JP4604063B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、駆動軸と被駆動軸を同軸上に接離可能に配置し、駆動伝達手段を介して駆動軸から被駆動軸に駆動を伝達する駆動伝達装置とこれを備える画像形成装置に関する。

複写機等の画像形成装置において、現像器やクリーナ或は注入帯電器等は現像剤やクリーニングブレード或は注入剤等の消耗部材を有するため、これらはプロセスカートリッジとして一体的に装置本体から着脱可能な構成を採るのが一般的である。そして、これらの現像器やクリーナ、注入帯電器等のユニットには、現像スリーブ、現像剤搬送スクリューや廃トナー搬送スクリュー、注入スリーブ等の回転体（被駆動体）が備えられている。

上記ユニット内の回転体を駆動する方法としては、装置本体に駆動源を配して歯車やカップリング（駆動継手）等で本体側からユニット側に駆動力を伝達する方法が一般的である。

ところで、装置本体の前面からプロセスカートリッジを着脱する方式を採用する画像形成装置では、プロセスカートリッジの着脱方向は回転体の軸線に平行な方向となる。この場合、駆動部の連結手段には設計が簡便で設置スペースが小さなカップリング（駆動継手）を採用することが一般的である。ここで、カップリング（駆動継手）としては、同軸上に配された駆動軸と被駆動軸の相対向する端部に複数の爪部又は凹凸部を有する継手部材を設けるものが知られている。

しかしながら、従来のカップリング（駆動継手）には以下のような問題があった。

即ち、駆動軸と被駆動軸とは同軸上に配設されるが、これらの軸同士を位置決め部材とする構成を採用することができない場合、これらの軸の軸線には部品公差のために僅かなずれが生じる。この軸線のずれがあると、被駆動側のユニットであるプロセスカートリッジに振動が加わることとなる。

つまり、軸線にずれが存在すると、複数の駆動伝達部位としての爪部の接触が均一でなくなるため、個々の爪部の駆動伝達力にアンバランスが生じる。駆動伝達力にアンバランスが生じると、被駆動軸に対してトルクを伝達する以外に、軸線と直交する平面内の或る方向に余った力が作用してしまう。そして、その余分な力の方向は一定ではなく回転しながら変化してしまうため、回転周期でプロセスカートリッジに対して振動が作用することになる。プロセスカートリッジに振動が加わると、例えば現像ＳＤギャップに変動が生じ、画像濃度ムラを引き起こす等の不具合が発生する。

本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、駆動軸と被駆動軸との間に軸線ずれが存在しても、被駆動側のユニットの振動を防ぐことができる駆動伝達装置とこれを備える画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、回転可能な像担持体と像担持体に画像を形成するために回転軸を有する回転部材とが一体となっており、画像形成装置に着脱可能である画像形成部と、画像形成装置に設けられ、像担持体と嵌合する像担持体軸と、回転部材に駆動力を与えるための画像形成装置に設けられた駆動軸と、前記駆動軸から前記回転軸に駆動力を伝達する駆動連結部材と、を有する画像形成装置において、像担持体軸を像担持体に嵌合させることにより画像形成部の画像形成装置に対する位置が決められ、前記駆動連結部材は前記駆動軸又は前記回転軸の一方の軸に軸方向と軸の周方向と軸の半径方向とに自由度をもって取り付けられ、他方の軸は軸の半径方向及び軸方向に自由度をもって前記駆動連結部材の円筒部に係合し、前記円筒部の先端の一部は前記他方の軸の挿入方向の上流側に向かって突出していることを特徴とする。また、回転可能な像担持体と、像担持体に画像を形成するために回転軸を有する回転部材と、前記回転軸に取り付けられており、画像形成装置の駆動軸から前記回転軸に駆動力を伝達する駆動連結部材と、を有し、画像形成装置に設けられている像担持体軸を前記像担持体に嵌合させて、前記駆動軸と前記駆動連結部材とを係合させて画像形成装置に装着が可能であるプロセスカートリッジにおいて、像担持体軸を像担持体に嵌合させることにより画像形成部の画像形成装置に対する位置が決められ、駆動軸は軸の半径方向及び軸方向に自由度をもって前記駆動連結部材の円筒部に係合し、前記駆動連結部材は前記回転軸の軸方向と軸の周方向と軸の半径方向とに自由度をもって取り付けられており、前記円筒部の先端の一部は前記駆動軸の挿入方向の上流側に向かって突出していることを特徴とする。

以上の説明で明らかなように、本発明によれば、駆動軸と被駆動軸の接離に伴い駆動伝達手段同士を挿脱／係合自在としたため、駆動軸と被駆動軸との間に軸線ずれが存在しても、被駆動側のユニットの振動を防ぐことができるという効果が得られる。

以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。

＜実施の形態１＞
図１３に本発明に係る画像形成装置としてフルカラー複写機の断面を示すが、このフルカラー複写機は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナーを重ね合わせてフルカラー画像を形成する装置である。

図１３において、１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋはそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部であり、図１４に画像形成部の１ステーション分の拡大図を示す。

而して、カセット１に収納された記録紙は、給紙部２により給紙された後にレジストローラ３に到達し、レジストローラ３によって斜行等が補正されて適当なタイミングで転写ベルト４に向かって送り出される。この間に、不図示の原稿読取装置或はコンピュータの出力装置（不図示）から送られた画像情報信号によって感光ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上にはそれぞれ各色に対応した潜像が形成される。

