JP7091529B2 - プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置 - Google Patents

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Description

本発明は、プロセスカートリッジおよびこれを用いた電子写真画像形成装置に関するものである。
ここでプロセスカートリッジとは、感光体と、この感光体に作用するプロセス手段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対して取り外し可能に装着されるものである。
例えば、感光体と、前記プロセス手段としての、現像手段、帯電手段、クリーニング手段の少なくとも一つを一体的にカートリッジ化したものが挙げられる。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。
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(LEDプリンタ、レーザビームプリンタ等)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
電子写真画像形成装置(以下、単に「画像形成装置」ともいう。)では、像担持体としての一般にドラム型とされる電子写真感光体、即ち、感光体ドラム(電子写真感光体ドラム)を一様に帯電させる。次いで、帯電した感光体ドラムを選択的に露光することによって、感光体ドラム上に静電潜像(静電像)を形成する。次いで、感光体ドラム上に形成された静電潜像を、現像剤としてのトナーでトナー像として現像する。そして、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、記録用紙、プラスチックシートなどの記録材に転写し、更に記録材上に転写されたトナー像に熱や圧力を加えることでトナー像を記録材に定着させることで画像記録を行う。
このような画像形成装置は、一般に、トナー補給や各種のプロセス手段のメンテナンスを必要とする。このトナー補給やメンテナンスを容易にするために、感光体ドラム、帯電手段、現像手段、クリーニング手段などを枠体内にまとめてカートリッジ化し、画像形成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジとしたものが実用化されている。
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の一部を、アフターサービスを担当するサービスパーソンに頼ることなく、ユーザ自身で行うことができる。そのため格段に装置の操作性を向上させることができ、ユーザビリティーに優れた画像形成装置を提供することができる。そのため、このプロセスカートリッジ方式は画像形成装置において広く用いられている。
また上述した画像形成装置としては、特許文献1に記載されるように、画像形成装置本体からプロセスカートリッジに駆動を伝達するカップリングが先端に設けられ、バネでプロセスカートリッジ側に付勢された駆動伝達部材を有するものが一般的に知られている。
この画像形成装置の駆動伝達部材は、画像形成装置本体の開閉扉を閉じた際に、バネによって押圧されてプロセスカートリッジ側に移動する。そうすることで駆動伝達部材がプロセスカートリッジのカップリングに係合(カップリング)し、プロセスカートリッジに駆動伝達ができるものである。また、画像形成装置本体の開閉扉を開いた際に、カムにより駆動伝達部材がバネに抗してプロセスカートリッジから遠ざかる方向に移動する。そうすることで駆動伝達部材がプロセスカートリッジのカップリングとの係合(カップリング)を解消し、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に対して取り外し可能な状態にすることができるものである。
特開平8-328449(第20頁、図16参照)
本出願に係る発明の目的は、前述の従来技術をさらに発展させるものである。
本願における代表的な開示は、
出力ギア部と出力カップリング部とが同軸状に設けられた駆動出力部材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、
感光体と、
前記感光体の端部に設けられ、前記出力カップリング部とカップリング可能な入力カップリング部と、
前記出力ギア部と噛み合い可能な入力ギア部と、
を有し、
前記入力ギア部は、前記出力ギア部と噛み合った状態で回転することによって、前記駆動出力部材と前記カートリッジとを近づけあうように構成され
前記プロセスカートリッジは、前記電子写真画像形成装置本体に対して前記感光体の軸線と実質的に直交する方向に着脱されるように構成されているプロセスカートリッジである。
前述の従来技術をさらに発展させることができる。
第1の実施例に係るプロセスカートリッジの駆動伝達部の説明図。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の画像形成装置本体及びプロセスカートリッジの断面図である。 第1の実施例に係るプロセスカートリッジの断面図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の開閉扉を開いた状態の画像形成装置本体の斜視図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置本体にプロセスカートリッジが装着された状態の、プロセスカートリッジ及び画像形成装置本体の駆動側位置決め部の斜視図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置のリンク部の説明図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置のリンク部の説明図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置のガイド部の断面図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の駆動列部の説明図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の長手方向の位置決め部の説明図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の位置決め部の断面図である。・ 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の駆動伝達部の断面図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の駆動伝達部の斜視図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の現像ローラギアの斜視図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の駆動伝達部の斜視図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の駆動伝達部の断面図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置のドラム周りの断面図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の駆動伝達部の断面図である。 第1の実施例に係るプロセスカートリッジの駆動伝達部の斜視図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の駆動伝達部の断面図である。 第1の実施例に係るプロセスカートリッジの現像ローラギアの斜視図である。 第1の実施例に係るプロセスカートリッジの駆動列の説明図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の駆動伝達部の説明図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の規制部の説明図である。 第1の実施例に係るプロセスカートリッジの駆動伝達部の断面図である。 第1の実施例に係るプロセスカートリッジの規制部の斜視図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の規制部の説明図である。 第1の実施例に係る電子写真画像形成装置の駆動伝達部の説明図である。 第2の実施例に係る電子写真画像形成装置の規制部の斜視図である。 第2の実施例に係る電子写真画像形成装置の規制部の説明図である。 第2の実施例に係る電子写真画像形成装置の規制部の説明図である。 第2の実施例に係る電子写真画像形成装置の規制部の説明図である。 第1の実施襟に係るプロセスカートリッジの説明図である。 第1の実施襟に係るプロセスカートリッジの説明図である。 第1の実施例の変形例を示す説明図である。 第1の実施例の変形例を示す説明図である。 第1の実施例におけるギア部とカップリング部を示す斜視図である。 第1の実施例の変形例を示す斜視図である。 第2の実施例に係る説明図である。
<実施例1>
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。
なお、電子写真感光体ドラムの回転軸線方向を長手方向とする。
また、長手方向において、画像形成装置本体から電子写真感光ドラムが駆動力を受ける側を駆動側とし、その反対側を非駆動側とする。
図2および図3を用いて全体構成および画像形成プロセスについて説明する。
図2は、本発明の一実施の形態である電子写真画像形成装置の装置本体(電子写真画像形成装置本体、画像形成装置本体)A及びプロセスカートリッジ(以下、カートリッジBと記載する)の断面図である。
図3は、カートリッジBの断面図である。
ここで、装置本体Aとは、電子写真画像形成装置からカートリッジBを除いた部分である。
<電子写真画像形成装置全体構成>
図2に示す電子写真画像形成装置(画像形成装置)は、カートリッジBを装置本体Aに着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザビームプリンタである。カートリッジBが装置本体Aに装着されたとき、カートリッジBの像担持体としての電子写真感光体ドラム62に潜像を形成するための露光装置3(レーザスキャナユニット)が配置される。また、カートリッジBの下側に画像形成対象となる記録媒体(以下、シート材PAと記載する)を収納したシートトレイ4が配置されている。電子写真感光体ドラム62は、電子写真画像形成用に用いられる感光体(電子写真感光体)である。
更に、装置本体Aには、シート材PAの搬送方向Dに沿って、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5c、転写ガイド6、転写ローラ7、搬送ガイド8、定着装置9、排出ローラ対10、排出トレイ11等が順次配置されている。なお、定着装置9は、加熱ローラ9a及び加圧ローラ9bにより構成されている。
<画像形成プロセス>
次に、画像形成プロセスの概略を説明する。プリントスタート信号に基づいて、電子写真感光体ドラム(以下、感光体ドラム62あるいは、単にドラム62と記載する)は矢印R方向に所定の周速度(プロセススピード)をもって回転駆動される。
バイアス電圧が印加された帯電ローラ(帯電部材)66は、ドラム62の外周面に接触し、ドラム62の外周面を一様均一に帯電する。
露光装置3は、画像情報に応じたレーザ光Lを出力する。そのレーザ光LはカートリッジBのクリーニング枠体71に設けられたレーザ開口71hを通り、ドラム62の外周面を走査露光する。これにより、ドラム62の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成される。
一方、図3に示すように、現像装置としての現像ユニット20において、トナー室29内のトナーTは、搬送部材(撹拌部材)43の回転によって撹拌、搬送され、トナー供給室28に送り出される。
トナーTは、マグネットローラ34(固定磁石)の磁力により、現像ローラ32の表面に担持される。現像ローラ32は、ドラム62に形成された潜像を現像するために、現像剤(トナーT)をその表面に担持する現像剤担持体である。
トナーTは、現像ブレード42によって摩擦帯電されつつ、現像剤担持体としての現像ローラ32周面上での層厚が規制される。
そのトナーTは、静電潜像に応じてドラム62へ供給され、潜像を現像する。これにより、潜像はトナー像として可視像化される。ドラム62はその表面に潜像や、トナーで形成される像(トナー像、現像剤像)を担持する像担持体である。また、図2に示すように、レーザ光Lの出力タイミングとあわせて、ピックアップローラ5a、給送ローラ対5b、搬送ローラ対5cによって、装置本体Aの下部に収納されたシート材PAがシートトレイ4から送り出される。そして、そのシート材PAが転写ガイド6を経由して、ドラム62と転写ローラ7との間の転写位置へ搬送される。この転写位置において、トナー像はドラム62からシート材PAに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材PAは、ドラム62から分離されて搬送ガイド8に沿って定着装置9に搬送される。そしてシート材PAは、定着装置9を構成する加熱ローラ9aと加圧ローラ9bとのニップ部を通過する。このニップ部で加圧・加熱定着処理が行われてトナー像はシート材PAに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材PAは、排出ローラ対10まで搬送され、排出トレイ11に排出される。
一方、図3に示すように、転写後のドラム62は、クリーニングブレード77により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、画像形成プロセスに使用される。ドラム62から除去されたトナークリーニングユニット60の廃トナー室71bに貯蔵される。クリーニングユニット60は感光体ドラム62を有するユニットである。
上記において、帯電ローラ66、現像ローラ32、転写ローラ7、クリーニングブレード77がドラム62に作用するプロセス手段である。
<カートリッジ全体の構成>
次にカートリッジBの全体構成について図3、図4、図5を用いて説明する。図3はカートリッジBの断面図、図4、図5は、カートリッジBの構成を説明する斜視図である。なお本実施例においては各部品を結合する際のビスに関しては省略して説明する。
カートリッジBは、クリーニングユニット(感光体保持ユニット、ドラム保持ユニット、像担持体保持ユニット、第1ユニット)60と、現像ユニット(現像剤担持体保持ユニット、第2ユニット)20を有する。
なお、一般的には、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と、これに作用するプロセス手段の少なくとも一つを一体的にカートリッジ化して、電子写真画像形成装置の本体(装置本体)に対して着脱可能としたものである。プロセス手段の例としては、帯電手段、現像手段及びクリーニング手段がある。
図3に示すように、クリーニングユニット60は、ドラム62と、帯電ローラ66と、クリーニング部材77と、これらを支持するクリーニング枠体71を有する。ドラム62は、駆動側において、駆動側に設けられた駆動側ドラムフランジ63がドラム軸受73の穴部73aにより回転可能に支持される。広義には、ドラム軸受73とクリーニング枠体71を総称してクリーニング枠体と呼ぶこともできる。
非駆動側において、図5に示すように、クリーニング枠体71に設けられた穴部71cに圧入されたドラム軸78によって、非駆動側ドラムフランジの穴部(不図示)を回転可能に支持される構成となっている。
各ドラムフランジは軸受部によって回転可能に支持される被軸受部である。
クリーニングユニット60において、帯電ローラ66、クリーニング部材77は、それぞれドラム62の外周面に接触して配置される。
クリーニング部材77は、弾性材料としてのゴムで形成されたブレード状の弾性部材であるゴムブレード77aと、ゴムブレードを支持する支持部材77bと、を有する。ゴムブレード77aは、ドラム62の回転方向に対してカウンター方向にドラム62に当接している。即ち、ゴムブレード77aは、その先端部がドラム62の回転方向の上流側を向くようにドラム62に当接している。
図3に示すように、クリーニング部材77によってドラム62の表面から除去された廃トナーは、クリーニング枠体71とクリーニング部材77によって形成された廃トナー室71bに溜められる。
また、図3に示すように、クリーニング枠体71から廃トナーが漏れることを防止するためのスクイシート65が、ドラム62に当接するようにクリーニング枠体71の縁部に設けられている。
帯電ローラ66は、クリーニング枠体71の長手方向における両端部において、帯電ローラ軸受(不図示)を介し、クリーニングユニット60に回転可能に取り付けられている。
なお、クリーニング枠体71の長手方向(カートリッジBの長手方向)は、ドラム62の回転軸線が延びる方向(軸線方向)と略平行である。そのため以下、特に断りなく単に長手方向あるいは単に軸線方向といった場合には、ドラム62の軸線方向を意図する。
帯電ローラ66は、帯電ローラ軸受67が付勢部材68によりドラム62に向けて加圧されることでドラム62に圧接されている。帯電ローラ66は、ドラム62の回転に従動回転する。
図3に示すように、現像ユニット20は、現像ローラ32と、現像ローラ32を支持する現像容器23と、現像ブレード42等を有する。現像ローラ32は、両端に設けられた軸受部材27(図5)、37(図4)により回転可能に現像容器23に取り付けられている。
