JP3796364B2 - 電子写真画像形成装置 - Google Patents

Description

【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な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ものである。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（例えばレーザープリンタ、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ものである。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電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更に、少な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電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。
【０００４】
【従来の技術】
電子写真画像形成方式を用いた電子写真画像形成装置は、帯電手段によって一様に帯電させた電子写真感光体ドラムに画像情報に応じた選択的な露光を行って静電潜像を形成する。そして、その潜像を現像手段によってトナーを用いて現像してトナー像を形成する。その後、前記電子写真感光体ドラムに形成したトナー像を転写手段によって記録媒体に転写して画像形成を行う。
【０００５】
従来、電子写真画像形成プロセスを用いた電子写真画像形成装置においては、電子写真感光体ドラム及び前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段を一体的にカートリッジ化して、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に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。
【０００６】
このようなプロセスカートリッジにあっては、少なくとも電子写真感光体ドラムを駆動するため、プロセスカートリッジを画像形成装置本体に装着した際に、画像形成装置本体側の駆動源につらなる動力伝達部材と電子写真感光体ドラムとが連結される。
【０００７】
ここで、電子写真感光体ドラムを回転駆動させるために、種々の方法が考えられてきた。その１つの方法は特開昭６２−６５０４９号公報に記載されている通り、画像形成装置本体に設けられたギアの側面に固設されたピンを、感光体ドラムに設けられたギアの側面に設けられた凹部に嵌合させて、感光体ドラムを回転させる方法である。
【０００８】
他の１つの方法は特開昭６３−４２５２号公報に記載されている通り、画像形成装置本体に設けられたはす歯ギアと嵌合させて感光体ドラムを回転させる方法もある。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述の従来の技術で説明した公報に記載された技術は、いずれも感光体ドラムに回転力を伝達する構成として非常に有効なものである。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。
【００１０】
本発明の目的は、プロセスカートリッジの電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムを駆動するための駆動ギアとの結合及び解除をカップリング軸を用いて確実に行うことのできる電子写真画像形成装置を提供することにある。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、
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ための電子写真画像形成装置において、
ａ．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、前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起と、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ためのカートリッジ装着手段と、
ｂ．駆動源に連結されて、中心に断面が多角形のねじれた穴と丸穴を同軸上に有し、回転自在で軸方向に移動しないように支持された駆動ギアと、
ｃ．前記駆動ギアのねじれた穴の軸方向に摺動するねじれた多角柱を一端に有し、他端に前記電子写真感光体ドラムの突起と係脱する、ねじれ角およびねじれ方向が前記電子写真感光体ドラムのねじれた多角柱と同一で、断面が多角形のねじれた穴を有し、前記ねじれた多角柱の中心に設けられた丸穴を中心に回転自在で軸方向に移動自在に支持されたカップリング軸と、
ｄ．前記駆動ギアの丸穴と前記カップリング軸の丸穴に嵌合する軸を同軸上に有する固定軸と、
ｅ．前記カップリング軸のねじれた穴が前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられた多角柱の突起と離脱した位置と、前記カップリング軸のねじれた穴が前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起と係合する位置と、をとるように設けられたカップリング軸の軸方向移動手段と、
ｆ．前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、
を有し、
被駆動側カップリングについて、前記カップリング軸の断面が多角形のねじれた穴の内接円直径φＤ１と、前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起の内接円直径φＤ２との差（φＤ１−φＤ２）として表される被駆動側カップリングのガタ量、
および、
駆動側カップリングについて、
前記駆動ギアの断面が多角形のねじれた穴の内接円直径φＤ３と、前記カップリング軸のねじれた多角柱の内接円直径φＤ４との差（φＤ３−φＤ４）として表される駆動側カップリングのガタ量の関係が
（φＤ３−φＤ４）≦（φＤ１−φＤ２）
である、ことを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【００１２】
（作用）
上記電子写真画像形成装置にあっては、駆動ギアの断面が多角形のねじれた穴の内接円直径φＤ３と、カップリング軸のねじれた多角柱の内接円直径φＤ４との内接円直径差（φＤ３−φＤ４）として表される駆動側カップリングのガタ量を、カップリング軸の断面が多角形のねじれた穴の内接円直径φＤ１と、前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起の内接円直径φＤ２との内接円直径差（φＤ１−φＤ２）として表される被駆動側カップリングのガタ量に対して、小さく或いは等しくしている。
【００１３】
それ故、駆動側カップリング軸のねじれた穴が電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起と係合するカップリング結合時において、駆動側カップリングについては、駆動ギアの断面が多角形のねじれた穴と、カップリング軸のねじれた多角柱との内接円直径差（φＤ３−φＤ４）として表される駆動側カップリングのガタ量を出来るだけ小さくとれるため、カップリング軸は電子写真感光体ドラム側へのスライドと同時に回転を始めるように作用する。
【００１４】
