(57)【要約】【課題】カラー画像の色ズレ、色ムラを抑え、消耗品交換の操作性を確保しながら、各色の画像形成ユニットの配置間隔を狭くして、装置を小型化する。【解決手段】複数の感光体ドラムを共通する筐体に保持した感光体ユニット集合体７と、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像するための異なる色のトナーをそれぞれ収容する複数の現像ユニット６とを有する。感光体ユニット集合体７は、各感光体ドラムに対し駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、装置本体側に設けられた駆動源からの駆動力を前記駆動力伝達手段に伝える単一の駆動連結部とを有する。【選択図】　図２
2004004183.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光体ドラムを共通する筐体に保持した感光体ユニット集合体と、
前記感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像するための異なる色のトナーをそれぞれ収容する複数の現像ユニットと
を有し、
前記感光体ユニット集合体は、更に、
前記各感光体ドラムに対し駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、
装置本体側に設けられた駆動源からの駆動力を前記駆動力伝達手段に伝える単一の駆動連結部と
を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動力伝達手段は単一の部材であり、
前記各感光体ドラムは共通する前記駆動力伝達手段から駆動力をそれぞれ伝達される請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記各感光体ドラムが回転したとき、その外周面の振れ幅が最大となる位置が、転写材上の同一位置に接するように、前記複数の感光体ドラム間の相対的な回転位相角度が設定されている請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体ユニット集合体が、一括して交換可能であることを特徴とする請求項１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、転写材搬送路に沿って複数の画像形成ユニットが配設され、前記転写材搬送路に沿って移動する転写材に順次トナー像を転写する、電子写真方式のプリンタや複写機などに代表される画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置としては、転写材搬送路に沿って各色に対応した複数の画像形成ユニットを配設し、転写材搬送路に沿って移動する転写材（例えば、被記録用紙）に前記各画像形成ユニットから順次各色のトナー像を転写させることにより、転写材上にカラー画像を形成するようにしたタンデム型と称される構成が知られている。ここで、画像形成ユニットは、静電潜像が形成される感光体ドラムを有する感光体ユニットと、前記感光体ドラムに供給するトナーを収容する現像ユニットとから構成される。転写材の搬送方式としては、循環移動する搬送ベルトに転写材を例えば静電吸着保持させながら搬送するベルト搬送方式が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来の画像形成装置においては、搬送ベルトで転写材を搬送するため、各画像形成ユニットのトナー像が形成された感光体ドラムの回転位相と、転写材の先端部の転写部位への突入タイミングとは安定して同期させることができ、転写材の搬送方向におけるカラー画像の色ムラは比較的小さく抑えられる。
【０００４】
ところが、各画像形成ユニット間の配置間隔が広いほど、搬送ベルトが移動する際に搬送ベルトがその移動方向と直交する方向（幅方向）に蛇行する、いわゆる「ウオーク現象」が増加するので、幅方向においてカラー画像の色ズレ、色ムラが悪化しやすい。ウオーク現象による色ズレ、色ムラを抑えるためには、各画像形成ユニットの配置間隔をできるだけ狭くするのが有効である。しかしながら、各画像形成ユニットの配置間隔を狭くするためには、構成部品の小型化、薄肉化、小径化を図る必要があり、そのために、画像形成ユニット自体やこれを駆動する駆動手段の剛性が低下して、カラー画像形成で最重要となる画像形成ユニットの位置決め精度や駆動精度の確保が困難になる。その結果、カラー画像の色ズレ、色ムラが悪化してしまう。
【０００５】
また、感光体ドラムは、金属材料を用いて、回転中心軸方向のいずれの位置においても断面が真円となるように高い加工精度で作成されている。ところが、実際には、製造上の限界から、断面が、理想的な真円に対して特定位置で凸又凹に歪んでいる。その結果、このような感光体ドラムを回転させると、その回転位相に対応して外周面の振れが生じ、これは、カラー画像の色ズレ、色ムラを招く。感光体ドラムを小径化すると、上記の歪みの影響が相対的に大きくなり、カラー画像の色ズレ、色ムラが一層悪化する。
【０００６】
更に、画像形成ユニット自体を小型化すると、ユーザが感光体ドラムなどの消耗品を交換する際、消耗品自体が小型化すること、及び作業スペースが小さくなることにより、操作性の悪化を招く。
【０００７】
本発明は、以上の従来の画像形成装置の問題を解決するためになされたものであって、カラー画像の色ズレ、色ムラを抑え、消耗品交換の操作性を確保しながら、各色の画像形成ユニットの配置間隔を狭くして、装置自体の小型化を実現することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記の目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、複数の感光体ドラムを共通する筐体に保持した感光体ユニット集合体と、前記感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像するための異なる色のトナーをそれぞれ収容する複数の現像ユニットとを有し、前記感光体ユニット集合体は、更に、前記各感光体ドラムに対し駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、装置本体側に設けられた駆動源からの駆動力を前記駆動力伝達手段に伝える単一の駆動連結部と有することを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置は、複数の感光体ドラムを共通する筐体に保持した感光体ユニット集合体を備える。これにより、感光体ドラム間隔を小さくし、装置の小型化が可能になる。また、転写材の搬送路長を短縮化できるので、転写材のウォーク現象を抑制できる。また、感光体ドラムを含む構成部品を小型化、薄肉化、小径化しても、これらが共通する筐体に保持されるために、筐体の強度及び寸法精度と筐体の装置本体に対する位置精度とを向上させることにより、感光体ドラムの剛性及び位置精度を確保することができる。これにより、色ズレ、色ムラのないカラー画像を形成できる小型の画像形成装置が得られる。
