JP2002365876A

JP2002365876A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2002365876A
Application number: JP2001178180A
Authority: JP
Inventors: Kenji Watanabe; 健二渡辺
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-06-13
Filing date: 2001-06-13
Publication date: 2002-12-18

Abstract

(57)【要約】【課題】本発明は、画像形成手段の像担持体又はその
取り付けに起因する偏心、回転軸の精度誤差による偏心
等の影響を低減し、ＡＣカラーレジずれによる画質劣化
を抑制可能な画像形成装置を提供することを目的として
いる。【解決手段】上記課題を解決するために、本発明に係
る画像形成装置の代表的な構成は、複数の像担持体と、
無端状担持体とを有し、前記複数の像担持体上の画像
を、前記無端状担持体上に担持された転写材、又は該無
端状担持体上に直接転写することにより画像を形成する
画像形成装置において、前記像担持体を駆動する駆動モ
ータと、前記像担持体と同軸上に配置した斜歯歯車と、
前記斜歯歯車のスラスト方向の変動を検知する検知手段
と、前記検知手段によって検知された情報に基づいて、
前記斜歯歯車の回転位相を個別に調整する回転位相調整
手段と、を備えたことを特徴とする。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式を採
用したカラー複写機やカラープリンタなどの多色画像形
成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来から、複数の像担持体を一列に並
べ、各色トナー像を重ねることによりカラー画像を得る
インライン方式のカラー画像形成装置が提供されてい
る。これは複数のローラで張架された静電転写ベルトを
搬送しつつ、搬送路に沿って配置された４つの像担持体
によりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー
像を静電転写ベルト上に順次転写し、色の重ね合わせに
よりカラー画像を形成するものである。

【０００３】上記構成は画像形成を高速に行うことがで
きるため、近年注目されている。しかし画像形成の高速
化を図ると、各色の画像形成ユニットで形成される画像
の位置合わせ具合、すなわちカラーのレジストレーショ
ン（以下、単に「レジ」という）が頻繁に悪化し、高画
質を維持することができないため、高画質化と高速化を
両立させることは極めて困難であった。

【０００４】これは、装置の機内温度の変化や、装置に
外力が加わることにより各画像形成ユニット自身の位置
や大きさ、更には画像形成ユニット内の部品の位置や大
きさが微妙に変化することに起因する。しかし機内温度
の変化や外力は避けられないものであり、例えば紙詰ま
りの復帰、メンテナンスによる部品交換、装置の移動な
どの日常的な作業が装置に外力を加えることになる。

【０００５】そこで、例えば特開平1-281468号公報等に
開示されているように、原稿画像情報に対応した可視画
像を形成するとともに、位置検出用マークの可視画像を
も形成する複数の画像形成部と、前記各画像形成部にて
形成された原稿画像情報に対応した可視画像又は位置検
出用マークの可視画像を転写する転写領域を順次移動通
過する移動部材と、前記転写領域における移動部材の移
動方向下流側に設けられ前記移動部材状に転写された位
置検出用マークを検知する位置検出用マーク検知手段と
を有し、前記位置検出用マーク検知手段から出力された
検出信号に基づいて転写画像ズレを補正すべく前記各画
像形成部を制御するように構成した画像形成装置が、既
に提案されている。

【０００６】また特開平6-253151号公報には、多重画像
形成装置のレジあわせや画像サンプリング補正方式が開
示されている。これは機内温度の変化や外力により各画
像形成ユニット自身や内部の部品の位置や大きさが微妙
に変化することに起因する、大きさと向きが一定のカラ
ーレジズレ（以下、「ＤＣカラーレジずれ」という）を
検出、補正するものである。

【０００７】ここで、上記従来の構成にかかるレジ合わ
せ画像サンプリング補正方式によればＤＣカラーレジず
れを補正することはできるが、カラーレジずれには、上
記ＤＣ成分の他に、像担持体やベルト駆動ローラ等の主
として回転体が変動要因となる、大きさや向きが周期的
に変動するカラーレジずれ（以下、「ＡＣカラーレジず
れ」という）も含まれている。