また、前記カップリング結合時において、被駆動側カップリングについては、カップリング軸の断面が多角形のねじれた穴と、電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起との内接円直径差（φＤ１−φＤ２）として表される被駆動側カップリングのガタ量を出来るだけ大きくとれるため、カップリング軸の断面が多角形のねじれた穴は、電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起に結合しやすくなって、カップリング軸が電子写真感光体ドラム側にスライドするように作用する。
【００１５】
よって、カップリング軸の断面が多角形のねじれた穴は、電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起を容易に結合できる。
【００１６】
また、カップリング軸のねじれた穴が電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられた多角柱の突起と離脱するカップリング解除時において、駆動側カップリングについては、駆動ギアの断面が多角形のねじれた穴と、カップリング軸のねじれた多角柱との内接円直径差（φＤ３−φＤ４）として表される駆動側カップリングのガタ量を出来るだけ小さくとれるため、カップリング軸は駆動ギア側へのスライドと同時に回転を始めるように作用する。
【００１７】
よって、カップリング軸の断面が多角形のねじれた穴は、電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起から容易に解除できる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
次に本発明に係る実施の形態を図面を参照して説明する。
【００１９】
以下の説明において長手方向とは記録媒体の搬送方向に直角で記録媒体の表面に沿う方向であり、感光体ドラムの軸線方向と一致している。
【００２０】
まず、本実施の形態に係るプロセスカートリッジＢおよびこれを取り外し可能に装着可能な電子写真画像形成装置Ａについて、図１から図１３を参照して具体的に説明する。ここでは説明の順序として、まず、図１から図６を参照してプロセスカートリッジＢおよびこれを装着して用いる電子写真画像形成装置Ａの全体構成を説明し、次に図７から図１３を参照してプロセスカートリッジＢと画像形成装置本体１３との駆動力伝達機構である軸継手の構成について説明する。
【００２１】
｛全体構成｝
図１はプロセスカートリッジＢを取り外し可能に装着した電子写真画像形成装置Ａであるレーザービームプリンタの断面説明図である。
【００２２】
本実施の形態に係る電子写真画像形成装置（レーザービームプリンタ）Ａは、図１に示すように、光学系１から画像情報に基づいたレーザー光をドラム形状の電子写真感光体ドラム（以下「感光体ドラム」という）７に照射して前記感光体ドラム７に静電潜像を形成し、この潜像を現像剤であるトナーを用いて現像してトナー像を形成する。そして、トナー像の形成と同期して、記録紙、ＯＨＰシートなどの記録媒体２をカセット３ａからピックアップローラ３ｂおよび搬送ローラ対３ｄ等からなる搬送手段３で搬送し、かつ前記感光体ドラム７に形成したトナー像を転写手段としての転写ローラ４に電圧印加することによって記録媒体２に転写する。そして、トナー像を転写した記録媒体２をガイド板３ｆでガイドして定着手段５へと搬送する。定着手段５は駆動ローラ５ａおよびヒータ５ｂを内蔵する定着回転体５ｃからなり、通過する記録媒体２に熱および圧力を印加して転写トナー像を記録媒体２に定着する。そして記録媒体２を排出ローラ対３ｇで搬送し、反転搬送経路３ｉを通して排出部６へと排出する。
【００２３】
尚、本実施の形態に係る電子写真画像形成装置Ａは図示しない手差しトレイおよびローラによって手差し給紙も可能である。
【００２４】
｛プロセスカートリッジの構成｝
一方、前記プロセスカートリッジＢは、電子写真感光体ドラムと、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ドラムを帯電させる帯電手段、電子写真感光体ドラムに形成された潜像を現像する現像手段、電子写真感光体ドラムの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。
【００２５】
本実施の形態のプロセスカートリッジＢは、図２に示すように、感光体ドラム７、帯電ローラ８、露光開口９、現像手段１０及びクリーニング手段１１を有するものである。そして、このプロセスカートリッジＢは、電子写真画像形成装置Ａの画像形成装置本体（以下「装置本体」という）１３から後述する本体軸継手装置によって感光体ドラム７が回転される。そして、その表面を帯電手段である帯電ローラ８への電圧印加によって一様に帯電し、前記光学系１からの情報光（レーザー光）を露光開口９を介して感光体ドラム７に露光して静電潜像を形成し、現像手段１０によって現像する。
【００２６】
前記現像手段１０は、トナー収納部１０ａ内のトナーをトナー送り部材１０ｂで送り出す。そして固定磁石１０ｃを内蔵した現像ローラ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荷を付与したトナー層を現像ローラ１０ｄの表面に形成する。そしてそのトナーを前記潜像に応じて感光体ドラム７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。そして装置本体１３に設けられた転写ローラ４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２に転写する。転写後の感光体ドラム７は、クリーニング手段１１によって残留トナーが除去される。即ち、クリーニングブレード１１ａによって感光体ドラム７の表面上の残留トナーが掻き落とされる。前記クリーニングブレード１１ａにより掻き落とされたトナーは、スクイシート１１ｂによって除去トナー溜め１１ｃへ集められる。
【００２７】
尚、前記帯電ローラ８は感光体ドラム７に当接しており、感光体ドラム７に従動回転する。また、クリーニングブレード１１ａは感光体ドラム７に当接している。
【００２８】
｛プロセスカートリッジのハウジング構成｝
前記プロセスカートリッジＢは、トナーを収納するトナー収納部１０ａを有するトナーフレーム１２ａと、現像ローラ１０ｄ等の現像手段１０を保持する現像フレーム１２ｂとを溶着（本実施の形態では超音波溶着）して現像ユニット１２Ｕを構成する。そして、この現像ユニット１２Ｕと、感光体ドラム７、帯電ローラ８、及びクリーニング手段１１等を支持するクリーニングフレーム１２ｃとを互いに丸軸状の結合部材１２ｄによって揺動可能に結合すると共に、図示しない圧縮コイルばねにより前記結合部材１２ｄを中心に互いに付勢して、感光体ドラム７と現像ローラ１０ｄ両端の大径部とを圧接している。
【００２９】
そして、このプロセスカートリッジＢは装置本体１３に設けた後述のカートリッジ装着手段に対し使用者によって感光体ドラム７の長手方向（軸線方向）に交差する方向から取り外し可能に装着される（図５、図６参照）。尚、クリーニングフレーム１２ｃの長手方向の外側面には、図４に示すように、感光体ドラム７のドラム軸３６ａ（図７参照）を支持する軸受１２ｃ２の近傍に装着ガイド１２ｃ４が設けられている。前記軸受１２ｃ２及び装着ガイド１２ｃ４はクリーニングフレーム１２ｃに一体に突出形成されている。さらに、図３に示すように、クリーニングフレーム１２ｃに取り付けられた軸受３４には装着ガイド１２ｃ５が一体成形されている。そして、これらの装着ガイド１２ｃ４，１２ｃ５はプロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着する際に、図５、図６に示すガイド部３５ａ，３５ｃにガイドされる。
【００３０】
｛カートリッジ装着手段の構成｝