また、現像ローラ32内にはマグネットローラ34が設けられている。現像ユニット20において、現像ローラ32上のトナー層を規制するための現像ブレード42が配置されている。図4、図5に示すように、現像ローラ32には間隔保持部材38が現像ローラ32の両端部に取り付けられており、間隔保持部材38とドラム62が当接することで、現像ローラ32はドラム62と微少隙間をもって保持される。また、図3に示すように、現像ユニット20からトナーが漏れることを防止するための吹き出し防止シート33が、現像ローラ32に当接するように底部材22の縁部に設けられている。更に、現像容器23と底部材22によって形成されたトナー室29には、搬送部材43が設けられている。搬送部材43は、トナー室29に収容されたトナーを撹拌すると共に、トナー供給室28へトナーを搬送する。
図4、図5に示すように、カートリッジBはクリーニングユニット60と現像ユニット20を合体して構成される。
現像ユニットとクリーニングユニットの結合の際には、まずクリーニング枠体71の駆動側の第1吊り穴71iに対する現像容器23の現像第1支持ボス26aの中心と、非駆動側の第2吊り穴71jに対する現像第2支持ボス23bの中心を合わせる。具体的には、現像ユニット20を矢印G方向に移動させることで、第1吊り穴71i、第2吊り穴71jに現像第1支持ボス26a、現像第2支持ボス23bが嵌合する。これにより、クリーニングユニット60に対して現像ユニット20が移動可能に連結される。より詳細にいうと、クリーニングユニット60に対して現像ユニット20が回転移動可能(回動可能)に連結される。この後、ドラム軸受73をクリーニングユニット60に組み付けることによってカートリッジBを構成する。
また、駆動側付勢部材46Lの第1端部46Laは現像容器23の面23cに固定され、第2端部46Lbがクリーニングユニットの一部である面71kに当接する。
また非駆動側付勢部材46Rの第1端部46Ra現像容器23の面23kに固定され、第2端部46Rbがクリーニングユニットの一部である面71lに当接する。
本実施例においては駆動側付勢部材46L(図5)、非駆動側付勢部材46R(図4)は圧縮バネで形成されている。これらバネの付勢力により、駆動側付勢部材46Lと非駆動側付勢部材46Rが、現像ユニット20をクリーニングユニット60に付勢させることで現像ローラ32をドラム62の方向へ確実に押し付けるよう構成する。そして、現像ローラ32の両端部に取り付けられた間隔保持部材38によって、現像ローラ32はドラム62から所定の間隔をもって保持される。
<カートリッジ装着>
次にカートリッジの装着について、図1(a)(b)、図6(a)、図6(b)、図6(c)、図7(a)、図8(a)、図8(b)、図9、図10(a)、図10(b)、図11(a)、図11(b)、図12(a)、図12(b)、図13(a)、図13(b)、図14、図15、図16、図17を用いて具体的に説明する。図1(a)、(b)は駆動伝達部周りの形状を説明するためのカートリッジの斜視図である。図6は(a)は円筒カムの斜視図であり、図6(b)は装置本体A外側から見た駆動側板の斜視図であり、図6(c)は駆動側板に円筒カムを取り付けた断面図(図6(b)矢印方向)である。図7(a)はリンク構成を説明するための画像形成装置リンク部の断面図であり、図7(b)は、駆動伝達部材の移動を説明するための画像形成装置駆動部の断面図である。図8(a)はカートリッジの装着を説明するための画像形成装置の駆動側ガイド部の断面図であり、図8(b)はカートリッジの装着を説明するための画像形成装置の非駆動側ガイド部の断面図である。図9は開閉扉を閉める前の駆動列の位置関係を説明するための画像形成装置駆動列部の説明図である。図10(a)はプロセスカートリッジBの長手方向の位置決めを説明するための画像形成装置位置決め部の嵌合直前の説明図である。図10(b)はプロセスカートリッジBの長手方向の位置決めを説明するための画像形成装置位置決め部の嵌合後の説明図である。図11(a)はカートリッジの位置決めを説明するための画像形成装置の駆動側断面図である。図11(b)はカートリッジの位置決めを説明するための画像形成装置の非駆動側断面図である。図12(a)はリンク構成を説明するための画像形成装置リンク部の断面図であり、図12(b)は駆動伝達部材の移動を説明するための画像形成装置駆動部の断面図である。図13(a)は駆動伝達部材の形状を説明するための駆動伝達部材の斜視図である。図13(b)は駆動伝達部の説明をするための装置本体Aの駆動伝達部の説明図である。図15は駆動伝達部の係合スペースを説明するための画像形成装置の駆動部の斜視図である。図16は駆動伝達部材の係合スペースを説明するための駆動伝達部材の断面図である。図17は現像ローラギアの配置を説明するための装置本体Aのドラム62周りの断面図である。図18は駆動伝達部材の係合を説明するための駆動伝達部材の断面図である。
先ず、装置本体Aの開閉扉が開いた状態を説明する。図7(a)に示すように、装置本体Aには開閉扉13と円筒カムリンク85と円筒カム86とカートリッジ押圧部材1、2とカートリッジ押圧バネ19、21と前板18とが設けられている。また、図7(b)に示すように、装置本体Aには駆動伝達部材軸受83と駆動伝達部材81と駆動伝達部材付勢バネ84と駆動側板15と非駆動側板16(図10a参照)とが設けられている。
開閉扉13は駆動側板15と非駆動側板16に回動可能に取り付けられている。図6(a)、図6(b)、図6(c)に示すように、円筒カム86は駆動側板15に回転可能でかつ長手方向AMに移動可能に取り付けられており、2つの斜面部86a、86bを有し、斜面に連続して長手方向の非駆動側に一端部86cを有している。駆動側板15は、この2つの斜面部86a、86bに対向して2つの斜面部15d、15eと、円筒カム86の一端部86cに対向して端面15fとを有している。図7(a)に示すように、円筒カムリンク85は両端にボス85a、85bを有している。このボス85a、85bがそれぞれ開閉扉13に設けられた取付穴13aと円筒カム86に設けられた取付穴86eに回転可能に取り付けられている。開閉扉13を回転して開くと、開閉扉13に連動して回転カムリンク85が動く。その回転カムリンク85の動きによって円筒カム86が回転して、まず斜面部86a、86bがそれぞれ駆動側板15に設けられた斜面部15d、15eに接触する。さらに円筒カム86が回転すると、斜面部86a、86bが斜面部15d、15eに沿ってスライドすることで、円筒カム86が長手方向における駆動側に移動する。最終的に円筒カム86は、円筒カム86の一端部86cが駆動側板15の端面15fに当接するまで移動する。
ここで、図7(b)に示すように、駆動伝達部材81は、軸方向における駆動側の一端部(固定端81c)が駆動伝達部材軸受83に嵌合して、回転可能かつ軸方向に移動可能に支持されている。また、駆動伝達部材81は、長手方向における中央部81dが駆動側板15と隙間Mをもっている。また、駆動伝達部材81は突き当て面81eを有しており、円筒カム86はこの突き当て面81eに対向して他端部86dを有している。駆動伝達部材バネ84は圧縮ばねであり、一端部84aが駆動伝達部材軸受83に設けられたバネ座83aに当接し、他端部84bが駆動伝達部材81に設けられたバネ座81fに当接している。これにより、駆動伝達部材81は、軸方向における非駆動側(図7(b)における左側)に付勢される。この付勢により駆動伝達部材81の突き当て面81eと円筒カム86の他端部86dとが当接している。
前述のように円筒カム86が長手方向において駆動側(図7(b)における右側)へ移動すると、駆動伝達部材81は円筒カム86に押されて、駆動側に移動する。これによって駆動伝達部材81は退避位置を取る。つまり駆動伝達部材81はカートリッジBの移動経路から退避することで、カートリッジBを装着するスペースを画像形成装置本体A内に確保する。
次に、カートリッジBの装着の説明をする。図8(a)、図8(b)に示すように、駆動側板15は、ガイドとしてのガイドレール上15gとガイドレール15hとを有しており、非駆動側板16はガイドレール上16dとガイドレール16eとを有している。また、カートリッジBの駆動側に設けられたドラム軸受73は、被ガイド部73gと被回転止め部73cとを有している。カートリッジBの装着方向(矢印C参照)において、被ガイド部73gと被回転止め部73cは、カップリング凸部63bの軸線(図1(a)参照、詳細は後述)よりも上流側(図16における矢印AO側)に配置されている。
なおカートリッジBの装着方向は、ドラム62の軸線と実質的に直交する方向である。また装着方向の上流もしくは下流といった場合、装置本体Aへの装着が完了する直前のカートリッジBの移動方向において、上流と下流を定義する。
またクリーニング枠体71は長手方向において非駆動側に被位置決め部71dと被回転止め部71gとを有している。カートリッジBを装置本体Aのカートリッジ挿入口17から装着すると、カートリッジBの駆動側がカートリッジBの被ガイド部73gと被回転止め部73cとが装置本体Aのガイドレール上15gとガイドレール15hにガイドされる。カートリッジBの非駆動側はカートリッジBの被位置決め部71dと被回転止め部71gとが装置本体Aのガイドレール16dとガイドレール16eにガイドされる。これによって、カートリッジBは装置本体Aに装着される。
ここで、現像ローラ32の端部には現像ローラギア(現像ギア)30が設けられている(図9、図13(b)参照)。つまり、現像ローラ32の軸部(シャフト)に現像ローラギア30が取り付けられている。
現像ローラ32と現像ローラギア30は同軸であり、図9に示した軸線Ax2を中心として回転する。現像ローラ32は、その軸線Ax2が、ドラム62の軸線の軸線Ax1と略平行になるように配置されている。そのため、現像ローラ32の軸線方向(現像ローラギア30)の軸線方向は、ドラム62の軸線方向と略同じである。
現像ローラギア30は、カートリッジBの外部(すなわち装置本体A)から駆動力が入力される駆動入力ギア(カートリッジ側ギア、駆動入力部材)である。現像ローラギア30が受けた駆動力によって、現像ローラ32が回転するように構成されている。
図1(a)、(b)に示すように、カートリッジBの駆動側の側面には、現像ローラギア30よりもドラム62側には、現像ローラギア30や、カップリング凸部63bを露出させるように開放されたスペース87を設けてある。
カップリング凸部63bは、ドラムの端部に取り付けられた駆動側ドラムフランジ63に形成される(図9参照)。カップリング凸部63bはカートリッジBの外部(すなわち装置本体A)から駆動力が入力されるカップリング部(ドラム側カップリング部、カートリッジ側カップリング部、感光体側カップリング部、入力カップリング部、駆動入力部)である(図9参照)。カップリング凸部63bは、ドラム62と同軸上に配置される。つまりカップリング凸部63bは軸線Ax1を中心に回転する。
カップリング凸部63bを有する駆動側ドラムフランジ63をカップリング部材(ドラム側カップリング部材、カートリッジ側カップリング部材、感光体側カップリング部材、駆動入力カップリング部材、入力カップリング部材)と呼ぶことがある。
また、カートリッジBの長手方向において、カップリング凸部63bが設けられた側が駆動側であり、その反対側が非駆動側に相当する。
また、図9に示すように、現像ローラギア30は、ギア部(入力ギア部、カートリッジ側ギア部、現像側ギア部)30aと、ギア部の駆動側に設けられた端面30a1とを有す(図1(a)、(b)、図9参照)。ギア部30aの外周に形成された歯(ギア歯)は、現像ローラギア30の軸線に対して傾いたハス歯である。つまり現像ローラギア30はハス歯ギアである(図1(a)参照)。
ここで、「ハス歯」とは、ギアの軸線に対して傾いた線に沿って、複数の突起232aが配置されて、実質的にハス歯部232bを形成する形状も含む(図14参照)。図14に示す構成では、ギア232はその周面に多数の突起232bを有す。そして5つの突起232bの組が、ギアの軸線に対して傾いた列を成しているとみなせる。この5つの突起232bの各列のそれぞれが、前述のギア部30aの歯に相当している。
駆動伝達部材(駆動出力部材、本体側駆動部材)81は、現像ローラギア30を駆動するためのギア部(本体側ギア部、出力ギア部)81aを有する。ギア部81aは、その非駆動側の端部に端面81a1を有す(図13(a)、(b)参照)。
ギア部81aに形成される歯(ギア歯)も、駆動伝達部材81の軸線に対して傾いたハス歯である。つまり駆動伝達部材81にもハス歯ギアとなる部分が設けられている。
また駆動伝達部材81は、カップリング凹部81bを有する。カップリング凹部81bは、装置本体側に設けられたカップリング部(本体側カップリング部、出力カップリング部)である。カップリング凹部81bは、駆動伝達部材81の先端に設けられた突起(円筒部)に、ドラム側に設けられたカップリング凸部63bとカップリング可能な凹部を形成したものである。
ギア部30aやカップリング凸部63bが露出するように構成されたスペース(空間)87(図1参照)は、カートリッジBが装置本体Aに装着された際に駆動伝達部材81のギア部81aを配置するためのものである。したがって、スペース87は、駆動伝達部材81のギア部81aより大きい(図15参照)。
より詳細にいうと、ギア部30aを通りドラム62の軸線(カップリング凸部63bの軸線)に垂直なカートリッジBの断面において、ドラム62(カップリング凸部63bの軸線)の軸線を中心としてギア部81aと同じ半径を持つ仮想円を描く。すると、その仮想円の内部はカートリッジBの構成要素が配置されない空間となっている。この仮想円で定義される空間は、前述のスペース87の内部に含まれている。すなわち、仮想円で示される空間よりもスペース87は大きい。
これをさらに別の言い方をする。上記の断面において、ドラム62と同心状(同軸状)に、ドラム62の軸線から現像ローラ30のギア部30aの歯先までの距離を半径とする仮想円を描く。すると、この仮想円の内部もカートリッジBの構成要素が配置されないスペース(空間)になっている。
スペース87が存在することより、カートリッジBを装置本体Aに装着した際に駆動伝達部材81がカートリッジBに干渉することがない。図15に示すようにスペース87は、その内部に駆動伝達部材81を配置させることで、装置本体Aに対するカートリッジBの装着を許容する。
また、ドラム62の軸線(カップリング凸部63bの軸線)に沿ってカートリッジBをみた際、ギア部30aに形成されたギア歯は、ドラム62の周面に近接した位置に配置されている。
図16に示すように、ドラム62の軸線からギア部30aのギア歯の先端(歯先)までの距離AV(軸線と直交する方向に沿った距離)が、ドラム62の半径の90パーセント以上110パーセント以下の範囲になるようにギア部30aを配置している。
特に本実施例では、ドラム62の半径が12mmであり、ドラム62の軸線からギア部30aのギア歯の先端(歯先)までの距離は、11.165mm以上、12.74以下の範囲内にしてある。つまり、ドラム62の軸線からギア部30aのギア歯の先端(歯先)までの距離は、ドラムの半径に対して93%以上107パーセント以下の範囲内である。
長手方向において、現像ローラギア30のギア部30aの端面30a1は、駆動側ドラムフランジ63のカップリング凸部63bの先端部63b1よりも駆動側(カートリッジBの外側)に位置するように配置されている(図9、図33参照)。
これにより現像ローラギア30の軸線方向において、ギア部30aのギア歯はカートリッジBから露出した露出部を有する(図1参照)。特に本実施例では、図16に示すように、ギア部30aは64°以上の範囲を露出している。すなわちカートリッジBを駆動側から見た際に、ドラム62の中心と現像ローラギア30の中心とを結んだ線を基準線とすると、この基準線に対する現像ローラギア30の両サイドは、それぞれ少なくとも32度以上の範囲を露出している。図16において、角度AWは現像ローラギア30の中心(軸線)を原点として、前記の基準線からギア部30aが駆動側現像サイド部材26に覆われ始める位置までの角度を示しており、「AW≧32°」である。
ギア部30aの全体の露出角度は2AWとあらわすことができ、前述したように「2AW≧64°」の関係を満たす。
上記の関係を満たすように、現像ローラギア30のギア部30aが駆動側現像サイド部材26から露出していればギア部81aは駆動側現像サイド部材26に干渉することなくギア部30aに噛合い、駆動伝達可能となる。
そして、このギア部30aの露出部の少なくとも一部が、カップリング凸部63bの先端63b1よりもさらにカートリッジBの外側(駆動側)に配置されていて、かつ、ドラムの軸線に面している(図1、図9、図33参照)。図9、33では、ギア部30aの露出部30a3に配置されたギア歯がドラム62の回転軸線(カップリング部63bの回転軸線)Ax1に面している状態を示している。図33においてギア部30aの露出部30a3の上方にドラム62の軸線Ax1がある。
図9において、ギア部30aの少なくとも一部が軸線方向においてカップリング凸部63bよりも駆動側にせり出しているため、軸線方向においてギア部30aが駆動伝達部材81のギア部81aと重なっている。そして、ギア部30aの一部がドラム62の軸線Ax1に面するように露出しているので、カートリッジBを装置本体Aに挿入する過程でギア部30aと、駆動伝達部材81のギア部81aが接触し得る。
図33では、ギア部30aの外側の端部30a1が、カップリング凸部63bの先端部63b1よりも矢印D1側に配置されている状態を示している。矢印D1は軸線方向における外側に向かう矢印である。
