JP3913006B2 - 電子写真画像形成装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば電子写真複写機や電子写真プリンター等の電子写真画像形成装置に使用されるプロセスカートリッジ、そしてこれらを用いる電子写真画像形成装置及び電子写真感光体ドラム及び駆動伝達カップリングに関する。
【０００２】
ここで、電子写真画像形成装置とは、電子写真画像形成プロセスを用いて記録媒体に画像を形成するものである。
【０００３】
例えば、電子写真複写機、電子写真プリンター（ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンターなど）、電子写真ファクシミリ装置、および、電子写真ワードプロセッサーなどが含まれる。
【０００４】
ここで、プロセスカートリッジとは、帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少なくとも一つと、画像担持体である電子写真感光体ドラムを一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。また、現像装置とは、トナー収容部と現像手段を一体的にカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものである。
【０００５】
【従来の技術】
従来、電子写真感光体及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段等を一体にまとめてカートリッジ化し、このカートリッジを画像形成装置本体に着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されている。
【０００６】
このカートリッジ方式により操作性が一層向上され、上記プロセス手段のメンテナンスをユーザ自身が容易に行うことが可能となった。そこで、このカートリッジ方式は電子写真画像形成装置において広く用いられている。
【０００７】
また、プロセス手段を、寿命が長いものと短いものに分け、それぞれのプロセス手段をカートリッジ化し、主要プロセス手段の寿命に則して使用できるカートリッジ構成も実現されている。例えば、トナー収容部と現像手段を一体的に構成した現像カートリッジ、または電子写真感光体及び帯電手段、クリーニング手段を一体的に構成したドラムカートリッジなどが採用されている。
【０００８】
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。
【０００９】
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方式、又は、４ドラム方式カラー画像形成装置と呼ぶ。
【００１０】
この方式において、課題になるのは、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、カラー画像の（４）高画質化として求められる各感光体ドラムで作像される作像点の目標（理想）位置から位置ズレが発生しやすいことである。
【００１１】
本明細書において目標位置からの位置ズレによって発生する各色間の相対位置ズレを各色間の色ずれ（例えば、ブラック−シアン間の色ずれ）と呼ぶ。
【００１２】
タンデム方式では、各色間の色ずれを最小化するために、様様な対策を講じている。
【００１３】
例えば、各色の作像点の位置を測定し、位置補正する制御方法や、画像形成部の感光体ドラムの回転変動を抑えるようにドラム駆動軸上に回転変動を測定するロータリーエンコーダー等を配置して駆動モーターを制御する方法、更に、感光体ドラムから転写する転写ベルト等の回転ムラを抑える制御方法等がある。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明が解決しようとする課題は、カラー画像形成装置の色ずれを抑える対策を更に講じたものである。画像形成部のカートリッジ化を行いユーザビリティを向上させながら、画像形成装置のドラム駆動方式で回転変動を最小に抑えた本体駆動軸から、プロセスカートリッジの感光体ドラムに回転を伝達するカップリング方法について、より、精度良く、駆動伝達性を向上した駆動伝達方式を提供するものである。特に、本体ドラム駆動軸とカートリッジ化した感光体ドラム軸の軸中心線が、それぞれを構成支持する組立部品の部品公差本体剛性に係る本体フレームの変形により、同軸上に位置決めしても、微小に傾くことがある。この傾き量が大きくなると、本体ドラム駆動軸と感光体ドラムの回転変動が生じる。その結果、各色の感光体ドラムがそれぞれ回転変動を生じ、前述の色ずれ大きくなる恐れがある。本発明ではこのような部品のばらつきによる駆動軸と感光体ドラムの傾きが生じても、本体ドラム駆動軸と感光体ドラムとの回転変動を最小に抑え、その結果として各色間の色ずれを抑えた高画質のカラー画像を形成できる駆動伝達カップリング、電子写真感光体ドラム、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
主要な本発明は請求項と対応する番号を付して示せば以下のとおりである。
【００１６】
本出願に係る第１の発明は、記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
（ａ）モータと、
（ｂ）電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向の一端側に設けられた、前記電子写真感光体ドラムに前記駆動力を伝達するためのドラムフランジであって、前記電子写真感光体ドラムの中心軸線と同軸線上に突出して設けられた、ねじれた正三角柱のカップリング凸部と、前記中心軸線と同軸線上に設けられた中心穴と、を有するドラムフランジと、を有するプロセスカートリッジを、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向から前記電子写真画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着するためのガイドレールと、
（ｃ）前記モータからの駆動力が伝達されて回転する駆動軸と
（ｄ）前記駆動軸の軸線方向の先端側に設けられた略球体形状の位置決め部であって、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記中心穴と嵌合する支持点で、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向の一端側を支持する略球体形状の位置決め部と、
（ｅ）前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着して前記駆動軸が回転した際に、前記カップリング凸部と係合して前記カップリング凸部と前記軸線方向に引き合う、断面が正三角形のねじれた穴を有するカップリング凹部であって、前記支持点の半径方向外側で前記カップリング凸部に前記駆動力を伝達するカップリング凹部と、
を有することを特徴とする電子写真画像形成装置である。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明に係わるカラー電子写真画像形成装置を図面に沿って説明する。以下の説明で長手方向とは記録媒体５２の搬送方向に直交する方向で、電子写真感光体（以下、感光ドラム２）の軸線方向と同一な方向をいう。また、左右とは記録媒体５２の搬送方向を上からみての左右である。さらに上、下はプロセスカートリッジの装着状態における、上、下である。
【００２４】
［画像形成装置の全体の説明］
まずカラー電子写真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はカラートナー画像形成装置の一形態であるカラーレーザービームプリンタの全体構成説明図である。
【００２６】
このカラーレーザービームプリンタの画像形成部は、像担持体である感光体ドラム２を備えた４つのプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ （イエロー色、マゼンタ色、シアン色、ブラック色）と、このプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方に、各色に対応した露光手段５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋ （レーザビーム光学走査系）が夫々並列配置されている。
