(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１回転軸線を中心に回転可能な本体駆動カップリングであって前記第１回転軸線の方向に移動可能で且つ前記第１回転軸線の方向の端面に当接部を有する本体駆動カップリングと、前記本体駆動カップリングを除いた部分に設けられた係合部と、を有する画像形成装置の装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、
感光ドラムと、
前記感光ドラムが第２回転軸線を中心に回転可能になるように前記感光ドラムを支持するドラム支持部材と、
前記感光ドラムを回転させるための駆動力を受けるように前記本体駆動カップリングと係合可能に構成されたカートリッジカップリングであって、前記第２回転軸線の方向における前記感光ドラムの一端部である第１端部に設けられたカートリッジカップリングと、
を備え、
前記ドラム支持部材は、
前記感光体ドラムの前記第２回転軸線の方向に関して前記第１端部から前記第１端部と反対側の第２端部に向かう方向の前記装置本体に対するプロセスカートリッジの位置が決まるように前記装置本体の前記係合部と係合可能に構成された被係合部と、
前記被係合部が前記装置本体の前記係合部と係合され且つ前記カートリッジカップリングが前記本体駆動カップリングと係合して前記駆動力を受けている状態において、前記本体駆動カップリングの前記当接部が当接して摺動可能に構成された被当接部と、
を有し、
前記ドラム支持部材は、前記第２回転軸線の方向に関し前記感光ドラムの前記第１端部がある側の前記カートリッジの端部に設けられていることを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記カートリッジカップリングは、前記本体駆動カップリングと係合して前記駆動力を受けている状態において、前記第２回転軸線の方向に関し前記第２端部から前記第１端部に向かう方向に前記感光ドラムを移動させる方向の力を受けるように構成されていることを特徴とする請求項１に記載のカートリッジ。
【請求項３】
前記被当接部は、前記感光ドラムの前記第２回転軸線の方向において、前記ドラム支持部材の周囲の面よりも凹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。
【請求項４】
前記被当接部は、円筒状の凹部であり、前記被当接部の径は、前記感光ドラムの外径より小さいことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項５】
前記本体駆動カップリングを形成する材料のロックウェル硬さの値は、前記ドラム支持部材を形成する材料のロックウェル硬さの値よりも高いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項６】
前記本体駆動カップリングの駆動中に前記被当接部に前記当接部が当接した状態では前記本体駆動カップリングの前記感光ドラムの前記第２回転軸線の方向の位置が決まることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項７】
前記被当接部は前記感光ドラムの前記第２回転軸線の方向に直交する面であることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項８】
前記カートリッジカップリングは、前記本体駆動カップリングと係合可能に設けた凸部を有し、前記凸部は正三角柱のねじれた形状であることを特徴とする請求項１乃至７のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
【請求項９】
感光ドラムを有するカートリッジと、前記カートリッジが着脱自在に構成された装置本体と、を備える画像形成装置において、
前記装置本体は、
第１回転軸線を中心に回転可能な本体駆動カップリングであって前記第１回転軸線の方向に移動可能で且つ前記第１回転軸線の方向の端面に当接部を有する本体駆動カップリングと、
前記本体駆動カップリングを除いた前記装置本体の部分に設けられた係合部と、
を有し、
前記カートリッジは、
前記感光ドラムが第２回転軸線を中心に回転可能になるように前記感光ドラムを支持するドラム支持部材と、
前記感光ドラムを回転させるための駆動力を受けるように前記本体駆動カップリングと係合可能に構成されたカートリッジカップリングであって、前記第２回転軸線の方向における前記感光ドラムの一端部である第１端部に設けられたカートリッジカップリングと、
を有し、
前記ドラム支持部材は、
前記感光体ドラムの前記第２回転軸線の方向に関して前記第１端部から前記第１端部と反対側の第２端部に向かう方向の前記装置本体に対するプロセスカートリッジの位置が決まるように前記装置本体の前記係合部と係合可能に構成された被係合部と、
前記被係合部が前記装置本体の前記係合部と係合され且つ前記カートリッジカップリングが前記本体駆動カップリングと係合して前記駆動力を受けている状態において、前記本体駆動カップリングの前記当接部が当接して摺動可能に構成された被当接部と、
を有し、