【０００８】これに対し上記従来の画像形成装置におい
ては、像担持体やベルト駆動ローラ等の回転体の回転変
動を、像担持体等の回転軸に取り付けられたエンコーダ
を用いて検出し、このエンコーダによって検出された像
担持体等の回転変動を駆動モータにフィードフォワード
やフィードバックして、像担持体等の回転変動を低減す
るように構成されている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかし、このように像
担持体等の回転変動を低減させる制御を行ったとして
も、像担持体自身またはその取り付けに起因する像担持
体表面の偏心、像担持体やベルト駆動ローラ等の回転軸
の精度誤差による偏心などが存在し、ＡＣカラーレジず
れによる画質劣化を除去できないという問題があった。

【００１０】そこで本発明は、画像形成手段の像担持体
又はその取り付けに起因する偏心、回転軸の精度誤差に
よる偏心等の影響を低減し、ＡＣカラーレジずれによる
画質劣化を抑制可能な画像形成装置を提供することを目
的としている。

【００１１】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、複数
の像担持体と、無端状担持体とを有し、前記複数の像担
持体上の画像を、前記無端状担持体上に担持された転写
材、又は該無端状担持体上に直接転写することにより画
像を形成する画像形成装置において、前記像担持体を駆
動する駆動モータと、前記像担持体と同軸上に配置した
斜歯歯車と、前記斜歯歯車のスラスト方向の変動を検知
する検知手段と、前記検知手段によって検知された情報
に基づいて、前記斜歯歯車の回転位相を個別に調整する
回転位相調整手段と、を備えたことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】本発明の実施形態について、図を
用いて説明する。図１は本実施形態にかかる画像形成装
置の全体構成図、図２は像担持体を駆動する斜歯歯車を
説明する図、図３は斜歯歯車及びそのスラスト方向の変
動を検知する検知手段を説明する図である。

【００１３】図１に示す画像形成装置は像担持体である
４個の感光体ドラム１ａ〜ｄを備えており、それぞれの
感光体ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順
に、感光体ドラム１表面を均一に帯電する帯電手段２ａ
〜ｄ、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光
体ドラム１上に静電潜像を形成する露光手段３ａ〜ｄ、
静電潜像にトナーを付着させてトナー像として顕像化す
る現像手段４ａ〜ｄ、感光体ドラム１上のトナー像を転
写材に転写させる転写部材５ａ〜ｄ、転写後の感光体ド
ラム１表面に残った転写後トナーを除去するクリーニン
グ手段６ａ〜ｄ等が配設されて画像形成手段が構成され
ている。

【００１４】ここで、感光体ドラム１と帯電手段２、現
像手段４、トナーを除去するクリーニング手段６は一体
的にカートリッジ化され、プロセスカートリッジ７ａ〜
ｄを形成している。また、給送部８から給送された転写
材Ｓは無端状担持体である転写搬送ベルト９ａで構成し
た搬送手段９によって前記画像形成手段へ搬送され、各
色トナー像が順次転写されてカラー画像が記録された
後、定着手段10で画像定着されて排出ローラ対11、12に
よって排出部13へ排出される。

【００１５】また両面記録の際は、定着手段10で転写材
Ｓが定着されて排出ローラ対11、12によって排出される
前に、排出ローラ対11、12を逆転することにより、両面
搬送経路15に搬送される（矢印Ａ方向）。両面搬送経路
15に搬送された転写材Ｓは、装置本体正面にある斜送ロ
ーラ16を通過し、Ｕターンローラ17まで垂直下方向に搬
送され、Ｕターンローラ17及びレジストローラ８ｄによ
って画像形成部まで搬送される。

