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JP2010002689A - プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置、及び、電子写真感光体ドラムユニット - Google Patents

プロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置、及び、電子写真感光体ドラムユニット Download PDF

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JP2010002689A JP2008161530A JP2008161530A JP2010002689A JP 2010002689 A JP2010002689 A JP 2010002689A JP 2008161530 A JP2008161530 A JP 2008161530A JP 2008161530 A JP2008161530 A JP 2008161530A JP 2010002689 A JP2010002689 A JP 2010002689A
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Abstract

【課題】駆動軸100を備えた電子写真画像形成装置の装置本体1から、駆動軸の軸線と実質的に直交する方向に取り外し可能なプロセスカートリッジを提供する。
【解決手段】装置本体側の回転力付与部100bと係合して、感光体ドラムを回転させるための回転力を受けるカップリング部材150を有する。カップリング部材150は、装置本体1にドラムの軸線と実質的に直交する方向にカートリッジ2を移動させて取り付ける際には、カップリング部材150が、係合前角度位置から回転力伝達角度位置に移動することによってカップリング部材が駆動軸と対向する。取り外す際には、カップリング部材150が、回転力伝達角度位置から離脱角度位置に移動することによってカップリング部材150が駆動軸100から離脱する。
【選択図】図32

Description

本発明は、プロセスカートリッジ、前記プロセスカートリッジを取り外し可能に装着される電子写真画像形成装置、及び、電子写真感光体ドラムユニットに関する。
電子写真画像形成装置としては、例えば、電子写真複写機、電子写真プリンター(レーザービームプリンター、LEDプリンター等)等である。
また、プロセスカートリッジとは、電子写真感光体と前記電子写真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の本体に着脱するものである。そこで、プロセスカートリッジとは、例えば、電子写真感光体と、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である。したがって、プロセスカートリッジとしては、電子写真感光体と、前記プロセス手段としての、現像手段、帯電手段、クリーニング手段を一体的にカートリッジ化したものが挙げられる。また、例えば、電子写真感光体と、前記プロセス手段としての帯電手段を一体的にカートリッジ化したものが挙げられる。また、例えば、電子写真感光体と、前記プロセス手段としての帯電手段、クリーニング手段を一体的にカートリッジ化したもの等が挙げられる。また、例えば、電子写真感光体と、前記プロセス手段としての現像手段を一体的にカートリッジ化したものが挙げられる。
電子写真画像形成装置の装置本体とは、プロセスカートリッジを除いた電子写真画像形成装置部分である。
ここで、前記プロセスカートリッジは、使用者自身によって装置本体に対する着脱を行うことができる。したがって、装置のメンテナンスをサービスマンによらずに、使用者自身で行うことができる。これによって、画像形成装置のメンテナンス操作を向上させている。
従来、プロセスカートリッジにおいては、ドラム形状の電子写真感光体(以下、ドラムと記載する)を回転させるための回転駆動力を装置本体から受けるために、下記の構成が知られている。
装置本体側に、モータの駆動力を伝達するための回転体と、前記回転体の中央部に設けられた、前記回転体と一体に回転する断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた穴を有する。プロセスカートリッジ側に、ドラムの長手方向一端に設けられた、前記穴と嵌合する、断面が複数個の角部を有する非円形のねじれた突起を有する。そして、プロセスカートリッジが装置本体に装着された際に、前記突起が前記穴と嵌合した状態で前記回転体が回転すると、前記突起が前記穴の方向へ引き込み力を受けた状態で、前記回転体の回転力が前記ドラムに伝達される。これによって、前記ドラムを回転させるための回転力が装置本体から感光体ドラムに伝達される(特許文献1)。
また、プロセスカートリッジの有するドラムに固定したギアを装置本体の駆動ギアに噛合させて、ドラムを回転させる方式が知られている(特許文献2)。
特許第2875203号公報 特許第1604488号公報
本発明は前述した従来技術を更に発展させたものである。
また、本発明の目的は、次ぎのようなプロセスカートリッジを提供するものである。即ち、本体カバーの開閉動作によって、ドラムに回転力を伝達する本体側カップリング部材を軸線方向へ移動させる機構を備えていない装置本体に装着されて、ドラムを滑らかに回転させることができるプロセスカートリッジである。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記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を提供するものである。
本発明の他の目的は、駆動軸を備えた装置本体から、前記駆動軸の軸線と直交する方向に取り外されるプロセスカートリッジを提供するものである。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記プロセスカートリッジを着脱される電子写真画像形成装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、駆動軸を備えた装置本体に、前記駆動軸の軸線と実質的に直交する方向に取り付けられるプロセスカートリッジを提供するものである。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記プロセスカートリッジを着脱される電子写真画像形成装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、駆動軸を備えた装置本体に、前記駆動軸の軸線と実質的に直交する方向にから取り付け及び取り外されるプロセスカートリッジを提供するものである。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記プロセスカートリッジを着脱される電子写真画像形成装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、装置本体とプロセスカートリッジとの回転力の伝達に、ギア、ギア噛合を用いる場合と比較して、電子写真感光体ドラムの回転精度を向上させることを実現したプロセスカートリッジを提供するものである。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記プロセスカートリッジを着脱される電子写真画像形成装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、カップリング部材が自重によって傾斜する角度が、カップリング部材が係合前角度位置に位置する場合よりも小さくなるように、カップリング部材の傾斜角度を規制する規制部を有するプロセスカートリッジを提供するものである。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記プロセスカートリッジを着脱される電子写真画像形成装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、次ぎのようなプロセスカートリッジを提供するものである。即ち、カートリッジを装置本体に装着する前に、カップリングが不必要な方向に大きく傾かないようにすることによって、カートリッジを装置本体に装着する際に、カートリッジを装置本体にスムーズに装着することができるプロセスカートリッジである。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記プロセスカートリッジを着脱される電子写真画像形成装置を提供するものである。
本発明の他の目的は、装置本体に設けられた駆動軸の軸線と実質的に直交する方向から取り付け及び取り外されること、及び、電子写真感光体ドラムを滑らか回転すること、を共に実現したプロセスカートリッジを提供するものである。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記プロセスカートリッジを着脱される電子写真画像形成装置を提供するものである。
上記目的を達成するための本発明に係るプロセスカートリッジの代表的な構成は、回転力付与部を有する駆動軸を備えた電子写真画像形成装置の装置本体から、前記駆動軸の軸線方向と実質的に直交する方向に移動させ、取り付け及び取り外されるプロセスカートリッジであって、i)軸線を中心に回転可能で、周面に感光層を有する電子写真感光体ドラムと、ii)前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、iv)前記カップリング部材が自重によって傾斜する角度が、前記カップリング部材が前記係合前角度位置に位置する場合よりも小さくなるように、前記カップリング部材の傾斜角度を規制する規制部と、iii)前記回転力付与部と係合して、前記電子写真感光体ドラムを回転させるための回転力を受けるカップリング部材であって、前記電子写真感光体ドラムを回転させるための前記回転力を前記電子写真感光体ドラムに伝達するための回転力伝達角度位置と、前記回転力伝達角度位置から前記電子写真感光体ドラムの軸線と離れる方向へ傾斜した係合前角度位置と、前記回転力伝達角度位置から前記電子写真感光体ドラムの軸線と離れる方向へ傾斜した離脱角度位置とを取り得るカップリング部材と、iv)前記係合前角度位置が、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線に対して、前記他の角度位置よりも傾斜角度が大きくなるように、前記カップリング部材の傾斜角度を規制する規制部と、を有し、前記装置本体に前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを移動させて取り付ける際には、前記カップリング部材が、前記係合前角度位置から回転力伝達角度位置に移動することによって前記カップリング部材が前記駆動軸と対向する、及び、前記装置本体から、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを取り外す際には、前記カップリング部材が、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に移動することによって前記カップリング部材が前記駆動軸から離脱することを特徴とする。
また、上記目的を達成するための本発明に係る電子写真画像形成装置の代表的な構成は、プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置の装置本体に着脱可能な電子写真画像形成装置であって、i)回転力付与部を有する駆動軸であって、モータにより回転される駆動軸と、ii)軸線を中心に回転可能で、周面に感光層を有する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、前記回転力付与部と係合して、前記電子写真感光体ドラムを回転させるための回転力を受けるカップリング部材であって、前記電子写真感光体ドラムを回転させるための前記回転力を前記電子写真感光体ドラムに伝達するための回転力伝達角度位置と、前記回転力伝達角度位置から前記電子写真感光体ドラムの軸線と離れる方向へ傾斜した係合前角度位置と、前記回転力伝達角度位置から前記電子写真感光体ドラムの軸線と離れる方向へ傾斜した離脱角度位置とを取り得るカップリング部材と、前記カップリング部材が自重によって傾斜する角度が、前記カップリング部材が前記係合前角度位置に位置する場合よりも小さくなるように、前記カップリング部材の傾斜角度を規制する規制部と、前記係合前角度位置が、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線に対して、前記他の角度位置よりも傾斜角度が大きくなるように、前記カップリング部材の傾斜角度を規制する規制部と、を有し、前記装置本体に前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを移動させて取り付ける際には、前記カップリング部材が、前記係合前角度位置から回転力伝達角度位置に移動することによって前記カップリング部材が前記駆動軸と対向する、及び、前記装置本体から、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを取り外す際には、前記カップリング部材が、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に移動することによって前記カップリング部材が前記駆動軸から離脱する前記プロセスカートリッジと、を有し、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを取り付け及び取り外すことを特徴とする。
また、上記目的を達成するための本発明に係る電子写真感光体ドラムユニットの代表的な構成は、回転力付与部を有する駆動軸であって、モータにより回転される駆動軸を備えた電子写真画像形成装置の装置本体から、前記駆動軸の軸線方向と実質的に直交する方向に移動させて取り外される電子写真感光体ドラムユニットであって、i)軸線を中心に回転可能で、周面に感光層を有する電子写真感光体ドラムと、ii)前記回転力付与部と係合して、前記電子写真感光体ドラムを回転させるための回転力を受けるカップリング部材であって、前記電子写真感光体ドラムを回転させるための前記回転力を前記電子写真感光体ドラムに伝達するための回転力伝達角度位置と、前記回転力伝達角度位置から前記電子写真感光体ドラムの軸線と離れる方向へ傾斜した離脱角度位置とを取り得るカップリング部材と、iii)前記カップリング部材が自重によって傾斜する角度が、前記カップリング部材が前記係合前角度位置に位置する場合よりも小さくなるように、前記カップリング部材の傾斜角度を規制する規制部と、を有し、前記装置本体から、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記電子写真感光体ドラムユニットを取り外す際には、前記カップリング部材が、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に移動することを特徴とする。
本発明によれば、駆動軸を備えた電子写真画像形成装置の装置本体から、前記駆動軸の軸線と実質的に直交する方向に取り外し可能なプロセスカートリッジを提供することができた。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記プロセスカートリッジを着脱される電子写真画像形成装置を提供することができた。
本発明によれば、駆動軸を備えた電子写真画像形成装置の装置本体に、前記駆動軸の軸線と実質的に直交する方向に取り付け可能なプロセスカートリッジを提供することができた。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記プロセスカートリッジを着脱される電子写真画像形成装置を提供することができた。
