(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
プロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、
（１）駆動力受け部となるカップリングを端部に備えた電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
（２）外周に歯部を有するハブの中心の両側に夫々設けた、前軸部と後軸部とを有する軸部と、片側の前記前軸部に設けられ前記プロセスカートリッジのカップリングと係脱可能な駆動カップリングと、前記電子写真画像形成装置の装置本体に固設したカムに係合して前記プロセスカートリッジのカップリングに向って付勢するばねのばね力に抗して前記ハブを後退させる回転カムによって移動させられる駆動ギアであって、前記ハブは前記前軸部の回りで前記電子写真感光体ドラムに向って突出した突出部と、前記後軸部の回りで前記電子写真感光体ドラムに向って掘り込まれた凹部と、を有する駆動ギアと、
（３）前記前軸部を回転自在で且つ軸方向に移動可能に設けた前部軸受と、
（４）前記後軸部を回転自在で且つ軸方向に移動可能に設けた後部軸受と、
（５）前記駆動ギアを前記プロセスカートリッジの方向に加圧するばねと、
（６）前記突出部の回りに回転可能に設けられ、前記固設したカムと係合する回転カムと、
を有し、
前記固設したカム及び前記回転カムは前記駆動ギアの突出部の外周側に配設されていることを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動ギアの突出部の外周は円筒形であり、前記凹部の内周はこの突出部の円筒形よりも小径の円筒形であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項３】
前記駆動ギアの突出部の外周は前記電子写真感光体ドラムに向って先細となる截円錐形であり、前記凹部の内周は前記截円錐形の内側で前記截円錐形にほぼ倣う截円錐形であることを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項４】
前記前部軸受と、前記固設したカムは一体成形品であることを特徴とする請求項１から３の何れか１つに記載の電子写真画像形成装置。
【請求項５】
前記ばねは前記凹部の内周に沿って配設されていることを特徴とする請求項３に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項６】
前記プロセスカートリッジのカップリングと前記駆動カップリングが離脱した状態で前記凹部は前記後部軸受を蔽うことを特徴とする請求項１から５の何れか１つに記載の電子写真画像形成装置。
【請求項７】
前記後軸部を支持する軸受を設けた外側板の母材の厚みと前記ハブの後側面と前記後軸部の端面との軸方向の距離はほぼ等しく、前記駆動ギアが後退した状態で、前記外側板と前記後軸部の端面はほぼ同一面上にあることを特徴とする請求項１から６の何れか１つに記載の電子写真画像形成装置。
【請求項８】
前記外側板は前記駆動ギアの中心と同心で中空円筒形であって、前記凹部に向って突出している軸受支持部を有することを特徴とする請求項１から７の何れか１つに記載の電子写真画像形成装置。
【請求項９】
前記電子写真感光体ドラムを駆動するための装置は平行な内側板と外側板間にほぼ作動範囲を限定されていることを特徴とする請求項１から８の何れか１つに記載の電子写真画像形成装置。
【請求項１０】
前記後部軸受を支持する外側板の一部は筒状にして前記駆動ギアのハブの凹部に向って突出しており、突出部先端部に後部軸受を固定されていることを特徴とする請求項１から９の何れか１つに記載の電子写真画像形成装置。
【請求項１１】
前記外側板の筒状の突出部は円筒形状であることを特徴とする請求項１０に記載の電子写真画像形成装置。
【請求項１２】
前記外側板の筒状の突出部は突出方向に先細の截円錐形状であることを特徴とする請求項１０に記載の電子写真画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明はプロセスカートリッジを着脱可能で記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置に関するものである。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成する物である。そして、電子写真画像形成装置の例としては、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ（例えばレーザビームプリンタ、ＬＥＤプリンタ等）、ファクシミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
【０００３】
また、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段またはクリーニング手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを電子写真画像形成装置本体に対して着脱可能とする物である。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも１つと感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少くとも現像手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするものをいう。