【００１０】
また、消耗品である各感光体ドラムの交換は、感光体ユニット集合体として一度に行なうことができる。従って、特に装置を小型化した場合における消耗品の交換操作性が向上する。
【００１１】
また、本発明の画像形成装置では、前記各感光体ドラムに対し駆動力を伝達する駆動力伝達手段と、装置本体側に設けられた駆動源からの駆動力を前記駆動力伝達手段に伝える駆動連結部とを感光体ユニット集合体側に設けている。これにより、駆動力伝達手段及び駆動連結部の位置精度が向上するので、各感光体ドラムを高精度に駆動するすることができる。これにより、色ズレ、色ムラのないカラー画像が得られる。
【００１２】
また、各感光体ドラムへの駆動力は、単一の駆動連結部を介して伝達されるので、各感光体ドラム間の回転精度のばらつきを抑えることができる。これにより、色ズレ、色ムラのないカラー画像が得られる。
【００１３】
本発明の画像形成装置において、前記駆動力伝達手段は単一の部材であり、前記各感光体ドラムは共通する前記駆動力伝達手段から駆動力をそれぞれ伝達されることが好ましい。例えば、駆動力伝達手段としてタイミングベルトや一体型ウォーム歯車を用い、この駆動力伝達手段から各感光体ドラムに駆動力をそれぞれ伝達させる。これにより、駆動力伝達手段を各感光体ドラム毎に設けた場合に発生する、駆動力伝達手段毎の精度ばらつきに起因する色ズレを防止できる。また、単一の駆動力伝達手段の精度管理を行なうだけで、高品質のカラー画像を形成できる。
【００１４】
この場合において、前記各感光体ドラムが回転したとき、その外周面の振れ幅が最大となる位置が、転写材上の同一位置に接するように、前記複数の感光体ドラム間の相対的な回転位相角度が設定されていることが好ましい。これにより、各感光体ドラムが有する精度誤差に起因する色ズレを低減することができる。また、各感光体ドラムには共通する単一の駆動力伝達手段を介して駆動力が伝達されるので、相対的な回転位相角度を一度設定してしまえば、その後、これが変化することはない。従って、相対的な回転位相角度を制御するための手段が不要であり、簡単な構成で長期にわたって高品位のカラー画像の形成が可能となる。
【００１５】
以下、本発明の実施の形態を示しながら、本発明を更に詳細に説明する。
【００１６】
（実施の形態１）
以下に、本発明の実施の形態１を図面を用いて詳細に説明する。
【００１７】
図１は、本発明の実施の形態１の画像形成装置の内部構成を示した概略側面図である。図２は、本発明の実施の形態１の画像形成装置において、開閉扉を開いて感光体ユニット集合体を取り出した状態を示した概略側面図である。
【００１８】
両図に示すように、本実施の形態の画像形成装置は、装置内に上下方向に配置された、４つの色（本実施の形態ではイエロ、マゼンタ、シアン、ブラック）に対応した画像形成ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄと、これらの下部に配置された、多数の転写材（被記録用紙）１０が収納される給紙カセット９と、給紙カセット９内の転写材を順に搬送する転写材保持搬送手段としての搬送ベルト１８とを有する。
【００１９】
なお、以下の説明において、画像形成ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄのように各色に対応して設けられた同種の部材については、イエロ用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用のうちのいずれの部材であるかを特に区別する必要がある場合には、順に添字「ａ」，「ｂ」，「ｃ」，「ｄ」を付して表示し、それらを区別する必要がない場合には該添字を付さないで表示する。例えば、「画像形成ユニット５ａ」と表示した場合には、イエロ用の画像形成ユニットを意味しており、「画像形成ユニット５」と表示した場合には、どの色用であるかを問わず全ての画像形成ユニット（即ち、画像形成ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄ）を意味しているものとする。
【００２０】
転写材の搬送経路の上流から下流に向かって（図１の紙面の下側から上側に向かって）順に配置された画像形成ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、それぞれ、イエロ用、マゼンタ用、シアン用、ブラック用の未定着のトナー像を転写材上に形成する。
【００２１】
各画像形成ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄは、それぞれ感光体ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄと、現像ユニット６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄとから構成される。更に、各画像形成ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄに対応して、光学ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを備える。感光体ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄ、現像ユニット６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ、及び光学ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、いずれも上下方向に積み重ねられるように配置される。
【００２２】
