(57)【要約】【課題】  駆動力伝達部材と付勢部材との間に摺動部材を設けることで、駆動力伝達部材と付勢部材との摺動を円滑にして、摩耗、騒音、発熱、駆動負荷の増加の問題点を解消する。【解決手段】  駆動力伝達部材と付勢部材との間に設けられた加圧部材であって、付勢部材から付勢力を前記駆動力伝達部材に伝達する加圧部材と、駆動力伝達部材が駆動力受け部と連結して回転した際に、加圧部材が駆動力伝達部材と接触しない位置で加圧部材の移動を規制する規制部と、を有する画像形成装置。【選択図】  図２
2013061403.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ユニットが着脱可能な画像形成装置において、
前記ユニットが前記画像形成装置の装置本体に装着された際に、前記ユニットに駆動力を伝達する為の、前記ユニットに設けられた駆動力受け部と連結する連結位置と、前記駆動力受け部と離間する離間位置とをとる駆動力伝達部材であって、前記駆動力受け部と連結して回転した際に、軸線方向において前記駆動力受け部に近づく方向の力が生じるように構成された駆動力伝達部材と、
前記駆動力伝達部材が前記離間位置から前記連結位置に移動する方向に、前記駆動力伝達部材を付勢する付勢部材と、
前記駆動力伝達部材と前記付勢部材との間に設けられた加圧部材であって、前記付勢部材から付勢力を前記駆動力伝達部材に伝達する加圧部材と、
前記駆動力伝達部材が前記駆動力受け部と連結して回転した際に、前記加圧部材が前記駆動力伝達部材と接触しない位置で前記加圧部材の移動を規制する規制部と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動力伝達部材と前記駆動力受け部は、一方が断面が三角形の捩じれた凸部で、他方が断面が三角形の捩じれた凹部であり、前記駆動力伝達部材が前記駆動力受け部と連結して回転した際に、前記軸線方向において前記駆動力受け部に近づく方向の力が生じ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】
前記駆動力伝達部材は、前記装置本体に設けられた駆動ギアと噛み合うハス歯ギアを有し、前記駆動力伝達部材が前記駆動力受け部と連結して回転した際に、前記軸線方向において前記駆動力受け部に近づく方向の力が生じ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】
更に、前記画像形成装置は、前記ユニットが前記画像形成装置の装置本体に装着された際に通過する開口と、前記開口を開閉する開閉カバーと、前記開閉カバーが開く動作に連動して前記駆動力伝達部材を前記連結位置から前記離間位置に移動させる連結部材を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記ユニットは、前記装置本体に対して前記駆動力伝達部材の軸線方向と交差する方向において着脱可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記ユニットは、前記装置本体に対して前記駆動力伝達部材の軸線方向において着脱可能であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記ユニットは、静電潜像が形成される感光体ドラムを有するプロセスカートリッジであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ユニットは、画像が転写される中間転写体を有する中間転写体ユニットであることを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、記録媒体に画像形成する画像形成装置においては、製品の長寿命化に伴い耐用寿命が製品寿命よりも短い部品をサービスマンまたはユーザ自身により交換する機会が増えている。この中でも交換部品が装置本体の奥まった位置にあるものや、交換作業が複雑なもの、交換部品が複数点に及ぶような場合は交換部品を交換可能なユニットの一部に含め、着脱が容易なユニットとするニーズが高まっている。サービスマンまたはユーザ自身により交換をおこなうユニットの一例として電子写真感光体及び前記電子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化したプロセスカートリッジがある。また、その他の例としてはカラー電子写真画像形成装置において用いられる中間転写体ユニットがある。このように交換頻度が高い部品をユニット化することで装置のメンテナンスをサービスマンによらずにユーザ自身で行うことができるので、格段に操作性を向上させることができる。このため、このカートリッジ方式および中間転写体ユニット方式は、画像形成装置において広く用いられている。
【０００３】
上記のようなプロセスカートリッジや中間転写体ユニットは画像形成装置本体に装着された状態で本体駆動源から駆動を受けて用紙の搬送などを行う駆動部を有するため、ユニット交換時に駆動部の連結および解除をおこなうための工夫がなされている。
【０００４】
特許文献１には、上記のようにプロセスカートリッジ着脱用ドアの開閉に連動して駆動の伝達および解除をおこなう機構をもつ画像形成装置において、駆動の連結および解除を確実にする技術が紹介されている。
