(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
外周に感光層を有するドラム筒を備えた感光体ドラムを有する感光体ドラムユニットを、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成した画像形成装置であって、
上記ドラム筒は、その一端に第１フランジと、他端に第２フランジと、ドラム筒の中心を通るように上記両フランジを支持する回転軸とを備え、
上記第１フランジは、画像形成装置本体から回転駆動力を受ける入力部と、上記感光体ドラムに作用するプロセスユニットに回転駆動力を伝達する出力部とを有し、
上記回転軸の一方端は、上記第２フランジより突出し、かつ、上記感光体ドラムユニットのフレーム部材により回転自在に支持され、
上記回転軸の他方端は、上記入力部および出力部とオーバーラップする位置まで伸び、
該オーバーラップする位置において、上記回転軸の他方端は、画像形成装置本体から上記ドラム筒に回転駆動力を伝達するために画像形成装置本体に配されている軸に設けられている嵌合部に嵌合することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
上記感光体ドラムユニットが画像形成装置本体に装着された状態において、上記感光体ドラムユニットのフレーム部材は、画像形成装置本体の上記軸を支持する支持部材により支持されていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
上記出力部は、上記第１フランジの外周に形成されている外歯車からなり、
上記入力部は、上記第１フランジの内周に形成されている内歯車からなり、
該内歯車は、プラス転位されて形成されると共に歯形がインボリュート曲線からなることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
上記感光体ドラムユニットが画像形成装置本体に着脱するカップリング部は、
上記入力部であって、第１フランジの内周に形成され歯形がインボリュート曲線で表される内歯車からなる上記入力部と、歯形がインボリュート曲線で表され歯数が上記内歯車と同数である外歯車を有し、画像形成装置本体から回転駆動力を上記入力部に出力するために画像形成装置本体に形成されている装置出力部とを有していることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
上記入力部の内歯車と上記装置出力部の外歯車との間には、バックラッシが設けられると共に、上記入力部の内歯車は、プラス転位されて形成されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
上記出力部と上記入力部とが、上記回転軸に対して直角の同一断面に存在するように形成されていることを特徴とする請求項１〜５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
上記プロセスユニットは、上記感光体ドラムに圧接して現像剤を感光体ドラムに供給する現像ローラを有する現像ユニットであることを特徴とする請求項１〜６の何れか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリなどの電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、複写機、プリンタ、ファクシミリなど電子写真方式の画像形成装置では、像担持体（感光体）上に形成された潜像画像を現像することによりトナー像を形成し、形成されたトナー画像を搬送手段にて搬送される用紙に転写し、そして定着することにより、用紙上に画像を形成している。この像担持体としては、外周面に感光塗膜が形成された円筒状の感光体ドラムが一般的に使用されている。
【０００３】
このような感光体ドラムを用いて良好な画像形成を行うには、感光体ドラムを定期的に交換する必要がある。そこで、感光体ドラムを画像形成装置本体と着脱容易にするために、感光体ドラムは交換可能なユニット構造に納められている。そして、感光体ドラムは、画像形成装置本体の回転駆動部より回転駆動力を受け、これにより回転動作を行えるようになっている。この画像形成装置本体から回転駆動力を伝達する手段としては、例えば特開昭６４−２１４６６号公報に開示されているような歯車伝達手段や、駆動部と被駆動部とにそれぞれ凹部形状と凸部形状を形成し、それぞれを噛み合わせるようにしたカップリング手段（継手手段）等が一般的に使用されている。
【０００４】
一方、感光体ドラムを用いて好適な画像を形成するためには、感光体ドラムにムラのない回転を与えることが必要である。このとき、感光体ドラムへの動力伝達手段におけるガタ等の発生が問題になる。
【０００５】
このような回転ムラの発生を防止するために、上記特開昭６４−２１４６６号公報に記載の歯車伝達手段では、感光体ドラムが取り付けられたフランジにテーパをつけた内歯車を設け、駆動部側にテーパをつけた外歯車を設け、これらを歯合させている。これにより、感光体ドラムへの動力伝達手段のガタを抑制している。
【０００６】
また、特許第３０７８４６４号公報には内歯車付フランジを備えた感光体装置が記載されている。この感光体装置は、フランジに補強部材を備えている。また、感光体ドラムは、外歯車である駆動歯車を介してフランジの内歯車に駆動力が伝達され、これにより、回転する。また、駆動歯車は、フランジの内歯車と比較するとその大きさは小さい。このような構成とすることにより、内歯車の噛み合い精度を維持することができる。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記特開昭６４−２１４６６号公報に記載の構成では、駆動部側と感光体ドラム側とを精度よく製造したとしても、偏心誤差や歯合時の相互間の軸ズレ等を皆無にすることは不可能であり、偏心や軸ズレがどうしても発生してしまう。その状態でガタなく連結させると、連結部分に無理な力がかかるなどしてかえって歯合状態を不安定とする力が働き、スムーズな回転が得られないという問題が発生する。また、連結部分にテーパが設けられているため、感光体ドラムを軸方向に移動させる力も働き、感光体ドラムの軸方向の周期的な位置ズレが発生しやすいという問題もある。
【０００８】
また、上記特許第３０７８４６４号公報に記載の構成では、画像形成装置本体側の駆動歯車が片持ち構造とならざるをえない。このため、駆動伝達時の負荷変動などから外歯車と内歯車との軸間を変動させることとなり、感光体ドラムの安定した回転が得られない。
【０００９】
本発明は、上記の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、駆動部側からの回転駆動力を、回転ムラを伴うことなく伝達可能とし、さらに、それに作用するユニットへも回転駆動力を回転ムラを伴うことなく伝達可能とする画像形成装置を提供することにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明の画像形成装置は、外周に感光層を有するドラム筒を備えた感光体ドラムを有する感光体ドラムユニットを、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成した画像形成装置であって、上記ドラム筒は、その一端に第１フランジと、他端に第２フランジと、ドラム筒の中心を通るように上記両フランジを支持する回転軸とを備え、上記第１フランジは、画像形成装置本体から回転駆動力を受ける入力部と、上記感光体ドラムに作用するプロセスユニットに回転駆動力を伝達する出力部とを有し、上記回転軸の一方端は、上記第２フランジより突出し、かつ、上記感光体ドラムユニットのフレーム部材により回転自在に支持され、上記回転軸の他方端は、上記入力部および出力部とオーバーラップする位置まで伸び、該オーバーラップする位置において、上記回転軸の他方端は、画像形成装置本体から上記ドラム筒に回転駆動力を伝達するために画像形成装置本体に配されている軸に設けられている嵌合部に嵌合することを特徴としている。
【００１１】
