(57)【要約】【課題】感光体に対して帯電、現像、クリーニングの何れかの動作を行う被駆動ユニットが、画像形成装置本体に対して着脱可能とされ、被駆動ユニットに駆動力を入力する入力軸と駆動ユニットから駆動力を出力する出力軸とが駆動伝達機構によって係脱可能に連結された画像形成装置において、駆動伝達機構で発生する噛合い振動に起因する画質欠陥を防止する。【解決手段】前記駆動伝達機構に起因する速度変動の空間周波数を０．１２５ｌｉｎｅ／ｍｍ以下に設定する。【選択図】図７
2007147887.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置本体に着脱可能に設けられ感光体に対して帯電、現像、転写、クリーニングの少なくとも１つの動作を行う被駆動ユニットと、
前記被駆動ユニットを駆動する駆動ユニットと、
前記駆動ユニットから駆動力を出力する出力軸と前記被駆動ユニットに駆動力を入力する入力軸とを係脱可能に連結する駆動伝達機構と、を備える画像形成装置であって、
前記駆動伝達機構に起因する速度変動の空間周波数を０．１２５ｌｉｎｅ／ｍｍ以下に設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記駆動伝達機構を互いに噛合う一対のオルダムカップリングとしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記オルダムカップリングは、前記駆動入力軸と前記駆動出力軸との軸心のずれを、累積公差の２倍以上許容することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記オルダムカップリングは、前記駆動入力軸と前記駆動出力軸との軸心のずれを、１ｍｍ以上許容することを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記駆動伝達機構を、噛合い率が２以上の一対のはす歯歯車とした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】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、感光体に対して帯電、現像、転写、クリーニングの何れかの動作を行う被駆動ユニットが、画像形成装置本体に着脱可能とされ、被駆動ユニットに駆動力を入力する入力軸と駆動ユニットから駆動力を出力する出力軸とが駆動伝達機構によって係脱可能に連結された画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を用いた画像形成装置の中で、画像形成装置本体に設けられた駆動ユニットによって駆動される現像器やクリーナユニット等の被駆動ユニットが、画像形成装置本体に対して感光体ドラムの軸方向へ挿抜可能とされているものがある。このような画像形成装置では、駆動ユニットから駆動力を出力する出力軸と、被駆動ユニットに駆動力を入力する入力軸とがギア等の駆動伝達機構によって係脱可能に連結される。
【０００３】
ここで、ギアの回転軸の位置の誤差、各被駆動ユニットの画像形成装置本体に対する位置決めの誤差、ギアの製造誤差、ギアの回転軸の偏心等の多くの誤差が累積することにより、互いに噛合うギアの中心間距離が変動し、互いに噛合うギアの噛合い状態が変動する。これによって、互いに噛合うギアの回転変動が生じて振動が発生する。そして、発生した振動が露光ヘッドのミラー等と共振することによって、レーザ光の副走査方向への走査速度が変動し、感光体ドラム上において画素位置の変動が引起される。これによって、縞状の濃度変動（所謂バンディング）が発生し、画質欠陥となる。
【０００４】
従来から、互いに噛合った一対のギアの噛合い率を高くしてギアの噛合い振動を抑制することで、縞状の濃度変動を防止することが考案されている（例えば、特許文献１参照）。しかし、この方法は、互いに噛合った一対のギアの回転軸同士の軸間距離の精度が高い場合には有効であるが、上述したように互いに噛合った一対のギアの回転軸同士の軸間距離の精度を高くすることが不可能な場合には効果が得られなかった。
【特許文献１】特開２０００−３０２２９５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は上記事実を考慮してなされたものであり、感光体に対して帯電、現像、転写、クリーニングの何れかの動作を行う被駆動ユニットが、画像形成装置本体に着脱可能とされ、被駆動ユニットに駆動力を入力する入力軸と駆動ユニットから駆動力を出力する出力軸とが駆動伝達機構によって係脱可能に連結された画像形成装置において、駆動伝達機構で発生する噛合い振動に起因する画質欠陥を防止する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に記載の画像形成装置は、画像形成装置本体に着脱可能に設けられ感光体に対して帯電、現像、転写、クリーニングの少なくとも１つの動作を行う被駆動ユニットと、
前記被駆動ユニットを駆動する駆動ユニットと、前記駆動ユニットから駆動力を出力する出力軸と前記被駆動ユニットに駆動力を入力する入力軸とを係脱可能に連結する駆動伝達機構と、を備える画像形成装置であって、前記駆動伝達機構に起因する速度変動の空間周波数を０．１２５ｌｉｎｅ／ｍｍ以下に設定したことを特徴とする。
【０００７】
請求項１に記載の画像形成装置では、現像ユニットやクリーナユニット等の被駆動ユニットが、駆動ユニットに駆動されて、感光体に対して帯電、現像、転写、クリーニングの少なくとも１つの動作を行う。この被駆動ユニットは画像形成装置本体に着脱可能とされており、駆動ユニットから駆動力を出力する出力軸と被駆動ユニットに駆動力を入力する入力軸との連結が、駆動伝達機構によって係脱可能とされている。