本発明によれば、駆動軸を備えた電子写真画像形成装置の装置本体に、前記駆動軸の軸線と実質的に直交する方向に取り付け及び取り外し可能なプロセスカートリッジを提供することができた。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記プロセスカートリッジを着脱される電子写真画像形成装置を提供することができた。
本発明によれば、電子写真感光体ドラムに回転力を伝達するための装置本体側カップリング部材を軸線方向へ移動させる機構を備えていない装置本体に装着されて、電子写真感光体ドラムを滑らかに回転させることができた。
本発明によれば、装置本体とプロセスカートリッジとの回転力の伝達に、ギア、ギア噛合を用いる場合と比較して、電子写真感光体ドラムの回転精度を向上させることを実現できた。
本発明によれば、カートリッジを装置本体に装着する前に、カップリングが不必要な方向に大きく傾かないようにすることによって、カートリッジを装置本体に装着する際に、カートリッジを装置本体にスムーズに装着することを実現できた。
以下、本発明に係るプロセスカートリッジ、電子写真画像形成装置、及び、電子写真感光体ドラムユニットの実施例を図面を用いて説明する。
[実施例]
(全体構成)
図1は本実施例に係わる電子写真画像形成装置の構成する電子写真画像形成装置本体1(以下、装置本体と記載する)及びプロセスカートリッジ2(以下、カートリッジと記載する)の断面図である。図2はカートリッジ2の拡大断面図である。以下、図1〜図2に沿って、本実施例における画像形成装置の全体構成および画像形成プロセスについて説明する。
尚、本発明は、例えば図2に示したプロセスカートリッジ自体に適用されるものである。また、本発明は、例えば図17(a)に示した感光体ドラムユニット21自体に適用されるものである。また、本発明は、例えば図1に示した電子写真画像形成装置自体に適用されるものである。
この画像形成装置は、カートリッジ2を装置本体1に着脱自在とした電子写真技術を利用したレーザービームプリンターである。カートリッジ2が装置本体1に装着されたとき、カートリッジ2の上側には露光装置(レーザースキャナユニット)3が配置される。また、カートリッジ2の下側には画像形成対象となる記録媒体(シート材)Pを収容したシートトレイ4が配置されている。更に、装置本体1には、シート材Pの搬送方向に沿って、ピックアップローラ5a、給送ローラ5b、搬送ローラ対5c、転写ガイド6、転写用帯電ローラ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等が配置されている。
尚、2aはドラムシャッターで、カートリッジ2が装置本体1から取り出された場合に、感光体ドラム20を保護する。尚、図1、図2では、シャッター2aが開いた状態を図示している。
(画像形成プロセスの説明)
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、ドラムと記載する)20は矢印R1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。ドラム20は軸線(ドラム軸線)L1を中心に回転可能であり、周面に感光層を有する。ドラム20の外周面にはバイアス電圧が印加された帯電ローラ(帯電手段)12が接触していて、この帯電ローラ12によってドラム20の外周面は、一様均一に帯電される。
露光装置3からは、画像情報の時系列的電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザー光Lが出力される。そのレーザー光Lがカートリッジ2の上面の露光窓部53からカートリッジ2の内部に入光してドラム20の外周面を走査露光する。これにより、ドラム20の外周面には画像情報に対応した静電潜像が形成されていく。この静電潜像は、現像装置ユニット40の現像剤T(以下、トナーと記載する)によって可視化されトナー像として現像される。
さらに説明すると、帯電ローラ12はドラム20に接触して設けられており、ドラム20に帯電を行う。この帯電ローラ12は、ドラム20に従動回転する。また、現像装置ユニット40は、ドラム20の現像領域へトナーを供給して、ドラム20に形成された潜像を現像する。
現像装置ユニット40は、トナー室45内のトナーTを攪拌部材43の回転によってトナー供給室44に送り出す。そして、マグネットローラ(固定磁石)41aを内蔵した現像剤担持体である現像ローラ41を回転させるとともに、現像ブレード42によって摩擦帯電電荷を付与したトナー層を現像ローラ(現像手段)41の表面に形成する。そして、そのトナーを潜像に応じてドラム20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。現像ブレード42は、現像ローラ41の周面のトナー量を規定すると共に摩擦帯電電荷を付与するものである。
一方、レーザー光Lの出力する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5b、搬送ローラ対5cによって、装置本体1の下部に収納されたシート材Pがシートトレイ4から給送される。そして、そのシート材Pが転写ガイド6を経由して、ドラム20と転写用帯電ローラ7との間の転写位置へタイミング供給される。この転写位置において、トナー像はドラム20からシート材Pに順次転写されていく。
トナー像が転写されたシート材Pは、ドラム20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を構成する定着ローラ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。
一方、転写後のドラム20は、クリーニングブレード(クリーニング手段)52により外周面上の残留トナーが除去されて、再び、帯電から始まる作像に供される。ドラム20から除去された廃トナーは感光体ユニット50の廃トナー室52aに貯蔵される。
上記において、帯電ローラ12、現像ロ−ラ41、クリーニングブレード52等がドラム20に作用するプロセス手段である。
(プロセスカートリッジの枠体構成)
図3はカートリッジ2の枠体構成を説明する斜視図である。カートリッジ2の枠体構成について図2・図3を用いて説明する。
図2に示すように、ドラム20、帯電ローラ12およびクリーニングブレード52は、ドラム枠体51に取り付けられ、一体的な感光体ユニット50を構成している。
一方、現像装置ユニット40は、トナーを収納するトナー室45及びトナー供給室44を形成するトナー収納容器40aとフタ40bにより構成される。トナー収納容器40aとフタ40bは、溶着等の手段により、一体に結合されている。
そして、図3に示すように、感光体ユニット50と現像装置ユニット40を丸いピンの結合部材54によって互いに回動可能に結合することによってカートリッジ2を構成する。
すなわち、図3に示すように、現像装置ユニット40の長手方向(現像ローラ41の軸線方向)の両側に配置されたサイドカバー55に形成したアーム部55aの先端には現像ローラ41と平行に丸い形状の回動穴55bが設けてある。アーム部55aをドラム枠体51の所定の位置に挿入すると、ドラム枠体51には回動穴55bの同軸上に結合部材54を嵌入するための嵌入穴51aが空いている(図3の(a)において左側の嵌入穴は不図示)。結合部材54を回動穴55bと嵌入穴51aに共挿入することで、感光体ユニット50と現像装置ユニット40は結合部材54を中心に回動可能に結合される。このときアーム部55aの根元に取り付けられた圧縮コイルばね46がドラム枠体51に当たり現像装置ユニット40を下方へ付勢している。これにより、現像ローラ41(図2)をドラム20方向へ確実に押し付ける。現像ローラ41の両端部には間隔保持部材(不図示)が取り付けられ、現像ローラ41はドラム20から所定の間隔をもって保持される。
(プロセスカートリッジ回転力伝達方法)
図4はカートリジドア(本体カバー)109を開いて内部を見せた装置本体1の斜視図である。カートリッジ2は装着されていない。図4を用いて、カートリッジ2に対する回転力伝達方法について説明する。
図4に示すように、装置本体1にはカートリッジ着脱用のガイドレール130が備えてあり、カートリッジ2はガイドレール130に沿って装置本体1内に装着される。この際に、カートリッジ2の装着動作に連動して装置本体1の駆動軸100とカートリッジ2が有する回転力伝達部品であるカップリング部材150(図3:以下、カップリングと記載する)とが結合する。これによりドラム20は装置本体1から回転力を受けて回転する。
カップリング部材150は後述するようにドラム20の端部にドラムの軸線L1に対して実質的に全方向にわたって傾斜可能に設けられている。そして、このドラム20のカップリング部材150は、回転させるための回転力をドラム20に伝達するための回転力伝達角度位置(第1の角度位置)を取り得る。また、回転力伝達角度位置からドラム20の軸線L1と離れる方向へ傾斜した係合前角度位置(第2の角度位置)を取り得る。また、回転力伝達角度位置から前ドラムの軸線L1と離れる方向へ傾斜した離脱角度位置(第3の角度位置)を取り得る。これについては後述する。
1)駆動軸100の説明
図5は装置本体1側の駆動軸100の斜視説明図である。駆動軸100は装置本体1に設けられた不図示のギア列等の駆動伝達手段およびモータと連結されている。駆動軸100の先端部100aは略半球面をしており、回転力付与部としての回転力伝達ピン100bを有している。この形状については、後に詳細に説明を加える。
2)カップリング部材150の説明
図6はカップリング部材150の斜視説明図である。カップリング部材150の材質は、例えばポリアセタール、ポリカーボネート、PPS等の樹脂である。但し、カップリング部材150の剛性を上げるために、負荷トルクに応じて上記樹脂中にガラス繊維、カーボン繊維等を配合しても良い。前記材料を配合した場合には、カップリング部材150の剛性を上げることができる。また、前記樹脂中に、金属をインサートして更に剛性を上げても良いし、カップリング全体を金属等で製作しても良い。
カップリング部材150の先端には、複数の被駆動伝達突起部150d(150d1〜150d4)が配置されている。また、被駆動伝達突起部150d(150d1〜150d4)には、回転力受け部150e(150e1〜150e4)がカップリング部材150の軸線L2に対して傾斜して設けられている。さらに、被駆動伝達突起部150d1〜150d4の内側には、すり鉢状の駆動軸受け面(凹部)150fが形成されている。駆動軸受け面150fは凹部である。
即ち、カップリング部材150の回転力受け部150eは、カップリング部材150の回転軸線上(軸線L2)に中心Oを有する仮想円C上(仮想円上)に(図9)、前記中心を挟んで対向して位置するように複数個配置されている。本実施例では4個の回転力受け部150e1〜150e4が配置されている。駆動軸受け面150fは、カップリング部材150の回転軸線上にあり、先端に向かうにしたがって広がった拡開部を有する。この拡開部の先端側に前記回転力受け部150e(150e1〜150e4)がカップリング部材150の回転方向に沿って等間隔に複数個配置されている。
3)駆動軸100とカップリング部材150の結合状態の説明
図7はカップリング部材150と駆動軸100が結合した状態を示す説明図である。図8はカップリング部材150と駆動軸100が結合した状態を示す断面図である。図7・図8を用いて駆動軸100とカップリング部材150の結合状態を説明する。
駆動軸100の回転力伝達ピン100bが、回転力受け部150e(150e1〜150e4)と係合している。図7では見えないが、裏側の回転力伝達ピン100bも、回転力受け部150eと係合している。また、駆動軸100の先端部100aがカップリング部材150の駆動軸受け面150fと当接している。駆動軸100が回転することによって、回転力伝達ピン100bから回転力受け部150eへと回転力が伝達される。また、回転力受け部150eがカップリング部材150の軸線L2に対して傾斜していることによりカップリング部材150と駆動軸100は互いに引き付けあい、先端部100aと駆動軸受け面150fが確実に当接し安定した回転力伝達が可能となる。
駆動軸100の回転力付与部である回転力伝達ピン100bは駆動軸の軸線と実質的に直交する方向へ対向して2箇所突出して配置されている。そして、前記回転力受け部150e(150e1〜150e4)の何れか一つが回転力伝達ピン100bの2箇所の内の一つと係合する。及び、前記回転力受け部150e(150e1〜150e4)と対向している前記回転力受け部の他の一つが前記回転力伝達ピン100bの前記2箇所の内の他の一つと係合する。これによって、カップリング部材150は駆動軸100から回転力を受けて回転する。
カップリング部材150の駆動軸受け面150fの前記前記拡開部は図8のように円錐形状である。この円錐形状はカップリング部材150の回転軸線上に頂点aを有している。図8はカップリング部材150が回転力伝達角度位置に位置している状態時である。カップリング部材150は回転力伝達角度位置に位置する状態ではカップリング部材150の回転軸線L150がドラム20の軸線と実質的に一致している。そして、駆動軸受け面150fの円錐形状の頂点aが駆動軸100の先端と対向し、カップリング部材150が駆動軸100の先端にかぶさって、カップリング部材150に回転力が伝達される。回転力受け部150e(150e1〜150e4)はカップリング部材150の回転する回転方向に等間隔に配置されている。
4)カップリングと結合部品の説明
図9はカップリング部材150を説明する斜視図、図10は球形部材160を説明する斜視図、図11はカップリング部材150と結合部品を説明する断面図、図12はカップリング部材150と結合部品を説明する斜視図である。
図9に示すように、カップリング部材150の回転力受け部150eとは反対側に位置する端部150sに貫通穴150rを有する。また、図10に示すように、カップリング部材150と結合する球形部材160は略球形状をしており、カップリング部材150と後述するピン155を挿入するための穴が設けられている。袋状穴160aは、カップリング部材150の端部150sを挿入するためのものである。また、貫通穴160bは、後述するピン155を挿入するための穴であり、袋状穴160aをも貫通している。
図11と図12のように、カップリング部材150の端部150sが球形部材160の袋状穴160aに挿入され、貫通穴150rと貫通穴160bを一直線上を重ねた位置関係を保った状態で、ピン155を挿入する。本実施例では、カップリング部材150と袋状穴160aを隙間嵌め、ピン155と貫通穴150rを隙間嵌め、さらにピン155と貫通穴160bをしまり嵌めの関係とした。よって、ピン155と球形部材160は一体的に結合されている。この結合状態をカップリング結合体156と称する。
カップリング部材150は駆動軸100から回転力を受けると軸線L150周りに回転し、貫通穴150rがピン155と係合する。すなわち、装置本体1からの回転力はカップリング部材150を通じて、ピン155を回転軸L150中心に回転する力に変換される。
5)カップリング結合体156からドラム20への回転力伝達
図13はドラムフランジ151(以下、フランジと記載する)を説明する説明図、図14は図13のS2−S2で切断した断面図、図15はカップリング部材150をフランジ151に組み付ける過程を図13のS1−S1で切断した状態で説明する断面図である。図16はカップリング部材150をフランジ151に固定する過程を図13のS1−S1で切断した状態で説明する断面図である。図17は電子写真感光体ドラムユニット21を駆動側(カップリング部材150)から見た斜視説明図、図18は非駆動側(カップリング部材150と長手反対)から見た斜視説明図である。
