(57)【要約】【課題】ギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現し、噛み合いの際に発生する微小振動の発生を抑えて画像上に発生するピッチムラレベルを低減する画像形成装置を提供する。【解決手段】一つ又は複数の像担持体を駆動する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニット、もしくはプロセスカートリッジ内の駆動手段において、前記像担持体を駆動する像担持体駆動ギア列のギア４７歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする。【選択図】  図７
2004258353.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
一つ又は複数の像担持体を駆動する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニット、もしくはプロセスカートリッジ内の駆動手段において、
前記像担持体を駆動する像担持体駆動ギア列のギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
一つ又は複数の像担持体に作用する帯電手段及び現像手段を有するプロセスカートリッジの、前記帯電手段及び前記現像手段の各回転駆動部に駆動を伝達する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニット、もしくは前記プロセスカートリッジ内の駆動手段において、
前記帯電手段もしくは前記現像手段を駆動する、前記帯電手段駆動ギア列もしくは前記現像手段駆動ギア列のギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
像担持体上の各色トナー像を順次重ねて転写する中間転写体を駆動する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニットもしくは中間転写体ユニット内の駆動手段において、
前記中間転写体を駆動する中間転写体駆動ギア列のギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体駆動ギア列、前記帯電手段駆動ギア列、前記現像手段駆動ギア列、前記中間転写体駆動ギア列の各ギアがハスバギアである事を特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体駆動ギア列、前記帯電手段駆動ギア列、前記現像手段駆動ギア列、前記中間転写体駆動ギア列において、
全てのギアのギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体駆動ギア列、前記帯電手段駆動ギア列、前記現像手段駆動ギア列、前記中間転写体駆動ギア列において、
少なくとも互いに噛み合うギア対における片方のギアのギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばカラー複写機やカラープリンタとされる電子写真方式等の画像形成装置に係わり、記録媒体上に多色画像を形成する際の印字位置ズレやピッチムラの防止等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
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。
【０００３】
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、かつ、（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。
【０００４】
この方式においても（４）高画質化を妨げる要因として、感光体ドラムを駆動する駆動ギア列が噛み合う事により発生する微小振動によって、感光体ドラムの回転ムラが生じ、画像上にピッチムラとなって現れるという問題がある。
【０００５】
これに対しては、感光体ドラムを駆動する駆動ギアを大径にして画像上に発生するピッチムラのピッチを小さくしたり、感光体ドラムを駆動する駆動ギア列の減速段数を１段にする事で発生する噛み合い周波数を１つに限定してピッチムラを目立ち難くする等の改善方法があった。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、下記のような問題が生じていた。
【０００７】
すなわち、上記従来の構成は、根本的なピッチムラの発生要因を軽減するものではなく、発生するピッチムラを目立ち難くする効果を狙っているので、感光体ドラムの負荷変動による回転ムラや本体寿命末期の耐久劣化による噛み合い振動の増大によって画像上にレベルの悪いピッチムラが発生することがあった。
【０００８】
また、大径ギア構成は、初期のピッチムラを目立ち難くする効果を発揮するが、単に画像上に発生するピッチムラのピッチを小さく（ギアの噛み合い周波数を大きく）して、従来の画像観察距離における可視感度以下にする事を目的としているので、より高画質になりカラー写真画像等を出力可能となった画像形成装置においては、ユーザーは出力されたカラー写真画像を手にとって従来の画像観察距離よりも近い観察距離で出力画像を判断する為、従来の構成で可視感度以下とされていたピッチ（周波数）であってもユーザーの印象を悪くし、クレームとなる場合があった。
【０００９】