【０００８】
ところで、単色画像の場合、１〜８ｍｍピッチ、空間周波数で表すと０．１２５〜１ｌｉｎｅ／ｍｍピッチの縞状の濃度変動が視認され易いことが、後述する官能評価によって明らかになっている。このため、前記駆動伝達機構に起因する速度変動の空間周波数を０．１２５ｌｉｎｅ／ｍｍ以下、又は１ｌｉｎｅ／ｍｍ以上とすることで、駆動伝達機構の噛合い振動の影響で発生する縞状の濃度変動が視認され難くなる。
【０００９】
ここで、画像形成を行う際のプロセススピードが低速の場合（例えば、１００ｍｍ／ｓ）に、前記駆動伝達機構に起因する速度変動の空間周波数を１ｌｉｎｅ／ｍｍ以上と大きくするためには、大きな減速比が必要となる。大きな減速比を得るためには、大径歯車を設けるか、多段減速を行う必要があるが、大径歯車を設けるのはスペースが広がるので得策ではなく、多段減速を行うのは噛合い部分の数だけ新たな振動源が発生するので得策ではない。
【００１０】
そこで、本発明の画像形成装置では、前記駆動伝達機構に起因する速度変動の空間周波数を０．１２５ｌｉｎｅ／ｍｍ以下としている。これによって、駆動伝達機構のスペースを拡大させることなく、また、駆動伝達機構での噛合い部分の数を増加させることなく、単色画像での縞状の濃度変動の視認性を十分に低下させることができ、係脱可能な駆動伝達機構の噛合い振動に起因する画質欠陥を防止できる。
【００１１】
請求項２に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記駆動伝達機構を互いに噛合う一対のオルダムカップリングとしたことを特徴とする。
【００１２】
請求項２に記載の画像形成装置では、駆動ユニットの出力軸と被駆動ユニットの入力軸との連結が、互いに噛合う一対のオルダムカップリングによって係脱可能に行われている。
【００１３】
ここで、オルダムカップリングやギア等に起因する速度変動の空間周波数は、（回転周波数×歯数）／速度であるが、オルダムカップリングは、噛合う爪の数が２〜５枚と少ないので、噛合いに起因する速度変動の空間周波数を０．１２５ｌｉｎｅ／ｍｍ以下にすることが可能である。また、オルダムカップリングは、連結する軸の心ズレの吸収性が高いので、振動の発生を抑制できる。
【００１４】
請求項３に記載の画像形成装置は、請求項２に記載の画像形成装置であって、前記オルダムカップリングは、前記駆動入力軸と前記駆動出力軸との軸心のずれを、累積公差の２倍以上許容することを特徴とする。
【００１５】
請求項３に記載の画像形成装置では、オルダムカップリングによって、駆動入力軸と駆動出力軸との軸心のずれが、累積交差の２倍以上許容されているので、振動の発生を抑制できる。
【００１６】
請求項４に記載の画像形成装置は、請求項２又は３に記載の画像形成装置であって、前記オルダムカップリングは、前記駆動入力軸と前記駆動出力軸との軸心のずれを、１ｍｍ以上許容することを特徴とする。
【００１７】
請求項４に記載の画像形成装置では、オルダムカップリングによって、駆動入力軸と駆動出力軸との軸心のずれが、１ｍｍ以上許容されているので、振動の発生を抑制できる。
【００１８】
請求項５に記載の画像形成装置は、請求項１に記載の画像形成装置であって、前記駆動伝達機構を、噛合い率が２以上の一対のはす歯歯車としたことを特徴とする。
【００１９】
請求項５に記載の画像形成装置では、駆動ユニットの出力軸と被駆動ユニットの入力軸との連結が、互いに噛合う一対のはす歯歯車によって係脱可能に行われている。
【００２０】
ここで、一対のはす歯歯車の噛合い率が２以上となっており、噛合い率が２未満の一対のはす歯歯車を用いる場合と比して、振動の発生を抑制でき、濃度変動を抑制できる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明は上記構成にしたので、感光体に対して帯電、現像、転写、クリーニングの何れかの動作を行う被駆動ユニットが、画像形成装置本体に着脱可能とされ、被駆動ユニットに駆動力を入力する入力軸と駆動ユニットから駆動力を出力する出力軸とが駆動伝達機構によって係脱可能に連結された画像形成装置において、駆動伝達機構で発生する噛合い振動に起因する画質欠陥を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。
【００２３】
図１に示すように、本発明の実施形態の画像形成装置１００は、フルカラーレーザビームプリンタで、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色毎にトナー像を形成する４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋを備えると共に、各作像エンジンからトナー像が一次転写される中間転写ベルト２０を備え、この中間転写ベルト２０に多重転写されたトナー像を記録紙Ｐに二次転写してフルカラー画像を形成するように構成されている。
【００２４】
中間転写ベルト２０は無端状に形成されると共に駆動ロールであるベルト搬送ロール２１を含む３本のベルト搬送ロール２１〜２３に架け回されており、矢印方向に回動しながら各色の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋで形成されたトナー像の一次転写を受けるように構成されている。また、中間転写ベルト２０を挟んでベルト搬送ロール２３と対向する位置には二次転写ロール３０が配設されており、記録紙Ｐは互いに圧接する転写ロール３０と中間転写ベルト２０との間に挿通されて、中間転写ベルト２０からトナー像の二次転写を受けるようになっている。即ち、ベルト搬送ロール２３は、転写ロール３０のバックアップロールとして機能しており、転写ロール３０及びベルト搬送ロール２３によって二次転写部が構成されている。
