(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体を有し、装置本体に対して脱着可能なユニットと、
前記ユニットに設けられて前記ユニットと一体で装置本体に対して着脱され前記回転体に駆動力を伝達するための被駆動軸と装置本体に設けられた駆動源から駆動力を受けて回転駆動する駆動軸とを連結するための連結手段とを備え、前記ユニットに設けられた被位置決め部と装置本体側の位置決め部とを嵌め合うことで、前記ユニットの装置本体内での位置決めを行う画像形成装置において、
前記駆動軸の前記ユニット側端部がラジアル方向に移動可能となるように前記駆動軸を、ラジアル方向に移動可能に保持する保持機構を備え、
前記連結手段として、前記被駆動軸および前記駆動軸のいずれか一方の軸に取り付けられ、一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びるトラック溝を周方向に等間隔で複数形成したメス型ジョイントと、他方の軸に取り付けられ、一部が前記メス型ジョイントの前記環状空間内に組み込まれ、前記メス型ジョイントに形成された前記トラック溝に沿って摺動するボールを保持するオス型ジョイントとを有し、前記オス型ジョイントを前記メス型ジョイントの環状空間に挿入して、前記オス型ジョイントが保持するボールを前記メス型ジョイントのトラック溝に係合させることで連結を行う等速ジョイントを用い、
前記ユニットを装置本体に装着後、前記駆動軸を、前記保持機構に対してラジアル方向に移動不能に固定する固定手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１の画像形成装置において、
前記メス型ジョイントと前記オス型ジョイントとを摺動性のある樹脂で形成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１または２の画像形成装置において、
前記ボールを摺動性のある樹脂で形成したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１乃至３いずれかひとつの画像形成装置において、
前記ユニットが装置本体に対してラジアル方向に位置決めされてから、前記オス型ジョイントの一部が、前記メス型ジョイントの前記環状空間内に組み込まれることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１乃至４いずれかひとつの画像形成装置において、
前記メス型ジョイントを前記被駆動軸に取り付けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１乃至５いずれかひとつの画像形成装置において、
前記ユニットは、像担持体と、前記像担持体の周囲に配置され、回転体を有する被駆動ユニットとを筺体に収容したプロセスカートリッジであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項６の画像形成装置において、
前記駆動源の駆動力を前記像担持体に伝達するための感光体駆動軸と、前記感光体駆動軸に固定される第１プーリと、前記駆動軸に固定される第２プーリと、これらのプーリに巻回される無端状ベルト部材とを有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項１乃至７いずれかひとつの画像形成装置において、
前記保持機構は、前記駆動軸を弾性保持することを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項８の画像形成装置において、
前記保持機構は、柔軟部材で形成されていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、装置本体に対して脱着可能なユニットを備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、像担持体上に形成された静電潜像を現像剤を用いて現像し、記録体上に転写して画像を形成する電子写真方式の画像形成装置が知られている。また、ドラム状の感光体の周囲に配置する帯電ユニット、現像ユニット、クリーニングユニットの少なくとも一つと像担持体とを装置本体に対して脱着可能な筺体に収容したプロセスカートリッジも知られている。
【０００３】
図１８は、プロセスカートリッジ２０１を画像形成装置本体に装着する前の状態を示す概略構成図であり、図１９は、プロセスカートリッジ２０１を装着した状態を示す概略構成図である。
プロセスカートリッジ２０１は、感光体２０２と、被駆動ユニットとしての現像ユニット２０５とを有している。感光体２０２の後側のフランジ２０２bには、図示しないドラム軸孔が設けられている。また、フランジ２０２ｂの外面に、ドラム軸孔を中心としピッチ面が円錐の凹ギア２２１が設けられている。また、前側のフランジ２０２ｃの中心にはドラム軸孔２０２ｅが設けられている。感光体２０２は位置決めされずに後側面板２１１、前側面板２１８に支持されている。現像ユニット２０５は、感光体２０２の軸方向両側に設けられた面板２１１、２１８によって位置決めされた現像ローラ２０５ｇを有している。また、現像ユニット２０５は、現像ローラギヤ２５８、後側の面板２１１に設けられたアイドラ軸２５９、このアイドラ軸２５９に回転自在に設けられた被駆動ギヤ２６０等を有している。
後側の面板２１１には、被位置決め部たる嵌合枠２７０が設けられており前側の面板２１８には、軸受２７１が取り付けられている。
【０００４】
装置本体は、前側板２２５と、後側板２９１とを有している。後側板２９１には、保持板２８９が固定されており、保持板２８９には駆動モータ２８１が取り付けられている。また、後側板２９１には、感光体２０２をその軸方向に貫通するドラム軸２０２ａが軸受２９０を介して回転自在に支持されている。ドラム軸２０２ａは、カップリングなどの連結手段２９３によって駆動モータ２８１のモータ軸２８１ａと直線状に連結されている。また、ドラム軸２０２ａには、第１プーリ２８６と、ピッチ面が円錐の凸ギア２２０と軸受２１５とが固定されている。
【０００５】
また、後側板２９１、保持板２８９には、駆動軸２８２が軸受２８４ａ、２８４ｂを介して回転自在に支持されている。駆動軸２８２には、第２プーリ２８３が固定されており、第２プーリ２８３および第１プーリ２８６にタイミングベルト２８５が巻回されている。駆動軸２８２の前側端部には、駆動ギヤ２６２が固定されている。また、装置本体の前側板２２５には、ドラム軸２０２ａの前側端部を支持する軸受２２６が設けられている。
【０００６】
装置本体の前側板２２５を開放した状態で、プロセスカートリッジ２０１を装着すると、図１９に示すように、ドラム軸２０２ａが感光体２０２を貫通するとともに、凹ギア２２１と凸ギヤ２２０とが嵌合し、感光体２０２が位置決めされる。同時に、被位置決め部たる嵌合枠２７０がドラム軸２０２ａ上の位置決め部たる軸受２１５と嵌合して、プロセスカートリッジ２０１の装置本体に対する位置決めがなされる。また、現像ユニット２０５側では、被駆動ギヤ２５９と駆動ギヤ２６２とが噛み合う。
【０００７】
図１８、図１９に示す画像形成装置においては、感光体２０１の周囲に配置された現像ユニット２０５の現像ローラ２０５ｇなどの回転体を回転駆動させる被駆動ギア２６０が固定されたアイドラ軸２５９は、プロセスカートリッジ２０１の後側の面板２１１に固定されている。また、被駆動ギア２６０と噛み合う駆動ギア２６２が固定された駆動軸２８２は、装置本体側に支持されている。このため、感光体軸２０２ａを基準としてプロセスカートリッジ２０１の装置本体に対する位置決めを行うと、公差の積み上げによって、アイドラ軸２５９の軸中心から駆動軸２８２の軸中心までの距離がずれてしまうおそれがある。軸中心間距離がずれてしまうと、被駆動ギア２６０と駆動ギア２６２とが互いに噛み合って駆動力を伝達するときに振動が発生する。そして、この振動が感光体２０２に伝わり、バンディングなどの画像劣化を引き起こしてしまう。
【０００８】
特許文献１には、被駆動軸と駆動軸との軸中心がずれていても、駆動力を伝達することができ、また、駆動力伝達時に振動が発生することのない連結手段たるカップリングが記載されている。
図２０は、特許文献１に開示されている連結手段と同様な構成を有する連結手段を示す説明図である。図２０（ａ）は、駆動軸と被駆動軸とを連結する前の概略構成図であり、図２０（ｂ）は、駆動軸と被駆動軸とを連結した後の概略構成図である。図２０（ｃ）は、カップリングを駆動軸側から見た図である。
【０００９】
図に示すように、連結手段たるカップリング３１６は、被駆動軸３１５に連結される筒状の挿着部３１９と、駆動軸３２０が挿入される軸挿入部３１８とを有している。挿着部３１９には、長穴のガイド穴Ｗが設けられている。そして、挿着部３１９の中空部に被駆動軸３１５を挿入し、ガイド穴Ｗを被駆動軸３１５の駆動側先端部付近に設けられた不図示の貫通孔に合わせて、スライドピン３３１をガイド穴Ｗに通して貫通孔に圧入することで、カップリング３１６が被駆動軸３１５に取り付けられる。
また、被駆動軸３１５にはバネ受け３３２が固定されており、バネ受け３３２とカップリング３１６との間にコイルスプリング３１７を配設し、カップリング３１６を駆動軸側へ付勢している。