【０００４】
【従来の技術】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた画像形成装置においては、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て、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置のメンテナンスをサービスマンによらずユーザー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た。そこで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。
【０００５】
このようなプロセスカートリッジにおいては、画像形成装置本体からプロセスカートリッジを駆動する。
【０００６】
以下、感光体ドラムの回転駆動方法について説明する。感光体ドラムの回転の等速性・中心位置精度は、出力画像の良否・出力画像の精度を決定する最も重要な要因であるため、感光体ドラムに回転力を伝達する方法には様々な有効な技術が提案されている。一般にカップリングを用いて感光体ドラムを駆動する場合駆動カップリングと一体又は一体的のギアは、外径が大きく、モジュールが小さく歯数の多いギアであった方が有利とされている。その理由としては、
（１）ギア１歯のピッチの噛み合い周期に対応する画像周期が相対的に小さくなるため、回転むらが生じたとしても振幅が小さく画像上での視認性が低い。
（２）感光体ドラムを回転させるのに必要なトルクを一定とすると、外径が大きいほうが回転駆動時に歯面にかかる負荷が相対的に小さくなるため歯面の変形によるギア１歯周期の回転むらを軽減できる。
（３）１段で大減速が得られることから駆動源であるモータから感光体ドラムまでのギアの数を少なくできるため、ギアに起因する回転むらが可及的に軽減できる。
等があげられる。しかしながら、プロセスカートリッジ１０１内に感光体ドラム１を駆動するギア２１を収めようとすると、ギア２１の外径は図１４のｄに示された程度の大きさが限界であって、図１５のＤのような外径の大きなギア２１をプロセスカートリッジ１０１に取り付けることはプロセスカートリッジ１０１の枠体を大きくはみ出してしまうため現実的ではない。この問題を解決するためにスラスト方向のカップリング式の感光体ドラム駆動ギアを画像形成装置本体に有する駆動方式が提案されている。
【０００７】
この駆動方式とは、感光体ドラム端部に設けたカップリングと画像形成装置本体の駆動源につらなる出力端の駆動力カップリングを係合して感光体ドラムを駆動するものである。そしてこの駆動カップリングは駆動軸端に設けられ駆動軸には大ギアが設けられている。この大ギアを小ギアで駆動する。
【０００８】
図１６、図１７はその一例となる画像形成装置の感光体ドラム駆動ギア部の断面図であって、図１６は印刷動作時に感光体ドラムと感光体ドラム駆動ギアが係合した状態の図、図１７は、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に着脱時に感光体ドラム駆動ギアが感光体ドラムから離れた状態の図である。図１６において、１はプロセスカートリッジ１０１に支持された感光体ドラムである。３７ａは感光体ドラム１の端部に形成された突起であるカップリング凸部、２２は感光体ドラム駆動ギア、２２ａは感光体ドラム駆動ギア２２の回転中心軸部であって前軸部２２ａ１と後軸部２２ａ２を有する。２２ｂは感光体ドラム駆動ギア２２の歯部、２２ｃは回転中心軸部２２ａと歯部２２ｂを連結する円盤状の連結部（ハブ）、２２ｄは回転中心軸部２２ａの前端部に形成された係合孔のカップリング凹部であって、これらは樹脂で一体成型されている。２３，２４は感光体ドラム駆動ギア２２を回転可能かつスラスト方向に移動可能に支持する軸受、２５，２６は軸受２３，２４がそれぞれ取り付けられた内側板と外側板、２７は感光体ドラム駆動ギア２２をプロセスカートリッジの向かう方向に付勢するばね、２８は図示されていないリンク機構によって回転可能に支持され、ばね２７の付勢力に抗して感光体ドラム駆動ギア２２をプロセスカートリッジ１０１から離間する方向に移動させることが可能なカム対である。カム対２８は端面カムであって内側板２５に固定したカム２８ａと前軸部２２ａ１に回転自在に嵌合し、図示されないリンク機構により回動される回転カム２８ｂを有する。
【０００９】
カム２８ｂは図示されていないリンク機構によってプロセスカートリッジ１０１を出し入れする入り口の開閉式のドアと連結しており、ドアを開くときに、ばね２７の付勢力に抗して感光体ドラム駆動ギア２２をプロセスカートリッジ１０１から離間する方向に移動させ、ドアを閉じるときに、移動を解除しばね２７の付勢力によって感光体ドラム駆動ギア２２がプロセスカートリッジ１０１に向かう方向に移動可能な状態にすることができる構成になっている。
【００１０】