【００２７】
上記画像形成部の下方には、記録媒体５２を送り出す給送手段と、感光体ドラム２上に形成されたトナー像を転写する中間転写ベルト５４ａ、及び中間転写ベルト５４ａ上のトナー像を記録媒体５２に転写する２次転写ローラ５４ｄが配置されている。
【００２８】
更に、トナー画像を転写された記録媒体５２を定着する定着手段、記録媒体５２を装置外へ排出し積載する排出手段が配置されている。
【００２９】
ここで記録媒体５２としては、例えば用紙、ＯＨＰシート、あるいは布等である。
【００３０】
本実施の形態の画像形成装置はクリーナレスシステムの装置であり、感光体ドラム２上に残存した転写残トナーは現像手段に取り込んでおり、転写残トナーを回収貯蔵する専用のクリーナーはプロセスカートリッジ内には配置していない。
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。
【００３１】
［給紙部］
給紙部は、画像形成部へ記録媒体５２を給送するものであり、複数枚の記録媒体５２を積載収納した給送カセット５３ａと、給送ローラ５３ｂ、重送防止のリタードローラ５３ｃ、給送ガイド５３ｄ、レジストローラ５３ｇから主に構成される。
【００３２】
給送ローラ５３ｂは画像形成動作に応じて駆動回転し、給送カセット５３ａ内の記録媒体５２を一枚ずつ分離給送する。記録媒体５２は、給送ガイド５３ｄによってガイドされ、搬送ローラ５３ｅ，５３ｆを経由してレジストローラ５３ｇに搬送される。
【００３３】
記録媒体５２が搬送された直後は、レジストローラ５３ｇは回転を停止しており、このニップ部に突き当たることにより記録媒体５２は斜行が矯正される。
【００３４】
画像形成動作中にレジストローラ５３ｇは、記録媒体５２を静止待機させる非回転の動作と、記録媒体５２を中間転写ベルト５４ａ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トナー像と記録媒体５２との位置合わせを行う。
【００３５】
［プロセスカートリッジ］
プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、像担持体である感光体ドラム２の周囲に、帯電手段と現像手段を配置し、一体的に構成している。そして、このプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは装置本体１００に対して、ユーザが容易に取り外しでき、感光体ドラム２が寿命に至った場合に交換する。
【００３６】
本実施の形態においては、例えば、感光体ドラム２の回転回数をカウントし、所定カウント数を越えた場合に、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが寿命に至ったことを報知するようにしている。
【００３７】
本実施の形態の感光体ドラム２は負帯電の有機感光体で、直径約３０ｍｍのアルミニウム製のドラム基体上に、通常用いられる感光体層を有しており、最表層に電荷注入層を設けている。そして、所定のプロセススピード、本実施の形態では約１１７ｍｍ／ｓｅｃで回転駆動される。
【００３８】
電荷注入層は、絶縁性樹脂のバインダーに導電性微粒子として、例えばＳｎＯ２超微粒子を分散した材料の塗工層を用いている。
【００３９】
図３に示すように、感光体ドラム２の奥側端部にはドラムフランジ２ｂが固定され、手前端部には非駆動フランジ２ｄが固定されている。ドラムフランジ２ｂと非駆動フランジ２ｄの中心にはドラム軸２ａが貫通しており、ドラム軸２ａとドラムフランジ２ｂ及び非駆動フランジ２ｄは一体となって回転される。すなわち、感光体ドラム２はドラム軸２ａの軸を中心に回転される。このため、例えばドラム軸２ａの直径をわたって設けた貫通穴に嵌入固定したピン２ｉの両端を非駆動フランジ２ｄに設けた半径方向の溝に密に嵌入して非駆動フランジ２ｄとドラム軸２とを固定してある。
【００４０】
ドラム軸２ａの手前側端部は軸受２ｅに回転自在に支持され、軸受２ｅは軸受ケース２ｃに対して固定されている。そして軸受ケース２ｃはプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのフレーム１ａに対して固定されている。
【００４１】
［帯電手段］
帯電手段は接触帯電方法を用いたものである。本実施の形態においては、帯電部材として帯電ローラ３ａを用いている。
【００４２】
図２に示すように、この帯電ローラ３ａは芯金３ｂの両端部をそれぞれ不図示の軸受部材により回転自在に保持させると共に、押しバネ３ｄによって感光体ドラム方向に付勢して感光体ドラム２の表面に対して所定の押圧力をもって圧接させており、感光体ドラム２の回転に従動して回転する。
【００４３】
３ｃは帯電ローラクリーニング部材であり、本実施の形態では可撓性を持つクリーニングフィルム３ｅである。このクリーニングフィルム３ｅが帯電ローラ３ａの長手方向に並行に配置され、かつ同長手方向に対し一定量の往復運動をする支持部材３ｆに一端を固定され、自由端側近傍の面において帯電ローラ３ａと接触ニップを形成するように配置されている。支持部材３ｆが図示しない駆動手段により長手方向に一定量往復駆動されて帯電ローラ表面がクリーニングフィルム３ｅで摺擦される。これにより帯電ローラ表面の付着物（微粉トナー、外添剤など）の除去がなされる。
【００４４】
なお本実施の形態の画像形成装置はクリーナレスシステムを採用している。このクリーナレスシステムに関して説明する。
【００４５】
［クリーナレスシステム］
本実施の形態の画像形成装置におけるクリーナレスシステムの概要をまず説明すると、転写後の感光体ドラム２上の転写残トナーを、引き続く感光体ドラム２の回転に伴い帯電部ａ、露光部ｂを通過させ現像部ｃに持ち運び、現像装置４により現像同時クリーニング（回収）するものである。
【００４６】
感光体ドラム２面上の転写残トナーは露光部ｂを通るので露光工程はその転写残トナー上からなされるが、転写残トナーの量は少ないため、大きな影響は現れない。
【００４７】
ただ転写残トナーには正規極性のもの、逆極性のもの（反転トナー）、帯電量が少ないものが混在しており、その内の反転トナーや帯電量が少ないトナーが帯電部ａを通過する際に帯電ローラ３ａに付着することで帯電ローラ３ａが許容以上にトナー汚染して帯電不良を生じる事になる。
【００４８】
また感光体ドラム面上の転写残トナーの現像装置４による現像同時クリーニングを効果的に行わせるためには、現像部ｃに持ち運ばれる感光体ドラム上の転写残トナーの帯電極性が正規極性であり、かつその帯電量が現像装置４によって感光体ドラム２の静電潜像を現像できる帯電量である事が必要である。反転トナーや帯電量が適切でないトナーについては感光体ドラム上から現像装置４に除去・回収できず、不良画像の原因となってしまう。
【００４９】
また近年のユーザニーズの多様化に伴い、写真画像などといった高印字率の画像などの連続印字動作などにより、一度に大量の転写残トナーが発生し、上述したような問題を更に助長させてしまうのである。
【００５０】
そこで本実施の形態においては、転写部ｄよりも感光体ドラム２の周面の移動方向に関し下流側の位置において、感光体ドラム２の転写残トナーを均一化するための、転写残トナー（残留現像剤像）均一化手段３ｇを設け、この転写残トナー均一化手段３ｇよりも感光体ドラム回転方向下流側で帯電部ａよりも感光体ドラム２の周面の移動方向上流側の位置において、転写残トナーの帯電極性を正規極性である負極性に揃えるためのトナー（現像剤）帯電制御手段３ｈを設けている。
【００５１】
転写残トナー均一化手段３ｇを設けることにより、転写部ｄからトナー帯電制御手段３ｈへ持ち運ばれる感光体ドラム上のパターン上の転写残トナーはトナー量が多くても、そのトナーが感光体ドラム面に分散分布化され、非パターン化されるので、トナー帯電制御手段３ｈの一部にトナーが集中することがなくなり、該トナー帯電制御手段３ｈによる転写残トナーの全体的な正規極性帯電化処理が常に十分になされて、転写残トナーの帯電ローラ３ａへの付着防止が効果的になされる。また転写残トナー像パターンのゴースト像の発生も防止される。