上記の配置関係により、現像ローラギア30のギア部30aと駆動伝達部材81のギア部81aとは、上述のカートリッジBを装置本体Aに装着する過程で噛み合うことが可能となる。
なお、カートリッジBの装着方向Cにおいて、ギア部30aの中心(軸線)は、ドラム62の中心(軸線)よりも上流側(図16の矢印AO側)に配置するようにしている。
現像ローラギア30の配置をさらに詳細に説明する。非駆動側からみた断面図である図17に示すように、ドラム62の中心から帯電ローラ66の中心へと結んだ線を角度の基準(0°)を示す基準線(始線)とする。このとき、現像ローラギア30の中心(軸線)は、上記の基準線に対してドラム62の回転方向(図17における時計回り方向)の下流側に向かって64°から190°の角度の範囲にある。
より厳密に言うと、ドラム62中心を原点とし、ドラム62中心から帯電ローラ66中心に延びる半直線を始線とし、ドラムの回転方向を角度の正方向とする。すると現像ローラの中心を示す極座標の偏角は以下の関係を満たす。
64°≦現像ローラの中心を示す極座標の偏角≦190°
帯電ローラ66の配置と、現像ローラギア30の配置には一定の自由度がある。帯電ローラ66と現像ローラギア30の両者が最も近づいたときの角度を矢印BMで示しており、前述したように本実施例では64°である。一方、最も両者が離れたときの角度を矢印BNで示しており、本実施例では190°である。
なお、前述したように、現像ローラギア30が設けられたユニット(現像ユニット20)は、ドラム62やカップリング凸部63bが設けられたユニット(クリーニングユニット60)に対して移動可能である。つまり、現像第1支持ボス26a、現像第2支持ボス23b(図4、図5参照)を回転中心(回転軸)として、現像ユニット20がクリーニングユニット60に対して回動可能である。そのため現像ローラギア30とドラム62の中心間距離(軸線間距離)は可変であり、現像ローラギア30はドラム62の軸線(カップリング凸部63bの軸線)に対して一定の範囲で移動することができる。
図9に示すように、カートリッジBの挿入過程で、ギア部30aとギア部81aが接触すると、ギア部30aがギア部81aに押されて、ドラム62の軸線(カップリング凸部63bの軸線)から離れるように移動する。このことで、ギア部30aとギア部81aが接触することの衝撃を弱められる。
図10(a)、図10(b)に示すように、ドラム軸受73は長手方向(軸線方向)における被位置決め部(軸線方向被位置決め部)としての被嵌合部73hを有す。
装置本体Aの駆動側板15は、被嵌合部73hと嵌合可能な嵌合部15jを有す。カートリッジBの被嵌合部73hが、上述の装着する過程で、装置本体Aの嵌合部15jと嵌合することにより、カートリッジBの長手方向(軸線方向)の位置が決まる(図10(b)参照)。なお、本実施例において被嵌合部73hはスリット(溝)である(図1(b)参照)。このスリットは、スペース87と連通している。つまり、スリット(被嵌合部73h)は、スペース87に対して開放された(オープンな)空間を形成する。
図33を用いて被嵌合部73hの配置について詳細に説明する。なお図33は、ギア部30aかカップリング凸部63bに対する被嵌合部73hの配置を示すための説明図(模式図)である。図33に示すように、このスリット(被嵌合部73h)は、軸線方向に沿って配置された2つの部位(被嵌合部73hの外側部分73h1と内側部分73h2)の間に生じる空間である。軸線方向において、被嵌合部73hの内側端部(内側部分73h2)は、ギア部30aの外側端部30a1よりも内側(矢印D2側)に配置される。軸線方向において、被嵌合部73hの外側端部(外側部分73h1)はカップリング凸部63bの先端部63bよりも外側(矢印D1側)に配置される。
次に、開閉扉13を閉じる状態を説明する。図8(a)、図8(b)、図11(a)、図11(b)に示すように、駆動側板15は、位置決めとしての位置決め部上15aと位置決め部下15bと回転止め部15cとを有しており、非駆動側板16は、位置決め部16aと回転止め部16cを有している。ドラム軸受73は、被位置決め部上(第1の被位置決め部、第1の突起、第1の張出部)73dと被位置決め部下(第2の被位置決め部、第2の突起、第2の張出部)73fとを有している。
また、カートリッジ押圧部材1、2は、開閉扉13の軸方向両端に回転可能に取り付けられている。カートリッジ押圧バネ19、21は、それぞれ画像形成装置Aに設けられた前板の長手方向において両端に取り付けられている。ドラム軸受73は付勢力受け部としての被押圧部73eを有し、クリーニング枠体71は非駆動側にて被押圧部71oを有す(図3参照)。開閉扉13を閉じることにより、カートリッジBの被押圧部73e、71oが、装置本体Aのカートリッジ押圧バネ19、21によって付勢されたカートリッジ押圧部材1、2によって押圧される。
これによって、駆動側においては、カートリッジBの被位置決め部上73dと被位置決め部下73fと回転止め部73cとがそれぞれ装置本体Aの位置決め部上15aと位置決め部下15bと回転止め部15cとに当接する。この結果、カートリッジBやドラム62が駆動側で位置決めされる。また、非駆動側において、カートリッジBの被位置決め部71dと被回転止め部71gとがそれぞれ装置本体Aの位置決め部16aと回転止め部16cとに当接する。これによって非駆動側にてカートリッジBやドラム62が位置決めされる。
図1(a)、(b)で示すように、被位置決め部上73dと、被位置決め部下73fは、ドラムの近傍に配置されている。また、被位置決め部上73dと、被位置決め部下73fは、ドラム62の回転方向に沿って並べられておいる。
またドラム軸受73において、被位置決め部上73dと被位置決め部下73fの間には、転写ローラ7(図11参照)を配置するためのスペース(円弧状のくぼみ)73lを確保する必要がある。そのため、被位置決め部上73dと被位置決め部下73fは互いに離れて配置されている。
また被位置決め部上73dと、被位置決め部下73fは、ドラム軸受73から軸線方向の内側に向けて突出している突起である。上述したように、カップリング凸部63bの周囲にはスペース87を確保する必要がある。そのため被位置決め部上73dと、被位置決め部下73fは軸線方向の外側に突出させず、その代りに内側に突出させることでスペース87を確保している。
被位置決め部上73dと、被位置決め部下73fは、感光体ドラム62を一部覆うように配置されている突起である。別の言い方をすると被位置決め部73d、73fは、感光体ドラム62の軸線方向において内側に向かって突出している(張り出している)張出部である。ドラム62の軸線に被位置決め部上73dと、感光体ドラム62とを投影すると、被位置決め部上73dと、感光体ドラム62との互いの投影領域が少なくとも一部重なることになる。これに関しては、被位置決め部下73fも被位置決め部上73dと同様である。
また被位置決め部上73dと、被位置決め部下73fは、感光体ドラム62の端部に設けられた駆動側ドラムフランジ63を一部覆うように配置されている。ドラム62の軸線に被位置決め部上73dと、駆動側ドラムフランジ63とを投影すると、被位置決め部上73dと駆動側ドラムフランジ63の互いの投影領域が少なくとも一部重なることになる。これに関しては、被位置決め部下73fも被位置決め部上73dと同様である。
被押圧部73e、71oは、それぞれ長手方向におけるカートリッジBの一端側(駆動側)と他端側(非駆動側)に配置されたクリーニングユニットの枠体の突出部である。特に被押圧部73eはドラム軸受73に設けられている。被押圧部73e、71oは、ドラム62の軸線方向とは交差する方向であって、ドラム62から離れる方向に突出している。
一方、図12(a)、図12(b)に示すように、駆動側ドラムフランジ63は駆動側にカップリング凸部63bと、カップリング凸部63bの先端に先端部63b1とを有す。駆動伝達部材81は、非駆動側にカップリング凹部81bとカップリング凹部81bの先端部81b1を有す。開閉扉13を閉じることにより、回転カムリンク85を介して、円筒カム86は、斜面部86a、86bが駆動側板15の斜面部15d、15eに沿って回転しながら長手方向において非駆動側(カートリッジBに近づく側)に移動する。これによって、退避位置にあった駆動伝達部材81は駆動伝達部材バネ84によって長手方向において非駆動側(カートリッジBに近づく側)に移動する。ギア部81aのギア歯とギア部30aは駆動伝達部材81の移動方向に対して傾いているため、駆動伝達部材81の移動によって、ギア部81aのギア歯がギア部30aのギア歯に突き当たる。この時点で、駆動伝達部材81の非駆動側への移動が停止する。
駆動伝達部材81が停止した後も、さらに円筒カム86は非駆動側に移動し、駆動伝達部材81と円筒カム86は離間する。
次に、図1、図13(a)、図18に示すように、ドラム軸受73は凹底面73iを有す。駆動伝達部材81はカップリング凹部81bの底に位置決めとしての底部81b2を有す。駆動伝達部材81のカップリング凹部81bは断面が実質的に三角形状の穴である。カップリング凹部81bは、非駆動側(カートリッジ側、凹部81bの開口側)から見た場合に、駆動側(凹部81bの奥側)にいくに従い反時計方向Nにねじれた形状である。駆動伝達部材81のギア部81aはハス歯ギアであり、非駆動側(カートリッジ側)から見た時に駆動側に行くに従い反時計方向Nにねじれたギア歯を有する。言い換えると、カップリング凹部81bおよびギア部81aは、駆動伝達部材81の後端(固定端81c)に向かうにつれて、駆動伝達部材81の回転方向CWとは反対方向に傾いて(捻じれて)いる。
駆動伝達部材81の軸線に、ギア部81aの軸線とカップリング凹部81bの軸線が重なるように、ギア部81aとカップリング凹部81bとが配置されている。つまりギア部81aとカップリング凹部81bは同軸状(同心状)に配置されている。
駆動側ドラムフランジ63のカップリング凸部63bは断面が実質的に三角形状で凸形状(凸部、突起)である。カップリング凸部63bは、駆動側(カップリング凸部63bの先端側)から非駆動側(カップリング凸部63bの底側)に向かうにしたがって反時計方向Oにねじれた形状である(図37参照)。つまり、軸線方向におけるカートリッジの外側から内側に向かうにしたがって、カップリング凸部63bは反時計方向(ドラムの回転方向)に傾いて(捻じれて)いる。
なおカップリング凸部63bは、三角柱の角(三角形の頂点)を形成する部分(稜線)が、カップリング凹部81bから実際に駆動力を受ける駆動力受け部となっている。この駆動力受け部が軸線方向におけるカートリッジの外側から内側に向かうにしたがって、ドラムの回転方向に向かって傾いている。また、カップリング凹部81bの内面(内周面)は、カップリング凸部63bに駆動力を与えるための駆動力付与部となる。
なお、カップリング凸部63bや、カップリング凹部81bの断面の形状は、角が潰れているなど厳密な三角形(多角形)ではないが、実質的な三角形(多角形)と呼ぶこととする。つまり、カップリング凸部63bは実質的に三角柱(角柱)である突起を捻じった形状である。ただし、カップリング凸部63bの形状はこのようなものに限られるわけではない。カップリング凹部81bとカップリングできれば、つまり係合し駆動できれば、カップリング凸部63bの形状を変えてもよい。例えば、3つのボス163aが三角形の頂点にそれぞれ配置され、それぞれのボス163aがドラム62軸線方向に対して捻じれた形状などである(図19参照)。
現像ローラギア30のギア部30aはハス歯ギアであり、駆動側から非駆動側に向かうにしたがって時計方向Pにねじれた(傾いた)形状である(図37参照)。つまり、ギア部30aの軸線方向においてカートリッジの外側から内側に向かうにしたがって、ギア部30aのギア歯(ハス歯)は、時計方向P(現像ローラや現像ローラギアの回転方向)に傾いて(捻じれて)いる。つまりギア30aは、軸線方向における外側から内側に向かうにしたがって、ドラム62の回転方向と反対向きに傾いて(捻じれて)いる。
図13に示すように、駆動伝達部材81がモーター(不図示)によって非駆動側(カートリッジ側)から見て時計方向CW(図13:矢印Nの逆方向)に回転する。すると、駆動伝達部材81のギア部81aと現像ローラギア30のギア部30aとのハス歯の噛み合いによってスラスト力(軸線方向に生じる力)が生じる。駆動伝達部材81には軸線方向(長手方向)の力FAが加わることになり、駆動伝達部材81は長手方向において非駆動側(カートリッジに近づく側)に移動しようとする。つまり駆動伝達部材81は、カップリング凸部63bに近づき接触する。
特に本実施例では、駆動伝達部材81のギア部81aは、1歯あたりに軸線方向に5~8.7mm移動するようにねじれた形状のハス歯を有する(図13参照)。これはギア部81aのねじれ角が15°~30°であることに相当する。なお現像ローラギア30(ギア部30a)のねじれ角も15°~30°である。本実施例では、ギア部81aとギア部30aのねじれ角として20°を採用した。
そして、駆動伝達部材81が回転することによってカップリング凹部81bとカップリング凸部63bとの三角形状の位相が合った時、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bが係合(カップリング)する。
そして、凸部63bとカップリング凹部81bが係合すると、カップリング凹部81bとカップリング凸部63bが共に軸線に対してねじれて(傾いて)いるため、新たにスラスト力FCが生じる。
つまり駆動伝達部材81には長手方向の非駆動側(カートリッジに近づく側)に向かう力FCが働く。この力FCと、前述した力FAが合わさって駆動伝達部材81は長手方向において非駆動側(カートリッジに近づく側)にさらに移動する。つまり、カップリング凸部63は駆動伝達部材81をカートリッジBのカップリング凸部63bの側に近づける作用を奏する。
カップリング凸部63bによって引き寄せられた駆動伝達部材81は、駆動伝達部材81の先端部81b1がドラム軸受73の凹底面73iに当接して長手方向(軸線方向)において位置決めされる。
また、ドラム62には力FCの反作用力FBが働き、この反作用力(抗力)FBによって、ドラム62は長手方向において駆動側(駆動伝達部材81に近づく側、カートリッジBの外側)に移動する。つまりドラム62やカップリング凸部63bは駆動伝達部材81の側に引き寄せられる。これによって、ドラム62は、カップリング凸部63bの先端部63b1がカップリング凹部81bの底部81b2に当接する。これによってドラム62も軸線方向(長手方向)において位置決めされる。
つまりカップリング凸部63bとカップリング凹部81bが互いに引き寄せあうことで、ドラム62と駆動伝達部材81の軸線方向における位置が定まる。
この状態では、駆動伝達部材81は駆動位置を取っている。言い換えると駆動伝達部材81は、カップリング凸部63bおよび、ギア部30bに対してそれぞれ駆動力を伝達するための位置にある。
また、カップリング凹部81bの三角形状の調芯作用により駆動伝達部材81の先端の芯が駆動側ドラムフランジ63に対して決まる。つまり駆動伝達部材81がドラムフランジ63に対して調芯され、駆動伝達部材81と感光体が同軸になる。これにより駆動伝達部材81から、精度良く現像ローラギア30および駆動側ドラムフランジ63に駆動が伝達される。
カップリング凹部81bと、これに係合するカップリング凸部63bとを調芯部とみなすこともできる。すなわちカップリング凹部81bとカップリング凸部63bとが係合することで、駆動伝達部材81とドラムとが互いに同軸になる。特にカップリング凹部81bは本体側調芯部(画像形成装置本体側調芯部)、カップリング凸部63bをカートリッジ側調芯部と呼ぶことにする。
以上説明したように、駆動伝達部材81に働く非駆動側に向かう力FAおよび力FCによって、カップリングの係合がアシストされる。
また、駆動伝達部材81をカートリッジBに設けられたドラム軸受(軸受部材)73によって位置決めすることにより、カートリッジBに対する駆動伝達部材81の位置精度を高めることができる。
現像ローラギア30のギア部30aと駆動伝達部材81のギア部81aとの長手方向の位置精度が良くなるので、現像ローラギア30のギア部30aの幅を小さく押えることができる。カートリッジBや、カートリッジBを装着するための装置本体Aを小型化できる。
以上本実施例をまとめると、駆動伝達部材81のギア部81aおよび現像ローラギア30のギア部30aがハス歯となっている。ハス歯の方が、平歯よりもギア同士の噛み合い率(contact ratio)が高くなる。その結果、現像ローラ30の回転精度が向上し、現像ローラ30はなめらかに回転する。
また、ギア部30aとギア部81aとが互いに引き会う力(力FAと力FB)が生じるように、ギア部30aとギア部81aのハス歯が傾く方向が規定されている。つまり、ギア部30aとギア部81aとがかみ合った状態で回転することで、駆動伝達部材81に設けられたカップリング凹部81bと、感光体ドラム62の端部に設けられたカップリング凸部63bとを近づけるような力が生じる。その結果、駆動伝達部材81がカートリッジBの側に向けて移動し、カップリング凹部81bもカップリング凸部63bに近づく。これにより、カップリング凹部81bとカップリング凸部63bの結合(カップリング)がアシストされる。