プロセスカートリッジ１０１を装着する際には、ドアを開けることによって、カム対２８が感光体ドラム駆動ギア２２を図１７図示の位置まで移動させ、プロセスカートリッジ１０１を着脱可能にする。プロセスカートリッジ１０１を装着後、ドアを閉めると、図１６のようにばね２７の作用によって感光体ドラム駆動ギア２２がプロセスカートリッジ１０１に近づく方向に付勢され感光体ドラム１の端部に形成されたカップリング凸部３７ａと感光体ドラム駆動ギア２２の係合孔であるカップリング凹部２２ｄが互いに係合することによってカップリングとなり、駆動ギア２２と感光体ドラム１を一体で回転することが可能となっている。
【００１１】
以上のように、感光体ドラム１に対して感光体ドラム駆動ギア２２をスラスト方向にカップリングさせる構成にすることによって、外径が大きく、モジュールが小さく歯数の多いギアで感光体ドラム１を駆動でき、前述のような理由から感光体ドラム１の回転むらを低減することが可能となるため、良好な画質を出力できる高品位の画像形成装置が実現できる。
【００１２】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来の構成では感光体ドラム駆動ギアがスラスト方向に移動する構成となっているため、駆動部の幅方向のサイズが大きくなってしまうという問題点を有していた。図１６、図１７に示すとおり、駆動部のサイズは図示Ａ：カム部の最小厚さ、図示Ｂ：感光体ドラム駆動ギアの歯幅、図示Ｃ：感光体ドラムと感光体ドラム駆動ギアが係脱するために必要な、感光体ドラム駆動ギアの移動量、図示Ｄ：軸受部の幅、の和で決定しており、特に感光体ドラム駆動ギアが退避した時の後軸部２２ａ２が図示Ｃだけ外側板２６外へ突出することは、その部分の要因だけで装置サイズが大きくなってしまう。又、ギアが比較的大きいため、フラットな円盤形状では剛性不足となり、ギア精度を向上させても良好な画像を得ることができないことがあった。剛性不足の解消のため、補強リブを形成すると、成型時の歪によりギア精度を低下させてしまう。
【００１３】
本発明は上記従来の問題点を解決するもので、外径が大きく、モジュールが小さく歯数の多いギアで感光体ドラムを駆動することによって、良好な画質を出力できる高品位の電子写真画像形成装置において、小型化と感光体ドラム駆動ギアの剛性強化を図ることの出来る電子写真画像形成装置を提供することを目的としている。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、感光体ドラムと同軸的に回転可能でかつ回転中心軸方向に移動可能に支持され、回転中心軸を中心軸とする円筒軸状の回転中心軸部と輪状の歯車ハブ（連結部）が形成され、歯部と回転中心軸部を連結する連結部が回転中心軸を中心軸とする略円筒形状又は略円錐形状となっている感光体ドラム駆動ギアを有している。
【００１５】
この感光体ドラム駆動ギアの作用によって、感光体ドラム駆動ギアが退避したときの後方への軸の突出をなくすことができ、その寸法分だけ装置サイズを小さく設計することと感光体ドラム駆動ギアの剛性強化が可能となる。
【００１６】
かかる本出願に係る第１の発明はプロセスカートリッジを着脱可能な電子写真画像形成装置において、
（１）駆動力受け部となるカップリングを端部に備えた電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着する装着手段と、
（２）外周に歯部を有するハブの中心の両側に夫々設けた、前軸部と後軸部とを有する軸部と、片側の前記前軸部に設けられ前記プロセスカートリッジのカップリングと係脱可能な駆動カップリングと、前記電子写真画像形成装置の装置本体に固設したカムに係合して前記プロセスカートリッジのカップリングに向って付勢するばねのばね力に抗して前記ハブを後退させる回転カムによって移動させられる駆動ギアであって、前記ハブは前記前軸部の回りで前記電子写真感光体ドラムに向って突出した突出部と、前記後軸部の回りで前記電子写真感光体ドラムに向って掘り込まれた凹部と、を有する駆動ギアと、
（３）前記前軸部を回転自在で且つ軸方向に移動可能に設けた前部軸受と、
（４）前記後軸部を回転自在で且つ軸方向に移動可能に設けた後部軸受と、
（５）前記駆動ギアを前記プロセスカートリッジの方向に加圧するばねと、
（６）前記突出部の回りに回転可能に設けられ、前記固設したカムと係合する回転カムと、
を有し、
前記固設したカム及び前記回転カムは前記駆動ギアの突出部の外周側に配設されていることを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【００１８】
本出願に係る第２の発明は前記駆動ギアの突出部の外周は円筒形であり、前記凹部の内周はこの突出部の円筒形よりも小径の円筒形であることを特徴とする第１の発明に記載の電子写真画像形成装置である。
【００１９】
本出願に係る第３の発明は前記駆動ギアの突出部の外周は前記電子写真感光体ドラムに向って先細となる截円錐形であり、前記凹部の内周は前記截円錐形の内側で前記截円錐形にほぼ倣う截円錐形であることを特徴とする第１の発明に記載の電子写真画像形成装置である。
【００２０】
本出願に係る第４の発明は前記前部軸受と、前記固設したカムは一体成形品であることを特徴とする第１から第３の発明の何れか１つに記載の電子写真画像形成装置である。
【００２１】
本出願に係る第５の発明は前記ばねは前記凹部の内周に沿って配設されていることを特徴とする第３の発明に記載の電子写真画像形成装置である。