図13・図14を用いてカップリング部材150を取り付けるフランジ151の一例について説明する。図13は駆動軸100側からフランジ151を見た図である。図13で示す開口部151g(151g1〜151g4)は、フランジ151の回転軸方向に設けられた溝である。カップリング部材150をフランジ151に取り付ける際、ピン155がこの開口部151g1〜151g4のうちいずれか2箇所に収まる。さらに、開口部151g1〜151g4の時計周り方向上流側には、回転力伝達面(回転力被伝達部)151h(151h1〜151h4)が設けられている。ピン155からフランジ151へ回転力が伝達される際に、ピン155と回転力伝達面151hが当接する。また、フランジ151の中心軸L151付近には、空間(凹部151f)が設けられている。
フランジ151は、ギア151mを有している(図15、図16、図17、図18)。ギア151mは、カップリング部材150駆動軸100から受けた回転力を現像ローラ41に伝達するものである。
凹部151fは、円筒面151j(151j4〜151j4)と、抜け止め部151i(151i1〜151i4)と、開口151k(151k1〜151k4)とで囲まれた空間である。上記において、円筒面151j(151j4〜151j4)は、開口部151gと隣り合い、かつ軸線L151を中心軸とした略円筒面であって、直径φD151aの円筒面部分である。抜け止め部151i(151i1〜151i4)は、円筒面151jと滑らかに連続している略半球面であって、半径SR151の部分部である。開口151k(151k1〜151k4)は、抜け止め部151iの駆動軸100側に位置する、直径φD151bの開口部分である。
なお、球形部材160の外形寸法φD160との関係は以下のようになる(図14・図15参照)。
φD151b<φD160<φD151a≒2×SR151
凹部151fに球形部材160を隙間を有して挿入することが出来るが、軸線L151の開口151k側に移動することを規制される。この規制によって、通常の使用条件下において球形部材160(カップリング結合体156)がフランジ151(プロセスカートリッジ2)から外れる事はない。
カップリング部材150は、ドラム20の軸線L1に対して実質的に全方向にわたって傾動可能なように、回転力伝達ピン155(回転力伝達部)と回転力伝達面(回転力被伝達部)151hとの間に隙間を有している。そして、回転力伝達面151hに対してピン155は可動状態である。このようにして、カップリング部材150は、カップリング部材150が回転する回転方向において、ピン155と回転力伝達面151hとが接触するようにドラム20の端部に取り付けられている
図15・16を用いて、カップリング部材150をフランジ151に組み付け、固定する過程を説明する。端部150sをフランジ151に対して矢印X1の方向から挿入する。次に、球形部材160を矢印X2方向から被せる。さらに、球形部材160の有する貫通穴160b及び端部150sにある貫通穴150rを一直線上に位置あわせ後に、ピン155を矢印X3の方向から挿入する。ピン155は、貫通穴160b及び貫通穴150rを貫通する。貫通穴160b及び貫通穴150rの内径寸法はピン155のそれより小さく設定しているため、ピン155と貫通穴160b及び貫通穴150rの間で摩擦力が発生する。なお、本実施例において圧入代は50μm程度に設定している。
これにより、通常の使用時にはピン155がずれることなく保持され、カップリング結合体156が一体的に結合される。
さらに、カップリング結合体156をX4方向に移動し、球形部材160を抜け止め部151iと接触もしくは近接させる。
次に、抜け止め部材157を矢印X4方向へ挿入して、フランジ151に固定する。球形部材160とガタ(隙間)を残しているため、カップリング部材150が向きを変えることが出来る。
次に、図17・図18を用いて、電子写真感光体ドラムユニット21(以下、感光体ドラムユニットと記載する)の構成について説明する。カップリング結合体156を取り付けたフランジ151を、被駆動伝達突起部150dが露出するように、ドラム20の一端側に固定する。また非駆動側ドラムフランジ152を、ドラム20の他端側に固定する。この固定方法は、カシメ、接着、溶着等を用いる。そして、感光体ドラムユニット21は、駆動側を軸受け部材15に支持され、非駆動側を感光体ドラムユニット支持ピン202によって支持された状態で、ドラム枠体51に回転可能に支持される。非駆動側は、ピン202によって、ドラムフランジ152の穴部152aを回転可能に支持される。
本実施例においては、カップリング部材150はフランジ151を介してドラム20の端部に、ドラム20の軸線L1に対して実質的に全方向にわたって傾動可能(旋回可能)に設けられている。
以上説明したように、装置本体1のモータ(不図示)からの回転力を装置本体1のギア等の駆動伝達手段(不図示)を通じて駆動軸100が回転する。その回転力は、カップリング部材150を介してカートリッジ2へと伝達される。さらには、カップリング部材150からピン155を通じてフランジ151へ伝わり、フランジ151と一体的に固定されているドラム20に回転力が届けられる。さらに、151cはギアであって、カップリング部材150が駆動軸100から受けた回転力を現像ローラ41(図2)に伝達するものである。ギア151cは、フランジ151と一体成形されている。
(カートリッジ2の着脱構成)
次に、カートリッジ2を装置本体1へ装着するための装着ガイドの説明をする。図19及び図20に示すように、本実施例の装着手段130は、装置本体1に設けた本体ガイド130R1、130R2、130L1、130L2を有する。これらは、装置本体1内に設けられたカートリッジ装着スペース(カートリッジ設置部130a)の左右両側面に対向して設けられている(図19は駆動側側面、図20は非駆動側面を図示)。カートリッジ2の駆動側に対向するように、装置本体側には本体ガイド130R1、130R2がカートリッジ2の取り付け方向に沿って設けられている。一方、カートリッジ2の非駆動側に対向するように、装置本体側には本体ガイド130L1、130L2がカートリッジ2の取り付け方向に沿って設けられている。本体ガイド130R1、130R2と本体ガイド130L1、130L2は対向している。カートリッジ2を装置本体1に装着する際には、このガイド130R1、130R2、130L1、130L2に後述するカートリッジガイドをガイドさせて挿入する。尚、装置本体1にカートリッジ2を装着するには、装置本体1に対して開閉可能なカートリジドア109を開いて行う。そして、ドア109を閉じることによって、カートリッジ2の装置本体1に対する装着を完了する。尚、カートリッジ2を装置本体1から取り出す際にも、ドア109を開くことにより取り出し動作を行なう。これらの動作は、使用者によって行われる。
次に、カートリッジ2の装着ガイド及び装置本体1に対する位置決め部の説明をする。図3の(a)及び(b)に示すように、本実施例では、軸受け部材158はその外側端部外周158aがカートリジガイド140R1を兼ねている。また、ドラム枠体の円筒部51aが、カートリッジガイド140L1を兼ねている。尚、158hが軸受で、ドラム20を回転可能に支持している(図22(C)、図26)。軸受158hは、軸受け部材158に設けられている。
また、ドラム枠体51の長手方向一端(駆動側)には、カートリッジガイド140R1の略上方にカートリッジガイド140R2が設けられている。そして、前記長手方向他端(非駆動側)には、カートリッジガイド140L1の上方にカートリッジガイド140L2が設けられている。
即ち、ドラム20の長手方向一端には、ドラム枠体51から外方へ突出したカートリッジ側ガイド140R1、140R2が設けられている。また、前記長手方向他端には、ドラム枠体51から外方へ突出したカートリッジ側ガイド140L1、140L2が設けられている。ガイド140R1、140R2、140L1、140L2は、前記長手方向に沿った外方方向へ突出している。即ち、前記ガイド140R1、140R2、140L1、140L2は、ドラム20の軸線L1に沿った方向にドラム枠体51から突出している。そして、カートリッジ2を装置本体1に取り付ける際には、及び、カートリッジ2を装置本体1から取り外す際には、ガイド140R1はガイド130R1によってガイドされ、また、ガイド140R2はガイド130R2によってガイドされる。また、カートリッジ2を装置本体1に取り付ける際には、及び、カートリッジ2を装置本体1から取り外す際には、ガイド140L1はガイド130L1によってガイドされ、また、ガイド140L2はガイド130L2によってガイドされる。このようにして、カートリッジ2は装置本体1に、駆動軸100の軸線方向L3と実質的に直交する方向に移動させて取り付けられ、また、装置本体1から取り外される。また、本実施例ではカートリッジガイド140R1、140R2は第2枠体118と一体に成形されている。しかしながら、カートリッジガイド140R1、140R2は別部材でも構わない。
次に、プロセスカートリッジの装着動作の説明をする。図21を用いて、カートリッジ2の装置本体1に対する装着動作を説明する。図21は装着過程を示す。図21は、図19のS9−S9で切った断面図である。
図21の(a)に示すように、使用者によって、ドア109を開く。そして、カートリッジ2を装置本体1に設けたカートリッジ装着手段130(設置部130a)に対して取り外し可能に装着する。
カートリッジ2を装置本体1に装着する際は、図21の(b)に示すように、駆動側において、カートリッジガイド140R1、140R2を、本体ガイド130R1、130R2に沿って挿入する。また、非駆動側についても、カートリッジガイド140L1、140L2(図3の(b))を本体ガイド130L1、130L2(図20)に沿って挿入する。
図22の(a)、(b)、(c)を用いて、カートリッジ2を本体ガイド(130R1)に挿入するまでの状態と、カップリング部材150の規制を行う規制部としてのドラム軸受け部材158の形状について更に詳しく説明する。
前述したように、カップリング部材150は感光体ドラムユニット21の中で傾斜可能に取り付けられている。このため、カートリッジ2が装置本体1から取り出されている状態では、重力によって鉛直下向きに傾斜する場合が多い。
図22の(a)は、カートリッジ2のドラム軸受け部材周辺の斜視図を示し、説明のためカップリングを描画していない。(b)はカートリッジ2の側面図である。(c)は(b)のS10の線で切断されたカートリッジ2の断面図であり、感光体ドラムユニット21(ドラム20)の軸線L1と傾斜したカップリング部材150の軸線L2の向きを示した。
図22の(a)を用いてドラム軸受け部材158の形状を説明する。ドラム軸受け部材158には、カップリング部材150を貫通させる穴部158fの周囲にカップリング部材150の動きを規制する規制部170が設けられている。即ち、軸受け部材158には規制部170が設けられている。この規制部170は、カップリング部材150の係合前角度位置が、ドラム20の軸線L1に対して、他の角度位置(回転力伝達角度位置、係合前角度位置)よりも傾斜角度が大きくなるようにカップリング部材150の傾斜角度を規制する。即ち、規制部170は、カップリング部材150が自重によって傾斜する角度が、カップリング部材150が係合前角度位置(第2の角度位置)に位置する場合よりも小さくなるように、カップリング部材150の傾斜角度を規制する。ここで、回転力伝達角度位置は第1の角度位置である。また、係合前角度位置は第2の角度位置である。また、離脱角度位置は第3の角度位置である。
ドラム軸受け部材158には穴部150fが設けられている。カップリング部材150は穴部150fに周囲を囲まれて傾動可能である。そして、穴部150fの外周に沿って、傾斜規制部170gを有する第一円弧部分170aが設けられている。尚、カップリング部材150はこの穴部150fを通過して組み立てられる。カートリッジ2が装置本体1から取り出された状態で、穴部150fの鉛直方向下側部分には、傾斜規制部170gが設けられている。傾斜規制部170gは、カートリッジ2が装置本体1から取り出された状態で、カップリング部材150の傾斜角度を規制する。穴部158fの縁の一部から、軸線L1方向において、外側に突出した突出規制部170cは、第二円弧部分170dと、第二円弧部分170dと連なる平面部170eを有する。尚、突出規制部170cは、後述する傾斜規制部140R1aを形成している。傾斜規制部140R1aについては、図24、図30を用いて後述する。尚、後述する通り、傾斜規制部140R1aは、カップリング部材150の傾斜方向を上面から左面にかけて規制している。そのため、カップリング部材150は、装着方向(X4)に対してのみ自由に傾斜できる。
図22の(c)の断面図に示すように、カートリッジ2が装置本体1から取り出された状態で、カップリング部材150は規制部170の有する傾斜規制部170gに保持される位置まで軸線L2を傾けている。即ち、カップリング部材150は、中間部150cが、傾斜規制部170gと接触して、傾斜角度を規制されている(図22(C))。傾斜規制部170gは、カートリッジ2が装置本体1へ挿入されて、カップリング部材150が本体ガイド130R1にガイドされるまでの間、カップリング部材150の中間部150cを保持している。即ち、カップリング部材150の傾斜角度を規制している。そのため、図22の(a)に示すように、傾斜規制部170gは穴部150fの円周方向全域には配置されていない。すなわち、穴部150fの周辺の一部に、カップリング部材150の傾斜角度を穴部150fの他の周辺よりも大きくするために、突出部170bを設けている。突出部170bは、穴部150fの円周方向から穴部150fの半径方向(ラジアル方向)に突出させた突出部170bを切り欠きのように設けている。突出部170bは、ドラム20の軸線L1を中心とする半径方向において、突出規制部170c及び傾斜規制部170gよりも離れた位置でカップリング部材150の傾斜角度を規制する(図29(a))。尚、図29(a)は、カップリング部材150が突出部170bによって、傾斜角度を規制されている状態を示している。尚、図22(c)において、カップリング部材150の被駆動部150aは、点線で図示している。カップリング部材150は、傾斜規制部170gによって傾斜角度を傾斜角α8で規制される。これによって、カートリッジ2を装置本体1に装着する際に、カップリング部材150は本体ガイド130の挿入部130R2と干渉することなく、また、衝撃を和らげて挿入部130R2に受け渡される。尚、カップリング部材150は、装置本体1に位置決めされるまでの過程で、スライダー131によって弾性的に付勢される。そして、カップリング部材150は、突出規制部170cの有する第二円弧部分170dと平面部170eとに突き当たりながら突出部170bに導かれる。そして、カップリング部材150は、駆動軸100と接触する前に、係合前角度位置に位置する。したがって、カップリング部材150は、駆動軸100と確実に、また、円滑に係合することができる。尚、カップリング部材150は、スライダー131によって外力(第2の外力)を受けることになる。
次に、そのまま矢印X4方向にカートリッジ2を挿入していくと、駆動軸100とカップリング部材150の係合を経て、カートリッジ2は所定の位置(設置部130a)に装着される(設置される)。つまり、図21の(c)および図19に示すように、カートリッジガイド140R1が本体ガイド130R1の位置決め部130R1aに接触して、また、カートリッジガイド140R2が本体ガイド130R2の位置決め部130R2aに接触する。また、カートリッジガイド140L1が本体ガイド130L1の位置決め部130L1a(図20)に接触して、また、カートリッジガイド140L2が本体ガイド130L2の位置決め部130L2aに接触する。尚、この状態は、略対称形状であるので図示は省略する。このように、カートリッジ2は、装着手段130によって、設置部130aに取り外し可能に装着される。即ち、カートリッジ2は装置本体1に位置決めして装着される。そして、カートリッジ2が設置部130aに装着された状態で、駆動軸100とカップリング部材150とが係合状態になる。即ち、カップリング部材150は後述する回転力伝達角度位置となる。カートリッジ2は、設置部130aに装着されることによって、画像形成動作が可能となる。尚、カートリッジ2が前述のように所定の位置に収まった際には、押圧バネ188R(図19)により、カートリッジ2の押圧受け部140R1b(図3の(a))が押圧力を受ける。また、押圧バネ188L(図20)により、カートリッジ2の押圧受け部140L1b(図3の(b))が押圧力を受ける。これにより、カートリッジ2(ドラム20)が、装置本体1の転写ローラ、光学手段等に対して正確に位置が決まる。
