JP2005338391A - 像担持体ユニット、プロセスカートリッジ及びカラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の像担持体による相対位置ズレ（色ズレ）を容易に低減させることができる像担持体ユニットを提供すること。
【解決手段】像担持体と、該像担持体の回転中心を担う回転軸と、前記像担持体を前記回転軸上に保持するフランジ部材と、画像形成装置本体の駆動力を受け取る前記回転軸の端部に設けたカップリング部材を有する像担持体ユニットにおいて、前記フランジ部材は、前記回転軸と１つの駆動点でのみ回転駆動されることを特徴とする。又、前記フランジ部材と前記回転軸とが回転駆動される唯一の前記駆動点に対して、前記カップリング部材の回転位相が一義的に決まるように構成したことを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、例えばカラー複写機やカラープリンタ等の電子写真方式等を採用した画像形成装置に係り、記録媒体上に多色画像を形成する際の印字位置ズレ防止等に関するものである。

近年、カラー画像の形成を行うことができるカラー電子写真画像形成装置の需要が増大しており、（１）低ランニングコスト、（２）小スペース、（３）低電力、（４）高画質、（５）ハイスピード、（６）操作性の向上の６項目が達成できるカラー画像形成装置の投入が期待されている。

その中で、（６）操作性を簡易にしながら、（５）ハイスピード化を図り、且つ、（４）高画質のカラー画像を提供する技術を提供する方式として、カラー画像形成装置にイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの４色のプロセスカートリッジを用いて感光体ドラムを４つ並列に並べ画像形成を行い、操作性の向上、ハイスピード化を図る方式がある。この方式をタンデム式又は４ドラム方式カラー画像形成装置と呼ぶ。

この方式における課題としては、４色の画像形成を独立で行って１つのカラー画像を形成しているため、各ドラムで作像される作像点が目標（理想）位置から位置ズレした場合、各色間の相対位置ズレが各色間の色ずれ（例えば、ブラック−シアン間の色ずれ）となって現れるという問題がある。

例えば、４つの感光体ドラムとそれに対応する４つの露光手段との位置精度の悪化によって、各色ごとの走査方向の位置ズレが生じ、４色重ねた際に画像上に色ズレとなって現れるという問題がある。これに対しては、特許文献１に示されているように４つの感光体ドラムと４つの露光手段の全てを画像形成装置本体の両側板にて位置決めし、各々のユニット間で発生する相互位置誤差を最小限に抑える等の改善方法がある。

又、感光体ドラムの回転変動によって理想位置から或る量の位置ズレが周期的に発生すると、各色の感光体ドラムの回転位相のずれによっては、最大単色の位置ズレ量の約２倍の色ズレが発生してしまうことがある。これに対しても、特許文献２に示されているように、転写材搬送手段上に位置ズレ検出パターンを形成し、そのパターンを検出手段によって読み取って位置ズレ量を演算するとともに、感光体ドラムを駆動する複数の駆動ギアの回転位相をフォトセンサ等で検出して、その検知信号と位置ズレ演算値に基づいて駆動ギアの回転位相を、画像形成時に理想位置になるように予め制御する等の改善方法が知られている。

特開２００１−２４２６７１号公報 特開２００３−１７７５８８号公報

しかしながら、上記従来の構成では、プロセスカートリッジ内の感光体ドラムユニットにおいて、感光体ドラムの回転中心を担う回転軸上に、１）装置本体からの駆動力を受け取るカップリング部材、２）装置本体の両側板に精度良く位置決めされるために設けた軸受け部材及び３）感光体を前記回転軸上に保持するフランジ部材の３部材が独立して位置決め固定されているにも拘らず、装置本体の検出手段によってその位相が制御可能である感光体ドラム駆動ギアと回転位相が一義的に決定されるものは、カップリング部材のみである。このため、実際に画像を形成している感光体ドラムを保持位置決めしているフランジ部材の回転位相と、装置本体側の感光体ドラム駆動ギアの回転位相との間にズレを生じ、４色間の感光体ドラムの回転位相を理想位置に合わせることができず、色ズレが悪化してしまう可能性があった。

又、この要因における色ズレを最小限に抑えるために、実際に転写材搬送手段上に位置ズレ検出パターンを形成し、そのパターンを検出手段によって読み取って位置ズレ量を検出することによって、実際に画像を形成する感光体ドラムの回転位相と装置本体側の感光体ドラム駆動ギアの回転位相のズレを補正する方法を採った場合にも、その検出パターンの形成とその検知結果による位相補正に長い時間が必要となるため、ユーザーに長時間プリントを待たせてしまうとう問題があった。