【００２２】
本出願に係る第６の発明は前記プロセスカートリッジのカップリングと前記駆動カップリングが離脱した状態で前記凹部は前記後部軸受を蔽うことを特徴とする第１から第５の発明の何れか１つに記載の電子写真画像形成装置である。
【００２３】
本出願に係る第７の発明は前記後軸部を支持する軸受を設けた外側板の母材の厚みと前記ハブの後側面と前記後軸部の端面との軸方向の距離はほぼ等しく、前記駆動ギアが後退した状態で、前記外側板と前記後軸部の端面はほぼ同一面上にあることを特徴とする第１から第６の発明の何れか１つに記載の電子写真画像形成装置である。
【００２４】
本出願に係る第８の発明は前記外側板は前記駆動ギアの中心と同心で中空円筒形であって、前記凹部に向って突出している軸受支持部を有することを特徴とする第１から７の発明の何れか１つに記載の電子写真画像形成装置である。
【００２５】
本出願に係る第９の発明は前記電子写真感光体ドラムを駆動するための装置は平行な内側板と外側板間にほぼ作動範囲を限定されていることを特徴とする第１から第８の発明の何れか１つに記載の電子写真画像形成装置である。
【００２６】
本出願に係る第１０の発明は前記後部軸受を支持する外側板の一部は筒状にして前記駆動ギアのハブの凹部に向って突出しており、突出部先端部に後部軸受を固定されていることを特徴とする第１から第９の発明の何れか１つに記載の電子写真画像形成装置である。
【００２７】
本出願に係る第１１の発明は前記外側板の筒状の突出部は円筒形状であることを特徴とする第１０の発明に記載の電子写真画像形成装置である。
【００２８】
本出願に係る第１２の発明は前記外側板の筒状の突出部は突出方向に先細の截円錐形状であることを特徴とする第１０の発明に記載の電子写真画像形成装置である。
【００２９】
【発明の実施の形態】
以下、長手方向とは記録媒体の搬送方向に交叉方向で記録媒体に平行な方向をいう。
【００３０】
（実施の形態１）
プロセスカートリッジ及びこれを装着可能な電子写真画像形成装置について、図５を参照して具体的に説明する。
【００３１】
ここでは説明の順序として、プロセスカートリッジ及びこれを用いる電子写真画像形成装置の全体構成を説明し、プロセスカートリッジの着脱構成について説明する。
【００３２】
（画像形成装置の全体構成）
電子写真画像形成装置の具体例としてプロセスカートリッジを装着したレーザープリンタを図５に示す。図５はレーザープリンタの断面図であり、本レーザープリンタはプロセスカートリッジ１０１を装着して、電子写真方式により画像を形成し、その画像を記録用紙に記録するものである。
【００３３】
以下、本レーザープリンタの構成について説明する。プロセスカートリッジ１０１は枠体内に像担持体である感光体ドラム１を回転可能に設けており、その周囲には感光体ドラム１の表面を一様に帯電処理する為の帯電手段（図示せず）と、帯電した感光体ドラム１に画像情報に応じた光像を照射して形成した潜像を現像剤（以下、トナーと称す）によって現像し、トナー像として可視化する為の現像手段（図示せず）と、トナー像を記録媒体に転写した後に感光体ドラム１の表面に残留したトナーを除去する為のクリーニング手段（図示せず）とが配設されており、これらは枠体によって一体化されカートリッジ化されている。尚、本レーザープリンタは装置本体内にプロセスカートリッジ１０１を装着するための装着手段（図示せず）を有している。一方、装置本体１４内の上部には感光体ドラム１に対して画像情報に応じて光像を照射する為のレーザー走査光学手段１０２が設けられている。
【００３４】
以下、本レーザープリンタの印刷動作について説明する。給紙カセット１０３内に収納された例えば紙のような記録媒体は、図示されていないホストコンピュータからのプリント信号により動作する給紙ローラ１０４と用紙分離手段１０５によって１枚ずつ分離されて給送される。この記録媒体は給紙反転部１０６を通って表裏反転され、搬送ローラ１０７とそれに圧接された従動ローラ１０８で構成された搬送ローラ部を経て、感光体ドラム１とそれに圧接された転写ローラ１０９で構成されたトナー転写部に搬送される。一方、図示されていないホストコンピュータからの画像情報は光像としてレーザー走査光学手段１０２からプロセスカートリッジ１０１内の感光体ドラム１に照射されて感光体ドラム１に画像情報に応じた潜像が形成され、その潜像はトナーによって現像されて可視化される。そして、記録媒体はトナー像として現像された画像情報とタイミングをとって搬送され、感光体ドラム１に形成されたトナー像と逆極性の電圧を転写ローラ１０９に印加することによって、感光体ドラム１と転写ローラ１０９の圧接部においてトナー像が記録媒体に転写される。トナー像の転写を受けた記録媒体はトナー転写部を通過した直後に図示されていない除電針と除電針を保持している除電針ホルダーの真上を通過し、所定の搬送路を経由して定着フィルム１１０とそれに圧接された加圧ローラ１１１で構成される定着部に搬送され、定着部でトナー像の定着を受ける。そして、定着部を通過した記録媒体は定着部後方の装置本体後部１１２を経由して再び表裏反転され、排紙ローラ１１３によって装置本体上部に設けられた排紙トレイ１１４に排紙される。
【００３５】
（プロセスカートリッジ）