各光学ユニット１は、半導体レーザ（図示せず）、ポリゴンミラー２、結像レンズ３、及び反射ミラー４を備える。半導体レーザからの光は、ポリゴンミラー２で偏向走査され、結像レンズ３、反射ミラー４を順に介して、感光体ユニット８の感光体ドラム２１上の露光ポイントに光像として集光される。このようにして、光学ユニット１は感光体ドラム２１上にレーザ光を照射して静電潜像を書込む。
【００２３】
図３に感光体ユニット８と現像ユニット６とからなる画像形成ユニット５の概略構成を示す。
【００２４】
感光体ユニット８は、ドラム状の感光体ドラム２１と、感光体ドラム２１を予め帯電させる帯電ロール８２と、感光体ドラム２１上の残留トナーを除去する弾性体スポンジロールからなるロールクリーナ８４とを一体的にカートリッジ化したものである。
【００２５】
感光体ドラム２１の直径は、各色用画像形成ユニット５の間隔の短寸法化、転写材搬送性、転写性などの観点から１６ｍｍ〜３０ｍｍが好ましい。感光体ドラム２１の直径が小さいほど、各画像形成ユニット５間の間隔を小さくできることと、転写後の感光体ドラム２１からの転写材の分離性が安定することから、本実施の形態では１６ｍｍとしている。
【００２６】
一方、ロールクリーナ８４は、感光体ドラム２１の上側に配設されており、導電性ウレタン発泡体からなり、ロール形状を有している。ロールクリーナ８４は、トナーと逆極性の電圧が与えられながら感光体ドラム２１と周速差を有しながら感光体ドラム２１と同回転方向に接触回転して、感光体ドラム２１上の残留トナーを掻き取る。
【００２７】
現像ユニット６は、現像ケース６２を有し、この現像ケース６２内には、所定の色トナー（図示せず）が含まれる現像剤が収納され、更に、現像ケース６２内には、一対の現像剤攪拌部材としてのアジテータ６４が配設される。現像ケース６２の感光体ドラム２１に対向する開口部位には現像ロール６６が配設される。現像ロール６６上の現像剤の層厚を規制するために、現像剤層厚規制ブレード６８が現像ロール６６に近接して設けられる。現像ロール６６には現像バイアス電圧が印加され、現像ロール６６上の現像剤（トナー）が、隣接する感光体ドラム２１上の静電潜像へ飛翔し付着する。感光体ドラム２１と現像ロール６６との間のギャップは、現像ロール６６の回転中心軸と共通する回転中心軸を有し、現像ロール６６より外径が大きな円板（間隔規制部材、図示せず）を感光体ドラム２１に接触させながら従動回転させることで一定に維持される。
【００２８】
上記のように、電子写真方式にて感光体ドラム２１上に形成された各色トナー像は、搬送ベルト１８によって搬送された転写材に転写され、未定着トナー像が形成される。
【００２９】
搬送ベルト１８を挟んで感光体ドラム２１とは反対側に転写手段としての転写ロール５１が設けられている。転写ロール５１は搬送ベルト１８を感光体ドラム２１に密着させるバックアップロールとしても機能する従動ロールである。転写ロール５１は、ステンレス鋼等からなる金属ロールからなり、感光体ドラム２１上の各色トナー像が転写材に転写されるように所定の電位が付与されている。
【００３０】
感光体ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄは、上下方向に配列され、相互に結合一体化されて感光体ユニット集合体７を構成する。図４に示すように、感光体ユニット集合体７は、感光体ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを、略コの字形状の断面を有する一対の板金を組合せた一体の筐体１９に、それぞれの感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの回転軸２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄを基準として、ネジ締め等で固定することにより構成されている。図４では、感光体ユニット集合体７の内部構造が理解しやすいように、筐体１９を２点鎖線とした透視図としている。各感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの一方の端部の回転軸２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄにはフランジ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄが圧入固定されている。フランジ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは、その外周面に、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに駆動力を伝達するための歯が形成された歯車である。ここで、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは同一仕様の部品であって、同じ素材及び同じ加工工程によって製作される。同様に、フランジ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄは同一仕様の部品であって、同じ素材及び同じ加工工程によって製作される。
【００３１】
感光体ユニット集合体７の側面には、隣り合うフランジ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ間にアイドル歯車２４（駆動力伝達手段）が各１つずつ合計３個配置されている。各アイドル歯車２４は、隣り合うフランジ２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄの歯車と相互に噛み合う。
【００３２】
更に、転写材の搬送方向の最下流側の感光体ドラム２１ｄのフランジ２３ｄの歯車と噛み合うように、ドライブ歯車２５（駆動連結部）が設けられる。ドライブ歯車２５は、他の少なくとも１つ以上の歯車とでドライブ歯車列２６を構成する。装置本体側の駆動源からの回転駆動力は、本体ハウジング２８に設けられた本体側歯車列２７からドライブ歯車列２６に伝達され、ドライブ歯車２５を介して、フランジ２３ｄに伝達される。更に、アイドル歯車２４を介して、フランジ２３ｃ，２３ｂ，２３ａに順に伝達され、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが回転駆動される。
【００３３】
