になっている。そのため、プロセスカートリッジ７を装置本体１００Ａに進入する際は、駆動側係合部２３の軸線２３ｃ５は本体現像カップリング５３の軸線５３ｄに対して感光体ドラム１側に一定の距離ｄ３だけずれた状態で係合を始めることになる。この状態から更にプロセスカートリッジ７が進入することによって、芯決めボス２３ｃ４に設けられた面取り部２３ｃ６（図１０）と、穴５３ｅに設けられた面取り部５３ｆ（図１１）とが接触して、軸芯のずれを補正しながら係合する構成になっている。この時、駆動側係合部２３は当接部１１ｃによって、装置本体１００Ａに対して精度良く位置決めがされている。したがって装置本体１００Ａに設けられた本体現像カップリング５３に対して精度良く位置決めがされている。したがって、面取り部２３ｃ６、面取り部５３ｆを極端に大きくする必要は無く、駆動側係合部２３及び本体現像カップリング５３を小さくできる。そして、図１５に示す様に、本体現像カップリング５３が回転し、駆動側係合部２３の突起２３ｃ１〜２３ｃ３と本体現像カップリング５３の穴５３ａ〜５３ｃの位相が合った時に、ボス２３ｃ４と穴５３ｅとが嵌合する。それによって、駆動側係合部２３の回転中心２３ｃと本体現像カップリング５３の回転中心５３ｄが一致することになる。

図１４はプロセスカートリッジが装置本体１００Ａに装着された状態を示す図であり、図１５は長手方向の断面図である。不図示の装置本体１００Ａ内において、プロセスカートリッジ７におけるオルダムカップリング２３の駆動側係合部２３と装置本体１００Ａの本体現像カップリング５３は係合している。即ち、ボス２３ｃ４と穴５３ｅとが嵌合することによって、オルダムカップリング２０の駆動側係合部２３は本体現像カップリング５３に位置決めされている。そして、図１５に示すように係合部軸受部材１９が、ドラム奥軸受１１に対し隙間８０を有した状態で、駆動側係合部２３と本体現像カップリング５３は係合されている。そして、現像ローラの軸線２５ｋ、駆動側係合部２３の軸線２３ｃ５、及び、本体現像カップリング５３の軸線５３ｄは略一致する。それぞれのドラム軸線１ｃからの距離もｄ４になる。

以上、本実施形態において、感光体ドラム１へ駆動回転力を入力するドラム駆動カップリング６６とは独立して回転する本体現像カップリング５３から現像ローラ２５にカップリング２２を介して直接駆動回転力を入力する構成をとっている。したがって、感光体ドラム１の回転精度において、現像ローラ２５の回転の影響を受けることを抑え、さらに、現像ローラ２５自身の回転精度を向上させ、画像品質の向上させることができる。

また、オルダムカップリング２０の駆動側係合部２３をカートリッジ７に対して位置決めし、現像ローラ２５の軸線２５ｋと交差する方向に移動可能にする。それによって、本体現像カップリング５３と駆動側係合部２３とを大きな案内ガイド等を用いずに省スペースで係合できる。よって、プロセスカートリッジ７、画像形成装置１００を小型化することができる。また、装置本体１００Ａへのプロセスカートリッジ７の装着性が向上する。

〔第２実施形態〕
第１実施形態においては係合部軸受部材１９を感光体ドラム１を支持するドラム奥軸受１０に付勢させる構成について説明を行った。しかし、図１６に示すように、クリーニング枠体２７に係合部軸受部材１９が当接可能な保持部である当接部２７ｆを設けても良い。

図１６おいてはプロセスカートリッジ７が装置本体１００Ａに装着される前の状態を示す図である。第１実施形態で説明したようにサイドカバー４８内に設けられた捩じりコイルバネである付勢部材１８の腕部１８ａが係合部軸受部材１９の係止部１９ｃに当接する。それによって、駆動側係合部２３は、現像ローラ２５の軸線方向に対して交差する方向に付勢される。そのため係合部軸受部材１９の当接部１９ｄはクリーニング枠体２７に設けられた当接部２７ｆに当接し、係合部軸受部材１９の位置が決められる。ここでクリーニング枠体２７の当接部２７ｆはＶ字形状をした感光体ドラム１の軸線と平行な２面で形成されている。また、クリーニング枠体２７にはドラム奥軸受１１が設けられており、ドラム奥軸受１１には位置決め部１１ｂが一体で設けられている。したがって、係合部軸受部材１９で回転自在に支持される駆動側係合部２３も、精度良く感光体ドラム１の回転中心、及び、装置本体１００Ａに対して位置決めできる。したがって、装置本体１００Ａに設けられた本体現像カップリング５３の軸線５３ｄに対して精度良く位置決めできる。