上記の構成によれば、感光体ドラムの回転軸を支持する嵌合部と、感光体ドラムに画像形成装置から回転駆動力を入力する入力部と、感光体ドラムから感光体ドラムに作用するプロセスユニットへ回転駆動力を出力する部分とが、感光体ドラムの回転軸と直角の同一断面上に位置する。従って、感光体ドラムへの回転駆動力の入出力を精度よくスムーズに行なうことができ、感光体ドラムの回転軸と駆動軸との軸ずれの原因となる力が発生しない。
【００１２】
また、感光体ドラムの回転軸を中間部材を用いずに直接駆動軸に嵌合させるため、感光体ドラムの回転軸と駆動軸との軸ずれが発生しない。従って、高精度に感光体ドラムを画像形成装置本体に嵌合させることができる。
【００１３】
上記の画像形成装置は、感光体ドラムユニットが画像形成装置本体に装着された状態において、上記感光体ドラムユニットのフレーム部材は、画像形成装置本体の上記軸を支持する支持部材により支持されていることが好ましい。
【００１４】
上記の構成によれば、感光体ドラムユニットが画像形成装置本体に装着された際に、感光体ドラムが画像形成装置本体の軸に支持され、感光体ドラムユニットのフレームが画像形成装置本体における軸を支持する支持部材によって支持されることとなる。これにより、感光体ドラムと感光体ドラムユニットのフレーム部材とを完全に非接触とすることができる。
【００１５】
従って、感光体ドラムが画像形成装置本体側および感光体ドラムユニット側の両方で拘束されることにより過剰拘束された状態になることを避けることができるため、感光体ドラムをスムーズ、かつ、高精度で回転動作させることができる。
【００１６】
上記の画像形成装置においては、上記出力部は、上記フランジの外周に形成されている外歯車からなり、上記入力部は、上記フランジの内周に形成されている内歯車からなり、該内歯車は、プラス転位されて形成されると共に歯形がインボリュート曲線からなることを特徴とすることもできる。
【００１７】
上記の構成によれば、画像形成装置本体からの回転駆動力を受ける入力部が、フランジの内周に形成された内歯車により構成されていることにより、例えば、画像形成装置本体において入力部に回転駆動力を伝達するための装置出力部は、入力部の内歯車に歯合するような外歯車により構成することができる。従って、感光体ドラムにムラのない回転を与えることができる。また、フランジの外周に形成された外歯車からなる出力部によってプロセスユニットへ回転駆動力を伝達することにより、プロセスユニットにムラのない回転を与えることができる。
【００１８】
また、入力部の内歯車がプラス転位されて形成されているため、画像形成装置本体（装置出力部）と感光体ドラムとの係合を、上記内歯車と同じ歯数を有する外歯車を用いて実現することができる。さらに、装置出力部における外歯車と入力部の内歯車との間には、バックラッシを設けることができる。従って、入力部の内歯車の回転中心と装置出力部の回転中心との軸ズレや偏心を吸収することができる。これにより、感光体ドラムの回転の安定化を図ることができる。
【００１９】
さらに、上記のように装置出力部に入力部の内歯車と同じ歯数を有する外歯車を用いる場合、入力部の内歯車がプラス転位されて形成されているため、装置出力部の外歯車がマイナス転位されて形成されていなくても、感光体ドラムの画像形成装置本体への装着が容易になる。これにより、画像形成装置本体における装置出力部を構成する部材の大きさを標準形状より小さく形成する必要がない。従って、画像形成装置本体における装置出力部の強度を確保することができる。
【００２０】
しかも、内歯車の歯形がインボリュート曲線からなるので、入力部の内歯車の回転中心と装置出力部の回転中心との軸ズレや偏心を、例えばバックラッシにより吸収した場合でも、画像形成装置本体の装置出力部の回転を、正確に感光体ドラムへ伝達することができる。
【００２１】
上記の画像形成装置においては、上記感光体ドラムユニットが画像形成装置本体に着脱するカップリング部は、上記入力部であって、第１フランジの内周に形成され歯形がインボリュート曲線で表される内歯車からなる上記入力部と、歯形がインボリュート曲線で表され歯数が上記内歯車と同数である外歯車を有し、画像形成装置本体から回転駆動力を上記入力部に出力するために画像形成装置本体に形成されている装置出力部とを有していることを特徴とすることもできる。
【００２２】
上記の構成によれば、感光体ドラムのフランジにおいて内歯車からなる入力部と、画像形成装置本体において外歯車からなる装置出力部とが、感光体ドラムと画像形成装置本体とのカップリングとして機能する。また、入力部の内歯車と装置出力部の外歯車とは、共に歯形はインボリュート曲線で表され、歯数も等しい。従って、安定したカップリングとなり、画像形成装置本体は、感光体ドラムにムラのない回転を与えることができる。即ち、画像形成装置本体から感光体ドラムに、等角速度で回転する回転駆動力を伝達することができる。
【００２３】
また、入力部の内歯車と装置出力部の外歯車とで、歯数を同一としたことにより、全ての歯を用いて（全周で）回転駆動力を伝達することができる。従って、装置出力部の外歯車を回転させる駆動軸に対して、内歯車が装置出力部から受ける力は均一となるため、駆動軸の軸倒れ等のトラブルが発生しにくく、長期にわたって精度の高い回転の伝達が可能となる。
【００２４】
また、従来のカップリングでは、装置出力部の形状精度の測定が不可能であった。しかしながら、歯車は測定方法がＪＧＭＡやＪＩＳで規格化されているため、それらの精度等級を適用することで、装置出力部の形状精度の測定が可能となる。これにより、装置出力部の形状精度を容易に管理することができる。
【００２５】
上記の画像形成装置は、入力部の内歯車と装置出力部の外歯車との間に、バックラッシが設けられると共に、入力部の内歯車が、プラス転位されて形成されていることが好ましい。
【００２６】
上記の構成によれば、感光体ドラムユニット装着時にカップリングとして機能する歯車を内歯車にスムーズに係合させることができる。
【００２７】
また、上記の構成によれば、装置出力部の外歯車がマイナス転位されて形成されていなくても、感光体ドラムの画像形成装置本体への装着が容易になる。これにより、画像形成装置本体における装置出力部を構成する部材の大きさを標準形状より小さく形成する必要がない。従って、画像形成装置本体における装置出力部の強度を確保することができる。
【００２８】
上記の画像形成装置においては、出力部と入力部とが、感光体ドラムの回転軸に対して直角の同一断面に存在するように形成されていることが好ましい。
【００２９】
上記の構成によれば、フランジに対する入出力により発生する力が同一断面上で発生することになる。このため、フランジをこじる力が発生せず、感光体ドラムのスムーズな回転を得ることができる。またさらに、フランジから回転駆動力を出力されるプロセスユニットの回転部材へもスムーズな回転を与えることができる。従って、感光体ドラムおよびプロセスユニットの回転が安定した画像形成装置を提供することができる。
【００３０】
上記の画像形成装置は、プロセスユニットが、感光体ドラムに圧接して現像剤を感光体ドラムに供給する現像ローラを有する現像ユニットであることが好ましい。
【００３１】
上記の構成によれば、感光体ドラムに作用する現像ローラが感光体ドラムに対して圧接されていても、相互に対して回転を乱す力が働かず、感光体ドラムに対して現像ローラのスムーズな回転動作が得られる。その結果、バンディング（画像の周期的な濃淡ムラ）のない画像を形成することができる。
【００３２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の一形態について図１ないし図１０に基づいて説明すれば、以下の通りである。
【００３３】
図３は、本実施形態に係る画像形成装置としてのプリンタの構成を示す説明図である。本プリンタは、外部から伝達された画像データに応じて、所定のシート（記録用紙）に対してカラー画像を形成するものである。本プリンタは、図３に示すように、光学ユニット１ａ・１ｂ・１ｃ・１ｄ、現像器（プロセスユニット、現像ユニット）２ａ・２ｂ・２ｃ・２ｄ、感光体ドラム３ａ・３ｂ・３ｃ・３ｄ、クリーナユニット４ａ・４ｂ・４ｃ・４ｄ、帯電器５ａ・５ｂ・５ｃ・５ｄ、転写搬送ベルトユニット８、定着ユニット１２、用紙搬送路Ｓ、給紙トレイ１０および排紙トレイ１５を有している。