前記カートリッジ装着手段として、図５、図６に示すように、装置本体１３内に設けられたカートリッジ装着スペースＳの左右両側面にカートリッジ装着ガイド部材３５が対向して取り付けてある（図５は一方側面、図６は他方側面を示す）。そして、この左右のガイド部材３５には、プロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着するときのガイドとなるガイド部３５ａ，３５ｃが対向して設けてある。このガイド部３５ａ，３５ｃのうち、プロセスカートリッジＢの挿入方向から見て左側のガイド部３５ａには前記プロセスカートリッジＢの軸受１２ｃ２及び装着ガイド１２ｃ４をガイドさせ、プロセスカートリッジＢの挿入方向から見て右側のガイド部３５ｃには前記プロセスカートリッジＢの軸受３４に一体に突出形成した円筒形のボス３４ａ（図７参照）及び装着ガイド１２ｃ５をガイドさせて、装置本体１３内にプロセスカートリッジＢを挿入する。そして円筒形のボス３４ａをガイド部３５ｃの奥側の終端部に設けたＵ溝３５ｄで支持し、軸受１２ｃ２をガイド部３５ａの奥側の終端部に設けたＵ溝３５ｂに嵌合させる。尚、前記装置本体１３にプロセスカートリッジＢを装着するには、図１に示す軸１４ａを中心にして装置本体１３に対して開閉可能な開閉カバー１４を矢印Ｏ方向に開いて行う。そして、開閉カバー１４を矢印Ｐ方向に閉じることによってプロセスカートリッジＢの装置本体１３への装着が完了する。なお、プロセスカートリッジＢを装置本体１３から取り外す際にも、開閉カバー１４を開く。
【００３１】
前記プロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着すると、後述するように、前記開閉カバー１４の閉じ動作に連動してカートリッジ側軸継手部材と装置本体側軸継手部材とが結合し、感光体ドラム７等は装置本体１３から駆動を受けて回転可能となる。
【００３２】
｛軸継手およびその駆動構成｝
次に装置本体１３からプロセスカートリッジＢへ駆動力を伝達する駆動伝達機構である軸継手の構成について説明する。
【００３３】
図７、図８、図１１に示すように、プロセスカートリッジＢに取り付けられた感光体ドラム７の長手方向の一方の端部にはプロセスカートリッジＢ側の軸継手部材が設けてある。この軸継手部材は感光体ドラム７の一方の端部に固定したドラムフランジ３７にカップリング凸軸１５（円柱形状）を設けたものであり、前記カップリング凸軸１５の先端面に突起としてのドラム軸凸部１６が形成してある。尚、このドラム軸凸部１６の端面１６ａはカップリング凸軸１５の端面１５ａと平行である。また、このカップリング凸軸１５は感光体ドラム７の回転軸として機能する。本実施の形態では、上記ドラムフランジ３７とカップリング凸軸１５およびドラム軸凸部１６は一体に設けてある。
【００３４】
図７に示すように前記カップリング凸軸１５及びドラム軸凸部１６は、ドラムフランジ３７が感光体ドラム７の一端部に取り付けられた際に、感光体ドラム７の軸心と同軸上に位置するようにドラムフランジ３７に設けられている。尚、３７ｂは嵌合部であって、ドラムフランジ３７を感光体ドラム７に取り付ける際に、ドラムシリンダ７ａの内面に嵌合する部分である。このドラムフランジ３７は感光体ドラム７に“かしめ”或いは“接着”等によって取り付けられる。また、ドラムシリンダ７ａの周囲には、感光層７ｂが被覆されている（図７参照）。
【００３５】
また、この感光体ドラム７の他端側には、ドラムフランジ３６が固定されている。そして、このドラムフランジ３６には、ドラム軸３６ａと平歯ギア３６ｂとが一体的に成型されている（図７参照）。
【００３６】
尚、プロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着すると、前記軸受１２ｃ２が装置本体１３のＵ溝３５ｂ（図５参照）に嵌合して位置決めされ、且つ、ドラムフランジ３６と一体的に成型した平歯ギア３６ｂが転写ローラ４に駆動力を伝達するギア（図示せず）と噛合する。
【００３７】
また、感光体ドラム７を中心として、クリーニングフレーム１２ｃ側よりも現像ユニット１２Ｕ側が重いため、図３に示すように、クリーニングフレーム１２ｃ上に設けたつき当て部１２ｃ１が装置本体１３に固設したつき当て部１３ａに当接し、更に開閉カバー１４の裏面に設けた圧縮コイルばね１４ｂにより、現像ユニット１２Ｕの上面を押圧する。
【００３８】
また、前記ドラムフランジ３７，３６の材質としては、ポリアセタール（ｐｏｌｙａｃｅｔａｌ）、ポリカーボネイト（ｐｏｌｙｃａｒｂｏｎａｔｅ）、ポリアミド（ｐｏｌｙａｍｉｄｅ）、及び、ポリブチレンテレフタレート（ｐｏｌｙｂｕｔｙｌｅｎｅｔｅｒｅｐｈｔｈａｌａｔｅ）等の樹脂材料を用いている。但し、他の材質を適宜選択して用いても構わない。
【００３９】
また、プロセスカートリッジＢのカップリング凸軸１５のドラム軸凸部１６の回りには、カップリング凸軸１５と同芯円の円筒形のボス３４ａがクリーニングフレーム１２ｃに設けられている（図３、図７参照）。このボス３４ａによって、プロセスカートリッジＢを着脱する際等にドラム軸凸部１６は保護され、外力による傷や変形等から守られている。そこで、ドラム軸凸部１６が損傷することによるカップリング駆動時のガタツキや振動を防止することができる。
【００４０】
また、前記ボス３４ａの形状は、本実施の形態に示す円形に限定されることはなく、前記ガイド部３５ｃにガイドされること、また、前記Ｕ溝３５ｄに支持されることができればよく、例えば完全な円筒形でなく欠円形の円弧形状であっても構わない。また、本実施の形態では、カップリング凸軸１５を回転可能に支持するための軸受３４と円筒形のボス３４ａとを一体成型してクリーニングフレーム１２ｃにねじ止め（図示せず）しているが（図３、図７参照）、軸受３４とボス３４ａは別体であっても構わない。
【００４１】
また、本実施の形態では、クリーニングフレーム１２ｃに設けられた軸受１２ｃ２に前記ドラム軸３６ａが嵌合し（図４、図７参照）、前記クリーニングフレーム１２ｃに取り付けられた軸受３４の内面に前記カップリング凸軸１５が嵌合して（図３、図７参照）、前記感光体ドラム７はプロセスカートリッジＢのクリーニングフレーム１２に取り付けられている。そこで、感光体ドラム７は、カップリング凸軸１５、ドラム軸３６ａを中心として回転する。尚、本実施の形態では、感光体ドラム７は図７に示すように、クリーニングフレーム１２ｃに軸線方向に移動可能に取り付けられている。これは、取り付け公差を考慮したためである。しかしながら、これに限定されるものではなく、感光体ドラム７はクリーニングフレーム１２ｃに対して軸線方向に移動しないように取り付けてもよい。
【００４２】
即ち、ドラムフランジ３７の端面３７ｃ（はす歯ギア３７ａの端面）を軸受３４の端面３４ｂに摺動自在に接せしめる共にドラムフランジ３６の端面３６ｃ（平歯ギア３６ｂの端面）をクリーニングフレーム１２ｃの内面１２ｃ６に摺動自在に接するように配設してもよい。
【００４３】
（ドラム軸凸部（突起）の構成）
前記ドラム軸凸部１６の形状は図８に示すように、感光体ドラム７の回転方向（矢印Ｑ方向）にねじれた多角柱、詳しくは軸方向に向かって略正三角柱で軸方向に次第に回転方向の位相が異なるようにねじれた形状であって、略正三角柱の稜線は面取りされている。
【００４４】
（カップリング軸の構成）
前記ドラム軸凸部１６と嵌合するカップリング軸凹部１７はカップリング軸１８の一端に設けられている。カップリング軸凹部１７は感光体ドラム７の回転方向Ｑにおいて断面が多角形で前記ドラム軸凸部１６の軸方向に次第に回転方向の位相が異なるようにねじれた穴である。このカップリング軸凸部１６のねじれ角およびねじれ方向は後述するねじれた多角柱としてのカップリング軸凸部２０のそれと同一となっている。また、前記カップリング軸１８は、カップリング軸フランジ１９を挟んだもう一端側にねじれた多角柱としてのカップリング軸凸部２０を前記カップリング軸凹部１７と同軸上に有する。このカップリング軸凸部２０は同じく感光体ドラム７の回転方向Ｑにおいて軸方向に従って回転方向の位相が異なるように同ピッチでねじられた多角柱、詳しくは略正三角柱で略正三角柱の角部は面取りされている形状となっている。