【００２５】
また、中間転写ベルト２０は３本のベルト搬送ロール２１、２２、２３に張架されて、ベルト搬送ロール２１、２２の間に略水平な受像スパンが形成される一方、この受像スパンの直下に二次転写ロール３０と対向する第３のベルト搬送ロール２３が配設されている。即ち、中間転写ベルト２０は全体として逆三角形状に張られている。
【００２６】
中間転写ベルト２０の受像スパン上には前述した４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋが並列的に配設されており、各色の画像情報に応じて形成したトナー像を中間転写ベルト２０に一次転写するようになっている。これら４基の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、中間転写ベルト２０の回動方向に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に配設されており、最も頻繁に使用されるであろうブラックの作像エンジン１０Ｂｋが最も二次転写部の近傍に配置されている。また、これら作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、各作像エンジンに具備された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋを画像情報に応じて露光するラスタ走査ユニット１２を各々備えており、各色の画像情報に応じて変調されたレーザ光Ｂｍが各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋを露光するようになっている。
【００２７】
また、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋは、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋと、この感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋを一様な背景部電位にまで帯電させる帯電器１３と、レーザ光Ｂｍの露光によって感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成する現像器１４と、トナー像を中間転写ベルト２０に転写した後の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋの表面から残留トナーや紙粉を除去するドラムクリーナ１５と、このドラムクリーナ１５による清掃に先立って残留トナーを除電するクリーニング前除電器１６とを備えており、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ上に各色の画像情報に応じたトナー像を形成し得るように構成されている。
【００２８】
現像器１４には、トナーを担持し、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋに当接して回転する現像ロール１８が設けられており、この現像ロール１８に現像バイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋと現像ロール１８との間に電界が形成され、現像ロール１８から感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋの静電潜像上にトナーが移動するようになっている。
【００２９】
また、ドラムクリーナ１５には、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋに当接して回転するクリーナロール１９が設けられており、このクリーナロール１９にクリーニングバイアス電圧を印加することにより、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋとクリーナロール１９との間に電界が形成され、クリーニング前除電器１６によって除電された感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ上の残留トナーが、クリーナロール１９へ移動するようになっている。
【００３０】
各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋと対向する位置には、中間転写ベルト２０を挟むようにして一次転写ロール１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｂｋが配設されており、これら転写ロール１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｂｋに対して所定の転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋと転写ロール１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、１７Ｂｋとの間に電界が形成され、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ上で電荷を帯びているトナー像がクーロン力で中間転写ベルト２０に転写されるようになっている。