【００３４】
なお、本プリンタにおいて扱われる画像データは、ブラック（Ｋ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、光学ユニット１ａ〜１ｄ、現像器２ａ〜２ｄ、感光体ドラム３ａ〜３ｄ、クリーナユニット４ａ〜４ｄ、帯電器５ａ〜５ｄは、各色に応じた４種類の潜像およびトナー像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられており、各色ごとに画像形成ステーションが構成されている。ここでは、ａがブラックに、ｂがシアンに、ｃがマゼンタに、ｄがイエローにそれぞれ対応している。
【００３５】
感光体ドラム３ａ〜３ｄは、本プリンタのほぼ中心部に後述する転写ベルト７の外周に接するようにして配置（装着）されている。そして、各感光体ドラム３ａ〜３ｄの外側に、帯電器５ａ〜５ｄ、光学ユニット１ａ〜１ｄ、現像器２ａ〜２ｄ、クリーナユニット４ａ〜４ｄが各色毎にそれぞれ配置されている。
【００３６】
帯電器５ａ〜５ｄは、感光体ドラム３ａ〜３ｄの表面を所定の電位に均一に帯電させるためのチャージャー型の帯電器である。
【００３７】
光学ユニット１ａ〜１ｄは、図示しないレーザー照射部および反射ミラーを備え、本プリンタにおけるレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）である。そして、光学ユニット１ａ〜１ｄは、帯電された感光体ドラム３ａ〜３ｄをレーザー光によって露光することにより、その表面に画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有するものである。
【００３８】
現像器２ａ〜２ｄは、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上に形成された静電潜像を（Ｋ，Ｃ，Ｍ，Ｙ）のトナーにより顕像化するものである。この現像器２ａ〜２ｄは、感光体ドラム３ａ〜３ｄに圧接されて表面にトナーを付与する現像ローラ１１ａ・１１ｂ・１１ｃ・１１ｄを有している。現像ローラ１１ａ〜１１ｄも各々各色に対応する。クリーナユニット４ａ〜４ｄは、現像・画像転写後における感光体ドラム３ａ〜３ｄ上の表面に残留したトナーを、除去・回収するものである。
【００３９】
感光体ドラム３ａ〜３ｄの下方に配置されている転写搬送ベルトユニット８は、転写ベルト７、転写ベルト駆動ローラ、転写ベルトテンションローラ、複数の転写ベルト従動ローラ、転写ローラ６ａ・６ｂ・６ｃ・６ｄ、および、転写ベルトクリーニングユニット９を備えている。
【００４０】
転写ベルト駆動ローラ、転写ベルト従動ローラおよび転写ベルトテンションローラは、転写ベルト７を張架し、転写ベルト７を矢印Ｂ方向に回転駆動させるものである。
【００４１】
転写ローラ６ａ〜６ｄは、中間転写ベルトユニットの内側のフレーム（図示せず）に回転可能に軸支されており、転写ベルト駆動ローラ、転写ベルト従動ローラおよび転写ベルトテンションローラとともに、転写ベルト７を張架している。この転写ローラ６ａ〜６ｄは、感光体ドラム３ａ〜３ｄのトナー像を、転写ベルト７上に吸着されて搬送されるシートに転写するためのものである。
【００４２】
転写ベルト７は、各感光体ドラム３ａ〜３ｄに接触するように設けられている、そして、感光体ドラム３ａ〜３ｄに形成された各色のトナー像をシートに順次的に重ねて転写することによって、カラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。この転写ベルトは、厚さ１００μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。
【００４３】
感光体ドラム３ａ〜３ｄからシートへのトナー像の転写は、転写ベルト７の裏側に接触している転写ローラ６ａ〜６ｄによって行われる。転写ローラ６ａ〜６ｄには、トナー像を転写するために、例えば、トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧が印加されている。転写ローラ６ａ〜６ｄは、例えばステンレスなどからなる直径８〜１０ｍｍの金属軸をベースとするローラである。また、転写ローラ６ａ〜６ｄの表面は、例えばＥＰＤＭや発泡ウレタンなどの導電性を有する弾性材料により覆われている。この導電性の弾性材料により、シートに対して均一に高電圧を印加することができる。
【００４４】
また、感光体ドラム３ａ〜３ｄから転写ベルト７に付着したトナーは、記録紙の裏面を汚す原因となるために、転写ベルトクリーニングユニット９によって除去・回収されるようになっている。
【００４５】
給紙トレイ１０は、印刷に使用するシートを蓄積しておくためのトレイであり、本プリンタの画像形成部の下側に設けられている。また、本プリンタの上部に設けられている排紙トレイ１５は、印刷済みのシートを載置するためのトレイである。
【００４６】
また、本プリンタには、給紙トレイ１０のシートを転写搬送ベルトユニット８や定着ユニット１２を経由させて排紙トレイ１５に送るための、Ｓの字形状の用紙搬送路Ｓが設けられている。さらに、これらトレイ１０・１５および用紙搬送路Ｓの近傍には、ピックアップローラ１６、レジストローラ１４、定着ユニット１２、搬送ローラ１３…が配されている。
【００４７】
搬送ローラ１３…は、シートの搬送を促進、補助するための、小型のローラであり、用紙搬送路Ｓに沿って複数設けられている。ピックアップローラ１６は、給紙トレイ１０の端部に備えられ、給紙トレイ１０から、シートを１枚ずつ用紙搬送路Ｓに供給する呼び込みローラである。
【００４８】
また、レジストローラ１４は、用紙搬送路Ｓを搬送されているシートをいったん保持するものである。そして、感光体ドラム３ａ〜３ｄ上のトナー像をシートに位置合わせして多重転写できるように、感光体ドラム３ａ〜３ｄの回転にあわせてシートをタイミングよく搬送する機能を有している。即ち、レジストローラ１４は、図示しないレジスト前検知スイッチの出力した検知信号に基づいて、各感光体ドラム３ａ〜３ｄ上のトナー像の先端をシートにおける印刷範囲の先端に合わせてシートを搬送するように設定されている。
【００４９】
定着ユニット１２は、ヒートローラ２１、加圧ローラ２２、離型剤塗布ローラ２３・２４を備えており、ヒートローラ２１および加圧ローラ２２は、シートを挟んで回転するようになっている。また、ヒートローラ２１は、図示しない温度検出器の出力値に基づいて図示しない制御部によって所定の定着温度となるように設定されている。そして、ヒートローラ２１は加圧ローラ２２とともにシートを熱圧着することにより、シートに転写された多色トナー像を溶融・混合・圧接し、シートに対して多色トナー像を熱定着させる機能を有している。
【００５０】
給紙トレイ１０から、用紙搬送路Ｓに供給されたシートは、まず用紙搬送路Ｓによりレジストローラ１４まで搬送される。そして、所定のタイミングでシートを転写ベルト７上に送る。シートは転写ベルト７上をＢ方向に定着ユニット１２まで搬送される。その搬送されている間に、感光体ドラム３ａ〜３ｄおよび転写ローラａ〜６ｄなどにより、感光体ドラム３ａ〜３ｄ上のトナー像がシートに転写される。この多色トナー像定着後のシートは、搬送ローラ１３…によって用紙搬送路Ｓの反転排紙経路に搬送され、反転された状態で（多色トナー像を下側に向けて）、排紙トレイ１５上に排出されるようになっている。
【００５１】
なお、ここでは画像形成装置としてカラープリンタについて説明しているが、単一の画像形成ステーションを備えた構成のものを用いてもかまわない。
【００５２】
以下、図１、図２、図４ないし図１０に基づいて、例えば上述したプリンタなどの画像形成装置における感光体ドラム３およびその周辺部の構成について説明する。
【００５３】
図２（ａ）は、画像形成装置本体の構成を示す説明図であり、図２（ｂ）は、感光体ドラム３を有する感光体ドラムユニットの要部の構成を示す説明図であり、図２（ｃ）は、現像器２（プロセスユニット、現像ユニット）の構成を示す説明図である。
【００５４】
図１に示すように、図２（ａ）に示す画像形成装置本体には、図２（ｂ）に示す現像ローラ１１を備えた現像器２と、図２（ｃ）に示す感光体ドラム３とが装着されている。