【００５２】
本実施の形態では上記転写残トナー均一化手段３ｇとトナー帯電制御手段３ｈは、適度の導電性を持ったブラシ状部材であり、ブラシ部を感光体ドラム面上に接触させて配置してある。
【００５３】
またこれらの手段は、図示しない駆動源により感光体ドラム２の長手方向に移動（往復運動）するようになっている。このようにすることで、転写残トナー均一化手段３ｇとトナー帯電制御手段３ｈが感光体ドラム上で同一個所に位置し続けることがなくなり、たとえばトナー帯電制御手段３ｈの抵抗ムラによる過帯電部、帯電不足部が存在したとしても、常に同じ感光体ドラム面部分で起こるわけではないため、極小的な転写残トナーの過帯電によって感光体ドラム上に融着が発生すること、また帯電不足によって帯電ローラ３ａに転写残トナーが付着することが防止あるいは緩和される。
【００５４】
［露光手段］
本実施の形態においては、上記感光体ドラム２への露光は、レーザー露光手段を用いて行っている。即ち、装置本体１００から画像信号が送られてくると、この信号に対応して変調されたレーザー光Ｌが、感光体ドラム２の一様帯電面に対して走査露光される。そして、感光体ドラム２面には画像情報に対応した静電潜像が選択的に形成される。
【００５５】
レーザー露光手段は、固体レーザー素子（不図示）、ポリゴンミラー５１ａ、結像レンズ５１ｂ、反射ミラー５１ｃ等から構成されている。入力された画像信号に基づき発光信号発生器（不図示）により固体レーザー素子が所定タイミングでＯＮ／ＯＦＦ発光制御される。固体レーザー素子から放射されたレーザー光Ｌは、コリメーターレンズ系（不図示）により略平行な光束に変換され、高速回転するポリゴンミラー５１ａにより走査される。そして、結像レンズ５１ｂ 、反射ミラー５１ｃを介して感光体ドラム２にスポット状に結像される。
【００５６】
この様に感光体ドラム２面上には、レーザー光走査による主走査方向の露光と、更に感光体ドラム２が回転することによる副走査方向の露光がなされ、画像信号に応じた露光分布が得られる。
【００５７】
即ち、レーザー光Ｌの照射及び非照射により、表面電位が落ちた明部電位と、そうでない暗部電位が形成される。そして、明部電位と暗部電位間のコントラストにより、画像情報に対応した静電潜像が形成される。
【００５８】
［現像手段］
現像手段である現像装置４は、２成分接触現像装置（２成分磁気ブラシ現像装置）であり、図２に示すように、マグネットローラ４ｂを内包した現像剤担持体である現像スリーブ４ａ上にキャリアとトナーからなる現像剤を保持している。現像スリーブ４ａには所定間隙を有して、規制ブレード４ｃが設けられ、現像スリーブ４ａの矢印方向への回転に伴い、現像スリーブ４ａ上に薄層の現像剤を形成する。
【００５９】
現像スリーブ４ａは、図３に示すように、その両側の縮径されたジャーナル部４ａ１にスペーサ４ｋを回転可能に嵌合させ、スペーサ４ｋを感光体ドラム２に圧接することで感光体ドラム２と所定間隙を有するように配置され、現像時においては現像スリーブ４ａ上に形成された現像剤が、感光体ドラム２に対して接触する状態で現像できるように設定されている。現像スリーブ４ａは現像部において感光体ドラム２の周面の移動方向に対してカウンター方向に周面が移動するように矢示の時計方向に所定の周速度で回転駆動される。
【００６０】
本実施の形態において用いたトナーは、平均粒径６μｍのネガ帯電トナーを用い、磁性キャリアとしては飽和磁化が２０５ｅｍｕ／ｃｍ3 の平均粒径３５μｍの磁性キャリアを用いた。また、トナーとキャリアを重量比６：９４で混合したものを現像剤として用いている。
【００６１】
現像剤が循環している現像剤収納部４ｈは、両端部を除いて長手方向の隔壁４ｄで２つに仕切られている。そして、撹拌スクリュー４ｅＡ，４ｅＢがこの隔壁４ｄを挟んで配置されている。
【００６２】
トナー補給容器から補給されたトナーは、図３に示すように、撹拌スクリュー４ｅＢの奥側に落下し、長手方向の前側に送られながら撹拌され、前側端の隔壁４ｄのない部分を通過する。そして、撹拌スクリュー４ｅＡで更に長手方向の奥側に送られ、奥側の隔壁４ｄのない部分を通り、撹拌スクリュー４ｅＢで送られながら撹拌され、循環を繰り返している。
【００６３】
ここで感光体ドラム２に形成された静電潜像を、現像装置４を用いて２成分磁気ブラシ法により顕像化する現像工程と現像剤の循環系について説明する。
【００６４】
現像スリーブ４ａの回転に伴い、現像剤収納部内の現像剤がマグネットローラ４ｂの汲み上げ極で現像スリーブ４ａ面に汲み上げられて搬送される。
【００６５】
その搬送される過程において、現像剤は現像スリーブ４ａに対して垂直に配置された規制ブレード４ｃによって層厚が規制され、現像スリーブ４ａ上に薄層現像剤が形成される。薄層現像剤が現像部ｃに対応する現像極に搬送されると、磁気力によって穂立ちが形成される。感光体ドラム２面の静電潜像は、この穂状に形成された現像剤中のトナーによってトナー像として現像される。本例においては、静電潜像は反転現像される。
【００６６】
現像部ｃを通過した現像スリーブ４ａ上の薄層現像剤は引き続き現像スリーブ４ａの回転に伴い現像剤収納部内に入り、搬送極の反発磁界によって現像スリーブ４ａ上から離脱して現像剤収納部内の現像剤溜りに戻される。
【００６７】
現像スリーブ４ａには、不図示の電源から直流（ＤＣ）電圧および交流（ＡＣ）電圧が印加される。本実施の形態では、−５００Ｖの直流電圧と、周波数２０００Ｈｚでピーク間電圧１５００Ｖの交流電圧が印加され、感光体ドラム２の露光部にのみ選択的に現像している。
【００６８】
一般に２成分現像法においては交流電圧を印加すると現像効率が増し画像は高品位になるが、逆にかぶりが発生しやすくなるという危険も生じる。このため、通常、現像スリーブ４ａに印加する直流電圧と感光体ドラム２の表面電位間に電位差を設けることによって、かぶりを防止することを実現している。より具体的には、感光体ドラム２の露光部の電位と非露光部の電位との間の電位のバイアス電圧を印加している。
【００６９】
現像によりトナーが消費されると、現像剤中のトナー濃度が低下する。本実施の形態では、撹拌スクリュー４ｅＢの外周面に近接した位置にトナー濃度を検知するセンサー４ｇを配置している。現像剤内のトナー濃度が所定の濃度レベルよりも低下したことをセンサー４ｇで検知すると、トナー補給容器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋから現像装置４内にトナーを補給する命令が出される。このトナー補給動作により現像剤のトナー濃度が常に所定のレベルに維持管理される。
【００７０】
［トナー補給容器］
トナー補給容器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの上方に並列配置されており、装置本体１００正面より装着される。
【００７１】
図２に示すように、トナー補給容器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ（代表符号５）の容器本体５ｇの内部に撹拌軸５ｃに固定された撹拌板５ｂとスクリュー５ａが配置され、容器底面にはトナーを排出する排出開口部５ｆが形成されている。この排出開口部５ｆはプロセスカートリッジ１のトナー補給口１ｂを介して現像剤収納部４ｈに通じている。『スクリュー５ａと撹拌軸５ｃは図１６に示すように、その両端を軸受５ｄで回転可能に支持され、片方の最端部には駆動カップリング（凹）５ｅが配置されている。駆動カップリング（凹）５ｅは装置本体の駆動伝達カップリング（凸）６２ｂから駆動伝達を受け、回転駆動される。スクリュー５ａの外形部は、らせんリブ形状となっており、排出開口部５ｆを中心に、らせんのねじれ方向を反転させている。駆動伝達カップリング（凸）６２ｂの回転により、所定の回転方向にスクリューは回転される。そして、排出開口部５ｆに向かってトナーは搬送され、排出開口部５ｆの開口よりトナーを自由落下させ、プロセスカートリッジにトナーを補給する。撹拌板５ｂの回転半径方向の先端部は傾斜しており、トナー補給容器５の壁面と摺接する際には、上記先端部はある角度をもって当接される。具体的には、撹拌板５ｂの先端側はねじられて、らせん状態になる。このように、撹拌板５ｂの先端側がねじれ傾斜することにより軸方向への搬送力が発生し、トナーが長手方向に送られる。』