【００３１】
即ち、この画像形成装置１０によるフルカラー画像の形成に当たっては、先ず、各色の画像情報に応じてラスタ走査ユニット１２が各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋを所定のタイミングで露光し、これによって各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋ上には画像情報に応じたトナー像が形成される。各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋで形成されたトナー像は回動する中間転写ベルト２０に対して順次転写され、中間転写ベルト２０上には各色のトナー像が重なり合った多重トナー像が形成される。
【００３２】
一方、記録紙Ｐは給紙ロール４１によって給紙カセット４０から一枚ずつ引出された後、図中に破線で示す所定の給送通路４６を経て中間転写ベルト２０と二次転写ロール３０とが接する二次転写部に給送される。二次転写部の手前側にはレジストレーションロール４２が設けられており、記録紙Ｐはレジストレーションロール４２によって二次転写部に対する突入タイミングが制御され、中間転写ベルト２０上に一次転写されたトナー像との位置合わせがなされる。
【００３３】
中間転写ベルト２０を挟んで二次転写ロール３０と対向するバックアップロール２３は絶縁性ロールの表面を半導電性シートで被覆して形成されており、その表面には所定の転写バイアス電圧が印加された導電性のコンタクトロール５０が当接している。従って、このコンタクトロール５０に対してトナー像と同極性の転写バイアス電圧を印加し、バックアップロール２３の表面に対して電荷を付与すると、記録紙Ｐの裏面側に位置する二次転写ロール３０と中間転写ベルト２０の裏面側に位置するバックアップロール２３との間に転写電界が形成され、中間転写ベルト２０上に保持されていたトナー像は記録紙Ｐに静電転写される。
【００３４】
トナー像の二次転写がなされた記録紙Ｐは中間転写ベルト２０から剥離された後、直列的に配置された二連の搬送ベルト４３によって定着器４４へ搬送される。そして、記録紙Ｐは定着器４４によってトナー像の定着をなされた後、排紙トレイ４５へ排紙される。これによって、記録紙Ｐに対するフルカラー画像の形成が完了する。また、この画像形成装置１０では、記録紙Ｐの画像面を下向きにした所謂フェイスダウン排出を可能とするため、定着器４４と排紙トレイ４５との間に記録紙Ｐの表裏を反転させるためのインバータ通路４７が形成されている。更に、このインバータ通路４７は再送通路４８によって前述の給送通路４６と繋がれており、インバータ通路４７において表裏反転した記録紙Ｐを再度二次転写部に送り込むことによって、記録紙Ｐの表裏両面に記録画像を形成することが可能となっている。
【００３５】
この画像形成装置１０では、中間転写ベルト２０上における各色のトナー像の転写位置合わせを高精度に行うため、図２に示すように、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋ毎に感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋを駆動する回転駆動ユニット６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋ）が設けられており、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋの回転速度を個別に制御し得るようになっている。なお、図２では、回転駆動ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋと感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋとの関係を明確に示すため、これらの周辺に設けられている他の機器を省略している。
【００３６】
図３は各回転駆動ユニット６を示す断面図である。この回転駆動ユニット６は、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋを貫通すると共に感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋを駆動するドラムシャフト６０と、駆動源としての駆動モータＭと、この駆動モータＭの回転を所定の減速比で減速してドラムシャフト６０に伝達する遊星減速機構５とを備えており、このドラムシャフト６０に対して感光体ドラム１１が装着されるようになっている。駆動モータＭは、略矩形状に形成されたユニットハウジング６１の外側に固定されると共に、そのモータシャフト５１をユニットハウジング６1内に挿入しており、このユニットハウジング６１内において遊星減速機構５と結合されている。
【００３７】
図４は遊星減速機構５の一例を示すものである。この図の遊星減速機構は、ロール間の摩擦力を用いてモータの回転をドラムシャフト６０へ伝達する所謂トラクション方式の遊星減速ロール機構である。この遊星減速機構５は、モータＭのモータシャフトと一体的に形成された太陽ロール５１と、この太陽ロール５１の外周面に接するように配置された複数の遊星ロール５２と、これら遊星ロール５２を外側から取り囲むと共に周方向に固定されたインターナルリング５３と、太陽ロール５１と同一軸芯上に配置された出力軸５４と、この出力軸５４に固定されると共に、遊星ロール５２を回転自在に支持したキャリア５５とから構成されており、出力軸５４はベアリングを介してハウジング５６に支持される一方、太陽ロール５１はベアリングを介してエンドプレート５７に固定されている。そして、ハウジング５６に対してエンドプレート５７を固定することにより、太陽ロール５１、遊星ロール５２、インターナルリング５３、キャリア５５の収容空間がハウジング５６内に形成され、この収容空間には潤滑剤としてのグリースが充填されている。