このように、カートリッジ2は、ドラム20の軸線L1の方向と直交する方向にガイドされるカートリッジガイド140R1、140R2、140L1、140L2を有する。これによって、カートリッジ2は、駆動軸100の軸線L3と実質的に直交する方向に移動して、装置本体1に装着される。また、カートリッジ2は、装置本体1から取り外される。
上記のように、規制部170は、ドラム20の軸線L1と実質的に直交する直交方向において、カップリング部材150を囲んで設けられている。即ち、規制部170は、カップリング部材150の中間部150cの部分を、カップリング部材150が旋回することが可能なように隙間を空けて囲んでいる。また、規制部170は、前述した通り、第一円弧部分170aと第一円弧部分170aと連なって前記直交方向に突出している突出部170bとを有している。そして、第一円弧部分158aでもって、自重で傾斜するカップリング部材150の傾斜角度を規制し、突出部158bで係合前角度位置におけるカップリング部材150の傾斜角度を規制する。
このように、規制部170は、カップリング部材150が自重によって傾斜する際には、第一円弧部分158aの有する傾斜規制部170gが中間部150cに接触することによって、カップリング部材150の傾斜角度を規制する。そして、突出部170bで係合前角度位置におけるカップリング部材150の傾斜角度を規制する。
尚、本実施例においては、係合前角度位置の傾斜角度は、約30度であり、第一円弧部分158aで規制される傾斜角度は、約20度(図22(c)で示すα8度)である。但し、この角度に限定されるものではなく、傾斜角度は適宜選択することができる。
そして、第一円弧部分170aでもって、カップリング部材150の傾斜角度を規制する。即ち、カップリング部材150の傾斜角度を規制する場合には、その傾斜角度が、カップリング部材150が係合前角度位置(第2の角度位置)に位置する場合の傾斜角度よりも小さくなるように、カップリング部材150の傾斜角度を規制する。具体的には、軸線L1上に中心を有する半径方向において、第一円弧部分158aがカップリング部材150の傾斜角度を規制する位置よりも、突出部170bがカップリング部材150の傾斜角度を規制する位置を離れた位置に配置している。
ここで、カップリング部材150が自重によって傾斜する場合の角度とは、ユーザが把持部T(図3)を掴んで、カートリッジ2を持ち運ぶ場合のカップリング部材150の傾斜角度である。即ち、カップリング部材150が本体ガイド130R1にガイドされるまでの傾斜角度である。この際に、第一円弧部分170a(傾斜規制部170g)でもって、カップリング部材150の傾斜角度を規制する。
尚、自重によって傾斜するカップリング部材150の傾斜角度を規制する第一円弧部分170aの所定部分と突出規制部170cとは、中心Oを挟んで対向して設けられている。
更に、第一円弧部分170aには、第一円弧部分から前記軸線方向に突出した突出規制部170cを有している。また、規制部170は、第一円弧部分170aと同じ半径の第二円弧部分170dと、第二円弧部分と連なって突出部170aの設けられた側に向かう平面部158eとを有している。そして、カップリング部材150が、装置本体1から前記外力(第2の外力)を受けた際に、カップリング部材150が前記外力によって、第二円弧部分158dと平面部158とに沿って移動して突出部170bに導かれる。これによって、カップリング部材150が係合前角度位置に位置する。尚、前記外力(第2の外力)とは、スライダー131によって、カップリング部材150が付勢される力である。
前述した通り、規制部170を有することによって、装置本体1に装着する前に、カップリング部材150が不必要な方向へ大きく傾かないようにする。これによって、装置本体1の長手方向のサイズを縮小することができた。また、カートリッジ2を装置本体1に装着する際に、カートリッジ2を装置本体1にスムーズに装着することができた。尚、ここで、不必要な方向とは、係合前角度位置以外の方向である。
ここで、本実施例を用いるプロセスカートリッジ2は、以下の(i)乃至(iv)の構成を有する。
i)軸線を中心に回転可能で、周面に感光層を有するドラム20
ii)ドラム20に作用するプロセス手段(帯電ローラ12、現像ローラ41、クリーニングブレード52)
iii)ドラム20を回転させるための外力(第1の外力)を受けるカップリング部材150であって、ドラム20を回転させるための前記外力(第1の外力)をドラム20に伝達するための回転力伝達角度位置(第1の角度位置)と、前記(第1の角度位置)からドラム20の軸線L1と離れる方向へ傾斜した係合前角度位置(第2の角度位置)と、前記回転力伝達角度位置(第1の角度位置)から軸線L1と離れる方向へ傾斜した離脱角度位置(第3の角度位置)とを取り得るカップリング部材150
ここで、前記外力(第1の外力)とは、本実施例においては、カップリング部材150が、駆動軸100から受ける回転力である。
iv)カップリング部材150が自重によって傾斜する角度が、カップリング部材150が前記係合前角度位置(第2の角度位置)に位置する場合よりも小さくなるように、カップリング部材150の傾斜角度を規制する規制部170
尚、規制部170は、軸線L1と直交する直交方向において、カップリング部材150を囲んで設けられている。また、規制部170は、第1円弧部分170aと第1円弧部分158aと連なって前記直交方向に突出している突出部170aとを有している。そして、第1円弧部分170a(傾斜規制部170g)で自重によって傾斜するカップリング部材150の傾斜角度を規制している。また、突出部170bで前記第2の角度位置におけるカップリング部材150の傾斜角度を規制する。
この構成によって、本実施例では、カートリッジ2を装置本体1に挿入する際に、カップリング部材150が装置本体1内の他の構成に引っかからずに、カートリッジ2を滑らかに装置本体1に挿入することができた。即ち、カートリッジ2の装置本体1への挿入を滑らかに行うことができた。
更に、第1円弧部分170aには、第1円弧部分170aから前記軸線方向に突出した突出規制部170cを有している。突出規制部170cは、第1円弧部分170aと同じ半径の第2円弧部分170dと第2円弧部分170dと連なって突出部170bの設けられた側に向かう平面部170eとを有している。そして、カップリング部材150は、前記外力(第1の外力)とは異なった第2の外力を受けた際に、カップリング部材150が前記第2の外力によって弾性的に付勢されて、第二円弧部分170dと平面部170eとに沿って移動する。そして、カップリング部材150は突出部170aに導かれる。これによって、カップリング部材150が前記係合前角度位置(第2の角度位置)に位置する。
この構成によって、本実施例では、カップリング部材150が駆動軸100と係合する際に、
カップリング部材150と駆動軸100との係合を確実に行うことができた。即ち、カートリッジ2と装置本体1との連結を円滑に行うことができる。
また、カップリング部材150は、カップリング部材150の軸線L2と同軸線上に駆動軸受け面(凹部)150fを有している。そして、前記凹部は、その先端に向かうにしたがって広がった拡開部を有している。この構成によって、カップリング部材150が駆動軸100と円滑に係合、離脱することができる。また、カップリング部材150は駆動軸100から、安定した状態で、回転力を受けることができる。
また、カップリング部材150の有する回転力受け部150eが、前記拡開部の先端側に、カップリング部材150の回転方向に沿って等間隔に複数個配置されている。また、回転力受け部150eは、軸線L2上に中心Oを有する仮想円C上に、中心Oを挟んで対向して位置するように複数個配置されている(図9)。この構成によって、カップリング部材150は駆動軸100からバランス良く回転力を受けることができる。
前記拡開部は円錐形状である。そして、前記円錐形状は軸線L2上に頂点を有している。
この構成によって、カップリング部材150と駆動軸100との正確な位置決めを行うことができる。
また、カップリング部材150は、ドラム20の端部に、軸線L1に対して実質的に旋回可能に設けられている。即ち、軸線L1に対して実質的に全方向にわたって移動可能(傾斜可能)である。
この構成によって、カップリング部材150は駆動軸100の位相に関係なく、駆動軸100と係合、離脱することができる。
また、カップリング部材150は、軸線L2が駆動軸100の軸線L3と多少ずれていたとしても、滑らかに回転力を受けることができる。
また、カートリッジ2は、ドラム20の軸線L1方向と直交する方向にガイドされるガイド部(カートリッジガイド140R1、140R2、140L1、140L2)を有する。これによって、カートリッジ2は、駆動軸100の軸線L3と実質的に直交する方向から、装置本体1に装着することができる。また、取り外すことができる。
ここで、後述する感光体ドラムユニット21は、前記構成からii)のプロセス手段の構成を除いたものである。
ここで「実質的に直交」の意味について説明する。カートリッジ2と装置本体1の間には、カートリッジ2をスムーズに着脱する為に、両者の間には若干の隙間を持たせてある。具体的に言えば、ガイド140R1とガイド130R1との前記長手方向の間、ガイド140R2とガイド130R2との前記間、ガイド140L1とガイド130L1との前記間、及びガイド140L2とガイド130L2との前記間に若干の隙間を持たせてある。従ってカートリッジ2を装置本体1に取り付け及び取り外す際に、カートリッジ2全体がその隙間の範囲内で若干斜めになることもあり得る。従って、厳密に直交方向からの取り付け及び取り外しではないこともある。しかしそういった場合でも、本発明の作用効果は達成可能である。従ってカートリッジが若干斜めになった場合も含めて、「実質的に直交」と称している。
尚、各々の突起150dの間には、待機部150kが設けられている。即ち、隣り合う突起150dの間隔は、この間隔内に、装置本体1に設けられた駆動軸100の回転力伝達ピン(回転力付与部)100bが位置できるように、ピン100bの外径よりも大きく設定されている。この隣り合う突起の間が、待機部150kである。カップリング部材150に駆動軸100から回転力が伝達される際には、待機部150kいずれかに伝達ピン100bが位置する(図24)。
また、150aは、ピン100bから回転力を受けるためのカップリング側被駆動部である。また、150bは、回転力伝達部155に係合して、ドラム軸に前記回転力を伝えるカップリング側駆動部である。また、150cは、被駆動部150aと駆動部150bとをつなぐ、中間部150cである(図32(a))。
次に、ドラム軸線L1に対して、カップリング部材150の軸線L2を傾斜させる別の手段について説明する。図23は、装置本体1の駆動側を図示した斜視図である。図23を用いて、本体ガイド及びカップリング付勢手段について説明する。尚、本実施例は、例えば、中間部150cあるいは本体ガイドが摺擦されることによって、前記摩擦力が増大したとしても、カップリング部材150を係合前角度位置に確実に傾動させることができる。本体ガイド130R1は、主に、カートリッジガイド140R1(図3)を介して、カートリッジ2をガイドするガイド面130R1bと、カップリング部材150をガイドするガイドリブ130R1cと、カートリッジ位置決め部130R1aとを有する。ガイドリブ130R1cはカートリッジ2の装着軌跡上にある。そしてガイドリブ130R1cは、カートリッジ装着方向において、駆動軸100の手前まで延びている。また、駆動軸100付近に設けられているリブ130R1dは、カップリング部材150が係合したときに干渉しない高さになっている。
リブ130R1cの一部は切りかかれている。そしてリブ130R1cには、本体ガイドスライダー131が矢印W方向にスライド可能に取り付けられている。スライダー131には、押圧バネ132(図24)の弾性力により押圧されている。この状態において、スライダー131は、ガイドリブ130R1cより突出している。
尚、スライダー131は、カップリング部材150に外力(第2の外力)としての付勢力を与える。即ち、スライダー131は、外力(第2の外力)としての付勢力をカップリング部材150に与える。
本体ガイド130R2は、主に、ドラム枠体51の一部をガイドして、カートリッジ2の装着時の姿勢を決めるためのガイド部130R2bと、カートリッジ位置決め部130R2aを有する。
次に図24〜図26を用いて、カートリッジ2の装着動作中の、本体ガイド130R1、130R2と、スライダー131、及び、カートリッジ2の関係について説明する。図24は装置本体側の駆動軸100(図19)側から見た側面図であり、図25はその斜視図である。図25は図24のZ−Z断面図である。
図24に示すように、カートリッジ2は、駆動側において、カートリッジガイド140R1がガイド面130R1b上に接触した状態で移動する。この時、図26に示すように、中間部150cは、ガイドリブ130R1cとn1だけ隙間を設けている。そのため、カップリング部材150に力は加わっていない。また図24に示すように、カップリング部材150は上面から左面にかけて規制部140R1aで規制されている。そのため、カップリング部材150は、装着方向(X4)に対してのみ自由に傾斜できるように設定されている。
次に図27〜図30を用いて、カップリング部材150がスライダー131に接触して、スライダー131が付勢位置から退避位置へ移動する動作を説明する。図27〜図28は、カップリング部材150がスライダー131の頂点131bで接触している状態、即ち、スライダー131が退避位置に移動した状態を示している。装着方向(X4)にのみ傾斜可能なカップリング部材150の進入により、中間部150cとスライダー131の突出部の斜面131a(図29)とが接触する。これによって、スライダー131は押し下げられ、退避位置へと移動する。
次に図29〜図30を用いて、カップリング部材150がスライダー131の頂点131bを乗り越えた後の動作を説明する。図29〜図30は、カップリング部材150がスライダー131の頂点131bを乗り越えた後の状態を示している。
カップリング部材150が頂点131bを乗り越えると、スライダー131は、押圧バネ132の弾性力によって、退避位置から付勢位置へと戻ろうとする。その際、カップリング部材150の中間部150cの一部が、スライダー131の斜面131cから力Fを受ける。即ち、斜面131cが力付与部として機能して、中間部150cの一部が、上記力を受ける力受け部150pとして機能する。図29に示すように、前記力受け部150pは、中間部150cのカートリッジ装着方向上流側に設けられている。そのため、スムーズにカップリング部材150が傾斜できる。図30に示すように、更に、力Fは分力F1及びF2に分けられる。この時、カップリング部材150は上面が規制部140R1aで規制されている。規制部140R1aの一部は平面部158e(図22の(a))で形成され、その平面部158eは装着方向X4と略並行、もしくは少ない角度で設定される。そのため、カップリング部材150は、分力F2により装着方向(X4)に傾斜することになる。即ち、カップリング部材150は係合前角度位置へと傾斜する。これによって、カップリング部材150が駆動軸100と係合可能な状態となる。
上記のように、装置本体1には、付勢位置と前記付勢位置から退避した退避位置との間を移動可能であって、前記外力を与えるための付勢部材としてのスライダー131が設けられている。カップリング部材150は、装置本体1にカートリッジ2を取り付ける際に、進入するカートリッジ2と接触して一旦前記付勢位置から前記退避位置に退避してその後前記付勢位置へ復帰するスライダー131の弾性力によって付勢される。これによって、第二円弧部分158dと平面部158eとに沿って移動して前記突出部に導かれ、カップリング部材150が係合前角度位置に位置する。