【００１０】
挿着部３１９の内径ａは、被駆動軸３１５の直径ｂよりも大きくなっており、カップリング３１６は、被駆動軸３１５に対してクリアランスＱがある状態で取り付けられている。このように、被駆動軸３１６とカップリング３１６の挿着部３１９との間にクリアランスＱを設けることで、カップリング３１６は、スライドピン３３１を中心にして、揺動（首振り）可能となる。
【００１１】
図２０（ｃ）に示すように、カップリング３１６のカップ部３１８には、軸中心に向かって突出した２つの掛合部Ｖが設けられている。駆動軸３２０の被駆動軸側先端部付近には、図示しない貫通孔が設けられており、この貫通孔に駆動ピン３３０が圧入されている。
【００１２】
図２０（ｂ）に示すように、駆動軸３２０の軸中心と被駆動軸３１５の軸中心とにずれがあった状態で、駆動軸３２０をカップリング３１６のカップ部３１８に挿入すると、カップリング３１６が、スライドピン３３１を中心にして回転し、被駆動軸３１５に対して傾く。このように、カップリング３１６が傾くことで、駆動軸３２０に圧入された駆動ピン３３０をカップ部３１８に挿入することができる。これにより、駆動軸３２０の軸中心と被駆動軸３１５の軸中心とにずれがあっても、駆動ピン３３０が掛合部Ｖの側面Ｖａに係合して、被駆動軸３１５に駆動力が伝達される。また、駆動力伝達時に振動が発生することがない。よって、バンディングなどの画像劣化を抑制することができる。
【００１３】
【特許文献１】特開２００４−４５６０３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１４】
しかしながら、特許文献１に記載のカップリング３１６においては、被駆動軸３１５と駆動軸３２０との軸中心がずれていると、図２１（Ａ）に示すように、１８０°の間隔を隔てて駆動軸３２０から突出した駆動ピン３３０の突出部のうち、一方の突出部だけがカップリング３１６の掛合部ｖに係合する。そして、回転すると、図２１（Ｂ）に示すようにカップリング３１６の掛合部ｖに係合する駆動ピン３３０の突出部が切り替わる。また、カップリング３１６の掛合部ｖに係合する駆動ピン３３０の突出部が切り替わったときは、駆動ピン３３０の突出部の先端がカップリング３１６の掛合部ｖに係合する。そして、回転を続けると、駆動ピン３３０のカップリング３１６の掛合部ｖに係合する位置が、駆動軸３２０の軸中心側へ移動する。駆動ピン３３０の突出部の先端は、駆動ピン３３０の突出部の駆動軸側に比べて周速が速い。このため、図２１（Ｂ）のように、駆動ピン３３０の突出部の先端がカップリング３１６の掛合部ｖに係合しているときのカップリング３１６に伝達する回転速度が、図２１（Ａ）のように、駆動ピン３３０の突出部の駆動軸側がカップリング３１６の掛合部ｖに係合しているときのカップリング３１６に伝達する回転速度よりも速くなる。その結果、特許文献１のカップリングにおいては、現像ローラ２０５ｇに回転ムラが生じてしまう。現像ローラ２０５ｇに回転ムラが生じると、濃度ムラが生じ画像劣化を引き起こしてしまう。これは、現像ローラ２０５ｇの回転速度が遅いときは、感光体２０２に付着する現像剤量が少なくなり、現像ローラ２０５ｇの回転速度が速いときは、感光体２０２に付着する現像剤量が多くなるためである。
【００１５】
そこで、図２２に示すように、カップリング３９０を被駆動軸３１５と駆動軸３２０とを連結させる連結機構３９１と、駆動軸３２０と被駆動軸３１５との間の偏角を吸収して被駆動軸３１５を等速で回転させるための偏角吸収機構３９２とで構成する。そして、駆動軸３２０の被駆動軸側端部から一定量以上離れた箇所１点を後側板２９１に軸受２９２を介して支持することが考えられる。このようにして、駆動軸３２０を１点支持することで図１８に示すように駆動軸を２点で支持するものに比べて、駆動軸３２０の被駆動軸側先端を、駆動軸が後側板２９１によって支持された点を中心にして容易にラジアル方向に移動可能となる。
【００１６】
この図２２に示すカップリング３９０は、従動側カップリング部材３４９、従動側カップリング部材３４９と係合する駆動側カップリング部材３５０、偏角吸収部材たる板バネ３６０、被駆動軸取り付け部材３７０などを備えてなる。被駆動軸３１５と駆動軸３２０とを連結させる連結機構３９１は、従動側カップリング部材３４９と、駆動側カップリング部材３５０とからなる。偏角吸収機構３９２は、ボルトなどで従動側カップリング３４９と被駆動軸取り付け部材３７０との間に板バネ３６０を狭持する構成からなる。
【００１７】
被駆動軸３１５と駆動軸３２０との軸中心がずれていた場合、駆動軸３２０のプロセスカートリッジ側端部をラジアル方向に移動させ、駆動軸３２０を被駆動軸３１５に対して偏角をもたせて、従動側カップリング部材３４９と駆動側カップリング３５０とを係合する。
【００１８】
駆動軸３２０と被駆動軸３１５との間に偏角が生じると、駆動軸３２０から被駆動軸３１５に駆動力を伝達する駆動伝達部（従動側カップリング部材３４９と駆動側カップリング部材３５０と係合部）で一回転周期のトルク伝達ムラが発生する。駆動伝達部で発生したトルク伝達ムラが駆動源である不図示の駆動モータに影響を与えて、駆動モータが速度変動を起こす。その結果、回転体たる現像ローラ２４２の回転ムラが生じてしまい、濃度ムラなどの異常画像が生じてしまう。そこで、図２２のカップリング３９０は、偏角吸収機構３９２を有し、偏角吸収機構３９２の板バネ３６０が撓むことで、偏角による速度変動要因であるトルク変動を吸収している。これにより、被駆動軸３１５を等速で駆動することができる。
【００１９】
しかしながら、図２２に示すカップリング３９０においては、連結するための連結機構３９１と、被駆動軸３１５を等速で駆動させるための偏角吸収機構３９２とをそれぞれ軸方向別々の位置に設けるので、カップリング３９０が軸方向に長くなってしまい、装置が大型化してしまうという課題があった。また、連結機構３９１と、偏角吸収機構３９２とをそれぞれ設けているため、部品点数が増加し、装置の複雑化、装置のコストアップにつながるという課題もあった。
【００２０】
本発明は、上記背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、装置の簡素化、装置のコストアップを抑えることができ、かつ、被駆動軸と駆動軸との軸中心がずれても、回転ムラなくユニットの回転体を回転させることのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、回転体を有し、装置本体に対して脱着可能なユニットと、前記ユニットに設けられて前記ユニットと一体で装置本体に対して着脱され前記回転体に駆動力を伝達するための被駆動軸と装置本体に設けられた駆動源から駆動力を受けて回転駆動する駆動軸とを連結するための連結手段とを備え、前記ユニットに設けられた被位置決め部と装置本体側の位置決め部とを嵌め合うことで、前記ユニットの装置本体内での位置決めを行う画像形成装置において、前記駆動軸の前記ユニット側端部がラジアル方向に移動可能となるように前記駆動軸を、ラジアル方向に移動可能に保持する保持機構を備え、前記連結手段として、前記被駆動軸および前記駆動軸のいずれか一方の軸に取り付けられ、一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びるトラック溝を周方向に等間隔で複数形成したメス型ジョイントと、他方の軸に取り付けられ、一部が前記メス型ジョイントの前記環状空間内に組み込まれ、前記メス型ジョイントに形成された前記トラック溝に沿って摺動するボールを保持するオス型ジョイントとを有し、前記オス型ジョイントを前記メス型ジョイントの環状空間に挿入して、前記オス型ジョイントが保持するボールを前記メス型ジョイントのトラック溝に係合させることで連結を行う等速ジョイントを用い、前記ユニットを装置本体に装着後、前記駆動軸を、前記保持機構に対してラジアル方向に移動不能に固定する固定手段を備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像形成装置において、前記メス型ジョイントと前記オス型ジョイントとを摺動性のある樹脂で形成したことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１または２の画像形成装置において、前記ボールを摺動性のある樹脂で形成したことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３いずれかひとつの画像形成装置において、前記ユニットが装置本体に対してラジアル方向に位置決めされてから、前記オス型ジョイントの一部が、前記メス型ジョイントの前記環状空間内に組み込まれることを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４いずれかひとつの画像形成装置において、前記メス型ジョイントを前記被駆動軸に取り付けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５いずれかひとつの画像形成装置において、前記ユニットは、像担持体と、前記像担持体の周囲に配置され、回転体を有する被駆動ユニットとを筺体に収容したプロセスカートリッジであることを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項６の画像形成装置において、前記駆動源の駆動力を前記像担持体に伝達するための感光体駆動軸と、前記感光体駆動軸に固定される第１プーリと、前記駆動軸に固定される第２プーリと、これらのプーリに巻回される無端状ベルト部材とを有することを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、請求項１乃至７いずれかひとつの画像形成装置において、前記保持機構は、前記駆動軸を弾性保持することを特徴とするものである。