又、検出パターン形成による位置ズレ補正には位相調整精度の限界があり、補正後にも位相が完全に合い切らないという問題が発生する場合がある。この場合、検出パターンの分解能を上げて対応するといった方法もあるが、検出パターンの分解能を上げた場合にはそれに応じてパターン形成時間が延長されることとなり、ユーザーストレスの増大に繋がるといった危険性があった。

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、複数の像担持体による相対位置ズレ（色ズレ）を容易に低減させることができる像担持体ユニット、プロセスカートリッジ及びカラー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、請求項１記載の発明は、像担持体と、該像担持体の回転中心を担う回転軸と、前記像担持体を前記回転軸上に保持するフランジ部材と、画像形成装置本体の駆動力を受け取る前記回転軸の端部に設けたカップリング部材を有する像担持体ユニットにおいて、前記フランジ部材は、前記回転軸と１つの駆動点でのみ回転駆動されることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記フランジ部材と前記回転軸とが回転駆動される唯一の前記駆動点に対して、前記カップリング部材の回転位相が一義的に決まるように構成したことを特徴とする。

請求項３記載の発明は、像担持体と、該像担持体の回転中心を担う回転軸と、前記像担持体を前記回転軸上に保持するフランジ部材と、画像形成装置本体の駆動力を受け取る前記回転軸の端部に設けたカップリング部材を有する像担持体ユニットを備えるプロセスカートリッジにおいて、前記フランジ部材は、前記回転軸と１つの駆動点でのみ回転駆動されることを特徴とする。

請求項４記載の発明は、請求項４記載の発明において、前記フランジ部材と前記回転軸とが回転駆動される唯一の前記駆動点に対して、前記カップリング部材の回転位相が一義的に決まるように構成したことを特徴とする。

請求項５記載の発明は、像担持体と、前記像担持体の回転中心を担う回転軸と、前記像担持体を前記回転軸上に保持するフランジ部材と、装置本体の駆動力を受け取る前記回転軸の端部に設けたカップリング部材Ａを有する複数の像担持体ユニットと、前記複数の像担持体を回転駆動するための前記回転軸と同軸上に配置された複数の駆動ギアと、前記像担持体に前記駆動ギアの駆動を伝達するために、前記駆動ギアの端部に前記カップリング部材Ａと係合するカップリング部材Ｂを有する駆動部を有し、前記カップリング部材Ａと前記カップリング部材Ｂ及び前記駆動ギアが、１回転１位相でのみカップリングが係合する構成としたカラー画像形成装置において、前記駆動ギアに対する前記フランジ部材の回転位相が一義的に決まるように構成したことを特徴とする。

請求項６記載の発明は、請求項５記載の発明において、前記フランジ部材と前記回転軸とが１つの駆動点でのみ回転駆動されるとともに、前記駆動点に対して前記カップリング部材Ａ及び前記カップリング部材Ｂの回転位相が一義的に決まるように構成したことを特徴とする。

請求項７記載の発明は、請求項５又は６記載の発明において、前記駆動ギアの回転位相を検出する検出手段を有し、前記検出手段によって検知された検出信号に基づいて前記駆動ギアの回転位相を制御する制御手段を有することを特徴とする。

請求項１〜３記載の発明は、像担持体を回転軸上に保持するフランジ部材が、回転軸と１つの駆動点でのみ回転駆動される構成としたことにより、実際に出力される画像が形成される像担持体の回転位相と回転軸の回転位相を一義的に決定することができるので、複数の像担体に回転変動が生じたとしても、それぞれの回転軸の回転位相のみを一致させることで容易に各々の像担持体の回転位相を一致させることが可能となる。

請求項４に記載の発明は、像担持体を回転軸上に保持するフランジ部材が、回転軸と１つの駆動点でのみ回転駆動される構成とし、且つ、駆動点に対してカップリング部材の回転位相も同時に一義的に決定されるように像担持体ユニットを構成したことによって、複数の像担体に回転変動が生じたとしても、画像形成装置本体から駆動力を受け取るカップリング部材の回転位相のみを一致させることで同時に各々の像担持体の回転位相を一致させることができるので、複数の像担持体による相対位置ズレ（色ズレ）を容易に低減させることが可能となる。

請求項５及び６記載の発明によれば、像担持体を回転軸上に保持するフランジ部材、回転軸及びカップリング部材の回転位相を同時に一義的に決定されるように像担持体ユニットを構成すると共に、前記複数の像担持体を回転駆動するための前記回転軸と同軸上に配置された複数の駆動ギアと、前記駆動ギア端部に設けられた前記カップリング部材と係合する装置本体側のカップリング部材とが、１回転１位相でのみカップリングが係合するように構成したことによって、複数の像担体に回転変動が生じたとしても、前記駆動ギアの回転位相のみを一致させることで同時に各々の像担持体の回転位相を一致させることができるため、複数の像担持体による相対位置ズレ（色ズレ）を容易に低減させることが可能となる。