さらに、１段減速構成は、減速比を稼ぐ為にモーター等の駆動源の回転金属シャフトに直接歯切りをおこなって歯数をなるべく小さくする構成をとる必要があるが、この場合、金属ギアとモールド大径ギアとが直接噛み合う事になる為、画像形成装置の本体寿命末期においては、モールド大径ギアの歯面が耐久により摩耗し、ギアの噛み合いによる振動が増大して、ピッチムラのレベルが悪化するという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記の従来技術の課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、ギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現し、噛み合いの際に発生する微小振動の発生を抑えて画像上に発生するピッチムラレベルを低減する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】
上記課題を解決するために、本発明は以下のような手段とした。
【００１２】
すなわち、本発明の画像形成装置は、一つ又は複数の像担持体を駆動する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニット、もしくはプロセスカートリッジ内の駆動手段において、前記像担持体を駆動する像担持体駆動ギア列のギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする。
【００１３】
また、本発明の画像形成装置は、一つ又は複数の像担持体に作用する帯電手段及び現像手段を有するプロセスカートリッジの、前記帯電手段及び前記現像手段の各回転駆動部に駆動を伝達する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニット、もしくは前記プロセスカートリッジ内の駆動手段において、前記帯電手段もしくは前記現像手段を駆動する、前記帯電手段駆動ギア列もしくは前記現像手段駆動ギア列のギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする。
【００１４】
更に、本発明の画像形成装置は、像担持体上の各色トナー像を順次重ねて転写する中間転写体を駆動する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニットもしくは中間転写体ユニット内の駆動手段において、前記中間転写体を駆動する中間転写体駆動ギア列のギア歯面をクラウニング形状とした事を特徴とする。
【００１５】
更にまた、本発明の画像形成装置において、前記像担持体駆動ギア列、前記帯電手段駆動ギア列、前記現像手段駆動ギア列、前記中間転写体駆動ギア列の各ギアがハスバギアである構成も例示できる。
【００１６】
更にまた、本発明の画像形成装置において、前記像担持体駆動ギア列、前記帯電手段駆動ギア列、前記現像手段駆動ギア列、前記中間転写体駆動ギア列において、全てのギアのギア歯面をクラウニング形状とした構成も例示できる。
【００１７】
更にまた、本発明の画像形成装置において、前記像担持体駆動ギア列、前記帯電手段駆動ギア列、前記現像手段駆動ギア列、前記中間転写体駆動ギア列において、少なくとも互いに噛み合うギア対における片方のギアのギア歯面をクラウニング形状とした構成も例示できる。
【００１８】
例えば、感光体ドラム、及びそれに作用する帯電手段、現像手段、さらに、前記感光体ドラム上の各色トナー像を順次重ねて転写する中間転写体等の各画像形成部をそれぞれ駆動する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニット、もしくはプロセスカートリッジ内及び中間転写体ユニット内の駆動手段における駆動ギア列の各ギア歯面を、クラウニング形状とした事を特徴とする。このギア歯面のクラウニング化は、前記各画像形成部を駆動する駆動ギア列が各々ハスバギアで構成されている時に顕著にその効果を発揮する。
【００１９】
ハスバギアが噛み合う際には、ギアの歯幅方向の一端が相手ギアと接触して噛み合い始め、他端が相手ギアから離れる事で噛み合いを終える為、ギアの歯幅における両端部の歯筋が狂っていると（図６（ｃ）参照）、衝撃振動が発生し、感光体ドラムに直接伝達されて画像上に顕著なピッチムラが発生してしまう。
【００２０】
そこで、ギアの歯面をクラウニング形状にしておけば（図６（ｄ）参照）、歯幅の両端部が中央部より小さくなるので、噛み合い始めにおいては、微小時間だけ通常ギアが接触を開始するタイミングよりも遅れ、また噛み合い終わりにおいては微小時間だけ離れが早くなるので、ギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現する事ができ、噛み合いの際に発生する微小振動の発生を抑えて画像上に発生するピッチムラレベルを低減する事が可能となる。
【００２１】
この時、前述した様にギア歯面をクラウニング形状にすることによって噛み合い率が若干減少するが、その減少分はわずかであり、また、あらかじめ噛み合い率を十分確保しておけば、それが画像上のピッチムラレベルに悪影響を及ぼす事は全くない。
【００２２】
また、ギア歯面のクラウニング化は、ギアのカシメ軸の倒れや板金の平面度悪化によって、軸間の平行度が多少狂った場合においても、前述した様にギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現できるので、噛み合いを滑らかに保って微小振動の発生を抑制する効果を期待できる。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下に図面を参照し、この発明の実施の形態について詳細に説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の技術的範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００２４】
（第１の実施例）
［画像形成装置の全体の説明］
