(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成用の回転体をギアで回転駆動するための回転体の駆動装置において、
前記回転体の偏心の位相と、前記回転体を駆動するため当該回転体に取り付けられたギアの回転方向の累積ピッチ誤差の位相との関係を、前記回転体の偏心に起因する表面速度の変動が、画像上に現れるのを抑制するように設定したことを特徴とする回転体の駆動装置。
【請求項２】
前記回転体の偏心が相対的に大きい位置が、画像形成用の回転体に対する画像形成位置に移動したとき、前記回転体に取り付けたギアの噛み合い位置において、前記回転体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差が、相対的に小さくなるように設定したことを特徴とする請求項１記載の回転体の駆動装置。
【請求項３】
前記回転体の偏心が略最大となる位相近傍が、画像形成用の回転体に対する画像形成位置に移動したとき、前記回転体に取り付けたギアの噛み合い位置において、前記回転体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差が略最小となる位相近傍となるように設定したことを特徴とする請求項２記載の回転体の駆動装置。
【請求項４】
前記回転体の偏心が最大となる位置と、前記回転体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差が最小となる位置に、それぞれ目印を設け、当該目印に基づいて、前記回転体にギアを取り付けるように構成したことを特徴とする請求項３記載の回転体の駆動装置。
【請求項５】
前記回転体の画像形成位置と、前記回転体に取り付けたギアの噛み合い位置が、略対向する位置又は略同じ位置に設定されていることを特徴とする請求項２記載の回転体の駆動装置。
【請求項６】
像担持体をギアで回転駆動することにより、画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体の偏心が相対的に大きい位置が、画像露光位置に移動したとき、前記像担持体に取り付けたギアの噛み合い位置において、前記像担持体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差が、相対的に小さくなるように設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
像担持体から画像が転写される少なくとも１つ以上の中間転写体をギアで回転駆動することにより、画像を形成する画像形成装置において、
前記少なくともいずれか１つの中間転写体の偏心が相対的に大きい位置が、画像転写位置に移動したとき、前記中間転写体に取り付けたギアの噛み合い位置において、前記中間転写体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差が、相対的に小さくなるように設定したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
各色毎の入力情報に応じた各潜像を形成し該各潜像を対応する色のトナーで現像して複数の単色トナー像を得、これら複数の単色トナー像が記録媒体上に定着されることによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、
各色毎の入力情報に応じた各潜像が形成され該各潜像が対応する色のトナーで現像されて各単色トナー像が形成される３個以上の像担持体、又は各色毎の入力情報に応じた各潜像が順次形成され該各潜像が対応する色のトナーで現像されて各単色トナー像が順次形成される単一の像担持体と、
前記像担持体に接触ないし近接して配置され、該像担持体上に形成された各単色トナー像が転写される１個もしくは複数個の中間転写体と、
前記１個もしくは複数個の中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体に転写するための最終転写回転体とを備え、
少なくとも２回以上のトナー像の転写工程を経てカラー画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体の偏心が相対的に大きい位置が、画像露光位置に移動したとき、前記像担持体に取り付けたギアの噛み合い位置において、前記像担持体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差が、相対的に小さくなるように設定したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電子写真方式、静電記録方式、イオノグラフィー、磁気記録方式等の画像形成方式を採用し、カラーや白黒の画像を形成するプリンタや複写機、あるいはファクシミリ等の画像形成装置に使用される回転体の駆動装置及びこれを用いた画像形成装置に関し、特に、感光体ドラムや中間転写ドラム等の回転体を精度良く回転駆動することができ、カラーや白黒の画像として歪みや色ずれのない高画質の画像を形成することが可能な回転体の駆動装置及びこれを用いた画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の電子写真方式等を採用したカラーや白黒の画像を形成するプリンタや複写機などの画像形成装置としては、種々の方式のものが提案されており、製品化されてきてもいる。特に近年、パーソナルコンピュータやインターネット、あるいはデジタルカメラ等の普及に伴って、カラープリンタの開発が目覚ましい。上記カラープリンタ等の画像形成装置においては、白黒同様の高速性とコンパクトさ、低価格化を満足したオフィス用のカラー画像を形成可能な装置が強く要望されている。
【０００３】
上記カラープリンタ等の画像形成装置において、高画質のカラー画像を形成するためには、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の各色の画像を、像担持体上に形成し、これらの各色の画像を重ね合せるカラーレジストレーションの精度を向上させる必要がある。
【０００４】
ところで、上記カラープリンタ等の画像形成装置としては、像担持体としての感光体ドラムを１つのみ備え、当該１つの感光体ドラム上に、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の各色のトナー像を順次形成し、これらの各色のトナー像を、記録用紙又は中間転写体上に多重に転写することにより、カラー画像を形成する方式を採用したものと、像担持体としての感光体ドラムを各々有する画像形成ユニットを、形成するトナー像の色に応じて、例えば、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等に対応して４つ備え、各画像形成ユニットの感光体ドラム上に、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の各色のトナー像を連続して形成し、これらの各色のトナー像を、記録用紙又は中間転写体上に多重に転写することにより、カラー画像を形成する所謂タンデム方式を採用したものとに、大きく分けることができる。
【０００５】
これらのうち、上記感光体ドラムを１つのみ備えた方式の画像形成装置においては、感光体ドラムや中間転写ドラム、あるいは中間転写ベルト等の中間転写体を駆動する駆動装置による周期的な速度ムラが、カラーレジストレーションの精度を低下させる原因となる。かかる方式の画像形成装置では、駆動装置の駆動伝達手段の各軸の偏心や、ギアの歯形などの寸法精度に応じて、各軸の１回転周期で回転ムラが発生し、複数段の駆動伝達手段を介して感光体ドラムや中間転写ドラム、あるいは中間転写ベルト等の中間転写体を駆動する場合には、各段の回転ムラが合成された速度変動が生じる。そのため、上記方式の画像形成装置においては、感光体ドラムの回転周期と、中間転写ドラムや中間転写ベルトの回転周期が、整数倍となるように設定することにより、駆動装置の周期的な速度ムラによって、カラーレジストレーションの精度が低下するのを防止するようにしている。