前記ドラム支持部材は、前記第２回転軸線の方向に関し前記感光ドラムの前記第１端部がある側の前記カートリッジの端部に設けられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記カートリッジカップリングが前記本体駆動カップリングと係合して前記駆動力を受けている状態において、前記本体駆動カップリングは、前記カートリッジカップリングから前記第２回転軸線の方向に関して前記第１端部から前記第２端部に向かう方向の力を受けることで、前記本体駆動カップリングの前記当接部が前記ドラム支持部材の前記被当接部に当接することを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記被当接部は、前記感光ドラムの前記第２回転軸線の方向において、前記ドラム支持部材の周囲の面よりも凹であることを特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記被当接部は、円筒状の凹部であり、前記被当接部の径は、前記感光ドラムの外径より小さいことを特徴とする請求項９乃至１１のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記本体駆動カップリングを形成する材料のロックウェル硬さの値は、前記ドラム支持部材を形成する材料のロックウェル硬さの値よりも高いことを特徴とする請求項９乃１２のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記被当接部は前記感光ドラムの前記第２回転軸線の方向に直交する面であることを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記カートリッジカップリングは、前記本体駆動カップリングと係合可能に設けた凸部を有し、前記凸部は正三角柱のねじれた形状であり、
前記本体駆動カップリングは、前記カートリッジカップリングの凸部と係合可能に設けた凹部を有し、前記凹部は正三角形のねじれた穴であることを特徴とする請求項９乃至１４のいずれか一項に記載のプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プロセスカートリッジ及び前記プロセスカートリッジが着脱可能に装着される画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで、プロセスカートリッジとは、感光体ドラムと、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、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、感光体ドラムと、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。
【０００３】
また、画像形成装置とは、例えば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、およびワードプロセッサ等が含まれる。
【背景技術】
【０００４】
電子写真画像形成装置（以下、単に「画像形成装置」ともいう。）は、以下に説明する５つのプロセス（帯電、露光、現像、転写、定着）を通して画像形成を行う。
【０００５】
１つめのプロセスとして、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、すなわち、感光体ドラムを一様に帯電させる（帯電）。２つめのプロセスとして、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を形成する（露光）。３つめのプロセスとして、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（現像）。４つめのプロセスとして、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する（転写）。最後に、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（定着）。
【０００６】
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。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。
【０００７】
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、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可能となる。そのため、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。
【０００８】
なお、プロセスカートリッジの駆動は、画像形成装置本体から受けるのが一般的である。プロセスカートリッジの駆動構成に関して、図１４を用いて説明する。図１４は、従来構成の画像形成装置とプロセスカートリッジの駆動構成を示す部分断面図である。
【０００９】
プロセスカートリッジＢは、画像形成装置Ａに着脱可能である。プロセスカートリッジＢは、図１４に示すように、像坦持体としての感光体ドラム１６２を有する。感光体ドラム１６２には、駆動を受けるための凸部１６２ａが設けられている。
【００１０】
一方、画像形成装置Ａには、プロセスカートリッジＢに駆動を伝達するための駆動カップリング１８０が設けられる。駆動カップリング１８０は、画像形成装置Ａの駆動側板１１５に回転可能に支持される。駆動カップリング１８０は、凸部１６２ａと対応した凹部１８０ａを有する。プロセスカートリッジＢが画像形成装置Ａに装着されると、凸部１６２ａと凹部１８０ａが係合し、一体的に回転可能となる。駆動カップリング１８０は、本体モータ（不図示）によって駆動し、駆動カップリング１８０の駆動力がプロセスカートリッジＢに伝達される。
【００１１】
また、プロセスカートリッジが駆動している時、感光体ドラム１６２の軸線方向（図中矢印Ｖ方向）における駆動カップリング１８０の位置決めは、以下の通りである。駆動カップリング１８０は、当接部１８０ｂを有し、駆動側板１１５は、被当接部１１５ａを有する。駆動カップリング１８０は、圧縮コイルバネ１８６によって、所定の加圧力で矢印Ｕ方向に押圧され、当接部１８０ｂと被当接部１１５ａが突き当たる。これにより駆動カップリング１８０の位置が決まる。