一方、前記プロセスカートリッジ１０１は、電子写真感光体と、少なくとも１つのプロセス手段を備えたものである。ここでプロセス手段としては、例えば電子写真感光体を帯電させる帯電手段、電子写真感光体に形成された潜像を現像する現像手段、電子写真感光体表面に残留するトナーをクリーニングするためのクリーニング手段等がある。本実施の形態のプロセスカートリッジ１０１は、図６に示すように、感光層を有する電子写真感光体である感光体ドラム１を回転し、帯電手段である帯電ローラ９ａへ電圧印加して前記感光体ドラム１の表面を一様に帯電し、この帯電した感光体ドラム１に対して前記光学手段１０２からの光像を露光開口部９を介して露光して潜像を形成し、該潜像を現像手段１０によって現像するように構成している。
【００３６】
前記現像手段１０はトナー収容部１０ａ内のトナー送り手段である回転可能な第１送り部材１０ｂ１及び第２送り部材１０ｂ２で送り出し、固定磁石１０ｃを内蔵した現像回転体である現像ローラ１０ｄを回転させると共に、現像ブレード１０ｅによって摩擦帯電電化を付与したトナー層を現像ローラ１０ｄの表面に形成し、そのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム１へ転移させることによってトナー像を形成して可視像化するものである。
【００３７】
そして転写ローラ１０９に前記トナー像と逆極性の電圧を印加してトナー像を記録媒体に転写した後は、クリーニングブレード１１ａによって感光体ドラム１に残留したトナーを掻き落とすと共に、スクイシート１１ｂによってすくい取り、除去トナー収納部１１ｃへ集めるクリーニング手段１１によって感光体ドラム１上の残留トナーを除去するように構成している。
【００３８】
尚、前記感光体ドラム１等の各部材は、現像枠体１２ａと現像下枠１２ｂ及び蓋部材１２ｃを溶着して一体化したトナー現像枠体１２と、クリーニング枠体１３とを結合して構成したカートリッジ枠体ＣＦに収納してカートリッジ化され、装置本体１４に設けたカートリッジ装着手段に対して着脱可能に装着される。
【００３９】
（プロセスカートリッジの着脱構成）
次に前記プロセスカートリッジ１０１を画像形成装置Ａに対して着脱するための構成について説明する。
【００４０】
プロセスカートリッジＢの着脱は図７に示すように、開閉カバー１５を開いて行う。図５に示すように装置本体１４には軸１５ａでもって開閉カバー１５が取り付けてある。カートリッジ装着手段は、軸１５ａを中心にして開閉カバー１５を開くと図８及び図９に示すように、カートリッジ装着スペースの左右両側面に前下がりであって、下方へ膨出する湾曲形状（本実施の形態では略円弧形状）に形成したガイドレール１６が略対称に設けてあり、その上方にはガイド部材１７が取り付けてある。更に前記ガイドレール１６の入口側にはプロセスカートリッジ１０１のリンク部材２９と係合する引掛け部として傾斜面１６ａが形成してある。
【００４１】
一方、ガイドレール１６に対応してプロセスカートリッジ１０１の長手方向両外側面にはガイドレール１６に沿ってガイドされるガイド部が形成してある。このガイド部は、カートリッジ枠体ＣＦの長手方向両外側面の略左右対称位置から突出するように構成したものであり、図１０、図１１に示すように、第１ガイド部となるボス１８ａと、第２ガイド部となるリブ１８ｂから構成されている。前記ボス１８ａ部は感光体ドラム１の回転軸の延長線上に位置し、リブ１８ｂは前記ボス１８ａからプロセスカートリッジ１０１の挿入方向後にガイドレール１６の形状に合わせて下方へ膨出した湾曲形状（本実施の形態では略円弧形状）に延設している。
【００４２】
上記の構成において、プロセスカートリッジ１０１を装着する場合には、図７に示すように、ボス１８ａ及びリブ１８ｂをガイドレール１６に沿わせてプロセスカートリッジ先端を画像形成装置本体１４の光学手段１０２の下に潜り込ませるように挿入する。ガイドレール１６は略円弧状に形成してあると共に、その上方にあるガイド部材１７もこれに倣った形状をしており、且つリブ１８ｂも同様な略円弧上であるために、挿入するに従ってプロセスカートリッジ１０１は略水平になる。更にプロセスカートリッジ１０１を押し込むと、図５に示すように、装置本体１４に設けた突当部材１９がクリーニング枠体１３の先端の両端部付近に設けた当接面２０に当接し、次にプロセスカートリッジＢのボス１８ａがガイドレール１６の終端に形成した受け凹部１６ｃに落ち込む。これにより、感光体ドラム１の側端に固着したフランジ中心のカップリング凸部３７ａ（図１０参照）と装置本体１４側の開閉カバー１５の閉じる動作と連動して前進するように設けられたカップリング凹軸である回転中心軸部２ａのカップリング凹部２ｄ（図８参照）とが嵌合可能な状態となり、プロセスカートリッジ１０１へ駆動力を伝達可能となる。
【００４３】
（カップリング及び駆動構成）
次に画像形成装置本体１４からプロセスカートリッジ１０１へ駆動力を伝達する駆動力伝達機構であるカップリング手段の構成について説明する。
【００４４】
図１２は感光体ドラム１をクリーニング枠体１３に取り付ける状態を示す分解斜視図である。
【００４５】