【０００６】
また、後者の所謂タンデム方式の画像形成装置においては、各色の画像を形成する画像形成ユニットを、複数（例えば４つ）備えているため、各画像形成ユニットで形成された画像のカラーレジストレーションの精度を向上させるためには、これら各画像形成ユニットで形成される画像の位置を、所定の位置に精度良く合わせる必要がある。そのため、上記タンデム方式の画像形成ユニットにおいては、感光体ドラム上にレーザービームによって画像を露光する画像露光装置の主走査方向及び副走査方向の走査開始タイミングや、レーザービームを偏向走査するポリゴンミラーの位相、あるいはレーザービームを感光体ドラムに導くミラーの位置等を制御することにより、各画像形成ユニットで形成される画像を重ね合わせた際のカラーレジストレーションの精度を向上させるように構成されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来技術の場合には、次のような問題点を有している。すなわち、上記感光体ドラムを１つのみ備えた方式の画像形成装置においては、感光体ドラムの回転周期と、中間転写ドラムや中間転写ベルトの回転周期が、整数倍となるように設定することにより、カラーレジストレーションの精度が低下するのをある程度防止することが可能であるものの、かかる方式の画像形成装置は、感光体ドラムが１回転する毎に、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の各色のトナー像を順次形成する必要があるため、オフィス用のカラープリンタ等に要求される高速性を満足することが困難であるという問題点を有している。
【０００８】
一方、後者の所謂タンデム型の画像形成装置の場合には、複数の画像形成ユニットでシアン、マゼンタ、イエロー、ブラック等の各色のトナー像を連続して形成するため、高速性の要求を満足することが十分可能である。その反面、この種のタンデム型の画像形成装置においては、カラーレジストレーションの精度を向上させるため、画像露光装置の主走査方向及び副走査方向の走査開始タイミングや、ポリゴンミラーの位相、あるいはレーザービームを感光体ドラムに導くミラーの位置等を制御する補正制御が必要となるため、コストダウンが難しいという問題点を有している。
【０００９】
さらに、上記タンデム型の画像形成装置の場合には、各画像形成ユニットにおける画像露光装置の補正制御に伴うコストの問題点を解決したとしても、「カラーレジストレーションと電子写真装置技術」（日本画像学会誌  第38巻  第３号（１９９９）ｐｐ１７５−１８０）に記載されているように、各画像形成ユニットの感光体軸駆動は、独立した駆動伝達手段で構成されているので、１回転周期ムラの位相合わせで、カラーレジストレーションの精度を向上させることが困難であり、偏心などで発生する位置変動は目標のカラーレジストレーション精度から見るとかなり大きく、駆動手段の高精度化が大きな課題となると指摘されている。
【００１０】
そこで、各画像形成ユニット毎に独立した駆動伝達手段で構成されるタンデム型の画像形成装置においては、駆動手段を高精度化するため、各画像形成ユニットの感光体ドラムの回転変動を、エンコーダ等によって検出し、このエンコーダ等によって検出された感光体ドラムの回転変動を、フィードバック制御やフィードフォワード制御によって抑制するか、または、ある周期で画像信号を出力し、感光体ドラム上あるいは転写ドラム上でその画像を読み取り、出力とのズレをフィードバックすることにより、カラーレジストレーションの精度を向上させることが種々提案されており、実際に行われている。
【００１１】
しかし、この場合には、各画像形成ユニットの感光体ドラムの回転変動を検出して制御するための検出手段や制御回路が複雑となり、装置の大型化やコストアップを招くという新たな問題点を有しており、コンパクトさや低価格化を満足したオフィス用のカラー画像形成装置を提供するという要望には、応えることができない。
【００１２】
そこで、かかる問題点を解決し得る技術としては、特開平８−１９４３６１号公報や特開平９−２５０６０６号公報等に開示されているものがある。
【００１３】
上記特開平８−１９４３６１号公報に係るカラー電子写真の色ずれ防止装置は、カラー電子写真用の作像系が転写媒体の通過経路に対向して配置された４個のプロセスユニットに分けて構成され、これらのプロセスユニットは、それぞれ感光体及びこれに付帯する帯電装置、書き込み装置、現像装置、転写装置、クリーニグ装置を有し、各感光体上に形成された像を順次前記転写媒体上に重ね転写する作像装置において、
前記感光体が転写媒体への転写順が早い方から、第１の感光体ドラム、第２の感光体ドラム、第３の感光体ドラム、第４の感光体ドラム４つの感光体からなり、前記各感光体ドラムの軸にそれぞれ直接固定されている第１ドラムギヤ、第２ドラムギヤ、第３ドラムギヤ、第４ドラムギヤを有し、これら第１のドラムギヤと第２ドラムギヤとを第１の駆動ギヤで、同様に第３ドラムギヤと第４ドラムギヤとを第２の駆動ギヤで駆動するように構成し、前記各感光体ドラムのうち隣合う感光体ドラムの中心間距離と転写順の早い方の感光体ドラムの周長とが等しくなるように設定した場合は、前記第１ドラムギヤと前記第２ドラムギヤの各最大偏芯方向が同じになるように前記各感光体ドアムの軸に取り付け、同様に前記第３ドラムギヤと第４ドラムギヤの各最大偏芯方向が前記第１ドラムギヤ及び前記第２ドラムギヤの場合と同一となるように、前記各感光体ドラムの軸に取り付けるように構成したものである。
【００１４】
また、上記特開平９−２５０６０６号公報に係る歯車伝達装置および画像形成装置は、駆動源側に接続された第１の歯車と、被駆動体側に接続された第２の歯車と、前記第１の歯車と噛合させられた第３の歯車と、前記第３の歯車と同軸上に取り付けられ、前記第２の歯車に噛合させられた第４の歯車とを備え、前記第３の歯車および前記第４の歯車の一方が、他方の奇数倍の歯数を有しており、前記第１の歯車と前記第３の歯車との噛合による歯車の回転速度の変動が最大値となるタイミングと、前記第２の歯車と前記第４の歯車との噛合による歯車の回転速度の変動が最大値となるタイミングとがほぼ一致するように構成したものである。
【００１５】
しかしながら、上記特開平８−１９４３６１号公報や特開平９−２５０６０６号公報等に開示された技術の場合には、第１ドラムギヤと前記第２ドラムギヤの各最大偏芯方向が同じになるように前記各感光体ドラムの軸に取り付け、同様に前記第３ドラムギヤと第４ドラムギヤの各最大偏芯方向が前記第１ドラムギヤ及び前記第２ドラムギヤの場合と同一となるように、前記各感光体ドラムの軸に取り付けるように構成したり、第１の歯車と前記第３の歯車との噛合による歯車の回転速度の変動が最大値となるタイミングと、前記第２の歯車と前記第４の歯車との噛合による歯車の回転速度の変動が最大値となるタイミングとがほぼ一致するように構成したものであるが、これらの技術の場合には、ドラムギヤの偏心等に起因する各感光体ドラムの速度変動の位相を、ある程度互いに合わせることが可能であるものの、感光体ドラムが１回転する間に発生する速度変動を低減することはできず、カラーレジストレーションの精度を十分向上させることができないという問題点を依然として有している。また、第１の歯車と前記第３の歯車との噛合による歯車の回転速度の変動が最大値となるタイミングとあるが、その具体的な方法が記載されていない。
【００１６】
そこで、この発明は、上記従来技術の問題点を解決するためになされたものでり、その目的とするところは、装置の大型化やコストアップを招くことなく、像担持体や中間転写体等の回転体が１回転する間に発生する速度変動を低減させることにより、像担持体や中間転写体等の回転体上に形成又は転写される画像の歪みや色ずれを低減し、高画質の画像を形成することが可能な回転体の駆動装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することにある。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