【００５５】
図４に示すように、感光体ドラム３は画像形成装置本体における歯車６７に、現像器２は歯車５２に嵌合されて装着される。
【００５６】
まず、感光体ドラム３の構成について、図５に基づいて説明する。
【００５７】
感光体ドラム３は、図５に示すように、ドラム筒（感光体ドラム本体）３１、フロント側ドラムフランジ部３２ｂ、リア側ドラムフランジ部３２ａおよびアース部材３３を備えている。フロント側ドラムフランジ部３２ｂおよびリア側ドラムフランジ部３２ａは、ドラム筒３１の両端部に嵌め込まれるようにして取り付けられている。
【００５８】
フロント側ドラムフランジ部３２ｂおよびリア側ドラムフランジ部３２ａの中心には、感光体ドラムユニットフレーム３４に設けられた軸受３５にて支持されているドラム軸３０（回転軸）が貫通して嵌め込まれている。ドラム軸３０は、外径が６ｍｍ程度の鉄系の金属シャフトである。ドラム軸３０には、リア側ドラムフランジ部３２ａ（フランジ、第１フランジ）の外側において抜け防止のピン３７が取り付けられている。
【００５９】
アース部材３３は、ドラム筒３１の内周およびドラム軸３０に接するようにしてフロント側ドラムフランジ部３２ｂ（第２フランジ）に取り付けられており、金属製のドラム筒３１をドラム軸３０を介して接地している。
【００６０】
また、感光体ドラムユニットフレーム３４（フレーム部材）は、感光体ドラム３を収納する感光体ドラムユニットの筐体である。感光体ドラム３を、その交換等のために画像形成装置本体から取り出す際には、感光体ドラムユニットフレーム３４ごと取り出す。
【００６１】
リア側ドラムフランジ部３２ａには、ドラム軸３０を中心とした内歯車３６（入力部、カップリング部）および外歯車（出力部）３８が形成されている。内歯車３６は、画像形成装置本体から回転駆動力を受ける入力部である。また、外歯車３８は、ドラム筒３１に作用する現像ローラ１１へ回転駆動力を伝達する出力部である。
【００６２】
また、リア側ドラムフランジ部３２ａからは、ドラム軸３０の先端の一部が突出している。
【００６３】
次に、感光体ドラム３を駆動するための駆動部について説明する。
【００６４】
感光体ドラム３を駆動するために画像形成装置本体に設けられている駆動部は、図１および図２（ａ）に示すように、駆動モータ６０、歯車６１、駆動軸６２（軸）、軸受６３、ハウジング６４（支持部材）、軸受６５、止め輪６６および歯車６７（外歯車、装置出力部）を備えている。
【００６５】
駆動モータ６０は、画像形成装置本体の駆動フレーム６８に取り付けられている。駆動モータ６０のモータ軸６０ａには歯車が形成されている。この歯車は、歯車６１とかみ合うようになっている。
【００６６】
歯車６１は駆動軸６２に取り付けられており、駆動モータ６０からの回転駆動力を駆動軸６２に伝達している。駆動軸６２は、駆動フレーム６８に取り付けられた軸受６３、および、画像形成装置本体の本体フレーム６９に取り付けられたハウジング６４の軸受６５により画像形成装置本体側に支持されている。駆動軸６２は、外径が１０ｍｍ程度の鉄系の金属シャフトであり、比較的高い剛性を有している。また、駆動軸６２には、ハウジング６４に対して歯車６１側に止め輪６６が取り付けられている。この止め輪６６は、駆動軸６２にかかる軸方向の力を受けている。
【００６７】
また、駆動軸６２には、ハウジング６４に対して止め輪６６とは反対側であり感光体ドラム３が位置する側に、歯７０を有する歯車６７が取り付けられている。この歯車６７は外歯車となっており、また、歯数は感光体ドラム３のリア側ドラムフランジ部３２ａに形成された内歯車３６と同数である。このため、歯車６７は、内歯車３６とかみ合うようになっている。
【００６８】
この歯車６７と内歯車３６とにより、駆動軸６２と感光体ドラム３とを着脱可能に連結し、駆動モータ６０からの回転駆動力を感光体ドラム３に伝達するようになっている。即ち、歯車６７・３６は、駆動軸６２と感光体ドラム３とのカップリングとして機能する。なお、歯車６７および内歯車３６に関しては、さらに後述する。
【００６９】
従来のカップリングでは、画像形成装置本体から回転駆動力を感光体ドラムに出力する装置出力部の形状精度の測定が不可能であった。
【００７０】
しかしながら、歯車は測定方法がＪＧＭＡやＪＩＳで規格化されている。従って、それらの精度等級を適用することで、装置出力部である歯車６７の形状精度の測定が可能となる。これにより、装置出力部の形状精度を容易に管理することができる。
【００７１】
さらに、駆動軸６２における歯車６７が取り付けられている側の端面の中心には、軸方向に延びる穴６２ａ（嵌合部）が形成されている。この穴６２ａは、ドラム軸３０の先端が嵌め込まれるようになっている。これにより駆動軸６２とドラム軸３０との位置および軸方向が一致するようになっている。
【００７２】
このように、また、感光体ドラム３の回転軸であるドラム軸３０を中間部材を用いずに直接駆動軸６２に嵌合させるため、感光体ドラム３のドラム軸３０と駆動軸６２との間に軸ずれが発生しない。従って、高精度に感光体ドラム３を画像形成装置本体に嵌合させることができる。
【００７３】
なお、ドラム軸３０の一端、即ち、リア側ドラムフランジ部３２ａから突出しているドラム軸３０の先端の一部は上記のように駆動軸６２により支持されており、感光体ドラムユニットフレーム３４には支持されていない。一方、フロント側ドラムフランジ部３２ｂから突出しているドラム軸３０の一端は、感光体ドラムユニットフレーム３４の軸受３５に支持されている。
【００７４】
これにより、感光体ドラム３を有する感光体ドラムユニットが画像形成装置本体に装着された際には、感光体ドラム３が画像形成装置本体の駆動軸６２に支持され、感光体ドラムユニットフレーム３４が駆動軸６２を支持するハウジング６４によって支持されることとなる。即ち、感光体ドラムユニットフレーム３４はハウジング６４により画像形成装置本体に支持される。従って、感光体ドラム３と感光体ドラムユニットフレーム３４とを完全に非接触とすることができる。
【００７５】
これにより、ドラム軸３０が画像形成装置本体および感光体ドラムユニットの両方に拘束されるにより過剰拘束された状態になることを避けることができる。従って、ドラム軸３０の回転をスムーズにすることができ、感光体ドラム３をスムーズ、かつ、高精度で回転動作させることができる。
【００７６】
また、感光体ドラム３には現像器２が隣接して設けられている。この現像器２の現像ローラ１１は、ドラム筒３１の外周に所定の力で図１中矢印Ａの向きに圧接するようになっている。圧接のための力は、現像器２に懸架された図示しないバネなどの弾性部材により付与される。現像器２は、所定の位置を支点として上記弾性部材により回転方向に変位するようになっている。なお、圧接のための力は通常７００〜２０００ｇであり、ここでは１０００ｇとしている。
【００７７】
現像ローラ１１とドラム筒３１とは、それぞれの回転軸が互いに平行になるように配置されている。現像ローラ１１は、芯金の周囲に弾性ゴム層を設けた外径１６ｍｍ程度のゴムローラであり、このゴムローラ表面で現像剤（トナー）を搬送してドラム筒３１の表面に現像剤を供給し、ドラム筒３１の表面に形成される静電潜像を現像するようになっている。
【００７８】
現像ローラ１１は、現像器２を構成する現像ユニット（プロセスユニット）の現像ユニットケース４０に対して軸受４１を介して取り付けられている。また、軸受４１に対して現像ローラ１１と反対側に、止め輪４５および平ワッシャ４６が取り付けられている。なお、現像ローラ１１も画像形成装置本体から取り出し可能であり、現像ローラ１１を画像形成装置本体から取り出す際には、現像ユニットケース４０ごと取り出す。現像ユニットと感光体ドラムユニットとは別体であり、個別に取り出すことができる。
【００７９】
これにより、現像ユニットと感光体ドラムユニットとは別個に支持されていることなり、感光体ドラム３に作用する現像ローラ１１が感光体ドラム３に対して圧接されていても、相互に対して回転を乱す力が働かず、感光体ドラム３に対して現像ローラ１１のスムーズな回転動作が得られる。その結果、バンディング（画像の周期的な濃淡ムラ）のない画像を形成することができる。
【００８０】