【０００５】
また、前述のような着脱可能なユニットはカートリッジの着脱方向の違いから大きく二つのタイプに分けられる。１つは装置内のシート搬送方向と平行な方向にユニットを着脱するものであり、もう１つは装置内のシート搬送方向と直交する方向にユニットを着脱するものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−３３８８４２
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１に記載の画像形成装置には、着脱されるユニットを装置内のシート搬送方向と平行な方向に着脱可能である電子写真画像形成装置であって、カバーの開閉に連動してドラム駆動ギアの駆動連結および解除を行っている構成が記載されている。
【０００８】
従来のようなプロセスカートリッジ着脱構成においては駆動の連結および解除をおこなう継ぎ手を、継ぎ手の軸線方向に進行および退避させることでユニットの着脱を可能にしている。
【０００９】
しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置における駆動連結および解除機構ではドラム駆動をおこなう継ぎ手部を有するドラム駆動ギアが押圧部材から常時押圧力を受けており、駆動連結状態においても押圧力を受けたままドラムの駆動を行っている。このため、ドラム駆動ギアは押圧部材との摺動によって、摩耗、騒音、発熱、駆動負荷増加という問題点が生じる可能性がある。
【００１０】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、前述した問題点を解消し、かつ、背景技術において本来目的としている駆動連結および駆動解除の利便性を損なわない駆動装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記の課題を解決するため、本発明の代表的な構成は、ユニットが着脱可能な画像形成装置において、
前記ユニットが前記画像形成装置の装置本体に装着された際に、前記ユニットに駆動力を伝達する為の、前記ユニットに設けられた駆動力受け部と連結する連結位置と、前記駆動力受け部と離間する離間位置とをとる駆動力伝達部材であって、前記駆動力受け部と連結して回転した際に、軸線方向において前記駆動力受け部に近づく方向の力が生じるように構成された駆動力伝達部材と、
前記駆動力伝達部材が前記離間位置から前記連結位置に移動する方向に、前記駆動力伝達部材を付勢する付勢部材と、
前記駆動力伝達部材と前記付勢部材との間に設けられた加圧部材であって、前記付勢部材から付勢力を前記駆動力伝達部材に伝達する加圧部材と、
前記駆動力伝達部材が前記駆動力受け部と連結して回転した際に、前記加圧部材が前記駆動力伝達部材と接触しない位置で前記加圧部材の移動を規制する規制部と、
を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明では、駆動力伝達部材と付勢部材との間に摺動部材を設けることで、駆動力伝達部材と付勢部材との摺動を円滑にして、摩耗、騒音、発熱、駆動負荷の増加の問題点を解消することが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置を示す説明図
【図２】（ａ）第１の実施例における、カートリッジの装着動作を模式的に示した断面図、（ｂ）第１の実施例における、カートリッジが装着され、カートリッジ交換用の開閉カバーが閉じられていない状態を模式的に示した断面図、（ｃ）第１の実施例における、カートリッジが装着された後にカートリッジ交換用の開閉カバーが閉じられ、かつ、本体駆動源からの駆動入力が行われていない状態を模式的に示した断面図、（ｄ）第１の実施例における、駆動装置が駆動中の状態模式的に示した断面図
【図３】（ａ）第２の実施例における、カートリッジの装着動作を模式的に示した断面図、（ｂ）第２の実施例における、カートリッジが装着され、カップリング同士が嵌め合わない状態を模式的に示した断面図、（ｃ）第２の実施例における、カートリッジが装着され、カップリング同士が嵌め合い、かつ、本体駆動源からの駆動入力が行われていない状態を模式的に示した断面図、（ｄ）第２の実施例における、駆動装置が駆動中の状態模式的に示した断面図
【図４】（ａ）被駆動カップリングと入力側カップリングの結合を軸と直交する方向から見た模式図、（ｂ）被駆動カップリングと結合前の入力側カップリングの位置関係を示した斜視図、（ｃ）は入力側カップリングの斜視図、（ｄ）は図４（ａ）におけるＫ−Ｋ方向の断面図、（ｅ）は結合状態のカップリング部を模式的に表した斜視図、（ｆ）は破線Ｍが通る円筒面を平面に展開した模式的な図
【図５】（ａ）カートリッジ交換用の開閉カバーが開いている状態の装置全体の斜視図、（ｂ）カートリッジに駆動を与える駆動ユニットの感光体ドラム軸上の部品の分解図、（ｃ）ドアが開いた状態での係止部材、軸受およびカップリング解除リンクバーの位置関係を示す斜視図、（ｄ）交換用カバーが開いた状態での係止部材、軸受およびカップリング解除リンクバーの位置関係を模式的に示す画像形成装置正面側から見た図、（ｅ）ドアが閉じた状態での係止部材、軸受およびカップリング解除リンクバーの位置関係を示す斜視図、（ｆ）交換用カバーが閉じた状態での係止部材、軸受およびカップリング解除リンクバーの位置関係を模式的に示す画像形成装置正面側から見た図