【００４５】
（ドラム駆動ギアの構成）
前記カップリング軸凸部２０と嵌合するギア側カップリング凹部２１はドラム駆動ギア２２に設けられている。ギア側カップリング凹部２１はドラム駆動ギア２２の回転方向（矢印Ｒ方向）において断面が多角形で前記カップリング軸凸部２０の軸方向に次第に回転方向の位相が異なるようにねじれた穴である。そして、このギア側カップリング凹部２１は装置本体１３側の回転体として配設されるドラム駆動ギア２２の中心に設けられている。
【００４６】
尚、前記ギア側カップリング凹部２１は、断面が略正三角柱である前述のカップリング軸凸部２０が丁度嵌合するような、断面が略正三角形の穴である。
【００４７】
（駆動側カップリング及び被駆動側カップリングの説明）
図９に示すように、駆動側カップリングについて、前記ドラム駆動ギア２２のギア側カップリング凹部２１の断面形状である略正三角形穴の内接円直径をφＤ３、前記カップリング軸１８のカップリング軸凸部２０の断面形状である略正三角柱の内接円直径をφＤ４とすると、駆動側カップリングのガタは（φＤ３−φＤ４）で表すことができる。
【００４８】
また、図１０に示すように、被駆動側カップリングについて、前記カップリング凸軸１５のドラム軸凸部１６の断面形状である略正三角柱の内接円直径をφＤ２、前記カップリング軸１８のカップリング軸凹部１７の断面形状である略正三角形穴の内接円直径をφＤ１とすると、被駆動側カップリングのガタは（φＤ１−φＤ２）で表すことができる。
【００４９】
そして、前記各カップリング部の断面形状で表されるガタ量は以下のような関係式とする。
【００５０】
（φＤ３−φＤ４）≦（φＤ１−φＤ２）…（１）
このような構成の軸継手装置は、装置本体１３に設けられた駆動モータ（不図示）からの駆動力がギア列（不図示）により前記ドラム駆動ギア２２に伝達され、ドラム駆動ギア２２はその駆動力を前記プロセスカートリッジＢに伝達する。より詳しくは、駆動力はドラム駆動ギア２２から、ドラム駆動ギア２２の中央部にあるギア側カップリング凹部２１と前記カップリング軸凸部２０との軸継手によりカップリング軸１８へ伝達される。そして、カップリング軸凸部２０とカップリング軸フランジ１９を挟んで一体化されているカップリング軸凹部１７は、ドラム軸凸部１６と嵌合することによって駆動力をプロセスカートリッジＢへと伝達する。このようにして、ドラム駆動ギア２２とプロセスカートリッジＢ内のドラム軸凸部１６は一体的に回転する。
【００５１】
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Ｂが装置本体１３に装着されて、ドラム駆動ギア２２とカップリング軸１８とドラム軸凸部１６が各々嵌合され回転する際、略正三角柱のドラム軸凸部１６の各稜線とカップリング軸凹部１７の内面及びカップリング軸凸部２０の各稜線とギア側カップリング凹部２１の内面とが等しく当接するため互いに軸心が合致する。更に、そのねじれ形状によって各凹部１７，２１が各凸部１６，２０を引き寄せる方向に力が作用して、前記ドラム軸凸部１６の端面１６ａがカップリング軸凹部１７の底と当接する。そこで、ドラム軸凸部１６と一体の感光体ドラム７は装置本体１３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。
【００５２】
尚、本実施の形態において、感光体ドラム７の側からみて、感光体ドラム７の回転方向Ｑ（図８参照）に対して、前記ドラム軸凸部１６のねじれ方向はこのドラム軸凸部１６の根本から先端に向かって反対方向、また、カップリング軸凹部１７のねじれ方向はこのカップリング軸凹部１７の入り口から内側に向かって反対方向である。同様に、感光体ドラム７の側から見て、感光体ドラム７の回転方向Ｑに対して、前記カップリング軸凸部２０のねじれ方向はこのカップリング軸凸部２０の根本から先端に向かって反対方向、またギア側カップリング凹部２１のねじれ方向はこのギア側カップリング凹部２１の入り口から内側に向かって反対方向である。
【００５３】
装置本体１３には、前記カップリング軸１８を感光体ドラム７の長手方向に相対的に移動させるための軸方向移動手段としてのカムレバー２８を有する本体軸継手装置が設けてある。この本体軸継手装置は、プロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着したときの感光体ドラム７の回転軸線と一致する位置にカップリング軸１８のカップリング軸凹部１７が配設してある（図６参照）。またカップリング軸１８は図１３に示すように、駆動モータ（図示せず）の駆動力を感光体ドラム７へと伝えるドラム駆動ギア２２と更にカップリング結合されている。
【００５４】
｛軸継手の係脱装置の構成｝
次に、開閉カバー１４の閉鎖動作に連動してギア側カップリング凹部２１に対するカップリング軸凸部２０の移動およびカップリング軸凹部１７とドラム軸凸部１６を嵌合させる本体軸継手装置としての係脱装置の構成について、図１１から図１３を参照して説明する。
【００５５】
図１１から図１３に係脱装置のドラム駆動ギア２２とカップリング軸１８と段付カシメ軸２５と圧縮コイルばね２６とカムレバー２８の位置関係を示す。図１１は係脱装置の分解斜視図、図１２および図１３はプロセスカートリッジＢの感光体ドラム７と装置本体１３の本体フレーム２３と係脱装置の各構成部材の位置関係を示す断面図である。
【００５６】
図１１乃至図１３に示すように、プロセスカートリッジＢおよび駆動系ユニットの位置決め部を形成する装置本体１３の本体フレーム２３には係脱装置のカップリング軸受２７が嵌合固定されている。
【００５７】
前記駆動系ユニットを構成する駆動ギア列の不図示のギア軸が加締め固定、支持される枠体材として設けられた駆動板金２４には、大小２つの径を同軸上に持つ段付カシメ軸（固定軸）２５の大径軸部２５ａ側の一端が加締められている。この段付カシメ軸２５は、大径軸部２５ａがドラム駆動ギア２２内部の中心に形成された大径丸穴２２ａと嵌合しており、更に、小径軸部２５ｂがカップリング軸１８の中心を貫通し、且つ、カップリング軸凹部１７の底まで貫通する丸穴１８ａと嵌合している。カップリング軸１８とドラム駆動ギア２２のＸ−Ｙ方向（軸直角方向）位置決めは、段付カシメ軸２５の大径軸部２５ａから小径軸部２５ｂの長手方向の長い範囲で嵌合位置決めされている。この固定軸である段付カシメ軸２５の大径軸部２５ａには、カップリング軸１８が入り込む凹部２５ｄが設けられている。大径軸部２５ａは中空円筒形であって小径軸部２５ｂとは板状ハブ２５ｅによって結合されている。これによって、小径軸部２５ｂは大径軸部２５ａの内側に入り込み、カップリング軸１８と小径軸部２５ｂとの嵌合長さを大とされるのに寄与している。そして、前記カップリング軸１８を感光体ドラム７側に付勢する圧縮コイルばね２６は図１１に示すように、段付カシメ軸２５に対して駆動板金２４を間にして反対側に配置されている。
【００５８】
圧縮コイルばね２６は駆動板金２４にねじ止め固定されたばね受け部材４０に一方の端部が当接し、他端は駆動板金２４と段付カシメ軸２５を貫通して設けられた貫通穴４１を通じてカップリング軸１８のねじれた多角柱のカップリング軸凸部２０の端面、即ちカップリング軸１８の後端面１８ｆを摺動部材であるワッシャ４２を介して押圧している押圧部材４３の端面に当接して縮設するように構成される。
【００５９】
