JP4958418B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはこれらの複合機等の画像形成装置に関し、感光体等の像担持体の駆動を改良したものに関する。

通常、カラープリンタでは、黒（ＢＫ）単色とフルカラーの二通りの画像形成動作があり、駆動系が独立している場合は、黒（ＢＫ）単色プリントの後にフルカラープリントを取る時に、黒感光体とカラー系感光体の位相を合わせて回転させることが必要である。

特許文献１、２等は、各感光体ドラムが独立モータで駆動する場合の位相合せを開示しているが、高価かつ大型化している。特許文献３、４等は、露光位置や転写位置を基準にとって位相合せを行っている。

また特許文献５では、複数の像担持体と、各像担持体上に各色のトナー像を個別に形成する作像手段と、各像担持体毎に形成された各色のトナー像を被転写体上に順次重ね合わせて転写する転写手段と、各像担持体を個別に回転駆動する各像担持体毎に独立した複数の駆動手段とを有し、各駆動手段により駆動回転される各像担持体毎の角度位置情報｛回転位置情報）を検出する複数の角度位置検出手段（回転位置検出手段）と、各角度位置検出手段により検出した各像担持体毎の角度位置情報に基づいて各駆動手段をフィードバック制御する駆動制御手段（制御回路）とを有し、上記角度位置検出手段により検出した少なくとも２つ以上の像担持体の角度位置情報を互いに比較する比較手段（位相比較回路）を有し、該比較手段の比較結果に基づいて、各像担持体の角度位置情報が互いに一致するように、上記駆動制御手段により上記駆動手段をフィードバック制御する画像形成装置が開示されている。

また特許文献６では、各像担持体を個別に回転駆動する各像担持体毎に独立した複数の駆動手段はＤＣブラシレスモータにて駆動され、一つはカラー系像担持体駆動手段（シアン駆動装置、マゼンダ駆動装置、イエロー駆動装置）で、もう一方はブラック像担持体駆動手段（ブラック駆動装置）である装置や、各像担持体を個別に回転駆動する各像担持体毎に独立した複数の駆動手段はＤＣブラシレスモータにて駆動され、一つはカラー系像担持体駆動手段（シアン駆動装置、マゼンダ駆動装置、イエロー駆動装置）で、もう一方はブラック像担持体駆動手段（ブラック駆動装置）であり、一方又は、両方の駆動手段のスピードを変化させる装置が開示されている。
特開２００１−１８８３９５号公報 特開２００１−３０５８２０号公報 特開２００３−４３７８０号公報 特開２００２−１８２４５０号公報 特開2002-311672号公報 特開2003-202719号公報

そのためタンデム型の画像形成装置においては、各感光体の位相にズレが生じた場合に、黒色トナーとカラー系トナー転写時の色ずれや滲み等が発生する不具合がある。

そこで本発明は、モータ立上げ直後に、低コストなフォトセンサーの検出信号に基づき短時間に位相調整を実施し、前記不具合を改善する手段を提供すること目的とする。

本発明の請求項１に係る画像形成装置は、
複数の像担持体と、各像担持体上に各色のトナー像を個別に形成する作像手段と、各像担持体毎に形成された各色のトナー像を被転写体上に順次重ね合わせて転写する転写手段と、各像担持体を個別に回転駆動する各像担持体毎に独立した複数の駆動手段と、被転写体を回転駆動する独立した駆動手段を有し、
各駆動手段により駆動回転される各像担持体毎の偏心角度位置情報を検出する複数の角度位置検出手段と、各角度位置検出手段により検出した各像担持体毎の偏心角度位置情報に基づいて各駆動手段をフィードバック制御する駆動制御手段とを有し、
上記角度位置検出手段により検出した少なくとも２つ以上の像担持体の偏心角度位置情報を互いに比較する比較手段を有し、
該比較手段の比較結果に基づいて、各像担持体の偏心角度位置が互いに一致または近接するように、上記駆動制御手段により上記駆動手段をフィードバック制御する画像形成装置において、
前記駆動手段が、前記複数の像担持体の偏心角度位置を互いに一致または近接させるための偏心角度情報部材を着脱自在に備え、
該偏心角度情報部材が半円形の形状を有し、
前記角度位置情報部材を、組立状態で求めた前記駆動手段の偏心角度の測定結果に応じて該駆動手段に取り付けてなる
ことを特徴とする。