一方、レジストローラ３から送り出された記録紙は、転写ベルト４上に静電吸着され、転写ベルト４によって各色画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの下を通過しながら搬送されていく。

各画像形成部１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにおいては、像担持体である感光ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの周りに露光ＬＥＤヘッド１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｋ、現像器１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｋ及び注入帯電器１４Ｙ，１４Ｍ，１４Ｃ，１４Ｋが配置され、電子写真プロセスによって各感光ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの表面に各色のトナー像が形成される。そして、各色のトナー像は、転写ベルト４と各感光ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが近接する転写部で転写手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの作用によって記録紙上に順次転写される。

４色のトナー像が転写された記録紙は、曲率分離によって転写ベルト４から剥されて定着部６に搬送され、定着部６において加熱及び加圧されてトナー像の定着を受けた後、排紙トレイ７上に排出されて複写動作が終了する。

次に、プロセスカートリッジ２１を図１４及び図１５に基づいて説明する。尚、図１５はプロセスカートリッジとその駆動系の構成を示す平断面図である。

プロセスカートリッジ２１は感光ドラム１１と現像器１３及び注入帯電器１４で構成され、これは図１５に示すようにキット側板２２，２３を介して一体的に支持されている。そして、このプロセスカートリッジ２１は装置本体に対して前後方向に着脱可能に構成され、一体での交換若しくは部分的な交換・保守が可能である。

感光ドラム１１はキット側板２２，２３には位置決めされておらず、これを装置本体に装着するときにドラム軸５１に嵌合することによって位置決めされる。これに対して、現像器１３と注入帯電器１４はキット側板２２，２３に固定されている。キット側板２２，２３の軸受部２４，２５がドラム軸５１に対して嵌合し、更に、キット側板２３から突出したピン２３ａが本体側板５２の長孔部５２ａの短径部に嵌合することによってキット側板２２，２３と現像器１３及び注入帯電器１４の位置決めがなされる。

又、現像器１３の現像スリーブ１３ａと注入帯電器１４の注入スリーブ１４ａは、それぞれ軸受部２４，２５との距離が予め高精度に調整されてキット側板２２，２３に対して組み付けられている。そして、これによってこれらの現像スリーブ１３ａと注入スリーブ１４ａは、プロセスカートリッジ２１の装置本体への装着時にドラム軸５１に対して半径方向に高精度に位置決めされる。そして、感光ドラム１１もドラム軸５１に対して位置決めされるため、現像スリーブ１３ａと注入スリーブ１４ａの感光ドラム１１表面とのクリアランス（ＳＤギャップ）は高精度に設定される。

ところで、図１５に示す駆動軸８１，９１は現像スリーブ１３ａと注入スリーブ１４ａをそれぞれ駆動する軸であって、これらは現像スリーブ１３ａと注入スリーブ１４ａに対してそれぞれ同軸的に配設されている。そして、これらの駆動軸８１，９１には電磁クラッチ８３，９３がそれぞれ備えられており、これらは所定のタイミングで回転可能である。尚、各現像スリーブ１３ａと注入スリーブ１４ａの各先端にはカップリング６１，７１がそれぞれ装着されており、各カップリング６１，７１によって駆動軸８１，９１から現像スリーブ１３ａと注入スリーブ１４ａにそれぞれ駆動力が伝達される。このように、現像スリーブ１３ａと注入スリーブ１４ａは、回転する回転部材である。

次に、駆動伝達部の構成について詳細に説明する。

尚、図１は現像スリーブ及びその駆動軸の横断面図（図１４のＤ−Ｄ断面図）、図２は図１のＡ−Ａ線断面図（図１４のＥ−Ｅ線断面図）である。本実施例では、現像器１３と注入帯電器１４の駆動入力部の構成は同一であるため、以下、現像器１３における駆動伝達部についてのみ説明する。

駆動軸８１と現像スリーブ１３ａのスリーブ軸３１にはそれぞれ外周部から突出するピン８２，３２が突設されており、カップリング６１（駆動連結部材）の前記ピン８２，３２に対応する箇所には溝部６１ａと孔部６１ｂがそれぞれ形成されている。そして、これらのピン８２と溝部６１ａ及びピン３２と孔部６１ｂがそれぞれ係合することによって駆動力が伝達される。尚、カップリング６１のスリーブ軸３１側を孔部６１ｂとし、駆動軸８１側を軸方向に開放された溝部６１ａとしたのは、カップリング６１をスリーブ軸３１に対しては装着とし、駆動軸８１に対しては挿脱自在とするためである。

カップリング６１は円筒部６１ｃ，６１ｄを有しており、その内側には駆動軸８１とスリーブ軸３１の各先端部が挿入されている。ここで、駆動軸８１の外径ｄ１はφ６ｍｍであるのに対してカップリング６１の円筒部６１ｃの内径Ｄ１はφ７ｍｍに設定されている。また、スリーブ軸３１の外径ｄ２がφ８ｍｍであるのに対してカップリング６１の円筒部６１ｄの内径Ｄ２はφ８．５ｍｍに設定されている。そのため、これらの駆動軸８１及びスリーブ軸３１とカップリング６１との間には大きな半径方向の遊び（ガタ）が形成されている。尚、駆動軸８１とスリーブ軸３１にそれぞれ挿通する前記ピン８２，３２としては共に直径φ２ｍｍのものが使用されている。