請求項７記載の発明によれば、複数の像担体に回転変動が生じたとしても、駆動ギアの回転位相を装置本体で検出し、画像形成時に前記駆動ギアの回転位相が一致するように各々の駆動ギアの回転位相を補正することによって、同時に各々の像担持体の回転位相を一致させることができるので、複数の像担持体による相対位置ズレ（色ズレ）を容易に低減させることが可能となる。

即ち、上述のような像担持体ユニット及び像担持体駆動構成を採用することによって、露光手段と感光体ドラムとの位置ズレによって発生する走査方向の色ズレを最小限に抑える装置本体構成を維持し、露光手段起因の走査方向の色ズレ向上が図れると同時に、複数の像担持体に回転変動が生じた場合でも、ユーザーを長時間待たせることなく、精度の良い位相補正を安定して実行することができるため、複数の像担持体の回転変動起因の副走査方向の色ズレも容易に低減させることが可能となる。

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＞
［画像形成装置の全体の説明］
以下、図面に沿って本発明の実施の形態について説明する。

図１は本発明の実施の形態に係るカラー画像形成装置の概略を示す断面図である。

図１に示すカラー画像形成装置は、４個の感光体ドラム１（１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ）を備えており、それぞれの感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電手段２（２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム１上の静電潜像を形成する露光手段３（３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ）、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像手段４（４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ）、感光体ドラム１上のトナー像を転写材に転写させる転写手段（転写ローラ）５（５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）、転写後の感光体ドラム１表面に残った転写後トナーを除去するクリーニング手段６（６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ）等が配設されて画像形成手段が構成されている。

ここで、感光体ドラム１と帯電手段２、現像手段４、トナーを除去するクリーニング手段６は一体的にカートリッジ化されプロセスカートリッジ７（７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ）を構成している。

又、給送部８から給送された転写材Ｓは、搬送ベルトで構成した搬送手段９によって前記画像形成手段へ搬送され、各色トナー像が順次転写されてカラー画像が記録された後、定着手段１０で画像定着されて排出ローラ対１１，１２によって排出部１３へ排出される。

又、両面印字の際は、定着部１０で転写材Ｓが定着されて排紙ローラ１１，１２によって排紙される前に、排紙ローラ１１，１２を逆転することにより、両面搬送経路１５に搬送される（矢印Ａ方向）。両面搬送経路１５に搬送された転写材Ｓは、装置本体正面にある斜送ローラ１６を通過し、Ｕターンローラ１７まで垂直下方向に搬送され、Ｕターンローラ１７及びレジストローラ８ｄによって画像形成部まで搬送される。

次に、各部の構成について順次説明する。

（給送部）
給送部８は、給紙カセット８ａ、マルチ給紙トレイ８ｂ、マルチ給送部８ｃ及びレジストローラ８ｄから構成されている。

給紙カセット８ａは複数枚の転写材Ｓを収納し、装置本体内底部に装填される。給紙カセット８ａからの画像形成時には、カセットピックアップローラ８ａ１によって１枚ずつ転写材Ｓが分離搬送され、カセット搬送ローラ８ａ２及びレジストローラ８ｄによって画像形成部９まで搬送される。

マルチ給紙トレイ８ｂは、通常は装置本体正面に格納されているが、使用時に装置本体からマルチ給紙トレイ８ｂを回動して開き、複数枚の転写材Ｓをセットする。マルチ給紙トレイ８ｂからの画像形成時には、マルチピックアップローラ８ｃ１によって１枚ずつ転写材Ｓが分離搬送され、マルチ搬送ローラ８ｃ２及びレジストローラ８ｄによって画像形成部９まで搬送される。

給紙カセット８ａ、マルチ給送部８ｃにおける用紙の分離や搬送は、給送部にある不図示の給紙モータによりギア駆動列を介して行われる。

（画像形成構成）
像担持体としての感光体ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ）を塗布して構成したものである。感光体ドラム１は、その両端部をフランジによって回転自在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータから駆動力を伝達することにより、反時計周り矢印方向に回転駆動される。

各帯電手段２は、ローラ状に形成された導電性ローラで、このローラを感光体ドラム１表面に当接させるとともに、不図示の電源によって帯電バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一様に帯電させるものである。