さて、図１２に示すように、プロセスカートリッジ１０１に取り付けられた感光体ドラム１の長手方向一方端部にはカートリッジ側カップリング手段が設けてある。このカップリング手段は、感光体ドラム１の一方端部に固着したドラムフランジ３６にカップリング凸軸３７（円柱形状）を設けたものであり、前記凸軸３７の先端面に凸部３７ａが形成してある。なお、凸部３７ａの端面３７ａ１は凸軸３７の軸直角の端面と平行である。また、この凸軸３７は軸受３８に嵌合して、ドラム回転軸として機能する。この軸受３８はクリーニング枠体１３に小ねじ３８ａでもって固定されている。本例では軸受３８とボス１８ａが一体成形されている。そして、本実施の形態では、ドラムフランジ３６とカップリング凸軸３７及び凸部３７ａは一体に設けてある。そして、ドラムフランジ３６にはプロセスカートリッジ１０１内部の現像ローラ１０ｄに駆動力を伝達するため、はす歯のドラムギア１ｂが一体に設けてある。従って、図１２に示す通り、前記ドラムフランジ３６はドラムギア１ｂ、凸軸３７及び凸部３７ａを有する一体成型品であって、駆動力を伝達する機能を有する駆動力伝達部品である。なお、ドラムギア１ｂは現像ローラ１０ｄを駆動するためのギアである。
【００４６】
そして、前記凸部３７ａの形状は、ねじれた多角柱であって、詳しくは断面がほぼ正三角形の柱で軸方向に次第に回転方向にわずかにねじれた形状である。また、前記凸部３７ａと嵌合する凹部２ｄは、断面が多角形で軸方向に次第に回転方向にわずかにねじれた穴である。この凸部３７ａと凹部２ｄはねじれのピッチがほぼ同一であり、同一方向にねじれている。なお、前記凹部２ｄは、断面が略正三角形である。そして、この凹部２ｄは、図１に示すように装置本体１４に設けられた駆動ギア２と一体の回転中心軸部２ａに設けられている。この回転中心軸部２ａは装置本体１４に後述のように回転自在及び軸方向移動自在に設けられている。そこで、本実施の形態の構成においては、プロセスカートリッジ１０１が装置本体１４に装着されて、凸部３７ａと装置本体１４に設けられた駆動ギア２の凹部２ｄとが嵌合して、凹部２ｄの回転力が凸部３７ａに伝達される際に、略正三角形の凸部３７ａの各稜線と凹部２ｄの内面とが等しく当接するため互いに軸芯が合致する。このため、カプリング凸部３７ａの外接円の直径はカップリング凹部２ｄの内接円よりも大きく、且つ、カップリング凹部２ｄの外接円よりも小さく製作されている。更に、そのねじれ形状によって凹部２ｄが凸部３７ａを引き寄せる方向に力が作用して、凸部端面３７ａ１が凹部２ｄの底２ｄ１と当接する。そこで、前記凸部３７ａと一体的となっている感光体ドラム１は、画像形成装置本体１４内で軸方向の位置及びラジアル方向の位置が安定して決まる。
【００４７】
ここで図１、図２に示すように駆動ギア２はその両端の前軸部２ａ１、後軸部２ａ２を前部軸受３と後部軸受４で回転自在に支持され、前部軸受３と後部軸受４は図１、図２に示すように駆動ギア２以外の不図示のギアやモータ（不図示）等を支持している内側板５、外側板６に固定される。前部軸受３は前軸部２ａ１を、後部軸受４は後軸部２ａ２を回転自在に支持する。
【００４８】
外側板６と駆動ギア２との間には駆動ギア２をプロセスカートリッジ１０１の向かう方向に付勢するばね７が設けてある。後述のリンク機構によって回転可能に支持され、ばね７の付勢力に抗して感光体ドラム駆動ギア２をプロセスカートリッジ１０１から離間する方向に移動させることが可能なカム対８が設けてある。
【００４９】
上述のように駆動ギア２は外周に歯部２ｂを有するハブ２ｃと、ハブ２ｃの中心の両側に夫々設けた前軸部２ａ１、後軸部２ａ２と、前軸部２ａ１に設けられプロセスカートリッジ１０１のカップリング凸部３７ａと係脱可能な駆動カップリングであるカップリング凹部２ｄと、後軸部２ａ２の回りでハブ２ｃに設けられプロセスカートリッジ１０１のカップリング凸部３７ａに向って駆動ギア２を付勢するための装置本体１４の外側板６との間に設けられたばね７のばね力を受けるばね受け部２ｅ１と、装置本体１４に固設したカム８ａに係合して前記ばね７のばね力に抗して前記ハブ２ｃを後退させる回転カム８ｂによって移動させられる駆動ギアであって、前記ハブ２ｃは前軸部２ａ１の回りで感光体ドラム１に向って突出した突出部２ｃ１と、後軸部２ｄ２の回りで感光体ドラム１に向って掘り込まれ底部がばね受け部２ｅ１となっている凹部２ｅと、を有する。
【００５０】
この駆動ギア２は前軸部２ａ１を回転自在で且つ軸方向に移動可能に設けた前部軸受３と、後軸部２ｄ２を回転自在で且つ軸方向に移動可能に設けた後部軸受４と、で支持されている。
【００５１】
前述のカム対８は外周が円筒形の突出部２ｃ１の回りに嵌合して回転可能に設けられ、画像形成装置本体１４の前側板５に固設したカム８ａと係合する回転カム８ｂと、前記固設したカム８ａとを有する。このカム対８の対向面はスパイラル形状であり、回転カム８ｂは回転することにより軸方向に進退する。なお、回転カムの支持は、内側板５側、例えば固定カム８ａの外周で回転自在に支持してもよく、カム対８は突出部２ｃ１の外周側に存在する。これによって突出部２ｃ１を内側板５へ接近可能としている。
【００５２】
ここで前記凹部２ｅの内周は突出部２ｃ１の円筒形よりも小径の円筒形である。
【００５３】
前記前軸部２ａを支持する第一軸受である前部軸受３と、前記固設したカム８ａは一体成形品である。
【００５４】
プロセスカートリッジ１０１のカップリング凸部３７ａと駆動ギア２が離脱した状態で前記凹部２ｅは前記第二軸受である後部軸受４を蔽う。
【００５５】