まず、画像形成装置の全体構成について、図１を参照して概略説明する。
【００２５】
図１はカラー画像形成装置の一形態であるレーザープリンターの全体構成説明図である。
【００２６】
カラーレーザープリンターは図１の全体構成図に示すように、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ各色毎に一定速度で回転する像担持体１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋとカラー現像器をもつ画像形成部と画像形成部で現像され多重転写されたカラー画像を保持し給送部から給送された転写材２に更に転写する中間転写体とからなる。カラー画像を転写された転写材２を次いで定着部へ搬送してカラー画像を転写材に定着し、排出ローラーによって装置上面の排出部へ排出するものである。尚上記４色のカラー現像器はプリンタ本体に対して個別に着脱可能に構成されている。
【００２７】
次に上記画像形成装置の各部の構成について順次詳細に説明する。
【００２８】
［像担持体］
像担持体（感光ドラム）１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは現像器のホルダーの容器３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋと一体的に構成され、この現像ユニット４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋはプリンタ本体に対して着脱自在に支持され、像担持体１Ｙ，…の寿命に合わせて容易にユニット交換可能であるよう構成されている。本実施の形態に係わる像担持体（感光ドラム）１Ｙ，…はアルミシリンダーの外側に有機光導電体層を塗布して構成し、像担持体１Ｙ，…のホルダーの容器３Ｙ，…に回転自在に支持されている。また図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、像担持体１Ｙ，…を画像形成動作に応じて図示反時計回りに回転させるようにしている。
【００２９】
［帯電手段］
帯電手段５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは注入帯電方法を用いたものであり、帯電スリーブの印加電圧を帯電剤を介し像担持体１Ｙ，…の表面を一様に帯電させるものである。
【００３０】
［露光手段］
上記像担持体１Ｙ，…への露光はスキャナー部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋから行われる。即ち画像信号がレーザーダイオードに与えられると、このレーザーダイオードは画像信号に対応する画像光をポリゴンミラー６Ｙａ，…へ照射する。このポリゴンミラー６ａはスキャナーモーターによって高速回転し、ポリゴンミラー６Ｙａ，…で反射した画像光が結像レンズ６Ｙｂ，…を介して一定速度で回転する像担持体１Ｙ，…の表面を選択的に露光しその結果像担持体上に静電潜像を形成する。
【００３１】
［現像手段］
現像手段は、上記静電潜像を可視像化するために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色現像を可能とする４個の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋから構成される。４色の各現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋは像担持体１Ｙ，…に対向した位置にスリ−ブ３ＹＳ、３ＭＳ、３ＣＳ、３ＫＳが像担持体１に対し微小間隔をもって配置され、像担持体１Ｙ，…に各色トナーによる可視像を形成する。
【００３２】
各色の現像器４Ｙ，…は容器内のトナーを送り機構によって送り込み、スリーブ３Ｓの外周にトナー（非磁性）と現像剤（磁性）を混合させた粉末を図示時計方向に回転するスリーブ３Ｓの外周にコートする。その後、粉末の中のトナーを像担持体１Ｙ，…の静電潜像に対応してトナー現像を行うものである。
【００３３】
［中間転写体］
中間転写体９はカラー画像形成動作時には各現像器により可視化された像担持体１上のトナー画像を多重転写するため像担持体１Ｙ，…の外周速度と同期して図示時計回りに回転し、また多重転写を受けた中間転写体９は電圧を印加された２次転写ローラー１０とによって転写材２を挟み込み搬送することにより転写材２に中間転写体上の各色トナー像を同時多重転写する。
【００３４】
本実施の形態に係わる中間転写体９は周長約１０００ｍｍの樹脂ベルトで形成されていて、駆動ローラー９ａ、２次転写対向ローラー９ｂ、テンションローラ９ｃの３軸で張架され、テンションローラー９ｃの両端にばね９ｅで荷重し、中間転写ベルト９の周長が本体内の温湿度や径時変化により変化しても、変化量を吸収できる構成になっている。この中間転写体９は本体に駆動ローラーを支点とし支持され駆動ローラーに図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、中間転写体９を画像形成動作に応じて図示時計回りに回転させるようにしている。更に、この中間転写体９は図示前方に簡単に着脱することが出来る。
【００３５】
［給紙部］
給紙部は画像形成部へ転写材を給送するものであり、複数枚の転写材２を収納したカセット７と給紙ローラー８ａ、給送ローラー８ｂ、重送防止のリタードローラー８ｃ、給紙ガイド８ｄ、レジストローラー８ｅから主に構成される。画像形成時には給紙ローラー８ａが画像形成動作に応じて駆動回転し、カセット７内の転写材２を一枚ずつ分離給送すると共に、ガイド板８ｄによってガイドし、搬送ローラーを経由してレジストトローラー８ｅに至る。画像形成動作中にレジストローラー８ｅは、転写材２を静止待機させる非回転の動作と転写材２を中間転写体に向けて搬送する回転の動作とを所定のシーケンスで行い、次工程である転写工程時の画像と転写材２との位置合わせを行う。