同請求項２に係るものは、請求項１の画像形成装置において、前記各像担持体を個別に回転駆動するように前記各像担持体毎に独立した複数の駆動手段がＤＣブラシレスモータモータにて駆動され、一がカラー系像担持体駆動手段であり、他がブラック像担持体駆動手段であることを特徴とする。

同請求項３に係るものは、請求項１または２の画像形成装置において、前記複数の駆動手段の一または両方のスピードを変化させる手段を有することを特徴とする。

本発明は、駆動手段の組付け状態における偏心位置に角度位置情報部材を合せることができ、少なくとも半回転以内に角度位置が検出できるので、低コストで、且つ短時間で位相合せを可能とする。

以下本発明を実施するための最良の形態を、図に示す実施例を参照して説明する。

図１は、本発明に係る像担持体駆動装置の装着対象となる画像形成装置の作像部付近を示す部分斜視図である。この図において、画像形成装置１の本体フレーム２に、感光体駆動ユニット１０（破線で囲んだ部分）が組み付けられている。この感光体駆動ユニット１０は、本体フレーム２に対して着脱可能に構成されたものである。

図２は、その感光体駆動ユニット１０の平面図である。この図に示すように、感光体駆動ユニット１０は、２枚の側板１１、１２間に後述する感光体駆動ギヤや現像ローラギヤ等を組み込んだ構成となっており、大きく分けて、感光体駆動エリアＡと現像駆動エリアＢの２層構造になっている。また、一方側の側板１１には感光体駆動用モータ１３、１４が装着されている。本例では、第１モータ１３はイエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）色用の３つの感光体を駆動するためのモータであり、第２モータ１４はブラック（ＢＫ）感光体専用のモータとしている。ブラック感光体を専用のモータ１４で駆動する理由は、モノクロプリント時にメリットがあるためである。なお、感光体駆動ユニット１０は、図１から判るように、モータ１３、１４が装着されている方の側板１１が装置の外側になり、他方の側板１２が装置内側となるように装置本体に組み付けられる。

図３は、感光体駆動ユニット１０に組み込まれる駆動部品を示す正面図で、図２の下側、すなわち側板１２側から見た状態を示している。この図に示すように、感光体駆動ユニット１０内には大径の感光体駆動ギヤ１５ｙ、ｃ、ｍ、ｂｋが並んで配置されている。図２に示す第１モータ１３の回転軸には図示しないモータギヤが装着されており、そのモータギヤが感光体駆動ギヤ１５ｃと１５ｍとに噛み合わされている。また、感光体駆動ギヤ１５ｃと１５ｙとに噛みあう感光体駆動アイドラギヤ１６が設けられている。これにより、シアンとマゼンタの感光体駆動ギヤ１５ｃ、１５ｍは第１モータ１３により直接駆動され、イエローの感光体駆動ギヤ１５ｙは感光体駆動ギヤ１５ｃからアイドラギヤ１６を介して駆動される。そして、図２の第２モータ１４の回転軸に装着された図示しないモータギヤがブラック用の感光体駆動ギヤ１５ｂｋに噛みあわされ、感光体駆動ギヤ１５ｂｋは第２モータ１４から直接駆動される。各感光体駆動ギヤ１５ｙ、ｃ、ｍ、ｂｋは、感光体駆動ユニット１０を画像形成装置１の本体に組み付けたときに図示しないカップリング手段によりそれぞれイエロー、シアン、マゼンタ及びブラック色用の各感光体ドラム（図示せず）の軸に連結され、各色感光体を駆動する