【００１２】
以上、説明した構成をとることによって、プロセスカートリッジＢが駆動している時、当接部１８０ｂと被当接部１１５ａは、当接しながら摺動する（例えば、特許文献１参照）。
【００１３】
なお、感光体ドラムの軸線方向における感光体ドラムの位置決めは、以下の通りである。駆動カップリング１８０は、突き当て部１８０ｃを有する。感光体ドラム１６２は、被突き当て部１６２ｂを有する。ここで、感光体ドラム１６２に対して、図中矢印Ｋ方向に移動する力を掛けることで、突き当て部１８０ｃと被突き当て部１６２ｂを突き当てて、感光体ドラムの位置を決める。感光体ドラム１６２を矢印Ｋ方向に移動させる力は、感光体ドラム１６２を付勢部材（不図示）で押圧する、もしくは、凸部１６２ａと凹部１８０ａをねじることで引き込み力を発生させる等の手段が挙げられる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１４】
【特許文献１】特開２００８−２９９３５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
しかしながら、上述したように、プロセスカートリッジが駆動している時に、駆動カップリングと本体フレーム（駆動側板）を当接させて摺動する構成の場合、画像形成装置の耐久に伴い、駆動カップリングと本体フレームが摺動により削れてしまう。これにより、駆動カップリングの位置精度が低下してしまう。
【００１６】
本発明の目的は、ドラム軸線方向における駆動カップリングの位置精度が高い画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記目的を達成するため、本発明は、第１回転軸線を中心に回転可能な本体駆動カップリングであって前記第１回転軸線の方向に移動可能で且つ前記第１回転軸線の方向の端面に当接部を有する本体駆動カップリングと、前記本体駆動カップリングを除いた部分に設けられた係合部と、を有する画像形成装置の装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジにおいて、感光ドラムと、前記感光ドラムが第２回転軸線を中心に回転可能になるように前記感光ドラムを支持するドラム支持部材と、前記感光ドラムを回転させるための駆動力を受けるように前記本体駆動カップリングと係合可能に構成されたカートリッジカップリングであって、前記第２回転軸線の方向における前記感光ドラムの一端部である第１端部に設けられたカートリッジカップリングと、を備え、前記ドラム支持部材は、前記感光体ドラムの前記第２回転軸線の方向に関して前記第１端部から前記第１端部と反対側の第２端部に向かう方向の前記装置本体に対するプロセスカートリッジの位置が決まるように前記装置本体の前記係合部と係合可能に構成された被係合部と、前記被係合部が前記装置本体の前記係合部と係合され且つ前記カートリッジカップリングが前記本体駆動カップリングと係合して前記駆動力を受けている状態において、前記本体駆動カップリングの前記当接部が当接して摺動可能に構成された被当接部と、を有し、前記ドラム支持部材は、前記第２回転軸線の方向に関し前記感光ドラムの前記第１端部がある側の前記カートリッジの端部に設けられていることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明は、感光ドラムを有するカートリッジと、前記カートリッジが着脱自在に構成された装置本体と、を備える画像形成装置において、前記装置本体は、第１回転軸線を中心に回転可能な本体駆動カップリングであって前記第１回転軸線の方向に移動可能で且つ前記第１回転軸線の方向の端面に当接部を有する本体駆動カップリングと、前記本体駆動カップリングを除いた前記装置本体の部分に設けられた係合部と、を有し、前記カートリッジは、前記感光ドラムが第２回転軸線を中心に回転可能になるように前記感光ドラムを支持するドラム支持部材と、前記感光ドラムを回転させるための駆動力を受けるように前記本体駆動カップリングと係合可能に構成されたカートリッジカップリングであって、前記第２回転軸線の方向における前記感光ドラムの一端部である第１端部に設けられたカートリッジカップリングと、を有し、前記ドラム支持部材は、前記感光体ドラムの前記第２回転軸線の方向に関して前記第１端部から前記第１端部と反対側の第２端部に向かう方向の前記装置本体に対するプロセスカートリッジの位置が決まるように前記装置本体の前記係合部と係合可能に構成された被係合部と、前記被係合部が前記装置本体の前記係合部と係合され且つ前記カートリッジカップリングが前記本体駆動カップリングと係合して前記駆動力を受けている状態において、前記本体駆動カップリングの前記当接部が当接して摺動可能に構成された被当接部と、を有し、前記ドラム支持部材は、前記第２回転軸線の方向に関し前記感光ドラムの前記第１端部がある側の前記カートリッジの端部に設けられていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、ドラム軸線方向における駆動カップリングの位置精度が高い画像形成装置及びプロセスカートリッジを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】画像形成装置及びプロセスカートリッジが駆動伝達可能な状態（第一の状態）における駆動カップリング周りの構成を示す部分断面図である。
【図２】画像形成装置及びプロセスカートリッジの断面図である。