すなわち、請求項１に記載の発明は、画像形成用の回転体をギアで回転駆動するための回転体の駆動装置において、
前記回転体の偏心の位相と、前記回転体を駆動するため当該回転体に取り付けられたギアの回転方向の累積ピッチ誤差の位相との関係を、前記回転体の偏心に起因する表面速度の変動が、画像上に現れるのを抑制するように設定したことを特徴とする回転体の駆動装置である。
【００１８】
また、請求項２に記載の発明は、前記回転体の偏心が相対的に大きい位置が、画像形成用の回転体に対する画像形成位置に移動したとき、前記回転体に取り付けたギアの噛み合い位置において、前記回転体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差が、相対的に小さくなるように設定したことを特徴とする請求項１記載の回転体の駆動装置である。
【００１９】
さらに、請求項３に記載の発明は、前記回転体の偏心が略最大となる位相近傍が、画像形成用の回転体に対する画像形成位置に移動したとき、前記回転体に取り付けたギアの噛み合い位置において、前記回転体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差が略最小となる位相近傍となるように設定したことを特徴とする請求項２記載の回転体の駆動装置である。
【００２０】
また更に、請求項４に記載の発明は、前記回転体の偏心が最大となる位置と、前記回転体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差が最小となる位置に、それぞれ目印を設け、当該目印に基づいて、前記回転体にギアを取り付けるように構成したことを特徴とする請求項３記載の回転体の駆動装置である。
【００２１】
さらに、請求項５に記載の発明は、前記回転体の画像形成位置と、前記回転体に取り付けたギアの噛み合い位置が、略対向する位置又は略同じ位置に設定されていることを特徴とする請求項２記載の回転体の駆動装置である。
【００２２】
このように構成することにより、前記回転体の画像形成位置と、前記回転体に取り付けたギアの噛み合い位置が、略対向する位置又は略同じ位置に設定されているので、前記回転体の画像形成位置と、前記回転体に取り付けたギアの噛み合い位置との位相関係が、略１８０°又は略０°となり、装置の組み立てが容易となる。
【００２３】
さらに、請求項６に記載の発明は、像担持体をギアで回転駆動することにより、画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体の偏心が相対的に大きい位置が、画像露光位置に移動したとき、前記像担持体に取り付けたギアの噛み合い位置において、前記像担持体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差が、相対的に小さくなるように設定したことを特徴とする画像形成装置である。
【００２４】
また、請求項７に記載の発明は、像担持体から画像が転写される少なくとも１つ以上の中間転写体をギアで回転駆動することにより、画像を形成する画像形成装置において、
前記少なくともいずれか１つの中間転写体の偏心が相対的に大きい位置が、画像転写位置に移動したとき、前記中間転写体に取り付けたギアの噛み合い位置において、前記中間転写体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差が、相対的に小さくなるように設定したことを特徴とする画像形成装置である。
【００２５】
又、請求項８に記載の発明は、各色毎の入力情報に応じた各潜像を形成し該各潜像を対応する色のトナーで現像して複数の単色トナー像を得、これら複数の単色トナー像が記録媒体上に定着されることによりカラー画像を形成する画像形成装置であって、
各色毎の入力情報に応じた各潜像が形成され該各潜像が対応する色のトナーで現像されて各単色トナー像が形成される３個以上の像担持体、又は各色毎の入力情報に応じた各潜像が順次形成され該各潜像が対応する色のトナーで現像されて各単色トナー像が順次形成される単一の像担持体と、
前記像担持体に接触ないし近接して配置され、該像担持体上に形成された各単色トナー像が転写される１個もしくは複数個の中間転写体と、
前記１個もしくは複数個の中間転写体上に転写されたトナー像を記録媒体に転写するための最終転写回転体とを備え、
少なくとも２回以上のトナー像の転写工程を経てカラー画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体の偏心が相対的に大きい位置が、画像露光位置に移動したとき、前記像担持体に取り付けたギアの噛み合い位置において、前記像担持体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差が、相対的に小さくなるように設定したことを特徴とする画像形成装置である。
【００２６】
【発明の実施の形態】
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【００２７】
実施の形態１
【００２８】
図２はこの発明の実施の形態１に係る回転体の駆動装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型フルカラープリンタを示すものである。尚、図２中の矢印は、各回転体の回転方向を示している。
【００２９】
このフルカラープリンタは、図２に示すように、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）用の各感光体ドラム（像担持体）11, 12, 13, 14を有する画像形成ユニット1, 2, 3, 4と、これら感光体ドラム11, 12, 13, 14に接触する一次帯電用の帯電ロール（接触型帯電装置）21, 22, 23, 24と、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34を照射する図示しないレーザ光学ユニット（露光装置）と、現像装置41, 42, 43, 44と、上記４つの感光体ドラム11, 12, 13, 14のうちの２つの感光体ドラム11, 12に接触する第１の一次中間転写ドラム（中間転写体）51及び他の２つの感光体ドラム13, 14に接触する第２の一次中間転写ドラム（中間転写体）52と、上記第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52に接触する二次中間転写ドラム（中間転写体）53と、この二次中間転写ドラム53に接触する最終転写ロール（転写部材）60とで、その主要部が構成されている。
【００３０】
感光体ドラム11, 12, 13, 14は、共通の接平面M を有するように一定の間隔をおいて配置されている。また、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52は、各回転軸が該感光体ドラム11, 12, 13, 14軸に対し平行かつ所定の対称面を境界とした面対称の関係にあるように配置されている。さらに、二次中間転写ドラム53は、該感光体ドラム11, 12, 13, 14と回転軸が平行であるように配置されている。
【００３１】
各色毎の画像情報に応じた信号は、図示しない画像処理ユニットによりラスタライジングされて図示しないレーザ光学ユニットに入力される。このレーザ光学ユニットでは、各色毎の画像情報に基づいて、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のレーザ光31, 32, 33, 34が変調され、対応する色の感光体ドラム11, 12, 13, 14に照射される。
【００３２】