３個のアイドル歯車２４及びドライブ歯車２５は同一仕様の部品であることが望ましい。更には、アイドル歯車２４及びドライブ歯車２５の１回転が感光体ドラム２１の露光−転写間の回転角度分に相当することが好ましい。これにより、アイドル歯車２４及びドライブ歯車２５の精度誤差に起因する色ズレを低減できる。ここで、感光体ドラム２１の「露光−転写間の回転角度」とは、感光体ドラム２１の外周面上の、光学ユニット１からレーザ光を照射される地点（図１０（Ａ）の露光位置Ｘ）と、転写材と接触して転写材にトナーを転写する地点（図１０（Ａ）の転写位置Ｙ）との、感光体ドラム２１の回転方向における角度を意味する。
【００３４】
本実施の形態では、感光体ドラム２１の露光−転写間の回転角度が約１８０度（感光体ドラム２１の外周の１／２周長分）に設定してある。従って、アイドル歯車２４及びドライブ歯車２５の歯数は、感光体ドラム２１に設けられたフランジ２３の歯数の半分に設定してある。
【００３５】
最上流（最下位）の感光体ドラム２１ａの回転軸２２ａは、感光体ユニット集合体７の本体ハウジング２８に対する位置決め基準として、また、最下流（最上位）の感光体ドラム２１ｄの回転軸２２ｄは、感光体ユニット集合体７の本体ハウジング２８に対する回り止めピン（軸）として、それぞれ利用される。
【００３６】
図１、図２に示すように、上下方向に配列された現像ユニット６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄは、略コの字形状の断面を有する一対の板金を組合せた一体の筐体に結合一体化されて現像ユニット集合体４１を構成する。現像ユニット集合体４１は、水平方向（図１、図２の紙面の左右方向）に移動可能に装置本体に保持される。現像ユニット集合体４１の光学ユニット１側の側面には圧縮コイルばねなどの押圧手段２０が取り付けられている。図１に示すように、開閉扉１７が閉じられた状態では、押圧手段２０の付勢力により、現像ユニット集合体４１が感光体ユニット集合体７を押圧した状態で、現像ユニット集合体４１は装置本体内の所定位置に位置決めされる。
【００３７】
開閉扉１７は、その下端を支点として開閉可能に装置本体の一側面に設けられる。図２に示すように、開閉扉１７を開放することにより、その開口を通じて、感光体ユニット集合体７及び現像ユニット集合体４１を装置本体に対して取り出し及び装着することが可能になる。開閉扉１７の内側面には、エンドレスベルト状の搬送ベルト１８が架張されている。図１に示すように開閉扉１７を閉じた状態では、感光体ドラム２１と搬送ベルト１８とが接触する。これにより、搬送ベルト１８と感光体ドラム２１との間を搬送される転写材に対して、感光体ドラム２１上のトナー像の転写が可能になる。
【００３８】
図２に示すように、装置本体の本体ハウジングの内側壁には、一対の位置決め軸受け部２９が設けられている。位置決め軸受け部２９は、略Ｕ字形状を有し、その開口は、上方向から開閉扉１７側に約３０°〜４５°回転した向きに向いている。また、一対の位置決め軸受け部２９の上方の本体ハウジングの内側壁には、略コの字形状の一対の弾性フック部を有する感光体ユニット回り止め部（図示せず）が設けられている。
【００３９】
感光体ユニット集合体７を装置本体に装着するときは、まず、図２に示すように、感光体ユニット集合体７の最下位の感光体ドラム２１ａの回転軸２２ａを略Ｕ字形状の位置決め軸受け部２９に嵌入させて、図５に示すように、回転軸２２ａを中心として、感光体ユニット集合体７の上端が装置本体に設けられた突き当て部（図示せず）に接触するまで、感光体ユニット集合体７を立てるようにＺ方向に回動させる。感光体ユニット集合体７の上端が突き当て部に接触すると同時に、最上位の感光体ドラム２１ｄの回転軸２２ｄが上記の弾性フック部に係止される。これにより、感光体ユニット集合体７は、回転軸２２ａを基準として装置本体の所定位置に保持される。
【００４０】
このとき、感光体ユニット集合体７のドライブ歯車列２６と、装置本体の本体側歯車列２７とが噛み合う。
【００４１】
また、現像ユニット集合体４１は押圧手段２０を介して感光体ユニット集合体７に押されて水平方向に移動する。図４、図５に示すように、感光体ユニット集合体７の筐体１９の現像ユニット集合体４１側の側面には、位置決めピン３０が設けられている。感光体ユニット集合体７が装置本体に装着されると、位置決めピン３０が、現像ユニット集合体４１の筐体に設けられた位置決めガイド（図示せず）に嵌入し、感光体ユニット集合体７と現像ユニット集合体４１との相対的な位置決めが行なわれる。同時に、現像ロール６６と同軸に設けられた円板状の間隔規制部材が感光体ドラム２１の外周面に当接する。これにより、現像ロール６６と感光体ドラム２１との間隔が適切に設定される。
【００４２】
本実施の形態では、図１に示すように、給紙カセット９には転写材１０を所定のタイミングで送出するフィードロール１１が設けられている。フィードロール１１と最上流の画像形成ユニット５ａの転写部位との間の搬送路には、入口側のニップ搬送手段としてレジストロール・ピンチロール対１２が設けられ、このロール対１２より下流側には、光学式の転写材通過センサ（図示せず）が配設されている。転写材通過センサは搬送路を通過する転写材の先端を検出する。転写材通過センサの検出タイミングに基づいて、例えば各感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄへの対応する光学ユニット１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄによる静電潜像の書き込みタイミングが制御される。
【００４３】
更に、最下流の画像形成ユニット５ｄより下流側の転写材搬送路には、出口側のニップ搬送手段として定着装置１３が設けられる。この定着装置１３は、加熱ロール１５と加圧ロール１６とからなる。
【００４４】
定着装置１３より下流側には転写材排出用の排出ロール１４が設けられる。排出ロール１４のニップ部を通過した転写材は、装置本体の上部に形成された収容トレイに排出され収容される。
【００４５】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の動作について説明する。パーソナルコンピュータ（図示せず）等からの出力信号に応じて、給紙カセット９内の転写材１０がフィードロール１１で送り出され、その転写材１０の先端がレジストロール・ピンチロール対１２のニップ部に到達する。転写材１０は、レジストロール・ピンチロール対１２にてニップ搬送された後、搬送ベルト１８に保持されて画像形成ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの転写部を順に通過する。この際、転写材１０上に、各色による未定着のトナー像が順に形成される。その後、転写材１０の先端は定着装置１３に到達する。転写材１０が定着装置１３のニップ部を通過する際に未定着のトナー像が定着される。転写材１０は、定着装置１３のニップ部及び排出ロール１４のニップ部を順に通過し、収容トレイ上に排出される。