【００１６】（画像形成構成）像担持体としての感光体
ドラム１は、アルミニウム製シリンダの外周面に有機光
導電体層（ＯＰＣ）を塗布して構成したものである。感
光体ドラム１は、その両端部をフランジによって回転自
在に支持されており、一方の端部に不図示の駆動モータ
からの駆動力を伝達することにより、図柱反時計回り方
向に回転駆動される。各帯電手段２はローラ状に形成さ
れた導電性ローラで、このローラを感光体ドラム１表面
に当接させると共に、不図示の電源によって帯電バイア
ス電圧を印加することにより、感光体ドラム１表面を一
様に帯電させるものである。露光手段３はポリゴンミラ
ーを有し、このポリゴンミラーには不図示のレーザーダ
イオードから画像信号に対応する画像光が照射される。

【００１７】現像手段４はそれぞれブラック、シアン、
マゼンタ、イエローの各色のトナーを収納したトナー収
納部４ａ１、４ｂ１、４ｃ１、４ｄ１、感光体表面に隣
接し不図示の駆動部により回転駆動されると共に不図示
の現像バイアス電源により現像バイアス電圧を印加する
ことにより現像を行う現像ローラ４ａ２、４ｂ２、４ｃ
２、４ｄ２等から構成される。また、後述する転写搬送
ベルト９ａの内側には、４個の感光体ドラム１ａ〜ｄに
対向して転写搬送ベルト９ａに当接する転写部材５ａ〜
ｄがそれぞれ併設されている。これら転写部材５は不図
示の転写バイアス用電源で接続されており、転写部材５
から正極性の電荷が転写搬送ベルト９ａを介して転写材
に印加され、この電界により、感光体ドラム１に接触中
の転写材Ｓに感光体ドラム１上の負極性の各色トナー像
が順次転写され、カラー画像が形成される。

【００１８】（画像形成動作）上記構成の画像形成装置
によって画像記録を行う場合の動作について説明する。
まず、カラー画像記録を行う場合には、図１に示すよう
に、補助搬送ローラ14は左方へ退避させておく。この状
態では転写搬送ベルト９ａは４個の感光体ドラム１ａ〜
ｄに当接しており、給送部８から給送された転写材が転
写搬送ベルト９ａに吸着されて搬送される間に画像形成
手段で各色のトナー像が順次転写されてカラー画像が形
成され、定着手段10がで定着された後に排出部13へ排出
される。

【００１９】一方、黒色用感光体ドラム１ｄのみによる
モノクロ画像記録が選択されると、図示しないカム機構
が駆動して補助搬送ローラ14を右方へ移動させ、該補助
搬送ローラ14が転写搬送ベルト９ａを押し込むことで、
黒色用感光体ドラム１ｄを除く他の感光体ドラム１ａ〜
ｃから転写搬送ベルト９ａを離間させる。この状態で黒
色用感光体ドラム１ｄで形成したブラックトナー像を転
写材に転写し、定着手段10で定着された後に排出部13へ
排出する。

【００２０】（感光体ドラム駆動部構成）次に、本発明
の特徴である感光体ドラム１の駆動部構成及びその動作
について説明する。駆動手段は図１において装置左側手
前に位置し、略垂直方向に並んだ４色のプロセスカート
リッジに回転駆動力を与えるものである。各プロセスカ
ートリッジには感光体ドラム１、現像手段４、クリーニ
ング手段６等が含まれ、これら全ての駆動力を供給する
ことになる。

【００２１】カートリッジは各色独立で着脱可能である
ため、駆動伝達部も各色独立で略垂直方向に並んだ構成
となっており、回転精度が要求される感光体ドラム１に
直接駆動を伝達する構成としている。

【００２２】駆動歯車18は、図２に示すように、プロセ
スカートリッジを駆動するための斜歯歯車18ａと、斜歯
歯車18ａと一体になって回転する軸部18ｂと、軸部と一
体となって回転しプロセスカートリッジに回転駆動力を
伝達するカップリング部18ｃと、感光体ドラム１と同軸
に固定されたドラム軸22（図３参照）に嵌合して位置決
めするための穴18ｄが一体に構成されている。