上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14の周囲では、周知の電子写真方式による各色毎の画像形成プロセスが行なわれる。まず、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14としては、例えば、直径２０ｍｍのＯＰＣ感光体を用いた感光体ドラムが用いられ、これらの感光体ドラム11, 12, 13, 14は、後述する回転体の駆動装置によって、例えば、表面速度95ｍｍ／ｓｅｃの回転速度で回転駆動される。上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面は、図２に示すように、接触型帯電装置としての帯電ロール12, 22, 32, 42に、約-840ＶのＤＣ電圧を印加することによって、例えば約-300Ｖ程度に帯電される。なお、上記接触型の帯電装置としては、ロールタイプのもの、フィルムタイプのもの、ブラシタイプのもの等が挙げられるが、どのタイプのものを用いても良い。この実施の形態では、近年、電子写真装置で一般に使用されている帯電ロールを採用している。また、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面を帯電させるために、この実施の形態では、ＤＣのみ印加の帯電方式をとっているが、ＡＣ＋ＤＣ印加の帯電方式を用いても良い。
【００３３】
その後、感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面には、露光装置としての図示しないレーザ光学ユニットによってシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応したレーザ光31, 32, 33, 34が照射され、各色毎の入力画像情報に応じた静電潜像が形成される。感光体ドラム11, 12, 13, 14は、レーザ光学ユニットで静電潜像が書き込まれた際に、その画像露光部の表面電位は例えば-60 Ｖ以下程度にまで除電される。
【００３４】
また、上記感光体ドラム11, 12, 13, 14の表面に形成されたシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色に対応した静電潜像は、対応する色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像され、各感光体ドラム11, 12, 13, 14上にシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として可視化される。
【００３５】
この実施の形態では、現像装置41, 42, 43, 44として、磁気ブラシ接触型の二成分現像方式を採用しているが、この発明の適用範囲はこの現像方式に限定されるものではなく、非接触型の現像方式など、他の現像方式においてもこの発明を充分に適用することができることは勿論である。
【００３６】
現像装置41, 42, 43, 44には、それぞれ色の異なったシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）色のトナーと、キャリアからなる現像剤が充填されている。これらの現像装置41, 42, 43, 44は、不図示のトナー補給装置からトナーが補給されると、この補給されたトナーは、オーガー404 で充分にキャリアと攪拌されて摩擦帯電される。現像ロール401 の内部には、複数の磁極を所定の角度に配置したマグネットロール（不図示）が固定した状態で配置されている。この現像ロール401 に現像剤を搬送するパドル403 によって、当該現像ロール401 の表面近傍に搬送された現像剤は、現像剤量規制部材402 によって現像部に搬送される量が規制される。この実施の形態では、上記現像剤の量は、30〜50ｇ／ｍ2 であり、また、このとき現像ロール401 上に存在するトナーの帯電量は、概ね-20 〜35μＣ／g 程度である。
【００３７】
上記現像ロール401 上に供給されたトナーは、マグネットロールの磁力によって、キャリアとトナーで構成された磁気ブラシ状となっており、この磁気ブラシが感光体ドラム11, 12, 13, 14と接触している。この現像ロール401 にAC＋DCの現像バイアス電圧を印加して、現像ロール401 上のトナーを感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像に現像することにより、トナー像が形成される。この実施の形態では、この現像バイアス電圧はACが4 ｋＨｚ、1.5 ｋＶppで、ＤＣが-230Ｖ程度である。
【００３８】
次に、上記各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成されたシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52上に、静電的に二次転写される。感光体ドラム11, 12上に形成されたシアン（Ｃ）およびマゼンタ（Ｍ）色のトナー像は、第１の一次中間転写ドラム51上に、感光体ドラム13, 14上に形成されたイエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）色のトナー像は、第２の一次中間転写ドラム52上に、それぞれ転写される。従って、第１の一次中間転写ドラム51上には、感光体ドラム11または12のどちらから転写された単色像と、感光体ドラム11及び12の両方から転写された２色のトナー像が重ね合わされた二重色像が形成されることになる。また、第２の一次中間転写ドラム52上にも、感光体ドラム13,14 から同様な単色像と二重色像が形成される。
【００３９】
上記第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 上に感光体ドラム11,12,13,14 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+250〜500 Ｖ程度である。この表面電位は、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。この雰囲気温度や湿度は、雰囲気温度や湿度によって抵抗値が変化する特性を持った部材の抵抗値を検知することで簡易的に知ることが可能である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下にある場合には、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位は、+380Ｖ程度が望ましい。
【００４０】
この実施の形態で用いる第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、例えば、外径が42ｍｍに形成され、抵抗値は１０8 Ω程度に設定される。第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52は、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的には、図３に示すように、ＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプ51a, 52aの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層51b, 52b（Ｒ＝102 〜103 Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、第１、第２の中間転写ドラム51, 52の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層51c, 52c（Ｒ＝105 〜109 Ω）として形成し、シランカップリング剤系の接着剤51d, 52d（プライマ）で接着されている。ここで重要なのは、抵抗値と表面の離型性であり、高離型層の抵抗値がＲ＝105 〜109 Ω程度であり、高離型性を有する材料であれば、特に材料は限定されない。
【００４１】