【００４６】
レジストロール・ピンチロール対１２の転写材搬送速度をＶ１、搬送ベルト１８の転写材搬送速度をＶ２とすると、Ｖ１≧Ｖ２なる関係を満足することが好ましい。これにより、レジストロール・ピンチロール対１２と最上流の画像形成ユニット５ａとの間で転写材１０にたるみが生じるから、レジストロール・ピンチロール対１２のニップ部の搬送速度Ｖ１に変動が生じても、これが各画像形成ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを通過中の転写材に影響を及ぼすことがない。また、定着装置１３のニップ部の転写材搬送速度をＶ３とすると、Ｖ２≧Ｖ３なる関係を満足することが好ましい。これにより、最下流の画像形成ユニット５ｄと定着装置１３との間で転写材１０にたるみが生じるから、定着装置１３のニップ部の搬送速度Ｖ３に変動が生じても、これが各画像形成ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄを通過中の転写材に影響を及ぼすことがない。Ｖ１≧Ｖ２≧Ｖ３なる関係を満足することにより、各画像形成ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの転写部を通過する転写材の通過速度は常に一定の速度Ｖ２に保たれる。Ｖ１≧Ｖ２≧Ｖ３を維持することにより、色ズレ、色ムラのないカラー画像が得られることを確認した。
【００４７】
本実施の形態にあっては、転写材搬送路が垂直配置され、各画像形成ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄが縦配列されているため、装置の上下方向寸法を小さくできる。しかも、画像形成ユニット５ａ，５ｂ，５ｃ，５ｄの下方側に給紙カセット９を配設することで、給紙カセット９が装置の側面から外側に出っ張ることがなく、従って、必要な設置スペースを小さくできる。これらにより、装置のコンパクト化が容易に実現できる。
【００４８】
また、各色に対応した感光体ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄを単一の筐体１９に上下方向に固定保持させて感光体ユニット集合体７を構成したことにより、感光体ユニット８を小型化し、各感光体ドラム２１間隔を小さくし、搬送ベルト１８を短くして、転写材の搬送路長を短縮化することが容易となる。従って、転写材のウォーク現象を抑制できる。しかも、感光体ユニット８を小型化し、転写材の搬送路長を短縮化しても、筐体１９の強度及び寸法精度と筐体１９の装置本体に対する位置精度とを向上させるだけで、感光体ドラム２１を含む感光体ユニット８の取付け強度及び位置精度を向上させることができる。これらにより、装置を小型化でき、また、色ズレ、色ムラのないカラー画像を得ることができる。
【００４９】
また、各感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに駆動力を伝達するアイドル歯車２４（駆動力伝達手段）と、装置本体側に設けられた本体側歯車列２７からの駆動力をアイドル歯車２４に伝えるドライブ歯車２５（駆動連結部）を含むドライブ歯車列２６とを、感光体ユニット集合体７側に設けたことにより、これらの駆動部材の位置精度の向上が図れるため高精度に駆動力を伝達できる。これにより、色ズレ、色ムラのないカラー画像を得ることができる。
【００５０】
また、装置本体側に設けた本体側歯車列２７からの駆動力を、唯一のドライブ歯車２５（駆動連結部）を介して感光体ユニット集合体７側に導き、更に、アイドル歯車２４（駆動力伝達手段）を介して各色感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに順に伝達することにより、各感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ間の回転精度のばらつきを抑えることができる。これにより、色ズレ、色ムラのないカラー画像を得ることができる。
【００５１】
更に、消耗品である感光体ユニット８ａ，８ｂ，８ｃ，８ｄの交換は、感光体ユニット集合体７として一度に行なうことができる。装置が小型化されると、それに伴って感光体ユニットや、これが収納される空間や取り付け部材も小型化される。このような場合に各色用の感光体ユニットを一つずつ交換するのは、作業が繁雑である。本実施の形態のように、感光体ユニット集合体７として一度に交換を可能にすることで、交換の操作性が向上する。また、一般に、感光体ユニットの構成部品は長寿命化する傾向にあるから、感光体ユニット集合体７として交換してもランニングコストの面で不利にならなくなっている。
【００５２】
本発明は、上記の具体例に限定されない。例えば、感光体ユニット８及び現像ユニット６の構成は適宜変更してもよく、例えば感光体ユニット８としては少なくとも感光体ドラムと帯電手段とを備えておればよく、これ以外のプロセス手段、例えば、クリーニング手段、除電手段等を必要に応じて備えていてもよいことは勿論である。また、現像方法については、現像剤担持体及び現像に必要な各種機能部品を適宜備えていればよく、現像剤の種類や、接触現像であるか非接触現像であるかは任意であり、各種現像方式を採用することができる。
【００５３】
（実施の形態２）
図６は、本発明の実施の形態２の感光体ユニット集合体７の斜視図であり、図７はその側面図である。実施の形態１の感光体ユニット集合体７と同一の構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。本実施の形態の画像形成装置は、感光体ユニット集合体７を除いて実施の形態１と同様である。
【００５４】
感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄへの駆動力伝達手段として、実施の形態１ではアイドル歯車２４を用いていたが、本実施の形態ではタイミングベルト３１を用いている。
【００５５】