【００２３】カップリング嵌合時には、装置本体に対し
て位置決めされた軸受部19ａに摺動する軸部18ｂと、同
じく装置本体に対して正確に位置決めされたドラム軸22
に嵌合する穴18ｄの、２箇所によって駆動歯車18の軸が
正確に位置決めされる。わずかに生じる可能性のあるド
ラム軸22との嵌合ガタに対しては、三角螺旋形状同士の
噛合による調芯作用によりその発生を抑制し、角速度変
動を生じにくくしている。

【００２４】ここで、量産においては、感光体ドラム１
自身またはその取り付けに起因する感光体ドラム１表面
の偏心、駆動歯車18の偏心、感光体ドラム１や駆動歯車
18の回転軸の精度誤差による偏心などを完全になくすこ
とは難しく、画像形成を行う感光体ドラム１にわずかな
がら周速ムラが生じてしまい、ＡＣカラーレジずれによ
る画質劣化を招いてしまう。

【００２５】しかし、本実施形態においては上記の如く
構成したことにより、感光体ドラム１と駆動歯車18は略
一体に動いている。また駆動歯車18は斜歯となっている
ため、感光体ドラム１に周速ムラが発生した場合、その
周期に合わせてスラスト方向に変動する。

【００２６】そこで、駆動歯車18のスラスト方向変動を
検知するために、駆動歯車18のスラスト方向の振れによ
り変動するアクチュエータ20と、アクチュエータ20の変
動を検知する検知手段としてのセンサ21とを設けてい
る。アクチュエータ20は軸20ａを中心に回転可能であ
り、一端を不図示のバネにより常に駆動歯車18に付勢さ
れている。またアクチュエータ20の他端には半透明部20
ｂを有しており、センサ21の発光部21ａと受光部21ｂの
間に位置させている。

【００２７】図３において実線で示した駆動歯車18とア
クチュエータ20は、駆動歯車18が振れていない状態を示
しており、半透明部20ｂによって拡散されたセンサ光は
Ｓ１の範囲に拡散される。また図において２点鎖線で示
した駆動歯車18とアクチュエータは、駆動歯車18が振れ
ている状態を示しており、半透明部20ｂにより拡散され
たセンサ光はＳ２の範囲に拡散される。そのため、セン
サ21の受光部21ｂに受光する光量は、拡散量の少ないＳ
２の状態、すなわち駆動歯車18が振れているときの方が
大きくなり、Ｓ１の状態の方が小さくなる。このように
駆動歯車18の振れをセンサ21の受光量でアナログ的に判
断することで駆動歯車18の振れのピークを検出すること
ができる。

【００２８】各感光体ドラム１ａ〜ｄに取り付けられる
駆動歯車18ａ〜ｄに振れの位相ずれがある場合には、黒
色用駆動歯車18ｄに対する各色駆動歯車18ａ〜ｃのスラ
スト方向の振れを検知し、その位相がどれだけずれてい
るかを演算する。そしてその演算結果によりイエロー、
マゼンタ、シアンの各感光体ドラム１ａ〜ｃの駆動制御
基板へ補正値を送信し、その補正値を元に駆動モータに
制御を行い、黒色用感光体ドラム１ｄとその他の感光体
ドラム１ａ〜ｃの周速ムラの位相を合わせる。この場合
において、駆動制御基板及び駆動モータは回転位相調整
手段を構成している。このように構成したことにより、
感光体ドラム１ａ〜ｄの周速変動がある場合であって
も、その周速変動の影響が画像上に現れることを抑制す
ることができる。

【００２９】また、回転位相を調整する回転位相調整手
段としての制御基板及び駆動モータは、各色の感光体ド
ラム１ａ〜ｄの夫々について備えた構成となっている。
そして駆動歯車18ａ〜ｄのスラスト方向の周期的振れを
アナログ的に検知し、その検知された情報に基づいて感
光体ドラム１ａ〜ｄの周速変動を個別に調整することに
より、複数の感光体ドラム１ａ〜ｄ間の周速変動差が画
像上に現れることを抑制することができ、高画質化を図
ることができる。