露光手段３は、ポリゴンミラーを有し、このポリゴンミラーにはレーザーダイオード（不図示）から画像信号に対応する画像光が照射される。

現像手段４は、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローの各色のトナーを収納したトナー収納部４ａ１，４ｂ１，４ｃ１，４ｄ１、感光体表面に隣接し、不図示の駆動部により回転駆動されると共に、図示しない現像バイアス電源により現像バイアス電圧を印加することにより現像を行う現像ローラ４ａ２，４ｂ２，４ｃ２，４ｄ２等から構成される。

又、後述する転写搬送ベルト９ａの内側には、４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向して転写搬送ベルト９ａに当接する転写部材５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄがそれぞれ併設されている。これら転写部材５は不図示の転写バイアス用電源で接続されており、転写部材５から正極性の電荷が転写搬送ベルト９ａを介して転写材に印加され、この電界により、感光体ドラム１に接触中の転写材に、感光体ドラム１上の負極性の各色トナー像が順次転写され、カラー画像が形成される。

（転写材搬送構成）
転写材Ｓは、給送部８から搬送手段９によって画像形成領域に搬送される。

搬送手段９を構成する転写材担持体としての転写搬送ベルト９ａは、駆動ローラ９ｂと従動ローラ９ｃ，９ｄ，９ｅの４本のローラで張架支持され、全ての感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに対向して配設されている。

そして、転写搬送ベルト９ａは、感光体ドラム１に対向する外周面に転写材Ｓを静電吸着して上記感光体ドラム１に転写材を接触させるべく駆動ローラ９ｂによって循環移動する。これにより、転写材は転写搬送ベルト９ａにより転写位置まで搬送され、感光体ドラム１上のトナー像が転写される。

又、転写搬送ベルト９ａの最上流位置には、該ベルト９ａと共に転写材を挟持し、且つ、転写材を転写搬送ベルト９ａに吸着させる吸着ローラ９ｆが配設されている。転写材の搬送に際しては、前記吸着ローラ９ｆに電圧を印加することで、対向している接地されたローラ９ｃとの間に電界を形成し、転写搬送ベルト９ａ及び転写材の間に誘電分極を発生させて両者に静電吸着力を生じさせるようになっている。

（補助搬送構成）
前記転写搬送ベルト９ａで転写材Ｓを搬送する際、補助部材によって転写材Ｓが転写搬送ベルト９ａから剥がれないように構成しているが、この補助部材は転写搬送ベルト９ａ上の転写材を担持する側にあって、後述するように転写搬送ベルト９ａを第２の位置へ移動させる移動させる移動手段としても機能するものである。

具体的には、転写搬送ベルト９ａの表面側に従動回転可能な複数個の補助部材としての搬送補助ローラ１４が配設されており、この搬送補助ローラ１４が図示しないカム機構によって左右方向に一体的に移動可能に構成されている。

そして、カラー記録を行う場合には前記搬送補助ローラ１４が左方へ退避して転写搬送ベルト９ａから離間している。一方、モノクロ記録を行う場合には、カム機構が動作して搬送補助ローラ１４を右方へ移動させ、転写搬送ベルト９ａに当接するとともに、該ベルト９ａを押し込む。これにより、転写搬送ベルト９ａはブラック感光体１ｄとは当接したままではあるが、他の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃからは離間するようになっている。

（定着部）
定着部１０は、被記録材上に形成した画像に熱及び圧力を加えて定着させるものである。

１０ａは電磁誘導発熱層を有する円筒状の定着ベルトであり、励磁コイルとＴ型の磁性コアとから成る磁場発生手段を内蔵したベルトガイド部材１０ｃにガイドされている。

１０ｂは弾性加圧ローラであり、定着ベルト１０ａを挟みベルトガイド部材１０ｃと所定の圧接力をもって所定幅の定着ニップ部Ｎを形成している。

加圧ローラ１０ｂが不図示の駆動手段により回転駆動され、それに伴って円筒状の定着ベルト１０ａが回転し、不図示の励磁回路から励磁コイルへの給電により定着ベルト１０ａの電磁誘導発熱がなされる。

定着ニップ部Ｎが所定の温度に立ち上がって温調された状態において、画像形成部から搬送された未定着トナー画像が形成された転写材Ｓが定着ニップ部Ｎの定着ベルト１０ａと加圧ローラ１０ｂとの間に画像面が上向き、即ち定着ベルト面に対向して導入され、定着ニップ部Ｎにおいて画像面が定着ベルト１０ａの外面に密着して定着ベルト１０ａと一緒に定着ニップ部Ｎを挟持搬送されていく。

この定着ニップ部Ｎを定着ベルト１０ａと一緒に被記録材が挟持搬送されていく過程において定着ベルト１０ａの電磁誘導発熱で加熱され、転写材Ｓ上の未定着トナー画像が加熱定着される。