【図３】プロセスカートリッジの断面図である。
【図４】画像形成装置の開閉扉を開いた状態の斜視図である。
【図５】画像形成装置にプロセスカートリッジが装着された状態におけるプロセスカートリッジ及び画像形成装置の駆動側位置決め部の斜視図である。
【図６】画像形成装置にプロセスカートリッジが装着された状態におけるプロセスカートリッジ及び画像形成装置の非駆動側位置決め部の斜視図である。
【図７】プロセスカートリッジの駆動側の分解図である。
【図８】プロセスカートリッジの非駆動側の分解図である。
【図９】プロセスカートリッジの感光体ドラムの斜視図である。
【図１０】画像形成装置の駆動カップリングの斜視図である。
【図１１】画像形成装置及びプロセスカートリッジの駆動軸の軸心が合致する構成を示す説明図である。
【図１２】画像形成装置のプロセスカートリッジが着脱可能な状態（第二の状態）における駆動カップリング周りの構成を示す部分断面図である。
【図１３】画像形成装置の開閉扉と駆動カップリングの構成を示す断面図である。
【図１４】従来の画像形成装置及びプロセスカートリッジの駆動構成を示す部分断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
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、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。
【００２２】
以下、本発明の実施の形態に係る画像形成装置およびこれに着脱可能なプロセスカートリッジについて、図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の説明において、プロセスカートリッジにおける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。画像形成装置においては、プロセスカートリッジが装着された状態における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、その長手方向において、画像形成装置の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。
【００２３】
＜電子写真画像形成装置全体構成＞
電子写真画像形成装置の全体構成について、図２を用いて説明する。
【００２４】
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画像形成装置本体（以下、装置本体Ａと記載する）、およ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。
【００２５】
電子写真画像形成装置は、図２に示すように、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Ｐ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。
【００２６】
さらに、装置本体Ａには、シート材Ｐ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。
【００２７】
＜画像形成プロセス＞
画像形成プロセスの概略について、図２、図３を用いて説明する。図２は、装置本体Ａ、およびカートリッジＢの断面図である。図３は、カートリッジＢの断面図である。
【００２８】
プリントスタート信号に基づき、図２に示すように、電子写真感光体ドラム（以下、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。
【００２９】
バイアス電圧が印加された帯電ローラ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。
【００３０】
露光装置３は、画像情報に応じたレーザ光Ｌを出力する。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。
【００３１】
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、現像剤担持体としての現像ローラ３２の表面に担持される。トナーＴは、現像ブレード４２によって摩擦帯電されつつ、現像ローラ３２周面上での層厚が規制される。トナーＴは、静電潜像に応じてドラム６２へ現像され、トナー像として可視像化される。
【００３２】
また、図２に示すように、レーザ光Ｌの出力タイミングと合わせて、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Ｐがシートトレイ４から送り出される。そして、シート材Ｐ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。転写位置において、トナー像は、ドラム６２からシート材Ｐに順次転写されていく。
【００３３】
トナー像が転写されたシート材Ｐ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Ｐ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。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Ｐに定着される。トナー像の定着処理を受けたシート材Ｐ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。
【００３４】
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から除去された残留トナーは、感光体ドラムを有する枠体としてのクリーニングユニット６０の廃トナー室７１ｂに貯蔵される。