【００３８】
各遊星ロール５２は大径部５２Ａを有すると共に、この大径部５２Ａを軸方向の両側から挟むようにして設けられた一対の小径部５２Ｂを有している。大径部５２Ａの外周面は太陽ロール５１の外周面に圧接している。また、遊星ロール５２の各小径部５２Ｂはテーパ状に形成されており、小径部５２Ｂの外周面はインターナルリング５３の内周面に圧接している。これら遊星ロール５２は、キャリア５５に立設されたロッド５８によって回転自在に支持されており、このロッド５８を回転中心として太陽ロール５１の回転に連れ回されるようになっている。
【００３９】
一方、インターナルリング５３は固定リング５３Ａ及び可動リング５３Ｂから構成されており、各リング５３Ａ、５３Ｂの内周面は遊星ロール５２の小径部５２Ｂの外周面に合致したテーパ状に形成されている。これらの可動リング５３Ｂ及び固定リング５３Ａは遊星ロール５２の大径部５２Ａを軸方向から挟み込むようにして配置されており、固定リング５３Ａはハウジング５６に対して固定されている。また、可動リング５３Ｂはその周方向に関してはハウジング５６に固定されているが、軸方向に関してはハウジング５６内を移動自在とされている。更に、可動リング５３Ｂは圧縮コイルバネ５９によって軸方向へ押圧されており、この押圧力によって可動リング５３Ｂ及び固定リング５３Ａが遊星ロール５２の小径部５２Ｂを軸方向の両側から挟み込み、可動リング５３Ｂのテーパ状内周面及び固定リング５３Ａのテーパ状内周面が各々遊星ロール５２の小径部５２Ｂのテーパ状外周面と圧接するように構成されている。
【００４０】
モータＭのモータシャフトはこのように構成された遊星減速機構５の太陽ロール５１と連結され、この太陽ロール５１を回転させるが、モータＭの出力軸そのものをハウジング５６内に挿入し、太陽ロール５１とすることができる。そして、モータＭの出力軸、即ち太陽ロール５１を回転させると、この太陽ロール５１の外周面に圧接する遊星ロール５２は太陽ロール５１の回転に連れ回されるが、このとき、遊星ロール５２の小径部５２Ｂは周方向に関して固定されたインターナルリング５３（可動リング５３Ｂ及び固定リング５３Ａ）と圧接していることから、遊星ロール５２は自転しながら太陽ロール５１の周囲を公転することになる。これにより、遊星ロール５２を支持しているキャリア５５が回転し、このキャリア５５が固定された出力軸５４が遊星ロール５２の公転速度で回転することになる。
【００４１】
図３に示すように、ドラムシャフト６０は遊星減速機構５の出力軸５４と連続的且つ一体的に形成されている。即ち、遊星減速機構５の出力軸５４を軸方向へ延長して感光体ドラム１１を貫通させることにより、出力軸５４がそのままドラムシャフト６０となっている。
【００４２】
遊星減速機構５を内蔵したユニットハウジング６１は、金属板からなる固定ブラケット６２を介して画像形成装置１０の装置フレームＦにリヤ側から固定されており、ドラムシャフト６０はユニットハウジング６１から突出し、固定ブラケット６２を貫通すると共に、装置フレームＦをリヤ側からフロント側へ貫通している。また、ユニットハウジング６１には略円筒状のサポートハウジング６３がドラムシャフト６０を覆うようにして突設されており、このサポートハウジング６３は固定ブラケット６２を貫通すると共に、その先端を装置フレームＦに設けた取付孔６４に嵌合させている。即ち、円筒形状に形成されたサポートハウジング６３の先端部の外周面は、装置フレームＦに対してこの回転駆動ユニット６を位置決めするための基準面となっている。
【００４３】
加えて、長尺なドラムシャフト６０を確実に支持するため、ユニットハウジング６１とサポートハウジング６３内には一対のベアリング６５、６６が設けられており、これらのベアリング６５、６６は、ドラムシャフト６０の軸方向へ一定の距離をおいて配設されている。また、一方のベアリング６６は、サポートハウジング６３の先端部に設けられており、サポートハウジング６３を装置フレームＦに嵌合させて位置決めした際に、ベアリング６６が装置フレームＦと重なった位置に固定されるようになっている。
【００４４】
これにより、各回転駆動ユニット６はそのサポートハウジング３６の外周面を基準面として装置フレームＦに位置決めされ、更に、ドラムシャフト６０は装置フレームＦと重なる位置に配設されたベアリング６６によってその回転をサポートハウジング６３に対して支持されていることから、装置フレームＦに対するドラムシャフト６０の絶対位置精度が極めて高いものとなり、ドラムシャフト６０を貫通する感光体ドラム１１の装置フレームＦに対する絶対位置精度も極めて高いものとすることができる。
【００４５】
また、感光体ドラム１１の回転速度を正確に制御するため、ユニットハウジング６１内にはドラムシャフト６０の回転速度を検出するためのロータリエンコーダ６７が内蔵されており、このロータリエンコーダ６７の検出信号を用いて駆動モータＭの回転速度をフィードバック制御するように構成されている。このロータリエンコーダ６７は前述した一対のベアリング６５、６６の間に設けられており、この位置ではドラムシャフト６０の偏心が殆ど認められないことから、ドラムシャフト６０の回転速度を正確に検出することが可能となっている。