【００３６】
［転写部］
転写部は揺動可能な転写ローラー１０からなる。転写ロラー１０は金属軸を中抵抗発泡弾性体で巻いてあり、図示上下に移動可能で且つ駆動を有す。上記中間転写体９上に４色のトナー像を形成している間、即ち中間転写体９上のトナー像が２次転写部に至るまではその画像を乱さぬよう、図示点線に示すよう転写ローラー１０は下方に位置し中間転写体９とは離れている。
【００３７】
その後転写材２にカラー画像を転写するタイミングに合わせて転写ローラー１０は位置に図示しないカム部材により図示実線で示す上方の位置、即ち転写材２を介して中間転写体９に所定の圧で押しつけられる。この時同時に転写ローラー１０にはバイアスが印加され中間転写体９上のトナー画像は転写材２に転写される。ここで中間転写体９と転写ローラー１０とは夫々駆動されているため、両者に挟まれた状態の転写材２は転写工程が行われると同時に、図示左方向に所定の速度で搬送され次工程である定着器にむけて送られる。
【００３８】
［中間転写体クリーニング部］
中間転写体クリーニングユニット１４はクリーニングブレード１２ａとクリーニングブレード１２ａを中間転写体９に押し当てるための加圧ばね１２ｅとファーブラシ１３とこれらを保持するクリーナ容器１４ａからなる。
【００３９】
ファーブラシ１３はレーヨンの糸で形成されていて、２次転写後中間転写体上の転写されなかったトナー画像を除電する。このファーブラシ１３は図示前方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することにより、中間転写体９に対し逆方向（時計周り）に等速の周速度で回転している。尚、ファーブラシ１３の対向部にはバックアップローラとしてテンションローラ９ｃが配置されている。
【００４０】
クリーニングブレード１２ａの材質はウレタンゴムで金属板１２ｂに貼り付けてクリーナ容器１４ａに保持された軸１２ｄを回転中心とし加圧ばね１２ｅにより中間転写体９に所定の角度をもって押し当てられているため、中間転写体９に対し均一に当接する事が出来る。尚、クリーニングブレード１２ａの対向部にはバックアップローラとしてテンションローラ９ｃが配置されていてクリーニングブレード１２ａが所定の当接圧で中間転写体９に当接できる構成になっている。このクリーニングブレード１２ａが当接した点でファーブラシ１３により除電されたトナー画像を中間転写体９から掻き落とし中間転写体９をクリーニングする。
【００４１】
クリーニングブレード１２ａにより掻き落とされた排トナーはクリーナ容器１４ａに回収され、クリーナ容器１２ａ最下部に配置されているスクリュー１４ｂにより本体内に別途配置されている中継ホース２４を経由して排トナーボックス２５に送られ回収される。このスクリュー１４ｂは図示後方の一方端に図示しない駆動モーターの駆動力を伝達することによりスクリューの搬送方向に回転させるようにしている。
【００４２】
［定着部］
定着部１７は上記現像手段により形成されたトナー画像を中間転写体９を介して転写材２上に形成したトナー画像を定着させるものであり、図１に示すように、転写材２に熱を加えるための定着ローラー１８と転写材２を定着ローラー１８に圧接させるための加圧ローラー１９とから成り、各ローラーは中空ローラーであり内部に夫々ヒータ（不図示）を有し回転駆動され同時に転写材２を搬送するよう構成されている。即ちトナー像を保持した転写材２は定着ローラー１８と加圧ローラー１９とにより搬送されると共に熱及び圧力を加えられることによりトナーが転写材２に定着される。
【００４３】
［画像形成動作］
次に上記のように構成された装置によって画像形成を行う場合の動作について説明する。
【００４４】
先ず図１に示す給紙ローラー８ａを回転して給紙カセット１内の転写材２を一枚分離し、レジストローラー８ｅへと搬送する。
【００４５】
一方像担持体１Ｙ，…と中間転写体９とが各々所定の外周速度Ｖ（以下プロセス速度と呼ぶ）で図示矢印方向へ回転する。
【００４６】
図示中間転写体の外周の任意の点が図示Ｓの位置に来たときに、帯電手段によって表面を均一に帯電された像担持体１は図示Ｅの位置でレーザー露光を受け画像形成を行う。像担持体１の露光位置Ｅから反時計回りに中間転写体９との接触部Ｔ１迄の距離ａと中間転写体９の図示Ｓ点からＴ１迄の距離ｂは等しく、従って時間経過後には画像の書き初めの点Ｅと中間転写体９上の点ＳはＴ１の位置で一致する。即ち中間転写体９に対して画像はＳ点を先端に反時計回りに形成される。
【００４７】
１：イエロー画像の形成
スキャナー部６Ｙによりイエロー画像のレーザー照射を行い、像担持体１Ｙ上にイエロー潜像を形成する。この潜像形成と同時にイエロー現像器４Ｙを駆動し像担持体１上の潜像にイエロートナーが付着するように像担持体１Ｙの帯電極性と同極性で略同電位の電圧を印加してイエロー現像を行う。同時に現像部の少し下流の第一転写位置Ｔ１Ｙで像担持体１Ｙ上のイエロートナー像を中間転写体９の外周に一次転写する。この時中間転写体９には上記イエロートナーと逆特性の電圧を印加して一次転写を行う。
【００４８】
形成する画像がＡ３サイズの場合長さ４２０ｍｍであり中間転写体９の外周Ｓ点からＬ１点まで画像が形成される。
【００４９】
２：マゼンタ画像の形成
次いで中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエロー画像の先端）が図示Ｓ’の位置に来たとき、同様にスキャナー部６Ｍによりマゼンタ画像のレーザー射がスタートされイエローと同様にして像担持体１Ｍ上の潜像にマゼンタトナー像が現像され、像担持体１Ｍ上のマゼンタトナー像を第一転写位置Ｔ１Ｍで中間転写体９上に転写する。