また、請求項９の発明は、請求項８の画像形成装置において、前記保持機構は、柔軟部材で形成されていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によれば、駆動軸のユニット側端部がラジアル方向に移動可能となっているので、被駆動軸の軸心と、駆動軸の軸心とがずれていても、駆動軸のユニット側端部をラジアル方向に移動させて、被駆動軸と駆動軸との連結を行うことができる。
駆動軸のユニット側端部をラジアル方向に移動させて、被駆動軸と駆動軸との連結を行うと、駆動軸が被駆動軸に対して偏角が生じるが、駆動軸と被駆動軸との間の偏角があっても、オス型ジョイントが保持するボールがメス型ジョイントのトラック溝を摺動することで、偏角によるトルク変動が吸収され、被駆動軸を等速で回転させることができる。これにより、ユニットの回転体に回転ムラが生じることがない。
また、偏角を吸収して被駆動軸を等速で回転させることのできる等速ジョイントを構成するオス型ジョイントとメス型ジョイントとで被駆動軸と駆動軸との連結を行うので、図２２に示した、被駆動軸と駆動軸との連結を行うための機構と、偏角を吸収するための機構とを軸方向別の位置に設けたものに比べて、連結手段を小型化することができる。また、少なくとも、オス型ジョイントと、メス型ジョイントと、ボールとの３点で、被駆動軸の等速回転と、被駆動軸と駆動軸との連結とを行うことができ、図２２に示す連結手段に比べて部品点数を削減でき、装置の簡素化および装置のコストダウンを図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ（以下、単にプリンタという）の実施形態について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図１は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、本プリンタは、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック（以下、Ｙ、Ｃ、Ｍ、Ｋと記す）のトナー像を生成するための４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋを備えている。これらは、画像を形成する画像形成物質として、互いに異なる色のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。以下の説明では、各プロセスカートリッジ１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの構成はすべて同じであるため、色分け用の符号Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋについては省略する。
図２に示すように、プロセスカートリッジ１は、像担持体たるドラム状の感光体２、ドラムクリーニングユニット３、帯電ユニット４、現像ユニット５、潤滑剤塗布ユニット６、等を図示しない枠体に収めている。このプロセスカートリッジ１は、プリンタ本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
【００２４】
帯電ユニット４は、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる感光体２の表面を一様帯電せしめる。同図においては、図示しない電源によって帯電バイアスが印加されながら、図中反時計回りに回転駆動される回転体たる帯電ローラ４ａを感光体２と非接触にして、感光体２を一様帯電せしめる非接触帯電ローラ方式の帯電ユニット４を示している。帯電ユニット４としては、上記以外に、スコロトロン方式、コロトロン方式、接触ローラ方式等を用いることができる。
【００２５】
接触方式、非接触方式帯電ローラ４ａに印加する帯電バイアスは、直流に対して交流を重畳する方式や、直流のみを印加する方式がある。接触方式の帯電ローラ４ａにおける直流に対して交流を重畳する帯電バイアスは、交流を定電流制御にすることで環境変化によって帯電ローラ４ａの抵抗値が変化しても帯電ローラ４ａの表面電位がその影響を受けないメリットがある。しかし、電源装置のコストが高くなり、また交流高周波の音が問題としてある。一方、非接触方式の帯電ローラ４ａにおいて、直流に対して交流を重畳する帯電バイアスでは、感光体２と帯電ローラ４ａとのギャップ変動の影響により、感光体表面を均一に帯電することができず、画像にムラが出てしまう。このため、ギャップ変動に対応した帯電バイアス補正手段が必要となってくる。
帯電ローラ４ａの駆動は、感光体２ととも回りさせる方式や、感光体２を駆動させる駆動源からギヤなどを介して駆動力をもらう方式などがある。低速機の場合は、感光体２ととも回りさせる方式が一般的である。高速・高画質を要求される装置では、後者の方式が一般的である。
【００２６】
また、同図においては、帯電ローラ４ａの表面をクリーニングする帯電ローラクリーナ４ｂを設けている。これにより、帯電ローラ４ａに付着した汚れにより、感光体２が狙いの電位に帯電されなくなるのを抑制することができる。その結果、帯電不良による異常画像を抑制することができる。帯電ローラクリーナ４ｂは、一般的にメラニンで構成されており、帯電ローラ４ａと連れ回りする構成としている。
【００２７】
現像手段たる現像ユニット５は、第１搬送スクリュウ５ａが配設された第１剤収容部５ｅを有している。また、透磁率センサからなるトナー濃度センサ５ｄ、第２搬送スクリュウ５ｂ、現像ロール５ｇ、ドクターブレード５ｄなどが配設された第２剤収容部５ｆも有している。これら２つの剤収容部内には、磁性キャリアとマイナス帯電性のトナーとからなる図示しない現像剤が内包されている。第１搬送スクリュウ５ａは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、第１剤収容部５ｅ内の現像剤を図中手前側から奥側へと搬送する。そして、第１剤収容部５ｅと第２剤収容部５ｆとの間の仕切壁に設けられた図示しない連通口を経て、第２剤収容部５ｆ内に進入する。第２剤収容部５ｆ内の第２搬送スクリュウ５ｂは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられることで、現像剤を図中奥側から手前側へと搬送する。搬送途中の現像剤は、第２剤収容部５の底部に固定されたトナー濃度センサ５ｃによってそのトナー濃度が検知される。このようにして現像剤を搬送する第２搬送スクリュウ５ｂの図中上方には、図中反時計回りに回転駆動せしめられる現像スリーブ５h内にマグネットローラ５ｉを内包する現像ロール５ｇが平行配設されている。第２搬送スクリュウ５ｂによって搬送される現像剤は、マグネットローラ５ｉの発する磁力によって現像スリーブ５h表面に汲み上げられる。そして、現像スリーブ５hと所定の間隙を保持するように配設されたドクターブレード５ｄによってその層厚が規制された後、感光体２と対向する現像領域まで搬送され、感光体２上の静電潜像にトナーを付着させる。この付着により、感光体２上にＹトナー像が形成される。現像によってトナーを消費した現像剤は、現像ロール５ｇの現像スリーブ５hの回転に伴って第２搬送スクリュウ５ｂ上に戻される。そして、図中手前端まで搬送されると、図示しない連通口を経て第１剤収容部５ｅ内に戻る。
【００２８】
トナー濃度センサ５ｃによる現像剤の透磁率の検知結果は、電圧信号として図示しない制御部に送られる。現像剤の透磁率は、現像剤のトナー濃度と相関を示すため、トナー濃度センサ５ｃはトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。上記制御部はＲＡＭを備えており、この中にトナー濃度センサ５ｃからの出力電圧の目標値であるＶｔｒｅｆのデータを格納している。現像ユニット５については、トナー濃度センサ５ｃからの出力電圧の値とＶｔｒｅｆを比較し、図示しないトナー供給装置を比較結果に応じた時間だけ駆動させる。この駆動により、現像に伴ってトナーを消費してトナー濃度を低下させた現像剤に対して第１剤収容部５ｅで適量のトナーが供給される。このため、第２剤収容部５ｅ内の現像剤のトナー濃度が所定の範囲内に維持される。
【００２９】
クリーニングユニット３は、転写されずに感光体２の表面に残留した転写残トナーを感光体２の表面から除去するものである。このクリーニングユニット３は、カウンター方向に感光体表面に当接するブレード部材たるクリーニングブレード３ａを設けている。また、クリーニングユニット３は、クリーニングブレード３ａによって除去された感光体２表面上の転写残トナーを回収する回収部３ｂを備えている。回収部３ｂには、回収部に回収されたトナーを図示しない廃トナーボトルへ搬送する搬送オーガ３ｃを備えている。