感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの一方の端部の回転軸２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄにはフランジ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄがそれぞれ圧入固定されている。フランジ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは、その外周面に、タイミングベルト３１の歯と噛み合って、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに駆動力を伝達するための歯が形成されたプーリーである。ここで、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは同一仕様の部品であって、同じ素材及び同じ加工工程によって製作される。同様に、フランジ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄは同一仕様の部品であって、同じ素材及び同じ加工工程によって製作される。
【００５６】
転写材の搬送方向の最下流の感光体ドラム２１ｄのフランジ３５ｄの近傍にドライブプーリー３３（駆動連結部）が設けられている。１本のタイミングベルト３１がこれらのフランジ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄ及びドライブプーリー３３に架け渡される。タイミングベルト３１の張力はテンション部材３２により調整される。
【００５７】
ドライブプーリー３３と一体に歯車が形成され、この歯車と他の少なくとも１つ以上の歯車とでドライブ歯車列３４が構成される。装置本体側の駆動源からの回転駆動力は、本体ハウジング２８に設けられた本体側歯車列２７からドライブ歯車列３４に伝達され、ドライブプーリー３３を介して、タイミングベルト３１に伝達される。この結果、タイミングベルト３１と噛み合うフランジ３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄに駆動力が伝達され、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが回転駆動される。
【００５８】
ドライブプーリー３３が１回転した時のタイミングベルト３１の走行距離が感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄのタイミングベルト３１の搬送経路に沿った配置間隔と一致すると、ドライブプーリー３３の精度誤差に起因する色ズレを低減できるため好ましい。更には、ドライブプーリー３３の１回転が感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの露光−転写間の回転角度分に相当すると、ドライブプーリー３３の精度誤差に起因する色ズレをより低減できるため一層好ましい。
【００５９】
本実施の形態では、感光体ドラム２１の露光−転写間の回転角度が約１８０度に設定してある。また、各感光体ドラム２１の配列ピッチを感光体ドラム２１の外周長さの１／２に設定してある。
【００６０】
図８は、本発明の実施の形態２の別の感光体ユニット集合体７の斜視図であり、図９はその側面図である。実施の形態１の感光体ユニット集合体７と同一の構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。本実施の形態の画像形成装置は、感光体ユニット集合体７を除いて実施の形態１と同様である。
【００６１】
感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄへの駆動力伝達手段として、実施の形態１ではアイドル歯車２４を用いていたが、本実施の形態では共通の回転軸に４つのウォーム歯車を一体化させた一体型ウォーム歯車３６を用いている。
【００６２】
感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの一方の端部の回転軸２２ａ，２２ｂ，２２ｃ，２２ｄにはフランジ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄがそれぞれ圧入固定されている。フランジ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは、その外周面に、一体型ウォーム歯車３６のウォーム歯車の歯と噛み合って、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄに駆動力を伝達するための歯が形成されたウォームホイールである。ここで、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは同一仕様の部品であって、同じ素材及び同じ加工工程によって製作される。同様に、フランジ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄは同一仕様の部品であって、同じ素材及び同じ加工工程によって製作される。
【００６３】
一体型ウォーム歯車３６の、転写材の搬送方向の下流側の端部にドライブ歯車３９（駆動連結部）が設けられ、このドライブ歯車３９と他の少なくとも１つ以上の歯車とでドライブ歯車列３７が構成される。装置本体側の駆動源からの回転駆動力は、本体ハウジング２８に設けられた本体側歯車列２７からドライブ歯車列３７に伝達され、ドライブ歯車３９を介して、一体型ウォーム歯車３６に伝達される。この結果、一体型ウォーム歯車３６の４つのウォーム歯車とそれぞれ噛み合うフランジ４２ａ，４２ｂ，４２ｃ，４２ｄに駆動力が伝達され、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄが回転駆動される。
【００６４】
図８，図９の構成では、ウォーム歯車による減速比が大きいため、一体型ウォーム歯車３６の１回転と感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの露光−転写間の回転角度との関係は、色ズレにほとんど影響を及ぼさない。従って、色ズレを低減するためには、一体型ウォーム歯車３６の精度のみ向上させれば良い。
【００６５】