即ち、カップリング部材150は、回転軸線方向において、回転力受け部150eと、ドラム20に回転力を伝達するための回転力伝達部155とを有し、回転力受け部150eと回転力伝達部155との間に円柱形状の中間部(繋ぎ部)150cを有する。そして、カートリッジ2を駆動軸100と実質的に直交する方向へ移動させる際には、中間部150cが装置本体に設けられた固定部分(本体ガイド130R1)と接触して係合前角度位置をとる。
尚、駆動軸100は、カップリング部材150に外力(第1の外力)としての回転力を伝達する。即ち、駆動軸100は、外力(第1の外力)としての回転力をカップリング部材150に与える。
前述した実施例では、中間部150cが力を受けて、カップリング部材150を傾斜させた。しかしながらこれに限定されない。例えば、装置本体1のスライダー131より力を受けて、カップリング部材150が傾斜可能であれば、中間部150c以外の箇所が前記スライダー131と接触しても良い。
(カップリング部材150の動作説明)
次に、カップリング係合動作及び駆動伝達の説明をする。カートリッジ2は、装置本体1の所定の位置に決まる直前もしくは所定の位置に決まると同時に、カップリング部材150と駆動軸100とが係合する。このカップリング部材150の係合動作に関して、図31、図32を用いて説明する。図31は駆動軸100と、カートリッジ2の駆動側の要部を示した斜視図である。図32は装置本体下方から見た縦断面図である。
カートリッジ2の装着過程において、カートリッジ2は、図32に示すように、駆動軸100の軸線L3と実質的に直交する方向(矢印X4方向)から装置本体1に装着される。カップリング部材150は、係合前角度位置として、その軸線L2が、予めドラム軸線L1に対して、装着方向X4側に傾斜している(図31の(a)、図32の(a))。カップリング部材150が傾斜することで、ドラム軸線L1方向において、先端位置150A1は、駆動軸先端100c3よりもドラム20の設けられている方向側に位置する。また、先端位置150A2は駆動軸先端100c3よりもピン100bの方向側に位置する(図32(a))。
まず、先端位置150A1が、駆動軸先端100c3を通過する。その後、円錐形状をしている駆動軸受け面150f、もしくは、被駆動突起部150dが、駆動軸100の先端部180b、もしくは、回転力駆動伝達ピン100bに接触する。ここで、駆動軸受け面150f及び/又は突起部150dがカートリッジ側接触部である。また、先端部100c3及び/又はピン100bが本体側係合部である。そして、カートリッジ2の移動に応じて、カップリング部材150は、軸線L2が軸線L1と略直線になるように傾斜していく(図32(c))。そして、最終的に装置本体1に対してカートリッジ2の位置が決まると、駆動軸100とドラム20が略同一直線上になる。即ち、カップリング部材150は、前記カートリッジ側接触部が前記本体側係合部と接触した状態で、カートリッジ2が装置本体1の奥へ押し込まれる。この押し込みに応じて、軸線L2が軸線L1と略同一直線となるように、前記係合前角度位置から前記回転力伝達角度位置へ傾動する。そして、カップリング部材150と駆動軸100は係合される(図31(b)、図32(d))。
即ち、カップリング部材150は、回転力伝達角度位置に位置する状態では、カップリング部材150の回転軸線L2がドラム20の軸線L1と実質的に一致している。また、カップリング部材150は、係合前角度位置に位置する状態では、装置本体1にカートリッジ2を取り付ける取り付け方向において、その下流側が駆動軸100の先端を通過することができるように、ドラム20の軸線L1に対して傾斜している。
上記のように、装置本体1にドラム20の軸線L1と直交する方向にカートリッジ2を移動させて取り付ける際には、カップリング部材150が、係合前角度位置から回転力伝達角度位置に移動する。これによってカップリング部材150が駆動軸100と対向する。
即ち、カップリング部材150は回転軸線上に駆動軸受け面150fを有している。装置本体1にカートリッジ2を取り付ける際には、ドラム20の軸線L1と実質的に直交する方向にカートリッジ2を移動させる。この移動に応じて、装置本体1にカートリッジ2を取り付ける方向から見て、下流側に位置しているカップリング部材150の一部分が駆動軸100を迂回することを許容するように、カップリング部材150が係合前角度位置から回転力伝達角度位置に傾動する。そして、カップリング部材150が回転力伝達角度位置に位置する状態で、前記駆動軸受け面150fが駆動軸100の先端にかぶさっている。この状態において、カップリング部材150回転力受け部150eが、駆動軸100の先端側において駆動軸100の軸線L3と実質的に直交する方向へ突出して設けられている回転力付与部100bと、カップリング部材150の回転方向において係合する。これにより、カップリング部材150は駆動軸100から回転力を受けて回転する。
以上説明したように、カップリング部材150は、軸線L1に対して傾斜可能に取り付けられている。そして、カートリッジ2の装着動作に応じて、カップリング部材150が傾動することで、駆動軸100に対して係合することができる。
また、実施例1と同様に、上述したカップリング部材150の係合動作は、駆動軸100とカップリング部材150の位相に関係なく、可能となる。
このように、本実施例では、カップリング部材150は軸線L1周りに、実質的に旋回,遥動(傾動)可能に取り付けられている。尚、図32に示すカップリングの運動は旋回を含んでも良い。
また、本実施例において、カップリング部材150の旋回とは、カップリングの軸線L2の周りにカップリング自身が回転するのではなくて、傾斜した軸線L2がドラム20の軸線L1の周りに回転することである。但し、遊び或いは積極的に設けた間隙の範囲で、軸線L2の周りにカップリング自身が回転することを排除しない。
また、カップリング部材150は、ドラム20の端部に、ドラム20の軸線L1に対して実質的に全方向にわたって旋回可能に設けられている。これによって、カップリング部材150は、係合前角度位置、回転力伝達角度位置、及び、離脱角度位置との間を、円滑に傾動することができる。
ここで、実質的に旋回可能とは、次ぎの範囲を意味する。即ち、使用者が、カートリッジBを装置本体1に取り付ける際に、回転力付与部100bを有する駆動軸100がどのような位相で停止していたとしても、カップリング部材150が回転力伝達角度位置まで傾動することができる範囲である。
また、使用者が、カートリッジ150を装置本体1から取り外す際に、駆動軸100がどのような位相で停止していたとしても、カップリング部材150が前記離脱角度位置まで傾動することができる範囲を意味する。
また、カップリング部材150は、軸線L1に対して実質的に全方向にわたって旋回可能(傾斜可能)なように、ピン155(回転力伝達部)とピン155と係合する回転力伝達面(回転力被伝達部、図13)151hとの間に隙間を有している。このように、カップリング部材150は、ドラム20の端部に取り付けられている。従って、カップリング部材150は、軸線L1に対して実質的に全方向にわたって旋回可能(傾斜可能)である。
次に、ドラム20を回転する際の回転力伝達動作について、図33を用いて説明する。モータ(不図示)から受けた回転力によって駆動軸100は、図中X8の方向に、ドラム駆動ギア181とともに回転する。尚、ギア181は、はす歯ギアであって、本実施例での直径は約80mmである。そして、駆動軸100と一体のピン100bが、カップリング部材150の受け面150e(4箇所)(回転力受け部)のいずれか2箇所に接触する。そして、ピン100bが受け面150eを押すことによって、カップリング部材150が回転する。また、カップリング部材150は、回転力伝達ピン155(カップリング側係合部、回転力伝達部、図11)が、回転力伝達面(回転力被伝達部、図13)151h(151h1、151h2)に接触する。これによって、カップリング部材150は、ドラム20と回転力が伝達可能に連結される。従って、カップリング部材150が回転することで、フランジ151を介してドラム20は回転する。
また仮に、軸線L1と軸線L2が多少同一直線からずれていた場合に、カップリング部材150が少し傾斜する。これによって、ドラム20、駆動軸100に大きな負荷をかけずに、カップリング部材150は回転することができる。そのため、駆動軸100とドラム20を組み立てる際に、精度の高い調整を行わなくても済む。従って、コストを低減できる。
次に、カートリッジ2を装置本体1から取り出す際の、カップリング部材150の動作について説明する。図34は装置本体下方から見た縦断面図である。
図34の(a)において、ドラム20の駆動が停止した状態では、カップリング部材150は回転力伝達角度位置として、軸線L2が軸線L1に対して、略同軸線上に位置している。
図34の(b)において、カートリッジ2が装置本体1の手前側(取り出し方向X6)に移動するとともにドラム20が手前側に移動する。この移動に応じて、カップリング部材150が有する駆動軸受け面150f、もしくは、突起部150dが少なくとも駆動軸100の軸先端100c3に接触して軸線L2が取り出し方向X6の上流側に傾斜を開始する。この傾斜方向は、カートリッジ2の装着時にカップリング部材150が傾斜している方向と同じである。
図34の(c)において、カートリッジ2を更にX6方向へ移動すると、X6方向の上流側先端位置150A3が軸先端100c3に至るまで傾斜する。この際のカップリング部材150の角度が、回転力伝達角度位置からドラム20の軸線L1と離れる方向へ傾斜した離脱角度位置である。
図34の(d)において、この状態でカップリング部材150は軸先端100c3に接触しながら通過する。軸線L1と軸線L2のなす角度は装着時と異なるものの、カップリング部材150の一部である先端位置150A3が軸先端100c3を迂回する動きは、装着時と同様である。
カップリング部材150は、離脱角度位置に位置する状態では、装置本体1からカートリッジ2を取り外す取り外し方向において、その上流側が駆動軸100の先端を通過することができるように、ドラム20の軸線L1に対して傾斜している。即ち、装置本体1からカートリッジ2を取り外す際には、ドラム20の軸線L1と実質的に直交する方向にカートリッジを移動させる。この移動に応じて、装置本体1からカートリッジ2を取り外す取り外し方向とは反対方向から見て、駆動軸100の背後に位置しているカップリング部材150の一部分が駆動軸を迂回することを許容するように、回転力伝達角度位置から離脱角度位置に傾動する。このようにカップリング部材150が傾動することによってカップリング部材150が駆動軸100から離脱する。
よって、カートリッジを取り出す際も「カップリングの一部が駆動軸を迂回する」と表現する。
その後、カートリッジ2は装置本体1から取り出される。
次に、図35を用いて駆動軸100の先端形状について更に詳しく説明する。駆動軸100の単純な形状としては、図35の(a)に示した半球100fと円筒面100dとの組み合わせた形状に駆動伝達ピン100bを形成したものが使用できる。半球面100fは、カップリング部材150のすり鉢状の駆動軸受け面(円錐面)150fと突き当たることで駆動軸100とカップリング部材150との相対位置を決めている。そのため、半球面100fの中心(球の中心)は、駆動伝達ピン100bの中心線上にあることが望ましい。図35の(b)に示すように、回転駆動を受けているときにカップリング部材150が傾斜しても、回転力受け部150eと駆動伝達ピン100bとの距離Raは変わらない。また、駆動軸受け面150fと駆動伝達ピン100bとの距離Rbも変わらないので、安定した回転を続けることが出来る。
本実施例では、駆動軸100の長手寸法を縮小させる形状を採用した。図34の(b)に示した形状は、第一の位置決め部である半球面100fの半径を小さくしてある。前述のように、半球面100fの中心は回転力付与部である駆動伝達ピン100bの中心線上にある。半球の半径を小さくした分、駆動伝達ピン100bはカップリング部材150に近づくことが出来る。このことにより、カップリング部材150の回転力受け部150eの軸方向長さを小さくし、また、駆動軸100の全長も短くすることが出来る。これは図35の(a)のL4と図35の(c)のL5の差になる。
半球面100fと円筒面100dとの間は案内部としての円錐面100gとした。図32で説明したように、カップリング部材150は駆動軸100と完全に係合するまでに係合前角度位置から回転力伝達角度位置へと傾斜する動作を行う。本実施例では、その動作を滑らかに行わせるために、段差無く円錐面100gを形成した。
円筒面100dの直径は、カップリング部材150とのガタ量を決定することになる。カートリッジ2が装置本体1へ装着された直後では、設計上の寸法誤差などを考慮した長手方向の隙間によってカップリング部材150のすり鉢状の駆動軸受け面(円錐面)150fと駆動軸100の半球面100fとが離れている場合がる。このとき、半球面(第一の位置決め部)100fの位置決め機能は作用していない。本実施例では、円筒面(第二の位置決め部100dとカップリング部材150との半径ガタを小さくし、円筒面100dを第二の位置決め部としてカップリング部材150を一時的に位置決めしている。
前述した通り、駆動軸100は、カップリング部材150との半球面100f(第一の位置決め部)と円筒面100d(第二の位置決め部)を有している。そして、カップリング部材150は、回転力伝達を行っているときには、半球面100fと接触し、円筒面100dとは離間している。
そして、駆動軸100の半球面100fは略球形状である。また、円筒面100dは円筒形状である。
また、駆動軸100は、半球面100fと第円筒面100dとを繋ぐ円錐面(案内部)100gを有している。
以上のような構成にすることにより、カップリング部材150をドラム20と一体的に感光体ドラムユニット21として扱うことが可能である。そのため、組立時に取り扱いが容易になり、組立性を向上させることができる。
また、本実施例では、駆動側のフランジ151をドラム20と別体と説明したが、その限りではない。つまり、回転力被伝達部をフランジ151に設けずに、ドラムシリンダに直接設ける構成でも良い。
以上前述した実施例のプロセスカートリッジ2の構成をまとめると継ぎの通りである。
(1)回転力付与部100bを有する駆動軸100を備えた電子写真画像形成装置の装置本体1から、前記駆動軸100の軸線方向と実質的に直交する方向に移動させ、取り付け及び取り外されるプロセスカートリッジ2である。このプロセスカートリッジ2は、i)軸線L1を中心に回転可能で、周面に感光層を有する電子写真感光体ドラム20と、ii)前記電子写真感光体ドラム20に作用するプロセス手段12・41・52を有する。またiii)前記回転力付与部100bと係合して、前記電子写真感光体ドラム20を回転させるための回転力を受けるカップリング部材150を有する。このカップリング部材150は、前記電子写真感光体ドラム20を回転させるための前記回転力を前記電子写真感光体ドラム20に伝達するための回転力伝達角度位置を取り得る。また、前記回転力伝達角度位置から前記電子写真感光体ドラムの軸線と離れる方向へ傾斜した係合前角度位置を取り得る。また、前記回転力伝達角度位置から前記電子写真感光体ドラム20の軸線L1と離れる方向へ傾斜した離脱角度位置とを取り得る。また、iv)カップリング部材150が自重によって傾斜する角度が、カップリング部材150が前記係合前角度位置に位置する場合よりも小さくなるように、カップリング部材150の傾斜角度を規制する規制部170を有する。そして、前記装置本体1に前記電子写真感光体ドラム20の前記軸線L1と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジ2を移動させて取り付ける際には、前記カップリング部材150が前記駆動軸100と対向する。この対向は、前記カップリング部材150が、前記係合前角度位置から回転力伝達角度位置に移動することによってなされる。及び、前記装置本体1から、前記電子写真感光体ドラム20の前記軸線L1と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジ2を取り外す際には、前記カップリング部材150が前記駆動軸100から離脱する。この離脱は、前記カップリング部材150が、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に移動することによってなされる。