このワッシャ４２は、例えば焼入鋼板であって、摺動面となるカップリング軸１８側の面と押圧部材４３側の面とは表面粗度を良好とするように例えば鏡面仕上されている。このワッシャ４２は摺動面となる上記両面を夫々単一平面とすると、カップリング軸１８の後端面１８ｆ（カップリング軸凸部２０の先端面）及び押圧部材４３の後述するスライドバー４３ｂの先端の何れに対しても摺動可能である。また、スライドバー４３ｂの先端が嵌合する凹部をワッシャ４２表面に設けると、ワッシャ４２は押圧部材４３に対して非回転であり、カップリング軸１８とは摺動する。また、カップリング軸１８の後端面１８ｆにダボを設けて、このダボの嵌入する凹部をワッシャ４２表面に設けると、ワッシャ４２はカップリング軸１８に対して非回転であって、押圧部材４３のスライドバー４３ｂの先端と摺動する。
【００６０】
図１１に示すように押圧部材４３は、圧縮コイルばね２６の一端の座巻部が接する正三角形のばね座４３ａと、このばね座４３ａの正三角形の頂点近くから延出されたスライドバー４３ｂとを有する。スライドバー４３ｂは駆動板金２４の穴４１及び段付カシメ軸２５の大径軸部２５ａに設けられた軸方向に貫通する穴２５ａ１に移動自在に嵌合している。そしてスライドバー４３ｂの先端はワッシャ４２の表面に当接している。
【００６１】
なお、圧縮コイルばね２６を保持するため、圧縮コイルばね２６の内径に挿入される不図示の円筒軸が押圧部材４３またはばね受け部材４０に一体または固定して設けられている。
【００６２】
そして、前記カップリング軸１８の内部に形成された丸穴１８ａと同軸上にあるカップリング軸１８のドラム側丸軸１８ｅは、カップリング軸受２７のラジアル軸受部２７ｂと嵌合される。
【００６３】
更に、前記カップリング軸受２７のラジアル軸受部２７ｂと同軸上にある前記カップリング軸受２７の軸部２７ｆ（図１２、図１３参照）は本体フレーム２３の位置決め基準穴２３ａに嵌合されて取り付けられている。
【００６４】
前記駆動板金２４に加締められた段付カシメ軸２５には、カップリング軸１８が回転自在に、かつスラスト方向に摺動自在に嵌合している。詳しくは、駆動板金２４側に断面が略正三角形でねじれた柱状で形成された駆動側カップリング軸凸部２０を位置させ、感光体ドラム７側には断面が略正三角形でねじれた三角柱の突起である前記ドラム軸凸部１６と嵌合し結合するカップリング軸凹部１７を位置させた状態に、前記カップリング軸１８が前記段付カシメ軸２５の小径軸部２５ｂに回転自在に、かつスラスト方向に摺動自在に嵌合している。こうして段付カシメ軸２５の小径軸部２５ｂに取り付けられたカップリング軸１８は、前記後端面１８ｆが段付カシメ軸２５の大径軸部２５ａ側で押圧部材４３とばね受け部材４０との間に挿入縮設された圧縮コイルばね２６により押圧部材４３及びワッシャ４２を介して感光体ドラム７側に押圧付勢されている。
【００６５】
前述した駆動系ユニットの駆動モータ（図示せず）からの駆動回転力を前記カップリング軸１８を介して前記感光体ドラム７に伝達するはす歯ギアであるドラム駆動ギア２２は、カップリング軸受２７の端面である後述のスラスト軸受部２７ｄに摺動可能に接している。前記ドラム駆動ギア２２は、既に述べたように、中央にギア側カップリング凹部２１を有し、このギア側カップリング凹部２１には前記カップリング軸１８の断面が略正三角形でねじれた柱状に形成された駆動側カップリング軸凸部２０がねじれながら摺動してスライドするようになっている。
【００６６】
前記カップリング軸受２７は、前記本体フレーム２３に固定支持されるフランジ部２７ａを有する。このフランジ部２７ａの中心にはラジアル軸受部２７ｂが配設されている。このラジアル軸受部２７ｂには前記カップリング軸１８のカップリング軸凹部１７を中心に有するドラム側丸軸１８ｅが前記感光体ドラム７の長手方向に相対的に移動可能に、かつ回転自在に嵌合している。従って、このラジアル軸受部２７ｂは前記カップリング軸１８が本体フレーム２３を貫通してドラム軸凸部１６と嵌合するときの案内をする。また、前記カップリング軸受２７は、フランジ部２７ａから少なくとも上下部が開放されるようにドラム駆動ギア２２側にカップリング軸１８の軸方向に延びる横架材２７ｃを設け、この横架材２７ｃの先端に前記ドラム駆動ギア２２のスラスト面を支持するスラスト軸受部２７ｄ（図１１参照）を一体で有する。横架材２７ｃ間の開口部２７ｅ（図１１参照）には上方からカムレバー２８が挿入されている。
【００６７】
カムレバー２８は前記カップリング軸受２７の開口部２７ｅを上下方向に貫通している。前記カムレバー２８は、その中央に上下方向に延びる丸長穴部２８ｂを有し、この丸長穴部２８ｂには前記カップリング軸１８のドラム側丸軸１８ｅが貫通している。前記丸長穴部２８ｂの幅方向の両サイドにはカム部２８Ａが設けられている。カム部２８Ａは、丸長穴部２８ｂの両サイドの上と下に設けられた上下方向の垂直な面の低部２８ｃおよび頂部２８ｄと、前記低部２８ｃと頂部２８ｄにつづくカム形状のスロープ２８ａとからなっている。そして、このカムレバー２８は前記圧縮コイルばね２６によって感光体ドラム７側に付勢される前記カップリング軸１８のカップリング軸フランジ１９のドラム側丸軸１８ｅにつづく側面が前記スロープ２８ａ、低部２８ｃ、頂部２８ｄと接するようになっている。また、カムレバー２８は前記スロープ２８ａを設けた側と反対側が上下の全長にわたり垂直面２８ｅとなってカップリング軸受２７のフランジ部２７ａに摺動可能に接している（図１２参照）。また、カムレバー２８には、前記低部２８ｃからカップリング軸１８のカップリング軸フランジ１９の厚さよりわずかに大きな距離だけ離れた位置にスペーサ部３９が設けられている。このスペーサ部３９はカムレバー２８が下降することによってカップリング軸フランジ１９とカップリング軸受２７ｄとの間に入り込むようになっている。
【００６８】
本実施の形態に示すカムレバー２８は、装置本体１３に固設した上下方向の図示しない案内部材に案内されるようになっており、上端に設けたピン２８ｆと装置本体１３に軸１４ａで枢着した開閉カバー１４に一端が枢着された不図示のリンクの他端が結合されている。ただし、カムレバー２８をカップリング軸受２７の横架材２７ｃ間で上下動自在に案内してもよい。
【００６９】
｛軸継手の係脱動作の説明｝
先ず、着脱可能なプロセスカートリッジＢが装置本体１３からの駆動回転力をカップリング結合で伝達される電子写真画像形成装置Ａにおいて、プロセスカートリッジＢを挿入する前の軸継手が解除された状態を図１２で説明する。
【００７０】
ドラム駆動ギア２２は駆動モータ（不図示）からのギア列（不図示）で連結され、更にドラム駆動ギア２２からは記録媒体２の給送、搬送系のギア列（不図示）にも連結されている。
【００７１】
カムレバー２８は装置本体１３のプロセスカートリッジＢのカートリッジ装着部を開閉する開閉カバー１４の開閉と連動して上下動作する。
【００７２】
第一に、プロセスカートリッジＢを装置本体１３に装着するときには、装置本体１３の開閉カバー１４が開放された状態であり、カップリング軸受２７のフランジ部２７ａとカップリング軸１８のカップリング軸フランジ１９の間にあるカムレバー２８は図１２に示すように上昇位置にある。そして、カムレバー２８は、その上昇位置でカム部２８Ａのカム形状高さの高い頂部２８ｄによってカップリング軸フランジ１９を圧縮コイルばね２６を圧縮する方向に押している。
【００７３】
そのため、装置本体１３内側のプロセスカートリッジＢが位置決めされる位置において、カップリング軸１８は本体フレーム２３よりも駆動側に引っ込んだ状態にあり、プロセスカートリッジＢ装着の邪魔にはならない。
【００７４】
第二に、図１２に示すように、プロセスカートリッジＢが装置本体１３に装着され、プロセスカートリッジＢのカップリング凸軸１５が本体フレーム２３に固定したカップリング軸受２７との位置決め位置に収まると開閉カバー１４は閉じることができるようになる。
【００７５】