又、ピン８２と溝部６１ａ及びピン３２と孔部６１ｂとの間には軸方向に遊び（ガタ）が形成されている。駆動軸８１のピン８２と溝部６１ａとの軸方向の遊び（ガタ）δｚ１は２ｍｍである。これに対して、スリーブ軸３１のピン３２のスラスト幅ｚ２が２ｍｍであるのに対して孔部６１ｂのスラスト幅Ｚ２は３ｍｍであるため、ピン３２と孔部６１ｂとの間の遊び（ガタ）は片側で０．５ｍｍとなる。

以上のように、駆動軸８１及びスリーブ軸３１とカップリング６１との間に半径方向の遊び（ガタ）を設けられている。また、駆動軸８１のピン８２と溝部６１ａ及びピン３２と孔部６１ｂとの間に軸方向の遊び（ガタ）を設けられている。この構成によってカップリング６１は駆動軸８１とスリーブ軸３１に対して首振り自在となる。

図３及び図４（図３のＢ−Ｂ線断面図）はカップリング６１の首振り自在な様子を模式的に示したものである。図３において、紙面に垂直にｘ軸、上下方向にｙ軸、左右方向にｚ軸をとると、スリーブ軸３１はカップリング６１に対してｘ軸回りに揺動自在であることが分かる。又、図４においては、スリーブ軸３１はｙ軸回りに揺動自在であることが分かる。ｘ軸とｙ軸とは直交しているため、スリーブ軸３１はピン３２とスリーブ軸３１の各軸心の交点Ｏ２を支点として首振り自在であることが分かる。駆動軸８１は同様に駆動軸８１とピン８２の各軸心の交点Ｏ１を支点として首振り自在であることが分かる。

図５は駆動軸８１とスリーブ軸３１とが軸線ずれを起こしている状態を示す図である。前述のように、スリーブ軸３１は駆動軸８１に対して直接に位置決めするものではないため、介在する部品公差を積み上げた量だけ軸線ずれ（芯ずれ）が生じる。図５に示す軸線ずれｅは０．５ｍｍである。

而して、本実施の形態では、首振り自在なカップリング６１によって駆動軸８１とスリーブ軸３１が連結されているため、駆動軸８１とスリーブ軸３１との間に軸線ずれ（芯ずれ）があっても、駆動軸８１からスリーブ軸３１への駆動力の伝達がカップリング６１によって円滑になされるため、被駆動ユニットであるプロセスカートリッジ２１に振動が発生することはない。この理由を以下に説明する。

駆動軸８１とスリーブ軸３１との間に軸線ずれ（芯ずれ）があると、カップリング６１は図５に示すように傾いた状態となる。ここで、カップリング６１の軸線Ｌは、ピン８２と駆動軸８１の各軸線の交点Ｏ１とピン３２とスリーブ軸３１の各軸線の交点Ｏ２の双方に交わっている。

而して、駆動軸８１が回転すると、カップリング６１は傾いた姿勢を維持して回転することができる。それは、図３及び図４にて説明したように、カップリング６１と駆動軸８１とは２軸方向に揺動自在であることによる。スリーブ軸３１との関係も同様である。

本構成では、駆動伝達がなされる部位（ピン８２と溝部６１ａ及びピン３２と孔部６１ｂが係合するスラスト位置）において、駆動軸８１及びスリーブ軸３１の軸線とカップリング６１の軸線Ｌとが交わる。このため、同一周面上に設けられている複数の駆動伝達部であるピン８２と溝部６１ａ及びピン３２と孔部６１ｂは均一に接触し、ピン８２と溝部６１ａ及びピン３２と孔部６１ｂでの各駆動伝達力は等しい大きさになる。このように駆動伝達力のバランスが保たれるためにトルクを伝達する以外の余分な力の発生せず、従って、従来のように余分な力の作用による被駆動ユニットの振動の発生が未然に防がれる。

ところで、本実施の形態では、カップリング６１の溝部６１ａと孔部６１ｂの位相を９０度に設定しているが、以下、その理由について説明する。

図３及び図４において例えばスリーブ軸３１とカップリング６１の相対運動に着目する。図示のように、スリーブ軸３１はカップリング６１に対してｘ軸回りに揺動自在であるとともに、ｙ軸回りにも揺動自在であるが、この２つの揺動動作には力学的な違いがある。つまり、図３に示すスリーブ軸３１の揺動動作がピン３２と孔部６１ｂとの相対移動を伴うのに対し、図４に示す揺動動作はこれらの相対移動を伴わない。前者の摺動動作が軸方向のスライド動作であるのに対し、後者の摺動動作は回転動作である。このため、摺動抵抗（摩擦抵抗）は後者よりも前者が大きなものとなる。