【００３５】
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。
【００３６】
＜カートリッジ着脱＞
装置本体Ａに対するカートリッジＢの着脱について、図４を用いて説明する。図４は、開閉扉１３を開き、カートリッジＢを着脱している際の装置本体Ａ、およびカートリッジＢの斜視図である。
【００３７】
図４に示すように、装置本体Ａには、開閉扉１３が回動可能に取り付けられており、この開閉扉１３を開くと、カートリッジ挿入口１７が設けられている。
【００３８】
カートリッジＢは、装置本体Ａに対して、着脱方向Ｅに沿って着脱可能である。カートリッジＢを装置本体Ａに挿入する際は、装置本体Ａ内に設けられたガイドレール（不図示）に沿って、図中矢印Ｃ方向に挿入する。カートリッジＢが装置本体Ａ内で止まるまで矢印Ｃ方向に挿入し、開閉扉１３を閉じると、カートリッジＢの装置本体Ａに対する装着動作が終了となる。
【００３９】
＜カートリッジ位置決め＞
装置本体Ａに対するカートリッジＢの位置決め構成について、図１、図２、図４〜図６を用いて説明する。
【００４０】
図１は、カートリッジＢが駆動伝達可能な状態（第一の状態）における駆動カップリング周りの構成を示す部分断面図である。図２は、装置本体Ａ、およびカートリッジＢの断面図である。図４は、開閉扉１３を開き、カートリッジＢを着脱している際の装置本体Ａ、およびカートリッジＢの斜視図である。図５は、カートリッジＢと装置本体Ａの駆動伝達部の斜視図である。図６は、カートリッジＢと装置本体Ａの非駆動側位置決め部の斜視図である。
【００４１】
まず、長手方向と直交する方向におけるカートリッジＢの位置決め構成について説明する。
【００４２】
図４に示すように、装置本体Ａには、カートリッジＢを支持するための駆動側板１５と非駆動側板１６が設けられている。
【００４３】
駆動側の位置決め構成は、以下の通りである。駆動側板１５には、図５に示すように、駆動側第１支持部１５ａ、駆動側第２支持部１５ｂ、および回転支持部１５ｃが設けられている。カートリッジＢのドラム支持部材としてのドラム軸受７３には、被支持部７３ｂ、被支持部７３ｄ、および駆動側ボス７３ｃが設けられている。
【００４４】
そして、装置本体ＡにカートリッジＢが装着された状態において、被支持部７３ｂが駆動側第１支持部１５ａに支持される。被支持部７３ｄが駆動側第２支持部１５ｂに支持される。駆動側ボス７３ｃが回転支持部１５ｃに支持される。
【００４５】
一方、被駆動側の位置決め構成は、以下の通りである。非駆動側板１６には、図６に示すように、非駆動側第１支持部１６ａ、非駆動側第２支持部１６ｂ、および回転支持部１６ｃが設けられている。クリーニング枠体７１には、被支持部７１ｄ、被支持部７１ｅ、および非駆動側ボス７１ｇが設けられている。
【００４６】
そして、駆動側と同様に装置本体ＡにカートリッジＢが装着された状態において、被支持部７１ｄが非駆動側第１支持部１６ａに支持される。被支持部７１ｅが非駆動側第２支持部１６ｂに支持される。非駆動側ボス７１ｇが回転支持部１６ｃに支持される。
【００４７】
また、図２に示すように、開閉扉１３には、カートリッジ押圧部材１が設けられている。カートリッジＢが装置本体Ａに装着された状態において、カートリッジ押圧部材１がカートリッジＢを矢印Ｆ方向に付勢する。このカートリッジＢに作用する矢印Ｆ方向の付勢力を、装置本体側の駆動側第１支持部１５ａ、駆動側第２支持部１５ｂ、回転支持部１５ｃ、非駆動側第１支持部１６ａ、非駆動側第２支持部１６ｂ、および回転支持部１６ｃで受ける。以上で、長手方向と直交する方向におけるカートリッジＢの位置が決まる。
【００４８】
次に、長手方向におけるカートリッジＢの位置決め構成について説明する。
【００４９】
図１に示すように、装置本体Ａには、係合部８８が設けられている。カートリッジＢのドラム軸受７３には、被係合部７３ｆが設けられている。カートリッジＢが装置本体Ａに装着されると、係合部８８と被係合部７３ｆが嵌合する。これによって、長手方向におけるカートリッジＢの位置が決まる。
【００５０】
＜カートリッジの全体構成＞
カートリッジＢの全体構成について、図３、図７、図８を用いて説明する。図３は、カートリッジＢの断面図である。図７は、カートリッジＢの駆動側の分解図である。図８は、カートリッジＢの非駆動側の分解図である。なお、本実施例において、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。
【００５１】
カートリッジＢは、図３に示すように、クリーニングユニット６０と現像ユニット２０が結合したものである。以下、最初にクリーニングユニット６０、次に現像ユニット２０、最後に結合構成について説明する。
【００５２】
クリーニングユニット６０は、ドラム６２と、帯電ローラ６６と、クリーニングブレード７７と、これらを支持するクリーニング枠体７１を有する。クリーニングユニット６０において、帯電ローラ６６、クリーニングブレード７７は、それぞれドラム６２の外周面に接触して配置される。
【００５３】
クリーニングブレード７７は、弾性材料としてのゴムで形成されたゴムブレード７７ａと、ゴムブレード７７ａを支持する支持部材７７ｂ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。すなわち、ゴムブレード７７ａ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。
【００５４】