なお、本実施の形態のトナー補給容器は、２成分現像法に限らず、１成分現像法を用いるプロセスカートリッジまたは現像カートリッジにおいても補給可能であり、またトナー補給容器内に収納される粉体は、トナーだけに限らず、トナー及び磁性キャリアが混合された、いわゆる現像剤であってもよい。
【００７２】
［転写手段］
転写手段である中間転写ユニット５４は、感光ドラム２から順次に１次転写されて重ねられた複数のトナー像を、一括して記録媒体５２に２次転写するものである。
【００７３】
図１に示すように中間転写ユニット５４は、矢印方向に走行する中間転写ベルト５４ａを備えており、矢印の時計方向に感光体ドラム２の外周速度と略同じ周速度で走行している。この中間転写ベルト５４ａは、周長約９４０ｍｍの無端状ベルトであり、駆動ローラ５４ｂ、２次転写対向ローラ５４ｇ、従動ローラ５４ｃの３本のローラにより掛け渡されている。
【００７４】
さらに、中間転写ベルト５４ａ内には、転写帯電ローラ５４ｆＹ，５４ｆＭ，５４ｆＣ，５４ｆＫ が夫々感光体ドラム２の対向位置に回転可能に配置され、感光体ドラム２の中心方向に加圧されている。
【００７５】
転写帯電ローラ５４ｆＹ，５４ｆＭ，５４ｆＣ，５４ｆＫ は不図示の高圧電源より給電され、中間転写ベルト５４ａの裏側からトナーと逆極性の帯電を行い、感光体ドラム２上のトナー像を順次中間転写ベルト５４ａの上面に１次転写する。
【００７６】
２次転写部には転写部材として２次転写ローラ５４ｄが、２次転写対向ローラ５４ｇに対向した位置で中間転写ベルト５４ａに圧接している。２次転写ローラ５４ｄは、図示上下に揺動可能で且つ回転する。この時同時に中間転写ベルト５４ａには、バイアスが印加されるので中間転写ベルト５４ａ上のトナー像は記録媒体５２に転写される。
【００７７】
ここで中間転写ベルト５４ａと２次転写ローラ５４ｄは各々駆動されている。記録媒体５２が２次転写部に突入すると、所定のバイアスが２次転写ローラ５４ｄに印加され、中間転写ベルト５４ａ上のトナー像は記録媒体５２に２次転写される。
【００７８】
この時、両者に挟まれた状態の記録媒体５２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５６にむけて搬送される。
【００７９】
転写工程の最下流側である中間転写ベルト５４ａの所定位置には、中間転写ベルト５４ａの表面に接離可能なクリーニングユニット５５が設けてあり、２次転写後に残った転写残トナーを除去する。
【００８０】
クリーニングユニット５５内には、転写残トナーを除去するためのクリーニングブレード５５ａが配置されている。クリーニングユニット５５は不図示の回転中心で揺動可能に取りつけられており、クリーニングブレード５５ａは中間転写ベルト５４ａに食い込む方向に圧接している。クリーニングユニット５５内に取りこまれた転写残トナーは、送りスクリュー５５ｂにより除去トナータンク（不図示）へ搬送され貯蔵される。
【００８１】
ここで中間転写ベルト５４ａとしてはポリイミド樹脂からなるものを用いることができる。その他の材質としてはポリイミド樹脂に限定されるものではなく、ポリカーボネイト樹脂や、ポリエチレンテレフタレート樹脂、ポリフッ化ビニリデン樹脂、ポリエチレンナフタレート樹脂、ポリエーテルエーテルケトン樹脂、ポリエーテルサルフォン樹脂、ポリウレタン樹脂などのプラスチックや、フッ素系、シリコン系のゴムを好適に用いることができる
［定着部］
前記現像手段によって感光体ドラム２に形成されたトナー像は、中間転写ベルト５４ａを介して記録媒体５２上に転写される。そして、定着器５６は、記録媒体５２に転写されたトナー像を熱を用いて記録媒体５２に定着させる。
【００８２】
図１に示すように、定着器５６は、記録媒体５２に熱を加えるための定着ローラ５６ａと記録媒体５２を定着ローラ５６ａに圧接させるための加圧ローラ５６ｂを備えており、各ローラは中空ローラである。その内部にそれぞれヒータ（不図示）を有している。そして、回転駆動されることによって同時に記録媒体５２を搬送する。
【００８３】
即ちトナー像を保持した記録媒体５２は定着ローラ５６ａと加圧ローラ５６ｂ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像が記録媒体５２に定着される。定着後の記録媒体５２は、排出ローラ５３ｈ，５３ｊにより排出され、装置本体１００上のトレー５７に積載される。
【００８４】
［プロセスカートリッジの装着］
次に、プロセスカートリッジ１の装着手順を図２、図３、図４を用いて説明する。装置本体１００の正面には、開閉自在な不図示の前ドアが配置されており、この前ドアを手前に開くと、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ及びトナー補給容器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを挿入する開口部が露出される。
【００８５】
図４に示すようにプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを挿入する開口部１００ａには、回動可能に支持された開閉部材である芯決め板１０７が配置されており、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを挿抜する場合は、この芯決め板１０７を開口部１００ａから開放した後に行う。芯決め板１０７は装置本体１００の前側板１０２に水平方向に設けたヒンジ（不図示）によって前側板１０２にその下縁が枢着されてる。
【００８６】
装置本体１００内には、図２に示すようにプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの装着を案内するガイドレール６０と、トナー補給容器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの装着を案内するガイドレール６１が固定されている。一方、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋにはガイドレール６０に係合するガイド部１ｍが設けてある。また、トナー補給容器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにはガイドレール６１に係合するガイド部５ｇ１が設けてある。
【００８７】
プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ及びトナー補給容器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋの装着方向は、感光体ドラム２の軸線方向と平行な方向であり、ガイドレール６０，６１も同様な方向に配置されている。プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ及びトナー補給容器５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋは、一旦、ガイド部１ｍ，５ｇ１を上記ガイドレール６０，６１に沿って滑動して装置本体１００内の手前から奥側に挿入される。
【００８８】
プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋが最奥部まで挿入されると、図３に示すようにドラムフランジ２ｂの中心穴２ｆに装置本体１００のドラム駆動軸６６が挿入され、感光体ドラム２の奥側の回転中心位置が装置本体１００に対して決められる。このドラム駆動軸６６は装置本体１００の駆動軸となっている。またこれと同時にドラムフランジ２ｂに形成された駆動伝達カップリング２ｇと駆動伝達カップリング（凹）６２ａが連結され、感光体ドラム２の回転駆動が可能となる。本発明で用いた駆動力受け部となる駆動伝達カップリング２ｇはねじれた三角柱形状の凸部をなしており、駆動部側の駆動伝達カップリング６２ａはこのねじれた三角柱形状の凸部にゆるく嵌合するねじれた三角柱形状の穴となっている。そこで、装置本体１００からの駆動力が駆動伝達カップリング６２ａに加わることで駆動が駆動伝達カップリング２ｇに伝達されると共に、感光体ドラム２を奥側に引き込む力を発生させている。
【００８９】