【００３０】なお、上記実施形態においては無端状担持
体として転写材を担持する転写搬送ベルト９ａを例に用
いて説明したが、無端状担持体上にトナー像を直接重畳
的に転写する中間転写ベルトを備えた画像形成装置につ
いても、本発明を適用することにより同様の効果を得る
ことができる。

【００３１】

【発明の効果】上記説明した如く、本発明に係る画像形
成装置においては、像担持体を駆動する駆動モータと、
像担持体と同軸上に配置した斜歯歯車と、斜歯歯車のス
ラスト方向の変動を検知する検知手段と、該検知手段に
よって検知された情報に基づいて斜歯歯車の回転位相を
個別に調整する回転位相調整手段とを備えたことによ
り、像担持体を回転変動の影響が画像上に現れることを
抑制することができ、高画質化を図ることができる。

【００３２】また、複数の像担持体毎に個別に回転位相
調整手段を設け、無端状担持体上の同一の転写位置で転
写される画像の位相が揃うように、複数の像担持体のう
ち少なくとも一つの像担持体にかかる斜歯歯車の回転位
相を個別に調整することにより、複数の像担持体間に周
速変動差が生じた場合であっても、その影響が画像上に
現れることを抑制することができ、高画質化を図ること
ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施形態にかかる画像形成装置の全体
構成図である。

【図２】像担持体を駆動する斜歯歯車を説明する図であ
る。

【図３】斜歯歯車及びそのスラスト方向の変動を検知す
る検知手段を説明する図である。

【符号の説明】

Ｓ …転写材１ …感光体ドラム２ …帯電手段３ …露光手段４ …現像手段５ …転写部材６ …クリーニング手段７ …プロセスカートリッジ８ …給送部８ｄ …レジストローラ９ …搬送手段９ａ …転写搬送ベルト 10 …定着手段 11 …排出ローラ対 12 …排出ローラ対 13 …排出部 14 …補助搬送ローラ 15 …両面搬送経路 16 …斜送ローラ 17 …Ｕターンローラ 18 …駆動歯車 18ａ …斜歯歯車 18ｂ …軸部 18ｃ …カップリング部 18ｄ …穴 19ａ …軸受部 20 …アクチュエータ 20ａ …軸 20ｂ …半透明部 21 …センサ 21ａ …発光部 21ｂ …受光部 22 …ドラム軸

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｇ０３Ｇ 21/00 ５１０Ｇ０３Ｇ 21/00 ５１０３Ｊ０３０ 21/14 ３７２Ｆターム(参考） 2H027 DA22 DA32 DA35 DE02 DE07 DE09 EB04 EC06 EC20 ED02 EE04 EE07 EF07 EF09 HB07 HB14 ZA07 2H030 AA01 AB02 AD16 BB02 BB42 BB71 2H035 CA07 CB04 CD07 CG01 CG03 2H071 CA02 CA05 DA15 DA31 DA32 EA18 3J009 DA01 EA04 EA05 EA12 EA21 EA34 ED13 FA17 FA18 3J030 AC10 BA05 CA10

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】複数の像担持体と、無端状担持体とを有し、前記複数の像担持体上の画像を、前記無端状担持体上に
担持された転写材、又は該無端状担持体上に直接転写す
ることにより画像を形成する画像形成装置において、前記像担持体を駆動する駆動モータと、前記像担持体と同軸上に配置した斜歯歯車と、前記斜歯歯車のスラスト方向の変動を検知する検知手段
と、前記検知手段によって検知された情報に基づいて、前記
斜歯歯車の回転位相を個別に調整する回転位相調整手段
と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】前記回転位相調整手段は、前記無端状担
持体上の同一の転写位置で転写される画像の位相が揃う
ように、前記複数の像担持体のうち、少なくとも一つの
像担持体にかかる前記斜歯歯車の回転位相を個別に調整
することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。