転写後のドラム６２表面に残留したトナーは、クリーニングブレード７７によって除去される。除去された残留トナーは、一般に「廃トナー」と呼ばれ、クリーニング枠体７１とクリーニングブレード７７によって形成された廃トナー室７１ｂに溜められる。
【００５５】
また、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。
【００５６】
ドラム６２は、駆動源である本体モータ（不図示）から駆動力を受けることにより、画像形成動作に応じて、図中矢印Ｒ方向に回転駆動される。
【００５７】
帯電ローラ６６は、クリーニング枠体７１の長手方向の両端部において、帯電ローラ軸受６７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。帯電ローラ軸受６７が軸受付勢部材６８によりドラム６２に向けて加圧されることによって、帯電ローラ６６がドラム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。
【００５８】
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を有する。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。また、現像ブレード４２は、現像ローラ３２上のトナー層を規制する。図７、図８に示すように、現像ローラ３２の長手方向の両端部（駆動側、非駆動側）には、間隔保持部材３８が取り付けられている。現像ローラ３２は、間隔保持部材３８とドラム６２が当接することで、ドラム６２との間に所定の間隙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。
【００５９】
さらに、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Ｔを撹拌すると共に、トナー供給室２８へトナーＴを搬送する。
【００６０】
クリーニングユニット６０と現像ユニット２０の結合構成は、以下の通りである。クリーニングユニット６０の駆動側には、図７に示すように、ドラム軸受７３が設けられている。ドラム６２は、駆動側ドラムフランジ６３がドラム軸受７３の穴部７３ａと嵌合することにより回転可能に支持される。また、クリーニングユニット６０の非駆動側には、図８に示すように、ドラム軸７８が設けられている。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が非駆動側ドラムフランジ６４の穴部（不図示）と嵌合することにより、ドラム６２が回転可能に支持される。
【００６１】
また、現像ローラ３２の駆動側は、図７に示すように、駆動側軸受部材３７によって支持されている。また、非駆動側は、図８に示すように。非駆動側軸受部材２７によって、支持されている。これにより、現像ローラ３２は、現像容器２３に対して回転可能となっている。
【００６２】
クリーニングユニット６０と現像ユニット２０の結合方法は、以下の通りである。まず、駆動側は、図７に示すように、クリーニング枠体７１の第１吊り穴７１ｉに駆動側軸受部材３７の現像第１支持ボス３７ａを合わせる。非駆動側は、図８に示すように、第２吊り穴７１ｊに現像容器２３の現像第２支持ボス２３ａを合わせる。そして、図７に示すように、現像ユニット２０を矢印Ｇ方向に移動させる。これにより、駆動側は、第１吊り穴７１ｉに現像第１支持ボス３７ａが嵌合する。また、非駆動側は、図８に示すように、第２吊り穴７１ｊに現像第２支持ボス２７ｂが嵌合する。そして、ドラム軸受７３をクリーニングユニット６０に組み付ける。以上で、クリーニングユニット６０と現像ユニット２０の結合が完了し、クリーニングユニット６０に対して現像ユニット２０は、回動可能に支持される。
【００６３】
また、図３に示すように、クリーニングユニット６０と現像ユニット２０の間には、付勢部材４６Ｒが介在する。付勢部材４６Ｒは、圧縮バネで形成されており、バネの付勢力により現像ユニット２０をクリーニングユニット６０に対して付勢する。これにより、現像ローラ３２をドラム６２に確実に押し付けている。
【００６４】
＜カートリッジの駆動構成＞
カートリッジＢの駆動構成について、図１、図９〜図１４を用いて説明する。
【００６５】
図１は、カートリッジＢが駆動伝達可能な状態（第一の状態）における駆動カップリング周りの構成を示す部分断面図である。図９は、ドラムフランジ６３の凸部６３ｂのねじれを示す斜視図である。図１０は、駆動カップリング８０の凹部８０ｂのねじれを示す斜視図である。図１１は、装置本体ＡとカートリッジＢの駆動軸の軸心が合致する構成を示す説明図である。図１２は、カートリッジＢが着脱可能な状態（第二の状態）における駆動カップリング周りの構成を示す部分断面図である。図１３は、装置本体Ａの開閉扉と駆動カップリングの構成を示す断面図である。なお、図１１は、図１０の駆動カップリングを図中矢印Ｊ方向から見た図である。
【００６６】
図１に示すように、カートリッジＢに取り付けられたドラム６２の駆動側には、駆動側ドラムフランジ６３が設けられている。駆動側ドラムフランジ６３は、樹脂製の一体成型品であって、ドラム６２に駆動力を伝達する機能を有する。駆動側ドラムフランジ６３は、ドラム６２に固着されており、ドラム６２と一体的に回転する。
【００６７】
駆動側ドラムフランジ６３には、カップリング凸軸６３ａが設けられている。カップリング凸軸６３ａの先端面には、凸部６３ｂが形成されている。また、カップリング凸軸６３ａとドラム軸受７３の穴部７３ａが嵌合することで、ドラム６２は、カートリッジＢに回転可能に支持される。なお、本実施例において、凸部６３ｂは、図９に示すように、正三角柱をねじった形状をとっている。
【００６８】