軸ずれがある状態でカップリング６１とスリーブ軸３１が回転すると、図３及び図４に示す状態が交互に出現するため、摺動抵抗（摩擦抵抗）の時間変動が発生することになる。

図６及び図７（図６のＣ−Ｃ線断面図）に示す構成は、図３及び図４に示す構成との比較のために溝部６１ａと孔部６１ｂの位相を揃えたものである。図６に示す状態ではスリーブ軸３１と駆動軸８１の摺動抵抗（摩擦抵抗）は共に小さく、図７に示す状態では摺動抵抗（摩擦抵抗）が共に大きい。図６及び図７に示す構成では、回転による摺動抵抗（摩擦抵抗）の時間変動はスリーブ軸３１側と駆動軸８１側とで同位相となるため、両者を足したものの変動幅は片方の変動幅の約２倍と大きなものとなる。このように、摺動抵抗（摩擦抵抗）の変動幅が大きいと回転負荷の変動を引き起こす場合があり、負荷変動があると被駆動軸の回転ムラや駆動軸よりも上流の駆動部において振動を発生させる原因となるために好ましくない（画像形成装置では、回転ムラによる濃度ムラの発生が懸念される）。

これに対して、図３及び図４に示す本実施の形態に係る構成では、溝部６１ａと孔部６１ｂの位相を直交させているため、回転時の摺動抵抗（摩擦抵抗）の時間変動はスリーブ軸３１側と駆動軸８１側とで位相が９０度ずれたものとなる。このため、片方の摺動抵抗が大きいときは他方の摺動抵抗は小さいという状態が交互に繰り返されるため、両者を足したものの変動は小さなものとなり、回転負荷変動の発生が抑制される。

以上説明したように、カップリング６１の溝部６１ａと孔部６１ｂの位相を９０度に設定することによって回転負荷変動の発生が抑制され、回転ムラ等の不具合を未然に防ぐことができるという効果が得られる。

次に、プロセスカートリッジ２１を装置本体に挿入する際のカップリング６１と駆動軸８１との係合動作について説明する。

プロセスカートリッジ２１を装着する前のカップリング６１の状態は図９に示すように重力によって先端部が下方に垂れている。又、駆動軸８１のピン８２とカップリング６１の溝部６１ａとの位相は任意の状態にある。

図８はピン８２と溝部６１ａとの位相が９０度の状態を示している。図８に示すように駆動軸８１のピン８２とカップリング６１の溝部６１ａの位相が合っていない状態から位相を合わせて両者を係合させるためにカップリング６１にテーパー面６１ｅ，６１ｆ，６１ｇ，６１ｈを設けている。これらのテーパー面６１ｅ，６１ｆ，６１ｇ，６１ｈと駆動軸８１のピン８２とが当接した状態でプロセスカートリッジ２１を押し込むことによって駆動軸８１又はスリーブ軸３１の一方が回転し、最終的にピン８２と溝部６１ａの位相があった状態となって両者の係合が完了する。

尚、本構成ではギヤ入力の電磁クラッチ８３（図１５参照）を用いているため、駆動軸８１の空転負荷は５０〜１００ｇｆ−ｃｍ程度である。これに対して、現像スリーブ１３ａと注入スリーブ１４ａの負荷は７００〜２０００ｇｆ−ｃｍ程度であるため、負荷の軽い駆動軸８１側が回転する。テーパー面６１ｅ，６１ｆ，６１ｇ，６１ｈは溝部６１ａに対して９０度の位置を頂点としているため、この回転動作の回転量は最大で９０度となる。

図８に示すように、カップリング６１の先端部は下方に垂れているため、仮にテーパー部の頂点６１ｉ，６１ｊの高さを２箇所とも同じに設定した場合、ピン８２は上側のテーパー面６１ｅ，６１ｇに当接することになり、回転軸８１の回転動作が不能となる。この係合動作不良を回避するため、図８に示すようにテーパー部の頂点６１ｉ，６１ｊの高さをずらしている。これによってカップリング６１の挿入に伴い、先ず、ピン８２の一方端とテーパー面６１ｅとが当接し、回転動作が或る程度進んだ状態でピン８２の他方端がテーパー面６１ｈにオーバーラップすることになり、前記係合動作不良は回避される。

次に、カップリング６１の先端部と駆動軸８１の手前側端面との衝突回避について説明する。

図９に示すように、本実施の形態では、カップリング６１の円筒部６１ｃの内部に段差を設けている。仮に段差を設けない場合の形状を２点鎖線で示す。円筒部６１ｃの内径Ｄ１とテーパー頂点６１ｉとの交点６１ｋ’は、駆動軸８１の手前側端面８１ａの最上部位置８１ｋよりも低い位置にある。そのため、プロセスカートリッジ２１の装着動作に伴ってカップリング６１の先端部６１ｉは駆動軸８１の手前側端面８１ａと衝突してしまう。これを回避するため、カップリング６１の円筒６１ｃの内部に段差を設け、円筒部６１ｃ内部の先端６１ｋの位置を高くする。具体的には、段差を１ｍｍとすることによって駆動軸８１の先端部８１ｋとの高さ関係は逆転し、前記係合動作不良は回避される。

本発明はピン８２と溝部６１ａ及びピン３２と孔部６１ｂとの間に軸方向の遊びを設けるものであるが、周方向の遊びについては設けても設けなくても同様の効果が得られる。

以上説明したように、周方向に遊びが無い構成においては、軸とカップリングの両者は相対的な首振り運動が可能であり、これによって円滑な回転駆動が具現化されて振動の発生が防がれる。周方向に遊びが有る構成においても、当然のことながら、軸とカップリングの相対的な首振り運動が可能であるため、同様の作用効果が得られる。