【図６】（ａ）カートリッジを感光体ドラムの軸線から装置本体に装着する図、（ｂ）カートリッジを説明する図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
第一の実施例では、着脱されるユニットとして画像形成プロセスカートリッジを、シート搬送方向と平行な方向に着脱可能である電子写真画像形成装置の駆動装置を用いて説明する。
【００１５】
また、第二の実施例では、着脱されるユニットとして画像形成プロセスカートリッジを、シート搬送方向と直交する方向に着脱可能である電子写真画像形成装置の駆動装置を用いて説明する。
【００１６】
すなわち、第一、および第二の実施例は上記の駆動装置において駆動連結および解除をおこなう駆動入力ギアへ過度の付勢力による摩擦を生じさせないように構成したものを示す。
必要に応じて上記以外の画像形成装置および他の交換ユニットに本発明を適用しても本発明の趣旨に外れるものではない。
【実施例１】
【００１７】
図１、図２（ａ）〜（ｄ）、図４（ａ）〜（ｆ）、図５（ａ）〜（ｆ）を参照して説明する。
【００１８】
ここでは、説明の順序としてまず画像形成装置としてのレーザービームプリンタの全体構成について説明する。そして、次に画像形成プロセスカートリッジ（以下カートリッジ）の装着動作、カップリングの形状、カップリングの連結動作、カップリングの連結解除動作およびカートリッジの取り出し動作の順に説明する。
また、以下の説明において、図１における右方向を画像形成装置の正面側、同じく左方向を後ろ側として説明する。
【００１９】
｛画像形成装置本体構成｝
本実施形態に係る画像形成装置１はレーザーダイオード（不図示）、ポリゴンミラー２１、レンズ（不図示）、反射ミラー２２を備えた光学手段２と、光学手段２から得られる画像情報に応じたレーザ光を照射する。これによってドラム形状の電子写真感光体である感光体ドラム３１に画像情報に応じた静電潜像が形成される。この潜像は、プロセスカートリッジ３の内部に構成される現像手段によって現像される。
【００２０】
画像形成装置１のフレームは、左側板（不図示）と右側板（不図示）との間に、プレート部材（略図示）、搬送ガイド部材（略図示）がそれぞれ橋渡しされることによって剛性が保たれる。シートＳは、下方のカセット５、６から搬送ガイド部材を沿うようにして搬送される。
【００２１】
また、本実施形態に係る画像形成装置はシート給送装置として、図１に示すように、画像形成装置本体１の一側部に所定量のシートＳを積載可能な手差し給紙トレイ４を備える。またほかに、画像形成装置本体１内の下部に所定量のシートＳを積載収納した複数の給送カセット５，６を備えている。
【００２２】
そして、シートＳを給送するための給送カセット５，６の設置部位にはそれぞれ摩擦分離方式のシート給送装置８，９が備えられている。
【００２３】
給送カセット５，６内のシートＳはそれぞれのシート給送装置８，または９によって給送されると、まず分離部の下流に配置される搬送ローラ対２６に送られ、さらにその下流に配置されるレジストローラ対１０に搬送されて、ここで斜行状態の矯正が行われる。
【００２４】
次いで、画像情報に基づき、処理手段である画像形成部を構成する感光体ドラム３１上に形成される潜像とのタイミングをとって用紙の搬送を行うレジストローラ対１０により、感光体ドラム３１と転写ローラ１１との間に送られる。転写位置には、転写手段としての転写ローラ１１が配置されており、電圧を印加することによって、感光体ドラム３１上のトナー像をシートＳに転写する。
【００２５】
この後、トナー像の転写を受けた記録媒体Ｐは搬送ガイド１２に沿って定着手段１３に送られて、ここで転写されたトナー像をシート面に定着させるための定着処理がなされる。定着手段１３は、駆動ローラ１４およびヒータを内蔵した定着ローラ１５を備え、通過するシートＳに熱および圧力を印加して転写されたトナー像をシートＳ上に定着する。
【００２６】
本画像形成装置はシートＳへの両面印字を行う両面プリントモードと片面プリントモードを備えているが、片面プリントモードの場合、定着処理後のシートＳは内排出ローラ対１６及び外排出ローラ１７により機外の排出トレイ１８上に排出される。
【００２７】
また、両面プリントモードの場合には、内排出ローラ対１６または外排出ローラ１７のスイッチバック動作により再給送パス２０を介して中間トレイ２４上に一時的に積載収納される。
【００２８】
そして、中間トレイ２４上に収納されたシートＳは再給送装置２５により再び画像形成のために搬送ローラ対２６に搬送され、以後片面プリントと同一のプロセスを経て機外に排出される。
【００２９】
｛カートリッジの装着動作｝
次に図２（ａ）〜（ｂ）を用いてカートリッジの装着動作について説明する。尚、図２（ａ）〜（ｄ）は装置正面側から見た断面図であり、プリント時の用紙は図において奥行き方向の奥側へ搬送される。
【００３０】