【００３０】
感光体２表面上の転写残トナーは、クリーニングブレード３ａに除去される。クリーニングブレード３ａの先端に溜まった転写残トナーは、回収部３ｂに落下する。そして、搬送オーガ３ｃにより廃トナーとして図示しない廃トナーボトルへ搬送され、ここに蓄えられる。このようにして廃トナーボトルに蓄えられた廃トナーは、サービスマンなどにより回収される。なお、回収部３ｂに回収された転写残トナーを、リサイクルトナーとして現像ユニット５などに搬送し、再度現像に使用するようにしてもよい。
【００３１】
潤滑剤塗布手段たる潤滑剤塗布ユニット６は、感光体２の表面に潤滑剤を塗布して感光体２表面の摩擦係数を低くするものである。感光体２の表面への潤滑剤の塗布は、潤滑剤を固形状に成型して固形潤滑剤６ａとし、固形潤滑剤６ａを加圧バネ６ｂで回転するファーブラシ６ｃに押圧して、ファーブラシ６ｃを介して感光体２に塗布している。潤滑剤としては、ＺｎＳｔ（ステアリン酸亜鉛）が最も一般的に用いられる。また、ファーブラシ６ｃのブラシは、絶縁ＰＥＴ、導電ＰＥＴ、アクリル繊維などが用いられる。感光体表面に塗布された潤滑剤は、潤滑剤塗布ブレード６ｄによって均一な厚さになって感光体表面に定着する。感光体２表面に潤滑剤を塗布することで、感光体２のフィルミングを防止することができる。
【００３２】
先の図１に示すように、プロセスカートリッジ１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中下方には、光書込ユニット２０が配設されている。潜像形成手段たる光書込ユニット２０は、画像情報に基づいて発したレーザ光Ｌを、各プロセスカートリッジ１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋにおける各感光体に照射する。これにより、感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット２０は、光源から発したレーザ光Ｌを、モータによって回転駆動されるポリゴンミラー２１によって偏向せしめながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに照射するものである。
【００３３】
光書込ユニット２０の図中下側には、第１給紙カセット３１、第２給紙カセット３２が鉛直方向に重なるように配設されている。これら給紙カセット内には、それぞれ、記録体たる転写紙Ｐが複数枚重ねられた転写紙束の状態で収容されており、一番上の転写紙Ｐには、第１給紙ローラ３１ａ、第２給紙ローラ３２ａがそれぞれ当接している。第１給紙ローラ３１ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第１給紙カセット３１内の一番上の転写紙Ｐが、カセットの図中右側方において鉛直方向に延在するように配設された給紙路３３に向けて排出される。また、第２給紙ローラ３２ａが図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられると、第２給紙カセット３２内の一番上の転写紙Ｐが、給紙路３３に向けて排出される。給紙路３３内には、複数の搬送ローラ対３４が配設されており、給紙路３３に送り込まれた転写紙Ｐは、これら搬送ローラ対３４のローラ間に挟み込まれながら、給紙路３３内を図中下側から上側に向けて搬送される。
【００３４】
給紙路３３の末端には、レジストローラ対３５が配設されている。レジストローラ対３５は、転写紙Ｐを搬送ローラ対３４から送られてくる転写紙Ｐをローラ間に挟み込むとすぐに、両ローラの回転を一旦停止させる。そして、転写紙Ｐを適切なタイミングで後述の２次転写ニップに向けて送り出す。
【００３５】
各プロセスカートリッジ１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの図中上方には、中間転写体たる中間転写ベルト４１を張架しながら図中反時計回りに無端移動せしめる転写ユニット４０が配設されている。転写手段たる転写ユニット４０は、中間転写ベルト４１の他、ベルトクリーニングユニット４２、第１ブラケット４３、第２ブラケット４４などを備えている。また、４つの１次転写ローラ４５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、２次転写バックアップローラ４６、駆動ローラ４７、補助ローラ４８、テンションローラ４９なども備えている。中間転写ベルト４１は、これら８つのローラに張架されながら、駆動ローラ４７の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。４つの１次転写ローラ４５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト４１を感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとの間に挟み込んでそれぞれ１次転写ニップを形成している。そして、中間転写ベルト４１の裏面（ループ内周面）にトナーとは逆極性（例えばプラス）の転写バイアスを印加する。中間転写ベルト４１は、その無端移動に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを順次通過していく過程で、そのおもて面に感光体２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像が重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト４１上に４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。
【００３６】
２次転写バックアップローラ４６は、中間転写ベルト４１のループ外側に配設された２次転写ローラ５０との間に中間転写ベルト４１を挟み込んで２次転写ニップを形成している。先に説明したレジストローラ対３５は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Ｐを、中間転写ベルト４１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで、２次転写ニップに向けて送り出す。中間転写ベルト４１上の４色トナー像は、２次転写バイアスが印加される２次転写ローラ５０と２次転写バックアップローラ４６との間に形成される２次転写電界や、ニップ圧の影響により、２次転写ニップ内で転写紙Ｐに一括２次転写される。そして、転写紙Ｐの白色と相まって、フルカラートナー像となる。
【００３７】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト４１には、転写紙Ｐに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトクリーニングユニット４２によってクリーニングされる。
【００３８】
２次転写ニップの図中上方には、加圧ローラ６１や定着ベルトユニット６２などを備える定着ユニット６０が配設されている。この定着ユニット６０の定着ベルトユニット６２は、定着ベルト６４を、加熱ローラ６３、テンションローラ６５、駆動ローラ６６によって張架しながら、図中反時計回りに無端移動せしめる。加熱ローラ６３は、ハロゲンランプ等の発熱源を内包しており、定着ベルト６４を裏面側から加熱する。このようにして加熱される定着ベルト６４の加熱ローラ６３の掛け回し箇所には、図中時計回りに回転駆動される加圧ローラ６１がおもて面側から当接している。これにより、加圧ローラ６１と定着ベルト６４とが当接する定着ニップが形成されている。
【００３９】
２次転写ニップを通過した転写紙Ｐは、中間転写ベルト４１から分離した後、定着ユニット６０内に送られる。そして、定着ニップに挟まれながら図中下側から上側に向けて搬送される過程で、定着ベルト６４によって加熱されたり、押圧されたりして、フルカラートナー像が定着せしめられる。
【００４０】
このようにして定着処理が施された転写紙Ｐは、排紙ローラ対６７のローラ間を経た後、機外へと排出される。プリンタ本体の筺体の上面には、スタック部６８が形成されており、排紙ローラ対６７によって機外に排出された転写紙Ｐは、このスタック部６８に順次スタックされる。
【００４１】
転写ユニット４０の上方には、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーを収容する４つのトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが配設されている。トナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ内のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナーは、それぞれプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの現像ユニットに適宜供給される。これらトナーカートリッジ１００Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、プロセスカートリッジ１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。