周方向に遊びが有る構成について、具体的な形状・寸法を図１０に基づいて説明する。

図１０に示すように、駆動軸８１のピン８２に係合する溝部６１ａはＵ字溝形状を有している。その幅Ｂ１は相手側のピン８２の幅ｂ１が２ｍｍであるのに対して例えば３〜３．５ｍｍに設定され、ピン８２と溝部６１ａとの間に周方向の十分な遊びが設けられている。

図１１（ａ），（ｂ）はスリーブ軸３１のピン３２と係合する孔部６１ｂの形状例を示し、孔部６１ｂは円形又は角形状に成形されている。孔部６１ｂの幅Ｂ２は相手側のピン３２の幅ｂ１が２ｍｍであるのに対して例えば３ｍｍに設定されてピン３２と孔部６１ｂとの間に周方向の十分な遊びが設けられている。

周方向に遊びを設けることによって駆動軸８１側の溝部６１ａにおいてはユニット挿脱時のスライド動作がより円滑になる。又、スリーブ軸３１側の孔部６１ｂにおいては孔径が大きくなるため、ピン３２の組立性が良くなる等の効果がある。

次に、軸に対するピンの装着方法について説明する。

ピンの装着方法には「圧入」と「差し込み」がある。「圧入」は平行ピン若しくはスプリングピンを軸に設けた孔に圧入するもので、本実施の形態の構成では駆動軸８１側に好適である。スリーブ軸３１側はカップリング６１の取り外し及び組立性を考慮すると圧入は好ましくない。

「差し込み」方式について図１２（ａ），（ｂ）を用いて説明する。尚、図１２（ｂ）は同図（ａ）の平面図である。

ピン３２の径がφ２ｍｍであるのに対し、スリーブ軸３１の孔３１ｐの径を例えばφ２．１ｍｍと若干大きく設定する。そして、スリーブ軸３１にカップリング６１を嵌め込んだ後にピン３２をスリーブ軸３１の孔３１ｐに差し込む。次に、ピンストッパー６６はカップリング６１に取り付け、該ピンストッパー６６でカップリング６１の孔６１ｂを塞ぐことによってピン３２の脱落が防がれる。尚、ピンストッパー６６の係止はパッチン爪６６ａによって行われ、パッチン爪６６ａの解除によってピンストッパー６６、ピン３２、カップリング６１を順に取り外すことができる。

以上説明した構成はカップリング６１をスリーブ軸３１側に装着するものであるが、駆動軸８１側にカップリング６１を装着しても同様の作用と効果が得られる。

又、以上の説明において、プロセスカートリッジ２１は現像器１３と注入帯電器１４及び感光ドラム１１より構成されるものであるが、本発明が適用可能なプロセスカートリッジの構成はこれに限定されるものではない。被駆動軸を有するプロセスカートリッジに対して本発明は好適に適用可能である。

次に、感光ドラム１１（１１Ｃ、１１Ｍ、１１Ｙ、１１Ｋ）のドラムシリンダ１３１とドラム軸５１の固定構造を図１６〜図２１に基づいて説明する。

図１６はドラムシリンダとドラム軸の固定構造を示す分解斜視図である。図１７はドラムシリンダとドラム軸が固定されている状態を示す断面図である。図１８はドラムシリンダとこれと同位相にあるドラム軸が分離した状態を示す断面図である。図１９は図１８のＨ−Ｈ線断面図、図２０はドラムシリンダ及びドラム軸側面図、図２１はドラムシリンダ及びドラム軸の平面図である。

図１６において、１３１はドラムシリンダであり、これの端部にはドラムフランジ１３２が圧入されている。又、５１はドラム軸であり、このドラム軸５１にはピン１３４が圧入されており、ピン１３４の両端はドラム軸５１の外周面から所定量だけ突出している。

ドラムフランジ１３２には、前記ピン１３４が遊合する溝部１３５が２箇所に形成され、この溝部１３５の終端部は図１８及び図１９に示すようにＶ字状のテーパ部１３６を構成している。そして、後述する付勢手段によってテーパ部１３６がドラム軸５１のピン１３４に圧接されることによってドラムフランジ１３２はドラム軸５１に対して回転方向にガタ無く拘束される。

ここで、ドラムシリンダ１３１の付勢手段について説明する。

前記ドラムフランジ１３２の手前側内周面の相対向する部位には２つの突起１３７が突設されており、ドラム軸５１には前記突起１３７が遊合するスリワリ１３８が２箇所に形成されている。

又、図１６において、１３９はノブであり、その先端にはネジ部１３９ａが形成されており、このネジ部１３９ａはドラム軸５１の内部に加工された雌ネジ１３３ａに螺着される。１４０はノブ１３９上に回転自在に支持されたガイド部材であり、このガイド部材１４０の外径はドラム軸５１の内径よりやや小さく設定されている。そして、ガイド部材１４０には２箇所に突起１４０ａが突設されており、この突起１４０ａはドラム軸５１に形成された前記スリワリ１３８に係合する。尚、ガイド部材１４０の突起１４０ａの外径は、この突起１４０ａがドラム軸５１の外周面から突出しない値に設定されている。