さらに、後側板１０１には、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを位置決めする支持ピン６３が配置されており、この支持ピン６３がプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのフレーム１ａに挿入され、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋのカートリッジ枠体であるフレーム１ａの位置が固定される。
【００９０】
装置本体１００の手前側には、回動可能な芯決め板１０７が配置されており、この芯決め板１０７に対してプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの軸受ケース２ｃが支持固定される。これら一連の挿入動作により、感光体ドラム２とプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは装置本体１００に対して位置決めされる。
【００９１】
（実施の形態１）
次に、本発明の実施の形態１を説明する。図６に示すように、ドラムフランジ２ｂの中心穴２ｆに先端の位置決め部６６ａが略球状の形状をしたドラム駆動軸６６の先端が嵌入することで感光体ドラムユニットが支持される。ここで、感光体ドラム２と、感光体ドラム２の両端に嵌入固定したドラムフランジ２ｂ、非駆動フランジ２ｄと、非駆動フランジ２ｄを貫通し、ドラムフランジ２ｂに嵌入するドラム軸２ａでもって感光体ドラムユニットを構成している。感光体ドラム２の支持点は長手方向では球状面１点で支持されている。この点を支持点という。この支持点の半径方向の外側に駆動伝達カップリング６２ａとドラムフランジ２ｂの駆動伝達カップリング２ｇの駆動伝達点が位置している。ここで、駆動伝達点とは駆動伝達カップリング２ｇと駆動伝達カップリング６２ａの長手方向係合部の中間点をいうが、詳しくは合力又は合トルクの位置をいう。本実施の形態ではドラム駆動軸６６先端が球状になっているが、カップリング駆動伝達点と長手方向で略同一位置に位置していれば球状に限定するものではない。例えば図１３のように芯決め軸６６がストレート形状であってもかまわない。
【００９２】
次に、上記構成に関連する感光体ドラム及び駆動ユニットの位置決めとなる部分の構成について、図２、図３、図４、図５、図６、図７、図８を用いて説明する。
【００９３】
図４はプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを画像形成装置１００に装着する様子を示した図である。プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋは、感光体ドラム２及び感光体ドラム２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１００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１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの着脱方向に沿ってガイドレール６０（図２参照）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１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを夫々挿入する。
【００９４】
図５、図６に示すようにプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの挿入方向奥側には複数の感光体ドラム２を駆動する駆動ユニット１０３が画像形成装置本体１００の奥側のフレームである本体後側板１０１の外側に位置決め、固定されている。
【００９５】
図５、図６は前記駆動ユニット１０３を説明する図である。
【００９６】
駆動フレーム１０４は前側板１０４ｃと後側板１０４ｂをステー１０４ｄで剛結してある。更に後側板１０４ｂにステー１０４ｅでもってエンコーダ支持板１０４ｆを剛結してある。前側板１０４ｃ、後側板１０４ｂ、エンコーダ１０４ｆは平行平板である。
【００９７】
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２を駆動する駆動部１０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｂｋがぞ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１０３Ｙ，１３０Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｂｋには駆動フレーム後側板１０４ｂ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及び大歯車４８と噛み合い前側板１０４ｃと後側板１０４ｂに両端を固定された固定軸４７ａに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６６ａを形成したドラム駆動軸６６と、ドラム駆動軸６６を支持する軸受７４ａ，７４ｂと、駆動伝達カップリング６２ａとを有する。軸受７４ｂは駆動フレーム１０４に正確な位置に固定されている。軸受７４は駆動軸６６を軸方向に移動しないように支持している。ここで、軸受７４ｂは前側板１０４ｃに固定され、軸受７４ａは後側板１０４ｂに固定されている。さらに駆動軸６６の後端部には駆動軸６６の軸心と同軸線上に駆動軸６６の回転変動を検出可能な検出装置としてロータリーエンコーダ１１が、また、このロータリーエンコーダ１１により駆動軸６６の回転変動を検知する回転検出手段１２（２箇所）が駆動軸６６を中心にして１８０°対向位置に精度良くエンコーダ支持板１０４ｆに設置されている。エンコーダ１１はエンコーダ軸４９の一端に固定されている。エンコーダ軸４９の他端は駆動軸６６に一体的に回転するように固定されている。これらの回転検出装置により感光体ドラム２の或る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ことによって各色ドラム駆動軸６６の回転変動を最小限に抑えることができる。
【００９８】
またここで、位置決めピン１０５は図５に示すように駆動フレーム１０４上のギア部と反対側に２ケ所（符号１０５ａ，１０５ｂ）固定されており、その位置は各色の感光体ドラム２のドラム軸２ａと同平面上（ｙ＝０）にある。また、駆動部１０３Ｂｋ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に位置決めされた上ねじ止め等により固定される。また、各色の感光体ドラム２を駆動する駆動軸６６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る。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１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを装置本体１００に挿入した際、各色の感光体ドラム２のドラム軸２ａがこの駆動軸６６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。即ち、各駆動軸６６は位置決めピン１０５ａに対して精度良く位置決めしてある。
【００９９】
図４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１０５ａ（第１基準軸）と精度良く嵌合する第１基準穴１０６ａ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上の総ての部位はこの第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（不図示）はｘ方向に延びる長穴形状になっており、ｙ方向のみ第２基準軸１０５ｂと密に嵌合されて位置決めされる。
【０１００】
しかし、後側板１０１及び駆動フレーム１０４上の穴間の寸法は部品精度レベルの限界値でバラツキを発生する。バラツキ量としては３０μｍ〜１００μｍである。その他の構成部品の構成精度を追加すると感光体ドラム２の駆動側の支持精度には５０μｍ〜１５０μｍのバラツキ量をもって位置決めされる。更に感光体ドラム２の非駆動側、すなわち画像形成装置本体の前側も同様にバラツキ２００μｍ〜３００μｍを生じる。