【００４６】
図２に示したように、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋはドラムシャフト６０に対して軸方向から着脱されるようになっている。ドラムシャフト６０の先端部の近傍にはキー溝６０Ａが設けられており、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋの貫通孔内にドラムシャフト６０を挿入していくと、この貫通孔内に設けられたキー（図示省略）がキー溝６０Ａ内に入り込み、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋとドラムシャフト６０が周方向に関して結合されるようになっている。
【００４７】
実際には、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋは個別にドラムシャフト６０に装着されるのではなく、図５に示す保持枠体７を画像形成装置１０の装置筐体に対して押し込むことにより、一斉に対応するドラムシャフト６０に装着される。図５では感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋを省略しているが、各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋの両軸端は保持枠体７のリヤプレート７０及びフロントプレート７１に対して若干の遊びを持って仮保持されており、保持枠体７を図中の矢印方向に沿って装置筐体内に押し込むと、回転駆動ユニット６のドラムシャフト６０が各感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋの貫通孔に挿通され、感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋがドラムシャフト６０を中心として位置決めされるようになっている。
【００４８】
また、保持枠体７を装置鏡体内に押し込んだ状態では、保持枠体７に立設されたスタッド７２が回転駆動ユニット６を固定している装置フレームＦに嵌合し、保持枠体７が装置フレームＦに対して位置決めされる他、各ドラムシャフト６０の先端が保持枠体７のフロントプレート７１に設けたベアリング７３に嵌合し、ドライブシャフト６０の先端が保持枠体７によって支持されるようになっている。これにより、保持枠体７を装置筐体内に押し込んだ状態では、装置フレームＦに対して高精度に位置決めされたドラムシャフト６０を回転中心として感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋが位置決めされることになり、４本の感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋの相互間の距離や平行度を確実なものにすることができる。更に、この保持枠体７には、各作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｂｋを構成する現像器１４、ドラムクリーナ１５も保持されており、これらを感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｂｋと一緒に位置決めできるようになっている。
【００４９】
各色に対応した４基の回転駆動ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｂｋのうち、ブラックに対応した回転駆動ユニット６Ｂｋは、装置フレームＦに対して単独で固定されるが、それ以外のイエロー、マゼンタ及びシアンに対応した３基の回転駆動ユニット６Ｙ、６Ｍ、６Ｃは一つの固定ブラケット６２によって装置フレームＦに固定されており、図６に示すように、イエロー、マゼンタ及びシアンの３色に対応したドライブモジュール８を構成している。このドライブモジュール８には、イエロー、マゼンタ、シアンの作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃに含まれる現像器１４及びドラムクリーナ１５に対して一つのプロセスモータ８０から駆動力を分配している。換言すれば、ブラック以外のイエロー、マゼンタ及びシアンの現像器１４及びドラムクリーナ１５は常に一緒に駆動されていることになり、ブラックの現像器１４及びドラムクリーナ１５はこれらの色とは異なるタイミングで駆動することが可能となっている。本実施形態の画像形成装置１０では、このようにブラックの作像エンジン１０Ｂｋのみを他色の作像エンジン１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃと別々に駆動可能とすることにより、モノクロ画像の形成時にはイエロー、マゼンタ及びシアンの感光体１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、現像器１４及びドラムクリーナ１５を停止することができ、その分だけ電力消費を抑えることが可能になると共に、イエロー、マゼンタ及びシアンの感光体ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃの磨耗を防止することが可能となっている。
【００５０】