図１において図示Ａ：カム対８の最小厚さ、図示Ｂ：駆動ギア２の歯幅、図示Ｃ：感光体ドラム１と駆動ギア２が係脱するために必要な駆動ギア２の移動量、Ｄ：後部軸受４の幅とすると、前記後軸部２ａ２を支持する第二軸受である後部軸受４を設けた外側板６の母材の厚みと前記ハブ２ｃの後側面と前記後軸部２ａ２の端面２ａ３との軸方向の距離はＤでほぼ等しく、駆動ギア２が後退した状態で、外側板６と後軸部２ａ２の端面２ａ３は図２に示すようにほぼ同一面上にある（図２参照）。
【００５６】
前記外側板６は駆動ギア２の中心と同心であって前記圧縮ばね７よりも外周の直径が小さい中空円筒形であって、前記凹部２ｅに向って突出している軸受支持部６ａを有する。この軸受支持部６ａの突出端に第二軸受である後部軸受４が取り付けられている。
【００５７】
前述のようにしてあるので電子写真感光体ドラム１を駆動するための駆動部は平行な内側板５と外側板６間がほぼ作動範囲となる。駆動ギア２の突出部２ｃ１の外周側において内側板５と外周平板部２ｃ２の間にカム対８が設けてある。回転カム８ｂには図１３に示すように半径方向へ伸びたアーム部６３ｂがあり、その先端付近にボス６３ｃが設けてある。開閉部材である開閉カバー１５には軸１５ａと図の紙面上及び紙面に直角方向で離れた位置に穴１５ｂを設けてある。軸１５ａは装置本体１４に開閉カバー１５を取り付ける軸である。ボス６３ｃと穴１５ｂをリンク６７で結ぶことで開閉カバー１５の開動作に連動して回転カム８ｂが回転することができる。
【００５８】
圧縮コイルばね７が圧縮されて組付けられており、駆動ギア２を長手方向で回転カム８ｂに密着するように付勢している。
【００５９】
次に開閉カバー１５の開閉動作によって、駆動ギア２の回転中心軸部２ａの凹部２ｄを進退、前進する機構について、図１、図２、図１３を用いて説明する。
【００６０】
前述のように、回転カム８ｂのアーム６３ｂ先端付近のボス６３ｃと開閉カバー１５の穴１５ｂを連結するリンク６７によって、開閉カバー１５の開閉に伴って回転カム８ｂが回転する。ここで、固定カム８ａとの間のカム面に対して回転カム８ｂのカム面が摺動して、回転カム８ｂが長手方向に進退する。開閉カバー１５を開くと、回転カム８ｂが図１の軸方向右側へ移動する。これにより駆動ギア２が圧縮コイルばね７を圧縮しながら軸方向右側へスライドし、図２に示すように凹軸端面の凹部２ｄが、前部軸受３の端面まで後退する。このとき画像形成装置本体１４内にプロセスカートリッジ１０１が装着されていれば、図１２に示すドラムフランジ３６の先端の凸部３７ａと凹部２ｄが引き離され、プロセスカートリッジ１０１を取り外し可能となる。
【００６１】
逆に開閉カバー１５が開いた状態から閉じていくと、回転カム８ｂの回転によって、圧縮コイルばね７の反発力によって、駆動ギア２及び回転カム８ｂが長手方向に移動し凹部２ｄがせり出し、プロセスカートリッジ１０１の凸部３７ａと係合可能な状態となる（図１参照）。
【００６２】
図１のとおり本発明の実施の形態感光体ドラム駆動ギア２は、歯部２ｂと回転中心軸部２ａとをつなぐ連結部（ハブ）が従来例のような回転中心軸部２ａに対して垂直な円盤状の面でなく、円筒形状の連結部で連結されており、後部軸受４が感光体ドラム駆動ギア２の外周平板部２ｃ２と突出部２ｃ１間の円筒形の連結部（ハブ）２ｃの円筒形状部２ｃ３の内部に入り込んだ構成になっている。このように感光体ドラム駆動ギア２及びその周辺部をレイアウトすることによって、従来例に比べて図示Ｃの寸法分だけ駆動部の幅方向の寸法を小さく設計することが可能となる。又、ハブ２ｃが円盤状であった従来例に比べて円筒形状になるためギアの剛性も強化される。以上のとおり、本発明の実施の形態１の画像形成装置では、外径が大きく、モジュールが小さく歯数の多いギアで感光体ドラム１を駆動することによって、良好な画質を出力できるというメリットはそのままで画像形成装置の小型化と感光体ドラム駆動ギア２の剛性強化を図ることができる。
【００６３】
（実施の形態２）
図３、図４は本発明の実施の形態２における感光体ドラム駆動ギアとその周辺部の断面図であり、感光体ドラム駆動ギア２の形状と外側板６の絞り形状以外は実施の形態１と同様な構成である。本発明の画像形成装置では、外径が大きく、モジュールが小さく歯数の多いギアで感光体ドラムを駆動することによって、良好な画質を出力できるというメリットはそのままで画像形成装置の小型化と感光体ドラム駆動ギアの剛性強化が可能なことは実施の形態１と同様である。本実施の形態は実施の形態１の駆動ギア２のハブ２ｃの円筒形状部２ｃ３に替えて感光体ドラム１に向って突出する円錐形状部２ｃ３′としたものである。これに従って平行圧縮コイルばね７に代えて円錐コイルばね７′とした。これによって突出部２ｃ１′は截円錐形であり、凹部２ｅ′は突出部２ｃ１′の截円錐形の内側にあり突出部２ｃ１′の截円錐形に倣う截円錐形となる。前記円錐コイルばね７′は凹部２ｅ′の内周に沿うことになる。また、外側板６の軸受支持部材６ａが実施の形態１では円筒形状であったが実施の形態２の軸受支持部材６ａ′は突出方向に先細となる截円錐形状とした。本実施の形態では、感光体ドラム駆動ギア２の連結部であるハブ形状を図３、図４の通り略円錐形状部２ｃ３′を有することによって、円筒形状部２ｃ３となっている実施の形態１に比べて、
（１）射出成型時の樹脂の流れがスムーズになり、感光体ドラム駆動ギアの成型精度が有利になる。
（２）外側板の絞り部（図示Ｅ）の角度が緩やかですむためプレス工程が簡素化できる。等のメリットがある。