【０１０１】
そこで結果として駆動軸６６と感光体ドラム２の中心軸とを同一直線上に位置決めするように構成しても、実際には図７（ａ）のＢｋに示す様にある傾き量θのバラツキを生じる。なお、図７Ｙ，Ｍ，Ｃは傾き量θ＝０の場合を示している。
【０１０２】
次に図６、図７を用いて感光体ドラムと駆動ユニット１０３との接続構成について説明する。
【０１０３】
駆動伝達カップリング６２ａは軸方向にねじれた正三角柱となる穴を有し、感光体ドラム２の端部のフランジ２ｂに形成された軸方向にねじれた三角柱の駆動伝達カップリング２ｇと軸方向に係脱される。カップリング２ｇ，６２ａは嵌合時に、カップリング２ｇのねじれた正三角柱の稜線がカップリング６２ａのねじれた三角柱の穴の内面に接触することにより、カップリング２ｇとカップリング６２ａは調芯されて回転中心が一致する。また、カップリング２ｇとカップリング６２ａの嵌合長さ（駆動伝達領域）は４〜５ｍｍ程度である。この時、駆動軸６６及びカップリング６２ａ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、カップリング６２ａは駆動軸６６に嵌め込まれた軸用止め輪７６で軸方向の位置を定められ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、リターンばね７５の付勢力に抗して後退可能に支持されている。このリターンばね７５は圧縮コイルばねであって駆動軸６６に挿入され駆動軸６６に嵌め込まれた軸用止め輪１３とカップリング６２ａの間に縮設されている。なお、駆動側の駆動伝達カップリング６２ａは駆動軸６６の先端のＤカット断面部分に軸方向移動自在で回転方向には回らないように嵌合している。さらに、感光体ドラム２の端部のフランジ２ｂにはその軸中心部に中心穴２ｆが形成され、その中心はカップリング２ｇ，６２ａの回転中心と一致する。
【０１０４】
ユーザーがプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを画像形成装置本体１００に装着する際、感光体ドラム２は駆動伝達カップリング２ｇが画像形成装置本体側の駆動伝達カップリング６２ａと接続すると同時にフランジ２ｂ上の中心穴２ｆに画像形成装置本体側の駆動軸６６の先端に後けられた略球体形状の位置決め部６６ａが挿入、嵌合することにより画像形成装置本体１００に対して位置決め、固定されると共に、駆動軸６６と感光体ドラム２の軸線が同一直線状に配置される。本実施の形態では中心穴２ｆと位置決め部６６ａのはめあい関係は隙間が２０μｍになっている。
【０１０５】
また、カップリング２ｇ，６２ａ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、カップリング２ｇの先端面が駆動側のカップリング６２ａの口部の縁を押し、リターンばね７５の付勢力に抗して駆動側のカップリング６２ａ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１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの装着後、画像形成装置本体１００の前回転時にカップリング２ｇとカップリング６２ａの三角形状の位相があった時点で瞬時に接続する。
【０１０６】
さらに、駆動軸６６には段差部となる軸用止め輪７６が設けられており、この段差部端面に挿入されてきた感光体ドラム２の端部のカップリング２ｇの駆動側端面が突き当てられる事で、感光体ドラム２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。
【０１０７】
ここで、感光体ドラム２がドラム駆動軸６６に対して回転変動を発生する要因としては、図６における位置決め部６６ａと中心穴２ｆとの嵌合ガタが挙げられる。ここの嵌め合い関係で大きなガタが形成されていると、回転駆動中に感光体ドラム２がガタ分の位置変動を起して回転ムラを生じる。また、嵌め合い関係が極端な締まり嵌めであったり、軸線の傾き量θが大きい場合（図７（ａ）Ｂｋ参照）には、感光体ドラム２のカップリング２ｇ端面が段差部である軸用止め輪７６に一様に突き当たらず、スラスト方向（軸方向）の位置が決まらず不安定な状態のまま感光体ドラム２が回転駆動される事になる。この時、プロセス手段等の他部位の負荷変動等が発生すると、感光体ドラム２がスラスト方向の位置変動を起して結果として回転ムラを生じる。
【０１０８】
ここで以上説明したように、感光体ドラム２のフランジ２ｂに挿入、嵌合される本体ドラム駆動部６６の先端部を略球体形状に形成する事により、前記ドラム駆動軸６６を感光体ドラム２に設けられたフランジ２ｂの中心穴２ｆに確実に案内し挿入することが可能となるだけでなく、両者のはめあい関係を同一直線上に位置決めされた場合（設定値）と同等に維持し、余分なラジアルガタを形成する事なく感光体ドラム２を安定して保持、位置決めする事が可能となる。
【０１０９】
また前記ドラム駆動軸６６に段差部を軸用止め輪７６によって設け、この段差部にフランジ２ｂの軸方向端面を突き当てる様構成した事により、確実に案内、挿入されたドラム駆動軸段差部とフランジ端面にて軸方向の位置決めが可能となる。
【０１１０】
その結果、感光体ドラムの回転変動を最小限に押え、各色の感光体ドラムの回転差の発生を防ぐことができるので、精度良く感光体ドラムの回転を制御でき、回転ムラによる色ずれを抑えて高画質のカラー画像を提供する事が可能なる。
【０１１１】
カップリングの駆動伝達点と支持点が長手方向で略同一位置にある時の色ずれに対する効果をモデル図を用いて説明する。図７にタンデム方式の模式図と駆動軸とドラム軸２ａの傾き量の定義を表したモデル図をしめす。駆動軸であるドラム駆動軸６６はそれぞれ装置本体１００の後側板１０１に支持される。後側板１０１は１つの板金でなっており、駆動軸同士を精度良く位置決めしている。しかし、板金の穴間の寸法は部品精度レベルの限界値でばらつきを発生する。ばらつき量としては約３０μｍ〜１００μｍである。その他の部品精度を追加すると感光体ドラム２の駆動側の支持精度はばらつき（約５０μｍ〜１５０μｍ）を持って位置決めされる。更に、感光体ドラム２の非駆動側、すなわち装置本体１００のフロント側も同様にばらつき（２００μｍ〜３００μｍ）を生じる。
【０１１２】
そこで、結果として本体駆動軸６６とドラム軸２ａで同軸上に位置決めする構成にしても、実際には図７に示すように駆動軸６６の軸心Ｃ６６と感光体ドラム２に軸心Ｃ２は位置決め部６６ａと中心穴２ｆの接触部で折曲してある傾き量θのばらつきを生じて交叉する。このため、軸心Ｃ２，Ｃ６６が一直線Ｃ１となった場合に対して駆動軸６６の後端はΔＰ、ドラム軸２ａの手前側はΔＤの変位が生ずる。
【０１１３】
次に、色ずれについて説明する。タンデム方式では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、カラー画像の高画質化として求められる各感光体ドラムで作像される作像点の目標（理想）位置から位置ズレが発生しやすいことである。
【０１１４】
本明細書において目標位置からの位置ズレによって発生する各色間の相対位置ズレを各色間の色ずれ（例えば、ブラック−シアン間の色ずれ）と呼ぶ。
【０１１５】
図８から図１０を用いてを色ずれの原理を説明する。感光体ドラム２の回転変動によって生じた最終画像の理想位置からのズレ量である位置ズレ量が発生すると図８のブラックＫとシアンＣのようにドラム周期の位置ズレで示すことができる。この位置ズレ量をブラック基準のシアンの色ずれ量で示すと、図８右図の用に位置ズレ量の和で表すことができる。
【０１１６】
図９はブラックＫ１色のみ感光体ドラム２の回転変動が抑えられた場合の色ずれ量を示している。この場合、回転変動を発生している色の位置ズレがそのまま色ずれとして画像に現れる。
【０１１７】
図１０は全ての感光体ドラム２が回転変動を抑えられたときの位置ズレ量と色ずれ量を示している。この場合各色の位置ずれ量がほとんど０に抑えられると、色ずれ量の発生もほぼ０に抑えることができる。
【０１１８】