【００４２】
以上の構成の本プリンタにおいては、４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ、光書込ユニット２０、転写ユニット４０などの組合せにより、記録体たる転写紙Ｐにトナー像を形成するトナー像形成手段が構成されている。
【００４３】
図３（Ａ）は、プロセスカートリッジ１を画像形成装置本体の奥側から見たときの正面図であり（Ｂ）は、斜視図である。図４は、プリンタ本体にプロセスカートリッジ１を装着したときの概略構成図であり、図５は、プリンタ本体にプロセスカートリッジ１を装着する前の概略構成図である。
図４に示すように、プロセスカートリッジの長手方向各端部の外側には、手前側面板１８、奥側面板１１がそれぞれ設けられている。これら面板１１、１８は、感光体２の支持軸であるドラム軸２ａと現像ユニット５が備える現像ローラ５ｇの現像ローラ軸５ｊとを回転自在に支持して、感光体２と現像ローラ５ｇとの間に一定の現像ギャップを保持する。すなわち、感光体２のドラム軸２ａは、軸受１５、１７を介して各面板１１、１８に回転可能に嵌合している。また、現像ローラ５ｇの現像ローラ軸５ｊも、軸受１６、１９を介して各面板１１、１８に回転可能に嵌合している。これにより、被駆動ユニットである現像ユニット５と感光体２とが一体的に組み付けられる。
【００４４】
また、図３（Ａ）、（Ｂ）に示すように、奥側面板１１には、長孔よりなる従基準孔１３が形成され、この従基準孔１３には、現像ユニット５に固定された従基準ピン５ｍが嵌合している。同様に、手前側面板１８にも、長孔よりなる従基準孔が形成され、この従基準孔に現像ユニット５に固定された従基準ピンが嵌合している。このように、従基準ピンが各面板１１、１８に形成された従基準孔に嵌合することによって、現像ユニット５が現像ローラ５ｇの中心軸線のまわりに回転することが禁止される。
【００４５】
上述のようにして、感光体２と現像ローラ５ｇとが互いに正しく位置決めされて連結され、一体的なプロセスカートリッジ１が構成される。しかも各面板１１、１８によって感光体２の中心軸線と現像ローラ５ｇの中心軸線との間の距離が正しく規制される。これによって、図示した例のように感光体２と現像ローラ５ｇとが微小なギャップをあけて対向配置されるように構成されているときは、そのギャップが正しく維持され、感光体２に高品質なトナー像を現像することができる。また、感光体２と現像ローラ５ｇとが互いに当接して対向配置されるように構成されているときは、その当接圧が正しく規制され、感光体２に高品質なトナー像を現像することができる。
【００４６】
また、図５に示すように、奥側面板１１にはカートリッジ側従基準嵌合部たるカートリッジ従基準ピン１４が形成されている。現像ローラ軸５ｊの奥側端部には、後述するメス型ジョイント７１が固定されており、ドラム軸２ａには、従動側カップリング部材９３ａが固定されている。
【００４７】
プリンタ本体に設けられたプロセスカートリッジ１の奥側面板１１と対向する本体側板９１には、ねじ止めなどで駆動装置８０の保持板８９を取り付ける。保持板８９には、感光体駆動モータ８１および現像駆動モータ９４が取り付けられている。感光体駆動モータ８１のモータ軸８１ａは、軸受９０を介して本体側板９１に回転可能に嵌合され、本体側板９１を貫通している。モータ軸８１ａの先端には、駆動側カップリング９３ｂが、軸方向に移動可能に取り付けられており、モータ軸８１ａに巻き付けられたコイルスプリング９２によってプロセスカートリッジ側へ付勢されている。本体側カップリング９３ｂは、モータ軸８１ａに設ける不図示のピン等で適宜抜け止めする。
【００４８】
本実施形態においては、感光体を駆動する駆動源と、現像ローラを駆動する駆動源とを別々に備え、感光体を駆動する駆動源たる感光体駆動モータ８１の駆動力が、感光体のみに用いられるようにしている。このように構成することで、感光体駆動モータが、他の駆動要素から負荷変動を受けることがなく、感光体２を高精度に回転駆動させることができる。もちろん、ひとつの駆動源で現像ローラと感光体とを駆動してもよい。
【００４９】
また、本体側板９１と保持板８９とには、駆動軸８２と従動軸９４ｂとが支持されている。具体的には、従動軸９４ｂは、軸受９６を介して保持板８９に回転可能に嵌合され、軸受９５を介して本体側板９１と補助支持部材８８とに回転可能に嵌合されることで、本体側板９１と保持板８９とに支持されている。また、駆動軸８２は、後述する保持機構８７を介して回転自在に保持板８９に保持され、軸受８４を介して本体側板９１と補助支持部材８８とに回転可能に嵌合されることで、本体側板９１と保持板８９とに支持される。補助支持部材８８は、保持板８９にねじ止めなどで取り付けてなる。
従動軸９４ｂには、第１プーリ８６と従動ギヤ９７が固定されており、従動ギヤ９７は、現像駆動モータ９４のモータ軸９４ａに固定された原動ギヤと噛み合っている。
また、駆動軸８２には、第２プーリ８３が固定されており、第２プーリ８３および第１プーリ８６にタイミングベルト８５が巻回されている。また、駆動軸８２のプロセスカートリッジ側端部には、後述するオス型ジョイント７２が固定されており、このオス型ジョイント７２のボール保持部が、メス型ジョイント７１に挿入されることで、等速ジョイントが形成される。
【００５０】
図６（Ａ）ないし（Ｃ）は、保持機構８７の構成例を示す概略構成図である。
保持機構８７は、保持ケース８７ａ内に、（Ａ）に示す例ではシリコン系ゴムのジェル部材やスポンジ部材などの柔軟部材８７ｂを介して軸受８７ｃを設けたものである。（Ｂ）に示す例では、複数の板ばね８７ｄを介して軸受８７ｃを設けた例である。（Ｃ）に示す例では複数のコイルスプリング８７ｅを介して玉軸受８７ｃを設けた例である。保持機構８７は、保持機構８７の中心孔に駆動軸８２を通して軸受８７ｃで支持することで、駆動軸８２を弾性保持する。これにより、保持機構８７が保持する駆動軸８２の保持位置において、駆動軸８２は、ラジアル方向に移動可能に保持される。
【００５１】
図７に示すように、駆動軸８２は、保持板８９と補助支持部材８８とで支持された状態で、本体側板９１の駆動軸取り付け孔９１ａに挿入して駆動軸８２を貫通させる。また、補助支持部材８８に半分嵌合している軸受８４を駆動軸取り付け孔９１ａに嵌合させる。
【００５２】
本実施形態の駆動装置８０の駆動軸８２の支持は、軸受８４によって固定支持し、もう一方は、保持機構８７によってラジアル方向に移動可能なように支持することになる。これにより、駆動軸８２のオス型ジョイント７２が取り付けられているプロセスカートリッジ側端部がラジアル方向に移動可能に装置本体内で駆動軸８２が支持される。
【００５３】
次に、被駆動軸である現像ユニット５の現像ローラ軸５ｊと駆動軸８２とを連結する連結手段たる等速ジョイントについて説明する。
図８（Ａ）は、等速ジョイント７０の軸方向断面図であり、図８（Ｂ）は、Ａ−Ａ方向断面図である。
等速ジョイント７０は、メス型ジョイント７１と、オス型ジョイント７２とを有している。メス型ジョイント７１の軸線方向の図中左側端部には、現像ローラ軸５ｊが接続されている。また、オス型ジョイント７２の軸線方向の図中右側端部には、駆動軸８２が接続されている。
【００５４】
メス型ジョイント７１は、軸線方向の一端側に設けられた開口からオス型ジョイント７２が挿入される円筒状のカップ部７１ａを備えている。カップ部７１ａは、外輪部７１ｂと、これの内側の内輪部７１ｃと、両者の間隙による環状空間７１ｄと、外輪部７１ｂの内周面に設けられた３つのトラック溝たる外溝７１ｅと、内輪部７１ｃの外周面に設けられた３つのトラック溝たる内溝７１ｆとを有している。メス型ジョイント７１は、環状空間７１ｄにおける軸線方向の一端側を開口させつつ他端側を塞いでおり、その開口からオス型ジョイント７２が挿入される。
【００５５】
外輪部７１ｂの内周面に設けられた３つの外溝７１ｅは、外輪部７１ｂの軸線方向に延在しながら、互いに１２０［°］の位相差をもって円方向に並ぶように形成されている。内輪部７１ｃの外周面に設けられた３つの内溝７１ｆも、内輪部７１ｃの軸線方向に延在しながら、互いに１２０［°］の位相差をもって円方向に並ぶように形成されている。そして、外溝７１ｅと内溝７１ｆとは環状空間７１ｄを介して互いに対面している。
【００５６】
オス型ジョイント７２は、その先端側が円筒状の球体保持部７２ａになっている。この球体保持部７２ａは、互いに１２０［°］の位相差をもって周方向に沿って並ぶように円筒状の周壁に設けられた３つの貫通穴７２ｂを有しており、それぞれの貫通穴７２ｂ内に球体としてのボール７３を回転可能に保持している。
【００５７】
オス型ジョイント７２の円筒状の球体保持部７２ａが、メス型ジョイント７１のカップ部７１ａにおける環状空間７１ｄ内に挿入されている。この状態では、オス型ジョイント７２の球体保持部７２ａに保持される３つのボール７３が、それぞれ、メス型ジョイント７１の外輪部７１ｂの内周面に設けられた外溝７１ｅと、内輪部７１ｃの外周面に設けられた内溝７１ｆとの間に挟まれて、法線方向への動きが阻止される。但し、外溝７１ｅ、内溝７１ｆはそれぞれ軸線方向に延在しているので、ボール７３の軸線方向の動きは許容される。