図２（ａ）はカートリッジを装着動作途中での本体側駆動ユニットと非装着状態のカートリッジを示している。図２（ａ）においてＰはプロセスカートリッジを表しており、ユーザの装着動作により、感光体ドラムの長手方向（軸線方向）と交差する方向である矢印Ｅの方向へ挿入される。Ｅの方向は画像形成装置内のシート搬送方向と平行な方向である。４２感光体ドラム、４３はカートリッジの筺体、４１は感光体ドラムの長手方向端部に設けられた第一の係合部としてのカップリングである。５０は本体側駆動ユニットである。そして、４５は駆動力伝達部材である駆動入力ギア、４５ａは第二の係合部としての入力側カップリング、４５ｃは駆動入力ギア歯面、４６はカートリッジに近い側の駆動入力ギアの軸受、４７はカートリッジに遠い側の駆動入力ギアの軸受である。また、駆動入力ギア４５は前記２つの軸受によって回転可能かつ、軸線方向に移動可能に支持されている。５１は本体フレーム板金、５５は駆動ユニットの枠体を形成する板金である。５２は図２（ａ）の状態において駆動入力ギアと接触し、駆動入力ギアに対して軸線方向カートリッジ側（図中矢印Ｇ方向）へ付勢力を与える加圧板であり、付勢部材としての圧縮コイルばね５４は加圧部材を介して駆動入力ギアへ付勢力を与える。５３は加圧部材のガイド部材であり、また、圧縮コイルばねの他方の端部を支持している部材でもある。ガイド部材５３は駆動ユニットの枠体側板５５に固定されている。駆動入力ギア４５は軸線方向の非カートリッジ側の端部４５ｂにて加圧部材からの付勢力を受けており、突き当て面４５ｄを介して係止部材４９に押し当てられている。係止部材４９はねじれたガイド面を持つカム部４９ａと一体的に形成され、スクリュー状に移動可能である。しかし、図２（ａ）、（ｂ）の状態においてはカム部４９ａの軸線方向に垂直な面にて相手側カム面４６ｄに突き当たっているため、駆動入力ギアの軸線方向に移動しない。この為、駆動入力ギア４５はカートリッジがＥの方向に挿入されるカートリッジと干渉しない位置に保持される。カートリッジがユーザの操作により装着されると図２（ｂ）の状態となる。図２（ｂ）の位置は側面視では図１の位置であり、製品上下方向、前後方向および感光体ドラムを中心とした回転方向に関して不図示の位置決め部材により位置決めされる。この段階ではまだカートリッジ側カップリング４１と駆動入力ギア４５側のカップリングは結合されない。
【００３１】
｛カップリングの形状｝
次に図４（ａ）〜（ｆ）を用いて感光体ドラム４２側カップリング４１と駆動入力ギア４５側のカップリング４５ａの形状について説明する。図４（ａ）は被駆動カップリング４１と入力側カップリング４５ａの結合を軸と直交する方向から見た状態である。また、図４（ｂ）は被駆動カップリング４１と結合前の入力側カップリング４５ａの位置関係を示した斜視図を、図４（ｃ）は入力側カップリング４５ａの斜視図をそれぞれ表している。図４（ｂ）に示されるように被駆動カップリング４１は断面が三角形であり、軸線方向に螺旋状に捩じられた三角柱の三か所の角にフィレットがある形状をしている。また、軸中心部には相手カップリングと中心位置を合わせるための凹み形状４１ｄがある。相手側カップリング４５ａは、同じく断面が三角形であり、軸線方向に螺旋状に捩じられた凹み穴にフィレットがある形状をしている。カップリング４５ａには、軸中心部には相手カップリングと中心位置を合わせるための凸形状４５ｇがある。入力側カップリングの凹部の断面は、相手側の三角柱形状と嵌合可能となるように被駆動側三角柱の断面形状の三角形より大きい三角形である。図４（ｄ）は図４（ａ）におけるＫ−Ｋ方向の断面図であり、カップリング同士の結合状態における両者の位置関係を示している。図４（ｄ）に示されるように駆動状態ではＫ−Ｋ方向の断面図において３箇所（Ｒ１〜Ｒ３）にてカップリング同士が接触する。用紙搬送時にはカップリングおよび感光体ドラム４２は図４（ｄ）中の矢印に示される方向へ回転する。図４（ｅ）は結合状態のカップリング部を模式的に表した斜視図である。本実施例で用いるカップリングは非駆動側と入力側の螺旋ピッチが同一となるように形成されたものであり、このため回転軸を中心としたＲ１〜Ｒ３が通る仮想円筒面上でカップリング同士が螺旋状に接触する。図４（ｅ）の破線Ｍは点Ｒ１を通る螺旋状の接触部を示したものである。図４（ｆ）は破線Ｍが通る円筒面を平面に展開した模式的な図である。Ｍと軸線方向の成す角度をθ、感光体ドラム４２を中心としたＭを通る円筒面内の回転力をＴであるとする。そして、図４（ｆ）中の点ｔ一点に回転力がかかっていると仮定すると、入力側カップリングが線Ｍに沿って受ける力はＴ’、被駆動側カップリングが反作用として受ける力はＴ’と逆方向にＴ”のように発生する。このため、カップリング間に駆動がかかると互いに軸線方向に引き寄せあうように動作する。また、用紙搬送方向と逆方向の駆動を与えるとカップリング同士が軸線方向において離れるように動作する。
【００３２】
｛カップリングの連結動作｝
次に、図２（ｂ）、図２（ｃ）および図５（ａ）〜（ｆ）を用いて本実施例におけるカートリッジ交換用の開閉カバーの動きに連動してカップリングの連結が行われる構成を説明する。
【００３３】