（画像形成動作）
上記構成の画像形成装置によって画像記録を行う場合の動作について説明する。

先ず、カラー画像記録を行う場合には、図１に示すように、補助搬送ローラ１４は左方へ退避させておく。この状態では転写搬送ベルト９ａは４個の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄに当接しており（第１の位置）、給送部８から給送された転写材が転写搬送ベルト９ａに吸着されて搬送される間に画像形成手段で各色のトナー像が順次転写されてカラー画像が形成され、定着手段１０で定着された後に排出部１３へ排出される。

次に、黒印字（モノクロ印字）について説明する。

一方、ブラック感光体ドラム１ｄのみによるモノクロ画像記録が選択されると、図２に示すように、図示しないカム機構が駆動して補助搬送ローラを右方へ移動させ、該ローラ１４が転写搬送ベルト９ａを押し込むことで、ブラック感光体ドラム１ｄを除く他の感光体ドラム１ａ，１ｂ，１ｃから転写搬送ベルト９ａを離間させる。

この状態でブラック感光体ドラム１ｄで形成したブラックトナー像を転写材に転写し、定着手段１０で定着された後に排出部１３へ排出する。

次に、本発明の中心となる部分の構成について、図２〜図１０を用いて説明する。

図２はプロセスカートリッジ７を画像形成装置本体に装着して、プロセスカートリッジ７内の感光体ドラム１が本体側板に位置決めされる様子を示した図である。

プロセスカートリッジ７は、感光体ドラム１及び感光体ドラム１に作用するプロセス手段（帯電器及び現像器）を一体的にカートリッジ化したもので、ユーザー自身が画像形成装置本体に着脱可能となっている。画像形成装置本体内部には、プロセスカートリッジ７の着脱方向に沿ってガイドレール部（不図示）が設けてあり、ユーザーはこれに沿ってプロセスカートリッジ７を挿入する。このとき、プロセスカートリッジ７内の感光体ドラム１を回転支持する軸受部１３０，１３１の外周がそれぞれ本体右側板１０１及び本体左側板１０２のエッジ切り欠き部１３３及び１３４の担面１３３ａ，１３３ｂ及び１３４ａ，１３４ｂに突き当たることによって画像形成装置本体に対して感光体ドラム１及びプロセスカートリッジ７が精度良く位置決め固定される。

プロセスカートリッジ７の挿入方向右側には複数の感光体ドラム１を駆動する駆動ユニット１０３が画像形成装置本体の右側のフレーム（本体右側板）１０１の外側に位置決め、固定されている。

図３は前記駆動ユニット１０３を説明する図である。

駆動ユニット１０３は駆動フレーム１０４上にＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ各色の感光体ドラム１を駆動する駆動部１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｂｋがそれぞれ精度良く位置決め、固定されている。又、駆動部１０３には駆動フレーム１０４に固定されたドラムモータ４５と、モータ４５のモータ軸に固定されたピニオン４６と、ピニオン４６及びドラム駆動ギア４８と噛み合い回転自在に支持された中間ギア４７と、ドラム駆動ギア４８と、ドラム駆動ギア４８を支持する軸受け５１と、ドラム駆動ギア４８先端部に形成された三角カップリング部５２とを有する。

又ここで、位置決めピン穴１０５は駆動フレーム１０４上に２箇所固定されており、その位置は各色の感光体ドラム１の中心軸と同軸上（ｘ＝０）である。又、Ｂｋ側の位置決めピン穴（第１基準穴）１０５ａは駆動フレーム１０４におけるｚ方向の基準でもあり（ｚ＝０）、駆動ユニット１０３はこの位置決めピン穴（第１基準穴）１０５ａを基準に本体右側板１０１にビス止め等により固定される。

又、図２に示すように、本体右側板１０１には駆動ユニット１０３の位置決めピン穴１０５と嵌合する基準ピン１０６が設けてある。第１基準ピン１０６ａはｘ方向、ｚ方向共に第１基準穴１０５ａと精度良く嵌合して駆動ユニット１０３の位置決めするが、第２基準ピン１０６ｂが挿入される第２基準穴１０５ｂはｚ方向に延びる長丸穴形状になっており、ｘｙ方向のみ第２基準ピン１０６ｂと嵌合されて位置決めされる。