現像駆動エリアＢに属する駆動部品としては、現像ローラギヤ１７（ｙ、ｃ、ｍ、ｂｋ）、アイドルギヤ列１８〜２０、タイミングギヤ２１（ｙ、ｃ）、タイミングベルト２２及び伝達ギヤ２３等があり、これらが感光体駆動ユニット１０に組み込まれている。また、クラッチギヤ２４及び伝達ギヤ２５も感光体駆動ユニット１０に搭載されている。現
像駆動モータ３０及びその駆動軸に装着された現像モータギヤ３１は画像形成装置の本体側に配設されたものである。

ブラック（ＢＫ）色用の現像駆動列は他の３色の現像駆動列とは独立しており、第２モータ１４のモータギヤに噛みあわされる伝達ギヤ２５から現像クラッチ（図ではクラッチギヤ２４）及びアイドルギヤ列２０ｂｋ、１９ｂ、１８ｂｋを経て最終の現像ローラギヤ１７ｂｋに駆動力が伝達される。

イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）の現像駆動列は、感光体駆動ユニット１０を本体装置に組み付けたときに現像駆動モータ３０のモータギヤ３１に噛み合わされる伝達ギヤ２３から、マゼンタ色においてはアイドルギヤ列１８〜２０を経て最終の現像ローラギヤ１７ｍに駆動力が伝達される。シアン色においては伝達ギヤ２３からタイミングギヤ２１ｃ及びアイドルギヤ列１８、１９を経て最終の現像ローラギヤ１７ｃに駆動力が伝達される。またイエロー色においては、伝達ギヤ２３からタイミングギヤ２１ｃ、２１ｙとタイミングベルト２２及びアイドルギヤ列１８、１９を経て最終の現像ローラギヤ１７ｙに駆動力が伝達される。タイミングギヤ２１ｃ、２１ｙは同軸上にタイミングベルト２２が掛け渡されるタイミングプーリが設けられており、これによりタイミングギヤ２１ｃから２１ｙに駆動力が伝達される。

各色用の現像ローラギヤ１７（ｙ、ｃ、ｍ、ｂｋ）は、感光体駆動ユニット１０を画像形成装置１の本体に組み付けたときに、本体内に備えられた図示しない伝達ギヤに噛み合うように構成されており、その伝達ギヤを介して現像装置を駆動する。

上記のように構成された感光体駆動ユニット１０においては、感光体駆動ユニットの状態で各感光体駆動ギヤ１５の平行度や直角度、あるいは位相合わせ等の調整がなされた状態でユニットとして完成されている。したがって、この感光体駆動ユニット１０を画像形成装置本体に組み付けた後ではそれらの調整は不要であるため、従来の感光体駆動装置のように本体組み付け後に調整を行う手間が省け、また、感光体駆動装置としての精度を高いレベルで保持することができる。したがって、各色感光体における色ズレ及び濃度ムラを抑制することができ、高品質な画像を得ることができる。なお、感光体駆動ユニット内における各種調整を行うための構成及び方法は、公知のものを適宜採用しえるため、ここでは説明を省略する。

また、画像形成装置本体に着脱可能な感光体駆動装置においては、ユニット内に感光体駆動部品が使用しないデッドスペースが多少なりとも存在するものである。そこで、本発明においては、上述のように感光体駆動ユニット１０内のスペースを有効に活用して、現像装置を駆動するための駆動列をユニット内に配設している。これにより、従来、画像形成装置の本体においてスペースを占めていた現像駆動列を感光体駆動ユニットのデッドスペースに配置することができ、画像形成装置の小型化に寄与することができる。また、感光体駆動列と同様に、駆動ユニットを装置本体に取り付けた後での現像駆動列の調整は不要であり、精度が要求される感光体と現像装置の関係において、各駆動列の寸法精度を高いレベルで容易に維持することができる。したがって、現像品質の向上と維持を図ることができる。