カップリング軸受２７のフランジ部２７ａとカップリング軸１８のカップリング軸フランジ１９の間にあるカムレバー２８は、開閉カバー１４が閉じると図１３に示すように連動して押し下げられ、カム部２８Ａの頂部２８ｄとその背部の垂直面２８ｅがカップリング軸フランジ１９とカップリング軸受２７のフランジ部２７ａを摺動し乍ら下降する。そして、カムレバー２８のスロープ２８ａがカップリング軸フランジ１９と接するようになると、圧縮コイルばね２６のばね力によりカップリング軸１８は感光体ドラム７側へ移動する。このとき、カップリング軸１８は、カムレバー２８のカム部２８Ａのカム形状の高低差を連結するスロープ２８ａを摺動しながらカム形状高さの低い低部２８ｃまでカップリング軸フランジ１９が前進する。
【００７６】
そのため、カップリング軸１８の駆動側のカップリング軸凹部１７は装置本体１３内側に装着されているプロセスカートリッジＢのドラム軸凸部１６に押し付けられる状態となる。
【００７７】
この時、ドラム駆動ギア２２は負荷の掛かった各ローラ軸を駆動するための多数のギア列（不図示）と噛み合っているために回転しない。ここで、本実施の形態では、前記ギア側カップリング凹部２１の断面形状である略正三角形穴の内接円直径φＤ３と前記カップリング軸凸部２０の断面形状である略正三角形柱の内接円直径φＤ４の関係は、前述した式（１）に示したように、その内接円直径差（φＤ３−φＤ４）を、前記ドラム軸凸部１６の断面形状である略正三角柱の内接円直径φＤ２と前記カップリング軸凹部１７の断面形状である略正三角形穴の内接円直径φＤ１との内接円直径差（φＤ１−φＤ２）に対して、小さく、或いは等しくなるように設定している。
【００７８】
このため、ドラム駆動ギア２２の断面が多角形のねじれたギア側カップリング凹部２１穴と、カップリング軸１８のねじれたカップリング軸凸部２０との内接円直径差（φＤ３−φＤ４）として表される駆動側カップリングのガタ量を出来るだけ小さくとることができる。これにより、前記内接円直径差（φＤ３−φＤ４）が極めて小さくなって前記ギア側カップリング凹部２１と前記カップリング軸凸部２０のガタ量をほとんど無くすることが可能となる。これによりカップリング軸１８は、ドラム駆動ギア２２の略正三角形のねじれた形状のギア側カップリング凹部２１に沿って段付カシメ軸２５の小径軸部２５ｂ上を回転しながら感光体ドラム７側にスライドしていく。その結果、カップリング軸凹部１７とドラム軸凸部１６は結合する。
【００７９】
前記カップリング軸凹部１７とドラム軸凸部１６が結合するとき、図１０に示すようにカップリング軸凹部１７の内接円直径φＤ１はドラム軸凸部１６の内接円直径φＤ２よりも大きい方が結合が容易である。すなわち、前述した式（１）に示したように、前記カップリング軸凹部１７の断面形状である略正三角形穴の内接円直径φＤ１と、前記ドラム軸凸部１６の断面形状である略正三角形柱の内接円直径φＤ２との内接円直径差である（φＤ１−φＤ２）は前記カップリング軸凹部１７とドラム軸凸部１６が噛合う範囲で出来るだけ大きい方がカップリングが容易である。なお、図１０においてαはドラム軸凸部１６とカップリング軸凹部１７のバックラッシ角度である。
【００８０】
本実施の形態では、前記カップリング軸凹部１７の断面形状である略正三角形穴の内接円直径φＤ１と前記ドラム軸凸部１６の断面形状である略正三角形柱の内接円直径φＤ２の関係は、前述した式（１）に示したように、その内接円直径差（φＤ１−φＤ２）を、前記ギア側カップリング凹部２１の断面形状である略正三角形穴の内接円直径φＤ３と前記カップリング軸凸部２０の断面形状である略正三角形柱の内接円直径φＤ４との内接円直径差（φＤ３−φＤ４）に対して、大きく、或いは等しくなるように設定している。
【００８１】
このため、前記カップリング軸１８の断面が多角形のねじれたカップリング軸凹部１７と、前記感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱のドラム軸凸部１６との内接円直径差（φＤ１−φＤ２）として表される被駆動側カップリングのガタ量を出来るだけ大きくとることができる。これにより、前記カップリング軸凹部１７とドラム軸凸部１６が結合するとき、前記カップリング軸１８の断面が多角形のねじれたカップリング軸凹部１７は、感光体ドラム７の長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱のドラム軸凸部１６に結合しやすくなって、前記カップリング軸１８が感光体ドラム７側にスライドするようになる。従って、前記カップリング軸１８の断面が多角形のねじれたカップリング軸凹部１７は、前記感光体ドラム７の長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱のドラム軸凸部１６を容易に結合できる。
【００８２】
更にカムレバー２８が押し下げられると、カムレバー２８のカム部２８Ａの低部２８ｃからカップリング軸１８のカップリング軸フランジ１９の厚さよりわずかに大きな距離だけ離れてカムレバー２８に設けられたスペーサ部３９は図１３に示すように、カップリング軸フランジ１９とカップリング軸受２７ｄとの間に入る。これによって、前記ドラム軸凸部１６とカップリング軸凹部１７のねじれ角によるスラスト反力、または駆動回転による反力がカップリング軸１８に結合を外す方向に働いたとしても、スペーサ部３９があることによりカップリング軸１８はスラスト方向には動けず軸継手の結合は外れない。
【００８３】
本実施の形態で示す軸継手は既に述べたように、ねじれた略正三角柱の軸と穴の組み合わせであるため、カップリング軸１８のカップリング軸凹部１７がドラム軸凸部１６を回転によって軸方向に引き込む。この状態でプロセスカートリッジＢと装置本体１３の駆動伝達系における軸継手は結合され、プロセスカートリッジＢの感光体ドラム７の駆動伝達が可能となる。
【００８４】
第三に、プロセスカートリッジＢの交換やジャム（紙づまりをいう）処理等でプロセスカートリッジＢを装置本体１３から取り出すときの作用を説明する。
【００８５】
プロセスカートリッジＢを装置本体１３から取り出すためには軸継手の結合を解除しなければならない。
【００８６】
カップリング軸１８に形成されたカップリング軸凹部１７がドラム軸凸部１６を駆動回転によって軸方向に引き込む方向にねじられている。このため、軸継手の結合は前記カップリング軸１８を駆動回転方向とは逆方向に回転させなければ前記カップリング軸凹部１７にねじ込んだ前記ドラム軸凸部１６が解除されない。
【００８７】
本実施の形態ではプロセスカートリッジＢを抜き取るときにカートリッジ装着部用の開閉カバー１４を開くと、前記開閉カバー１４に連動してカムレバー２８が引き上げられる。このため、カップリング軸１８のカップリング軸フランジ１９の軸方向を軸継手の結合が外れないように規制していたスペーサ部３９もカップリング軸受２７外へ引き上げられるので、カップリング軸１８は段付カシメ軸２５の小径軸部２５ｂ上をスラスト方向に動けるようになる。
【００８８】
更にカムレバー２８が引き上げられると、共にカム部２８Ａのカム形状のスロープ２８ａが引き上げられる。カム形状のスロープ２８ａが引き上げられることにより、カム形状のスロープ２８ａが低部２８ｃから頂部２８ｄまでのリフトを持つので、カップリング軸１８のカップリング軸フランジ１９がスロープ２８ａの引き上げによって圧縮コイルばね２６のばね力に抗してドラム駆動ギア２２側に押される。これにより、前記カップリング軸１８は圧縮コイルばね２６を圧縮する方向であるドラム駆動ギア２２側に引き戻される。このとき、ドラム駆動ギア２２は段付カシメ軸２５の大径軸部２５ａに軸方向に不動に支持されており、且つ負荷の掛かった多数のギア列（不図示）と噛合い、容易には回転しない。
【００８９】
そのため、前記カップリング軸１８の前記カップリング軸凸部２０は駆動回転時に当接していた前記ギア側カップリング凹部２１のねじれた略正三角形穴壁面とは反対の面に当接して（図９参照）、このねじれた略正三角形穴壁面に沿って駆動方向とは逆方向に回転しながら、駆動板金２４方向にスライドして前記ドラム駆動ギア２２の中心にねじれ込んでいく。