次に、図４及び図５を用いて感光体ドラム１と駆動ユニット１０３との接続構成について説明する。

ユーザーがプロセスカートリッジ７を画像形成装置本体に装着した後、転写材担持搬送ユニット（不図示）を感光体ドラム１に当接させる回転動作と連動して回転カム１２８が回転し、回転カム１２８と接続する相手側回転カム１２９がドラム駆動ギア４８と共にリターンバネ６２の付勢力によって感光体ドラム１の軸方向にスラスト移動することによって、ドラム駆動ギア４８先端部に形成された三角カップリング凹部５２が感光体ドラムユニット担部のドラムカップリング５７に形成された三角カップリング凸部３７と接続し、嵌合することによりドラム駆動ギア４８は感光体ドラム１に対して位置決め、固定されるとともに、ドラム駆動ギア４８の軸線が感光体ドラム１に対して同一直線上に配置される。

三角カップリング凹部５２は、ねじれた正三角柱となる穴を有し、三角カップリング凸部３７と軸方向に係脱される。三角カップリング凸部３７と三角カップリン凹部５２は、嵌合時に三角カップリング凸部３７の捩れた正三角柱の稜線が三角カップリング凹部５２の捩れた三角柱の面に接触することにより、三角カップリング凸部３７と三角カップリング凹部５２は調芯されて回転中心が一致する。又、上記において、画像形成中のドラム駆動ギア４８は、三角カップリング凹部５２底面と三角カップリング凸部３７端面が突き当たることによってプロセスカートリッジ側へ最も移動した位置でスラスト位置が定められるとともに、軸受け５１に沿ってリターンバネ６２の付勢力に抗して後退可能に支持されている。

又、図６及び７に示すように、三角カップリング凹部５２には捩れた正三角柱となる穴の一辺５２ａにキー溝６５が設けられており、三角カップリング凸部３７の正三角柱の一辺３７ａに設けられた位相位置決めリブ６６と嵌合するように構成されてる。位相位置決めリブ６６は、三角カップリング凹部５２の正三角柱穴の一辺５２ａの稜線と三角カップリング凸部３７の正三角柱の一辺３７ａの面が必ず決まって接触するように、１回転１位相でのみ係脱できるように構成されており、位相位置決めリブ６６とキー溝６５はその位相が一致するまでは、三角カップリング凸部３７と三角カップリング凹部５２は回転が始まっても互いに嵌合することはない。

位相位置決めリブ６６とキー溝６５の位相が合わず、三角カップリング凸部３７と三角カップリング凹部５２が接続しない状態では、三角カップリング凸部３７の端面が三角カップリング凹部５２の口部の縁を押し、リターンバネ６２の付勢力に抗してドラム駆動ギア４８を画像形成装置外側へ後退させる。そして、プロセスカートリッジ７の装着後、画像形成装置本体の前回転時に位相位置決めリブ６６とキー溝６５の位相が一致した時点で瞬時に接続する。

以上示したように、ドラム駆動ギア４８と感光体ドラム１は、位相位置決めリブ６６とキー溝６５の位相が一致し、互いの三角カップリング凹部５２と三角カップリング凸部３７とが係合することによって初めて位置決め固定がなされるとともに、駆動源であるドラムモータ４５による回転駆動力が三角カップリング凸部３７に伝達される。このとき、ドラム駆動ギア４８の回転位相と三角カップリング凸部３７の回転位相とは１回転１位相の関係で一義的に決定される。

ここで、図８及び図９を用いて本発明の特徴要件である像担持体ユニット構成について説明する。

像担持体の回転中心を担う回転軸６４にはスプリングピン６７及び６９が挿入されるピン穴７５及び７６が設けられており、その穴位置の回転位相は互いに一致するように構成されている。ドラムカップリング５７には、その端部に三角カップリング凸部３７が形成されると同時に、スプリングピン６７が挿入されるピン穴６８が設けられている。このピン穴６８は、スプリングピン６７の外径とガタ無く嵌合される丸穴部６８ａと、回転軸６４が嵌合される中心穴７３を挟んだ反対側にはスプリングピン６７の外径とは接触しない長穴部６８ｂとが設けられており、ドラムカップリング５７がスプリングピン６７を介して回転軸６４に回転駆動力を伝達する駆動点は丸穴部６８ａの一点に限定される構成となっている。更に、三角カップリング凸部３７に形成された位相位置決めリブ６６の回転位相と前述した丸穴部６８ａの回転位相がドラムカップリング５７において一義的に決定される構成となる。

又、感光体ドラム１の端部に設けられたフランジ部材６０には、スプリングピン６９が挿入されるピン穴７０が設けられている。このピン穴７０は、スプリングピン６９の外径とガタ無く嵌合される丸穴部７０ａと、回転軸６４が嵌合される中心穴７４を挟んだ反対側にはスプリングピン６９の外径とは接触しない長穴部７０ｂとが設けられており、回転軸６４がスプリングピン６９を介してフランジ部材６０及び感光体ドラム１に回転駆動力を伝達する駆動点は丸穴部７０ａの１点に限定される構成となっている。