その他の構成は第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔第３実施形態〕
第１実施形態においては軸継手部材としてオルダムカップリングを用いたが、現像ローラ径が小さいプロセスカートリッジにおいては図１７に示すように軸継手部材２０の中間係合部２２に弾性部であるバネを用いた構成でも良い。

図１７において、軸継手部材２０は、従動側係合部２１、中間係合部２２、駆動側係合部２３で構成されている。中間係合部はバネ２２で構成されている。そして従動側係合部２１にはバネ２２の係合するためのボス２１ａが設けられている。同様に駆動側係合部２３にもバネ２２に係合するボス２３ａが設けられている。バネ２２は従動側係合部ボス２１ａと係合する腕部２２ａと、駆動側係合部ボス２３ａと係合する腕部２２ｂが設けられている。駆動側係合部２３の軸部２３ｂは係合部軸受部材１９の穴１９ａに回転可能に係合されている。また駆動側係合部２３には、装置本体１００Ａの第二の本体駆動伝達部材である本体現像カップリング５３と係合する、突起２３ｃ１〜２３ｃ４が一体に形成されている。第１実施形態と同様に駆動側係合部２３に装置本体１００Ａの駆動が伝達されると駆動側係合部２３のボス２３ａからバネ２２の腕部２２ｂに駆動が伝達される。バネ２２に伝達された駆動回転力はバネ２２の腕部２２ａから従動側係合部２１のボス２１ａに駆動伝達される構成である。

また、本実施形態では中間係合部としてバネ２２を用いたが、図１８に示すように弾性部である円筒形の弾性ゴム２２を用いても良い。弾性ゴム２２の内径部には、駆動側係合部２３のボス２３ａ、及び、従動側係合部２１のボス２１ａと係合して駆動を伝達するためのリブ２２ａが設けられている。

その他の構成は第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔第４実施形態〕
第１実施形態においては係合部軸受部材１９を付勢バネ１８により感光体ドラム１を支持するドラム奥軸受１０に付勢させる構成ついて説明を行った。本実施形態においては、図１９に示すようにドラム奥軸受１１に駆動側係合部２３を保持するための、保持部である穴１１ｆを設けた。穴１１ｆの内径は、駆動側係合部２３の外径に比べて大きくなっている。即ち、駆動側係合部２３は穴１１ｆに対して、現像ローラ２５の軸線に対して交差する方向に移動可能に保持されている。第１実施形態では、図１３に示すように駆動側係合部２３は、係合部軸受部材１９を介してドラム奥軸受１１に位置決めされる方向に、本体現像カップリング５３の軸線５３ｄに対してずれて位置決めされていた。したがって本実施形態においては、現像ローラ２５の軸線に対して交差する方向であれば、駆動側係合部２３の軸線２３ｃ５がいずれの方向にずれても良い構成にした。したがって、駆動側係合部２３は、プロセスカ−トリッジ７が装置本体１００Ａに進入した際に、本体現像カップリング５３との係合がスムーズにおこなうことができる。そして図２０には、駆動側係合部２３が本体現像カップリング（不図示）によって位置決めされた際の状態を示した。即ち、駆動側係合部２３は、本体現像カップリング（不図示）によって位置決めされることで、穴１１ｆとは接触しない状態になる。