【００５０】
３：シアン画像の形成
次いで中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエロー及びマゼンタ画像の先端）が図示Ｓ”の位置に来たとき、同様にスキャナー部６Ｃによりシアン画像のレーザー照射がスタートされマゼンタ同様にして像担持体１Ｃ上の潜像にシアントナー像が現像され、像担持体１Ｃ上のシアントナー像を第一転写位置Ｔ１Ｃで中間転写体９上にイエロー、マゼンタの各トナー像に重ねて転写する。
【００５１】
４：ブラック画像の形成
次いで中間転写体９の外周の一点Ｓ（イエロー／マゼンタ／シアン画像の先端）が図示Ｓ’’’の位置に来たとき、同様にスキャナー部６Ｋによりブラック画像のレーザー照射がスタートされシアン同様にして像担持体１上の潜像にブラックトナー像が現像され、像担持体１Ｋ上のブラックトナー像を第一転写位置Ｔ１Ｋで中間転写体９上に更に重ねて転写する。
【００５２】
以上イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順で潜像形成及び現像及び中間転写体９へのトナー転写をそれぞれの１次転写位置Ｔ１Ｙ，Ｔ１Ｍ，Ｔ１Ｃ，Ｔ１Ｋで行い、中間転写体９の表面にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４種のトナーから成るフルカラーの画像を形成することになる。
【００５３】
ブラックトナーの中間転写体９への転写が終了する前に、即ち４色目のブラックトナーの第１転写を終えてフルカラー画像を形成した中間転写体９の画像先端Ｓが第二次転写部Ｔ２へ到達する前に、先述のレジストローラーで待機させておいた転写材２をタイミングを合わせて搬送スタートさせる。
【００５４】
上記４色の中間転写体９上への各色の画像形成時には下方に待機し中間転写体９とは非接触状態であった転写ローラー１０を同時に上方へカム（図示せず）で移動させ転写材２を中間転写体９の第二転写部Ｔ２で圧接すると同時に転写ローラー１０にトナーと逆特性のバイアスを印加することで、中間転写体９上のフルカラー画像を転写材２に一気に４色同時に転写する。
【００５５】
第二転写部Ｔ２を経た転写材２は中間転写体９から剥離され定着部１７へ搬送されトナー定着を行った後に排出ローラー対２０、２１、２２を介して本体上部の排出トレイ２３上へ画像面を下向きにして排出され、画像形成動作を終了する。
【００５６】
次に、本発明の中心となる部分の構成について、図２〜９を用いて説明する。
【００５７】
図２はプロセスカートリッジ１００を画像形成装置本体に装着する様子を示した図である。
【００５８】
プロセスカートリッジ１００は、像担持体（以下、感光体ドラムという）１及び感光体ドラム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。
【００５９】
画像形成装置本体内部には、プロセスカートリッジ１００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１００を挿入する。
【００６０】
プロセスカートリッジ１００の挿入方向奥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奥側のフレーム（本体後側板）１０１の外側に位置決め、固定されている。
【００６１】
図３、４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。また、色ごとのそれぞれの駆動部には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及び大歯車４８と噛み合い回転自在に支持された中間ギア４７と、大歯車４８と、大歯車４８に固定されると共に先端部に略球体形状の位置決め部５７を形成したドラム駆動軸４９と、ドラム駆動軸４９を支持する軸受け５１と、三角カップリング５２とを有する。
【００６２】
軸受け５１はドラム駆動軸４９を軸方向に移動しないように支持している。さらにドラム駆動軸４９の反対側の端部にはその中心軸と同軸上にロータリーエンコーダ５３が、また、このロータリーエンコーダ５３により前記ドラム駆動軸４９の回転変動を検知する回転検出手段５４（２箇所）が前記ドラム駆動軸４９の中心軸を中心にして１８０°対向位置に精度良く設置されている。
【００６３】
これらの回転検出手段により感光体ドラム１のある１回転の回転変動を検知し、それを打ち消すような駆動信号でドラムモータ４５の次の回転を制御する事によって各色ドラム駆動軸の回転変動を最小限に抑える事ができる。
【００６４】
またここで、位置決めピン１０５は駆動フレーム１０４上のギア部と反対側に２ヶ所固定されており、その位置は各色の感光体ドラム１の中心軸と同軸上（ｙ＝０）である。またＢｋ側の位置決めピン（第１基準軸）１０５ａは駆動フレーム１０４におけるｘ方向の基準でもあり（ｘ＝０）、駆動ユニット１０３はこの位置決めピン（第１基準軸）１０５ａを基準に本体後側板１０１にビス止め等により固定される。
【００６５】
また、各色の感光体ドラム１を駆動するドラム駆動軸４９はこの位置決めピン（第１基準軸）１０５ａを基準にｘ方向、ｙ方向共に精度良く取り付けられていて、この駆動ユニット１０３が位置決めピン（第１基準軸）１０５ａを基準に本体後側板１０１に固定されることにより、ユーザーがプロセスカートリッジを本体に挿入した際、各色の感光体ドラム１の中心軸がこのドラム駆動軸４９と嵌合して、位置決めピン（第１基準軸）１０５ａを基準に精度良く位置決めされる。
【００６６】