ドラムフランジ１３２の突起１３７とドラム軸５１のスリワリ１３８の方向が一致している場合、ドラムフランジ１３２はドラム軸５１に挿入され、Ｖ溝状の前記テーパ部１３６がドラム軸５１に圧入されたピン１３４に突き当たるまで挿入される。

次に、ノブ１３９にガイド部材１４０を貫通し、ノブ１３９のネジ部１３９ａをドラム軸５１の雌ネジ１３３ａに締結していく。尚、このとき、ガイド部材１４０の突起１４０ａとドラム軸５１のスリワリ１３８の方向は予め一致させておく。

而して、ガイド部材１４０の回転方向はドラム軸５１のスリワリ１３８によって規制されるが、ガイド部材１４０とノブ１３９は回転自在であるため、ノブ１３９をドラム軸５１に締結する操作に支障は生じない。そして、ノブ１３９をドラム軸５１に締結していくと、ガイド部材１４０は順次ドラム軸５１の奥側へ移動し、最終的にはガイド部材１４０の突起１４０ａとドラムフランジ１３２の突起１３７が当接する。そして、ドラムフランジ１３２はドラム軸５１に対して軸方向奥側へ圧接される。

次に、ドラムフランジ１３２とドラム軸５１の回転方向の位相を合わせる機構について説明する。

図１８及び図１９に示すように、ドラムフランジ１３２の先端部はリードカム状のテーパ部１４１を構成している。ドラムフランジ１３２がドラム軸５１に挿入されると、ドラム軸５１から突出したピン１３４がドラムフランジ１３２のカム状テーパ部１４１に当接するため、ドラムフランジ１３２が回転する。ドラム軸５１のピン１３４とドラムフランジ１３２の溝部１３５の回転方向の位相が一致し、ピン１３４が溝部１３５にガイドされ始めた時点では、ドラムフランジ１３２の突起１３７とドラム軸５１のスリワリ１３８は未だ係合していない。既にドラムフランジ１３２とドラム軸５１の位相は一致しているため、この状態でドラムフランジ１３２を更に押し込んでいくとドラムフランジ１３２のテーパ部１３６とドラム軸５１のピン１３４が当接する。

そして、その後は、前述のようにガイド部材１４０を貫通したノブ１３９をドラム軸５１の雌ネジ１３３ａに締結していくことによってドラムフランジ１３２とドラム軸５１の固定が完了する。

而して、本実施の形態では、ドラムフランジ１３２をドラム軸５１に圧接する力の伝達をガイド部材１４０によってドラム軸５１の断面内で行っているため、ドラムフランジ１３２の外側でドラム軸５１の位置決めを行う芯決め板１１４の軸受１１４ａとしてドラム軸５１の外径に等しい通常の軸受を用いることができるとともに、ドラムシリンダ１３１とドラム軸５１の着脱を芯決め板１１４の外側から行うことができる。

＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２を図２２〜図２５に基づいて説明する。尚、図２２は本実施の形態に係る駆動伝達装置の駆動伝達部の構成を示す横断面図であり、本図においては図１に示したと同一要素には同一符号を付しており、以下、それらについての説明は省略する。

本実施の形態に係る構成においては、駆動軸８１とスリーブ軸３１にはそれぞれカップリング６２，６３が装着される。

上記カップリング６２には、駆動の受け渡しをする部位として溝部６２ａと爪部６２ｂが設けられており、溝部６２ａは駆動軸８１のピン８２と係合し、爪部６２ｂはスリーブ側３１のカップリング６３の爪部６３ｂと係合して駆動の受け渡しを行う。

カップリング６２は円筒部６２ｃを備え、駆動軸８１の外径ｄ１に対して半径方向に遊び（ガタ）をもって支持されている。その寸法は、駆動軸８１の外径ｄ１がφ８ｍｍであるのに対し、カップリング６２の内径Ｄ１はφ８．５ｍｍである。

カップリング６２はピン８２とＥ形止め輪８４によって駆動軸８１に対して遊びをもって止められており、ピン８２と溝部６２ａの軸方向の遊びδｚ１は０．５ｍｍに設定されている。

実施の形態１と同様に、半径方向と軸方向に遊びを設けることによって紙面に垂直なｘ軸と上下方向のｙ軸の２つの軸回りにカップリング６２と駆動軸８１とは相対的に揺動自在となる。つまり、カップリング６２と駆動軸８１とはピン８２の軸線と駆動軸８１の軸線の交点Ｏ１を支点とした首振り運動が可能である。

尚、本実施の形態では、ピン８２の幅ｂ１と溝部６２ａの幅Ｂ１をそれぞれ２ｍｍ、３ｍｍとし、両者の間に周方向の遊びを設けて実施の形態１にて説明したのと同様に組立性を高めている。

一方、スリーブ軸３１側のカップリング６３も、駆動軸８１側のカップリング６２と同様に、ピン３２と溝部６３ａとの間に半径方向及び軸方向に遊びをもってスリーブ軸３１に装着されている。スリーブ軸３１の外径ｄ２がφ８ｍｍであるのに対し、カップリング６３の円筒部６３ｃの内径Ｄ２をφ８．５ｍｍとしている。又、ピン３２と溝部６３ａの軸方向の遊びδｚ２は０．５ｍｍに設定されている。これにより、同様にカップリング６３とスリーブ軸３１とはピン３２の軸線とスリーブ軸３１の軸線との交点Ｏ２を支点とした首振り運動が可能である。