本実施の形態では、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの一端にフランジ（３５又は４２）を設け、この複数のフランジ（３５又は４２）に駆動力を伝達する駆動力伝達手段として、共通する単一のタイミングベルト３１又は一体型ウォーム歯車３６を用いている。このように、単一の駆動力伝達手段から直接各フランジを介して感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを駆動するので、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄごとに駆動力伝達手段を設ける場合と比較して、駆動伝達手段の個々の精度バラツキによる色ズレを低減できる。しかも、共通する単一の駆動力伝達手段の精度管理を行なうだけで、品質の高いカラー画像を形成できる。
【００６６】
本実施の形態の画像形成装置の動作は実施の形態１と同様であるので説明を省略する。
【００６７】
（実施の形態３）
実施の形態３を図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）を用いて説明する。図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、実施の形態２における感光体ユニット集合体７の感光体ドラム２１ａ，２１ｂ及びその周辺部を、その回転軸と平行な方向から見た側面図である。これらの図において、実施の形態２と同一の構成要素には同一の符号を付して、それらについての詳細な説明を省略する。本実施の形態の画像形成装置は、以下に説明する事項を除いて除いて実施の形態２と同様である。
【００６８】
感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの加工においては、いかにその加工精度を上げようとしても限界があり、回転中心軸と直交する断面形状は、理想的な真円に対して特定位置で凸又凹に歪んでいる。この歪みは主として加工機械の精度に起因するので、同じ材料及び同じ加工工程によって製作した場合、この歪みが生じる位置（回転中心軸に対する角度）と大きさ（半径方向及び周方向の長さ）は全ての感光体ドラムでほぼ一致する。本実施の形態は、感光体ドラムが有する歪みが全ての感光体ドラムにおいてほぼ一致することを利用して、加工精度の向上を図ることなく色ズレの低減を可能にする。
【００６９】
図１０（Ａ）に示すように、各感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの端面の、歪み発生位置に対応する位置にマーキング３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄを施す。このマーキング３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄは、それぞれの感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの外形を予め形状測定して、歪みの位置を特定し、最も大きな歪み箇所に対して施される。従って、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄを回転させたとき、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの外周面の振れ幅は、マーキング３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄを施した位置で最大となる。
【００７０】
図１０（Ａ）は感光体ドラム２１の上下方向（転写材の移動方向）の配列ピッチＬ１が感光体ドラム２１の外周長の１／２の場合を示している。図１０（Ａ）において、矢印Ａは感光体ドラム２１の回転方向、矢印Ｂは搬送ベルト１８及びこれにより搬送される転写材の移動方向を示す。また、Ｘは、感光体ドラム２１の外周面上の、光学ユニット１からレーザ光を照射される地点（即ち、露光位置）、Ｙは、感光体ドラム２１が転写材と接触して転写材にトナーを転写する地点（即ち、転写位置）を示している。本実施の形態では、この露光−転写間の回転方向Ａにおける回転角度は実施の形態１，２と同様に１８０度である。
【００７１】
このような図１０（Ａ）においては、最上流の感光体ドラム２１ａのマーキング３８ａの位置が露光位置Ｘにある時、この感光体ドラム２１ａと下流側で隣り合う感光体ドラム２１ｂのマーキング３８ｂの位置は、感光体ドラム２１ａのマーキング３８ａの位置より回転方向Ａに１８０度遅れた位置にある。図示していないが、感光体ドラム２１ｂと下流側で隣り合う感光体ドラム２１ｃのマーキング３８ｃの位置は、感光体ドラム２１ｂのマーキング３８ｂの位置より回転方向Ａに１８０度遅れた位置にあり、感光体ドラム２１ｃと下流側で隣り合う感光体ドラム２１ｄのマーキング３８ｄの位置は、感光体ドラム２１ｃのマーキング３８ｃの位置より回転方向Ａに１８０度遅れた位置にある。
【００７２】
感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの各マーキング３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄの相互間の相対的な位相を以上のように設定して転写材に画像を形成すると、各感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの歪み部分（マーキング３８部分）が転写材と接触する転写材上の位置が共通する。その結果、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの歪みに起因する色ズレを防止することができる。
【００７３】
更に、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄは、実施の形態２で説明したように、単一の駆動力伝達手段（タイミングベルト３１又は一体型ウォーム歯車３６）から直接フランジを介して駆動される。また、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄにそれぞれ設けられたフランジ３５（又は４２）はいずれも同じ素材及び同じ加工工程によって製作されるから、これらは加工誤差を含めて実質的に同一仕様である。従って、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの各マーキング３８ａ，３８ｂ，３８ｃ，３８ｄの相互間の相対的な位相は、一度設定すると、その後の運転によって変化しない。よって、本実施の形態の色ズレ抑制効果も経時的に変化しない。