図６に示すように、ドライブモジュール８は固定ブラケット６２とミドルプレート８１との間に挟まれるようにして構成されており、これら固定ブラケット６２とミドルプレート８１とを結合した状態では、ミドルプレート８１から各ドラムシャフト６０が突出すると共に、各ドラムシャフト６０に隣接して現像器駆動シャフト８２、クリーナ駆動シャフト８３が突出している。現像器駆動シャフト８２及びクリーナ駆動シャフト８３はその先端にカップリング１０２、１０３が設けられており、ドライブモジュール８全体を装置フレームＦに固定すると、ドラムシャフト６０、現像器駆動シャフト８２及びクリーナ駆動シャフト８３が装置フレームＦのフロント側に突出するようになっている。また、現像器１４の現像ロール１８はその先端にカップリング１０４が設けられ、ドラムクリーナ１５のクリーナロール１９（図示省略）はその先端に図示しないカップリングが設けられており、装置フレームＦのリア側に突出するようになっている。
【００５１】
現像ロール１８及びクリーナロール１９は各々、現像器駆動シャフト８２及びクリーナ駆動シャフト８３に対向するようになっており、図５に示した保持枠体７を装置筐体内に押し込むと、保持枠体７に保持された現像器１４がカップリング１０２、１０４によって接続され、保持枠体７に保持されたドラムクリーナ１５がカップリング１０３と不図示のカップリングによって接続され、プロセスモータ８０の動力を伝達することが可能となっている。
【００５２】
現像器駆動シャフト８２、クリーナ駆動シャフト８３はベアリング８４を介してミドルプレート８１に支持されている。また、図３に示すように、ミドルプレート８１にはイエロー、マゼンタ、シアンの各回転駆動ユニット６のサポートハウジング６３が嵌合する位置決め孔８５が設けられており、ミドルプレート８１はサポートハウジング６３の外周面を基準として各回転駆動ユニット６に対して位置決めされるようになっている。前述の如く、サポートハウジング６３の外周面は、各回転駆動ユニット６の装置フレームＦに対する位置決め基準にも利用されていることから、ミドルプレート８１は回転駆動ユニット６のサポートハウジング６３を介して装置フレームＦに正確に位置決めされていることになる。従って、ミドルプレート８１にベアリング８４を介して支持されている現像器駆動シャフト８２及びクリーナ駆動シャフト８３は装置フレームＦ、ひいてはドラムシャフト６０に対して正確に位置決めされることになる。これにより、感光体ドラム１１と現像器１４の現像ロールとの位置関係、感光体ドラム１１とドラムクリーナ１５との位置関係を正確に保つことができ、感光体ドラム１１上の静電潜像を現像器１４で良好にトナー現像することが可能となる。
【００５３】
また、ドライブモジュール８を構成する固定ブラケット６２はその板厚が０．５ｍｍに設定されており、装置フレームＦの板厚の１．６ｍｍに比べて剛性が低いものとなっている。このため、例えば、感光体ドラム１１に対してドラムクリーナ１５が圧接する等して、ドラムシャフト６０にラジアル方向の荷重が作用した場合には、ドラムシャフト６０が撓む以前に固定ブラケット６２が変形し、ドラムシャフト６０は装置フレームＦの貫通位置を中心として僅かに傾きを生じることになる。これにより、ドラムシャフト６０の回転速度の変動、即ち感光体ドラム１１の回転速度の変動を抑えることが可能となっている。
【００５４】
以上、説明したように、各ユニット内においてはギア間の軸間距離の精度を画質に影響を与えないレベルまで十分に高くすることが可能である。しかし、装置本体の駆動系と各ユニットの駆動系との駆動伝達を歯車伝達機構によって行う場合、ギアの回転軸の位置の誤差、各ユニットの装置本体に対する位置決めの誤差、ギアの製造誤差、ギアの回転軸の偏心等の多くの誤差が累積することにより、互いに噛合うギアの中心間距離が変動し、互いに噛合うギアの噛合い状態が変動する。これによって、互いに噛合うギアの回転変動が生じて振動が発生する。そして、発生した振動がラスタ走査ユニット１２のミラー等と共振することによって、レーザ光Ｂｍの副走査方向への走査速度が変動し、感光体ドラム１１上において画素位置の変動が引起される。これによって、縞状の濃度変動（所謂バンディング）が発生し、画質欠陥となる。
【００５５】
ここで、各周波数帯で意図的に濃度むらを発生させたチャートを評価し、その濃度むらが気になるかどうかを官能評価したところ、図７に示すように、モノクロの場合には、１〜８ｍｍピッチ、空間周波数で表すと、０．１２５〜１ｌｉｎｅ／ｍｍの縞状の濃度変動が視認し易いようになっている。なお、フルカラーの場合には、１〜１０ｍｍピッチ、空間周波数で表すと、０．１〜１ｌｉｎｅ／ｍｍの縞状の濃度変動が視認し易いようになっている。このため、モノクロの場合には０．１２５〜１ｌｉｎｅ／ｍｍの周波数帯、フルカラーの場合には０．１〜１ｌｉｎｅ／ｍｍの周波数帯において、濃度むらの許容値が厳しくなる。
【００５６】
例えば、画像形成装置１００のプロセススピードを１００ｍｍ／ｓとすると、上記周波数帯は、モノクロの場合で１２．５〜１００Ｈｚ、フルカラーの場合で１０〜１００Ｈｚとなる。
【００５７】
そして、現像器駆動シャフト８２と現像器１４との駆動伝達及びクリーナ駆動シャフト８３とドラムクリーナ１５との駆動伝達を互いに噛合う一対の歯車で行うとすると、一対の歯車の噛合い周波数は回転周波数×歯数なので、例えば回転周波数が１．５Ｈｚで歯数が２５の場合、噛合い周波数が３７．５Ｈｚ（＝１．５Ｈｚ×２５）となり、以って、空間周波数が、０．３７５ｌｉｎｅ／ｍｍ（＝３７．５Ｈｚ／１００ｍｍ／ｓ）となって上記周波数帯に入ってしまう。これによって、感光体ドラム１１の速度変動の許容値が厳しくなる。
【００５８】