このように第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52上に形成された単色又は二重色のトナー像は、二次中間転写ドラム53上に静電的に２次転写される。従って、二次中間転写ドラム53上には、単色像からシアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）色の四重色像までの最終的なトナー像が形成されることになる。
【００４２】
この二次中間転写ドラム53上へ第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 からトナー像を静電的に転写するために必要な表面電位は、+600〜1200Ｖ程度である。この表面電位は、感光体ドラム11, 12, 13, 14から第１の一次中間転写ドラム51及び第２の一次中間転写ドラム52へ転写するときと同様に、トナーの帯電状態や雰囲気温度、湿度によって最適値に設定されることになる。また、転写に必要なのは、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差であるので、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位に応じた値に設定することが必要である。上述のように、トナーの帯電量が-20 〜35μＣ／g の範囲内にあり、常温常湿環境下であって、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位が+380Ｖ程度の場合には、二次中間転写ドラム53の表面電位は、+880Ｖ程度、つまり第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と二次中間転写ドラム53との間の電位差は、+500Ｖ程度に設定することが望ましい。
【００４３】
この実施の形態で用いる二次中間転写ドラム53は、例えば、外径が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 と同じ42ｍｍに形成され、抵抗値は１０11Ω程度に設定される。また、上記二次中間転写ドラム53も第１、第２の一次中間転写ドラム51, 52と同様、単層、あるいは複数層からなる表面が可撓性、もしくは弾性を有する円筒状の回転体であり、一般的にはＦｅやＡｌ等からなる金属製コアとしての金属パイプの上に、導電性シリコーンゴム等で代表される低抵抗弾性ゴム層（Ｒ＝102 〜103 Ω）が、厚さ0.1 〜10mm程度に設けられている。更に、二次中間転写ドラム53の最表面は、代表的にはフッ素樹脂微粒子を分散させたフッ素ゴムを厚さ3 〜100 μｍの高離型層として形成し、シランカップリング剤系の接着剤（プライマ）で接着されている。ここで、二次中間転写ドラム53の抵抗値は、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 よりも高く設定する必要がある。そうしないと、二次中間転写ドラム53が第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 を帯電してしまい、第１及び第２の一次中間転写ドラム51,52 の表面電位の制御が難しくなる。このような条件を満たす材料であれば、特に材料は限定されない。
【００４４】
次に、上記二次中間転写ドラム53上に形成された単色像から四重色像までの最終的なトナー像は、最終転写ロール60によって、用紙搬送路P を通る用紙に３次転写される。この用紙は、不図示の紙送り工程を経て用紙搬送ロール90を通過し、二次中間転写ドラム53と最終転写ロール60のニップ部に送り込まれる。この最終転写工程の後、用紙上に形成された最終的なトナー像は、定着器70によって定着され、一連の画像形成プロセスが完了する。
【００４５】
最終転写ロール60は、例えば、外径が20ｍｍに形成され、抵抗値は１０8 Ω程度に設定される。この最終転写ロール60は、図４に示すように、金属シャフト61の上にウレタンゴム等からなる被覆層62を設け、その上に必要に応じてコーティングを施して構成されている。最終転写ロール60に印加される電圧は、雰囲気温度、湿度、用紙の種類（抵抗値等）等によって最適値が異なり、概ね+1200 〜5000Ｖ程度である。この実施の形態では、定電流方式を採用しており、常温常湿環境下で約+6μＡの電流を通電して、ほぼ適正な転写電圧(+1600〜2000Ｖ) を得ている。
【００４６】
なお、上記二次中間転写ドラム53上などに残留したトナーは、クリーニング工程において、電位勾配を付けることにより、最終転写ロール60に集められ、当該最終転写ロール60の表面に圧接するクリーニング装置８０のクリーニングブレード８０１等によって除去される。
【００４７】
図５及び図６は上記の如く構成されるタンデム型フルカラープリンタに適用された回転体の駆動装置を示す正面構成図及び斜視構成図である。この駆動装置は、１モータ、一体ギヤー・トレインで駆動力を伝達する駆動系からなる。
【００４８】
ＤＣブラシレス・モータ、ステッピング・モータに代表される駆動モータ91の駆動軸には、駆動ギア92が取り付けられており、この駆動ギア92は、第１段及び第２段の減速ギア93, 94を介して、第３の中間転写ドラム63の端部に取り付けれた第１の中間転写ギア95に噛合されている。上記第１段の減速ギア93は、同軸上に固着された直径の大きなアイドルギア93a と直径の小さなアイドルギア93b とから構成されているとともに、第２段の減速ギア94は、同軸上に固着された直径の大きなアイドルギア94a と直径の小さなアイドルギア94b とから構成されている。また、上記第１段の減速ギア93は、その直径の大きなアイドルギア93a が駆動ギア92と噛み合っており、直径の小さなアイドルギア93b は、第２段の減速ギア94の直径の大きなアイドルギア94a と噛み合っている。さらに、上記第２段の減速ギア94は、その直径の小さなアイドルギア94b が第３の中間転写ドラム63の端部に取り付けれた第１の中間転写ギア95と噛み合っている。
【００４９】
また、上記第３の中間転写ドラム63の端部に取り付けれた第１の中間転写ギア95は、第１及び第２の中間転写ドラム63の端部に取り付けれた第２及び第３の中間転写ギア96,97 に噛合されており、これらの第２及び第３の中間転写ギア96,97 のうち、第２の中間転写ギア96には、感光体ドラム11,12 の端部に取り付けれた感光体ギア98,99 が噛み合っているとともに、第３の中間転写ギア97には、感光体ドラム13,14 の端部に取り付けれた感光体ギア100,101 が噛み合っている。なお、ここで用いられているギアは、すべてはすば歯車から構成されており、駆動力の伝達特性の点から、はすば歯車を用いるのが望ましいが、これに限定されるものではなく、平歯車等を用いてもよい。
【００５０】
上記各感光体ドラム11、12、13、14としては、図７に示すように、アルミニウム等の金属からなる薄肉円筒状の基体110 の表面に、ＯＰＣ（有機光導電体）等からなる感光体層を形成したものが用いられる。また、上記各感光体ドラム11、12、13、14の一端部には、はすば歯車からなる感光体ギア98,99,100,101 を構成する合成樹脂製のギア部材111 が、圧入等の手段によって取り付けられているとともに、他方の端部には、合成樹脂製のフランジ部材112 が、同じく圧入等の手段によって取り付けられている。
【００５１】