ところで、本例の感光体駆動ユニット１０においては、上述したようにブラック（ＢＫ）色用の現像駆動列は他の３色の現像駆動列とは独立しており、その現像駆動列中に現像クラッチを配している。図４には、感光体駆動ユニット１０に装着された現像クラッチ２６を示してある。この現像クラッチ２６は、図５に示すように、軸受２７及びクラッチカバー２８を取り外すことにより、ユニット１０から取り外せるように構成されている。

使用頻度の高いブラック色において、現像駆動列中にクラッチを配したことにより、必要時にのみ現像装置を駆動することができ、現像剤の寿命や現像装置を構成する部品の寿命を延ばすことができる。また、電力を効率良く使用することも可能である。

そして、感光体駆動ユニット１０を分解したり、側板１１あるいは１２を外すことなく現像クラッチ２６をユニット１０から取り外せるので、感光体駆動ユニット１０の完成時に設定された各色感光体駆動ギヤの位相関係や軸の平行度・直角度などに影響を与えずに現像クラッチを交換することができる。

図６は、本発明に係る像担持体駆動装置が備える感光体駆動ギヤ１５の斜視図、図７はその平面図である。この実施例では、感光体駆動ギヤ１５と駆動軸１０４が同軸となるよう圧入し、駆動軸１０４の端部にはジョイント１０２を配し感光体ドラム側のジョイントに接続する。図示しない並行ピンにより感光体駆動ギヤ１５から駆動軸１０４へ動力を伝え、図示しない並行ピンにより駆動軸１０４からジョイント１０２へ動力を伝える。駆動軸１０４は、感光体駆動ギヤ１５を挟むようにスベリ軸受１０３ａと玉軸受１０３ｂで支持している。

このように駆動源から感光体駆動ギヤ１５を介して感光体ドラムへ動力を伝えるのであるが、感光体駆動ギヤ１５自身の偏心、感光体駆動ギヤ１５と駆動軸１０４の圧入部の偏心、駆動軸１０４とスベリ軸受１０３ａとの隙間による偏心、駆動軸１０４と玉軸受１０３ｂとの圧入部の偏心、駆動軸１０４とジョイント１０２の偏心というように様々な偏心要因を持っている。

そこで、図８のような構成の偏心計測治具を用いて感光体駆動手段(組立状態)の偏心角度を求める。１０７は偏心計測装置、１０８は受け台である。

測定結果を図９に示す。図９中に矢印Ｄで示した位置を求め、図１０のように角度位置情報部材１０６を駆動ギヤ１５の図中矢印Ｃで示す部位と図９のＤ部とが一致するように取り付ける。図８の偏心測定治具では、偏心要因の中でも大きい感光体駆動ギヤ１５自身の偏心、感光体駆動ギヤ１５と駆動軸１０４の圧入部の偏心、駆動軸１０４とスベリ軸受１０３ａとの隙間による偏心、駆動軸１０４と玉軸受１０３ｂとの圧入部の偏心が合成された偏心角度情報が得られ、角度位置情報部材１０６を偏心角度情報に合せて組付けることが可能となる。これにより、各感光体の駆動手段側の位相を精度良く合せることが可能となる。

角度位置情報部材１０６が着脱可能で半円状なので、像担持体駆動装置としての組付け状態における偏心位置に角度位置情報部材を合せることができ、少なくとも半回転以内に角度位置が検出できるので、低コストで、且つ短時間で位相合せが可能になる。

また、カラー系駆動手段及び黒系駆動手段の駆動源にそれぞれ一つずつＤＣブラシレスモータを用いる構成とすれば、回転精度や低騒音に優れ、低コストで、且つ短時間で位相合せが可能になる。

さらに、カラー系駆動モータと黒系駆動モータのそれぞれを独立して回転数を変更すれば、低コストで、且つ短時間で位相合せが可能になる。

また一方のモータ回転数を固定して、もう一方のモータの回転数を可変にすると限られた時間で位相合わせするには、その可変量が大きくなり感光体周速度も大幅に変わり、すると、感光体表面と中間転写ベルト表面との周速度差も大きくなるため、位相合わせ時間は短時間であるが摩擦も増え、互いの表面にキズが入りやすくなる。よって両方のモータの回転数を調整可能として、短時間に周速度差を小さくし、キズが入るリスクを小さくすることができる。