次に駆動側の駆動伝達を行っている駆動伝達点と感光体ドラムを支持している支持点について図１１のモデル図を用いて説明する。上の図１１（ａ）は支持点Ｐと駆動伝達点Ｑが距離Ｌを隔てている場合の図である。下の図８（ｂ）は支持点Ｐと駆動伝達点Ｑが等しい場合のモデル図である。駆動軸と感光体ドラムの軸の傾きがθのとする。
【０１１９】
図１１より駆動伝達点の回転速度差ΔＶは支持点と駆動伝達点が異なる場合、以下で表せる。
【０１２０】
ΔＶ(L)＝２Ｌωｓｉｎθ
支持点と駆動伝達点が一致する場合、以下の様になる。
【０１２１】
ΔＶ(0)＝Ｒω（１−ｃｏｓθ）
ここで、θ＝０．１５°として代入し、Ｌ＝Ｒ＝１０ｍｍとして代入すると
ΔＶ(L)＝５．２３Ｅ-5ω
ΔＶ(0)＝３．２４Ｅ-8ω ＜＜０．００１ΔＶ(L) で表せる。
【０１２２】
以上、駆動伝達点と感光体ドラムの支持点を一致させることで、大幅にカップリングで発生する回転変動を減少させることができる。
【０１２３】
図１２に駆動伝達点と支持点を一致させたときの効果を示すグラフを示す。
【０１２４】
本実施の形態の場合、ドラム駆動軸と感光体ドラム軸の傾き量を０．１５°以下にすると、ドラム回転変動による位置ズレ量を最大で約２０μｍ以下に抑えることができる。その結果、本構成の要因で発生する色ずれ量を約４０μｍ以下に抑えることができる。
【０１２５】
（実施の形態２）
実施の形態１にて前述した様に、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの挿入方向奥側には複数の感光体ドラム２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である本体後側板１０１の外側に位置決めピン１０５ａを基準に精度良く取り付けられている。感光体ドラム２の駆動側の位置決めは、前述したドラム駆動軸６６の先端に設けられた略球体形状の位置決め部６６ａが、装着される感光体ドラム２の駆動側端部に設けられたフランジ２ｂ上の中心穴２ｆに挿入、嵌合する事で決定される。
【０１２６】
ここで、本発明の実施の形態を図１４、図１５を用いて説明する。
【０１２７】
図１４、図１５は装置本体１００へプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを着脱するための開口部を開閉する開閉部材である開閉蓋１０７と開閉蓋１０７が画像形成装置本体１００の前側の本体フレーム（本体前側板）１０２に取付けられた時の基準等を表す図である。ここで、開閉蓋１０７は前述した芯決め板と同一物である（同符号を用いた）。
【０１２８】
図１４、図１５において、１０７は開閉蓋を示しており、１０８はねじ止め等の手段によって本体前側板１０２に取り付けられた側板ヒンジ軸受、１０９は本体前側板１０２に取り付けられた前側第１基準軸、１１０は同じく本体前側板１０２に取り付けられた第２基準軸である。
【０１２９】
同図において、開閉蓋１０７上には開閉蓋ヒンジ軸受１１１がねじ止めされていて、この開閉蓋ヒンジ軸受１１１と側板ヒンジ軸受１０８はそれぞれ図示しないヒンジ軸によって回転可能に係合されている。開閉蓋１０７上には開閉蓋１０７を閉じた時に前側第２基準軸１１０に嵌合する前側基準穴１１２ｂが設けられていて、第１基準穴１１２ａは前側第１基準軸１０９に嵌合するが、第２基準穴１１２ｂは開閉蓋１０７が閉じる時のガイドとなる様に第２基準軸１１０とは嵌合させていない。つまり、開閉蓋１０７はヒンジ軸を中心に回動して本体前側板１０２に取付けられる時、前側第１基準軸１０９ａと前側第１基準穴１１２ａによって正確に位置出しされる。
【０１３０】
また、開閉蓋１０７上には複数のプロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋに対応して、複数のカートリッジ受け１１３が設けられている。カートリッジ受け１１３は前側第１基準穴１１２ａを基準に精度良く取り付けられていて、このカートリッジ受け１１３に設けられた図４に示す嵌合穴１１４がプロセスカートリッジ内の感光体ドラム２のドラム軸２ａと嵌合する事で、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの非駆動側の位置出しが可能となっている。
【０１３１】
一方、この開閉蓋１０７は図示しないロック手段等によってカラー画像形成装置本体１００に取り付けられるので、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋの保持と位置出しがこれら基準軸と基準穴によって決定されることになる。また、図４に示す様に、本体前側板１０２には開閉蓋１０７を保持位置決めする前側第１基準軸１０９が設けてあるが、この前側第１基準軸１０９の中心は前側板１０２の原点（ｘ＝０，ｙ＝０）で、前側板１０２上の全ての部位はこの前側第１基準軸１０９の中心を基準に構成されている。この原点（ｘ＝０，ｙ＝０）は本体後側板１０１の原点位置と同一であり、本体後側板１０１上の第１の基準穴１０６ａの中心と本体前側板１０２上の前側第１基準軸１０９の中心を結ぶ直線はすなわち、ｚ軸である。
【０１３２】
以上説明した様に、プロセスカートリッジ１００を装着の際、各色の感光体ドラム２の中心軸挿入方向奥側は、該中心軸が駆動ニット１０３のドラム駆動軸６６の位置決め部６６ａに嵌合する事でそれぞれ精度良く位置出しされる。また、各色の感光体ドラム２の中心軸挿入方向手前側は、プロセスカートリッジ１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを装着後、前記開閉蓋１０７を閉めて画像形成装置にロックした時点で、該開閉蓋１０７上に設けられた各色の感光体ドラム２に対応するカートリッジ受け１１３の嵌合穴１１４が、感光体ドラム２の中心軸手前側と嵌合する事で、任意の２色に対応する感光体ドラム間の相対位置関係を正確に保持する事が可能となる。
【０１３３】
この様に、感光体ドラム２の前奥を駆動フレーム１０３と開閉蓋１０７にて正確に保持する事で、任意の２色間の相対振れ幅を最小限に抑える事が可能となり、色ずれのない画像を提供する事ができる。
【０１３４】
以上説明したように、本実施例の駆動カップリング及びプロセスカートリッジ及び画像形成装置は、以下に述べる効果を得る。
（１）部品公差の範囲でばらつき発生する本体ドラム駆動軸と感光体ドラム軸の傾きにより発生する回転変動が、支持点と駆動伝達点を長手方向で一致させることで、駆動支持点の変動が抑えられ、その結果感光体ドラムの回転変動を最小に抑えることができる。その結果、各色の感光体ドラムの回転差が発生せず、精度良く電子写真感光体ドラムの回転を制御できるので、回転ムラによる色ずれを最小に抑え、高画質のカラー画像を提供することができる。
（２）プロセスカートリッジを装着の際、各色の電子写真感光体ドラムの中心軸挿入方向奥側は、該中心軸がドラム駆動軸先端部に設けられた、略球体形状の位置決め部に嵌合する事でそれぞれ精度良く位置出しされる。したがって、各部品公差のバラツキにより電子写真感光体ドラムとドラム駆動軸の軸線が微小に傾いても、前記ドラム駆動軸を電子写真感光体ドラムに設けられた中心穴に確実に案内し挿入する事が可能となるだけでなく、両者のはめあい関係を同一直線上に位置決めされた場合（設定値）と同等に維持し、余分なラジアルガタを形成する事なく、電子写真感光体ドラムを安定して保持、位置決めすることが可能となる。
（３）各色の電子写真感光体ドラムの中心軸挿入方向手前側は、プロセスカートリッジを装着後、前記開閉部材を閉めて電子写真画像形成装置にロックした時点で、該開閉部材上に設けられた各色の電子写真感光体ドラムに対応するカートリッジ受け１１３の嵌合穴１１４が電子写真感光体ドラムの中心軸手前側と嵌合する事で、任意の２色間の相対関係を正確に保持することが可能となる。
【０１３５】
この様に、電子写真感光体ドラム中心軸の前奥を駆動軸と開閉部材にて正確に保持する事で、電子写真感光体ドラムのドラム駆動軸に対する回転変動を最小限に抑え、各色の電子写真感光体ドラムの回転差の発生を防ぐ事ができるので、精度良く電子写真感光体ドラムの回転を制御でき、回転ムラによる色ずれを抑えて高画質のカラー画像を提供することが可能となる。
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の電子写真画像形成装置は、以下に述べる効果を得る。