一方で、装置本体Ａは、図１に示すように、カートリッジＢを駆動させるための駆動カップリング８０を有する。駆動カップリング８０は、駆動側板１５に対して回転可能に支持される。駆動カップリング８０は、ギア部８０ａを有しており、アイドラギア８１を介して、本体モータ８２からの駆動を伝達されることで回転する。
【００６９】
また、駆動カップリング８０のカートリッジＢと当接する側には、カートリッジＢの凸部６３ｂに対応した凹部８０ｂが設けられている。凹部８０ｂは、図１０に示すように、正三角形のねじれた穴である。凹部８０ｂは、駆動カップリング８０と一体的に回転する。
【００７０】
なお、凸部６３ｂの正三角柱と凹部８０ｂの正三角形のねじれた穴のねじれ量は、ほぼ同じである。そして、凸部６３ｂの正三角柱の元となる正三角形は、凹部８０ｂのねじった穴の元となる正三角形よりも小さい。さらに、凸部６３ｂと凹部８０ｂのねじれ方向は、以下のようになっている。
【００７１】
ドラム６２は、図９に示すように、矢印Ｒ方向に回転する。このとき、凸部６３ｂは、ドラムフランジ６３の端面である被突き当て部６３ｄを基準とし、矢印Ｈ方向から見たとき、左方向にねじれている。一方、駆動カップリング８０は、図１０に示すように、矢印Ｓ方向に回転する。このとき、凹部８０ｂは、当接部８０ｃを基準とし、矢印Ｊ方向から見たとき、左方向にねじれている。なお、被突き当て部６３ｄと当接部８０ｃについては、後で詳細を説明する。
【００７２】
このような形状とすることで、図１１に示すように、カートリッジＢが装置本体Ａに装着され、且つ、凸部６３ｂと凹部８０ｂが噛み合った状態において、凹部８０ｂの回転力が凸部６３ｂに伝達されると、凸部６３ｂの正三角柱の各稜線６３ｅが凹部８０ｂの正三角形の入口の各縁８０ｅと当接する。これにより、ドラム６２の軸心Ｘ１と駆動カップリング８０の軸心Ｘ２が略合致する。
【００７３】
以上、説明したねじれ方向にすることで、凸部６３ｂと凹部８０ｂが噛み合って、駆動カップリング８０の駆動がドラム６２に伝達されると、図１に示すように、ドラム６２が矢印Ｋ方向に移動する推力が発生する。
【００７４】
また、駆動カップリング８０は、図１に示す矢印Ｎ１、Ｎ２方向に進退可能である。駆動カップリング８０の進退構成は、以下のようになっている。
【００７５】
図１２に示すように、装置本体Ａの駆動側板１５に駆動カップリング８０が回転自在に支持されている。駆動カップリング８０に隣接して、外カム８３と内カム８４が配置されている。内カム８４は、内側板８５に固定されていて、外カム８３は、駆動カップリング８０に回転自在に嵌合している。外カム８３と内カム８４の軸方向の対向面は、カム面となっている。また、駆動カップリング８０と駆動側板１５の間には、圧縮コイルバネ８６が介在し、駆動カップリング８０を矢印Ｕ方向に付勢している。
【００７６】
さらに、図１３に示すように、外カム８３の外周から半径方向にアーム８３ａが設けられ、アーム８３ａの一端とリンク８７の一端は、ピン８７ｂで結合されている。また、開閉扉１３の軸１３ａとリンク８７の他端は、ピン８７ａで結合されている。
【００７７】
次に、駆動カップリング８０の進退動作について説明する。
【００７８】
開閉扉１３が閉じている状態において、図１に示すように、駆動側ドラムフランジ６３の凸部６３ｂ、および凹部８０ｂが嵌合して、駆動カップリング８０の駆動力がドラム６２へ駆動伝達可能な状態にある。以下、この状態を「第一の位置」と称する。このとき、駆動カップリング８０の当接部８０ｃとドラム軸受７３の被当接部７３ｅが突き当たることで、長手方向における駆動カップリング８０の位置が決まる。被当接部７３ｅは長手方向に直交する面である。被当接部７３ｅは、ドラム軸受７３に設けられている。被当接部７３ｅは、係合部８８と被係合部７３ｆが係合された状態において駆動カップリング８０の駆動中に当接部８０ｃが当接して摺動可能である。また、ドラムフランジ６３の被突き当て部６３ｄが駆動カップリング８０の突き当て部８０ｄに突き当たることで、長手方向におけるドラム６２の位置が決まる。
【００７９】
そして、開閉扉１３を開くと、図１３に示すように、ピン８７ａは、軸１３ａを中心に矢印Ｍ方向に回動しながら上昇し、リンク８７を介して、アーム８３ａが引き上げられる。これにより、外カム８３が回転し、外カム８３と内カム８４との対向カム面が摺動して、図１に示すように、駆動カップリング８０がドラム６２から離れる方向（図中矢印Ｎ２方向）へ移動する。このとき、駆動カップリング８０が外カム８３に押されて、圧縮コイルバネ８６を押しつつ移動する。そして、図１２に示すように、凹部８０ｂと凸部６３ｂの噛み合いが解除され、カートリッジＢが矢印Ｅ方向に着脱可能な状態になる。以下、この状態を「第二の位置」と称する。
【００８０】
また、開閉扉１３が開いた状態から閉じた状態にすると、先述した動作と逆の動作が行われ、駆動カップリング８０は、第二の位置から第一の位置へ移動する。このような構成とすることにより、開閉扉１３の開閉動作に応じて、カートリッジＢを第一の位置から第二の位置へと切り替え可能となる。
【００８１】
なお、凸部６３ｂと凹部８０ｂの位相が合っていないと、開閉扉１３を閉じて、駆動カップリング８０が第二の位置から第一の位置へ移動しても、当接部８０ｃと被突き当て部６３ｄが当たって、凸部６３ｂと凹部８０ｂは、噛み合わない。しかし、圧縮コイルバネ８６によって、駆動カップリング８０は、カートリッジＢに突き当たった状態になっている。この状態から本体モータ８２を駆動させると、図１１に示すように、凹部８０ｂが矢印Ｓ方向に回転し、凸部６３ｂと位相が合ったところで、凸部６３ｂと凹部８０ｂは、噛み合う構成となっている。
【００８２】