なお、本例の感光体駆動ユニット１０が装着された画像形成装置１は、電子写真方式を採用した４連タンデム型のカラー画像形成装置であり、その基本的構成と画像形成動作については従来周知なものと同様であるので、説明を省略する。

以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。感光体駆動列及び現像装置駆動列の構成は適宜変更しえるものである。また、４連タンデムに限らず、３色あるいは他の色数の感光体駆動装置にも本発明を適用可能である。また、画像形成装置としてはプリンタ、複写機、ファクシミリあるいはそれらの機能を兼ねる複合機であっても構わない。

本発明に係る像担持体駆動装置の一例を装着した画像形成装置の作像部付近を示す部分斜視図である。 感光体駆動ユニットの平面図である。 その感光体駆動ユニットに組み込まれる駆動部品を示す正面図である。 その感光体駆動ユニットに装着された現像クラッチを示す斜視図である。 感光体駆動ユニットから現像クラッチを取り外した様子を示す斜視図である。 本発明に係る像担持体駆動装置が備える感光体駆動ギヤの斜視図である。 図６に示した感光体駆動ギヤの平面図である。 偏心計測治具を用いて感光体駆動手段(組立状態)の偏心角度を求める状態の斜視図である。 図８の装置による測定結果を示す図である。 図８の装置による測定結果を反映した感光体駆動ギヤの斜視図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１０ 感光体駆動ユニット
１１、１２ 側板
１３、１４ 感光体駆動用モータ
１５ 感光体駆動ギヤ
１６ 感光体駆動アイドラギヤ
２２ タイミングベルト
２６ 現像クラッチ
２７ 軸受
２８ クラッチカバー
３０ 現像駆動モータ
１０２ 駆動ジョイント
１０３ａ スベリ軸受
１０３ｂ 玉軸受
１０４ 駆動軸
１０５ 圧縮スプリング
１０６ 角度位置情報部材
１０７ 偏心計測装置
１０８ 受け台

Claims (3)

1. 複数の像担持体と、各像担持体上に各色のトナー像を個別に形成する作像手段と、各像担持体毎に形成された各色のトナー像を被転写体上に順次重ね合わせて転写する転写手段と、各像担持体を個別に回転駆動する各像担持体毎に独立した複数の駆動手段と、被転写体を回転駆動する独立した駆動手段を有し、
   各駆動手段により駆動回転される各像担持体毎の偏心角度位置情報を検出する複数の角度位置検出手段と、各角度位置検出手段により検出した各像担持体毎の偏心角度位置情報に基づいて各駆動手段をフィードバック制御する駆動制御手段とを有し、
   上記角度位置検出手段により検出した少なくとも２つ以上の像担持体の偏心角度位置情報を互いに比較する比較手段を有し、
   該比較手段の比較結果に基づいて、各像担持体の偏心角度位置が互いに一致または近接するように、上記駆動制御手段により上記駆動手段をフィードバック制御する画像形成装置において、
   前記駆動手段が、前記複数の像担持体の偏心角度位置を互いに一致または近接させるための偏心角度情報部材を着脱自在に備え、
   該偏心角度情報部材が半円形の形状を有し、
   前記角度位置情報部材を、組立状態で求めた前記駆動手段の偏心角度の測定結果に応じて該駆動手段に取り付けてなる
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１の画像形成装置において、
   前記各像担持体を個別に回転駆動するように前記各像担持体毎に独立した複数の駆動手段がＤＣブラシレスモータモータにて駆動され、一がカラー系像担持体駆動手段であり、他がブラック像担持体駆動手段であることを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１または２の画像形成装置において、前記複数の駆動手段の一または両方のスピードを変化させる手段を有することを特徴とする画像形成装置。