現像ローラ１１を回転させるための回転駆動力は、感光体ローラ３から伝達される。より具体的には、感光体ドラム３のリア側ドラムフランジ部３２ａに形成された外歯車３８とかみ合い、従って感光体ドラム３の回転により回転する歯車５２が画像形成装置本体に設けられている。この歯車５２の回転が、カップリング４３を介して現像ローラ１１に伝達されるようになっている。歯車５２は、画像形成装置本体の本体フレーム６９に固定された支持軸５０に対して、軸受５１を介して取り付けられている。
【００８１】
カップリング４３は現像器２側に設けられており、歯車５２の回転中心軸と、現像ローラ１１の回転中心軸との位置ズレ等を吸収するためのものである。このカップリング４３としてはオルダム継手が一般的であり、現像ローラ１１側から順に第１部材４７、第２部材４８、第３部材４９の各部材からなる３節構造を有している。
【００８２】
図２（ｂ）に示すように、第１部材４７および第３部材４９は、それぞれ第２部材４８側に、半径方向に延びる直方体状の凸部を有している。第２部材４８は、第１部材４７側および第３部材４９側に、それぞれ第１部材４７および第３部材４９の凸部が歯合する凹部を有している。第２部材４８の両側の凹部は、互いに直交する方向に延びている。これらの凸部と凹部とは、凸部が凹部に歯合した状態で長手方向に摺動可能であり、これにより歯車５２の回転中心軸と、現像ローラ１１の回転中心軸との位置ズレ等を吸収することができるようになっている。このようなカップリング４３を用いることにより、同一直線上にない平行な２軸間においても、角速度を変化させることなく回転駆動力を伝達することができる。
【００８３】
現像ローラ１１の軸芯位置は決まった位置に固定されているのではなく、現像器２から現像ローラ１１に与えられる圧接力とその力による現像ローラ１１の微小な弾性変形のバランスによって決まる。
【００８４】
例えば、３節構造のカップリング４３ではなく、単純な駆動側と被駆動側との二つの部材によるカップリングを用いたとすると、カップリングの両部材による芯出し力の働きにより現像ローラ１１をカップリング中心位置に向かって動かそうとする力が発生してしまう。
【００８５】
これに対して、上記３節構造のカップリング４３では上記のような力が働かないので、安定したバランスを保ちながら現像ローラ１１をスムーズに回転させることができる。
【００８６】
なお、第１部材４７は、現像ローラ１１に対して軸方向には摺動可能であり、回転方向には摺動不可能になるように取り付けられている。また、図２（ｂ）・図６に示すように、第１部材４７は歯車５２に形成された凹部５３に歯合する凸部４７ａを有しており、歯車５２からの回転駆動力が伝達されるようになっている。
【００８７】
このカップリング４３は、現像器２が画像形成装置本体に取り付けられた状態では、圧縮スプリング４４により歯車５２に押し当てられるようになっている。また、カップリング４３は、現像器２が画像形成装置本体から取り外された状態では、圧縮スプリング４４により現像器２のカバー４２に押し当てられるようになっており、これにより脱落せずに現像器２に保持される。
【００８８】
なお、ここではリア側ドラムフランジ部３２ａの外歯車３８の歯数を３７とし、歯車５２の歯数を１６としている。ドラム筒３１の外径を３０ｍｍとすると、現像ローラ１１の外径が１６ｍｍであることから、現像ローラ１１の外周面が、ドラム筒３１の外周面に対して１．２３倍の速度で回転するようになる。一般的には、現像ローラ１１の外周面が、ドラム筒３１の外周面に対して１．１倍〜１．５倍程度である。このように、現像ローラ１１の外周面よりドラム筒３１の外周面の速度を大きくすることにより、ドラム筒３１の表面に対する現像剤の供給不足を回避している。
【００８９】
現像器２による現像方式は、ここでは非磁性１成分接触現像方式としている。この場合は、現像ローラ１１の表面の材質が弾性ゴム材である場合が多く、ドラム筒３１に対して現像ローラ１１を圧接させ上記のようにドラム筒３１の周速より現像ローラ１１の周速を速くする場合が多い。この場合、鏡面状のドラム筒３１の表面にゴム状の現像ローラ１１をこすりつけているので、駆動負荷はかなりのトルクとなる。
【００９０】
このとき、感光体ドラム３と現像ローラ１１とが別々の回転駆動手段から駆動力を受ける場合には、それぞれの駆動系のバックラッシにより、瞬間的に感光体ドラム３が先回りする現象が起こり、ガタガタ回転となる場合がある。その結果、現像画像にバンディングが発生する。
【００９１】
しかしながら、ここでは、現像ローラ１１の回転駆動を感光体ドラム３に一体的に構成された外歯車３８により伝達するようにしている。即ち、現像ローラ１１が、感光体ドラム３に対する回転駆動手段とは別の回転駆動手段から駆動力を受けるのではなく、感光体ドラム３が受けた駆動力を感光体ドラム３から伝達されるようになっている。これにより、現像画像において、バンディングの発生を防止することができる。
【００９２】
感光体ドラム３の外歯車３８により現像ローラ１１への回転駆動力を伝達する場合、現像ローラ１１を含む現像ユニットの回転負荷が大きくなり、現像ローラ１１側の歯車５２が逃げようとする力が働く。しかしながら、ここでは現像ローラ１１側の歯車５２を感光体ドラム３の駆動軸６２を支持する本体フレーム６９に設けた支持軸５０により支持している。これにより、歯車５２の逃げを防止して、良好な回転駆動力の伝達を行うことができる。
【００９３】
以上のように、画像形成装置本体と感光体ドラム３とは、内歯車３６と外歯車である歯車６７とがかみ合うことにより取り付けられている。従って、感光体ドラム３にムラのない回転を与えることができる。即ち、画像形成装置本体から感光体ドラム３に、等角速度で回転する回転駆動力を伝達することができる。
【００９４】
また、外歯車３８からなる出力部によって、現像器２へ回転駆動力を伝達することにより、現像器２にムラのない回転を与えることができる。即ち、感光体ドラム３から現像ローラ１１に、等角速度で回転する回転駆動力を伝達することができる。
【００９５】
また、リア側ドラムフランジ部３２ａに、入力部である内歯車３６と出力部である外歯車３８とが形成されている。即ち、入力部と出力部とが、感光体ドラム３の回転軸であるドラム軸３０に対して直角の同一断面に存在するように形成されている。
【００９６】
これにより、リア側ドラムフランジ部３２ａに対する入出力により発生する力が同一断面上で発生することになる。従って、リア側ドラムフランジ部３２ａをこじる力が発生せず、感光体ドラムのスムーズな回転を得ることができる。またさらに、リア側ドラムフランジ部３２ａから回転駆動力を出力される現像器２へもスムーズな回転を与えることができる。
【００９７】
なお、ここでは感光体ドラム３の外歯車３８、および現像ローラ１１側の歯車５２を平歯車としているが、これに限定されるものではなく、滑らかな動力伝達をさらに可能とするはすば歯車としてもよい。また、モータ軸６０ａの歯車および歯車６１も同様である。
【００９８】
次に、歯車６７とリア側ドラムフランジ部３２ａとの連結についてさらに詳細に説明する。
【００９９】
歯車６７およびリア側ドラムフランジ部３２ａの、駆動軸６２およびドラム軸３０の軸方向に直交する面における断面図を図７に示す。
【０１００】
同図に示すように、歯車６７は、リア側ドラムフランジ部３２ａに形成された内歯車３６にかみ合うようになっている。ここで、歯車６７と内歯車３６とは同じ歯数である。従って、歯車６７と内歯車３６とは、回転数を変換するためのものではなく、駆動軸６２とリア側ドラムフランジ部３２ａとを着脱可能に連結し、駆動軸６２からの回転駆動力をリア側ドラムフランジ部３２ａに伝達するためのものである。
【０１０１】
歯車６７と内歯車３６とは、適度なバックラッシが存在するように設定されている。これにより、感光体ドラム３の装着時に、歯車６７が内歯車３６に容易に挿入され、かみ合うようになる。また、歯車６７と内歯車３６との間に軸ズレや偏心が生じていたとしても、バックラッシによりこれらを吸収させることができる。
【０１０２】
また、図８は、適度なバックラッシが設けられていない状態で、歯車６７と内歯車３６との間に軸ズレや偏心が生じた場合を示しており、歯車６７が内歯車３６にくい込んでいる状態を示している。
【０１０３】