このため、現像器駆動シャフト８２と現像器１４との駆動伝達部及びクリーナ駆動シャフト８３とドラムクリーナ１５との駆動伝達部の噛合い周波数を、モノクロの場合で０．１２５ｌｉｎｅ／ｍｍ以下もしくは１ｌｉｎｅ／ｍｍ以上、フルカラーの場合で０．１ｌｉｎｅ／ｍｍ以下もしくは１ｌｉｎｅ／ｍｍ以上という濃度むらに対する許容値が比較的緩い値に設定することが望ましい。
【００５９】
しかしながら、一例として挙げた１００ｍｍ／ｓ等の低回転の駆動伝達部における噛合いに起因する速度変動の空間周波数を１ｌｉｎｅ／ｍｍ以上に設定するためには、駆動伝達部における減速比を大きくする必要がある。このため、一段で減速する場合には大径歯車が必要となり、スペース制約上得策ではない。また、多段で減速する場合には噛合い部の数だけ新たな振動源が発生するのでこれもバンディング対策上得策ではない。
【００６０】
従って、本実施形態では、現像器駆動シャフト８２と現像器１４との駆動伝達部及びクリーナ駆動シャフト８３とドラムクリーナ１５との駆動伝達部の噛合いに起因する速度変動の空間周波数を、モノクロの場合で０．１２５ｌｉｎｅ／ｍｍ以下、フルカラーの場合で０．１ｌｉｎｅ／ｍｍ以下にするべく、現像器駆動シャフト８２と現像器１４との駆動伝達及びクリーナ駆動シャフト８３とドラムクリーナ１５との駆動伝達をそれぞれカップリングで行っている。
【００６１】
ここで、カップリングは、爪の数が２〜５枚なので、回転周波数が１．５Ｈｚの場合に噛合いに起因する速度変動の空間周波数が０．０３ｌｉｎｅ／ｍｍ（＝１．５Ｈｚ×２＝３Ｈｚ）〜０．０７５ｌｉｎｅ／ｍｍ（＝１．５Ｈｚ×５＝７．５Ｈｚ）となり、０．１２５ｌｉｎｅ／ｍｍより低くなる。
【００６２】
また、本実施形態では、カップリングを、オルダムカップリングとしている。ここで、オルダムカップリングは連結する軸の心ズレの吸収性が高いので、振動の発生を抑制できる。
【００６３】
また、本実施形態では、オルダムカップリングによって、現像器駆動シャフト８２と現像器１４との駆動伝達部及びクリーナ駆動シャフト８３とドラムクリーナ１５との駆動伝達部における軸心のずれが、累積交差の２倍以上許容されている。従って、振動の発生をさらに抑制できる。
【００６４】
なお、本実施形態では、現像器１４及びドラムクリーナ１５が装置本体に対して軸方向へ直線的に挿抜可能となっており、オルダムカップリングによって係脱可能に連結されているが、現像器１４及びドラムクリーナ１５が軸方向回りに揺動する場合でも揺動範囲が２〜３ｍｍ程度であれば、オルダムカップリングによって軸の揺動を吸収可能である。
【００６５】
しかし、現像器１４及びドラムクリーナ１５等のユニットの揺動範囲が２〜３ｍｍを超える場合は、駆動伝達機構として歯車を用いる必要がある。この場合には、噛合い率が２以上であるはす歯歯車１１２、１１３、１１４（図８参照）を用いることで、振動の発生を抑制できる。これは、図９に示す１０〜１００Ｈｚの周波数帯における噛合い率が２未満の濃度変動の状態と、図１０に示す１０〜１００Ｈｚの周波数帯における噛合い率が２以上の濃度変動の状態との比較から明らかである。
【００６６】
なお、本実施形態では、装置本体に着脱可能に設けられ感光体に対して帯電、現像、転写、クリーニングの少なくとも１つの動作を行う被駆動ユニットとして、現像器１４及びドラムクリーナ１５を例に挙げて本発明を説明したが、帯電ロールを備えるユニット、中間転写体を備えるユニット等の他のユニットにも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００６７】
【図１】本実施形態の画像形成装置の概略構成を示す図である。
【図２】本実施形態の画像形成装置における回転駆動ユニットのドラムシャフトに対する感光体ドラムの装着状態を示す斜視図である。
【図３】本実施形態の画像形成装置における回転駆動ユニットを装置フレームに取付けた状態を示す断面図である。
【図４】本実施形態の画像形成装置における回転駆動ユニットに使用可能な遊星減速ロール機構を示す断面図である。
【図５】本実施形態の画像形成装置における感光体ドラムを仮保持する保持枠体とドラムシャフトとの位置関係を示す斜視図である。
【図６】本実施形態の画像形成装置におけるドライブモジュールを示す斜視図である。
【図７】モノクロプリント時の空間周波数と官能値との関係を示すグラフである。
【図８】本実施形態の画像形成装置におけるドライブモジュールの変形例を示す斜視図である。
【図９】歯車の噛合い率が２未満の場合の周波数と濃度との関係を示すグラフである。
【図１０】歯車の噛合い率が２以上の場合の周波数と濃度との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
【００６８】
８        ドライブモジュール（駆動ユニット）
１４      現像器（被駆動ユニット）
１５      ドラムクリーナ（被駆動ユニット）
１８      現像ロール（入力軸）
１９      クリーナロール（入力軸）
８２      現像器駆動シャフト（出力軸）
８３      クリーナ駆動シャフト（出力軸）
１００    画像形成装置
１０２    カップリング（駆動伝達機構）
１０３    カップリング（駆動伝達機構）
１０４    カップリング（駆動伝達機構）
１１２    はす歯歯車（駆動伝達機構）
１１３    はす歯歯車（駆動伝達機構）
１１４    はす歯歯車（駆動伝達機構）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図７】
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