図５（ａ）はカートリッジ交換用の開閉カバーが開いている状態の装置全体の斜視図である。また、図５（ｂ）はカートリッジに駆動を与える駆動ユニット５０の感光体ドラム４２軸上の部品の分解図である。カートリッジは図５（ａ）中の矢印Ｕの方向に着脱される。カートリッジ交換用の開閉カバー５７は図中Ｑの方向に開口１００Ａを開閉し、開閉カバー５７に連接している連結部材であるカップリング解除リンクバー５８を動作させる。図５（ａ）にて５０は装置本体１００内における駆動ユニットの位置を略式的に示している。図５（ｃ）はドアが開いた状態での係止部材４９、軸受４６およびカップリング解除リンクバー５８の位置関係を示す斜視図である。また、図５（ｄ）は交換用カバーが開いた状態での係止部材４９、軸受４６およびカップリング解除リンクバー５８の位置関係を模式的に示す画像形成装置正面側から見た図である。また、図５（ｅ）はドアが閉じた状態での係止部材４９、軸受４６およびカップリング解除リンクバー５８の位置関係を示す斜視図である。そして、図５（ｆ）は交換用カバーが閉じた状態での係止部材４９、軸受４６およびカップリング解除リンクバー５８の位置関係を模式的に示す画像形成装置正面側から見た図をそれぞれ表している。
【００３４】
図５（ｂ）における４９ａは係止部材４９にと一体的に形成された被ガイド側のカム部である。また、４６ｄは駆動入力ギアの軸受４６と一体的に形成され、係止部材４９と一体的に形成されたカム部４９ａに作用する固定側のカム部である。係止部材４９はカートリッジ交換用の開閉カバー５７が開いている状態において駆動入力ギア４５を介して矢印Ｇ方向へ付勢力を受けている。ユーザまたはサービスマンがカートリッジ装着後にカートリッジ交換用の開閉カバー５７を閉じると、カム部材４９ａは開閉カバーに連接されたリンクバー５８に押し下げられることで軸中心に回転方向に力を受け回転する。カートリッジ交換用の開閉カバーが開いている状態から閉じられると図５（ｄ）の状態から、図５（ｆ）のように状態が変化する。このとき係止部材４９は軸中心に回転しながら、相手部材のカム部４６ｄに沿ってスクリュー状に移動し、軸線方向においては各図中のＨの方向に移動する。係止部材４９がＨ方向へ移動すると前述のように駆動入力ギア４５は付勢部材によりＧの方向へ押圧されているため係止部材４９と一体的にＨの方向に移動する。
【００３５】
図２（ｂ）ではカートリッジは装着されており、カートリッジ交換用の開閉カバーは開いている状態を表している。この状態では、被駆動側カップリング４１ａと入力側カップリング４５ａとはまだ離間している。この時の駆動入力ギア４５の位置を離間位置とする。加圧部材５２、係止部材４９、駆動入力ギア４５がＨの方向に移動する際に、加圧部材の突き当て部５２ｂとこれに対応する駆動ユニットの枠体を形成する板金側の規制部である突き当て部５５ｂの間のクリアランスが縮まるように動作する。さらに、駆動入力ギアの突き当て面４５ｄと本体フレームに固定された駆動入力ギア４５の軸受に設けられた突き当て面４６ａ間の軸線方向のクリアランスも縮まるように動作する。駆動入力ギア４５と入力側カップリング４５ａがＨ方向に移動すると徐々に入力側カップリング４５ａと駆動力受け部である被駆動側カップリング４１ａと係合してゆく。開閉カバーを閉じる動作が完了すると、加圧部材の突き当て部５２ｂとこれに対応する駆動ユニットの枠体を形成する板金側の突き当て部５５ｂの間のクリアランスが無くなる位置までこれらの部材が移動し図２（ｃ）の状態になる。このとき加圧部材と駆動入力ギアの接触面は接触を保ったままであるが、係止部材４９はさらにスクリュー状にＨ方向へ移動し、係止部材４９と駆動入力ギアは離間した状態となる。
【００３６】
図２（ｃ）は前述の通り、ユーザまたはサービスマンによってカートリッジが装着された後にカートリッジ交換用の開閉カバーが閉じられた状態であり、この時点ではまだ本体駆動源からの駆動入力が行われていない。この時、図２（ｃ）に示されるように被駆動側カップリング４１ａと入力側カップリング４５ａは一部が係合している。この時の駆動入力ギア４５の位置を連結位置とする。被駆動側カップリング４１ａと入力側カップリング４５ａの軸線方向の突き当て面はそれぞれ４１ｂと４５ｅであるが、駆動入力が行われていない時点では両者は突き当たっておらずクリアランスがある。図２（ｃ）の状態では、加圧部材と駆動入力ギアの接触面は接触を保ったままであるが、加圧部材の突き当て部５２ｂは駆動ユニットの枠体を形成する板金側の突き当て部５５ｂに受けられている為、付勢部材５４による付勢力は駆動入力ギアにはかかっていない。４８は駆動入力ギアに隣接する駆動上流のギアである。ギア４８および駆動入力ギア４５はハス歯ギアであり、歯面４５ｃは本体装置の用紙搬送方向に駆動を受けると駆動入力ギア４５は矢印Ｈの方向の力を受けるハスバ角度に構成されている。この状態から本体駆動源からの駆動入力が行われると駆動列ハス歯ギアのスラスト方向の力を受けさらにＨ方向へ移動し、図２（ｄ）の状態となる。
【００３７】
図２（ｄ）は駆動装置が駆動中である状態を示しており、画像形成装置がプリント動作をおこなっている場合もこれに含まれる。入力側カップリングに駆動がかかると、被駆動側カップリング４１ａと入力側カップリング４５ａは接触面の形状により軸線方向に互いに引き合う方向に力が発生する。これにより図２（ｄ）のように軸線方向の突き当て面４１ｂと４５ｅが突き当たり、両者が一体的に回転する。駆動状態において、駆動入力ギア４５は前記のスラスト力を受け突き当て部４５ｄと駆動入力ギアの軸受に設けられた突き当て面４６ａが突き当たる。駆動入力ギアが図２（ｃ）の位置からさらにＨ方向へ移動したため、駆動入力ギアが加圧部材から付勢を受けていた面４５ｂと加圧部材の接触面５２ａは離間する。