装置本体に設けられた駆動軸と電子写真感光体ドラムの軸線の傾きにより発生する電子写真感光体ドラムの回転変動を最小に抑えることができ、高画質な画像を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係わる画像形成装置本体の縦断面図である。
【図２】本発明の実施の形態に係わるプロセスカートリッジ及びトナー補給容器の縦断面図である
【図３】本発明の実施の形態に係わるプロセスカートリッジの感光体ドラムと現像装置の回転中心を含む展開縦断面図である。
【図４】本発明の実施の形態に係わる画像形成装置本体の概略斜視図である。
【図５】本発明の実施の形態に係わり、（ａ）は画像形成装置本体の奥側の水平断面図、（ｂ）は駆動ユニットの縦断面図である。
【図６】本発明の実施の形態に係る感光体ドラムと駆動軸のカップリング部を示す縦断面図である。
【図７】本発明の実施の形態に係わり、（ａ）はドラム支持方法のモデル図、（ｂ）は解析図である。
【図８】本発明の実施の形態に係わる色ずれグラフである。
【図９】本発明の実施の形態に係わる色ずれグラフである。
【図１０】本発明の実施の形態に係わる色ずれグラフである。
【図１１】（ａ）（ｂ）は本発明の実施の形態に係わる駆動伝達点ドラム支持点モデル図である。
【図１２】本発明の実施の形態に係る感光体ドラムの位置ずれグラフである。
【図１３】カップリング部の他の実施の形態を示す縦断面図である。
【図１４】本発明の実施の形態２に係る開閉蓋の側面図である。
【図１５】本発明の実施の形態２に係る電子写真感光体ドラムの非駆動側の位置決めの構成を示す斜視図である。
【図１６】トナー補給容器の縦断面である。
【符号の説明】
１：プロセスカートリッジ １Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ：プロセスカートリッジ
１ａ：フレーム １ｂ：トナー補給口 １ｍ：ガイド部
２：感光体ドラム ２ａ：ドラム軸 ２ｂ：ドラムフランジ ２ｃ：軸受ケース ２ｄ：非駆動フランジ ２ｅ：軸受 ２ｆ：中心穴 ２ｇ：駆動伝達カップリング ２ｉ：ピン
３ａ：帯電ローラ ３ｂ：芯金 ３ｃ：帯電ローラクリーニング部材 ３ｄ：押しバネ ３ｅ：クリーニングフィルム ３ｆ：支持部材 ３ｇ：転写残トナー均一化手段 ３ｈ：トナー帯電制御手段
４：現像装置 ４ａ：現像スリーブ ４ａ１：ジャーナル部 ４ｂ：マグネットローラ ４ｃ：規制ブレード ４ｄ：隔壁 ４ｅＡ，４ｅＢ：撹拌スクリュー
４ｇ：センサー ４ｈ：現像剤収納部 ４ｋ：スペーサ
５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ：トナー補給容器 ５ａ：スクリュー ５ｂ：撹拌板
５ｃ：撹拌軸 ５ｄ：軸受 ５ｅ：駆動カップリング（凹） ５ｆ：排出開口部 ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋ：トナー補給容器 ５ｇ：容器本体 ５ｇ１：ガイド部
１１：ロータリーエンコーダ
１２：回転検出手段
１３：軸用止め輪
４５：ドラムモータ
４６：モーターピニオン
４７：中間ギア ４７ａ：固定軸
４８：大歯車
４９：エンコーダ軸
５１Ｙ，５１Ｍ，５１Ｃ，５１Ｋ：露光手段 ５１ａ：ポリゴンミラー ５１ｂ：結像レンズ ５１ｃ：反射ミラー
５２：記録媒体
５３：給送手段 ５３ａ：給送カセット ５３ｂ：給送ローラ ５３ｃ：リタードローラ ５３ｄ：給送ガイド ５３ｅ，５３ｆ：搬送ローラ ５３ｇ：レジストローラ ５３ｈ，５３ｊ：排出ローラ
５４：中間転写ユニット ５４ａ：中間転写ベルト ５４ｂ：駆動ローラ ５４ｃ：従動ローラ ５４ｄ：２次転写ローラ ５４ｆＹ，５４ｆＭ，５４ｆＣ，５４ｆＫ：転写帯電ローラ ５４ｇ：２次転写対向ローラ
５５：転写クリーニングユニット ５５ａ：クリーニングブレード ５５ｂ：送りスクリュー
５６：定着器 ５６ａ：定着ローラ ５６ｂ：加圧ローラ
６０，６１：ガイドレール
６２ａ：駆動伝達カップリング
６３：支持ピン
６６：ドラム駆動軸 ６６ａ：位置決め部
７１：モータピニオン
７４ａ，７４ｂ：軸受
７５：リターンばね
７６：軸用止め輪
１００：装置本体 １００ａ：開口部
１０１：本体後側板
１０２：本体前側板
１０３：駆動ユニット １０３Ｙ，１０３Ｍ，１０３Ｃ，１０３Ｂｋ：駆動部
１０４：駆動フレーム １０４ａ：曲げ部 １０４ｂ：駆動フレーム後側板
１０４ｃ：駆動フレーム前側板 １０４ｄ，１４０ｅ：ステー １０４ｆ：エンコーダ支持板
１０５：位置決めピン １０５ａ：位置決めピン（第１基準軸） １０５ｂ：位置決めピン（第２基準軸）
１０６：基準穴 １０６ａ：第１基準穴 １０６ｂ：第２基準穴
１０７：芯決め板（開閉蓋）
１０８：側板ヒンジ軸受
１０９：前側第１基準軸
１１０：前側第２基準軸
１１１：開閉蓋ヒンジ軸受
１１２：前側基準穴 １１２ａ：第１基準穴 １１２ｂ：前側基準穴
１１３：カートリッジ受け
１１４：嵌合穴
ａ：帯電部
ｂ：露光部
ｃ：現像部
ｄ：転写部
Ｃ２：感光体ドラムの軸心 Ｃ６６：駆動軸の軸心
Ｌ：レーザー光

Claims (4)

1. 記録媒体に画像を形成する電子写真画像形成装置において、
   （ａ）モータと、
   （ｂ）電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向の一端側に設けられた、前記電子写真感光体ドラムに前記駆動力を伝達するためのドラムフランジであって、前記電子写真感光体ドラムの中心軸線と同軸線上に突出して設けられた、ねじれた正三角柱のカップリング凸部と、前記中心軸線と同軸線上に設けられた中心穴と、を有するドラムフランジと、を有するプロセスカートリッジを、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向から前記電子写真画像形成装置の装置本体に取り外し可能に装着するためのガイドレールと、
   （ｃ）前記モータからの駆動力が伝達されて回転する駆動軸と
   （ｄ）前記駆動軸の軸線方向の先端側に設けられた略球体形状の位置決め部であって、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着した際に、前記中心穴と嵌合する支持点で、前記電子写真感光体ドラムの軸線方向の一端側を支持する略球体形状の位置決め部と、
   （ｅ）前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着して前記駆動軸が回転した際に、前記カップリング凸部と係合して前記カップリング凸部と前記軸線方向に引き合う、断面が正三角形のねじれた穴を有するカップリング凹部であって、前記支持点の半径方向外側で前記カップリング凸部に前記駆動力を伝達するカップリング凹部と、
   を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
2. 前記電子写真画像形成装置は、複数の前記プロセスカートリッジを着脱可能であって、
   それぞれの前記プロセスカートリッジに対して、前記ガイドレール、前記駆動軸、前記位置決め部、及び、前記カップリング凹部を有することを特徴とする請求項１に記載の電子写真画像形成装置。
3. 更に、前記電子写真画像形成装置は、
   前記駆動軸に設けられた段差部であって、前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着して前記駆動軸が回転した際に、カップリング凸部が突き当たって、前記軸線方向において前記電子写真感光体ドラムの位置決めをおこなう段差部を有することを特徴とする請求項１又は２に記載の電子写真画像形成装置。
4. 更に、前記電子写真画像形成装置は、
   前記プロセスカートリッジを前記装置本体に装着するための開口を開閉する開閉部材であって、前記開閉部材を閉じた際に前記軸線方向の他端側において前記電子写真感光体ドラムの中心軸線の位置決めをおこなう開閉部材を有することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の電子写真画像形成装置。

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