またカップリング凸部63b(駆動力受け部)がドラムの軸線に対して傾く方向と、現像ローラギア30のギア部30aのハス歯がギア部30aの軸線に対して傾く方向とが互いに反対向きである(図38参照)。その結果、ギア部30aとギア部81aの係合(噛み合い)によって生じる力だけでなく、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bの係合(カップリング)によって発生する力(力FC)によっても駆動伝達部材81の移動がアシストされる。つまり、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bとがカップリングした状態で回転することで、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bは互いに引き寄せあう。その結果、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bが安定して係合(カップリング)する。
駆動伝達部材81は、弾性部材(駆動伝達部材バネ84)によってカップリング凸部63bに向かって付勢されている(図7(a)参照)。本実施例であれば、力FAおよび力FC(図13(b)参照)が生じる分、この駆動伝達部材バネ84の力を弱めることができる。すると、駆動伝達部材81が回転する際に生じる、駆動伝達部材バネ84と駆動伝達部材81の間の摩擦力も低減するので、駆動伝達部材81を回転するために必要なトルクが小さくなる。駆動伝達部材81を回転させるためのモータに加わる負荷も小さくできる。また、駆動伝達部材81と駆動伝達部材バネ84との摺動音も小さくできる。
なお、本実施例では、駆動伝達部材81を弾性部材(バネ84)によって付勢したが、弾性部材は必ずしもなくてもよい。つまりギア部81aとギア部30aが軸線方向で互いに少なくとも一部重なるように互いに配置され、装置本体へカートリッジを装着する時に、ギア部81aとギア部30aが噛み合うのであれば弾性部材をなくすことができる。つまりこの場合、ギア部81aが回転すると、ギア部81aとギア部30aの噛み合いによって、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bを引き合わせる力が生じる。つまり弾性部材(バネ84)がなくてもギア同士の噛み合いによって生じる力によって、駆動伝達部材81がカートリッジBに近づく。これによってカップリング凸部63bにカップリング凹部81bが係合できる。
このように弾性部材がない場合、弾性部材と駆動伝達部材81の間の摩擦力がなくなるので、駆動伝達部材81の回転トルクがさらに小さくなる。また、駆動伝達部材81と弾性部材との摺動によって生じる音をなくすことができる。また画像形成装置の部品点数を減らすことができるので、画像形成装置の構成の簡略化、低コスト化を図ることが可能である。
また、駆動側ドラムフランジ63のカップリング凸部63bは、駆動伝達部材81が回転している状態で、駆動伝達部材81の凹部81bと結合(カップリング)する。ここで、カップリング凸部63bは、ドラム62の軸線方向におけるカートリッジの外側から内側に向かうに従って感光体ドラムの回転方向に傾いて(捻じれて)いる。つまり駆動伝達部材81の回転方向に沿ってカップリング凸部63bが傾いて(捻じれて)いるので、カップリング凸部63bが、回転している凹部81bとカップリングしやすくなっている。
なお、本実施例では、駆動伝達部材81と噛む現像ローラギア30にハス歯ギアを用いたが、駆動伝達が可能であれば、別のギアを用いてもよい。例えば、駆動伝達部材81の歯と歯の隙間81eに入り込むことができる薄い平歯ギア230である。平歯の厚さは1mm以下に設定した。この場合も、駆動伝達部材81のギア部81aがハス歯を有しているので、ギア部81aと平歯ギア230の噛み合いによって駆動伝達部材81を非駆動側に向かわせる力は発生する(図21参照)。
なお、本実施例では、図1(a)、(b)に示すようにカートリッジBを駆動側から見た際にカップリング凸部63b(ドラム62)が反時計回りOに回転し、現像ローラギア30(現像ローラ32)が時計回りPに回転する構成例を示した。
しかしながら、カートリッジBを非駆動側から見た際に、カップリング凸部63b(ドラム62)が反時計回りに回転し、現像ローラギア30(現像ローラ32)が時計回りに回転するような構成をとることも可能である。つまり、装置本体AやカートリッジBのレイアウトを変更することによって、カップリング凸部63b(ドラム62)や、現像ローラギア30の回転方向が本実施例と反対になることもある。いずれにせよカップリング凸部63bと現像ローラギア30を同じ方向から見ると、カップリング凸部63bと現像ローラギア30は、互いの回転方向が反対となる。これらの一方が時計回りに回転し、他方が反時計回りに回転する。
つまりカップリング凸部63bの回転方向が反時計回りになるようにカートリッジBを見るようにすれば(本実施例ではカートリッジBを駆動側からみるようにすれば)、現像ローラギア30の回転方向は時計回りになる。
なお、本実施例では、駆動伝達部材81と噛む駆動入力ギアに現像ローラギア30を用いたが、別のギアを駆動入力ギアとして用いてもあってもよい。
図22には、駆動伝達部材81と噛み合う駆動入力ギア88と、現像ローラに設けられる現像ローラギア80、およびアイドラギア101、102、搬送ギア(撹拌ギア、現像剤搬送ギア)103を開示している。
図22では、1つのアイドラギア101を介して、駆動入力ギア88から現像ローラギア80に駆動力が伝達されている。アイドラギア101、現像ローラギア80は、駆動入力ギア88から現像ローラ32に駆動力を伝えるための駆動伝達機構(カートリッジ側駆動伝達機構、現像側駆動伝達機構)である。
一方、アイドラギア102は、駆動入力ギア88から撹拌ギア103に駆動力を伝えるギアである。搬送ギア103は搬送部材43(図3参照)に取り付けられ、搬送ギア103が受けた駆動力によって、搬送部材43が回転する。
なお、駆動入力ギア88と現像ローラギア80の間で駆動力を伝達するギアを複数にすることもできる。この際、現像ローラ32の回転方向を矢印P方向(図1参照)にするためには駆動入力ギア88と現像ローラギア80の間で駆動力を伝えるアイドラギアを奇数にするとよい。図22では、ギア列の構成を簡易にするためアイドラギアが1つの構成を示した。
なおギアの個数に関して別の言い方をすると、現像ローラ32の回転方向を矢印P方向(図1参照)にするためには、現像ローラ32に駆動を伝達するために、カートリッジBに奇数のギアを設ければよい。図22に示す構成では、現像ローラ32に駆動を伝達するギアの数が現像ローラギア80、アイドラギア101、駆動入力ギア88の3つである。一方、図1に示す構成では、現像ローラ32に駆動を伝達するギアの数が現像ローラギア32の一つである。
更に別の言い方をすると、カートリッジBが、駆動入力ギア88と同じ回転方向に現像ローラ32を回転させるための駆動伝達機構(カートリッジ側駆動伝達機構、現像側駆動伝達機構)を有していればよい。
つまり、駆動入力ギア88の回転方向が時計回りになるようにカートリッジBを見ると、現像ローラ32の回転方向も時計回りになる。図22に示す構成ではカートリッジBを駆動側から見た際に、駆動入力ギア88と現像ローラ32の回転方向は時計回りになる。
なお、図1に示す構成の場合であっても図22に示す構成であっても、駆動入力ギア(30、88)は、カップリング凸部63bとは独立して、駆動伝達部材81から駆動力を受ける。つまりカートリッジBはカートリッジBの外部(すなわち装置本体A)から駆動力を受けるための入力部(駆動入力部)がクリーニングユニットと現像ユニットにそれぞれ1つずつ、合計2つ設けられる。
感光体ドラム(クリーニングユニット)と現像ローラ(現像ユニット)が、それぞれ独立して駆動伝達部材81から駆動力を受ける構成では、感光体ドラムの回転の安定性が高まる利点がある。感光体ドラムと別の部材(例:現像ローラ)との間で駆動力(回転力)を伝達させる必要がないため、この別の部材(例:現像ローラ)に回転むらが生じた際に、その回転むらが感光体ドラムの回転に影響しにくいからである。
また、図22の構成において駆動伝達部材81に矢印FA(図13(b)参照)向きの力を加えて、カップリング凹部81bとカップリング凸部63bのカップリングをアシストしている。このためには、駆動入力ギア88が回転する際に負荷(トルク)が生じる必要がある。逆に言うと、駆動入力ギア88を回転するために負荷が生じる構成であれば、駆動入力ギア88が現像ローラ32を回転するための駆動力を受ける構成でなくてもよい。
たとえば、駆動入力ギア88が受けた駆動力を、現像ローラ32に伝えず、搬送部材43(図3参照)のみに伝えるような構成をとることもできる。ただし、現像ローラ32を有するカートリッジにてこのような構成をとる場合には、現像ローラ32に別途、駆動力を伝達することが必要になる。たとえばドラム62から現像ローラ32に駆動力を伝達するギア等がカートリッジBに必要になる。
<カップリング係合条件>
次にカップリングが係合する条件について、図1、図13(a)、図18、図24(a)、図24(b)、図25(a)、図25(b)、図27を用いて具体的に説明する。図24(a)は駆動伝達部の距離を説明するために画像形成装置駆動部をカートリッジBの装着方向の逆方向からみた断面図である。図24(b)は駆動伝達部の距離を説明するために画像形成装置駆動部を駆動側からみた断面図である。図25(a)はカップリング部の隙間を説明するために画像形成装置駆動部を駆動側からみた断面図である。図25(b)はカップリング部の隙間を説明するために画像形成装置駆動部を駆動側からみた断面図である。図27は規制部(ストッパ)の範囲を説明するための画像形成装置を駆動側からみた断面図である。
図1、図24(a)、図24(b)に示すように、ドラム軸受73は、駆動伝達部材81の移動を規制して、駆動伝達部材81が傾くのを規制する(抑える)ための傾き規制部(移動規制部、位置規制部、ストッパ)としての規制部73jを有す。
駆動伝達部材81は非駆動側(カートリッジBに近い側)に円筒部81i(図24(a)参照)を有す。円筒部81iとは、カップリング凹部81bが形成されている円筒部部(突起部)である。
前述したように、駆動伝達部材81が回転を始めた段階では、図9に示すように、駆動伝達部材81のギア部81aと現像ローラギア30のギア部30aがかみ合う。その一方で、カップリング凹部81bとカップリング凸部63bはカップリングしていないか、あるいはカップリングが不十分である。この状態で、ギア部81aがギア部30aに駆動力を伝達すると、ギア同士の噛み合いによりギア部81aに噛み合い力FD(図24(b))が生じる。
この噛み合い力FDが駆動伝達部材81に加わることで、駆動伝達部材81は傾いてしまう。つまり駆動伝達部材81は上述したように駆動側の端部である固定端81c(図24(a)参照:カートリッジBから遠い側の端部)のみが支持されているので、駆動側の端部81c(固定端)を支点として、駆動伝達部材81が傾く。すると駆動伝達部材81のカップリング凹部81bが設けられた側の端部(自由端、先端)が移動してしまう。
駆動伝達部材81が大きく傾いてしまうと、カップリング凹部81bがカップリング凸部63bとカップリングできなくなる。これを避けるため、カートリッジBに規制部73jを設けることで駆動伝達部材81の傾きを一定の範囲内に抑えて(規制して)いる。つまり駆動伝達部材81が傾いたときに、規制部73jが駆動伝達部材81を支えることで、その傾きが大きくなることを抑える。
ドラム軸受73の規制部73jは、ドラム62の軸線(カップリング凸部63bの軸線)に面するように配置されている円弧状の曲面部である。規制部73jはドラム軸線を覆うようにせり出しているせり出し部とみなすこともできる。規制部73iとドラム軸線の間は、プロセスカートリッジBの構成要素が配置されない空間となっており、この空間に駆動伝達部材81が配置されるように構成されている。規制部73iは、図1に示したスペース87に面しており、規制部73iはスペース87の縁(外縁)を形成している。
この規制部73jは、駆動伝達部材81が噛み合い力FDによって移動(傾斜)するのを抑えることができる位置に配置されている。
噛み合い力FDが生じる方向は、ギア部81aの正面圧力角α(すなわち現像ローラギア30の正面圧力角α)で定まる。噛み合い力FDが生じる方向は、感光体ドラムの中心62a(つまり駆動伝達部材81の中心)から現像ローラギア30の中心30bに向かって延びる矢印(半直線)LNに対して、感光体ドラム62の回転方向上流AKに向けて(90+α’)度傾いている。
なお、ねじれ角が20°ハス歯ギアにおいて、標準的な正面圧力角αは21.2°である。本実施例のギア部81aやギア部30aの正面圧力角αも21.2°を採用した。この場合には矢印LNに対する噛み合い力FDの傾きは111.2°である。ただし、ギア部81aやギア部30aの正面圧力角として別の値を用いることができ、その場合には噛み合い力FDの向きも変化する。正面圧力角αはハス歯ギアのねじれ角によっても変化し、正面圧力角αは20.6以上、22.8以下が好適である。
図24(b)において、感光体ドラムの中心62aを始点にして、噛み合い力FDの向きと同じ向きに延びる半直線FDaを伸ばすと、規制部73jはこの半直線FDaをまたぐように配置される。なお半直線FDaはドラム62中心を原点(軸、支点)として、半直線LNをドラム62の回転方向上流側に(90+α’)度傾けた(回転させた)線である。本実施例では、半直線FDaは半直線LNに対して111.2度傾いている。
なお必ずしも、この線FDaに規制部73jが配置されている必要はなく、半直線FDaの近くに規制部73jが配置されているとよい。具体的には、半直線FDaに対してプラスマイナス15°の範囲のどこかに、規制部73jの少なくとも一部が配置されていると望ましい。半直線FDaは、半直線LNを(90+α)度ドラム62の回転方向上流側に回転させた線である。したがって、規制部73jは、ドラム62の中心を原点にして半直線LNに対してドラム回転方向の上流側に(75+α)度から(105+α)度の範囲にあるとよい。正面圧力角αの好適な値が20.6度以上22.8度以下であることを考慮すると、規制部73jが配置される好適な範囲は、半直線LNに対して95.6度以上127.8度以下の範囲である。本実施例では正面圧力角αが21.2度であるので、規制部73jの好適な範囲は、96.2度以上126.2度以下である。
また規制部73jの好適な配置の別の例としては、半直線FDaを間に挟むようにして、複数の規制部73jが半直線FDaの両側にそれぞれ離れて配置されていてもよい(図26参照)。この場合も、規制部73jが線FDaをまたいで配置されているとみなせる。
また規制部73jは、カップリング凸部63bの中心(軸線)に対して、カートリッジ装着方向C(図11(a)参照)の上流側AO(図16参照)に配置されることが望ましい。カートリッジBの装着を規制部73jによって妨げないためである。
なお、上記ドラム軸受73に規制部73jが配置される範囲(領域)は、以下のように述べることもできる。
ドラム62の軸線に垂直な平面(図24(b)参照)において、ドラム62の中心62aと現像ローラギア30の中心30bとを通る直線LAを引く。この際に、直線LAに対して帯電ローラが配置される側(すなわち矢印ALで示される側)に規制部73jは配置される。
あるいは、ドラム中心62aとギア中心30bとを通る線LAに対して、ドラム62が露出する側(ドラム62が転写ローラ7と向き合う側)とは反対側の領域ALに規制部73jは配置される。なおカートリッジBを装置本体Aに装着する前では、カートリッジBにドラム62を覆うカバーやシャッター等が設けられドラム62が露出していない場合もありうる。しかしここでドラム62が露出する側というのは、カバー、シャッター等が外された際のドラム62の露出した側という意味である。
また感光体ドラム62の軸線に垂直な平面において、感光体ドラム62の周方向(回転方向)を用いて規制部73jが配置される範囲(領域AL)を以下のように述べることもできる。
ドラム62の中心62aを始点として現像ローラギア30のギア部30aの中心30bに向かって延びる半直線(原線)LNをひく。前記領域ALは、この半直線LNに対して、ドラム回転方向の上流側(矢印AK側)に向かって、0°より大きく180°を超えない角度の範囲(領域)である。
さらに別の言い方をする。領域ALとは、ドラム中心62aと現像ローラギア中心30bとの中点MAよりもドラム回転方向Oの上流側(矢印AK側)であって、ドラム62の中心62aと現像ローラギア30のギア部30aの中心30bを通る直線(延長線)LAを超えない範囲である。
また、開閉扉13が開き、駆動伝達部材81が駆動側に移動した状態で、規制部73jは、長手方向において駆動伝達部材81のギア部81aとオーバーラップする位置にある。つまり規制部73jは、長手方向において現像ローラギア30ともオーバーラップしている。図34に示すように現像ローラギア30の軸線Ax2に現像ローラギア30と規制部73jとを投影すると、互いの投影領域の少なくとも一部が重なることになる。つまり噛み合い力が生じるギア部81a(ギア部30a)に対して、規制部73jが近くにある。そのため、駆動伝達部材81が受けた噛み合い力を規制部73jで支えた際に、駆動伝達部材81が撓むのを抑えられる。
また軸線方向において前記規制部73jの少なくとも一部が、カップリング凸部63bよりも外側(図34に示す矢印D1側)にある。
次にドラム62を基準として規制部73jの径方向の位置について説明する(図24(a)参照)。