即ち、感光体ドラムユニットにおいて、三角カップリング凸部３７に形成された位相位置決めリブ６６、丸穴部６８ａ、ピン穴７５、ピン穴７６及び丸穴部７０ａは全てその回転位相を一義的に決定することができる。

ここで、長穴部６８ｂ，７０ｂとはスプリングピン６７，６９が接触しない穴形状であれば特に長穴形状に限定されることはなく、０．１ｍｍでもスプリングピンとの間にクリアランスが確保されていればその機能は満足する。又、目的はドラムカップリング５７がスプリングピン６７を介して回転軸６４に回転駆動力を伝達する駆動点及び回転軸６４がスプリングピン６９を介してフランジ部材６０及び感光体ドラム１に回転駆動力を伝達する駆動点がそれぞれ丸穴部６８ａ，７０ａの１点に限定されることにあるので、長穴部６８ｂ，７０ｂを形成せずに丸穴部６８ａ，７０ａのみを設けて回転位相を一義的に決定する構成としても良い。

更に、前述したように三角カップリング凸部３７と三角カップリング凹部５２は、位相位置決めリブ６６とキー溝６５によって１回転１位相の関係で一義的にその回転位相が決定される構成となっているので、ドラム駆動ギア４８、ドラムカップリング５７、回転軸６４、フランジ部材６０及び感光体ドラム１の回転位相を全て一致させることが可能となっている。

又、図４〜図６に示すように、ドラム駆動ギア４８にはその回転位相が検知できるように位相検知リブ７２が設けられている。位相検知リブ７２にはスリット幅の異なるスリット部７２ａ，７２ｂが設けられており、別途画像形成装置本体に設置された検出部７１がドラム駆動ギア４８の回転中にスリット部７２ａ及び７２ｂの通過を検知することによって、ドラム駆動ギア４８の回転位相が瞬時に検出可能な様に構成されている。そして、画像形成装置起動時における前回転停止時に、前述した検出部７１によって、４色それぞれのドラム駆動ギア４８の回転位相を検知し、印字時に各々のドラム駆動ギアの回転位相が一致するように、予め所定の角度分ずらした位置でそれぞれのドラム駆動ギア４８を停止させるようにモータ４５の回転を制御すれば、次の印字ジョブが開始した際に４色それぞれの感光体ドラム１の回転位相は全くずれることなく、位相ズレ起因の副走査方向のドラム周期の色ズレが発生することはない。

従来例のように構成した画像形成装置と前述した本発明のように構成した画像形成装置では、図１０に示すような違いとしてその有効性を説明することができる。図１０（ａ）は従来例の画像形成装置にて各４色の感光体ドラム１の回転変動をそれぞれ表した図である。

各色の回転位相における印字開始ポイントを破線にて示しているが、各色の印字開始ポイントにおける感光体ドラム１の回転位相が一致しておらず、その位置での振幅量の差異が色ズレとして発生してしまう。これは、前述したフランジ部材６０の回転位相が回転軸６４、ドラムカップリング５７及びドラム駆動ギア４８と一義的に決定されておらず、ドラム駆動ギア４８の位相を検知してモータ４５を制御しても各色の感光体ドラム１の位相にバラツキが発生してしまったことが原因となっている。

これに対し、図１０（ｂ）は本発明に示したように構成した画像形成装置での感光体ドラム１の回転変動をそれぞれ表した図である。本発明の構成では、フランジ部材６０と回転軸６４、ドラムカップリング５７及びドラム駆動ギア４８の回転位相が、位相位置決めリブ６６及びスプリングピン６７，６９にて一義的に決定される構成となっているので、各色の印字開始ポイントでの感光体ドラム１の回転位相完全に一致しており、出力される画像上に色ズレが発生することはない。

本発明が適用されたカラーレーザープリンタ（画像形成装置）の全体構成を示す縦断面図である。 本発明が適用されたカラーレーザープリンタ（画像形成装置）の構成を説明する斜視図である。 本発明が適用されたカラーレーザープリンタ（画像形成装置）の駆動ユニットの構成を示すユニット構成図である。 本発明が適用されたカラーレーザープリンタ（画像形成装置）の駆動ユニットと感光体ドラムの接続形態を説明する構成図である。 本発明が適用されたカラーレーザープリンタ（画像形成装置）の駆動ユニットと感光体ドラムの接続形態を説明する構成図である。 本発明が適用されたカラーレーザープリンタ（画像形成装置）の駆動ユニットのカップリング形状を説明した詳細図である。 本発明が適用されたカラーレーザープリンタ（画像形成装置）の像担持体ユニットのカップリング形状を説明した詳細図である。 本発明が適用されたカラーレーザープリンタ（画像形成装置）の像担持体ユニットの構成を示すユニット構成図である。 本発明が適用されたカラーレーザープリンタ（画像形成装置）の像担持体ユニットの構成を示すユニット構成図である。 本発明が適用されたカラーレーザープリンタ（画像形成装置）の駆動接続構成による色ズレ低減効果を説明したグラフである。 カラーレーザープリンタ（画像形成装置）の従来例の構成を説明する構成図である。