本実施の形態における画像形成装置は、図７に示すように、歯車６７と内歯車３６との間に適度なバックラッシが存在するように設定されている。従って、図８に示すような歯が無理にかみ込んだ状態となることによる歯車の損傷を抑えることができる。
【０１０４】
一般に、駆動伝達の際の回転ガタは、駆動負荷が常時プラス方向の負荷であるのに一瞬マイナス方向の負荷になる場合に、バックラッシがあると発生する。
【０１０５】
しかしながら、本実施の形態における構成では、プロセス駆動間の負荷がリア側ドラムフランジ部３２ａに集約されており、現像ローラ１１を介してのマイナス方向の負荷、即ち、感光体ドラム３を先回りする負荷が発生しない。このように、駆動負荷がマイナス方向にならないため、歯車６７と内歯車３６との間にバックラッシが存在しても、回転ガタは発生しない。
【０１０６】
このように、歯車６７と内歯車３６とで回転駆動力を伝達する構成では、リア側ドラムフランジ部３２ａにかかる力の向きに関しても次のような利点が得られる。
【０１０７】
仮に、歯車６７がリア側ドラムフランジ部３２ａの外歯車３８とかみ合っている場合を想定する。ここで、外歯車３８には歯車５２もかみ合っているため、上記の場合では、図１０に示すように、外歯車３８の２カ所において歯車６７・５２とかみ合うことになる。
【０１０８】
このとき、リア側ドラムフランジ部３２ａは、歯車６７から回転駆動力によるｆ０の力を受けるとともに、歯車５２の回転に伴う力ｆ１から反力としてｆ１′の力を受けることになる。これにより、リア側ドラムフランジ部３２ａは、図１０において下向きの大きな力を受けることになる。この結果、ドラム軸３０や駆動軸６２の撓みが発生し、感光体ドラム３の位置が変化するといった問題が生じる虞れがある。
【０１０９】
これに対して、図９に示す本実施の形態における構成では、リア側ドラムフランジ部３２ａが歯車６７から受ける力は、回転方向においてほぼ均一であるため、相殺される。従って、リア側ドラムフランジ部３２ａに働く力としては、歯車５２の回転に伴う力ｆ１からの反力であるｆ１′のみとなり、上記のような感光体ドラム３の位置を変化させるような力を軽減することができる。
【０１１０】
以下に、歯車６７および内歯車３６の形状等の好ましい態様について説明する。
【０１１１】
一般に、歯車同士をかみ合わす場合、歯車の歯数が少ないと歯の根元がえぐられ（干渉し）歯形曲線の一部が削り取られる切り下げ現象がおこる。ただし、上記のように歯車をカップリングとして使用する場合には干渉は起こりにくいが、歯数の少ない歯車を切削加工で作成する際には切り下げ現象が発生する場合がある。従って、切削加工によって精度の高い歯車を作成する場合には切り下げ現象が問題となる。
【０１１２】
切り下げ現象が発生しない限界歯数は、歯車のモジュールには関係なく、歯車の圧力角が２０°の場合には１７である。ただし、実用上は１４までよいとされている。このように、歯数を１４以上にすることにより、切り下げ現象により歯元がえぐられることを防ぐことができる。さらに、歯数を１７以上とすることが好ましく、ここでは、さらに余裕をみて歯車６７の歯数を１８としている。
【０１１３】
また、歯形はインボリュート曲線であることが好ましい。これにより、歯車６７と内歯車３６とが偏心しているような場合や、軸ズレしている場合であっても、駆動軸６２の回転を正確に伝達することができ、駆動軸６２が回転ムラのない等速角速度で回転していれば、感光体ドラム３も等角速度で回転させることができる。また、ここでは、モジュール０．８のインボリュート曲線の歯形を形成している。
【０１１４】
また、同歯数の内歯車３６と外歯車である歯車６７とを係合させるためには、少なくとも一方の歯車を転位させる必要がある。ここでは、内歯車３６の転位係数を＋０．３、歯車６７の転位係数を＋０．２とし、適度なバックラッシが存在するように設定している。なお、転位係数の差を０．１５より大きくするとバックラッシが大きくなりすぎるので、転位係数の差が０．１５以下となるように設定するのが好ましい。なお、ここでは、転位係数の差を０．１としている。
【０１１５】
このように、内歯車３６の転位係数をＸ、歯車６７の転位係数をＸｓとすると、それらの関係は次式（１）
０＜Ｘ−Ｘｓ≦０．１５              …（１）
で表される。
【０１１６】
これにより、カップリングとして機能する内歯車３６と歯車６７との間に適度なバックラッシを形成することができる。従って、歯車６７の偏心誤差や感光体ドラム３の回転軸であるドラム軸３０と歯車６７の回転軸である駆動軸６２との軸ズレが生じた場合においても、内歯車３６と歯車６７とがスムーズに係合し、ムラなく等角速度伝達ができる。また、感光体ドラムユニットの画像形成装置本体への装着が容易となる。
【０１１７】
バックラッシを設けるためには、歯車６７をマイナス転位することも考えられるが、その場合、歯車６７の歯と駆動軸６２との間の肉厚を薄くする、または駆動軸６２を細くする必要が生じ、駆動側の強度不足が懸念される。しかしながら、上記のように内歯車３６をプラス転位してバックラッシを設けるようにすることにより、歯車６７がマイナス転位されて形成されていなくても、感光体ドラム３の画像形成装置本体への装着が容易になる。これにより、画像形成装置本体における歯車６７を標準形状より小さく形成する必要がない。従って、画像形成装置本体における歯車６７の強度を確保することができる。
【０１１８】
本発明の感光体ドラムは、上記の課題を解決するために、画像形成装置本体に着脱可能であり、外周に感光層を有するドラム筒を備え、該ドラム筒の一方端には、画像形成装置本体から回転駆動力を受ける入力部と、上記ドラム筒に作用するプロセスユニットへ回転駆動力を伝達する出力部とを有するフランジが設けられている感光体ドラムにおいて、上記出力部は、上記フランジの外周に形成されている外歯車からなり、上記入力部は、上記フランジの内周に形成されている内歯車からなり、該内歯車は、歯数が１４以上であることを特徴としている。
【０１１９】
上記の構成によれば、画像形成装置本体からの回転駆動力を受ける入力部が、フランジの内周に形成された内歯車により構成されていることにより、例えば、画像形成装置本体において入力部に回転駆動力を伝達するための装置出力部は、入力部の内歯車に歯合するような外歯車により構成することができる。従って、感光体ドラムにムラのない回転を与えることができる。即ち、画像形成装置本体
から感光体ドラムに、等角速度で回転する回転駆動力を伝達することができる。
【０１２０】
また、フランジの外周に形成された外歯車からなる出力部によって、プロセスユニットへ回転駆動力を伝達することにより、プロセスユニットにムラのない回転を与えることができる。即ち、感光体ドラムからプロセスユニットに、等角速度で回転する回転駆動力を伝達することができる。
【０１２１】
さらに、内歯車の歯数が１４以上であることにより、切削加工によって歯車を製造する際、切り下げ現象の発生を防止することができる。
【０１２２】
本発明の感光体ドラムは、画像形成装置本体に着脱可能であり、外周に感光層を有するドラム筒を備え、該ドラム筒の一方端には、画像形成装置本体からの回転駆動力を受ける入力部と、上記ドラム筒に作用するプロセスユニットへ回転駆動力を伝達する出力部とを有するフランジが設けられている感光体ドラムにおいて、上記出力部は、上記フランジの外周に形成されている外歯車からなり、上記入力部は、上記フランジの内周に形成されている内歯車からなり、該内歯車は、プラス転位されて形成されていることを特徴としている。
【０１２３】
上記の構成によれば、画像形成装置本体からの回転駆動力を受ける入力部が、フランジの内周に形成された内歯車により構成されていることにより、例えば、画像形成装置本体において入力部に回転駆動力を伝達するための装置出力部は、入力部の内歯車に歯合するような外歯車により構成することができる。従って、感光体ドラムにムラのない回転を与えることができる。また、フランジの外周に形成された外歯車からなる出力部によってプロセスユニットへ回転駆動力を伝達することにより、プロセスユニットにムラのない回転を与えることができる。
【０１２４】