この構成によって、カートリッジ2を、軸線L3と実質的に直交する方向から、装置本体1に対して、取り付け、取り外すことができる。
(2)規制部170は、感光体ドラム20の前記軸線L1と直交する直交方向において、カップリング部材150を囲んで設けられている。かつ、前記規制部170は、第一円弧部分170aと第一円弧部分170aと連なって前記直交方向に突出している突出部170bとを有している。そして、第一円弧部分170aでカップリング部材150が自重によって傾斜する角度が、カップリング部材150が前記係合前角度位置に位置する場合よりも小さくなるように規制する。そして、突出部170bで前記係合前角度位置におけるカップリング部材150の傾斜角度を規制する。
(3)更に、第一円弧部分170aには、第一円弧部分170aから前記軸線方向に突出した突出規制部170cを有している。突出規制部170cは第一円弧部分170aと同じ半径の第二円弧部分170dと第二円弧部分170dと連なって突出部170bの設けられた側に向かう平面部170eとを有している。カップリング部材150が装置本体1から外力を受けた際に、カップリング部材150が前記外力によって、第二円弧部分170dと平面部170eとに沿って移動して突出部170bに導かれる。これにより、カップリング部材150が前記係合前角度位置に位置する。
これによって、自重によって傾斜するカップリング部材150の傾斜角度を規制することができる。これによって、カートリッジBを装置本体1にスムーズに装着することができる。
(4)前記装置本体1には、付勢位置と前記付勢位置から退避した退避位置との間を移動可能であって、前記外力を与えるためのスライダー(付勢部材)131が設けられている。カップリング部材150は、装置本体1にカートリッジ2を取り付ける際に、進入するカートリッジ2と接触して一旦前記付勢位置から前記退避位置に退避して、その後前記付勢位置へ復帰するスライダー131の弾性力によって付勢される。これによって、カップリング部材150は、第二円弧部分170dと平面部170eとに沿って移動して、突出部170bに導かれる。これによって、カップリング部材150が前記係合前角度位置に位置する。
これによって、カップリング部材150を駆動軸100と確実に係合することができる。
(5)カップリング部材150はカップリング部材150の回転軸線L2上に駆動軸受け面(凹部)150fを有している。装置本体1にカートリッジ2を取り付ける際には、軸線L1と実質的に直交する方向にカートリッジ2を移動させる。この移動に応じて、装置本体1にカートリッジ2を取り付ける方向から見て、下流側に位置しているカップリング部材150の一部分が駆動軸100を迂回することを許容するように、前記係合前角度位置から前記回転力伝達角度位置に傾動する。そして、カップリング部材150が前記回転力伝達角度位置に位置する状態で、駆動軸受け面150fが駆動軸100の先端にかぶさっている。そして、回転力受け部150eが、駆動軸100の先端側において駆動軸100の軸線L3と直交する方向へ突出して設けられている前記回転力付与部100bと、カップリング部材150の回転方向において係合する。これによって、カップリング部材150は駆動軸100から回転力を受けて回転する。そして、装置本体1からカートリッジ2を取り外す際には、軸線L1と実質的に直交する方向にカートリッジ2を移動させる。この移動に応じて、装置本体1からカートリッジ2を取り外す取り外し方向とは反対方向から見て、駆動軸100の背後に位置しているカップリング部材150の一部分が駆動軸100を迂回することを許容するように移動(傾動)する。即ち、カップリング部材150は、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に傾動する。これによって、カップリング部材150が駆動軸100から離脱する。
(6)回転力受け部150eは、カップリング部材150の回転軸線L2上に中心を有する仮想円C上に、中心Oを挟んで対向して位置するように複数個配置されている。
(7)カップリング部材150の有する駆動軸受け面150fは、その先端に向かうにしたがって広がった拡開部を有し、前記拡開部の先端側に前記回転力受け部150eが前記カップリング部材150の回転方向に沿って等間隔に複数個配置されている。また、回転力付与部100bは駆動軸100の軸線L3と直交する方向へ対向して2箇所突出して配置されており、回転力受け部150eの何れか一つが回転力付与部100bの前記2箇所の内の一つと係合する。及び、回転力受け部150eと対向している回転力受け部の他の一つが回転力付与部100bの前記2箇所の内の他の一つと係合する。これによってカップリング部材150は駆動軸100から回転力を受けて回転する。
この構成によって、カップリングは、円滑に回転することができる。
(8)前記拡開部は円錐形状であって、前記円錐形状は前記カップリング部材150の回転軸線上に頂点a(中心O)を有している。カップリング部材150が前記回転力伝達角度位置に位置する状態で、前記頂点aが前記駆動軸100の先端と対向し、前記カップリング部材150が前記駆動軸の先端にかぶさって、前記カップリング部材に回転力が伝達される。また、前記回転力受け部150eは前記カップリング部材150の回転する回転方向に等間隔に配置されている。
この構成によって、カップリングは、円滑に回転することができる。
(9)カップリング部材150は、前記回転力伝達角度位置に位置する状態では、カップリング部材150の回転軸線L2が感光体ドラム20の軸線L1と実質的に一致している。カップリング部材150は、前記係合前角度位置に位置する状態では、装置本体1にカートリッジ2を取り付ける取り付け方向において、その下流側が前記駆動軸100の先端を通過することができるように、傾斜している。即ち、感光体ドラム20の軸線L1に対して傾斜している。及び、カップリング部材150は、前記離脱角度位置に位置する状態では、装置本体1から前記プロセスカートリッジ2を取り外す取り外し方向において、その上流側が駆動軸100の先端を通過することができるように、傾斜している。即ち、電子写真感光体ドラム20の軸線L1に対して傾斜している。
(10)カップリング部材150は、感光体ドラム20の端部に、感光体ドラム20の軸線L1に対して実質的に旋回可能に設けられている。即ち、カップリング部材150は、軸線L1に対して実質的に全方向にわたって傾斜可能に設けられている。
この構成によって、カップリング部材150は、駆動軸100の位相がどのような状態であっても、円滑に駆動軸100と係合、離脱することができる。
(11)カップリング部材150は、感光体ドラム20の軸線L1に対して実質的に全方向にわたって旋回可能(傾動可能)なように、回転力伝達部155と回転力被伝達部151hとの間に隙間を有している。そして、カップリング部材150は、前記回転力被伝達部151hに対して前記回転力伝達部155は可動状態である。そして、カップリング部材150が回転する回転方向において、回転力伝達部155と回転力被伝達部151hとが接触するように感光体ドラム20の端部に取り付けられている。
(12)カップリング部材150は、カップリング部材150の回転軸線L2方向において、回転力受け部150eと、感光体ドラム20に回転力を伝達するための回転力伝達部155とを有する。回転力受け部150eと回転力伝達部155との間に中間部150cを有する。そして、カートリッジ2を駆動軸100と実質的に直交する方向へ移動させる際には、中間部150cが装置本体1に設けられた固定部分(本体ガイド130R1)と接触して前記係合前角度位置をとる。
この構成によって、カップリング部材150は、駆動軸100と確実に係合することができる。
以上前述した実施例の電子写真画像形成装置の構成をまとめると継ぎの通りである。
(13)プロセスカートリッジ2を電子写真画像形成装置の装置本体1に着脱可能な電子写真画像形成装置である。この電子写真画像形成装置は、i)回転力付与部100bを有する駆動軸100を有する。また、カートリッジ2は、ii)軸線L1を中心に回転可能で、周面に感光層を有する感光体ドラム20を有する。また、感光体ドラム20に作用するプロセス手段12・41・52を有する。また、回転力付与部100bと係合して、感光体ドラム20を回転させるための回転力を受けるカップリング部材150を有する。カップリング部材150は、感光体ドラム20を回転させるための前記回転力を感光体ドラム20に伝達するための回転力伝達角度位置を取り得る。また、前記回転力伝達角度位置から感光体ドラム20の軸線L1と離れる方向へ傾斜した係合前角度位置を取り得る。また、前記回転力伝達角度位置から軸線L1と離れる方向へ傾斜した離脱角度位置とを取り得る。また、iii)カップリング部材150が自重によって傾斜する角度が、カップリング部材150が前記係合前角度位置に位置する場合よりも小さくなるように、カップリング部材150の傾斜角度を規制する規制部170を有する。そして、装置本体1に軸線L1と実質的に直交する方向にカートリッジ2を移動させて取り付ける際には、カップリング部材150が、前記係合前角度位置から回転力伝達角度位置に移動する。この移動によってカップリング部材150が駆動軸100と対向する。及び、装置本体1から、軸線L1と実質的に直交する方向にカートリッジ2を取り外す際には、カップリング部材150が、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に移動する。この移動によってカップリング部材150が駆動軸100から離脱するカートリッジを有する。そして、軸線L1と実質的に直交する方向にカートリッジ2を取り付け及び取り外す。
(14)規制部170は、感光体ドラム20の軸線L1と直交する直交方向において、カップリング部材150を囲んで設けられている。かつ、規制部170は、第一円弧部分170aと第一円弧部分170aと連なって前記直交方向に突出している突出部170bとを有している。そして、第一円弧部分170aで自重で傾斜しているカップリング部材150の傾斜角度を規制し、突出部170bで前記係合前角度位置におけるカップリング部材150の傾斜角度を規制する。
(15)更に、第一円弧部分170aには、第一円弧部分170aから軸線L1方向に突出した突出規制部170cを有している。突出規制部170cは第一円弧部分170aと同じ半径の第二円弧部分170dと第二円弧部分170dと連なって突出突出部170cの設けられた側に向かう平面部158eとを有している。カップリング部材150が装置本体1から外力(第2の外力)を受けた際に、カップリング部材150が前記外力によって、第二円弧部分170dと平面部170eとに沿って移動して、突出部170bに導かれる。これにより、カップリング部材150が前記係合前角度位置に位置する。
これによって、カップリング部材150は、円滑に駆動軸100と係合することができる。
(16)装置本体1には、付勢位置と前記付勢位置から退避した退避位置との間を移動可能であって、前記外力(第2の外力)を与えるためのスライダー(付勢部材)131が設けられている。カップリング部材150は、装置本体1にカートリッジ2を取り付ける際に、進入するカートリッジ2と接触して一旦前記付勢位置から前記退避位置に退避して、その後前記付勢位置へ復帰するスライダー(付勢部材)131の弾性力によって付勢される。これによって、第二円弧部分170dと平面部170eとに沿って移動して突出部170bに導かれる。そして、カップリング部材150が前記係合前角度位置に位置する。
(17)カップリング部材150は回転軸線L2上に駆動軸受け面(凹部)150fを有している。装置本体1にカートリッジ2を取り付ける際には、軸線L1と実質的に直交する方向にカートリッジ2を移動させる。この移動に応じて、装置本体1にカートリッジ2を取り付ける方向から見て、下流側に位置しているカップリング部材150の一部分が駆動軸100を迂回することを許容するように、前記係合前角度位置から前記回転力伝達角度位置に傾動する。そして、カップリング部材150が前記回転力伝達角度位置に位置する状態で、駆動軸受け面150fが駆動軸100の先端にかぶさっている。そして、回転力受け部150eが駆動軸100の先端側において駆動軸の軸線L3と直交する方向へ突出して設けられている回転力付与部100bとカップリング部材150の回転方向において係合する。これによって、カップリング部材150は駆動軸100から回転力を受けて回転する。そして、装置本体1からカートリッジ2を取り外す際には、感光体ドラム20の軸線L1と実質的に直交する方向にカートリッジ2を移動させる。この移動に応じて、装置本体1からカートリッジ2を取り外す取り外し方向とは反対方向から見て、駆動軸100の背後に位置しているカップリング部材150の一部分が駆動軸100を迂回することを許容するように、移動(傾動)する。即ち、カップリング部材150は、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に移動(傾動)する。これによって、カップリング部材150が駆動軸100から離脱する。尚、「カートリッジ2を取り外す取り外し方向とは反対方向から見て、」とは、カートリッジ2を装置本体1に取り付ける取り付け方向である。
(18)カップリング部材150は、前記回転力伝達角度位置に位置する状態では、回転軸線L2が回転軸線L1と実質的に一致している。カップリング部材150は、前記係合前角度位置に位置する状態では、装置本体1にカートリッジ2を取り付ける取り付け方向において、その下流側が駆動軸100の先端を通過することができるように、傾斜している。即ち、軸線L1に対して傾斜している。及び、カップリング部材150は、前記離脱角度位置に位置する状態では、装置本体1からカートリッジ2を取り外す取り外し方向において、その上流側が駆動軸100の先端を通過することができるように、傾斜している。即ち、軸線L1に対して傾斜している。
(19)カップリング部材150は、回転軸線L2方向において、回転力受け部150eと、感光体ドラム20に回転力を伝達するための回転力伝達部155とを有している。また、回転力受け部150eと回転力伝達部155との間に円柱形状の中間部150cを有している。そして、カートリッジ2を駆動軸100と実質的に直交する方向へ移動させる際には、中間部150cが装置本体1に設けられた固定部分(本体ガイド130R1)と接触して前記係合前角度位置をとる。
尚、図32の(d)に示すように、カップリング部材150の回転力伝達角度位置とは、次ぎの角度位置である。即ち、カートリッジ2が装置本体1に装着された状態で、カップリング部材150が駆動軸100から回転力の伝達を受けて、回転することができるカップリング部材150の軸線L1に対する角度位置である。即ち、回転力伝達角度位置とは、感光体ドラム20を回転させるための回転力を前記感光体ドラム20に伝達するための角度位置である。
また、図32の(a)に示すように、カップリング部材150の係合前角度位置とは、カートリッジ2を装置本体1に装着する際、カップリング部材150が駆動軸100に係合する直前のカップリング部材150の軸線L1に対する角度位置である。即ち、カートリッジBの取り付け方向(X4)において、カップリング部材150の下流側先端部150A1が、駆動軸100を通過可能な軸線L1に対する角度位置である。