また、図２に示す様に、本体後側板１０１には駆動ユニット１０３の位置決めピン１０５と精度良く嵌合する基準穴１０６が設けてある。駆動ユニット１０３の第１基準軸１０５ａと嵌合する第１基準穴１０６ａの中心は後側板１０１の原点（ｘ＝０，ｙ＝０）で、後側板１０１上の全ての部位はこの第１基準穴１０６ａを基準に構成されている。第１基準穴１０６ａはｘ方向、ｙ方向ともに第１基準軸１０５ａと精度良く嵌合して駆動ユニット１０３の位置決めをするが、第２基準軸１０５ｂが挿入される第２基準穴１０６ｂはｘ方向に延びる長丸穴形状になっており、ｙ方向のみ第２基準軸１０５ｂと嵌合されて位置決めされる。
【００６７】
次に図４〜６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。
【００６８】
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、感光体ドラム１端部のフランジ６０に形成された三角カップリング凸部３７と軸方向に係脱される。
【００６９】
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のねじれた正三角柱の稜線が三角カップリング凹部５２のねじ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。
【００７０】
この時、ドラム駆動軸４９及び三角カップリング凹部５２は微少移動可能な周方向のガタが設けられている。また、上記において三角カップリング５２はプロセスカートリッジ側へ最も移動した位置で位置を定められると共に、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。
【００７１】
さらに、感光体ドラム１端部のフランジ６０にはその軸中心部に嵌合穴６１が形成され、その中心は三角カップリング凸部３７及び三角カップリング凹部５２の回転中心と一致する。
【００７２】
ユーザーがプロセスカートリッジ１００を画像形成装置本体に装着する際、感光体ドラム１は三角カップリング凸部３７が画像形成装置本体側の三角カップリング凹部５２と接続すると同時にフランジ６０上の嵌合穴６１に画像形成装置本体側のドラム駆動軸４９の先端に設けられた略球体形状の位置決め部５７が挿入、嵌合する事により画像形成装置本体に対して位置決め、固定されると共に、ドラム駆動軸４９と感光体ドラムの軸線が同一直線上に配置される。本実施例では、嵌合穴６１と位置決め部５７のはめあい関係は隙間が２０μｍ以下になっている。
【００７３】
また、三角カップリング凸部３７と三角カップリング凹部５２の三角形状の位相が合わず、三角カップリングが接続しない場合には、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の付勢力に抗して三角カップリング５２を駆動ユニット１０３側へ後退させる。そして、プロセスカートリッジ１００の装着後、画像形成装置本体の前回転時に三角カップリング凸部３７と三角カップリング凹部５２の三角形状の位相が合った時点で瞬時に接続する。
【００７４】
さらに、ドラム駆動軸４９には段差部６３が設けられており、この段差部６３端面に挿入されてきた感光体ドラム１端部の三角カップリング凸部３７の駆動側端面が突き当てられる事で、感光体ドラム１の軸方向（スラスト方向）の位置決め、固定が同時になされる構成となっている。
【００７５】
以上示した様に、駆動ユニット１０３と感光体ドラム１は、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とが係合し、さらにドラム駆動軸４９の先端球状位置決め部５７がフランジ６０上の嵌合穴６１に嵌合することによって精度良く位置決め固定がなされると共に、駆動源であるドラムモータ４５による回転駆動力が精度良く感光体ドラム１に伝達される構成となっている。
【００７６】
ここで、駆動源であるドラムモータ４５からドラム駆動軸４９へと回転力を伝達するピニオン４６、中間ギア４７及び大歯車４８はそれぞれモジュール０．５、ネジレ角２０°のハスバギアを用いており、それぞれのギア歯面は図６（ａ）及び図８（ａ）に示すような理想の歯筋形状ではなく、図６（ｄ）及び図８（ｂ）に示すようなクラウニング形状を、射出成型時に意図して形成している。
【００７７】
現在、通常の射出成型の現状としては、ギア歯面の歯筋形状を図６（ａ）に示すような理想形状を狙って成型しても、必ずある量の歯筋形状誤差（図６（ｂ）〜（ｄ）中のａ）が生じてしまう。例えば、歯筋形状誤差がある範囲以内に収まっているギアにおいても、図６（ｃ）に示す様にギアの歯幅中央部が引けてしまって両端部の歯筋が凸側に狂ってしまった場合には、そのギアの噛み合い始めと噛み合いが終わる際に微小な衝撃振動が発生し、感光体ドラムに直接伝達されて画像上に顕著なピッチムラが発生してしまう。
【００７８】
つまり、図７（ａ）中のｃ−１点で両者のギアが噛み合い始めるが、この時点では図６（ｃ）に示す歯筋形状の両端部（図７（ａ）の実線部）が接触しており、図７（ａ）中のｂ−１点（図６（ｃ）の中央部が噛み合っているポイント）ではギアの歯面が瞬間的に非接触となってしまい（図７（ａ）の点線部）、このｃ−１点からｂ−１点への移行において、ギア歯筋形状の段差部を通過する際の衝撃振動が発生する。これはｂ−１点から両者の歯面が離れる図７（ａ）中のｄ−１点への移行においても同様の衝撃振動が発生する。
【００７９】
これに対し、図７（ｂ）は図６（ｄ）に示す様な歯面にクラウニング形状を形成したギアの噛み合いを示したものである。図中のｃ−２点が両者のギアが噛み合い始めるポイントであるが、この瞬間は歯筋の端部がクラウニングによって丸められているので両者のギアはまだ接触していないが、この直後から滑らかにギアが噛み合い始めることになる。
【００８０】