【００９０】
このとき、前記カップリング軸凸部２０において駆動回転時に当接していた前記ギア側カップリング凹部２１のねじれた略正三角形穴壁面とは反対の面に当接するまでの移動量は出来るだけ小さい方が良い。つまり、前記ギア側カップリング凹部２１の略正三角形穴と前記カップリング軸凸部２０の略正三角形柱とのガタ量は出来るだけ小さい方がカップリング解除に有効である。なお、図９においてβはカップリング軸凸部２０とギア側カップリング凹部２１のバックラッシ角度である。
【００９１】
本実施の形態では、前記ギア側カップリング凹部２１の断面形状である略正三角形穴の内接円直径φＤ３と前記カップリング軸凸部２０の断面形状である略正三角形柱の内接円直径φＤ４の関係は、前述した式（１）に示したように、その内接円直径差（φＤ３−φＤ４）を、前記ドラム軸凸部１６の断面形状である略正三角柱の内接円直径φＤ２と前記カップリング軸凹部１７の断面形状である略正三角形穴の内接円直径φＤ１との内接円直径差（φＤ１−φＤ２）に対して、小さく、或いは等しくなるように設定している。
【００９２】
このため、ドラム駆動ギア２２の断面が多角形のねじれたギア側カップリング凹部２１穴と、カップリング軸１８のねじれたカップリング軸凸部２０との内接円直径差（φＤ３−φＤ４）として表される駆動側カップリングのガタ量を出来るだけ小さくとることができる。これにより、前記内接円直径差（φＤ３−φＤ４）が極めて小さくなって前記ギア側カップリング凹部２１と前記カップリング軸凸部２０のガタ量をほとんど無くすることが可能となる。
【００９３】
そのため、カム形状のスロープ２８ａが引き上げられることにより、カップリング軸フランジ１９が段付カシメ軸２５の小径軸部２５ｂ上でスラスト方向にスライドすると、前記カップリング軸凸部２０は駆動回転時に当接していた前記ギア側カップリング凹部穴２１のねじれた壁面から反対の面に素早く当接する。このため、段付カシメ軸２５の小径軸部２５ｂ上でのカップリング軸フランジ１９のスラスト方向へのスライドと同時にカップリング軸１８は駆動方向とは逆方向に回転する。
【００９４】
このように、前記カップリング軸１８は駆動回転方向とは逆回転方向にねじれ込んでドラム駆動ギア２２側へ引っ込んでいくため、前記ドラム軸凸部１６と前記カップリング軸凹部１７との軸継手の結合は前記開閉カバー１４を開放するだけの作業で解除され、前記カップリング軸１８のドラム側丸軸１８ｅも前記本体フレーム２３よりも駆動側に引っ込んだ位置に退避するのでプロセスカートリッジＢは長手方向に直交する方向の動作以外の動作を必要とせずに装置本体１３から取り出すことができる。
【００９５】
また、本実施の形態によれば、被駆動側カップリングであるドラム軸凸部１６とカップリング軸凹部１７の接触部におけるねじれ角度と、駆動側カップリングであるカップリング軸凸部２０とギア側カップリング凹部穴２１との接触部におけるねじれ角が等しい場合、
駆動側カップリングについて、前記ギア側カップリング凹部２１の断面形状である略正三角形穴の内接円直径をφＤ３、前記カップリング軸凸部２０の断面形状である略正三角柱の内接円直径をφＤ４として、駆動側カップリングのガタを（φＤ３−φＤ４）で表し、
被駆動側カップリングについて、前記ドラム軸凸部１６の断面形状である略正三角柱の内接円直径をφＤ２、前記カップリング軸凹部１７の断面形状である略正三角形穴の内接円直径をφＤ１として、被駆動側カップリングのガタを（φＤ１−φＤ２）で表し、
各カップリング部の断面形状で表されるガタ量を以下のような関係式
（φＤ３−φＤ４）≦（φＤ１−φＤ２）…（１）
とすると、
軸継手を構成する前記ドラム軸凸部１６と前記カップリング軸凹部１７との結合を解除する際に、ドラム駆動ギア２２につらなるギア列の抵抗が大で、且つ感光体ドラム７の回転抵抗およびはす歯ギア３７ａにつらなるギア列の抵抗が大きくても、ドラム駆動ギア２２および感光体ドラム７が不動のまま、カップリング軸１８を感光体ドラム７側から駆動板金２４側へ移動できるので、開閉カバー１４に加わる開く際の負荷が小さい。
【００９６】
従って、ドラム軸凸部１６とカップリング軸凹部１７、およびカップリング軸凸部２０とギア側カップリング凹部２１における各ねじれた面のねじれ角を大きくとれる（ねじれが強い）。このねじれ角を大きくとれるということは、画像形成時に感光体ドラム７を軸線方向でドラム駆動ギア２２側へ強く引きつけることになり、感光体ドラム７の軸線方向の位置を正確なものとする効果が大きい。更にドラム駆動ギア２２が軸方向に移動しないので、装置本体１３内の軸継手装置の占める空間が小さく、装置本体１３の小型化に寄与する。
【００９７】
以上説明したように、本実施の形態に示す電子写真画像形成装置Ａは、プロセスカートリッジＢの感光体ドラム７と、この感光体ドラム７を駆動するためのドラム駆動ギア２２との結合及び解除をカップリング軸１８を用いて確実に行うことができる。
【００９８】
また、プロセスカートリッジＢの感光体ドラム７への回転伝達速度の安定化が図れる。
【００９９】
また、プロセスカートリッジＢの感光体ドラム７に駆動力の伝達を行う際に、カップリング軸１８を感光体ドラム７側またはドラム駆動ギア２２側へ運転時に推力を発生させて付勢することができるので、プロセスカートリッジの装置本体に対する位置決め精度を向上させ、その結果、画像品質を向上させることができる。
【０１００】
また、プロセスカートリッジＢの感光体ドラム７を駆動する駆動時には、カップリング軸１８を感光体ドラム７のドラム軸凸部１６側に移動させることによって確実な連結状態を実現し、更にカップリング軸１８とドラム軸凸部１６との結合を解除する際には、駆動側カップリング（カップリング軸凸部２０とギア側カップリング凹部２１）、および被駆動側カップリング（ドラム軸凸部１６とカップリング軸凹部１７）に回転力を加えないようにカップリング軸１８の移動を可能とする本体軸継手装置を備えているので、カップリング軸１８の移動を開閉カバーの開閉動作と連動して行うことが可能となり、電子写真画像形成装置Ａの操作性の向上を図ることができる。
【０１０１】
また、カップリング軸１８と、このカップリング軸１８を駆動するドラム駆動ギア２２は、段付カシメ軸２５により同軸上に配置されているので、カップリング軸１８とドラム駆動ギア２２との回転中心位置精度、及びプロセスカートリッジＢの感光体ドラム７に対するカップリング軸１８の回転中心位置精度を向上させ、その結果、画像品質を向上させることができる。
【０１０２】
｛他の実施の形態｝
前述した実施の形態で示した電子写真画像形成装置は単色画像を形成する場合を例示したが、本発明はこれに限定する必要はなく、現像手段を複数設け、複数色の画像（２色画像、３色画像あるいはフルカラー等）を形成する電子写真画像形成装置にも好適に適用することができる。
【０１０３】
また、プロセスカートリッジの電子写真感光体ドラムとしては、前記感光体ドラムに限定されることなく、例えば次のものが含まれる。先ず感光体ドラムとしては光導電体が用いられ、光導電体としては例えばアモルファスシリコン、アモルファスセレン、酸化亜鉛、酸化チタン及び有機光導電体（ＯＰＣ）等が含まれる。また前記感光体を搭載する形状としては、例えばドラム形状またはベルト状のものが用いられており、例えばドラムタイプの感光体にあっては、アルミ合金等のシリンダ上に光導電体を蒸着或いは塗工等を行ったものである。
【０１０４】
また、現像方法としても、公知の２成分磁気ブラシ現像法、カスケード現像法、タッチダウン現像法、クラウド現像法等の種々の現像法を用いることが可能である。
【０１０５】