また、図33の(d)に示すように、カップリング部材150の離脱角度位置とは、カートリッジ2を装置本体1から取り出す際に、カップリング部材150が駆動軸100から離脱する時のカップリング部材150の軸線L1に対する角度位置である。即ち、図33の(d)に示すように、カートリッジ2の取り外し方向(X6)において、カップリング部材150の下流側先端部150A3が駆動軸100を通過可能な軸線L1に対する角度位置である。
前記係合前角度位置あるいは、前記離脱角度位置において、軸線L2が軸線L1となす角度θは、前記回転力伝達角度位置において、軸線L2が軸線L1となす角度θ1よりも大である。尚、角度θ1は0°が好ましい。しかしながら、本実施例によれば、角度θ1は15°程度以内ならば、回転力の円滑な伝達ができる。尚、角度θ2は20〜60°程度が好ましい。
これは、本発明を適用した本実施例の効果の一つである。
(20)前記駆動軸100は、前記カップリング部材150との第一の位置決め部100fと第二の位置決め部100dとを有する。そして、回転力伝達を行っているときには前記カップリング部材150と第一の位置決め部100fが接触し、第二の位置決め部100dは離間している。
以上前述した実施例の電子写真感光体ドラムユニット21の構成をまとめると次ぎの通りである。
(21)回転力付与部100bを有する駆動軸100を備えた電子写真画像形成装置の装置本体1に対して、駆動軸100の軸線L3方向と実質的に直交する方向に移動させて、取り付け、及び、取り外される電子写真感光体ドラムユニット21である。感光体ドラムユニット21は、i)軸線L1を中心に回転可能で、周面に感光層を有する感光体ドラム20を有する。また、ii)回転力付与部100bと係合して、感光体ドラム20を回転させるための回転力を受けるカップリング部材150を有する。カップリング部材150は、感光体ドラム20を回転させるための前記回転力を感光体ドラム20に伝達するための回転力伝達角度位置を取り得る。また、前記回転力伝達角度位置から感光体ドラム20の軸線L1と離れる方向へ傾斜した離脱角度位置とを取り得る。また、iii)前記係合前角度位置が、感光体ドラム20の前記軸線L1に対して、自重によって傾斜しているカップリング部材150の角度位置よりも傾斜角度が小さくなるように、カップリング部材150の傾斜角度を規制する規制部170を有している。そして、装置本体1から、感光体ドラム20の軸線L1と実質的に直交する方向に感光体ドラムユニット21を取り外す際には、カップリング部材150が、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に移動する。
(22)規制部170は、感光体ドラム20の前記軸線L1と直交する直交方向において、カップリング部材150を囲んで設けられている。かつ、規制部170は、第一円弧部分170aと第一円弧部分170aと連なって前記直交方向に突出している突出部170bとを有している。第一円弧部分170aでもって、自重によって傾斜しているカップリング部材150の傾斜角度を規制し、突出部158bで前記係合前角度位置における前記カップリング部材150の傾斜角度を規制する。
(23)更に、第一円弧部分170aには、第一円弧部分170aから軸線L1方向に突出した突出規制部170cを有している。突出規制部170cは、第一円弧部分170aと同じ半径の第二円弧部分170dと第二円弧部分170dと連なって突出部158bの設けられた側に向かう平面部170eとを有している。そして、カップリング部材150が装置本体1から外力(第2の外力)を受けた際に、カップリング部材150が前記外力(第2の外力)によって、第二円弧部分170dと平面部170eとに沿って移動して、突出部170bに導かれる。これにより、カップリング部材150が前記係合前角度位置に位置する。ここで、前記外力(第2の外力)とは、スライダー131によって、カップリング部材150が付勢される力である。
これによって、カップリング部材150は、駆動軸100と確実に係合することができる。
(24)装置本体1には、付勢位置と前記付勢位置から退避した退避位置との間を移動可能であって、前記外力(第2の外力)を与えるためのスライダー(付勢部材)131が設けられている。カップリング部材150は、装置本体1にカートリッジ2を取り付ける際に、進入するカートリッジ2と接触して一旦前記付勢位置から前記退避位置に退避してその後前記付勢位置へ復帰する付勢部材131の弾性力によって付勢される。これによって、第二円弧部分170dと平面部170eとに沿って移動して突出部170bに導かれ、カップリング部材150が前記係合前角度位置に位置する。
(25)回転力受け部150eは、カップリング部材150の回転軸線L2上に中心を有する仮想円C上に、中心Oを挟んで対向して位置するように複数個配置されている。
(26)カップリング部材150は回転軸線L2上に駆動軸受け面(凹部)150fを有している。駆動軸受け面150fは、その先端に向かうにしたがって広がった拡開部を有し、前記拡開部の先端側に回転力受け部150eがカップリング部材150の回転方向に沿って等間隔に複数個配置されている。また、回転力付与部100bは駆動軸100の軸線L3と直交する方向へ対向して2箇所突出して配置されている。そして、回転力受け部150eの何れか一つが回転力付与部100bの前記2箇所の内の一つと係合する。及び、回転力受け部150eと対向している回転力受け部の他の一つが回転力付与部100bの前記2箇所の内の他の一つと係合する。これによってカップリング部材150は駆動軸100から回転力を受けて回転する。
これによって、カップリング部材150は、円滑で安定した回転力を駆動軸100から受けることができる。
(27)前記拡開部は円錐形状であって、前記円錐形状はカップリング部材150の回転軸線L2上に頂点a(中心O)を有している。カップリング部材150が前記回転力伝達角度位置に位置する状態で、頂点aが駆動軸100の先端と対向し、カップリング部材150が駆動軸100の先端にかぶさって、カップリング部材150に回転力が伝達される。また、回転力受け部150eはカップリング部材150の回転する回転方向に等間隔に配置されている。
これによって、カップリング部材150は、円滑で安定した回転力を駆動軸100から受けることができる。
本発明によれば、駆動軸を備えた装置本体に、前記駆動軸の軸線と実質的に直交する方向から取り付け及び取り外されるプロセスカートリッジを提供することができる。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記プロセスカートリッジを着脱される電子写真画像形成装置を提供することができる。
本発明によれば、装置本体とプロセスカートリッジとの回転力の伝達に、ギア、ギア噛合を用いる場合と比較して、電子写真感光体ドラムの回転精度を向上させることができた。
本発明によれば、プロセスカートリッジを装置本体に装着する前に、カップリングが不必要な方向に大きく傾かないようにすることによって、カートリッジを装置本体に装着する際に、カートリッジを装置本体にスムーズに装着することができる。また、前記プロセスカートリッジに用いられる電子写真感光体ドラムユニット、及び、前記プロセスカートリッジを着脱される電子写真画像形成装置を提供することができる。
実施例の画像形成装置の装置本体及びカートリッジの断面図である。 カートリッジの拡大断面図である カートリッジの枠体構成を説明する斜視図である。 装置本体の斜視説明図である。 装置本体の駆動軸の斜視説明図である。 カップリング部材の斜視説明図である。 カップリング部材と駆動軸が結合した状態を示す説明図である。 カップリング部材と駆動軸が結合した状態を示す断面図である カップリング部材を説明する斜視図である 球形部材を説明する斜視図である カップリング部材と結合部品を説明する断面図である カップリング部材と結合部品を説明する斜視図である。 ドラムフランジを説明する説明図である。 図13のS2−S2で切断した断面図である カップリング部材をドラムフランジに組み付ける過程を図13のS1−S1で切断した状態で説明する断面図である カップリング部材をドラムフランジに固定する過程を図13のS1−S1で切断した状態で説明する断面図である 電子写真感光体ドラムユニットを駆動側から見た斜視説明図 電子写真感光体ドラムユニットを非駆動側から見た斜視説明図である。 装置本体のカートリッジ設置部の斜視図である。 装置本体のカートリッジ設置部の斜視図である。 装置本体にカートリッジが装着される過程を表した断面図である。 ドラム軸受け部材を示した断面図である。 本体ガイドの駆動側を示した斜視図である。 本体ガイドとカップリング部材の関係を示した側面図である。 本体ガイドとカップリングの関係を示した斜視図である。 カートリッジと本体ガイドの関係を示した側面図である。 本体ガイドとカップリングの関係を示した斜視図である。 本体ガイドとカップリングの関係を示した側面図である。 本体ガイドとカップリングの関係を示した斜視図である。 本体ガイドとカップリングの関係を示した側面図である。 駆動軸と、カップリングが係合する過程を示した斜視図である。 駆動軸に、カップリングが取り付く過程を示した斜視図である。 駆動軸、駆動ギア、カップリング、及び、ドラム軸を示した分解斜視図である。 カートリッジを装置本体から抜く過程におけるカップリング動作の説明図である。 駆動軸の先端形状についての説明図である。
符号の説明
1…画像形成装置本体(装置本体)、2…プロセスカートリッジ、20…電子写真感光体ドラム、21…電子写真感光体ドラムユニット、40…現像装置ユニット、41…現像剤担持体(現像ローラ)、50…感光体ユニット、100…駆動軸、100a…先端部、100b…回転力伝達ピン、100g…円錐面、100d…円筒面、100f…半球面、150…カップリング部材(カップリング)、150d(150d1〜150d4)…被駆動伝達突起部(150d1〜150d4)、150e…回転力受け部(150e1〜150e4)
150f…駆動軸受け面、151…ドラムフランジ(フランジ)、151c…ギヤ、151f…凹部、151h…回転力伝達面(回転力被伝達部)、155…ピン、156…カップリング結合体、158…軸受け部材、158a…外側端部外周、158b…傾斜規制部、158c…傾斜部

Claims (27)

  1. 回転力付与部を有する駆動軸を備えた電子写真画像形成装置の装置本体から、前記駆動軸の軸線方向と実質的に直交する方向に移動させ、取り付け及び取り外されるプロセスカートリッジであって、
    i)軸線を中心に回転可能で、周面に感光層を有する電子写真感光体ドラムと、
    ii)前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、
    iii)前記回転力付与部と係合して、前記電子写真感光体ドラムを回転させるための回転力を受けるカップリング部材であって、前記電子写真感光体ドラムを回転させるための前記回転力を前記電子写真感光体ドラムに伝達するための回転力伝達角度位置と、前記回転力伝達角度位置から前記電子写真感光体ドラムの軸線と離れる方向へ傾斜した係合前角度位置と、前記回転力伝達角度位置から前記電子写真感光体ドラムの軸線と離れる方向へ傾斜した離脱角度位置とを取り得るカップリング部材と、
    iv)前記カップリング部材が自重によって傾斜する角度が、前記カップリング部材が前記係合前角度位置に位置する場合よりも小さくなるように、前記カップリング部材の傾斜角度を規制する規制部と、
    を有し、前記装置本体に前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを移動させて取り付ける際には、前記カップリング部材が、前記係合前角度位置から回転力伝達角度位置に移動することによって前記カップリング部材が前記駆動軸と対向する、及び、前記装置本体から、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを取り外す際には、前記カップリング部材が、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に移動することによって前記カップリング部材が前記駆動軸から離脱することを特徴とするプロセスカートリッジ。
  2. 前記規制部は、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と直交する直交方向において、前記カップリング部材を囲んで設けられており、かつ、前記規制部は、第一円弧部分と前記第一円弧部分と連なって前記直交方向に突出している突出部とを有しており、前記第一円弧部分で前記カップリング部材が自重によって傾斜する傾斜角度を規制し、前記突出部で前記係合前角度位置における前記カップリング部材の傾斜角度を規制することを特徴とする請求項1に記載のプロセスカートリッジ。
  3. 更に、前記第一円弧部分には、前記第一円弧部分から前記軸線方向に突出した規制部を有しており、前記規制部は前記第一円弧部分と同じ半径の第二円弧部分と前記第二円弧部分と連なって前記突出部の設けられた側に向かう平面部とを有しており、前記カップリング部材が前記装置本体から外力を受けた際に、前記カップリング部材が前記外力によって、前記第二円弧部分と前記平面部とに沿って移動して前記突出部に導かれ、前記カップリング部材が前記係合前角度位置に位置することを特徴とする請求項2に記載のプロセスカートリッジ。
  4. 前記装置本体には、付勢位置と前記付勢位置から退避した退避位置との間を移動可能であって、前記外力を与えるための付勢部材が設けられており、前記カップリング部材は、前記装置本体に前記プロセスカートリッジを取り付ける際に、進入する前記プロセスカートリッジと接触して一旦前記付勢位置から前記退避位置に退避してその後前記付勢位置へ復帰する前記付勢部材の弾性力によって付勢されることによって、前記第二円弧部分と前記平面部とに沿って移動して前記突出部に導かれ、前記カップリング部材が前記係合前角度位置に位置することを特徴とする請求項3に記載のプロセスカートリッジ。
  5. 前記カップリング部材は前記カップリング部材の回転軸線上に凹部を有しており、前記装置本体に前記プロセスカートリッジを取り付ける際には、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを移動させるのに応じて、前記装置本体に前記プロセスカートリッジを取り付ける方向から見て、下流側に位置している前記カップリング部材の一部分が前記駆動軸を迂回することを許容するように、前記係合前角度位置から前記回転力伝達角度位置に傾動する、そして、前記カップリング部材が前記回転力伝達角度位置に位置する状態で、前記凹部が前記駆動軸の先端にかぶさっており、回転力受け部が、前記駆動軸の先端側において前記駆動軸の軸線と直交する方向へ突出して設けられている前記回転力付与部と、前記カップリング部材の回転方向において係合することによって、前記カップリング部材は前記駆動軸から回転力を受けて回転し、そして、前記装置本体から前記プロセスカートリッジを取り外す際には、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを移動させるのに応じて、前記装置本体から前記プロセスカートリッジを取り外す取り外し方向とは反対方向から見て、前記駆動軸の背後に位置している前記カップリング部材の一部分が前記駆動軸を迂回することを許容するように、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に傾動することによって前記カップリング部材が前記駆動軸から離脱することを特徴とする請求項1乃至請求項4のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
  6. 前記回転力受け部は、前記カップリング部材の回転軸線上に中心を有する仮想円上に、前記中心を挟んで対向して位置するように複数個配置されていることを特徴とする請求項5に記載のプロセスカートリッジ。