而して、２つのカップリング６２，６３間の運動には、カップリング６２，６３の係合方法によって２つのカップリング６２，６３が拘束されて一体となる場合と、拘束されないで２つのカップリング６２，６３の軸線が自由度をもって運動する場合がある。前者の場合は実施の形態１（カップリング６１が１つ）と同じ運動構成であり、後者の場合はこれよりも自由度が１つ増えた構成となる。

何れの場合においても、実施の形態１と同様に、駆動軸８１とスリーブ軸３１とに軸線ずれがある条件にて、駆動軸８１とスリーブ軸３１の軸線とカップリング６２，６３の軸線とは駆動伝達がなされる部位（ピン３２と溝部６３ａが係合するスラスト位置）において交わる。このため、同一周面上に設けられている複数の駆動伝達部の駆動伝達力は等しい大きさになる。従って、駆動伝達力のバランスが保たれ、トルクを伝達する以外の余分な力の発生がなく、振動の発生は未然に防がれる。

次に、プロセスカートリッジ２１の装着に伴うカップリング６２，６３の係合動作について説明する。

カップリング６３はスリーブ軸３１に対して軸方向にスライド可能に構成されている。バネ３３は圧縮バネであって、カップリング６３が図２２の左側に移動した際に該カップリング６３を右方向に付勢するものである。図２２に示す通常の位置ではバネ３３は自由長の状態であり、バネ３３はカップリング６３を付勢することはない。従って、遊びδｚ２は無くなることはなく、この遊びδｚ２は確保される。

図２３は図２２の矢視Ｆ−Ｆ線方向の図であり、カップリング６３の端面には２つの爪部６３ｂが形成されている（図２２はカップリング６３を断面で示しているため、一方の爪部６３ｂのみが図示されている）。爪部６３ｂの先端面６３ｄは軸線に直交する平坦面を成しており、駆動伝達面６３ｅは軸線を通る平面内に存在する面である。

爪部６３ｂの先端面６３ｄを平坦面として尖った形状にしないのは、カップリング６２，６３の係合不良（爪部６２ｂ，６３ｂの配列不良）を避けるためである。つまり、相対するカップリング６２，６３の爪部６２ｂ，６３ｂの配列は周方向に交互に組み合わせるのが正しい状態であるが、爪部６２ｂ，６３ｂの先端が尖っていると係合の際に交互とならないことがある。これはカップリング６２，６３の軸線ずれや先端部の垂れ下がりによってカップリング６２，６３同士の中心が一致していないときに生じるものである。

爪部６２ｂ，６３ｂを平坦面とすることによってカップリング６２，６３の係合不良は回避されるが、爪先端部６３ｄと爪先端部６２ｄの正面衝突が起き得る可能性がある。このため、一方のカップリング６３を軸方向に退避可能な構成としている。爪部６２ｂ，６３ｂ同士の噛み合わせは、駆動軸８１が回転して両者が噛み合う位相になったとき、退避していたカップリング６３がバネ３３の作用で通常の位置に復帰することによってなされる。

本発明はこのように２つの軸の相対的な回転動作が認められない駆動系においても適用可能である。

尚、実施の形態１では回転動作が認められる駆動系について説明したが、回転動作が認められない駆動系でカップリングが１つの構成であっても、前述のように部材をスライド可能に構成することによって実施可能である。

ところで、本実施の形態は、部品内の形状（位相）を特定することによって以下に説明する作用効果が得られる。

カップリング６３の駆動伝達面６３ｅと溝部６３ａとの位相関係は、図２３に示すように４５度に設定する。更に、カップリング６２，６３には同一の部品を使用して共通化を図る。

図２４は図２２の矢視Ｆ−Ｆ線方向の図であり、カップリング６３とスリーブ軸３１を示している。図２４に示すように、スリーブ軸３１のピン３２はカップリング６３の駆動伝達面６３ｅに対して反時計回りに４５度の角度に位置する。

図２５は図２２の矢視Ｇ−Ｇ線方向の図であり、２つのカップリング６２，６３と２つのピン３２，８２をまとめて表している。矢印Ｑは回転方向を示している。２つのカップリング６２，６３の駆動伝達面６３ｅ，６２ｅに対して駆動軸８１のピン８２は時計回りに４５度の角度に位置する。従って、駆動軸８１のピン８２とスリーブ軸３１のピン３２との位相は（４５度＋４５度）＝９０度（直交）となる。

ピン３２とピン８２の位相が９０度（直交）になることによって実施の形態１にて説明したメカニズムによって回転負荷変動の発生が抑制され、回転ムラ等の不具合の発生を未然に防ぐことができるという効果が得られる。又、本実施の形態では、部品の共通化と上述した機能上の効果を同時に達成することができる。