また、入力部の内歯車がプラス転位されて形成されているため、画像形成装置本体（装置出力部）と感光体ドラムとの係合を、上記内歯車と同じ歯数を有する外歯車を用いて実現することができる。さらに、装置出力部における外歯車と入力部の内歯車との間には、バックラッシを設けることができる。従って、入力部の内歯車の回転中心と装置出力部の回転中心との軸ズレや偏心を吸収することができる。これにより、感光体ドラムの回転の安定化を図ることができる。
【０１２５】
さらに、上記のように装置出力部に入力部の内歯車と同じ歯数を有する外歯車を用いる場合、入力部の内歯車がプラス転位されて形成されているため、装置出力部の外歯車がマイナス転位されて形成されていなくても、感光体ドラムの画像形成装置本体への装着が容易になる。これにより、画像形成装置本体における装置出力部を構成する部材の大きさを標準形状より小さく形成する必要がない。従って、画像形成装置本体における装置出力部の強度を確保することができる。
【０１２６】
上記の感光体ドラムは、内歯車の歯形がインボリュート曲線からなることが好ましい。
【０１２７】
上記の構成によれば、入力部の内歯車の回転中心と装置出力部の回転中心との軸ズレや偏心を、例えばバックラッシにより吸収した場合でも、画像形成装置本体の装置出力部の回転を、正確に感光体ドラムへ伝達することができる。
【０１２８】
上記の感光体ドラムは、出力部と入力部とが、感光体ドラムの回転軸に対して直角の同一断面に存在するように形成されていることが好ましい。
【０１２９】
上記の構成によれば、フランジに対する入出力により発生する力が同一断面上で発生することになる。このため、フランジをこじる力が発生せず、感光体ドラムのスムーズな回転を得ることができる。またさらに、フランジから回転駆動力を出力されるプロセスユニットの回転部材へもスムーズな回転を与えることができる。
【０１３０】
本発明の感光体ドラムは、画像形成装置本体に着脱可能であり、外周に感光層を有するドラム筒を備え、該ドラム筒の一方端には、画像形成装置本体からの回転駆動力を受ける入力部と、上記ドラム筒に作用するプロセスユニットへ回転駆動力を伝達する出力部とを有するフランジが設けられている感光体ドラムにおいて、上記出力部は、上記フランジの外周に形成されている外歯車からなり、上記入力部は、上記フランジの内周に形成されている内歯車からなり、上記出力部と入力部とは、感光体ドラムの回転軸に対して直角の同一断面に存在するように形成されていることを特徴としている。
【０１３１】
上記の構成によれば、画像形成装置本体からの回転駆動力を受ける入力部が、フランジの内周に形成された内歯車により構成されていることにより、例えば、画像形成装置本体において入力部に回転駆動力を伝達するための装置出力部は、入力部の内歯車に歯合するような外歯車により構成することができる。従って、感光体ドラムにムラのない回転を与えることができる。また、フランジの外周に形成された外歯車からなる出力部によってプロセスユニットへ回転駆動力を伝達することにより、プロセスユニットにムラのない回転を与えることができる。
【０１３２】
さらに、出力部と入力部とが、感光体ドラムの回転軸に対して直角の同一断面に存在するように形成されていることにより、フランジに対する入出力により発生する力が同一断面上で発生することになる。このため、フランジをこじる力が発生せず、感光体ドラムのスムーズな回転を得ることができる。またさらに、フランジから回転駆動力を出力されるプロセスユニットの回転部材へもスムーズな回転を与えることができる。
【０１３３】
これにより、画像形成装置本体の装置出力部から感光体ドラムに伝達された回転を、さらに、感光体ドラムからプロセスユニットへ正確に伝達することができる。即ち、画像形成装置本体の装置出力部が等角速度で回転していれば、感光体ドラムも等角速度であり、ムラのない回転を行うことができる。そして、さらにプロセスユニットも等角速度で、ムラのない回転を行うことができる。
【０１３４】
本発明の画像形成装置は、感光体ドラムと該感光体ドラムに作用するプロセスユニットとを着脱可能に構成している画像形成装置であって、上記感光体ドラムは、外周に感光層を有し、かつ、一方端にフランジが設けられているドラム筒を備え、上記感光体ドラムが画像形成装置本体に着脱するカップリング部は、上記フランジの内周に形成され歯形がインボリュート曲線で表される内歯車からなり画像形成装置本体から回転駆動力を受ける入力部と、歯形がインボリュート曲線で表され歯数が上記内歯車と同数である外歯車を有し、画像形成装置本体から回転駆動力を上記入力部に出力するために画像形成装置本体に形成されている装置出力部とを有していることを特徴としている。
【０１３５】
上記の構成によれば、感光体ドラムのフランジにおいて内歯車からなる入力部と、画像形成装置本体において外歯車からなる装置出力部とが、感光体ドラムと画像形成装置本体とのカップリングとして機能する。また、入力部の内歯車と装置出力部の外歯車とは、共に歯形はインボリュート曲線で表され、歯数も等しい。従って、安定したカップリングとなり、画像形成装置本体は、感光体ドラムにムラのない回転を与えることができる。即ち、画像形成装置本体から感光体ドラムに、等角速度で回転する回転駆動力を伝達することができる。
【０１３６】
また、入力部の内歯車と装置出力部の外歯車とで、歯数を同一としたことにより、全ての歯を用いて（全周で）回転駆動力を伝達することができる。従って、装置出力部の外歯車を回転させる駆動軸に対して、内歯車が装置出力部から受ける力は均一となるため、駆動軸の軸倒れ等のトラブルが発生しにくく、長期にわたって精度の高い回転の伝達が可能となる。
【０１３７】
また、従来のカップリングでは、装置出力部の形状精度の測定が不可能であった。しかしながら、歯車は測定方法がＪＧＭＡやＪＩＳで規格化されているため、それらの精度等級を適用することで、装置出力部の形状精度の測定が可能となる。これにより、装置出力部の形状精度を容易に管理することができる。
【０１３８】
上記の画像形成装置は、フランジが、プロセスユニットに回転駆動力を伝達する出力部を有し、該出力部と入力部とが、感光体ドラムの回転軸に対して直角の同一断面に存在するように形成されていることが好ましい。
【０１３９】
上記の構成によれば、フランジに対する入出力により発生する力が同一断面上で発生することになる。このため、フランジをこじる力が発生せず、感光体ドラムのスムーズな回転を得ることができる。またさらに、フランジから回転駆動力を出力されるプロセスユニットの回転部材へもスムーズな回転を与えることができる。従って、感光体ドラムおよびプロセスユニットの回転が安定した画像形成装置を提供することができる。
【０１４０】
上記の画像形成装置は、入力部の内歯車と装置出力部の外歯車との間に、バックラッシが設けられていることが好ましい。
【０１４１】
上記の構成によれば、感光体ドラムユニット装着時にカップリングとして機能する歯車を内歯車にスムーズに係合させることができる。
【０１４２】
上記の画像形成装置は、入力部の内歯車が、プラス転位されて形成されていることが好ましい。
【０１４３】
上記の構成によれば、装置出力部の外歯車がマイナス転位されて形成されていなくても、感光体ドラムの画像形成装置本体への装着が容易になる。これにより、画像形成装置本体における装置出力部を構成する部材の大きさを標準形状より小さく形成する必要がない。従って、画像形成装置本体における装置出力部の強度を確保することができる。
【０１４４】
上記の画像形成装置は、入力部の内歯車の歯数が、１４以上であることが好ましい。
【０１４５】
上記の構成によれば、切削加工によって歯車を製造する際、切り下げ現象の発生を防止することができる。従って、信頼性の高い画像形成装置を提供することができる。
【０１４６】
上記の画像形成装置は、プロセスユニットが、感光体ドラムに圧接して現像剤を感光体ドラムに供給する現像ローラを有する現像ユニットであることが好ましい。
【０１４７】
上記の構成によれば、感光体ドラムに作用する現像ローラが感光体ドラムに対して圧接されていても、相互に対して回転を乱す力が働かず、感光体ドラムに対して現像ローラのスムーズな回転動作が得られる。その結果、バンディング（画像の周期的な濃淡ムラ）のない画像を形成することができる。
【０１４８】
上記の画像形成装置は、入力部の内歯車の転位係数をＸとし、装置出力部の外歯車の転位係数をＸｓとすると、
０＜Ｘ−Ｘｓ≦０．１５