以下で示す各距離は、ドラム62の軸線方向と直交する方向に沿って測った距離(ドラム62の径方向の距離)である。ドラム62の軸線(中心62a)から規制部73jまでの距離をSとする。駆動伝達部材81のギア部81aの歯先の半径をUとする。駆動伝達部材81の中心81jからカップリング凹部までの径方向最外部までの距離をACとする。駆動側ドラムフランジ63の中心63dからカップリング凸部63bの径方向最外部までの距離をADとする。規制部73jと駆動伝達部材81のギア部81aの歯先との距離をAAとする。そして駆動伝達部材81が規制部73jとの隙間分傾いた時(駆動伝達部材81が傾いてギア部81aが規制部73jと接触したとき)のカップリング凸部63bとのカップリング凹部81bとの芯ずれ量をABとする(図25(b)参照)。
すると、駆動伝達部材81のギア部81aとドラム軸受73の規制部73jとの隙間AAは以下のように定義される。
AA=S-U
また、以下では、駆動伝達部材81の傾きの支点である固定端81cから駆動伝達部材81の軸線方向にそって距離を測る。駆動伝達部材81の一端部81cからギア部81aまでの軸線方向の距離をXとする。また、駆動伝達部材81の一端部81cからカップリング凹部81bまでの軸線方向の距離をWとする。
距離Xと距離Wは、W>Xを満たす。そのため駆動伝達部材81が規制部73jとギア部81aの隙間AA分傾いた時の芯ずれ量ABは、隙間AAよりも長くなり以下のように定義される。
AB=AA×(W/X)
また、芯ずれがない状態における駆動側ドラムフランジ63のカップリング凸部63bと駆動伝達部材81のカップリング凹部81aとの隙間をVとする。ここで隙間Vとは両カップリング部の表面間距離(ドラム62の軸線と直交する方向に沿って測った距離であって、径方向の距離)のうち最も小さくなる値(最少距離)である。
カップリングどうしの三角形状の位相があっている状態ではこの最短の隙間Vは以下のように定義される。
V=AC-AD
駆動伝達部材81が隙間AA分傾き、カップリング間で芯ずれ量ABの芯ずれが起こったとしてもカップリングが係合するためには、カップリング間の隙間Vが以下を満たすとよい。
V=AC-AD>AB
つまりカップリング凸部63bとカップリング凹部81bの間の最短の隙間Vよりもさらに芯ずれ量ABが小さければ、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bは芯ずれ量ABを許容でき、係合する。
なお、カップリング凸部63bに対するカップリング凹部81bの位相が変われば、両カップリング部の間の最短の隙間Vも変動する。つまり両カップリング部の位相がずれていると、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bの最短の隙間Vが(AC-AD)よりも小さくなる。Vが芯ずれ量ABよりも小さくなる場合も考えられる。
しかしながら「V>AB」を満たすような位相関係が両カップリング部の間で少なくとも一つでもあれば、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bが係合する。というのは、カップリング凹部81bは回転しながらカップリング凸部63bに接触するからである。カップリング凹部81bが「V>AB」を満たすような角度まで回転したタイミングで、カップリング凸部63bと係合(カップリング)できる。
また、ドラム62の径方向に沿って、ドラム62の中心62aから規制部73iまでの距離Sを測ると、
S=AA+U
である。「V>AB」に「AB=AA×(W/X)」と「AA=S―U」を代入すると
V>(S-U)×(W/X)
である。この式を満たすような位相関係が、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bの間に少なくとも一つあればよい。
また、さらに上の式を変形して、距離Sの条件を示すと以下の通りである。
S<U+V×(X/W)
また、駆動伝達部材81が回転する際には、規制部73jはギア部81aに接触しないことが望ましいので、ギア部81aの歯先から規制部73jが離れていることが望ましい。これを式で表すと、
S>U
である。
これを上記した関係式とともにまとめると、
U<S<U+V×(X/W)
が成り立つ。
本実施例のように、カップリング凸部63bの断面形状と、カップリング凹部81bの断面形状がともに実質的に正三角形であれば、両カップリング部の位相が揃ったときに隙間Vが最大となる。そのときのVの値を上式に代入して必要なSの範囲を求めるとよい。
カップリングが係合する際の動作について説明する。駆動伝達部材81のカップリング凹部81bと駆動側ドラムフランジ63のカップリング凸部63bとが係合する前において、駆動伝達部材81に噛み合い力FDが加わる。噛み合い力FDとは前述したように、駆動伝達部材81のギア部81aと現像ローラギア30のギア部30aとの噛み合いによって生じる力である。
噛み合い力FDによって、駆動伝達部材軸受83を支点として駆動伝達部材81はドラム軸受73の規制部73jとギア部81aとの隙間AA分、噛み合い力がかかる方向FDに傾く。この傾きによるカップリング凹部81bとカップリング凸部63bの芯ずれ量ABは、所定の位相でカップリング凹部81bとカップリング凸部63bとの隙間Vより小さくなる。これにより、駆動伝達部材81が回転し、カップリング凹部81bとカップリング凸部63bとの三角形状の位相が合った際に、カップリングの端面どうしが干渉することなく、カップリング凹部81bはカップリング凸部63bにはまり込み係合する。
ここで、ドラム62の半径が12mmの場合に上記条件式が成り立つ寸法の例を以下に示す。
本実施例において半径12mmのドラム62に適応可能な駆動伝達部材81の各部の寸法は以下の通りである。カップリング凹部81bの中心から、カップリング凹部81bが有する略正三角形状の頂点部までの距離ACが6.5mmであり、カップリング凹部81bの略正三角形状の内接円の半径AEが4.65mmである。カップリング凹部81bが有する略正三角形状は、純粋な正三角形ではなく頂点(角)が円弧状に潰れている。カップリング凹部の肉抜き部81b3の半径AFが4.8mm、カップリング凹部のギア部81aの歯先円の半径Uが12.715mm、一端部81cから非駆動側の端面81a1までの距離Xは30.25mm、一端部81cからカップリング凹部の先端部81b1までの距離Wは33.25mmである。
なお、カップリング凹部81bとカップリング凸部63bの最短距離Vは、以下の関係を満たす。
0<V<1.7
Vが下限となるのは、カップリング凹部81bが有する三角形状の大きさと、カップリング凸部63bが有する三角形状の大きさが等しくなるときであり、Vの下限値は「0」である。一方、Vが上限となるのは、カップリング凸部63bの中心から頂点までの距離ACが、カップリング凹部81bの肉抜き部の半径AFである4.8mmとなるときである。このときカップリング凸部63bとカップリング凹部81bの隙間V(mm)は、「1.7=6.5-4.8」として求められる。
先ほど示した式「U<S<U+V×(X/W)」に各値およびV=1.7を代入すると、
「12.715<S<14.262」(単位はmm)である。
上記の式が成り立っていることを、実際に2つの例を用いて確認する。
まず1例目では、カップリング凸部63bを、カップリング凹部81bと係合可能な範囲で可能な限り大きくした場合の寸法を示す。このときカップリング凸部63bとカップリング凹部81bの隙間Vが最少になるので、駆動伝達部材81の許容される傾きは小さくなる。そのため、駆動伝達部材81の傾きを小さくするため、規制部73jをギア部81aの正規の位置に対してもっとも近づける必要が生じる。
一方、2例目では、カップリング凸部63bを、カップリング凹部81bと係合可能な限り小さくした場合の寸法を示す。このとき、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bの隙間Vが最大になるので、駆動伝達部材81が比較的傾いてもカップリング凸部63bとカップリング凹部81bは係合できる。つまり規制部73jは駆動伝達部材81の傾きを比較的許容できるので、ギア部81aの正規の位置に対して規制部73jを比較的離すことができる。 1例目はカップリング凸部63bの大きさを最大に近づけカップリング凸部63bとカップリング凹部81bの間の径方向のかかり量(両者が係合する領域)を最大に近づけた場合の例である。このときV(カップリング間の隙間)は下限(最少)に近づくので、S(ドラム62の中心から規制部73jまでの距離)は下限(12.715mm)に近づく必要がある。 駆動側ドラムフランジ63のカップリング凸部63bの中心から頂点までの距離ADを6.498mmとした。このようにカップリング凹部81bの中心から三角形状頂点部までの距離6.5mmより少し小さい寸法をカップリング凸部63bがもつとき、カップリング部間の径方向のかかり量が略最大となる。駆動側ドラムフランジ63のカップリング凸部63bを構成する三角形状に内接する内接円の半径AGが4.648mmである。なおカップリング凸部63bが有する略三角形状も、純粋な正三角形ではなく頂点(角)が円弧状に潰れている。
このときドラム62の中心62aからドラム軸受の規制部73jまでの距離Sを、ギア部81aの歯先円の半径Uよりわずかに大きい12.716mmとする。
その結果、ドラム軸受の規制部73jと駆動伝達部材のギア部81aとの隙間AAは0.001mm(=12.716-12.715)である。ここで、駆動伝達部材81が規制部73jとの隙間AA分傾いた時のカップリング部間の芯ずれ量ABは、規制部73jとカップリング部との長手方向における位置が異なることにより増幅される。芯ずれ量ABは0.0011mm(=0.001×33.25/30.25)である。また、カップリング部の位相が合っている時のカップリング凸部63bとカップリング凹部81bの最短隙間Vは0.002mm(「6.5-6.498」と「4.65-4.648」とのうち小さい方)である。
よって、駆動伝達部材81が噛み合い力により傾いたとしてもカップリング部間の芯ずれ量ABよりもカップリング間の隙間Vの方が大きいため係合可能である。
以上の説明からわかるように、ドラム62の中心からカップリング部の最外部までの径方向の距離は4.8mmより大きくし、ドラム62の中心から規制部73jまでの径方向の距離は12.715mmより大きくするとよい。
2例目は前述したようにカップリング凸部63bの大きさを可能な限り小さくして、カップリング凸部61bとカップリング凹部81bの間の径方向のかかり量(両者が係合する領域)を可能な限り小さくした場合の例である。このときV(カップリング間の隙間)は最大(上限)に近づき、S(ドラム62の中心から規制部73jまでの距離)も上限に近い値をとることができる。
駆動側ドラムフランジ63のカップリング凸部63bの中心と頂点間の距離ADが4.801mmとした。これはカップリング凹部81bの肉抜き81b3の半径4.8mmより少し大きな値であり、カップリング同士の径方向のかかり量がほぼ最小となる径である。仮にカップリング凸部63bの距離ADが、肉抜き部81b3の半径より短いと、凸部63bの先端がカップリング凹部81bに係合せず駆動伝達不能になるからである。
このときカップリング凸部63bの三角形状の内接円の半径AGが2.951mmである。
ドラム62の中心62aからドラム軸受の規制部73jの距離Sを14.259mmとする。
その結果、ドラム軸受73の規制部73jと駆動伝達部材81のギア部81aとの隙間AAは1.544mm(=14.259-12.715)である。ここで、駆動伝達部材81が規制部73jとの隙間AA分傾いた時のカップリング部間の芯ずれ量ABは、規制部73jとカップリング部との長手方向における位置が異なることにより増幅され、1.697mm(=1.544×33.25/30.25)である。また、カップリング部の位相が合っている時のカップリング凸部63bとカップリング凹部81bの隙間Vは1.699mm(「6.5-4.801」と「4.65-2.951」とのうち小さい方)である。よって、駆動伝達部材81が噛み合い力FDにより傾いたとしてもカップリング部間の芯ずれ量ABよりもカップリング間の隙間Vの方が大きいため、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bとは係合可能である。
2例目からわかるように、ドラム62の中心からカップリング凸部63bの最外部までの径方向の距離は4.8mmより大きくし、ドラム62の中心から規制部73jまでの径方向の距離を14.262mmより小さくするとよい。
1例目と2例目をまとめると本実施例では、ドラム62の中心62aからドラム軸受の規制部73jまでの半径方向の距離Sを、12.715mmより大きく14.262mmより小さくするとよい。
次に、カップリング凸部の形状を実質的な正三角形に限定せずに、より一般的な形状のカップリング凸363bが用いられる場合を例にとり、規制部73jに関する好適な配置関係を、一般的に定義することとする。なお、カップリング凹部の形状は便宜上、仮想的に純粋な正三角形であるものして議論することとする。
まず一般的な形状のカップリング凸部の一例を、図28(a)、(b)に示す。図28(a)(b)で示されたカップリング凸部363bは、略円柱形状を有し、さらにその円柱の外周に設けられた突起部363b1を有する。突起部363b1によってカップリング凸部363bは駆動力を受ける構成である。
図27を用いて、規制部が最もドラムの中心から離れて位置する場合について説明する。
まずはカップリング凸部363bに外接する最少の正三角形BDを考え、この正三角形BDを仮想のカップリング凸部とみなす。なお正三角形BDの重心はカップリング凸部363bの中心(ドラム62の中心)に一致させつつ、正三角形BDの大きさが最少となるようにする。以降は、この仮想のカップリング凸部(正三角形DB)に対応する規制部73jの配置を考えることにする。
この仮想のカップリング凸部(正三角形BD)に内接する円を円BEとし、その半径をBAとする。
カップリング凹部が正三角形形状を有する場合、仮想のカップリング凸部(正三角形BD)にカップリング凹部が係合するためには、カップリング凹部が正三角形BDよりは大きい必要がある。つまり正三角形BDの大きさは、カップリング凹部がとり得る寸法の下限と考えることもできる。
次に、カップリング凹部が有し得る最大の形状を考える。まず、仮想のカップリング凸部(正三角形BD)に外接する円BUを考え、その半径をAZとする。そして、この円BUを内接円とする正三角形BQを描く。カップリング凹部が正三角形の形状を有する場合、正三角形BQはカップリング凹部として設定できる正三角形形状の最大のもの(上限)となる。仮にカップリング凹部が正三角形BQよりも大きくなるとカップリング凹部が仮想のカップリング凸部BDと接することができず駆動伝達不能となるからである。この正三角形BQを最大のカップリング凹部と定義する。
これら2つの正三角形BDと正三角形BQが同位相の場合の正三角形間の最短距離をAYとする。距離AYは、正三角形BQに内接する内接円BUの半径(AZ)と、正三角形BDに内接する内接円BEの半径(BA)の差に相当する。つまり
AY=AZ―BA
である。
カップリング凹部が正三角形状である場合、仮想のカップリング凸部とカップリング凹部の間の距離は、上記の距離AYが上限になる。仮想のカップリング凸部に対するカップリング凹部の芯ずれの距離がAYよりも小さければ、仮想のカップリング凸部に対してカップリング凹部が係合できる。
カップリング間の芯ずれの距離は、駆動伝達部材のギア部81aの歯先と規制部73jとの隙間BCと同じかそれよりも大きくなる。したがって、カップリング凹部が仮想のカップリング凸部BDと係合するためには、駆動伝達部材のギア部81aと規制部73jとの隙間BCは、上記の距離AYよりも少なくとも小さい必要がある。これを式に示すと、BC<AY
である。
なお隙間BCは、ドラム中心から規制部73jまでの距離BBと、ギア部81aの歯先円の半径との差である。ギア部81aの歯先円の半径について検討すると、駆動伝達部材のギア部の81aの歯先は現像ローラギア30のギア部30aの歯底まで延ばすことができる。つまり、歯底あたりをしない限度までギア部81aの歯先を延ばすことができる。ドラム中心から現像ローラギア30aの歯底までの最短距離をAXとすると、ギア部81aの歯先円81aの半径の上限もAXである。
したがってギア部81aの歯先と規制部73jの隙間BCは、「BB-AX」よりも常に大きくなる。
BC>BB-AX
である。この「BC>BB-AX」と上記した「BC<AY」との関係式を用いてドラム中心からの規制部73jへの距離BBは、
BB-AX<AY
BB<AY+AX
を満たすことがわかる。
ここで、
AY=AZ―BA=BA(1/sin30°―1)=BA
である。
よって、
BB<BA+AX
である。
ギア同士の噛合い力によって駆動伝達部材81が傾いた際に、カップリング同士が係合するために必要な条件として、規制部73jのドラム中心からの距離BBに関して「BB<BA+AX」を求めることができた。
次に、規制部が最もドラムの中心に近い側に位置する場合について説明する。
駆動伝達部材81のギア部81aが、ギア部30aに噛合うためには、ギア部81aの歯先円の半径が、ドラム62の中心から現像ローラのギア部30aの歯先までの距離BF(ドラムの軸線と直交する方向にはかった距離)よりも大きい必要がある。
また、画像形成時に、規制部73jと駆動伝達部材81aの歯先が当接しない必要がある。すなわちドラム62の中心から規制部73jまでの距離BB(ドラムの軸線と直交する方向にはかった距離)が、ドラム62の中心から現像ローラのギア部30aの歯先までの距離BF(ドラムの軸線と直交する方向にはかった距離)よりも長い必要がある。以上2つの条件から
BB>BF
が満たされる必要がある。