  7. 前記カップリング部材の有する前記凹部は、その先端に向かうにしたがって広がった拡開部を有し、前記拡開部の先端側に前記回転力受け部が前記カップリング部材の回転方向に沿って等間隔に複数個配置されており、また、前記回転力付与部は前記駆動軸の軸線と直交する方向へ対向して2箇所突出して配置されており、前記回転力受け部の何れか一つが前記回転力付与部の前記2箇所の内の一つと係合することによって、及び、前記回転力受け部と対向している前記回転力受け部の他の一つが前記回転力付与部の前記2箇所の内の他の一つと係合することによって前記カップリング部材は前記駆動軸から回転力を受けて回転することを特徴とする請求項5又は請求項6に記載のプロセスカートリッジ。
  8. 前記拡開部は円錐形状であって、前記円錐形状は前記カップリング部材の回転軸線上に頂点を有しており、前記カップリング部材が前記回転力伝達角度位置に位置する状態で、前記頂点が前記駆動軸の先端と対向し、前記カップリング部材が前記駆動軸の先端にかぶさって、前記カップリング部材に回転力が伝達され、また、前記回転力受け部は前記カップリング部材の回転する回転方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項7に記載のプロセスカートリッジ。
  9. 前記カップリング部材は、前記回転力伝達角度位置に位置する状態では、前記カップリング部材の回転軸線が前記電子写真感光体ドラムの軸線と実質的に一致しており、前記カップリング部材は、前記係合前角度位置に位置する状態では、前記装置本体に前記プロセスカートリッジを取り付ける取り付け方向において、その下流側が前記駆動軸の先端を通過することができるように、前記電子写真感光体ドラムの軸線に対して傾斜している、及び、前記カップリング部材は、前記離脱角度位置に位置する状態では、前記装置本体から前記プロセスカートリッジを取り外す取り外し方向において、その上流側が前記駆動軸の先端を通過することができるように、前記電子写真感光体ドラムの軸線に対して傾斜していることを特徴とする請求項1乃至請求項8のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
  10. 前記カップリング部材は、前記電子写真感光体ドラムの端部に、前記電子写真感光体ドラムの軸線に対して実質的に旋回可能に設けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項9のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
  11. 前記カップリング部材は、前記電子写真感光体ドラムの軸線に対して実質的に全方向にわたって傾動可能なように、前記回転力伝達部と回転力被伝達部との間に隙間を有しており、前記回転力被伝達部に対して前記回転力伝達部は可動状態であって、前記カップリング部材が回転する回転方向において、前記回転力伝達部と前記回転力被伝達部とが接触するように電子写真感光体ドラムの端部に取り付けられていることを特徴とする請求項1乃至請求項10のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
  12. 前記カップリング部材は、前記カップリング部材の回転軸線方向において、前記回転力受け部と、前記電子写真感光体ドラムに回転力を伝達するための回転力伝達部とを有し、前記回転力受け部と回転力伝達部との間に中間部を有し、前記プロセスカートリッジを前記駆動軸と実質的に直交する方向へ移動させる際には、前記中間部が前記装置本体に設けられた固定部分と接触して前記係合前角度位置をとることを特徴とする請求項1乃至請求項11のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
  13. プロセスカートリッジを電子写真画像形成装置の装置本体に着脱可能な電子写真画像形成装置であって、
    i)回転力付与部を有する駆動軸と、
    ii)軸線を中心に回転可能で、周面に感光層を有する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、前記回転力付与部と係合して、前記電子写真感光体ドラムを回転させるための回転力を受けるカップリング部材であって、前記電子写真感光体ドラムを回転させるための前記回転力を前記電子写真感光体ドラムに伝達するための回転力伝達角度位置と、前記回転力伝達角度位置から前記電子写真感光体ドラムの軸線と離れる方向へ傾斜した係合前角度位置と、前記回転力伝達角度位置から前記電子写真感光体ドラムの軸線と離れる方向へ傾斜した離脱角度位置とを取り得るカップリング部材と、前記カップリング部材が自重によって傾斜する角度が、前記カップリング部材が前記係合前角度位置に位置する場合よりも小さくなるように、前記カップリング部材の傾斜角度を規制する規制部と、を有し、前記装置本体に前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを移動させて取り付ける際には、前記カップリング部材が、前記係合前角度位置から回転力伝達角度位置に移動することによって前記カップリング部材が前記駆動軸と対向する、及び、前記装置本体から、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを取り外す際には、前記カップリング部材が、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に移動することによって前記カップリング部材が前記駆動軸から離脱する前記プロセスカートリッジと、
    を有し、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを取り付け及び取り外すことを特徴とする電子写真画像形成装置。
  14. 前記規制部は、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と直交する直交方向において、前記カップリング部材を囲んで設けられており、かつ、前記規制部は、第一円弧部分と前記第一円弧部分と連なって前記直交方向に突出している突出部とを有しており、前記第一円弧部分で前記カップリング部材が自重によって傾斜する傾斜角度を規制し、前記突出部で前記係合前角度位置における前記カップリング部材の傾斜角度を規制することを特徴とする請求項13に記載の電子写真画像形成装置。
  15. 更に、前記第一円弧部分には、前記第一円弧部分から前記軸線方向に突出した規制部を有しており、前記規制部は前記第一円弧部分と同じ半径の第二円弧部分と前記第二円弧部分と連なって前記突出部の設けられた側に向かう平面部とを有しており、前記カップリング部材が前記装置本体から外力を受けた際に、前記カップリング部材が前記外力によって、前記第二円弧部分と前記平面部とに沿って移動して前記突出部に導かれ、前記カップリング部材が前記係合前角度位置に位置することを特徴とする請求項14に記載の電子写真画像形成装置。
  16. 前記装置本体には、付勢位置と前記付勢位置から退避した退避位置との間を移動可能であって、前記外力を与えるための付勢部材が設けられており、前記カップリング部材は、前記装置本体に前記プロセスカートリッジを取り付ける際に、進入する前記プロセスカートリッジと接触して一旦前記付勢位置から前記退避位置に退避してその後前記付勢位置へ復帰する前記付勢部材の弾性力によって付勢されることによって、前記第二円弧部分と前記平面部とに沿って移動して前記突出部に導かれ、前記カップリング部材が前記係合前角度位置に位置することを特徴とする請求項15に記載の電子写真画像形成装置。
  17. 前記カップリング部材は前記カップリング部材の回転軸線上に駆動軸受け面を有しており、前記装置本体に前記プロセスカートリッジを取り付ける際には、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを移動させるのに応じて、前記装置本体に前記プロセスカートリッジを取り付ける方向から見て、下流側に位置している前記カップリング部材の一部分が前記駆動軸を迂回することを許容するように、前記係合前角度位置から前記回転力伝達角度位置に傾動する、そして、前記カップリング部材が前記回転力伝達角度位置に位置する状態で、前記駆動軸受け面が前記駆動軸の先端にかぶさっており、前記回転力受け部が前記駆動軸の先端側において前記駆動軸の軸線と直交する方向へ突出して設けられている前記回転力付与部と前記カップリング部材の回転方向において係合することによって、前記カップリング部材は前記駆動軸から回転力を受けて回転し、そして、前記装置本体から前記プロセスカートリッジを取り外す際には、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記プロセスカートリッジを移動させるのに応じて、前記装置本体から前記プロセスカートリッジを取り外す取り外し方向とは反対方向から見て、前記駆動軸の背後に位置している前記カップリング部材の一部分が前記駆動軸を迂回することを許容するように、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に傾動することによって前記カップリング部材が前記駆動軸から離脱することを特徴とする請求項13乃至請求項16のいずれかに記載の電子写真画像形成装置。
  18. 前記カップリング部材は、前記回転力伝達角度位置に位置する状態では、前記カップリング部材の回転軸線が前記電子写真感光体ドラムの軸線と実質的に一致しており、前記カップリング部材は、前記係合前角度位置に位置する状態では、前記装置本体に前記プロセスカートリッジを取り付ける取り付け方向において、その下流側が前記駆動軸の先端を通過することができるように、前記電子写真感光体ドラムの軸線に対して傾斜している、及び、前記カップリング部材は、前記離脱角度位置に位置する状態では、前記装置本体から前記プロセスカートリッジを取り外す取り外し方向において、その上流側が前記駆動軸の先端を通過することができるように、前記電子写真感光体ドラムの軸線に対して傾斜していることを特徴とする請求項13乃至請求項17のいずれかに記載の電子写真画像形成装置。
  19. 前記カップリング部材は、前記カップリング部材の回転軸線方向において、回転力受け部と、前記電子写真感光体ドラムに回転力を伝達するための回転力伝達部とを有し、前記回転力受け部と回転力伝達部との間に円柱形状の中間部を有し、前記プロセスカートリッジを前記駆動軸と実質的に直交する方向へ移動させる際には、前記中間部が前記装置本体に設けられた固定部分と接触して前記係合前角度位置をとることを特徴とする請求項13乃至請求項18のいずれかに記載の電子写真画像形成装置。
  20. 前記駆動軸は、前記カップリング部材との第一の位置決め部と第二の位置決め部とを有し、回転力伝達を行っているときには前記カップリング部材と第一の位置決め部が接触し、第二の位置決め部は離間していることを特徴とする請求項13に記載の電子写真画像形成装置。
  21. 回転力付与部を有する駆動軸を備えた電子写真画像形成装置の装置本体から、前記駆動軸の軸線方向と実質的に直交する方向に移動させ、取り付け及び取り外される電子写真感光体ドラムユニットであって、
    i)軸線を中心に回転可能で、周面に感光層を有する電子写真感光体ドラムと、
    ii)前記回転力付与部と係合して、前記電子写真感光体ドラムを回転させるための回転力を受けるカップリング部材であって、前記電子写真感光体ドラムを回転させるための前記回転力を前記電子写真感光体ドラムに伝達するための回転力伝達角度位置と、前記回転力伝達角度位置から前記電子写真感光体ドラムの軸線と離れる方向へ傾斜した離脱角度位置とを取り得るカップリング部材と、
    iii)前記カップリング部材が自重によって傾斜する角度が、前記カップリング部材が前記係合前角度位置に位置する場合よりも小さくなるように、前記カップリング部材の傾斜角度を規制する規制部と、
    を有し、前記装置本体に前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記電子写真感光体ドラムユニットを移動させて取り付ける際には、前記カップリング部材が、前記係合前角度位置から回転力伝達角度位置に移動することによって前記カップリング部材が前記駆動軸と対向する、及び、前記装置本体から、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と実質的に直交する方向に前記電子写真感光体ドラムユニットを取り外す際には、前記カップリング部材が、前記回転力伝達角度位置から前記離脱角度位置に移動することによって前記カップリング部材が前記駆動軸から離脱することを特徴とする電子写真感光体ドラムユニット。
  22. 前記規制部は、前記電子写真感光体ドラムの前記軸線と直交する直交方向において、前記カップリング部材を囲んで設けられており、かつ、前記規制部は、第一円弧部分と前記第一円弧部分と連なって前記直交方向に突出している突出部とを有しており、前記第一円弧部分で前記カップリング部材が自重によって傾斜する傾斜角度を規制し、前記突出部で前記係合前角度位置における前記カップリング部材の傾斜角度を規制することを特徴とする請求項21に記載の電子写真感光体ドラムユニット。
  23. 更に、前記第一円弧部分には、前記第一円弧部分から前記軸線方向に突出した規制部を有しており、前記規制部は前記第一円弧部分と同じ半径の第二円弧部分と前記第二円弧部分と連なって前記突出部の設けられた側に向かう平面部とを有しており、前記カップリング部材が前記装置本体から外力を受けた際に、前記カップリング部材が前記外力によって、前記第二円弧部分と前記平面部とに沿って移動して前記突出部に導かれ、前記カップリング部材が前記係合前角度位置に位置することを特徴とする請求項22に記載の電子写真感光体ドラムユニット。
  24. 前記装置本体には、付勢位置と前記付勢位置から退避した退避位置との間を移動可能であって、前記外力を与えるための付勢部材が設けられており、前記カップリング部材は、前記装置本体に前記プロセスカートリッジを取り付ける際に、進入する前記プロセスカートリッジと接触して一旦前記付勢位置から前記退避位置に退避してその後前記付勢位置へ復帰する前記付勢部材の弾性力によって付勢されることによって、前記第二円弧部分と前記平面部とに沿って移動して前記突出部に導かれ、前記カップリング部材が前記係合前角度位置に位置することを特徴とする請求項23に記載の電子写真感光体ドラムユニット。
  25. 前記回転力受け部は、前記カップリング部材の回転軸線上に中心を有する仮想円上に、前記中心を挟んで対向して位置するように複数個配置されていることを特徴とする請求項21乃至請求項24のいずれかに記載の電子写真感光体ドラムユニット。
  26. 前記カップリング部材は前記カップリング部材の回転軸線上に凹部を有しており、前記凹部は、その先端に向かうにしたがって広がった拡開部を有し、前記拡開部の先端側に回転力受け部が前記カップリング部材の回転方向に沿って等間隔に複数個配置されており、また、前記回転力付与部は前記駆動軸の軸線と直交する方向へ対向して2箇所突出して配置されており、前記回転力受け部の何れか一つが前記回転力付与部の前記2箇所の内の一つと係合することによって、及び、前記回転力受け部と対向している前記回転力受け部の他の一つが前記回転力付与部の前記2箇所の内の他の一つと係合することによって前記カップリング部材は前記駆動軸から回転力を受けて回転することを特徴とする請求項21乃至請求項25のいずれかに記載の電子写真感光体ドラムユニット。
  27. 前記拡開部は円錐形状であって、前記円錐形状は前記カップリング部材の回転軸線上に頂点を有しており、前記カップリング部材が前記回転力伝達角度位置に位置する状態で、前記頂点が前記駆動軸の先端と対向し、前記カップリング部材が前記駆動軸の先端にかぶさって、前記カップリング部材に回転力が伝達され、また、前記回転力受け部は前記カップリング部材の回転する回転方向に等間隔に配置されていることを特徴とする請求項26に記載の電子写真感光体ドラムユニット。
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