【００６４】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願に係る発明によれば、駆動ギアからカップリングを介してプロセスカートリッジの電子写真感光体ドラムを駆動することによって、良好な画質を出力できる高品位の電子写真画像形成装置において、小型化と電子写真感光体ドラム駆動ギアの剛性強化を図ることができるという格別顕著な効果を奏する。
【００６５】
又、本出願に係る発明によれば電子写真感光体ドラム駆動ギアが射出成型する際の寸法精度が確保しやすい形状となりかつ、外側板も加工しやすい形状となるという格別顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１における画像形成装置本体のプロセスカートリッジ駆動部を示す縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１における画像形成装置本体のプロセスカートリッジ駆動部を示す縦断面図である。
【図３】本発明の実施の形態２における画像形成装置本体のプロセスカートリッジ駆動部を示す縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態２における画像形成装置本体のプロセスカートリッジ駆動部を示す縦断面図である。
【図５】電子写真画像形成装置の縦断面図である。
【図６】プロセスカートリッジの縦断面図である。
【図７】画像形成装置本体のプロセスカートリッジの装着手段の側面図である。
【図８】画像形成装置本体のプロセスカートリッジの装着手段の斜視図である。
【図９】画像形成装置本体のプロセスカートリッジの装着手段の斜視図である。
【図１０】プロセスカートリッジのカップリング側を視る斜視図である。
【図１１】プロセスカートリッジの反カップリング側を視る斜視図である。
【図１２】プロセスカートリッジの駆動力受け部の分解斜視図である。
【図１３】画像形成装置本体の駆動部の操作手段の側面図である。
【図１４】感光体ドラム駆動ギアを有するプロセスカートリッジの側面図である。
【図１５】大径の感光体ドラム駆動ギアを有するプロセスカートリッジの側面図である。
【図１６】従来例の画像形成装置本体のプロセスカートリッジ駆動部を示す縦断面図である。
【図１７】従来例の画像形成装置本体のプロセスカートリッジ駆動部を示す縦断面図である。
【符号の説明】
ＣＦ…カートリッジ枠体
１…感光体ドラム  １ａ…突起  １ｂ…ドラムギア
２…駆動ギア  ２ａ…回転中心軸部  ２ａ１…前軸部  ２ａ２…後軸部  ２ａ３…端面  ２ｂ…歯部  ２ｃ…ハブ（連結部）  ２ｃ１…突出部    ２ｃ１′…突出部  ２ｃ２…外周平板部  ２ｃ３…円筒形状部  ２ｃ３′…略円錐形状部  ２ｄ…カップリング凹部  ２ｄ１…凹部の底  ２ｅ，２ｅ′…凹部  ２ｅ１…ばね受け部
３…前部軸受（第一軸受）
４…後部軸受（第二軸受）
５…内側板
６…外側板  ６ａ…軸受支持部材  ６ａ′…軸受支持部材
７…ばね  ７′…円錐コイルばね
８…カム対  ８ａ…カム  ８ｂ…カム
９…露光開口部  ９ａ…帯電ローラ
１０…現像手段  １０ａ…トナー収納部  １０ｂ１…第１送り部材  １０ｂ２…第２送り部材  １０ｃ…固定磁石  １０ｄ…現像ローラ  １０ｅ…現像ブレード
１１…クリーニング手段  １１ａ…クリーニングブレード  １１ｂ…スクイシート  １１ｃ…除去トナー収納部
１２…トナー現像枠体  １２ａ…現像枠体  １２ｂ…現像下枠  １２ｃ…蓋部材
１３…クリーニング枠体
１４…装置本体
１５…開閉カバー  １５ａ…軸  １５ｂ…穴
１６…ガイドレール  １６ａ…傾斜面  １６ｃ…受け凹部
１７…ガイド部材
１８ａ…ボス  １８ｂ…リブ
１９…突当部材
２０…当接面
２１…ドラムギア
２２…感光体ドラム駆動ギア  ２２ａ…回転中心軸部  ２２ａ１…前軸部  ２２ａ２…後軸部  ２２ｂ…歯部  ２２ｃ…連結部  ２２ｄ…カップリング凹部
２３…軸受
２４…軸受
２５…内側板
２６…外側板
２７…ばね
２８…カム対  ２８ａ…固定カム  ２８ｂ…回転カム
２９…リンク部材
３６…ドラムフランジ
３７…カップリング凸軸  ３７ａ…カップリング凸部  ３７ａ１…端面
３８…軸受  ３８ａ…凸部
６３ｂ…アーム部  ６３ｃ…ボス
６７…リンク
１０１…プロセスカートリッジ
１０２…レーザー走査光学手段
１０３…給紙カセット
１０４…給紙ローラ
１０５…用紙分離手段
１０６…給紙反転部
１０７…搬送ローラ
１０８…従動ローラ
１０９…転写ローラ
１１０…定着フィルム
１１１…加圧ローラ
１１２…装置本体後部
１１３…排紙ローラ
１１４…排紙トレイ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
0003792978.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0003792978.tif 000016
【図１６】
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【図１７】
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