本発明の実施の形態１に係る駆動伝達装置の駆動伝達部の構成を示す横断面図（図１４のＤ−Ｄ線断面図）である。 図１のＡ−Ａ線断面図（図１４のＥ−Ｅ線断面図）である。 本発明の実施の形態１に係る駆動伝達装置の駆動伝達部の動作を示す横断面図である。 図３のＢ−Ｂ線断面図である。 本発明の実施の形態１に係る駆動伝達装置の駆動軸とスリーブ軸とが軸心ずれを生じている状態を示す断面図である。 本発明の実施の形態１に係る駆動伝達装置の駆動伝達部の動作を比較するための横断面図である。 図６のＣ−Ｃ線断面図である。 本発明の実施の形態１に係る駆動伝達装置のカップリングと駆動軸との係合動作の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る駆動伝達装置のカップリングと駆動軸との係合動作の説明図である。 本発明の実施の形態１に係る駆動伝達装置のカップリングの別形態を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る駆動伝達装置のカップリングの別形態を示す図である。 本発明の実施の形態１に係る駆動伝達装置の軸に対するピンの装着方法を示す図である。 本発明に係る画像形成装置（フルカラー複写機）の断面図である。 本発明に係る画像形成装置の画像形成部の断面図である。 本発明に係る画像形成装置の画像形成部と駆動系の平断面図である。 ドラムシリンダとドラム軸の固定構造を示す分解斜視図である。 ドラムシリンダとドラム軸が固定されている状態を示す断面図である。 ドラムシリンダとこれと同位相にあるドラム軸が分離した状態を示す断面図である。 図１８のＨ−Ｈ線断面図である。 ドラムシリンダ及びドラム軸の側面図である。 ドラムシリンダ及びドラム軸の平面図である。 本発明の実施の形態２に係る駆動伝達装置の駆動伝達部の構成を示す横断面図である。 図２２の矢視Ｆ−Ｆ線方向の図である。 図２２の矢視Ｆ−Ｆ線方向の図である。 図２２の矢視Ｇ−Ｇ線方向の図である。

符号の説明

２１ プロセスカートリッジ
３１ スリーブ軸（被駆動軸）
３２ ピン（突起）
６１ カップリング（駆動伝達手段）
６１ａ 溝部
６１ｂ 孔部
６２ カップリング（駆動伝達手段）
６２ａ 溝部
６２ｂ 爪部
６３ カップリング（駆動伝達手段）
６３ａ 溝部
６３ｂ 爪部
８１ 駆動軸
８２ ピン（突起）

Claims (12)

1. 回転可能な像担持体と像担持体に画像を形成するために回転軸を有する回転部材とが一体となっており、画像形成装置に着脱可能である画像形成部と、画像形成装置に設けられ、像担持体と嵌合する像担持体軸と、回転部材に駆動力を与えるための画像形成装置に設けられた駆動軸と、前記駆動軸から前記回転軸に駆動力を伝達する駆動連結部材と、を有する画像形成装置において、
   前記像担持体軸を前記像担持体に嵌合させることにより画像形成部の画像形成装置に対する位置が決められ、前記駆動連結部材は前記駆動軸又は前記回転軸の一方の軸に軸方向と軸の周方向と軸の半径方向とに自由度をもって取り付けられ、他方の軸は軸の半径方向及び軸方向に自由度をもって前記駆動連結部材の円筒部に係合し、前記円筒部の先端の一部は前記他方の軸の挿入方向の上流側に向かって突出していることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記駆動連結部材は前記一方の軸にピンでそれぞれの自由度をもって取り付けられることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 一方の軸が挿入される円筒部の内径と前記一方の軸の外径との差は、他方の軸が挿入する円筒部の内径と前記他方の軸の外径との差よりも小さいことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動連結部材と前記一方の軸とに取り付けられているピンの位置と、前記他方の軸に取り付けられたピンが駆動連結部材に係合したときのピンの位置と、の位相関係が直交の関係であることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記回転部材はトナー像を形成するための現像スリーブであること特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記回転部材は像担持体を帯電器のスリーブであること特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 回転可能な像担持体と、像担持体に画像を形成するために回転軸を有する回転部材と、前記回転軸に取り付けられており、画像形成装置の駆動軸から前記回転軸に駆動力を伝達する駆動連結部材と、を有し、画像形成装置に設けられている像担持体軸を前記像担持体に嵌合させて、前記駆動軸と前記駆動連結部材とを係合させて画像形成装置に装着が可能であるプロセスカートリッジにおいて、
   像担持体軸を像担持体に嵌合させることにより画像形成部の画像形成装置に対する位置が決められ、駆動軸は軸の半径方向及び軸方向に自由度をもって前記駆動連結部材の円筒部に係合し、前記駆動連結部材は前記回転軸の軸方向と軸の周方向と軸の半径方向とに自由度をもって取り付けられており、前記円筒部の先端の一部は前記駆動軸の挿入方向の上流側に向かって突出していることを特徴とするプロセスカートリッジ。
8. 前記駆動連結部材は前記回転軸にピンでそれぞれの自由度をもって取り付けられることを特徴とする請求項７記載のプロセスカートリッジ。
9. 前記回転軸が挿入される円筒部の内径と前記回転軸の外径との差は、前記駆動軸が挿入される円筒部の内径と前記駆動軸の外径との差よりも小さいことを特徴とする請求項８に記載のプロセスカートリッジ。
10. 前記駆動連結部材と駆動軸と取り付けられているピンの位置と、回転軸に取り付けられたピンが駆動連結部材に係合したときのピンの位置と、の位相関係が直交の関係であることを特徴とする請求項７から請求項９のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
11. 前記回転部材は像担持体にトナー像を形成するための現像スリーブであること特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。
12. 前記回転部材は像担持体を帯電器のスリーブであること特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載のプロセスカートリッジ。

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