前述した「BB<BA+AX」とともにまとめると、規制部73jのドラムの中心(ドラムの軸線、入力カップリングの軸線)に対して、以下の関係を満たす範囲に配置される必要がある。
BF<BB<AX+BA
なお、各値の定義をまとめると以下のようになる。
BB:感光体の軸線に直交する方向に沿って、感光体の中心(感光体の軸線、カップリング凸部の軸線)から規制部73jまで測った距離
BA:カップリング凸部に外接する最少の正三角形を、その正三角形の重心をドラムの軸線(カップリング凸部の軸線)に一致させつつ描いたとき、その正三角形に内接する内接円の半径。
AX:感光体の軸線に直交する方向に沿って、感光体中心(カップリング凸部の回転軸線)から現像ローラギアの歯底(入力ギアの歯底)まで測った距離
BF:感光体の軸線と直交する方向に沿って、感光体の回転中心(軸線)から入力ギア部(ギア部30a)の歯先まで測った最短距離
である。
なお、本実施例では、規制部73jは連続した面で形成されている。具体的には規制部73jはドラム62の軸線側に開いて、弓なりに湾曲している曲面(円弧面)である。別の呼び方をすると、ドラム62の軸線側に開いた湾形状(湾部)である。
しかし図26のカートリッジの斜視図に示すように、ドラム62の回転方向において断続された複数の部位(複数の面89j)によって規制部89jが形成されてもよい。この場合も、断続された複数の部位をつなげることにより、規制部はドラム62の軸線側に開いた湾形状(湾部)を形成しているとみなすことができる。
すなわち、規制部は、連続した1つの部位であるか、断続した複数の部位であるかの違いはあるが、図1に示した規制部および図26に示した規制部は共に、ドラム62の軸線側に開いた弓なり形状(湾形状、曲面部、湾曲部)を有する。
また、本実施例では、駆動伝達部材81の芯をドラム62の芯に合わせる手段として、カップリング凸部63bおよびカップリング凹部81bの三角形状の調芯作用を利用した。つまりカップリング凸部63bとカップリング凹部81bが3箇所で接触することで、カップリング凸部63bの軸線とカップリング凹部81bの軸線をそろえていた。駆動伝達部材81と感光体ドラムを同軸にすることで、ギア部81aとギア部30aとの中心間距離(軸線間距離)の精度を保ちやすくなり、安定して現像ローラギア30に駆動が伝達される。
しかし駆動伝達部材81と駆動側ドラムドラムフランジ63の一方に、円筒状のボス(突起)を設け、他方にボスと嵌合する穴とを設けてもよい。このような構成であっても駆動伝達部材81とドラム62の軸線を重ねることができる。図38にこのような変形例を示す。図38に示された駆動伝達部材181は、そのカップリング凹部181bの中央に凸部(ボス)181cを有する。凸部181cは駆動伝達部材181の軸線に重なるように配置され、その軸線に沿って突出している突起である。一方、図38にしめされたカップリング凸部は、その中央に凸部181cと係合するための窪み(凹部)を有する。凹部はドラム62の回転軸線に重なるように配置され、この軸線に沿って窪んだくぼみである。駆動伝達部材81と感光体ドラムを同軸にすることで、ギア部81aとギア部30aとの中心間距離(軸線間距離)の精度を保ちやすくなり、安定して現像ローラギア30に駆動が伝達される。
次に、長手方向(ドラムの軸線方向)における、カップリング凸部63bの配置について説明する。図18に示すように、駆動側ドラムフランジ63は鍔部63cを有す。クリーニング枠体71はドラム規制リブ71m(ドラム規制部、ドラム長手位置規制部、ドラム軸線方向位置規制部)を有す。
ドラム規制リブ71mは駆動側ドラムフランジ63の鍔部63cよりも長手方向における非駆動側に配置され、鍔部63cと隙間をもって向かい合っている。
この隙間以上、ドラム62が非駆動側に移動すると鍔部63cとドラム規制リブ71mが接触し、ドラム62の移動が規制される。つまり、ドラム62が一定の範囲以上、長手方向(軸線方向)に移動しないような構成である。これにより駆動側ドラムフランジ63のカップリング凸部63bがカップリング凹部81bと係合する前において、駆動側ドラムフランジ63のカップリング凸部63bの長手方向の位置精度が向上する。そのため、駆動伝達部材81の長手方向の移動量を小さくしても、カップリング凸部63bとカップリング凹部81bとが係合することができる構成をとることができる。駆動伝達部材81の長手方向の移動量を小さくすることによって、装置本体Aを小型化することができる。
次に長手方向(ドラムの軸線方向)における現像ローラギア30のギア部30aの配置に関して説明する。図18に示すように、現像ローラギア30はギア部30aの非駆動側の端面30a2を有す。現像容器23は現像ローラギア規制リブ23d(ギア規制部、ギア長手位置規制部、ギア軸線方向位置規制部)を有す。
現像ローラギア規制リブ23dはギア部30aの非駆動側端面30a2よりも軸方向における非駆動側に配置され、非駆動側端面30a2に対して隙間をあけて面している。
これによりカートリッジBの駆動側に配置された現像ローラギア規制リブ23dによって、現像ローラギア30が長手方向において非駆動側に移動するのを規制する。このことにより、現像ローラギア30のギア部30aが駆動伝達部材81のギア部81aと噛み合う前において、現像ローラギア30のギア部30aの軸線方向の位置精度が向上する。したがって現像ローラギア30のギア部30aのギア幅を小さくすることができる。その結果、カートリッジBおよびカートリッジBを装着するための装置本体Aを小型化できる。
<カートリッジ取り出し>
次に、装置本体AからカートリッジBの取り出しについて、図7、図24、図25を用いて説明する。
図7に示すように、開閉扉13を回転して開いた際、回転カムリンク85を介して、円筒カム86は、斜面部86a、86bに沿って回転しながら軸方向の駆動側に円筒カム86の端面部86cと駆動側板15の端面部15fが当接するまで移動する。そして、円筒カム86が移動することによって、駆動伝達部材81が軸方向の駆動側(カートリッジBから離れる側)に移動可能となる。
ここで、図24(a)、(b)、図25(a)に示すように、駆動伝達部材81のギア部81aと現像ローラギア30のギア部30aとの径方向の歯のかかり量をかかり量AHとする。
ギア部81aがギア部30aとの噛み合いを解消するためには、両ギア部のかかり量AH以上に、ギア部81aが、ギア部30aから離れる向きに動かないといけない。そこでドラム軸受73の規制部73jは、ギア部81aがギア部30aから離れる際に駆動伝達部材81の移動を妨げないように配置する。そのために駆動伝達部材81の中心81jと現像ローラギア30の中心30bとを結ぶ線が延びる方向に沿って、駆動伝達部材81のギア部81aが現像ローラギア30のギア部30aから離れる方向が矢印AIである。この矢印AI方向には規制部73jを設けないほうが好ましい。つまり直線LAをまたぐように規制部73jを配置せず、ギア部81aがギア部30aとの噛み合いを解消する際に、駆動伝達部材81が規制部73jと接触しないようにしたい。
なおギア部81aがギア部30aとの噛み合いを解消する際には、駆動伝達部材81がドラム軸受73の凹周面73kとも接触しないことが望ましい。そこで、扉13を開いた状態(図7(a)、(b))では、駆動伝達部材81がドラム軸受73の凹周面73kと接触しない位置まで退避することにしている。
つまり図24(a)に示すように、駆動伝達部材81が、カップリング凸部63bとのカップリングを解消するまで退避する。この状態では、駆動伝達部材81が長手方向において、駆動伝達部材81の先端が凹周面73kの先端と略同じ位置か、凹周面73kの先端よりもさらに左側にある。
この状態で、ギア部81aとギア部30aの噛み合いを解消するために、駆動伝達部材81が傾いたとしても、駆動伝達部材81と凹周面73kとは接触しない。
なお駆動伝達部材81が退避する際の移動量が短く、退避位置にある駆動伝達部材81の先端が、凹周面73kの先端よりも右側に配置されているような装置本体Aも考えられる。そのような場合には、以下のような条件を満たしていれば駆動伝達部材81と凹周面73kとの接触を避けられる。
ドラム62の中心62aからドラム軸受73の凹周面73kまでの径方向の距離をZとする。駆動伝達部材81の中心81jから駆動伝達部材81の円筒部81iの外周面までの径方向の距離をYとする。凹周面73kと円筒部81iとの隙間における径方向の距離をAJとする。このとき、隙間AJが以下の式を満たす。
AJ=Z-Y
AJ>AH
つまり、ここで、ドラム62の周囲には凹部が設けられている。そして駆動伝達部材81が移動できるのは、凹部の内周面(凹周面73k)とギア部81aが接触しない範囲内である。
そして、ドラム軸受73の凹周面73kの径方向の位置は、ドラム62の中心62aからの距離Zが以下のとおりであればよい。
Z>AH+Y
上記した構成によって、カートリッジBを装置本体Aから取り出す際、駆動伝達部材81は離れる方向ADに駆動伝達部材81のギア部81aと現像ローラギア30のギア部30aの歯のかかり量AH以上に傾くことができる。そして、駆動伝達部材81のギア部81aと現像ローラギア30のギア部30aとの噛み合いが解除され、カートリッジBを装置本体Aからスムーズに取り出すことができる。
以上説明したように、駆動伝達部材81がハス歯ギア同士の噛み合いによるスラスト力によってカートリッジ側のカップリング部に近づく方向に移動する。
また、ギア同士の噛み合いによって生じる力によって駆動伝達部材81が移動する(傾く)が、その移動量(傾きの量)をカートリッジ側に設けた規制部で規制する。これにより駆動伝達部材81とカートリッジ側のカップリング部との係合(カップリング)を確実にし、駆動伝達を確実に行う。
また、ギアの噛み合い高さ以上に駆動伝達部材81が径方向に移動可能な隙間を有することで、カートリッジBを装置本体から取り外す際に、ギア同士の噛み合いがスムーズに解除される。つまり、容易にカートリッジを取り出せる。
また、本実施例では、カップリング凸部63bはドラム62に対して固定されていたが、移動式のカップリング凸部を設けることもできる。たとえば図20に示すカップリング263bはドラム62に対して軸線方向に移動可能であり、外部から力を受けていない状態では駆動側に向けてバネ94により付勢されている。カートリッジBを装置本体Aに装着する場合に、カップリング263bの端部263aが駆動伝達部材81に接触する。カップリング凸部263bは、駆動伝達部材81から受ける力によって、バネ94を縮めながら非駆動側(駆動伝達部材81から離れる側)に退避することができる。このような構成であれば、必ずしも駆動伝達部材81を、カップリング凸部263bと接触しない程度まで退避させる必要がない。つまり、カップリング凸部263bが退避し得る分だけ、開閉扉13(図2参照)の開放に連動した駆動伝達部材81の退避量を低減することができる。つまり、装置本体Aの小型化ができる。
なお、カップリング凸部263bの端部263aを傾斜部(傾斜面、面取り面)とした。このような構成であれば、カートリッジの着脱の際に、端部263aが駆動伝達部材81に接触すると、端部263aはカップリング凸部263bを退避させる力を受けやすい。ただ、このような構成に限られるわけではない。たとえば、カップリング凸部263bと接触する駆動伝達部材81側の接触部を傾斜部にするなどしてもよい。
また別の変形例を図23に示す。本実施例では駆動伝達部材81とカップリング凸部63bとの係合によりドラム62の駆動を行なったが、図23に示すように、ドラム62の駆動はカートリッジ内部に設けられたギア330b、95bから行うこともできる。
図23に示す構成では、現像ローラギア330は、駆動伝達部材81のギア部81aから駆動を受けるためのギア部(入力ギア部)330aのみならず、ドラム62に向けて駆動力を出力するためのギア部330b(出力ギア部)を有する。またドラム62の端部に固定されたドラムフランジ95はカップリング凸部を有さない代わりに、ギア部330bから駆動力を受けるためのギア部95b(入力ギア部)を有する。さらにドラムフランジ95は円筒部95aを有する。
この場合、ドラム62の端部に設けられた円筒部95aは駆動伝達部材81の先端に設けられたカップリング凹部81bと嵌合することにより駆動伝達部材81の位置決めとして機能する。
凹部81bおよび円筒部95aは共に、駆動伝達部材凹部81の軸線とドラム62の軸線を揃えるための調芯部として作用する。カップリング凹部81bおよび円筒部95aが係合すると、ドラム62と駆動伝達部材81は互いの軸線が実質的に重なり両者が同軸に配置される。なお、特にカップリング凹部81bを本体側調芯部(調芯用凹部)、円筒部95aをカートリッジ側調芯部(調芯用凸部)と呼ぶ場合がある。
より厳密に言うと、円筒部95aの外周面がカートリッジ側の調芯部に相当する。またカップリング凸部81bの肉抜き部81b3が本体側調芯部に相当する。円形の肉抜き部81b3が円筒部95aの外周面と勘合することで、ドラム62と駆動伝達部材81の間の調芯が行われる。
図23に示すカートリッジは、上述した実施例と同様の作用により、ギア30のギア部30aと駆動伝達部材81のギア部81aの噛み合いによって、カップリング凹部81bと円筒部95aを引き寄せあう力が生じる。ギア部30aとギア部81aの間の駆動伝達がなされることによって、カップリング凹部81bと円筒部95aとが係合する。なおカップリング凹部81bと円筒部95aとが係合しやすくなるように、円筒部95aの先端の縁に傾斜部(テーパー、面取り)95a1(図23(b)参照)を設ける。つまり円筒部95aは、その先端に向かうにしたがって、その径が小さくなっている。
なお前述したように、ドラム62の端部にカップリング凸部63bが設けられている場合には、カップリング凹部81bはカップリング凸部63bに駆動力を伝達するための出力カップリングとして作用する。またカップリング凸部63bが得に実質的に三角形である場合には、カップリング凸部63bにカップリング凹部81bが連結されることで、駆動伝達部材81は調芯される。したがってカップリング凹部81bは調芯部としても作用する。
一方、図23(a)に示す構成のようにドラム62の端部に円筒部95aが設けられている場合には、カップリング凹部81bはカップリング部(出力カップリング)としての作用を奏すことはなく、調芯用凹部(本体側調芯部)としてのみ作用する。
すなわち、カップリング凹部81bは出力カップリングと本体側調芯部(調芯用凹部)を兼ねており、ドラム62の構成によってカップリング凹部81bが奏する作用は、調芯用凹部とカップリング凹部のいずれか、もしくはその両方のものになる。
また図23に示すカートリッジ側の調芯部は、その外周が完全な円を形成する円筒部95aであったが、そのような構造に限られるわけではない。図35に調芯部の形状の例を模式図として示す。図35(a)は、ドラムフランジ63に図23に示した円筒部95aを設けた状態を示している。これに対して図35(b)では、調芯部95bの形状が円の一部のみを構成する。調芯部95bの円弧部が、肉抜き部81b3の円弧形状に対して十分におおきければ、調芯部95bは調芯作用を有する。 ドラムの中心から各調芯部95a、95bの最外部までの距離(半径)は、4.8mm以下であり、4.8mmに近い方が、調芯の作用が高まる。
なお、本実施例では、本体側調芯部であるカップリング凹部81bは、カップリング凸部63bと係合した際に駆動を伝達するために、実質的な三角形状を有し、三角形状の辺の一部に円弧状の肉抜き部81b3が設けられていた。しかしながら、本体側調芯部が、ドラム62に駆動を伝達する必要がない場合には、本体側調芯部は他の形状をとることもできる。たとえば、本体側調芯部が、実質的な円形の凹部であってもよい。このような本体側調芯部である場合には、カートリッジ側の調芯部として、図35(c)に示すような調芯部95cを用いることができる。図35(c)に示す調芯部は、複数の突起95cを円状にならべたような構成である。すなわち突起95cの外接円(点線で示す円)がドラムと同軸な円である。またこの外接円が、本体側調芯部の凹部に対応する大きさである。すなわち外接円の半径が4.8mm以下である。
図35(a)、(b),(c)に示すいずれの構成も、ドラムと実質的に同軸である調芯部とみなすことができる。すなわち、各調芯部95a、95b、95cのいずれもドラムの軸線を中心とするように配置されている。
厳密にいうと、調芯部95a、95b、95cの外周面、すなわちドラム軸線の反対側に面する部分(言い換えるとドラムの径方向の外側に面する部分)が調芯部として作用する。調芯部として作用する外周面は、ドラムの軸線を囲うように配置されている。
各調芯部95a、95b、95cは、軸線方向においてカートリッジの外側に向かって露出している。
なお図23に示すようなカートリッジの構成においても前述したような規制部73jを有することが望ましい。また調芯部に対する現像ローラギア30や規制部73jの配置関係(寸法関係)は、カートリッジ凸部63bに対する現像ローラギア30や規制部73jの配置関係(寸法関係)と同様に考えればよい。
たとえば上記したように理由により、ドラムの中心から規制部73jの中心までの距離BBの下限に関しては以下の関係が成り立つ。
BF<BB
がなりたつ。
BB:感光体の軸線に直交する方向に沿って、感光体の中心(感光体の軸線、カップリング凸部の軸線)から規制部73jまで測った距離
BF:感光体の軸線と直交する方向に沿って、感光体の回転中心(軸線)から入力ギア部(ギア部30a)の歯先まで測った最短距離