上記ギア部材111 は、図８に示すように、合成樹脂の射出成形等によって、略二重円筒状に形成されており、外側円筒部112 の一端側の部分113 は、感光体ドラム11、12、13、14の円筒状基体110 に圧入されるように外径が設定されている。また、上記外側円筒部112 の他端側の部分114 は、その外周にはすば歯車からなる感光体ギア98,99,100,101 が形成されている。この感光体ギア98,99,100,101 の歯119 は、図８（ｄ）に示すように、例えば、基準歯形がＪＩＳ  Ｂ１７０１のインボリュート歯形からなり、歯数が４０、モジュールが０．４５にそれぞれ設定されている。さらに、上記外側円筒部112 の内部には、感光体ギア98,99,100,101 の内側の端部に、半径方向に沿って設けられた連結部115 を介して内側円筒部116 が一体的に設けられている。この内側円筒部116 は、感光体ドラム11、12、13、14を軸支するシャフトを、固定した状態で挿通するためのものである。上記内側円筒部116 は、図８（ｅ）に示すように、軸方向に沿った両端部116a,116b の内径寸法が、所定の値に精度良く形成されており、両端部116a,116b の間に位置する中央部116cは、当該両端部116a,116b よりも若干内径が、射出成型が可能な範囲で大きく設定されている。こうすることによって、感光体ドラム11、12、13、14を軸支するシャフトを、内側円筒部116 の両端部116a,116b によって精度良く支持固定することができるとともに、感光体ギア98,99,100,101 が設けられた端部116a側の直径寸法を精度良く維持することが可能となる。なお、図８中、117,118 は内側円筒部116 の補強用リブをそれぞれ示している。
【００５２】
一方、上記フランジ部材112 は、図９に示すように、合成樹脂の射出成形等によって、略二重円筒状に形成されており、外側円筒部120 は、感光体ドラム11、12、13、14の円筒状基体110 に圧入されるように外径が設定されている。また、上記フランジ部材112 の外側の端部には、環状のフランジ部121 が設けられており、当該フランジ部121 によって、外側円筒部120 と内側円筒部122 とが連結されている。また、上記内側円筒部122 は、ギア部材111 と同様、軸方向に沿った両端部122a,122b の内径寸法が、所定の値に精度良く形成されており、両端部122a,122b の間に位置する中央部122cは、当該両端部122a,122b よりも若干内径が大きく設定されている。こうすることによって、感光体ドラム11、12、13、14を軸支するシャフトを、内側円筒部122 の両端部122a,122b によって精度良く支持固定することが可能となる。
【００５３】
ところで、上記の如く構成される感光体ギア98,99,100,101 は、理想的には、基準歯形がＪＩＳ  Ｂ１７０１のインボリュート歯形からなるが、当該感光体ギア98,99,100,101 は、例えば、合成樹脂を用いた射出成型等によって製造されるため、実際の歯の形は、図１０に示すように、正しい歯形に対して、正（＋）側あるいは負（−）側に誤差を有している。
【００５４】
また、上記感光体ギア98,99,100,101 等として使用されるはすば歯車は、単一ピッチ誤差、隣接ピッチ誤差、累積ピッチ誤差、法線ピッチ誤差、歯形誤差、歯みぞの振れ、歯すじ方向誤差（図１１参照）によって、その精度を評価することが、ＪＩＳ規格  ＪＩＳ  Ｂ１７０２等で規定されている。
【００５５】
ここで、単一ピッチ誤差とは、図１２に示すように、隣りあった歯のピッチ円上における実際のピッチと、その正しいピッチとの差をいい、隣接ピッチ誤差とは、ピッチ円上の隣り合った二つのピッチの差をいい、累積ピッチ誤差とは、任意の二つの歯の間のピッチ円上における実際のピッチの和と、その正しい値との差をいい、法線ピッチ誤差とは、正面法線ピッチの実際寸法と理論値との差をいい、歯形誤差とは、図１０に示すように、実際の歯形とピッチ円の交点を通る正しいインボリュートを基準とし、これに垂直な方向に測って歯形検査範囲内における正（＋）側誤差及び負（−）側誤差の和をいい、歯みぞの振れとは、玉又はピンなどの接触片を、歯みぞの両側歯面にピッチ円付近で接触させたときの、半径方向位置の最大差をいい、歯すじ方向誤差とは、図１１に示すように、ピッチ円筒上において必要な検査範囲内の歯幅に対応する実際の歯すじ曲線と、理論上の曲線との差をいう（ＪＩＳ  Ｂ  １７０２参照）。
【００５６】
そこで、本発明者は、上記の如く感光体ドラム11、12、13、14を回転駆動するために使用されるはすば歯車からなる感光体ギア98,99,100,101 において、実際に感光体ドラム11、12、13、14を回転駆動するために試作されたはすば歯車のピッチ誤差等と、感光体ドラム11、12、13、14の回転速度の変動との間に、どのような関係があるかについて鋭意研究した結果、次のようなことを見出した。
【００５７】
図１３及び後述する図１８、図１９、図２０は、感光体ドラム11、12、13、14と同様に、第１及び第２の中間転写ドラム51,52 を回転駆動するために試作されたはすば歯車からなる中間転写ギア96,97 の両歯面噛み合いの測定データ、歯みぞの振れの測定データ、及び累積ピッチ誤差の測定データを、それぞれ示すものである。
【００５８】
なお、本発明は、後に詳述するように、回転体として、例えば、感光体ドラム11、12、13、14の偏心の位相と、当該感光体ドラム11、12、13、14を駆動する感光体ギアの回転方向の累積ピッチ誤差の位相との関係を規定したものであるが、感光体ギア98,99,100,101 は、直径が小さく歯数も少ない。そのため、ここでは、はすば歯車からなる歯数の多い中間転写ギア96,97 の両歯面噛み合いの測定データ、歯みぞの振れの測定データ、及び累積ピッチ誤差の測定データを、それぞれ示している。但し、上記感光体ギア98,99,100,101 においても、回転方向における累積ピッチ誤差を測定した結果は、図２６に示す通りであり、図１３（ａ）に示す中間転写ギア96,97 と同様に、１回転当たりに最大値と最小値を示す位相を有するものである。
【００５９】
すなわち、図１３（ａ）は上記第１及び第２の中間転写ドラム51,52 を回転駆動するために試作されたはすば歯車からなる中間転写ギア96,96 の両歯面噛み合いの測定データ、同図（ｂ）は上記第１及び第２の中間転写ドラム51,52 を回転駆動するために試作されたはすば歯車からなる中間転写ギア96,96 の歯みぞの振れの測定データ、同図（ｃ）は上記第１及び第２の中間転写ドラム51,52 を回転駆動するために試作されたはすば歯車からなる中間転写ギア96,96 の累積ピッチ誤差の測定データを、それぞれ示すものである。ここで、両歯面噛み合い試験とは、マスターギアを試験するはすばギアと、その両歯面が噛み合うように圧接させた状態で、マスターギアと試験するはすばギアとを回転させ、両ギアの回転軸間の変位を変位検出器によって測定したものである。
【００６０】
これらの図１３（ａ）〜（ｃ）から判るように、試作されたはすば歯車の測定開始点を基準にして、両歯面噛み合いの測定データと、歯みぞの振れの測定データは、位相が互いに一致しており、両歯面噛み合いの測定データが最大となる位置で、歯みぞの振れの測定データも最大となっているとともに、両歯面噛み合いの測定データが最小となる位置で、歯みぞの振れの測定データも最小となっていることがわかる。
【００６１】
これに対して、試作されたはすば歯車の累積ピッチ誤差の測定データは、図１３（ｃ）に示すように、両歯面噛み合いの測定データ及び歯みぞの振れの測定データと、位相が異なっていることがわかる。
【００６２】
さらに、本発明者が研究を重ねた結果、上記試作されたはすば歯車の累積ピッチ誤差の測定データは、当該はすば歯車によって回転駆動される感光体ドラム11、12、13、14の回転速度（角速度）の変動に略対応していることが明らかとなった。
【００６３】
また、上記はすば歯車からなる感光体ギア98,99,100,101 によって回転駆動される感光体ドラム11、12、13、14自体も、図１４（ａ）に示すように、必ずしも、理想的な円筒形状ではなく、図１４（ｂ）に示すように、当該感光体ドラム11、12、13、14の軸方向の中央部が、中心軸から偏心した所謂”振れ”を有していることがわかっている。なお、上記感光体ドラム11、12、13、14の断面形状は、縦横の寸法誤差が２μｍ程度であり、略真円であることがわかった。
【００６４】