その後、ｂ−２点を通って噛み合いが離れるｄ−２点の直前まで、安定してギア歯筋における中央部で噛み合う事ができるので、ギア歯筋形状の段差部を通過する際の衝撃振動が発生せず、ピッチムラが悪化するような事はない。この時、前述した様にギア歯面をクラウニング形状にすることによって噛み合い率が若干減少するが、その減少分はわずかであり、またあらかじめ噛み合い率を十分確保しておけば、それが画像上のピッチムラレベルに悪影響を及ぼす事は全くない。
【００８１】
また、歯幅両端部の歯筋が狂っていない場合（図６（ａ）参照）においても、カシメ軸の倒れや軸がカシメてある板金の平面度が悪い場合にはギア軸間平行度が狂ってしまい、前述したと同様に噛み合い始めもしくは噛み合いの終わる際に微小な衝撃振動が発生して画像上にピッチムラが発生する。
【００８２】
これは、ギアが傾くことによってギア歯面端部が片当りして衝撃が大きくなったり、偏摩耗を来たして微小振動が増大する恐れがあるからである。
【００８３】
これに対しても、ギア歯面のクラウニング化は、前述した様にギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現できるので、噛み合いを滑らかに保って微小振動の発生を抑制する効果を期待できる。軸間平行度の悪化はハスバギアだけでなく平歯ギアでもピッチムラ悪化要因となるので、平歯ギアを用いた画像形成駆動列においてもギア歯面のクラウニング化は有効である。
【００８４】
以上説明した画像形成ギア列におけるギア歯面のクラウニング化の有効性は、図９のような評価によって確認できる。図９は実画像に横線画像（例えば２ｄｏｔ横線、３ｄｏｔスペース）を出力し、出力された横線のピッチ間隔のムラをＦＦＴ解析したものである。
【００８５】
図９（ａ）は図６（ａ）に示すような理想形状を狙って成型したギアを用いて測定したものであり、図９（ｂ）は図４中の中間ギア４７及び大歯車４８においてクラウニングギアを用いて測定した結果である。本実施の形態の場合、中間ギア４７と大歯車４８との噛み合いにて発生する噛み合い周波数はおよそ１１４．４Ｈｚであるが、この両者のギア歯面をクラウニング形状とする事で、ギアの噛み合いによる微小振動が軽減されて画像上にピッチムラが発生していないことが確認できる。
【００８６】
（第２の実施の形態）
図１０、１１には、第２の実施の形態が示されている。第２の実施の形態において、画像形成装置構成、現像装置構成は、第１の実施の形態と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は簡略し、本発明の特徴的な構成について説明を行う。
【００８７】
第１の実施の形態では、感光体ドラム１を駆動する駆動ギア列において、そのギア歯面をクラウニング形状とした場合を述べたが、同様に感光体ドラムに作用する帯電手段、現像手段及び中間転写体等の他の画像形成部を駆動する駆動ギア列においても同様の効果が期待できる。
【００８８】
図１０、１１は中間転写体駆動列にクランニングギアを用いた場合の実施の形態を示した図である。
【００８９】
図１０は中間転写ユニット９と駆動ユニット１０３、及びプロセスカートリッジ１００との関係を表した図で、中間転写ユニット９は中間転写ベルトを駆動する駆動ローラー軸上に設けられたカップリング１２７が、駆動ユニット１０３に設けられた駆動カップリング１２４と係合することによって駆動が伝達する構成になっている。
【００９０】
図１１は、中間転写ユニット９を駆動する駆動ユニット１０３を説明する図である。
【００９１】
中間転写体ユニット駆動部１０３ＩＴＢは固定されたモーター１１９とモーター軸に固定されたピニオン１２０と、ピニオン１２０及び大歯車１２２と噛み合い回転自在に支持された中間ギア１２１と、大歯車１２２と、大歯車１２２に固定された駆動軸１２５と、駆動軸１２５を支持する軸受け５１と、駆動カップリング１２４とを有する。軸受け５１は駆動軸１２５を軸方向に移動しないように支持している。
【００９２】
駆動カップリング１２４は、カップリングホルダー１２３内で駆動軸１２５に沿ってスラスト方向に移動可能に支持されており不図示のリターンバネによって中間転写体方向に付勢されている。
【００９３】
ここで、駆動源であるモーター１１９から駆動軸１２５へと回転力を伝達するピニオン１２０、中間ギア１２１及び大歯車１２２はそれぞれモジュール０．５、ネジレ角２０°のハスバギアを用いており、それぞれのギア歯面は図６（ａ）及び図８（ａ）に示すような理想の歯筋形状ではなく、図６（ｄ）及び図８（ｂ）に示すようなクラウニング形状を、射出成型時に意図して形成している。
【００９４】
これによって、第１の実施の形態にて前述したとおり、ギア歯筋における歯幅中央部で安定して噛み合う事ができるので、ギア歯筋形状の段差部を通過する際の衝撃振動が発生せず、中間転写ユニット９の速度変動が最小限に抑えられるので出力画像においてピッチムラが悪化するような事はない。
【００９５】
なお、本実施形態においては、画像形成装置の構成例としてフルカラー複写機が挙げられているが、これに限定する趣旨ではなく、プリンタ、ファクシミリ、モノクロ複写機等の画像形成装置を備えたものにも適用できる。
【００９６】
また、画像形成手段としては、電子写真方式の画像形成手段や、インクジェット式の画像形成手段や、バブルジェット（登録商標）式の画像形成手段等が適用できるが、これらに限定されるものではなく、熱転写記録方式や感熱記録方式、さらにはワイヤードットを適用することができる。
【００９７】
【発明の効果】