また、距離BBの上限についても検討する。動伝達部材81がギア部81aを規制部73jに接触するまで傾いた際に、カップリング凹部81bと調芯部95aの間に生じる芯ずれ量は以下の関係を満たすことが望ましい。調芯部95aの先端には傾斜部95a1(図23(a)参照)が設けられるが、ドラムの径方向に沿って傾斜部95aの幅を測った際に、この傾斜部95aの幅が芯ずれ量より大きいことが望ましい。この関係が満たされれば、芯ずれが生じたとしても、調芯部95aの傾斜部95a1がカップリング凹部81bの縁に接触して、カップリング凹部81bと調芯部95aの係合をアシストするからである。
距離BBとギア部81aの歯先円の半径Uとの差を「BB-U」とすると、芯ずれ量は、「BB-U」より大きくなる。したがって、少なくとも傾斜部95aの幅BXは、「BB-U」より大きい必要がある。またギア部81aの歯先円の半径Uは、ドラムの中心から現像ローラギアの歯底までの距離AXより短い。したがって、傾斜部95aの幅BXは、「BB-AX」よりも大きくなる。
BX>BB-AX
これを変形すると、
BB<BX+AX
である。
BB:感光体の軸線に直交する方向に沿って、感光体の中心(感光体の軸線、カップリング凸部の軸線)から規制部73jまで測った距離
BX:感光体の径方向に沿って測った傾斜部95aの幅
AX:感光体の軸線に直交する方向に沿って、感光体の軸線から現像ローラギアの歯底まで測った距離
まとめると「BF<BB<BX+AX」が成り立つ。
なお、図23に示した構成では、円筒部95aはドラム62に設けられている。しかしながら、円筒部95aなどの調芯部をクリーニングユニット60の枠体(すなわちドラム軸受73)に設けてもよい。すなわちドラム軸受73がドラム62の端部を覆いドラム軸受73に調芯部を設けるような構成も考えられる。また、カートリッジ側の調芯部として、駆動伝達部材81の凹部81bではなく、駆動伝達部材81の円筒部81i(図13(a)参照)と係合するような構成を用いることもできる。
図36に示す変形例は、円筒部81iの周囲と接触するための円弧状の突起173aを、ドラム軸受173に設けた構成である。図36(a)はカートリッジの斜視図を示し、図36(b)ではカートリッジと本体駆動部材の互いの調芯部が係合した状態を断面図に示している。この変形例においては、突起173aが円筒部81iと係合することで駆動伝達部材81の調芯を行う調芯部に対応している。より厳密にいうとドラムの軸線側に面している(言い換えるとドラムの径方向内側に面している)突起173aの内周面が調芯部である。
この調芯部は、ドラムフランジ195ではなくドラム軸受173に設けられている。そのためドラムフランジ195には、現像ローラギアから駆動力を受けるためのギア部195aを有する一方で、調芯部が設けられていない。
調芯部の中心は、ドラムの軸線に重なるようにして配置されている。つまり突起173aはドラムと実質的に同軸となるように配置されている。別のいい方をすると、ドラムの軸線側に面する突起173aの内周面が、ドラムの軸線を囲うように配置されている。また突起173aの先端の縁にはテーパー(傾斜部)が設けられていて、円筒部81iに突起173aの先端が当たった際に、円筒部81iを突起173aの内部空間に誘い込みやすいようになっている。
またドラム軸線から調芯部(突起173a)までの距離(半径)は、円筒部81iの半径に対応している。円筒部81iの半径が7.05mmとすると、突起173aの半径は7.05mm以上であるとよい。
なお突起173aは、円筒部81iと接触することで駆動伝達部材81の傾きや移動を抑える規制部(ストッパ)としても作用する。すなわち突起173aは規制部73j(図24等参照)の役割も兼ねることができる。規制部が円筒部81iと接触するように構成された構成については実施例2で後述する。なお突起173aの先端には傾斜部(テーパー、面取り)が設けられ、駆動伝達部材81が傾いた際に円筒部81iの先端と傾斜部が接触することで、円筒部81iと突起173aの係合をアシストするようになっている。つまり突起173aの内周面は突起173aの先端に向かって径が大きくなる。
上述した本実施例や各変形例に関して記載されている構成部品の機能、材質、形状その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この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。
<実施例2>
次に、本発明の実施例2の形態を図29、図30(a)、図30(b)、図30(c)、図31(a)、図31(b)に基づいて説明する。図29は駆動伝達部材の規制部を説明するためのカートリッジの斜視図である。図30(a)は駆動伝達部の規制を説明するためにカートリッジの装着方向の逆方向からみた画像形成装置駆動部の断面図である。図30(b)は駆動伝達部の規制を説明するために駆動側から見た画像形成装置駆動部の断面図である。図30(c)は駆動伝達部の規制を説明するために駆動側から見た画像形成装置駆動部の断面図である。図31(a)は駆動伝達部の規制を説明するために駆動側から見た画像形成装置駆動部の断面図である。図31(b)は駆動伝達部を説明するためにプロセスカートリッジ装着方向上流側から見た画像形成装置駆動部の断面図である。
なお、本実施例においては、前述した実施例と異なる部分について詳細に説明する。特に改めて記載しない限りは、材質、形状などは前述の実施例と同様である。そのような部分については、同一の番号を付与し、詳細な説明は省略する。
図29、図30(a)、図30(b)、図30(c)に示すように、ドラム軸受90は、カップリング部凸部の周囲に凹部を有する。そして駆動伝達部材91の移動を規制するための規制部90k1が、凹周面90k(凹部の内周面)の内に、小径部(凹部の内径をほかの部分よりも小さくした箇所)として設けられている。規制部90k1はドラムの軸線側に面する円弧状の曲面部である。
規制部90k1は駆動伝達部材91の移動、傾斜を抑えるための規制部(ストッパ)であり、実施例1における規制部73j(図1、図24等参照)に相当する部分である。以下では本実施例における90k1について、特に実施例1における規制部73jと違う点を詳しく説明する。
規制部90k1により駆動伝達部材91の傾きを規制する箇所は駆動伝達部材91の軸方向における非駆動側の先端に設けられた円筒部(円柱部)91iである。円筒部91iはカップリング凹部が形成される円柱状の突起に相当する。
開閉扉13が開き、駆動伝達部材91が駆動側(カートリッジ側から離れる方向)に移動した状態では、軸線方向において規制部90k1は、駆動伝達部材91の円筒部91iとオーバーラップする。
図39に示すように、本実施例において、軸線方向において規制部90k1の少なくとも一部は入力カップリング部(カップリング凸部63b)の外周面63b2よりも外側(矢印D1側)に位置する。ここで外周面63b2は、カップリング凹部から駆動力を受ける部分(駆動受け部)である。本実施例ではとくに規制部90k1の少なくとも一部が、カップリング凸部63bの先端63b1よりもさらに外側に配置されている。
また規制部90k1の一部は、入力カップリング部(カップリング凸部63b)と少なくとも一部、軸線方向においてオーバーラップするように配置される。すなわちドラムの軸線Ax1にカップリング凸部63bと規制部90k1を投影すると、互いの投影領域の少なくとも一部が重なることになる。別の言い方をすると前記規制部90k1の少なくとも一部は、ドラムの端部に設けられた入力カップリング部(カップリング凸部63b)に向き合うように配置されている。
規制部90k1はドラムの軸線を覆うようにせり出しているせり出し部とみなすこともできる。
ここで実施例1(図24(a)、(b)、図25(a)参照)において、
AB=AA×(W/X)
S=AA+U
V>AB
V>(S-U)×(W/X)
U<S<U+V×(X/W)
が成立することを説明した。
本実施例では、図30(a)、(b)、(c)に示す寸法のうち、AUがVに対応し、ASがSに対応する。またATがAAに対応し、APがUに対応する。またW=Xであり、(W/X)=1である。
すると、本実施例では実施例1と同様の議論により駆動伝達部材91が規制部90k1と接触するまで傾いた際、カップリング凸部63bとカップリング凹部がカップリング可能な条件は、以下の通りである。
AB=AT
AS=AT+AP
AU>AT
AU>(AS-AP)
AP<AS<AP+AU
つまり「AU>AT=AS-AP」を満たす位相関係がカップリング凸部とカップリング凹部の間に少なくとも一つあれば、両カップリング部は係合(カップリング)する。なお、
AB:ドラム軸線に直交する方向に沿って測った、カップリング間の芯ずれ量
AT:ドラム軸線に直交する方向にそって測った、駆動伝達部材91(円筒部91i)から規制部90k1までの距離
AS:ドラム軸線と直交する方向に沿って測った、ドラム軸線(カップリング凸部の軸線)から規制部90k1までの距離
AP:駆動伝達部材91の円筒部91iの半径。
である。
前述の実施例1では規制部73jによって駆動伝達部材81のギア部81aを規制していた。これに対して、本実施例ではカップリング凹部91bの外周面を形成する円筒部91iを規制部90k1によって規制する。そのため、軸線方向において規制部90k1とカップリング凹部91bの位置が略同じである。
駆動伝達部材81のギア部81aを規制部によって規制していた場合(図24(a)参照)に比べると、本実施例のほうが駆動伝達部材91の傾きを精度良く規制することができる。その結果、カップリング凹部91とカップリング凸部63bの間の隙間が小さくても両者を係合させることができる。カップリング凹部91とカップリング凸部63bの寸法(大きさ)が近いため、駆動伝達の精度が向上する。
ここで、ドラム62の半径が12mmの場合に成り立つ寸法の例を以下に示す。まず本実施例において半径12mmのドラム62に適応可能な駆動伝達部材91の各部の寸法は、実施例1における駆動伝達部材81と同様であり以下の通りである。カップリング凹部91bの中心から、凹部91bが有する略正三角形状の頂点部までの距離AJが6.5mm、カップリング凹部91bの略三角形状の内接円の半径AKが4.65mmである。なお、凹部91bの略正三角形状は、純粋な正三角形ではなく頂点の角が円弧状に潰れている。また、カップリング凹部91bの肉抜き部91b3の半径ANが4.8mm、駆動伝達部材91の円筒部91iの半径APが7.05mmである。
なお、カップリング凹部91bとカップリング凸部63bの最短距離AUは、以下の関係を満たす。
0<AU<1.7
AUが下限となるのは、カップリング凹部91bが有する三角形状の大きさと、カップリング凸部63bが有する三角形状の大きさが等しくなるときである。一方、AUが上限となるのは、カップリング凸部63bの中心から頂点までの距離が、カップリング凹部91bの肉抜き部の半径ACである4.8mmとなるときである。このときカップリング凸部63bとカップリング凹部81bの隙間AUは、「1.7=6.5-4.8」である。
そこで先ほど示した式「AP<AS<AP+AU」に各値およびAU=1.7を代入すると、
「7.05<S<8.75」である。
上記の式が成り立っていることを、実際に2つの例を用いて確認する。
1例目では、カップリング凸部63bを、カップリング凹部91bと係合可能な範囲で最大限大きくした場合の寸法を示す。この場合は、カップリング凸部63bとカップリング凹部91bの隙間AUが下限に近づくので、駆動伝達部材81の許容される傾きは小さくなる。そのため、駆動伝達部材91の傾きを小さくするため、規制部90k1を円筒部91iの正規の位置に対してもっとも近づける必要が生じる。
2例目では、カップリング凸部63bを、カップリング凹部91bと係合可能な範囲で最も小さくした場合の寸法を示す。ップリング凸部63bとカップリング凹部91bの隙間AUが上限に近づくので、駆動伝達部材81が比較的傾いてもカップリング凸部63bとカップリング凹部91bは係合できる。つまり規制部73jは駆動伝達部材91の傾きを比較的許容できるので、円筒部91iの正規の位置に対して規制部93jを比較的離すことができる。
1例目は、カップリング凸部63bを最大限大きくして、カップリング部同士の径方向のかかり量が最大となる場合の例である。
駆動側ドラムフランジ63のカップリング凸部63bの中心から頂点までの距離AQを、カップリング凹部の中心から三角形状頂点部までの距離AJ(6.5mm)よりわずかに小さくして6.498mmとした。このとき、駆動側ドラムフランジ63のカップリング凸部63bの三角形状の内接円の半径ARが4.648mmである。
また、駆動伝達部材91の円筒部91iの半径APが7.05mmであるので、ドラム62の中心からドラム軸受の規制部90k1までの距離ASを半径APよりわずかに大きい7.051mmとする。
その結果、ドラム軸受の規制部90k1と駆動伝達部材の円筒部91iとの隙間ATは0.001mm(=7.051-7.05)である。また、カップリング部の位相が合っている時のカップリング凸部63bとカップリング凹部91bの隙間AUは0.002mm(「6.5-6.498」と「4.65-4.648」とのうち小さい方)である。よって、駆動伝達部材91が噛み合い力により傾いたとしてもカップリング部間の芯ずれ量ATよりもカップリング間の隙間AUの方が大きいため、カップリング凸部63bとカップリング凹部91bとは係合可能である。
1例目からは、ドラム62の中心から規制部90k1までの半径方向の距離を7.05mmより大きくすることが好ましいとわかる。
2例目はカップリング凸部63bを最も小さくして、カップリング部同士のかかり量が最小となる場合の例である。
駆動側ドラムフランジ63に設けられたカップリング凸部63bの中心から頂点までの距離AQを、カップリング凹部の肉抜き部91b3の半径ANが4.8mmよりわずかに大きい4.801mmとする。このときカップリング凸部の三角形状に内接する内接円の半径ARが2.951mmである。
ドラム62の中心からドラム軸受の規制部90k1の距離ASを8.749mmとする。その結果、ドラム軸受90の規制部90k1と駆動伝達部材91のギア部91aとの隙間ATは1.698mm(=8.748-7.05)である。また、カップリング部の位相が合っている時のカップリング凸部63bとカップリング凹部91bの隙間AUは1.699mm(「6.5-4.801」と「4.65-2.951」とのうち小さい方)である。よって、駆動伝達部材91が噛み合い力により傾いたとしてもカップリング部間の芯ずれ量ATよりもカップリング間の隙間AUの方が大きいため係合可能である。
第2例目からは、ドラム62の中心からドラム軸受の規制部90k1までの半径方向の距離が8.75mmより小さいことが良いとわかる。
つまりドラム62の中心からドラム軸受の規制部90k1までの半径方向の距離が7.05mmより大きく8.75mmより小さいのが好適である。
なお、ドラム62に設けられたカップリング凸部の形状を略正三角形に限定せずに、より一般的な形状な場合における、規制部の好適な配置について検討する。なおカップリング凹部の形状は、便宜上、仮想的に正三角形であるものとする。なお、一般的な形状のカップリング凸部として、前述したカップリング凸部363b(図27、図28参照)を用いることにする。
まず、図31に示す規制部90k1および駆動伝達部材191を用いて、ドラムの軸線から規制部90k1までの距離の上限について検討する。
規制部90k1の位置は、駆動伝達部材191の円筒部191iの半径に依存する。すなわち円筒部191iの半径が大きくなるほど、規制部90k1をドラムの軸線から遠ざける必要がある。そこでまず図31に示すように、駆動伝達部材191の円筒部191iの径が駆動伝達部材191のギア部(出力ギア部)191aの径よりも大きくなる場合を想定する。このとき円筒部191iは、現像ローラ132のローラ部分132aと、現像ローラギア30の間に挟まれるように配置されており、円筒部191iが、現像ローラ132の軸部132bと向き合っている。
ドラム62の中心(軸線)から規制部90k1までの距離を距離BG(ドラムの軸線と直交する方向にはかった距離)とする。ドラム62の中心から現像ローラの軸線までの距離を距離BK(ドラムの軸線と直交する方向にはかった距離)とする。
ここで、駆動伝達部材191が傾いて円筒部191iが規制部90k1に接触した際に、円筒部191iが現像ローラの軸部32bと干渉しないことが望ましい。つまり少なくとも円筒部191iが現像ローラの軸線を超えて傾くことがないように、円筒部191iの移動を規制部90k1によって規制したい。そのためには、ドラム中心から規制部90k1までの距離BGは、ドラム中心から現像ローラ132の軸線までの距離BKよりも短いことが望ましく、
BG<BK
である。
次に、図31を用いて、ドラム中心から規制部90k1までの距離の下限について検討する。カップリング凸部363b(図28参照)に外接する最小の正三角形BOを仮想のカップリング凸部とする。ただし正三角形BOの重心をカップリング凸部363bの中心に一致するように設定する。
この仮想のカップリング凸部(正三角形BO)に内接する円を円BPとし、その半径を半径BHとする。ここで、仮想のカップリング凸部BOが、円筒部191iに設けられたカップリング凹部に係合するためには、この内接円BPよりも駆動伝達部材の円筒部191iが大きい必要がある。仮に仮想のカップリング凸部BOの内接円BPよりも円筒部191iが小さくなると、仮想のカップリング凸部BOに駆動を伝達するための出力カップリング部を円筒部191iに形成できなくなるからである。
ドラム中心から規制部90k1までの距離BGは、円筒部191iの半径よりも大きいので、距離BGは内接面BPの半径BHより大きい。
よって、規制部90k1のドラム中心からの距離BGは、
BH<BG