そこで、本発明者は、実際の感光体ドラム11、12、13、14の軸方向に沿った偏心を、当該感光体ドラム11、12、13、14の軸方向に沿った外径を、左右両端部と中央部の３箇所で測定することによって求めた。
【００６５】
この感光体ドラム11、12、13、14の軸方向に沿った偏心量の測定は、図１５及び図１６に示すように、当該感光体ドラム11、12、13、14の両端部に、テーパー状の高精度金属製治具130 を装着するとともに、当該テーパー状の高精度金属製治具130 の内部に装着されたベアリング131 にシャフト132 を挿通した状態で、このシャフト132 の両端を測定ベンチ133 上に配置されたＶブロック134 によって支持し、感光体ドラム11、12、13、14の表面に接触させた測定子135 の位置を、微測器136 によって測定することによって行われる。
【００６６】
図１７は上記感光体ドラム11、12、13、14の軸方向に沿った外径を、４９本の試作された感光体ドラムを用いて測定した結果を示す図表である。
【００６７】
この図１７から判るように、上記感光体ドラム11、12、13、14は、その軸方向に沿って外径がばらついており、当該外径のばらつきは、大きいもので、２２μｍに達するものもあった。
【００６８】
上記の如く感光体ドラム11、12、13、14に外径の振れがあると、当該感光体ドラム11、12、13、14を一定の角速度で回転駆動しても、感光体ドラム11、12、13、14の外径が大きい部分では、その分だけ表面速度が大きくなるとともに、感光体ドラム11、12、13、14の外径が小さい部分では、その分だけ表面速度が小さくなり、結果的に、感光体ドラム11、12、13、14の表面速度には、当該感光体ドラム11、12、13、14の振れに起因した１回転当たりの速度変動が発生する。
【００６９】
一方、上記の如く感光体ドラム11、12、13、14を回転駆動するはすば歯車からなる感光体ギア98,99,100,101 に、精度上の誤差があると、やはり感光体ドラム11、12、13、14の回転に１回転当たりの速度変動が発生する。
【００７０】
そこで、本発明者は、上記の如くはすば歯車からなる感光体ギア98,99,100,101 の誤差のうち、累積ピッチ誤差が速度変動に直接対応していることに鑑み、感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差の位相と、感光体ドラム11、12、13、14の振れの位相とが、所定の関係を満たすように設定することにより、感光体ドラム11、12、13、14の回転変動を抑制することが可能であるという結論に至った。
【００７１】
そこで、この発明の実施の形態では、画像形成用の回転体をギアで回転駆動するための回転体の駆動装置において、前記回転体の偏心の位相と、前記回転体を駆動するため当該回転体に取り付けられたギアの累積ピッチ誤差の位相との関係を、前記回転体の偏心に起因する表面速度の変動が、画像上に現れるのを抑制するように設定したものである。
【００７２】
また、この発明の実施の形態では、前記回転体の偏心が相対的に大きい位置が、画像形成用の回転体に対する画像形成位置に移動したとき、前記回転体に取り付けたギアの噛み合い位置において、前記回転体ギアの累積ピッチ誤差が、相対的に小さくなるように設定したものである。
【００７３】
更に望ましくは、この発明の実施の形態では、前記回転体の偏心が略最大となる位相近傍が、画像形成用の回転体に対する画像形成位置に移動したとき、前記回転体に取り付けたギアの噛み合い位置において、前記回転体ギアの累積ピッチ誤差が略最小となる位相近傍となるように設定したものである。
【００７４】
また望ましくは、この発明の実施の形態では、前記回転体の偏心が最大となる位置と、前記回転体ギアの累積ピッチ誤差が最小となる位置に、それぞれ目印を設け、当該目印に基づいて、前記回転体にギアを取り付けるように構成したものである。
【００７５】
すなわち、この実施の形態では、図１３に示すように、はすば歯車からなる感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差を、当該感光体ギア98,99,100,101 の１回転にわたって測定し、当該累積ピッチ誤差の位相の最大位置又は最小位置の少なくとも一方を求める。
【００７６】
その際、上記はすば歯車からなる感光体ギア98,99,100,101 は、合成樹脂を用いた射出成形等によって製造されるため、同一の成形型で製造された複数個の感光体ギア98,99,100,101 は、図１３、図１８乃至図２０に示すように、両歯面噛み合いの測定データ、歯みぞの振れの測定データ、及び累積ピッチ誤差の測定データが、共に同一の特性を示しており、累積ピッチ誤差の位相の最大位置及び最小位置は、すべての感光体ギア98,99,100,101 で略同一となる。
【００７７】
そのため、上記感光体ギア98,99,100,101 を、合成樹脂を用いた射出成形等によって製造する際に、累積ピッチ誤差の位相の最大位置及び／又は最小位置を示す突起等からなる目印を設けることによって、製造された感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差の位相の最大位置及び／又は最小位置を自動的に識別することが可能となる。
【００７８】
上記感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差の位相の最大位置及び／又は最小位置を示す目印は、図８（ａ）に示すように、例えば、外側円筒部112 の内側の端部に、突起140 を設けるとともに、外側円筒部112 の外側の端部に、マーク141 等を設けることによって形成される。なお、上記外側円筒部112 の内側の端部に設けられた突起140 は、感光体ドラム11、12、13、14を自動的に組み立てる際に、感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差の位相の最大位置及び／又は最小位置を自動的に識別するためのものである。
【００７９】
また、上記感光体ドラム11、12、13、14は、図１６に示す方法等によって、当該感光体ドラム11、12、13、14の軸方向に沿った振れが測定され、この感光体ドラム11、12、13、14の軸方向に沿った振れの位相の最大値を示す位置に目印が設けられる。なお、この目印は、例えば、インクジェットによるマーキング若しくはケガキ線をドラムの端部もしくは印字範囲外に付けたものが用いられる。
【００８０】
そして、上記感光体ドラム11、12、13、14は、図１７に示すように、円筒110 の一端部に、感光体ギア98,99,100,101 が一体的に形成されたギア部材111 を、圧入等の手段によって取り付ける際に、図１に示すように、感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最大となる位置が、画像露光位置150 に移動したとき、当該感光体ドラム11、12、13、14に取り付けた感光体ギア98,99,100,101 が、第２及び第３の中間転写体ギア96,97 と噛み合う位置151 において、前記感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差が最小となる位置がくるように設定されている。
【００８１】
なお、図１では、便宜上、感光体ドラム11、12、13、14の画像露光位置150 と、当該感光体ドラム11、12、13、14に取り付けた感光体ギア98,99,100,101 が、第２及び第３の中間転写体ギア96,97 と噛み合う位置151 とが、180 度異なる位置に示されているが、実際のフルカラープンリンタでは、図２及び図５に示すように、両者の位置は、必ずしも180 度異なる位置に設定されている訳ではなく、上述したように、感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最大となる位置が、画像露光位置150 に移動したとき、当該感光体ドラム11、12、13、14に取り付けた感光体ギア98,99,100,101 が、第２及び第３の中間転写体ギア96,97 と噛み合う位置151 において、前記感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差が最小となる位置がくるように設定されるものである。