【００５８】
オス型ジョイント７２の円筒状の球体保持部７２ａは、メス型ジョイント７１のカップ部７１ａの環状空間７１ｄ内に挿入されて、自らが保持している３つのボール７３を環状空間７１ｄ内で外溝７１ｅ及び内溝７１ｆに係合させる。そして、駆動モータ８１のモータ軸８１ａが回転して、モータ軸に固定された第１プーリ８６も回転し、タイミングベルト８５により、第１プーリ８６の駆動力が第２プーリ８３に伝達されて駆動軸８２が回転すると、３つのボール７３を介してその回転駆動力をメス型ジョイント７１に等速で伝達する。これにより、現像ローラ軸５ｊ、現像ローラ５ｇが等速で回転する。
【００５９】
なお、外輪７１ｂの内周面と内輪７１ｃの外周面との両方にそれぞれボール７３を係合させるためのトラック溝を設けた例について説明したが、何れか一方だけにトラック溝を形成してもよい。
【００６０】
メス型ジョイント７１、オス型ジョイント７２は、射出成形が可能な合成樹脂の成形品から成るものが好ましい。射出成形が可能であれば、熱可塑性樹脂、熱硬化性樹脂の何れであってもよい。射出成形が可能な合成樹脂には結晶性樹脂と、非結晶性樹脂とがある。何れの樹脂を使用してもよいが、非結晶性樹脂は靱性が低く、許容量以上のトルクがかかった場合に急激な破壊が生じるため、結晶性樹脂を用いるのが好ましい。また、潤滑特性の比較的高いものを用いることが望ましい。かかる合成樹脂としては、ポリアセタール（ＰＯＭ）、ナイロン、射出成形可能なフッ素樹脂（例えば、ＰＦＡ、ＦＥＰ、ＥＴＦＥなど）、射出成形可能なポリイミド、ポリフェニレンスルフィド（ＰＰＳ）、全芳香族ポリエステル、ポリエーテルエーテルケトン（ＰＥＥＫ）、ポリアミドイミド等を例示することができる。これらの合成樹脂を単独で使用しても、２種類以上を混合したポリマーアロイとして使用してもよい。また、これら以外の合成樹脂で且つ潤滑特性の比較的低い樹脂であっても、前述した合成樹脂を配合したポリマーアロイとすれば、使用することが可能である。
【００６１】
最も適した合成樹脂は、摺動性のある合成樹脂であり、ＰＯＭ、ナイロン、ＰＰＳ、ＰＥＥＫである。ナイロンはナイロン６、ナイロン６６、ナイロン６１０、ナイロン６１２、ナイロン１１、ナイロン１２、ナイロン４６、分子鎖中に芳香族環を有する半芳香族ナイロン等が挙げられる。中でも、ＰＯＭ、ナイロン、ＰＰＳは、耐熱性、摺動性に優れて比較的安価であるため、コストパフォーマンスの優れた等速ジョイント７０を実現することができる。また、ＰＥＥＫは補強材や潤滑剤を配合しなくても機械的強度や摺動性に優れるため、高機能な等速ジョイントを実現することができる。
【００６２】
かかる構成の等速ジョイント７０においては、メス型ジョイント７１及びオス型ジョイント７２を樹脂材料で形成したことで、メス型ジョイント７１及びオス型ジョイント７２を金属材料で形成していた従来の構成に比べて、等速ジョイント７０の重量を小さくすることができる。また、メス型ジョイント７１及びオス型ジョイント７２を摺動性のある樹脂で形成することで、環状空間７１ｄにグリースを充填しなくても、メス型ジョイント７１のトラック溝（外溝７１ｅ、内溝７１ｆ）に沿ってボール７３を、スムーズに摺動させることができる。これにより、金属材料で形成していた従来の構成に比べて動作音を小さくすることもできる。また、ボール７３を摺動性のある樹脂で形成しても、ボール７３がトラック溝をスムーズに摺動することができる。もちろん、ボール７３、メス型ジョイント７１、オス型ジョイント７２いずれも摺動性のある樹脂で形成してもよい。また、メス型ジョイント７１のカップ部、オス型ジョイント７２の球体保持部７２ａのみを摺動性のある樹脂で形成してもよい。
【００６３】
次に、プロセスカートリッジ１の装置本体の装着について説明する。
本実施形態のプリンタにおいては、感光体２のドラム軸２ａを主基準とし、カートリッジ側従基準嵌合部であるカートリッジ従基準ピン１４を従基準として、装置本体にプロセスカートリッジ２４を取り付ける。先の図４、図５に示すように、画像形成装置本体にプロセスカートリッジ２４を取り付けるとき、ドラム軸２ａに取り付けられた被位置決め部たる従動側カップリング９３ａが、装置本体に位置決めされたモータ軸８１ａに取り付けられた位置決め部たる駆動側カップリング９３ｂと嵌め合うことで、プロセスカートリッジ１が、装置本体に対してラジアル方向に位置決めされる。また、奥側面板１１に突設されたカートリッジ側従基準嵌合部である従基準ピン１４が本体側板９１に形成された位置決め孔９４に嵌合する（図９参照）。これにより、プロセスカートリッジ１が感光体２の中心軸線のまわりに回転することが阻止され、プロセスカートリッジ１の全体が装置本体に対して正しく位置決めされる。
【００６４】
プロセスカートリッジ１の全体が装置本体に対して正しく位置決めされても、図９（Ａ）に示すように、公差の積み上げによって現像ローラ５の現像ローラ軸５ｊの軸心と駆動軸８２の軸心とがラジアル方向にずれる場合がある。このような場合、オス型ジョイント７２の球体保持部７２ａに保持されているボール７３がメス型ジョイントの外輪部７１ｂや内輪部７１ｃに突き当たる。さらに、プロセスカートリッジ１を装置本体へ挿入していくと、保持機構８７の弾性部材（図６（Ａ）においては、柔軟部材８７ｃ、図６（Ｂ）においては、板バネ８７ｄ、図６（Ｃ）においては、コイルスプリング８７ｅ）が変形して、駆動軸８２が、軸受８４の嵌合位置を中心にして傾き、オス型ジョイント７２の球体保持部７２ａが、メス型ジョイント７１の環状空間７１ｄに組み込まれる。このとき、弾性部材１８７は、その弾性によって元の形態に復帰すべく、軸受１８４を介して駆動軸１３２を保持し、駆動軸１３２が大きく傾くことを阻止する。駆動軸８２に取り付けられているオス型ジョイント７２が、装置本体に対して位置決めされているプロセスカートリッジに組みつけられているメス型ジョイントに挿入されることで、駆動軸８２は、ラジアル方向に位置決めされる。
【００６５】
このように、本実施形態においては、図９（Ｂ）に示すように、駆動軸８２を、軸受８４の嵌合位置のみラジアル方向に固定することで、駆動軸８２のプロセスカートリッジ側先端側を移動可能にでき、駆動軸８２と現像ローラ軸５ｊとの間に軸心ずれがあっても、駆動軸が偏角θ分傾いて、駆動軸８２と現像ローラ軸５ｊとを連結することができる。また、先の図１７、１８に示した駆動軸の軸方向２箇所をラジアル方向に固定するものに比べて、駆動軸８２を傾かせたときに、駆動軸８２にラジアル方向に変形させようとする力が加わることがない。
【００６６】
また、本実施形態においては、駆動軸８２と現像ローラ軸５ｊとを連結する連結手段として、メス型ジョイント７１に形成されたトラック溝（外溝７１ｅ、内溝７１ｆ）に沿ってオス型ジョイントが保持するボールが摺動可能な等速ジョイントを用いている。これにより、駆動軸８２に偏角が生じた状態で駆動軸が回転した場合に、オス型ジョイントが保持するボールがトラック溝（外溝７１ｅ、内溝７１ｆ）に沿って往復運動して、駆動軸の偏角によって生じる速度変動の要因を吸収することができる。これにより、現像ローラ軸５ｊ、現像ローラ５ｇが等速で回転して、濃度ムラやバンディングなどの異常画像が生じることがない。
【００６７】
また、駆動軸８２への駆動力の伝達を、タイミングベルト８５を介して行っているので、駆動軸８２に偏角θをもって位置決めされて、駆動軸に固定されている第２プーリ８３が図１０に示すように変動しても、タイミングベルト８５がその変動を吸収する。これにより、駆動力を良好に駆動軸に伝達することができるとともに、駆動軸よりも駆動伝達方向上流側の部材の破損を防止することができる。
【００６８】
また、図１１に示すように、保持機構８７に固定手段７５を取り付け、装置本体にプロセスカートリッジ１を取り付けて、駆動軸８２が位置決めされたら、固定手段７５で駆動軸８２を保持板８９に固定してもよい。固定手段７５としては、図１１に示す保持機構８７の玉軸受８７ｂを保持する板状のブラケット７５ａを備え、プロセスカートリッジ１を取り付け後にそのブラケット７５ａの両端を止めねじ７５ｂで保持板８９に止めて駆動軸８２の位置を固定する。ブラケット７５ａが移動してもねじ止めできるように、ブラケット７５ａにあけるねじ挿通孔は、止めねじ７５ｂが余裕を持って挿通できる大きさとする。なお、ねじ止めに限らず、電磁的手段などを用いてブラケット７５ａを保持板８９に固定するようにしてもよい。
【００６９】
このように、駆動軸８２を回転可能に保持板８９に固定することで、駆動軸８２回転時の振動を抑制することができ、バンディングなどの異常画像を抑制することができる。
【００７０】