である。
つまり、規制部90k1の好適な範囲は以下のとおりである。
BH<BG<BK
次に、図32に示す駆動伝達部材291を用いて規制部90k1のより好適な範囲を以下に説明する。
図32では、駆動伝達部材291の円筒部291iが、ギア部291aよりも径が小さく、現像ローラギア30に面するように配置されている。先ほどの図31のように円筒部191iの径を大きくすると、円筒部191iを現像ローラギア30の正面に配置することはできず、円筒部191iを現像ローラの軸部に向き合うように配置させる必要があった。この場合、現像ローラの軸部の長さを長くしたり、あるいは駆動伝達部材の長さを長くしたりする必要がある。これに対して、図32のように駆動伝達部材の円筒部291iを現像ローラギア30の正面に配置すれば、現像ローラ232の軸部232bや駆動伝達部材291を長く伸ばす必要がないのでカートリッジや画像形成装置の小型化をすることができる。
まず、図32を用いて、ドラム中心から規制部90k1までの距離の上限について検討する。
ドラム162の中心から規制部90k1までの距離を距離BG(ドラムの軸線と直交する方向にはかった距離)とする。ドラム162の中心から現像ローラギア30のギア部の歯先までの最短距離を距離BJ(ドラムの軸線と直交する方向にはかった距離)とする。規制部90k1が円筒部291iに接触した際に、円筒部291iが現像ローラのギア30に干渉しないようにするためにはドラム中心から規制部90k1までの距離BGを、ドラム中心から現像ローラギアの歯先までの距離BJよりも短くすることが望ましい。したがって
BG>BJ
である。
次に、ドラム中心から規制部90k1までの距離の下限について検討する。カップリング凸部163aに外接する最小の円をBSとし、その半径を半径BLとする。なお円BSはドラム162と同心状(同軸状)に設けることとする。
ここで、駆動伝達部材291の円筒部291iが円BSより大きければ、円筒部291iに、カップリング凸部163aの全周囲を囲うようなカップリング凹部を形成することができる。
これにより、出力カップリング部(カップリング凹部)の強度アップを図り、カップリング間の係合を安定化することができる。
円筒部291iの半径が、円BSの半径BLよりも大きくなる場合、ドラム中心から規制部90k1までの距離BGも半径BLよりも大きくなるので、
BG<BL
である。
つまり、規制部90jの範囲は以下のとおりである。
BJ<BG<BL
この「BJ<BG<BL」と前述の「BH<BG<BK」とを合わせると、規制部に関する好適な範囲は以下のように定義できる。
BH<BJ<BG<BL<BK
各値の定義をまとめると以下の通りである。
BH:カップリング凸部(入力カップリング部)に外接する最少の正三角形をその正三角形の重心をドラムの軸線(カップリング凸部の軸線)に一致させつつ描いたとき、その正三角形に内接する内接円の半径
BJ:ドラムの軸線と直交する方向に沿って測った、ドラムの軸線からギア部(入力ギア部)30aの歯先までの最短距離
BG:ドラムの軸線と直交する方向に沿って測った、ドラムの中心から規制部までの距離
BL:カップリング凸部(入力カップリング部)に外接する最少の外接円をドラムと同軸に描いたとき、その外接円の半径
BK:ドラムの軸線と直交する方向に沿って測った、ドラムの軸線から現像ローラギアの軸線(現像ローラの軸線)までの距離
本実施例又はその変形例に記載されている構成部品の機能、材質、形状その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この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。
30 現像ローラギア
30a ギア部
32 現像ローラ(現像剤担持体)
62 ドラム(電子写真感光体ドラム)
62a ドラム中心
63 駆動側ドラムフランジ(被駆動伝達部材)
63b カップリング凸部

Claims (45)

  1. 出力ギア部と出力カップリング部とが同軸状に設けられた駆動出力部材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、
    感光体と、
    前記感光体の端部に設けられ、前記出力カップリング部とカップリング可能な入力カップリング部と、
    前記出力ギア部と噛み合い可能な入力ギア部と、
    を有し、
    前記入力ギア部は、前記出力ギア部と噛み合った状態で回転することによって、前記駆動出力部材と前記カートリッジとを近づけあうように構成され
    前記プロセスカートリッジは、前記電子写真画像形成装置本体に対して前記感光体の軸線と実質的に直交する方向に着脱されるように構成されているプロセスカートリッジ。
  2. 前記入力ギア部は、前記出力ギア部と噛み合った状態で回転することで前記出力カップリング部と前記入力カップリング部とを近づけるように構成されている請求項に記載のプロセスカートリッジ。
  3. 前記入力ギア部は、前記出力ギア部と噛み合った状態で回転することで前記駆動出力部材を前記駆動出力部材の軸線方向に移動させて、前記カートリッジの側に近づけるように構成されている請求項1又は2に記載のプロセスカートリッジ。
  4. 前記入力ギア部は、前記出力ギア部と噛み合うためのギア歯であって、少なくともその一部が前記プロセスカートリッジの外部に露出しているギア歯を有し、
    前記入力カップリング部は、前記出力カップリング部から力を受けるための駆動力受け部を有し、
    前記ギア歯の露出部の少なくとも一部が、前記感光体の軸線方向において前記駆動力受け部よりもさらに外側に位置し、かつ、前記感光体の軸線に面している請求項1乃至3のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  5. 前記入力ギア部は、前記出力ギア部と噛み合うためのハス歯を有する請求項1乃至4のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  6. 前記入力ギア部の前記ハス歯は、前記感光体の軸線方向における外側から内側に向かうに従い前記入力ギア部の回転方向に向かって傾いている請求項に記載のプロセスカートリッジ。
  7. 前記入力ギア部は前記出力ギア部が有するハス歯と噛み合い可能な平歯が設けられる請求項1乃至6のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  8. 前記入力ギア部の厚さは1mmより短い請求項に記載のプロセスカートリッジ。
  9. 前記入力カップリング部は、前記出力カップリング部とカップリングした状態で回転することで、前記出力カップリング部と前記入力カップリング部とが引き合うように構成されている請求項1乃至8のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  10. 前記入力カップリング部は、前記出力カップリング部から駆動力を受けるように構成された駆動力受け部を有し、
    前記駆動力受け部は、前記感光体の軸線方向における外側から内側に向かうに従い前記入力カップリング部の回転方向に向かって傾いている請求項1乃至9のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  11. 前記入力カップリング部と前記入力ギア部の一方は時計回りに回転し、他方は反時計回りに回転するように構成されている請求項1乃至10のいずれか1項のプロセスカートリッジ。
  12. 前記感光体に形成された潜像を現像すべく現像剤を担持するように構成された現像剤担持体を有する請求項1乃至11のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  13. 前記現像剤担持体は、前記入力ギア部が前記出力ギア部から受けた駆動力によって回転するように構成された請求項12に記載のプロセスカートリッジ。
  14. 前記入力ギア部の回転方向が時計回りになるように見た際、前記現像剤担持体の回転方向も時計回りである請求項12又は13に記載のプロセスカートリッジ。
  15. 前記入力ギア部と前記現像剤担持体は同軸上に配置されている請求項12乃至14のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  16. 前記入力ギア部は、前記現像剤担持体に設けられる請求項12乃至15のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  17. 前記入力ギア部を有する駆動入力ギアと、
    前記現像剤担持体に設けられた現像ギアと、
    前記駆動入力ギアから前記現像ギアに駆動力を伝達する少なくとも1つのアイドラギアと、
    を有する請求項12乃至16のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  18. 前記アイドラギアの数は奇数である請求項17に記載のプロセスカートリッジ。
  19. 前記アイドラギアの数は1つである請求項18に記載のプロセスカートリッジ。
  20. 前記入力ギア部と前記入力カップリング部の軸線間距離が可変に構成されている請求項1乃至19のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  21. 前記プロセスカートリッジは、
    前記入力カップリング部を有する第1のユニットと、
    前記入力ギア部を有する第2のユニットと、
    を有し、
    前記第2のユニットが前記第1のユニットに対して移動することで、前記入力ギア部と前記入力カップリング部の軸線間距離が変わる請求項20に記載のプロセスカートリッジ。
  22. 前記第2のユニットは前記第1のユニットに対して回転移動可能に結合している請求項21に記載のプロセスカートリッジ。
  23. 前記駆動出力部材が傾くのを規制する規制部を有する請求項1乃至22のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  24. 前記感光体の軸線方向において、前記規制部は前記入力カップリング部と前記プロセスカートリッジの同じ側にあって、
    前記規制部は、前記感光体の軸線に面し、前記軸線方向における外側に向かって突出している請求項23に記載のプロセスカートリッジ。
  25. 前記規制部は、前記出力ギア部の移動を規制することで、前記駆動出力部材が傾くのを規制する請求項23又は24に記載のプロセスカートリッジ。
  26. 前記規制部は、前記出力カップリング部の移動を規制することで、前記駆動出力部が傾くのを規制する請求項23又は24に記載のプロセスカートリッジ。
  27. 前記規制部は、前記入力カップリング部が前記出力カップリング部とカップリングするのが許容されるように、前記駆動出力部材の傾きを規制する請求項23乃至26のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  28. 前記感光体の軸線に直交する方向に沿って、前記感光体の軸線から前記規制部まで測った距離のほうが、前記感光体の軸線と直交する方向に沿って、前記感光体の軸線から前記入力ギア部の歯先まで測った最短距離よりも長くなるように、前記規制部が配置されている請求項23乃至27のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  29. 前記規制部は下記の式を満たすように配置されている請求項23乃至28のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
    BB<AX+BA
    ただし、BBは、前記感光体の軸線に直交する方向に沿って、前記感光体の軸線から前記規制部まで測った距離である。BAは前記入力カップリング部に外接する最少の正三角形を、その正三角形の重心を前記感光体の軸線に一致させつつ描いたとき、その正三角形に内接する内接円の半径である。AXは、前記感光体の軸線に直交する方向に沿って、前記感光体の軸線から前記入力ギア部の歯底まで測った距離である。
  30. 前記感光体の軸線と直交する方向に沿って測った、前記感光体の軸線から規制部までの距離のほうが、入力カップリング部に外接する最少の正三角形を、その正三角形の重心を前記の軸線に一致させつつ描いたときにおける前記正三角形に内接する内接円の半径よりも長くなるように、前記規制部は配置されている請求項23乃至29のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  31. 前記感光体の軸線と直交する方向に沿って測った、前記感光体の軸線から規制部までの距離のほうが、感光体の軸線と直交する方向に沿って測った、前記感光体の軸線から前記入力ギア部の軸線までの距離よりも短くなるように配置されている請求項23乃至30のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ
  32. 前記感光体の軸線と直交する方向に沿って測った、前記感光体の軸線から前記規制部までの距離の方が、前記入力カップリング部に外接する最少の外接円を前記感光体と同軸状に描いたときにおける前記外接円の半径よりも短くなるように、前記規制部が配置されている請求項23乃至31のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ
  33. 前記感光体の軸線方向において、前記入力カップリング部と前記プロセスカートリッジの同じ側に配置された被位置決め部であって、前記プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体に装着された状態で、電子写真画像形成装置本体によって位置決めされる被位置決め部を有する請求項1乃至32のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  34. 前記被位置決め部および前記感光体を、前記感光体の軸線に投影すると互いの投影領域が少なくとも一部重なっている請求項33に記載のプロセスカートリッジ。
  35. 前記入力カップリング部が設けられて前記感光体の端部に取り付けられたカップリング部材を有し、
    前記被位置決め部および前記カップリング部材を、前記感光体の軸線に投影すると互いの投影領域が少なくとも一部重なっている請求項33又は34に記載のプロセスカートリッジ。
  36. 前記被位置決め部として、第1の被位置決め部と、前記第1の被位置決め部とは離れて配置された第2の被位置決め部とを有する請求項33乃至35のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  37. 第1の被位置決め部と、前記第2の被位置決め部は、前記感光体の回転方向に沿って配置されている請求項36に記載のプロセスカートリッジ。
  38. 前記位置決め部は、前記感光体の軸線方向の内側に向けて突出する請求項33乃至37のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  39. 前記入力ギア部の軸線は、前記プロセスカートリッジの装着方向において前記入力カップリング部の軸線よりも上流側に配置される請求項1乃至38のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  40. 前記プロセスカートリッジが前記電子写真画像形成装置本体に装着される際にガイドされるように構成され、前記感光体の軸線方向において前記入力カップリング部と前記プロセスカートリッジの同じ側に配置された被ガイド部を有し、
    前記被ガイド部は前記プロセスカートリッジの装着方向において前記入力カップリング部よりも上流側に配置される請求項1乃至39のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  41. 前記入力カップリング部は、前記駆動出力部材の先端に配置された前記出力カップリング部と連結可能に構成されており、
    前記入力ギア部は、前記駆動出力部材の外周面に設けられた前記出力ギア部とかみ合い可能に構成されている請求項1乃至40のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  42. 前記電子写真画像形成装置本体と係合することによって、前記プロセスカートリッジを、前記感光体の軸線方向において位置決めするように構成されたスリットを有する請求項1乃至41のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  43. 前記スリットは、前記感光体の軸線方向において前記入力ギア部および前記入力カップリング部と、前記プロセスカートリッジの同じ側に配置されていて、
    前記スリットは、前記感光体の軸線方向と直交する方向に延びている請求項42に記載のプロセスカートリッジ。
  44. 前記感光体の軸線から前記入力ギア部の歯先までを、前記感光体の軸線と直交する方向に沿って測った距離は、前記感光体ドラムの半径の90パーセント以上でありかつ110パーセント以下である請求項1乃至43のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジ。
  45. 前記電子写真画像形成装置本体と、
    請求項1乃至44のいずれか1項に記載のプロセスカートリッジと、
    を有する電子写真画像形成装置。
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