また、図２１に示すように駆動側係合部２３を保持する穴２７ｆを、クリーニング枠体２７に設けても良い。

その他の構成は第１実施形態と同様であり、第１実施形態と同様の効果を得ることができる。

〔他の実施形態〕
前述した実施形態では、プロセスカートリッジを４つ使用しているが、この使用個数は限定されるものではなく、必要に応じて適宜設定すれば良い。

また前述した実施形態では、画像形成装置としてプリンタを例示したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば複写機、ファクシミリ装置等の他の画像形成装置や、或いはこれらの機能を組み合わせた複合機等の他の画像形成装置であっても良い。また前述した実施形態では、中間転写体を使用し、該中間転写体に各色のトナー像を順次重ねて転写し、該中間転写体に担持されたトナー像を転写材に一括して転写する画像形成装置を例示したが、これに限定されるものではない。例えば、記録媒体担持体を使用し、該記録媒体担持体に担持された記録媒体に各色のトナー画像を順次重ねて転写する画像形成装置であっても良い。これらの画像形成装置に本発明を適用することにより同様の効果を得ることができる。

Ｓ…記録媒体
１（１ａ〜１ｄ）…感光体ドラム
２（２ａ〜２ｄ） …帯電ローラ
２ｊ…軸
３…スキャナユニット
４（４ａ〜４ｄ）…現像ユニット（第二の枠体）
５ …静電中間転写ユニット
６（６ａ〜６ｄ）…クリーニング部材
７（７ａ〜７ｄ） …プロセスカートリッジ
１０…ドラム前軸受
１１…ドラム奥軸受
１２…現像前軸受
１３…現像奥軸受
１４…前軸部材
１５…奥軸部材
１６…ドラムカップリング
１７…カセット
１８…付勢バネ
１９…付勢部材
２０…オルダムカップリング（軸継手部材）
２１…従動側係合部
２２…中間係合部
２３…駆動側係合部
２５（２５ａ〜２５ｄ）…現像ローラ
２５ｃ…カット部
２５ｇ…ゴムローラ部
２５ｊ…現像ローラ軸
２５ｋ…現像ローラ軸線
２６（２６ａ〜２６ｄ） …ドラムユニット
２７…クリーニング枠体
２７ａ…除去トナー室
２８…帯電ローラ軸受
３０…トナー容器
３１…現像枠体
３４…トナー供給ローラ
３５…現像ブレード
３６…トナー搬送部材
３８…加圧バネ
３９…引張りバネ
４６…帯電ローラ加圧部材
４７…規制コロ
４８…サイドカバー
５３…本体現像カップリング
５３ａ〜５３ｃ…穴
５３ｄ…軸線
６６…ドラム駆動カップリング
６６ａ…穴
７０…２次転写ローラ
７１…中間転写体クリーニングユニット
８５…フランジ
８６…ドラムユニット
１００…電子写真画像形成装置

Claims (4)

1. 本体ドラムカップリングと、本体現像カップリングと、本体位置決め部と、を有する電子写真画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
   感光ドラムと、
   前記感光ドラムを回転可能に支持する軸受部と、
   前記軸受部に設けられ、前記本体位置決め部との当接により前記プロセスカートリッジの位置決めを行う位置決め部と、
   前記感光ドラムを回転させるための駆動力を受けるべく前記本体ドラムカップリングと係合可能なドラムカップリングと、
   前記感光ドラムに形成された静電潜像を現像する現像ローラと、
   前記現像ローラを回転させるための駆動力を受けるべく前記本体現像カップリングと係合可能な係合部を有し、前記係合部が前記現像ローラの軸線と交差する方向へ移動するのを許容するとともに前記係合部の軸線と前記現像ローラの軸線のズレを許容しながら前記現像ローラへの駆動伝達を行うことが可能な現像カップリングと、
   前記係合部とともに前記現像ローラの軸線と交差する方向へ移動可能となるように前記係合部を回転可能に保持する保持部と、
   前記保持部を前記現像ローラの軸線と交差する方向へ付勢する付勢部と、
   前記軸受部に設けられ、前記係合部の軸線が前記現像ローラの軸線よりも前記感光ドラムの軸線に近付いた状態となるように、前記付勢部により付勢された前記保持部が突き当たる突き当て部と、
   を有することを特徴とするプロセスカートリッジ。
2. 前記係合部が前記本体現像カップリングから駆動力を受けて前記保持部が前記突き当て部から離間することに伴い、前記係合部の軸線が前記現像ローラの軸線と略一致した状態となるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のプロセスカートリッジ。
3. 前記付勢部は弾性体であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のプロセスカートリッジ。
4. 前記現像カップリングはオルダムカップリングであることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載のプロセスカートリッジ。

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