また、帯電手段の構成も、前述した実施の形態では所謂接触帯電方法を用いたが、他の構成として従来から知られているタングステンワイヤーの三方周囲にアルミ等の金属シールドを施し、前記タングステンワイヤーに高電圧を印加することによって生じた正または負のイオンを感光体ドラムの表面に移動させ、該ドラム表面を一様に帯電する構成を用いてもよいことは当然である。
【０１０６】
なお、前記帯電手段としては前記ローラ型以外にも、ブレード（帯電ブレード）、バッド型、ブロック型、ロッド型、ワイヤ型等のものでも良い。
【０１０７】
また、感光体ドラムに残像するトナーのクリーニング方法としても、ブレード、ファーブラシ、磁気ブラシ等を用いてクリーニング手段を構成しても良い。
【０１０８】
また、前述したプロセスカートリッジとは、例えば電子写真感光体と、少なくともプロセス手段の１つを備えたものである。従って、そのプロセスカートリッジの態様としては、前述した実施形態のもの以外にも、例えば電子写真感光体と帯電手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体と現像手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。電子写真感光体とクリーニング手段とを一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの。更には電子写真感光体と、前記プロセス手段の２つ以上のものを組み合わせて一体的にカートリッジ化し、装置本体に着脱可能にするもの等がある。
【０１０９】
即ち、前述したプロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段又はクリーニング手段と電子写真感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと電子写真感光体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。更に少なくとも現像手段と電子写真感光体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。そして、このプロセスカートリッジは、使用者自身が装置本体に着脱することができる。そこで、装置本体のメンテナンスを使用者自身で行うことができる。
【０１１０】
更に、前述した実施の形態では、電子写真画像形成装置としてレーザービームプリンタを例示したが、本発明はこれに限定する必要はなく、例えば、電子写真複写機、フャクシミリ装置、或いはワードプロセッサ等の電子写真画像形成装置に使用することも当然可能である。
【０１１１】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係る電子写真画像形成装置は、プロセスカートリッジの電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムを駆動するための駆動ギアとの結合及び解除をカップリング軸を用いて確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 実施の形態に係る電子写真画像形成装置の縦断面図である。
【図２】 プロセスカートリッジの縦断面である。
【図３】 プロセスカートリッジを装着方向に向かって見た右上からの斜視図である。
【図４】 プロセスカートリッジを装着方向に向かって見た左上からの斜視図である。
【図５】 画像形成装置本体のカートリッジ装着部の左側の斜視図である。
【図６】 画像形成装置本体のカートリッジ装着部の右側の斜視図である。
【図７】 プロセスカートリッジの感光体ドラムの縦断面図である。
【図８】 軸継手の分解斜視図である。
【図９】 ドラム駆動ギアのギア側カップリング凹部とカップリング軸のカップリング軸凸部との結合態様を示す説明図である。
【図１０】 感光体ドラムのドラム軸凸部とカップリング軸のカップリング軸凹部との結合態様を示す説明図である。
【図１１】 本体軸継手装置の分解斜視図である。
【図１２】 感光体ドラムとカップリング軸の結合解除状態を示す説明図である。
【図１３】 感光体ドラムとカップリング軸の結合状態を示す説明図である。
【符号の説明】
２ 記録媒体
３ 搬送手段
７ 電子写真感光体ドラム
８ 帯電ローラ（帯電手段）
１０ 現像手段
１１ クリーニング手段
１６ａ ドラム軸凸部（突起）
１７ カップリング軸凹部（ねじれた穴）
１８ カップリング軸
２０ カップリング軸凸部（ねじれた多角柱）
２１ ギア側カップリング凹部（ねじれた穴）
２２ ドラム駆動ギア
２２ａ 大径丸穴
２５ 段付カシメ軸（固定軸）
２８ カムレバー（軸方向移動手段）
３５ カートリッジ装着手段
Ａ 電子写真画像形成装置
Ｂ プロセスカートリッジ

Claims (2)

1. 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ための電子写真画像形成装置において、
   ａ．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、
   前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起と、
   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ためのカートリッジ装着手段と、
   ｂ．駆動源に連結されて、中心に断面が多角形のねじれた穴と丸穴を同軸上に有し、回転自在で軸方向に移動しないように支持された駆動ギアと、
   ｃ．前記駆動ギアのねじれた穴の軸方向に摺動するねじれた多角柱を一端に有し、他端に前記電子写真感光体ドラムの突起と係脱する、ねじれ角およびねじれ方向が前記電子写真感光体ドラムのねじれた多角柱と同一で、断面が多角形のねじれた穴を有し、前記ねじれた多角柱の中心に設けられた丸穴を中心に回転自在で軸方向に移動自在に支持されたカップリング軸と、
   ｄ．前記駆動ギアの丸穴と前記カップリング軸の丸穴に嵌合する軸を同軸上に有する固定軸と、
   ｅ．前記カップリング軸のねじれた穴が前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられた多角柱の突起と離脱した位置と、前記カップリング軸のねじれた穴が前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起と係合する位置と、をとるように設けられたカップリング軸の軸方向移動手段と、
   ｆ．前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、
   を有し、
   被駆動側カップリングについて、
   前記カップリング軸の断面が多角形のねじれた穴の内接円直径φＤ１と、前記電子写真感光体ドラムの長手方向の一端に設けられたねじれた多角柱の突起の内接円直径φＤ２との差（φＤ１−φＤ２）として表される被駆動側カップリングのガタ量、
   および、
   駆動側カップリングについて、
   前記駆動ギアの断面が多角形のねじれた穴の内接円直径φＤ３と、前記カップリング軸のねじれた多角柱の内接円直径φＤ４との差（φＤ３−φＤ４）として表される駆動側カップリングのガタ量の関係が
   （φＤ３−φＤ４）≦（φＤ１−φＤ２）
   である、ことを特徴とする電子写真画像形成装置。
2. 請求項１において、前記プロセスカートリッジは、プロセス手段として、少なくとも、前記電子写真感光体ドラムに帯電を行う帯電手段、前記電子写真感光体ドラムに形成された静電潜像を現像剤により現像するための現像手段、前記電子写真感光体ドラムに残留する現像剤を除去するためのクリーニング手段の何れか一つを有する、ことを特徴とする電子写真画像形成装置。

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