以上説明した様に、本発明では、感光体ドラム、及びそれに作用する帯電手段、現像手段、さらに、前記感光体ドラム上の各色トナー像を順次重ねて転写する中間転写体等の各画像形成部をそれぞれ駆動する、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニット、もしくはプロセスカートリッジ内及び中間転写体ユニット内の駆動手段における駆動ギア列の各ギア歯面を、クラウニング形状とした事を特徴とする。ギアの歯面をクラウニング形状にしておけば（図６（ｄ）、図８（ｂ）参照）、歯幅の両端部が中央部より小さくなるので、噛み合い始めにおいては、微小時間だけ通常ギアが接触を開始するタイミングよりも遅れ、また噛み合い終わりにおいては微小時間だけ離れが早くなる。また、ギア両端部の歯筋の狂いによって生じる衝撃を抑えて、ギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現する事ができるので、噛み合いの際に発生する微小振動の発生を抑えて画像上に発生するピッチムラレベルを低減する事が可能となる。
【００９８】
この時、前述した様にギア歯面をクラウニング形状にすることによって噛み合い率が若干減少するが、その減少分はわずかであり、また、あらかじめ噛み合い率を十分確保しておけば、それが画像上のピッチムラレベルに悪影響を及ぼす事は全くない。
【００９９】
また、ギア歯面のクラウニング化は、ギアのカシメ軸の倒れや板金の平面度悪化によって、軸間の平行度が多少狂った場合においても、前述した様にギアの歯幅中央部による安定した噛み合いを実現できるので、噛み合いを滑らかに保って微小振動の発生を抑制する効果を期待できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】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）において、第１、第２の実施の形態に係わる全体構成を示す縦断面図である。
【図２】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）において、第１の実施の形態に係わる構成を説明する斜視図である。
【図３】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）において、第１の実施の形態に係わる駆動ユニットの構成を示すユニット構成図である。
【図４】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）において、第１の実施の形態に係わる駆動ユニットの構成を示す詳細図である。
【図５】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）において、第１の実施の形態に係わる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。
【図６】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）において、第１、第２の実施の形態に係わる駆動ユニットのギア歯面の形状を説明した詳細図である。
【図７】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）において、第１、第２の実施の形態に係わる駆動ユニットのギアの噛み合い状態を説明した詳細図である。
【図８】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）において、第１、第２の実施の形態に係わる駆動ユニットのギア歯面の形状を説明した詳細図である。
【図９】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）において、第１、第２の実施の形態に係わる駆動ユニットのギアの噛み合いによる微小振動の低減効果を説明したグラフである。
【図１０】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）において、第２の実施の形態に係わる構成を説明する斜視図である。
【図１１】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）において、第２の実施の形態に係わる駆動ユニットの構成を示すユニット構成図である。
【符号の説明】
１  感光体ドラム
９  中間転写体
１０  ２次転写ローラー
１７  定着装置
２０、２１、２２  排出ローラー対
３７  三角カップリング凸部
４５、１１９  モーター
４６、１２０  モータピニオン
４７、１２１  中間ギア
４８、１２２  大歯車
４９、１２５  駆動軸
５１  軸受け
５２  三角カップリング
５３  ロータリーエンコーダ
５４  回転検出手段
５７  位置決め部
６０  フランジ
６１  嵌合穴
６２  リターンバネ
６３  段差部
６４  ドラム貫通軸
１００  プロセスカートリッジ
１０１  本体後側板
１０２  本体前側板
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（基準軸）
１０６  基準穴
１０７  ＣＲＧ開閉蓋
１０８  側板ヒンジ軸受け
１０９、１１０  前側基準
１１１  開閉蓋ヒンジ軸
１１２  前側基準穴受け
１１３  ＣＲＧ受け
１１４  嵌合穴
１１５  スキャナープレート
１１６  スキャナーユニット（像露光手段）
１２３  カップリングホルダー
１２４  駆動カップリング
１２７  カップリング
【図１】
2004258353.tif 000003
【図２】
2004258353.tif 000004
【図３】
2004258353.tif 000005
【図４】
2004258353.tif 000006
【図５】
2004258353.tif 000007
【図６】
2004258353.tif 000008
【図７】
2004258353.tif 000009
【図８】
2004258353.tif 000010
【図９】
2004258353.tif 000011
【図１０】
2004258353.tif 000012
【図１１】
2004258353.tif 000013