【００７４】
図１０（Ｂ）は感光体ドラム２１の上下方向（転写材の移動方向）の配列ピッチＬ２が感光体ドラム２１の外周長の２／３の場合を示している。この場合は、最上流の感光ドラム２１ａのマーキング３８ａの位置が露光位置Ｘにある時、この感光体ドラム２１ａと下流側で隣り合う感光体ドラム２１ｂのマーキング３８ｂの位置は、感光体ドラム２１ａのマーキング３８ａの位置より回転方向Ａに２４０度遅れた位置にある。図示していないが、感光体ドラム２１ｂと下流側で隣り合う感光体ドラム２１ｃのマーキング３８ｃの位置は、感光体ドラム２１ｂのマーキング３８ｂの位置より回転方向Ａに２４０度遅れた位置にあり、感光体ドラム２１ｃと下流側で隣り合う感光体ドラム２１ｄのマーキング３８ｄの位置は、感光体ドラム２１ｃのマーキング３８ｃの位置より回転方向Ａに２４０度遅れた位置にある。
【００７５】
この場合も、各感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの歪み部分（マーキング３８部分）が転写材と接触する転写材上の位置が共通するので、感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの歪みに起因する色ズレを防止することができる。
【００７６】
一般に、感光体ドラム２１の転写材の移動方向の配列ピッチをＬ、感光体ドラム２１の外周長をＬｄ、下流側の感光体ドラムのマーキング位置の、上流側で隣り合う感光体ドラムのマーキング位置に対する位相遅れ角度をθ（ｒａｄ）としたとき、θ＝２πＬ／Ｌｄを満足するように、各感光体ドラム２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄの回転位相角度を設定することにより、感光体ドラムが有する歪みにかかわらず、色ズレの少ないカラー画像を形成することができる。
【００７７】
以上のように、本実施の形態では、各感光体ドラムの外周面の振れ幅が最大となる部分（最大歪み部分）が転写材上の同一位置に接するように、各感光体ドラム間の相対的な回転位相角度を設定している。このために、色ズレの少ない高品位のカラー画像を得ることができる。更に、各感光体ドラムは、共通の駆動力伝達手段を介して直接駆動されるから、各感光体ドラムの回転位相角度のずれ量は、一度設定してしまえば、その後感光体ドラムの回転によって変化しない。従って、特別な位相制御のための手段を用いることなく、長期にわたって色ズレの少ない高品位のカラー画像を形成できる。
【００７８】
本実施の形態の画像形成装置の動作は実施の形態１、２と同様であるので説明を省略する。
【００７９】
【発明の効果】
本発明によれば、色ズレ、色ムラのないカラー画像を形成することができ、小型で、消耗品の交換操作性に優れた画像形成装置が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の内部構成を示した概略側面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置において、開閉扉を開いて感光体ユニット集合体を取り出した状態を示した概略側面図である。
【図３】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の感光体ユニットと現像ユニットとからなる画像形成ユニットの概略構成を示す側面図である。
【図４】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の感光体ユニット集合体の概略構成を示した一部切り欠き斜視透視図である。
【図５】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置において、感光体ユニット集合体を装置本体に装着する方法を説明する側面図である。
【図６】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の感光体ユニット集合体の概略構成を示した一部切り欠き斜視透視図である。
【図７】図６の感光体ユニット集合体の側面図である。
【図８】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置の別の感光体ユニット集合体の概略構成を示した一部切り欠き斜視図透視である。
【図９】図８の感光体ユニット集合体の側面図である。
【図１０】図１０（Ａ）及び図１０（Ｂ）は、実施の形態３における感光体ユニット集合体の感光体ドラム及びその周辺部の側面図である。
【符号の説明】
１（１ａ〜１ｄ）…光学ユニット
２（２ａ〜２ｄ）…ポリゴンミラー
３（３ａ〜３ｄ）…結像レンズ
４（４ａ〜４ｄ）…反射ミラー
５（５ａ〜５ｄ）…画像形成ユニット
６（６ａ〜６ｄ）…現像ユニット
７…感光体ユニット集合体
８（８ａ〜８ｄ）…感光体ユニット
９…給紙カセット
１０…転写材（用紙）
１１…フィードロール
１２…レジスト・ピンチロール対
１３…定着装置
１４…排出ロール
１５…加熱ロール
１６…加圧ロール
１７…開閉扉
１８…搬送ベルト
１９…感光体ユニット集合体の筐体
２０…押圧手段
２１…感光体ドラム
２２…感光体ドラムの回転軸
２３，３５，４２…フランジ
２４…アイドル歯車（駆動力伝達手段）
２５…ドライブ歯車（駆動連結部）
２６…ドライブ歯車列
２７…本体側歯車列
２８…本体ハウジング
２９…位置決め軸受け部
３０…位置決めピン
３１…タイミングベルト（駆動力伝達手段）
３３…ドライブプーリー（駆動連結部）
３６…一体型ウォーム歯車（駆動力伝達手段）
３９…ドライブ歯車（駆動連結部）
４１…現像ユニット集合体
５１…転写ロール
６２…現像ケース
６４…アジテータ
６６…現像ロール
６８…現像剤層厚規制ブレード
８２…帯電ロール
８４…ロールクリーナ
【図１】
2004004183.tif 000003
【図２】
2004004183.tif 000004
【図３】
2004004183.tif 000005
【図４】
2004004183.tif 000006
【図５】
2004004183.tif 000007
【図６】
2004004183.tif 000008
【図７】
2004004183.tif 000009
【図８】
2004004183.tif 000010
【図９】
2004004183.tif 000011
【図１０】
2004004183.tif 000012