を満足することが好ましい。
【０１４９】
上記の構成によれば、カップリングとして機能する入力部の内歯車と装置出力部の外歯車との間に適度なバックラッシを形成することができる。従って、装置出力部の外歯車の偏心誤差や感光体ドラムの回転軸と装置出力部の外歯車の回転軸との軸ズレが生じた場合においても、入力部の内歯車と装置出力部の外歯車とがスムーズに係合し、ムラなく等角速度伝達ができる。また、感光体ドラムユニットの画像形成装置本体への装着が容易となる。
【０１５０】
本発明の画像形成装置は、外周に感光層を有するドラム筒を備えた感光体ドラムを有する感光体ドラムユニットを、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成した画像形成装置であって、上記ドラム筒は、その一端に第１フランジと、他端に第２フランジと、ドラム筒の中心を通るように上記両フランジを支持する回転軸とを備え、上記第１フランジは、画像形成装置本体から回転駆動力を受ける入力部と、上記感光体ドラムに作用するプロセスユニットに回転駆動力を伝達する出力部とを有し、上記回転軸の一方端は、上記第２フランジより突出し、かつ、上記感光体ドラムユニットのフレーム部材により回転自在に支持され、上記回転軸の他方端は、上記入力部および出力部とオーバーラップする位置まで伸び、該オーバーラップする位置において、上記回転軸の他方端は、画像形成装置本体から上記ドラム筒に回転駆動力を伝達するために画像形成装置本体に配されている軸に設けられている嵌合部に嵌合することを特徴としている。
【０１５１】
上記の構成によれば、感光体ドラムの回転軸を支持する嵌合部と、感光体ドラムに画像形成装置から回転駆動力を入力する入力部と、感光体ドラムから感光体ドラムに作用するプロセスユニットへ回転駆動力を出力する部分とが、感光体ドラムの回転軸と直角の同一断面上に位置する。従って、感光体ドラムへの回転駆動力の入出力を精度よくスムーズに行なうことができ、感光体ドラムの回転軸と駆動軸との軸ずれの原因となる力が発生しない。
【０１５２】
また、感光体ドラムの回転軸を中間部材を用いずに直接駆動軸に嵌合させるため、感光体ドラムの回転軸と駆動軸との軸ずれが発生しない。従って、高精度に感光体ドラムを画像形成装置本体に嵌合させることができる。
【０１５３】
上記の画像形成装置は、感光体ドラムユニットが画像形成装置本体に装着された状態において、上記感光体ドラムユニットのフレーム部材は、画像形成装置本体の上記軸を支持する支持部材により支持されていることが好ましい。
【０１５４】
上記の構成によれば、感光体ドラムユニットが画像形成装置本体に装着された際に、感光体ドラムが画像形成装置本体の軸に支持され、感光体ドラムユニットのフレームが画像形成装置本体における軸を支持する支持部材によって支持されることとなる。これにより、感光体ドラムと感光体ドラムユニットのフレーム部材とを完全に非接触とすることができる。
【０１５５】
従って、感光体ドラムが画像形成装置本体側および感光体ドラムユニット側の両方で拘束されることにより過剰拘束された状態になることを避けることができるため、感光体ドラムをスムーズ、かつ、高精度で回転動作させることができる。
【０１５６】
【発明の効果】
本発明の画像形成装置は、外周に感光層を有するドラム筒を備えた感光体ドラムを有する感光体ドラムユニットを、画像形成装置本体に対して着脱可能に構成した画像形成装置であって、上記ドラム筒は、その一端に第１フランジと、他端に第２フランジと、ドラム筒の中心を通るように上記両フランジを支持する回転軸とを備え、上記第１フランジは、画像形成装置本体から回転駆動力を受ける入力部と、上記感光体ドラムに作用するプロセスユニットに回転駆動力を伝達する出力部とを有し、上記回転軸の一方端は、上記第２フランジより突出し、かつ、上記感光体ドラムユニットのフレーム部材により回転自在に支持され、上記回転軸の他方端は、上記入力部および出力部とオーバーラップする位置まで伸び、該オーバーラップする位置において、上記回転軸の他方端は、画像形成装置本体から上記ドラム筒に回転駆動力を伝達するために画像形成装置本体に配されている軸に設けられている嵌合部に嵌合する構成である。
【０１５７】
これにより、感光体ドラムの回転軸を支持する嵌合部と、感光体ドラムに画像形成装置から回転駆動力を入力する入力部と、感光体ドラムから感光体ドラムに作用するプロセスユニットへ回転駆動力を出力する部分とが、感光体ドラムの回転軸と直角の同一断面上に位置する。従って、感光体ドラムへの回転駆動力の入出力を精度よくスムーズに行なうことができ、感光体ドラムの回転軸と駆動軸との軸ずれの原因となる力が発生しない。
【０１５８】
また、感光体ドラムの回転軸を中間部材を用いずに直接駆動軸に嵌合させるため、感光体ドラムの回転軸と駆動軸との軸ずれが発生しない。従って、高精度に感光体ドラムを画像形成装置本体に嵌合させることができるといった効果を奏する。
【０１５９】
本発明の画像形成装置は、感光体ドラムユニットが画像形成装置本体に装着された状態において、感光体ドラムユニットのフレーム部材は、画像形成装置本体の上記軸を支持する支持部材により支持されている構成である。
【０１６０】
これにより、感光体ドラムユニットが画像形成装置本体に装着された際に、感光体ドラムが画像形成装置本体の軸に支持され、感光体ドラムユニットのフレームが画像形成装置本体における軸を支持する支持部材によって支持されることとなる。従って、感光体ドラムが画像形成装置本体側および感光体ドラムユニット側の両方で拘束されることにより過剰拘束された状態になることを避けることができるため、感光体ドラムをスムーズ、かつ、高精度で回転動作させることができるといった効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の実施の一形態に係る画像形成装置において、感光体ドラムと現像ローラとが装着された状態の要部の構成を示す断面図である。
【図２】  （ａ）は、図１に示す画像形成装置本体の構成を示す説明図であり、（ｂ）は、図１に示す画像形成装置における感光体ドラムユニットの要部の構成を示す説明図であり、（ｃ）は、図１に示す画像形成装置における現像器の構成を示す説明図である。
【図３】  本発明の実施の一形態に係る画像形成装置としてのプリンタの要部の構成を示す説明図である。
【図４】  図１に示す画像形成装置における着脱を示す説明図である。
【図５】  感光体ドラムの要部の構成を示す部分断面図である。
【図６】  カップリングの構成を示す説明図である。
【図７】  画像形成装置本体に配されている歯車とリア側ドラムフランジ部の内歯車との間に、適度なバックラッシが存在するように設定されている場合の説明図である。
【図８】  画像形成装置本体に配されている歯車とリア側ドラムフランジ部の内歯車との間に、適度なバックラッシが存在するように設定されていない場合の説明図である。
【図９】  画像形成装置本体に配されている歯車がリア側ドラムフランジ部の内歯車とかみ合っている場合を示す説明図である。
【図１０】  画像形成装置本体に配されている歯車がリア側ドラムフランジ部の外歯車とかみ合っている場合を示す説明図である。
【符号の説明】
２    現像器（プロセスユニット、現像ユニット）
３    感光体ドラム
１１    現像ローラ
３０    ドラム軸（回転軸）
３１    ドラム筒
３２ａ  リア側ドラムフランジ部（フランジ、第１フランジ）
３２ｂ  フロント側ドラムフランジ部（第２フランジ）
３４    感光体ドラムユニットフレーム（フレーム部材）
３６    内歯車（入力部、カップリング部）
３８    外歯車（出力部）
４３    カップリング
４７ａ  凸部
５０    支持軸
５２    歯車
５３    凹部
６０    駆動モータ
６２    駆動軸（軸）
６２ａ  穴（嵌合部）
６４    ハウジング（支持部材）
６７    歯車（装置出力部、カップリング部）
６９    本体フレーム
７０    歯
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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