また、駆動カップリング８０が駆動している状態（駆動中）において、装置本体側の当接部８０ｃとカートリッジ側の被当接部７３ｅが当接して摺動する。当接部８０ｃと被当接部７３ｅが当接して摺動している間、駆動カップリング８０の長手方向の位置が決まっている。これにより、耐久が進むにつれて、当接部８０ｃと被当接部７３ｅは、互いに摩耗し削れる。しかし、被当接部７３ｅは、カートリッジＢ（のドラム軸受７３）に設けられている。ここで、画像形成装置の寿命は、消耗品であるプロセスカートリッジの寿命より長い。具体的には、画像形成装置の寿命は、プロセスカートリッジの寿命の数倍から数十倍である。このような構成とすることで、カートリッジＢが寿命に達して、新しいものに交換されると、被当接部７３ｅの削れ量をリセットすることができる。これにより、長手方向における駆動カップリング８０の位置精度を保つことができる。
【００８３】
また、当接部８０ｃと被当接部７３ｅの削れ易さを比較したとき、長手方向における駆動カップリング８０の位置精度を保つには、以下のことが言える。被当接部７３ｅは、先述したようにカートリッジＢに設けられているため、カートリッジＢの交換と共に削れ量がリセットされる。一方で、装置本体Ａに設けられている当接部８０ｃは、カートリッジＢの被当接部７３ｅより長い期間摺動するため、可能な限り削れにくいことが望ましい。
【００８４】
そこで、本実施例においては、当接部８０ｃが設けられている駆動カップリング８０を形成する材料と被当接部７３ｅが設けられているドラム軸受７３を形成する材料を比較したとき、駆動カップリング８０は、ドラム軸受７３より硬い材料を用いている。さらに詳しく述べると、駆動カップリング８０を形成する材料のロックウェル硬さの値は、ドラム軸受７３を形成する材料のロックウェル硬さの値よりも高い。具体的には、駆動カップリング８０は、ポリアセタール樹脂（ＰＯＭ）で形成し、ドラム軸受７３は、ポリスチレン樹脂（ＰＳ）で形成している。ポリアセタール樹脂のロックウェル硬さの値は、８０〜９０程度なのに対し、ポリスチレン樹脂のロックウェル硬さの値は、６０〜７０程度である。このような構成とすることで、被当接部７３ｅよりも長期間に渡って摺動する駆動カップリング８０の当接部８０ｃを削れにくくし、その結果、長手方向における駆動カップリング８０の位置精度を保つことができる。
【００８５】
また、当接部８０ｃと被当接部７３ｅの削れ量を少なくするために、当接部８０ｃ、もしくは、被当接部７３ｅのどちらかにグリスなどを塗布するのも効果的である。グリスを塗布すると、ユーザがカートリッジＢを装置本体Ａに着脱する際、被当接部７３ｅに付いたグリスがユーザの手や衣類に付着する可能性がある。そこで、本実施例では、図１に示すように、長手方向において、被当接部７３ｅをドラム軸受７３の軸受端面７３ｇ，７３ｈより一段凹にしている。すなわち、被当接部７３ｅは、感光体ドラムの軸線方向において、ドラム軸受７３の周囲の面よりも凹状に設けている。さらに、被当接部７３ｅは、円筒状の凹部であり、被当接部７３ｅの外径は、ドラム６２の外径よりも小さい。このような構成とすることで、ユーザがグリス付着部に直接触りにくくしている。
【００８６】
なお、前述した実施形態では、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在なカートリッジが１つの構成を例示しているが、このカートリッジの個数は前述の例に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。
【００８７】
また前述した実施形態では、画像形成装置の装置本体に対して着脱自在なプロセスカートリッジとして、感光体ドラムと、該感光体ドラムに作用するプロセス手段としての帯電手段，現像手段，クリーニング手段を一体に有するプロセスカートリッジを例示した。しかしながら、プロセスカートリッジの構成は、これに限定されるものではない。例えば、感光体ドラムの他に、帯電手段、現像手段、クリーニング手段のうち、いずれか１つを一体に有するプロセスカートリッジであっても良い。
【００８８】
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。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。
【符号の説明】
【００８９】
Ａ    …装置本体
Ｂ    …カートリッジ
Ｘ１，Ｘ２ …軸心
１３  …開閉扉
１３ａ …軸
１５  …駆動側板
１６  …非駆動側板
６２  …電子写真感光体ドラム
６３  …駆動側ドラムフランジ
６３ａ …カップリング凸軸
６３ｂ …凸部
６３ｄ …被突き当て部
６３ｅ …稜線
７３  …ドラム軸受
７３ａ …穴部
７３ｂ …被支持部
７３ｃ …駆動側ボス
７３ｄ …被支持部
７３ｅ …被当接部
７３ｆ …被係合部
７３ｇ，７３ｈ …軸受端面
８０  …駆動カップリング
８０ａ …ギア部
８０ｂ …凹部
８０ｃ …当接部
８０ｄ …突き当て部
８０ｅ …縁
８３  …外カム
８４  …内カム
８５  …内側板
８６  …圧縮コイルバネ
８８  …係合部
【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】
0006789684.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
0006789684.tif 000012
【図１２】
0006789684.tif 000013
【図１３】
0006789684.tif 000014
【図１４】
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