すなわち、ハス歯ギアのスラスト方向の力により駆動入力ギアと加圧部材の離間はより確実なものとなり、両者間の摩耗、振動、発熱、駆動負荷の増加の発生可能性はなくなる。また、スラスト方向の力により駆動入力ギアの軸受と駆動入力ギアの摺動は存在するが、｛ハス歯ギアのスラスト力の大きさ＜付勢部材による押圧力の大きさ｝とすることで駆動装置全体としての摩耗、振動、発熱等は低減される。また、元来、噛みあい率の向上を目的として駆動入力ギア列にハス歯ギアが広く採用されているため、このような駆動装置においては｛ハス歯ギアのスラスト力＋付勢部材による押圧力｝の両者が駆動入力ギアに作用していた。このような駆動装置に対し、本実施例の駆動装置では｛ハス歯ギアのスラスト力｝のみしか作用しないので摩擦の低減効果が大きい。また、駆動入力ギアの軸受と駆動入力ギアを突き当てる構成はこの箇所で駆動入力ギアおよび感光体ドラムの軸線方向の位置決めを行いたい場合に有効である。しかし、前記の軸線方向位置決めよりも駆動入力ギアの摺動を抑えることを優先したい場合は駆動入力ギアを平歯車としてスラスト力を発生させない構成を選択してもかまわない。
【００３８】
本実施例においては付勢部材として加圧部材を介して圧縮コイルばねの付勢力を入力駆動ギアに伝える構成として説明したが、付勢部材として板ばねや、端部形状を工夫したコイルばね、および、ねじりコイルばねなどを用いて入力駆動ギアに直接接触させてもよい。
【００３９】
また、補助的に感光体ドラムを用紙搬送方向の逆回転させる制御が必要な場合において、ドラム駆動入力ギアを逆回転駆動させる。すると、カップリングの係合部の形状により発生する軸線方向の力によってドラム駆動入力ギア側のカップリングが抜ける方向の力が発生し、カップリングの結合が解除されてしまう問題がある。このような場合、逆回転駆動によりドラム駆動入力ギア側のカップリングが抜けないようにドラム駆動入力ギアを感光体ドラム側のカップリングへと付勢する付勢部材の付勢力を大きくすることがある。しかし、このような構成において本実施例による駆動装置を用いることで摩耗、振動、発熱、駆動負荷の増大を低減できるメリットがより大きく得られる。また、本実施例ではカップリングの連結動作において係止部材４９をスクリュー状に動作させる入力手段としてユーザおよびサービスマンの手動操作による例を示した。しかし、ユーザビリティや高級感を向上させる目的によりモータやアクチュエータを動力源としても構わない。
【００４０】
図２（ｂ）の状態から図２（ｃ）および、図２（ｄ）の状態へ移行する際に被駆動側カップリングと入力側カップリングの回転方向において凹凸部の形状が位相ずれていると両者のカップリング端部同士が干渉し、接触部において付勢力がかかった状態となる。このような場合でも入力側が駆動回転すると凹凸部の周方向位相が合った位置でカップリングが係合し、図２（ｃ）の状態を経て図２（ｄ）の状態へ移行する。このような場合でも最終的な駆動状態は前述の手順を経た場合と同じであり、本発明の効果を損なうことはない。
【００４１】
｛カップリングの連結解除動作およびカートリッジの取り出し動作｝
カップリングの連結解除動作およびカートリッジの取り出し動作の手順は、上記図２（ａ）〜図２（ｄ）、および図５（ｃ）・（ｄ）から（ｅ）・（ｆ）の手順の逆の動作となる。
【００４２】
以上、実施例１では、画像形成装置に着脱可能なユニットとしてプロセスカートリッジを用いて説明した。しかし、ユニットとしては、現像手段を備えた現像カートリッジ、現像剤を収容する現像剤ユニット、または、画像が転写される中間転写体を有する中間転写体ユニットであっても良い。
【実施例２】
【００４３】
第２の実施例を以下に説明する。第２の実施例における給紙、画像形成、定着および排紙に関する動作、およびカップリングの形状は実施例１と同様であり、カートリッジの装着方向とカートリッジの着脱に関連する構成、および感光体ドラムの付勢方法のみ異なる為、説明を省略する。
【００４４】
第２の実施例における画像形成プロセスカートリッジ（以下カートリッジ）の装着動作、カップリングの連結動作、カップリングの連結解除動作およびカートリッジの取り出しについて、図３（ａ）〜（ｅ）、図６（ａ）〜（ｂ）を用いて説明する。図３（ａ）はカートリッジの装着動作を模式的に示した装置正面側からの断面図である。図３（ｂ）はカートリッジが装着された後、カートリッジ交換用の開閉カバーが閉じられたがカップリング位相が合っていない為にカップリング同士がかみ合っていない状態を模式的に示した装置正面側からの断面図である。図３（ｃ）はユーザまたはサービスマンによってカートリッジが装着されカップリング同士がかみ合い、かつ、本体駆動源からの駆動入力が行われていない状態を模式的に示した装置正面側からの断面図である。図３（ｄ）は駆動装置が駆動中の状態模式的に示した装置正面側からの断面図である。図６（ａ）は第２の実施例における画像処理装置の斜視図、図６（ｂ）は第２の実施例におけるカートリッジと転写ローラ１１との関係を示した図である。
【００４５】
｛カートリッジの装着動作｝
次に図３（ａ）〜（ｂ）および、図６（ａ）〜（ｂ）を用いてカートリッジの装着動作について説明する。尚、図３（ａ）〜（ｄ）は装置正面側から見た断面図であり、プリント時の用紙は図において奥行き方向の奥側へ搬送される。
【００４６】