プロセスカートリッジ１をプリンタ本体から取り出すには、図示しない前ドアを開いて、プロセスカートリッジ１を手前側に引き出す。このとき、等速ジョイント７０は、オス型ジョイント７２とメス型ジョイントとに分割されて、メス型ジョイント７１がプロセスカートリッジ１とともにプリンタ本体から取り出される。このように、本実施形態においては、等速ジョイントが、軸方向の動きによってオス型ジョイント７２とメス型ジョイントとに分割される。これにより、駆動軸と現像ローラ軸との連結と、偏角の吸収とを行うことができる。これにより、駆動軸と現像ローラ軸との連結手段と、偏角の吸収を行う偏角吸収機構をそれぞれ備えるものに比べて、部品点数を削減することができ、装置のコストダウンを図ることが可能となる。
【００７１】
このようにプロセスカートリッジ１をプリンタ本体外に取り出してから、面板１１、１８を感光体２と現像ユニット５から取り外すことによって、感光体２と現像ユニット５を分離することができる。
【００７２】
なお、プロセスカートリッジ１には、図示していないガイド溝が形成され、装置本体には、同じく図示していないガイドレールが設けられており、プロセスカートリッジ１を手前側に引き出し、または奥側に押し込むとき、ガイド溝がガイドレールに嵌合し、そのガイドレールに沿って摺動する。
【００７３】
次に、変形例について説明する。
【００７４】
［変形例１］
図１２は、変形例１の画像形成装置の要部構成図である。
図に示すように、この変形例１の画像形成装置においては、駆動軸８２を、保持機構８７を介して本体側板９１と補助支持部材８８とに回転可能に保持し、軸受８４を介して保持板８９に回転可能に嵌合したものである。この変形例１の画像形成装置においても、図１２（Ｂ）に示すように、現像ローラ軸５ｊと駆動軸８２との間に軸心ずれが生じても、保持機構８７が弾性変形して、駆動軸８２が軸受８４の嵌合位置を中心にして傾き、オス型ジョイント７２の球体保持部７２ａが、メス型ジョイント７１の環状空間７１ｄに組み込まれる。
この変形例１においては、駆動軸８２を、軸受８４を介して本体側板９１と補助支持部材８８とに回転可能に嵌合したものに比べて、駆動軸８２軸受８４との嵌合位置を、駆動軸８２のプロセスカートリッジ側先端から離れた位置に設けることができる。これにより、先の図９に示した構成に比べて、駆動軸８２の傾き量を小さくすることができる。よって、軸心ずれが大きくても、等速ジョイント７０が現像ローラ軸５ｊを等速回転することができる許容偏角の範囲内に、駆動軸８２の傾きを抑えることができる。
【００７５】
［変形例２］
図１３は、変形例２の画像形成装置の概略構成図である。
変形例２の画像形成装置は、ドラム軸が本体側に固定されており、感光体のフランジの中心に設けられたドラム軸孔にドラム軸を挿入することで、プロセスカートリッジの位置決めを行うものである。
この変形例１の画像形成装置は、感光体２の奥側フランジ２ｂには、ドラム軸孔２ｄと、そのフランジ２ｂの外面に、ドラム軸孔２ｄを中心としピッチ面が円錐の凹ギア１１１とが設けられている。また、手前側フランジ２ｃには、ドラム軸孔２ｅが設けられている。感光体２は位置決めされずに面板１１、１８に保持されている。
【００７６】
本体側板９１には、ドラム軸２ａが軸受９０を介して回転自在に支持されており、ドラム軸２ａは、カップリングなどの連結手段９３によって駆動モータ８１のモータ軸８１ａと直線状に連結されている。また、ドラム軸２ａには、第１プーリ８６と、ピッチ面が円錐の凸ギア１１１と軸受１５とが固定されている。
【００７７】
プロセスカートリッジ１を装着すると、図１３に示すように、ドラム軸２ａが感光体２を貫通するとともに、凹ギア１１１と凸ギヤ１１０とが嵌合し、感光体２が、位置決めされる。これにより、感光体２の中心軸線と現像ローラ５ｇの中心軸線との間の距離が正しく規制される。同時に、面板１１の被位置決め部たる嵌合枠１１ａがドラム軸２ａ上の位置決め部たる軸受１５と嵌合して、プロセスカートリッジ１の位置決めがなされる。
この変形例２の構成においても、感光体２のドラム軸２ａを基準としてプロセスカートリッジ１のプリンタ本体に対する位置決めがなされるため、駆動軸８２の軸中心と、現像ローラ軸５ｊの軸中心がずれる。しかし、駆動軸８２のプロセスカートリッジ側先端をラジアル方向に移動可能となるように駆動軸８２を支持しているので、駆動軸８２と現像ローラ軸との軸心ずれがあっても、駆動軸８２が傾いて、駆動軸と現像ローラ軸とを連結させることができる。しかも、連結手段として、等速ジョイントを用いているので、駆動軸が傾いて（偏角が生じて）いても、現像ローラを等速で回転させることができる。これにより、現像ローラの回転ムラを抑制することができ、濃度ムラのない良好な画像を得ることができる。
【００７８】
また、上述では、プロセスカートリッジの被駆動ユニットである現像ユニットの現像ローラの現像ローラ軸と、駆動軸との連結手段を等速ジョイントとしたものについて説明したが、例えば、帯電ユニットの帯電ローラの帯電ローラ軸と装置本体側の駆動軸とを連結する連結手段として等速ジョイントを設けてもよい。また、潤滑材塗布ローラの塗布ローラ軸と装置本体側の駆動軸とを連結する連結手段として等速ジョイントを設けてもよい。また、プロセスカートリッジに限らず、定着ユニットに本発明を適用することもできる。
【００７９】
図１４は、定着ユニット６０の概略構成図である。
図１４に示す定着ユニット６０のケース内部の構成は、上述したので、ここでは、要部のみを説明する。
ケース６０ａの内部に配置された駆動ローラ６６の軸６６ａには、ローラギヤ６６ｂが固定されており、ローラギヤ６６ｂには、ケース６０ａの側面に回転可能に支持された従動軸６６ｂに固定された従動ギヤ６０ｃが噛合っている。この従動軸６０ｂの先端には、等速ジョイント７０のメス型ジョイント７１が同心上に固定されている。また、駆動ローラ６６の軸６６ａの一端は、プリンタ本体の前側板９５に着脱自在に取り付けられた面板９５ａに回転自在に支持されており、他端は、奥側板９６の孔９６ａに回転自在に軸受６６ｂを介して支持されている。
【００８０】
駆動装置１６０は、画像形成装置本体の奥側板９６に固定されており、保持板１６１と、駆動源たる駆動モータ１６２と、伝達機構部１６３と、駆動軸１６４とを有している。駆動モータ１６２は、保持板１６１に固定されている。伝達機構部１６３は、伝動ギヤ１６３ａと、駆動プーリ１６３ｃと、従動プーリ１６３ｄと、タイミングベルト１６３ｅとを備えている。伝動ギヤ１６３ａは、保持板１６１と奥側板９６に回転自在に支持された回転軸１６３ｂに固定されており、駆動モータ１６２から延びる駆動ギヤ１６２ａと噛合っている。また、この回転軸１６３ｂには、駆動プーリ１６３ｃが固定されており、タイミングベルト１６３ｅは、駆動プーリ１６３ｃと従動プーリ１６３ｄとに張架されている。従動プーリ１６３ｄは、保持板１６１と奥側板９６とに回転自在に支持された駆動軸１６４に固定されている。駆動モータ１６２の回転は、出力ギア１６２ａ、伝動ギア１６３ａ、回転軸１６３ｂ、駆動側プーリ１６３ｃ、タイミングベルト１６３ｅ及び従動側プーリ１６３ｄを介して駆動軸１６４に伝えられる。
また、駆動軸１６４の定着ローラ側端部には、等速ジョイントのオス型ジョイント７２が同心上に固定されている。駆動軸１６４は、上述した保持機構８７を介して回転自在に保持板１６１に保持され、軸受８４を介して奥側板９６に回転可能に嵌合されている。
【００８１】
図１４に示すように、定着ユニット６０を装置本体に装着するとき、駆動ローラ６６の軸６６ａに固定された軸受６６ｂが奥側板９６の孔９６ａに嵌合することで、定着ユニット６０が装置本体に対して位置決めされる。このとき、公差の積み上げで従動軸６０ｂの軸中心と、駆動軸１６４の軸中心とがずれても、駆動軸１６４が、軸受８４との嵌合位置を中心にして傾いて、オス型ジョイントの一部がメス型ジョイントの環状空間に組み込まれる。これにより、駆動軸と従動軸との連結がなされる。また、等速ジョイントで駆動軸と従動軸とを連結するので、駆動軸に偏角が生じていても、駆動ローラを等速で回転させることができる。これにより、定着ムラなどの異常画像を抑制することができる。
【００８２】
また、本発明は、中間転写タンデム方式のカラー画像形成装置に限られない。
例えば、図１５に示すように、直接転写タンデム方式のカラー画像形成装置にも適用できる。また、図１６に示すように、中間転写タンデム方式の電子写真式カラー画像形成装置における中間転写ベルト４１に代えてドラム状の中間転写体１４１を用いたカラー画像形成装置にも本発明を適用することができる。さらに、図１７に示すように、上述したようなプロセスカートリッジ１を１つ備え、そのプロセスカートリッジ１の感光体２に画像を形成してその画像を転写ローラ５０で転写して記録材に画像を記録する直接転写タイプのモノクロ画像形成装置にも、本発明を適用することができる。
【００８３】
以上、本実施形態の画像形成装置によれば、感光体２の軸中心を基準にして装置本体に対して位置決めされるプロセスカートリッジ１に装着されている現像ユニット５の回転体たる現像ローラの被駆動軸たる現像ローラ軸にメス型ジョイントが取り付けられている。メス型ジョイントは、一端が開口する環状空間を有し、その環状空間の外壁面と内壁面の少なくとも一方に軸方向に延びるトラック溝を周方向に等間隔で複数形成している。また、駆動源たる駆動モータから駆動力を受けて回転駆動する駆動軸にオス型ジョイントが取り付けられている。オス型ジョイントは、トラック溝に沿って転動可能なボールを保持する球体保持部を有している。駆動軸のプロセスカーカートリッジ側端部がラジアル方向に移動可能なように駆動軸は、装置本体に支持されている。