符号の説明

１ 感光体ドラム
２ 帯電手段
３ 露光手段
４ 現像手段
５ 転写手段
６ クリーニング手段
７ プロセスカードリッジ
８ 給送部
９ 搬送手段
９ａ 転写搬送ベルト
１０ 定着部
１１，１２ 排出ローラ対
１３ 排出部
３７ 三角カップリング凸部
４５ モータ
４６ モータピニオン
４７ 中間ギア
４８ ドラム駆動ギア
５１ 軸受け
５２ 三角カップリング
５７ 位置決め部
６０ フランジ
６１ 嵌合穴
６２ リターンバネ
６４ ドラム貫通軸
６５ キー溝
６６ 位相位置決めリブ
６７，６９ スプリングピン
６８，７０，７５，７６ ピン穴
７１ 位相検知リブ
７２ 検出部
７３，７４ 中心穴
１０１ 本体右側板
１０２ 本体左側板
１０３ 駆動ユニット
１０４ 駆動フレーム
１０４ａ 曲げ部
１０５ 位置決めピン穴
１０６ 位置決め基準ピン
１２８ 回転カム
１２９ 相手側回転カム
１３０，１３１ 軸受け部
１３３，１３４ エッジ切り欠き部

Claims (7)

1. 像担持体と、該像担持体の回転中心を担う回転軸と、前記像担持体を前記回転軸上に保持するフランジ部材と、画像形成装置本体の駆動力を受け取る前記回転軸の端部に設けたカップリング部材を有する像担持体ユニットにおいて、
   前記フランジ部材は、前記回転軸と１つの駆動点でのみ回転駆動されることを特徴とする像担持体ユニット。
2. 前記フランジ部材と前記回転軸とが回転駆動される唯一の前記駆動点に対して、前記カップリング部材の回転位相が一義的に決まるように構成したことを特徴とする請求項１記載の像担持体ユニット。
3. 像担持体と、該像担持体の回転中心を担う回転軸と、前記像担持体を前記回転軸上に保持するフランジ部材と、画像形成装置本体の駆動力を受け取る前記回転軸の端部に設けたカップリング部材を有する像担持体ユニットを備えるプロセスカートリッジにおいて、
   前記フランジ部材は、前記回転軸と１つの駆動点でのみ回転駆動されることを特徴とする像担持体ユニットを有するプロセスカートリッジ。
4. 前記フランジ部材と前記回転軸とが回転駆動される唯一の前記駆動点に対して、前記カップリング部材の回転位相が一義的に決まるように構成したことを特徴とする請求項４記載のプロセスカートリッジ。
5. 像担持体と、前記像担持体の回転中心を担う回転軸と、前記像担持体を前記回転軸上に保持するフランジ部材と、装置本体の駆動力を受け取る前記回転軸の端部に設けたカップリング部材Ａを有する複数の像担持体ユニットと、前記複数の像担持体を回転駆動するための前記回転軸と同軸上に配置された複数の駆動ギアと、前記像担持体に前記駆動ギアの駆動を伝達するために、前記駆動ギアの端部に前記カップリング部材Ａと係合するカップリング部材Ｂを有する駆動部を有し、前記カップリング部材Ａと前記カップリング部材Ｂ及び前記駆動ギアが、１回転１位相でのみカップリングが係合する構成としたカラー画像形成装置において、
   前記駆動ギアに対する前記フランジ部材の回転位相が一義的に決まるように構成したことを特徴とするカラー画像形成装置。
6. 前記フランジ部材と前記回転軸とが１つの駆動点でのみ回転駆動されるとともに、前記駆動点に対して前記カップリング部材Ａ及び前記カップリング部材Ｂの回転位相が一義的に決まるように構成したことを特徴とする請求項５記載のカラー画像形成装置。
7. 前記駆動ギアの回転位相を検出する検出手段を有し、前記検出手段によって検知された検出信号に基づいて前記駆動ギアの回転位相を制御する制御手段を有することを特徴とする請求項５又は６記載のカラー画像形成装置。

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