図６（ａ）は第２の実施例における画像処理装置の斜視図である。第２の実施例における画像処理装置では、図６（ａ）に示されるように着脱されるユニットとしての画像形成プロセスカートリッジを装置内のシート搬送方向と直交する方向に着脱可能である。
【００４７】
図３（ａ）はカートリッジを装着動作途中での本体側駆動ユニットと非装着状態のカートリッジを示している。図３（ａ）においてＰはプロセスカートリッジを表しており、ユーザの装着動作により矢印Ｊの方向へ挿入される。Ｊの方向は画像形成装置内のシート搬送方向と直交する方向である。４２感光体ドラム、４３はカートリッジの筺体、４１は感光体ドラムの長手方向端部に設けられた第一の係合部としてのカップリングである。５０は本体側駆動ユニットであり、４５は駆動入力ギア、４５ａは第二の係合部としての入力側カップリング、４６はカートリッジに近い側の駆動入力ギアの軸受、４７はカートリッジに遠い側の駆動入力ギアの軸受である。そして、駆動入力ギア４５は前記２つの軸受によって回転可能かつ、軸線方向に移動可能に支持されている。５１は本体フレーム板金、５５は駆動ユニットの枠体を形成する板金である。５２は図２（ａ）の状態において駆動入力ギアと接触し、駆動入力ギアに対して軸線方向カートリッジ側（図中矢印Ｇ方向）へ付勢力を与える加圧部材５２であり、付勢部材としての圧縮コイルばね５４は前記加圧部材５２を介して駆動入力ギア４５へ付勢力を与える。５３は加圧部材のガイド部材であり、また、圧縮コイルばねの他方の端部を支持している。ガイド部材５３は駆動ユニットの枠体側板５５に固定されている。第二の実施例においてはカートリッジ未装着のときに加圧部材５２は、図３（ａ）に示されるように突き当て面５２ｂが駆動ユニットの枠体を形成する板金側の突き当て部５５ｂと突き当たっており、駆動入力ギア４５は加圧部材からの付勢力を受けていない。このため駆動入力ギア側カップリング４５ａは軸受４６の端部より突き出た位置で待機している。しかし、実施例１における矢印Ｅの方向にカートリッジを装着する動作をおこなわないので問題はない。
【００４８】
第二の実施例においては感光体ドラム４２の被駆動側カップリングの他端側には感光体ドラムと一体的に回転可能なギア部品６０が設けられている。（図６（ｂ）参照）このギア６０は感光体ドラムの駆動力をカートリッジユニット外の他の駆動部に伝達する入力ギアとして機能し、本実施例においては非駆動部材として転写ローラ１１の駆動ギア１１ａを介して転写ローラ１１を回転駆動する。本実施例においてはこのギアにハス歯ギアを用いており、感光体ドラム駆動時に発生する軸線方向の負荷が図３（ａ）における矢印Ｊの方向と同方向に発生するように配置する。カートリッジはユーザの操作により装着されると、図３（ｂ）または図３（ｃ）の状態になる。すなわち、カートリッジ挿入段階において入力側カップリングと被駆動側カップリングの回転方向の位相がかみ合わない場合は図３（ｂ）の状態に、入力側カップリングと被駆動側カップリングの回転方向の位相がかみ合う場合は図３（ｃ）の状態になる。
【００４９】
｛カップリングの連結動作｝
第二の実施例において、カートリッジはユーザやサービスマンによって装着されるとカートリッジの製品上下方向、製品左右方向、製品前後方向および感光体ドラムを中心とした回転方向に関して不図示の位置決め部材により概ね位置決めされる。カートリッジを装置内のシート搬送方向と直交する方向に着脱する構成において、カートリッジ挿入時に入力側カップリングと被駆動側カップリングの回転方向の位相がかみ合う場合は図３（ｃ）の状態になる。一方、カートリッジ挿入段階において入力側カップリングと被駆動側カップリングの回転方向の位相がかみ合わない場合は図３（ｂ）に示される状態となる。図３（ｂ）の状態では被駆動側カップリングの端面４１ｂと入力側カップリングの端面４５ｆが突き当たっている。そして、駆動入力ギア４５が図３（ａ）の位置よりも軸線方向に押し込まれた状態となり、駆動入力ギア４５および被駆動側カップリング４１は付勢部材５４の付勢力を受けている。図３（ｂ）の状態から駆動入力ギア４５が駆動回転するとカップリングの凹凸部の回転方向位相が合った位置でカップリング同士が係合し、図３（ｃ）の状態を経て後述の図３（ｄ）の状態となる。
【００５０】
このように第二の実施例においては第一の実施例にて用いられたような他部品と連動したカップリングの連結および解除機構を必要としない。図３（ｂ）の状態を一旦経て図３（ｃ）の状態となったとしても最終的な駆動状態は両者とも同様である。
【００５１】
図３（ｃ）はユーザまたはサービスマンによってカートリッジが装着された状態であり、この時点ではまだ本体駆動源からの駆動入力が行われていない。この時、図３（ｃ）に示されるように被駆動側カップリング４１ａと入力側カップリング４５ａは一部が係合している。被駆動側カップリング４１ａと入力側カップリング４５ａの軸線方向の突き当て面はそれぞれ４１ｂと４５ｅであるが、駆動入力が行われていない時点では両者は突き当たっておらずクリアランスがある。また、このとき加圧部材と駆動入力ギアの接触面は接触しているが、加圧部材の突き当て部５２ｂは駆動ユニットの枠体を形成する板金側の突き当て部５５ｂに受けられている為、付勢部材５４による付勢力は駆動入力ギアにはかかっていない。５６は被駆動側カップリングの軸受部材であり、カートリッジの筺体４３に固定されている。