このような構成を有することで、駆動軸の軸心と被駆動軸たる現像ローラ軸の軸心とがずれていても、駆動軸が傾いて、オス型ジョイントの球体保持部がメス型ジョイントの環状空間に組み込まれて、ボールがトラック溝と係合する。このように、駆動軸の軸心と被駆動軸たる現像ローラ軸の軸心とがずれていても、駆動軸が傾いて、駆動軸と現像ローラ軸とを連結することができ、駆動軸に伝達された駆動力を現像ローラ軸に伝達することができる。また、駆動軸が傾いて、偏角が生じても、ボールがトラック溝に沿って軸方向に転動することで、偏角による速度変動成分を吸収して、被駆動軸を等速で回転させることができる。これにより、現像ローラに回転ムラが生じることがなく、濃度ムラのない良好な画像を得ることができる。また、オス型ジョイントとメス型ジョイントのみで、現像ローラ軸と駆動軸との連結と、偏角の吸収とを行うことができ、図２２に示した構成に比べて、部品点数を削減することができる。これにより、装置の簡素化、部品点数削減分のコストダウンを図ることができる。
【００８４】
また、本実施形態によれば、メス型ジョイントとオス型ジョイントとを摺動性のある樹脂で形成した。このように構成することで、グリースなどの潤滑剤を環状空間内に充填しなくても、メス型ジョイント７１のトラック溝に沿ってボール７３を、スムーズに摺動させることができる。これにより、金属材料で形成していた従来の構成に比べて動作音を小さくすることもできる。
【００８５】
また、ボールを摺動性のある樹脂で形成しても、上述同様、グリースなどの潤滑剤を環状空間内に充填しなくても、メス型ジョイント７１のトラック溝に沿ってボール７３を、スムーズに摺動させることができる。もちろん、ボール、メス型ジョイント、オス型ジョイントを摺動性のある樹脂で形成してもよい。
【００８６】
また、本実施形態によれば、プロセスカートリッジが装置本体に対してラジアル方向に位置決めされてから、オス型ジョイントの一部が、メス型ジョイントの環状空間内に組み込まれる構成とした。このような構成とすることで、オス型ジョイントの一部が、メス型ジョイントの環状空間内に組み込まれた後に、プロセスカートリッジが装置本体に対してラジアル方向に位置決めされるものに比べて、オス型ジョイントをメス型ジョイントに組み込む際の、ラジアル方向のずれを低減することができる。
【００８７】
また、オス型ジョイントよりも耐久寿命の短いメス型ジョイントを被駆動軸に取り付ける。これにより、プロセスカートリッジを装置本体から取り出すことで、メス型ジョイントの交換を行うことができ、オス型ジョイントを被駆動軸に取り付けた場合に比べて、メンテナンス性を上げることができる。
【００８８】
また、ユニットがプロセスカートリッジであるので、現像ローラや感光体などを等速で回転させることができ、濃度ムラやバンディングのない良好な画像を得ることができる。
【００８９】
また、駆動モータの駆動力を感光体に伝達するための感光体駆動軸と、感光体駆動軸に固定される第１プーリと、駆動軸に固定される第２プーリと、これらのプーリに巻回される無端状ベルト部材たるタイミングベルトとを有する構成とした。このように構成することで、駆動軸が傾いて被駆動軸と連結して第２プーリの位置が変動したときに、タイミングベルトが第２プーリの位置変動を吸収することができる。これにより、感光体駆動軸に伝達された駆動力を駆動軸に伝達するためにギアの噛み合いで行うもののように、駆動軸が傾いて被駆動軸と連結して第２プーリの位置が変動したときに、歯同士が強く当るなどして破損することがない。
【００９０】
また、本実施形態によれば、駆動軸をラジアル方向に移動可能に保持する保持機構を備えることで、駆動軸のプロセスカートリッジ先端をラジアル方向に移動可能に駆動軸を装置本体に支持することができる。これにより、駆動軸が傾いて被駆動軸と連結しても、駆動軸にかかる応力が低減でき、駆動軸の変形を抑制することができる。
【００９１】
また、保持機構は、駆動軸を弾性保持することで、駆動軸を安定的に装置本体に支持することができる。
【００９２】
また、保持機構を、柔軟部材で形成することで、駆動軸を安定的に装置本体に支持することができる。
【００９３】
また、ユニットを装置本体に装着後、駆動軸を固定する固定手段を備えたことで、駆動伝達時の駆動軸の振動を抑制することができ、バンディングなどの異常画像が生じるのを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９４】
【図１】実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。
【図２】プロセスカートリッジを示す拡大構成図。
【図３】（Ａ）は、プロセスカートリッジを装置本体の奥側から見たときの正面図。（Ｂ）は、プロセスカートリッジを装置本体の奥側から見たときの斜視図。
【図４】プロセスカートリッジを装置本体に装着したときの概略構成図。
【図５】プリンタ本体にプロセスカートリッジを装着する前の概略構成図である。
【図６】保持機構の構成例を示す概略構成図。
【図７】駆動装置を本体側板に取り付ける様子を説明する図。
【図８】（Ａ）は、等速ジョイントの軸方向断面図。（Ｂ）は、Ａ−Ａ方向断面図。
【図９】（Ａ）は、オス型ジョイントがメス型ジョイントに挿入される前の概略構成図。（Ｂ）は、オス型ジョイントがメス型ジョイントに挿入されたときの概略構成図。
【図１０】駆動軸に偏角が生じると、第２駆動プーリの位置が変動する様子を説明する図。
【図１１】保持機構に固定手段を取り付けた構成を示す図。
【図１２】変形例１の画像形成装置の要部構成図。
【図１３】変形例２の画像形成装置の要部構成図。
【図１４】定着ユニット付近の画像形成装置の概略構成を示す図。
【図１５】直接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置を示す図。
【図１６】中間転写ドラムを用いた中間転写方式のタンデム型カラー画像形成装置を示す図。
【図１７】モノクロ画像形成装置を示す図。
【図１８】従来の画像形成装置において、プロセスカートリッジを装置本体に装着する前の状態を示す概略構成図。
【図１９】従来の画像形成装置において、プロセスカートリッジを装置本体に装着した状態を示す概略構成図。
【図２０】特許文献１に記載のカップリングの構成を示す図。
【図２１】駆動軸の軸心と被駆動軸の軸心とがずれたときにおける駆動ピンのカップリングとの係合の様子を示す図。
【図２２】連結機構と偏角吸収機構とを設けたカップリングを示す図。
【符号の説明】
【００９５】
１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ  プロセスカートリッジ
２Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ  感光体
３  クリーニングユニット
４  帯電ユニット
５  現像ユニット
５ｇ  現像ローラ
５ｊ  現像ローラ軸
６  潤滑剤塗布ユニット
１１  奥側面板
１３  従基準孔
１４  カートリッジ従基準ピン
１８  手前側面板
２０  光書込ユニット
４０  転写ユニット
４１  中間転写ベルト
４２  ベルトクリーニングユニット
４５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ  １次転写ローラ
６０  定着ユニット
６１  加圧ローラ
６２  定着ベルトユニット
６３  加熱ローラ
６６  駆動ローラ
７０  等速ジョイント
７１  メス型ジョイント
７２  オス型ジョイント
７３  ボール
７５  固定手段
８０  駆動装置
８１  駆動モータ
８２  駆動軸
８３  第２プーリ
８５  タイミングベルト
８６  第１プーリ
８７  保持機構
８８  補助支持部材
８９  保持板
９１  本体側板
【図１】
0005053743.tif 000002
【図２】
0005053743.tif 000003
【図３】
0005053743.tif 000004
【図４】
0005053743.tif 000005
【図５】
0005053743.tif 000006
【図６】
0005053743.tif 000007
【図７】
0005053743.tif 000008
【図８】
0005053743.tif 000009
【図９】
0005053743.tif 000010
【図１０】
0005053743.tif 000011
【図１１】
0005053743.tif 000012
【図１２】
0005053743.tif 000013
【図１３】
0005053743.tif 000014
【図１４】
0005053743.tif 000015
【図１５】
0005053743.tif 000016
【図１６】
0005053743.tif 000017
【図１７】
0005053743.tif 000018
【図１８】
0005053743.tif 000019
【図１９】
0005053743.tif 000020
【図２０】
0005053743.tif 000021
【図２１】
0005053743.tif 000022
【図２２】
0005053743.tif 000023