本実施例においてはこの軸受部材の端部５６ａが本体フレーム側の駆動入力ギアの軸受４６の端面４６ｂに突き当たる。また、軸受５６の他方の端面５６ｂは被駆動側カップリング４１の長手方向突き当て面４１ｃと突き当たる。これらの突き当て部が突き当たることで感光体ドラムの長手方向の位置が決まる。カートリッジが装着された状態で本体駆動源からの駆動入力が行われる。すると、感光体ドラムの下流駆動部への駆動列ハス歯ギアにより感光体ドラムにスラスト方向の力が発生し、感光体ドラムと被駆動側カップリング４１、および軸受５６は矢印Ｊの方向へ寄せられ、位置決めされる。一方、入力側カップリングに駆動がかかると、被駆動側カップリング４１ａと入力側カップリング４５ａは接触面の形状により軸線方向に互いに引き合う方向に力が発生する。これにより図３（ｄ）のように軸線方向の突き当て面４１ｂと４５ｅが突き当たり、両者が一体的に回転する。駆動入力ギア４５はカップリング間のスラスト力を受けＨ方向へ移動し、図３（ｄ）に示されるように駆動入力ギアの加圧部材との接触面４５ｂと加圧部材の接触面５２ａは離間した状態となる。
【００５２】
図３（ｄ）は駆動装置が駆動中である状態を示しており、画像形成装置がプリント動作をおこなっている場合もこれに含まれる。駆動状態において、駆動入力ギアが図３（ｃ）の位置からさらにＨ方向へ移動したため、駆動入力ギアが加圧部材から付勢を受けていた面４５ｂと加圧部材の接触面５２ａは離間する。また、駆動入力ギアの端面４５ｄと本体に固定された駆動入力ギアの端部４６ａは駆動状態において摺動しないようにクリアランスを持って配置される。すなわち、本実施例においては着脱されるユニット外の感光体ドラム下流駆動部への駆動列ハス歯ギアのスラスト方向力により駆動入力ギアと加圧部材の離間、および駆動入力ギアと軸受４６との離間が確実におこなわれる。したがって、これらの部品間の摩耗、振動、発熱、駆動負荷の増大は発生しなくなる。一方、感光体ドラムに働くスラスト方向の力により被駆動側カップリング端面４１ｃと軸受の端面５６ｂの摺動は存在する。しかし、付勢部材５４による押圧力の大きさをハス歯ギアのスラスト力の大きさより大きくすることで駆動装置全体としての摩耗、摩擦音、振動、発熱、駆動負荷の増大は低減されている。また、元来、噛みあい率の向上を目的として駆動入力ギア列にハス歯ギアが広く採用されているため、このような駆動装置においては｛ハス歯ギアのスラスト力＋付勢部材による押圧力｝の両者が駆動入力ギアに作用していた。このような駆動装置に対し、本実施例の駆動装置では｛ハス歯ギアのスラスト力｝のみしか作用しないので摩擦の低減効果が大きい。さらに、前記被駆動側カップリング端面４１ｃと軸受の端面５６ｂはいずれもカートリッジユニット内部の部品なのでカートリッジの定期交換により新品の部品に交換されるため、カートリッジユニットの寿命以上に摩耗することがないというメリットがある。また、本体フレームに対して少ない部品点数で感光体ドラムの軸線方向の位置決めをおこなうことが可能である。しかし、前記の軸線方向位置決めよりも駆動入力ギアの摺動を抑えることを優先したい場合は駆動入力ギアを平歯車としてスラスト力を発生させない構成を選択してもかまわない。
【００５３】
また、補助的に感光体ドラムを用紙搬送方向の逆回転させる制御が必要な場合において、ドラム駆動入力ギアを逆回転駆動させることがある。その際に、カップリングの係合部の形状により発生する軸線方向の力によってドラム駆動入力ギア側のカップリングが抜ける方向の力が発生し、カップリングの結合が解除されてしまう問題がある。このような場合、逆回転駆動によりドラム駆動入力ギア側のカップリングが抜けないようにドラム駆動入力ギアを感光体ドラム側のカップリングへと付勢する付勢部材の付勢力を大きくすることがある。しかし、このような構成において本実施例による駆動装置を用いることで摩耗、振動、発熱、駆動負荷の増大を低減できるメリットがより大きく得られる。
【符号の説明】
【００５４】
１  画像処理装置本体
Ｐ  プロセスカートリッジ
４１  第一のカップリング
４２  感光体ドラム
４５  駆動入力ギア
４５ａ  第二のカップリング（入力側カップリング）
４５ｂ  駆動入力ギアが加圧部材から付勢を受ける面
４５ｃ  駆動入力ギア歯面
４５ｄ  駆動入力ギアの突き当て面
４５ｂ  非カートリッジ側の端部
４５ｄ  突き当て面
４５ｅ  第一のカップリングとの軸線方向の突き当て面
４５ｆ  入力側カップリングの端面
４５ｇ  位置決め形状
４８  駆動入力ギアに隣接する駆動上流のギア
４９  係止部材
４９ａ  動作側カム部
５２  加圧部材
５２ａ  加圧部材の駆動入力ギアとの接触面
５２ｂ  加圧部材の突き当て部
５４  付勢部材としての圧縮コイルばね
５６  非駆動カップリングの軸受
５６ａ  本体軸受への突き当て面
５６ｂ  被駆動側カップリングとの突き当て面
５７  第一の実施例におけるカートリッジ交換用開閉カバー
５８  リンクバー
５９  第二の実施例におけるカートリッジ交換用開閉カバー
６０  感光体ドラムの端部に設けられた転写ローラ駆動入力ハス歯ギア
【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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