【００８２】
以上の構成において、この実施の形態に係るタンデム型フルカラープリンタでは、次のようにして、装置の大型化やコストアップを招くことなく、像担持体や中間転写体等の回転体が１回転する間に発生する速度変動を低減させることにより、像担持体や中間転写体等の回転体上に形成又は転写される画像の歪みや色ずれを低減し、高画質の画像を形成することが可能となっている。
【００８３】
すなわち、この実施の形態に係るタンデム型フルカラープリンタでは、図２に示すように、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が所定のタイミングで形成される。各感光体ドラム11, 12, 13, 14のうち、感光体ドラム11, 12上に形成されたイエロー色及びマゼンタ色のトナー像は、マゼンタ色、イエロー色の順で第１の中間転写ドラム51上に１次転写される。また、感光体ドラム13, 14上に形成されたシアン色及びブラック色のトナー像は、ブラック色、シアン色の順で第２の中間転写ドラム52上に１次転写される。
【００８４】
その後、上記第１の中間転写ドラム51上に１次転写されたマゼンタ色及びイエロー色のトナー像と、第２の中間転写ドラム52上に１次転写されたブラック色及びシアン色のトナー像は、第３の中間転写ドラム53上に一括して重ね合わされた状態で転写される。
【００８５】
そして、第３の中間転写ドラム53上に重ね合わされた状態で転写されたマゼンタ色、イエロー色、ブラック色及びシアン色のトナー像は、最終転写ロール60によって記録用紙P 上に一括して３次転写された後、当該マゼンタ色、イエロー色、ブラック色及びシアン色のトナー像が転写された記録用紙P は、矢印方向に沿って搬送され、定着器70により定着処理を受け、フルカラー画像が形成されるようになっている。
【００８６】
ところで、この実施の形態では、図２に示すように、各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を露光して、各色に対応した静電潜像を形成し、各感光体ドラム11, 12, 13, 14上に形成された静電潜像を、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像装置41, 42, 43, 44によって現像することにより、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像が形成される。
【００８７】
その際、この実施の形態では、図１に示すように、感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最大となる位置が、画像露光位置150 に移動したとき、当該感光体ドラム11、12、13、14に取り付けた感光体ギア98,99,100,101 が、第２及び第３の中間転写体ギア96,97 と噛み合う位置151 において、前記感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差が最小となる位置がくるように設定されている。そのため、上記タンデム型フルカラープリンタでは、感光体ドラム11、12、13、14に軸方向に沿った偏心があり、又、当該感光体ドラム11、12、13、14を駆動する感光体ギア98,99,100,101 に精度上の誤差がある場合であっても、図２１に示すように、感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最大となる位置が、画像露光位置150 に移動したとき、当該感光体ドラム11、12、13、14に取り付けた感光体ギア98,99,100,101 が、第２及び第３の中間転写体ギア96,97 と噛み合う位置151 において、前記感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差が最小となる位置がくる。
【００８８】
したがって、上記感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最大となる位置が、画像露光位置150 に移動すると、当該感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最大であるため、感光体ドラム11、12、13、14の回転中心Ｃから画像露光位置150 までの半径が最大となる。このとき、上記感光体ドラム11、12、13、14を回転駆動する感光体ギア98,99,100,101 は、噛み合い位置151 において、当該感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差が最小となるように設定されているため、感光体ドラム11、12、13、14を回転駆動する感光体ギア98,99,100,101 の角速度も、累積ピッチ誤差と同様に最小となる。その結果、感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最大であって、当該感光体ドラム11、12、13、14の回転中心Ｃから画像露光位置150 までの半径が最大となる位置が、画像露光位置150 に移動する際に、感光体ドラム11、12、13、14を回転駆動する感光体ギア98,99,100,101 の角速度が最小となるため、感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最大である位置の表面の移動速度が設定値よりも大きくなるのが抑制され、設定値に略近い値となる。
【００８９】
これに対して、今度は、上記感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最小となる位置が、画像露光位置150 に移動すると、図２２に示すように、当該感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最小であるため、感光体ドラム11、12、13、14の回転中心Ｃから画像露光位置150 までの半径が最小となる。このとき、上記感光体ドラム11、12、13、14を回転駆動する感光体ギア98,99,100,101 は、噛み合い位置151 において、当該感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差が略最大となるため、感光体ドラム11、12、13、14を回転駆動する感光体ギア98,99,100,101 の角速度も、累積ピッチ誤差と同様に最大となる。その結果、感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最小であって、当該感光体ドラム11、12、13、14の回転中心Ｃから画像露光位置150 までの半径が最小となる位置が、画像露光位置150 に移動する際に、感光体ドラム11、12、13、14を回転駆動する感光体ギア98,99,100,101 の角速度が略最大となるため、感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最小である位置の表面の移動速度が設定値よりも小さくなるのが抑制され、設定値に略近い値となる。
【００９０】
このように、上記実施の形態では、感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最大となる位置が、画像露光位置150 に移動したとき、当該感光体ドラム11、12、13、14に取り付けた感光体ギア98,99,100,101 が、第２及び第３の中間転写体ギア96,97 と噛み合う位置151 において、前記感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差が最小となる位置がくるように設定することにより、感光体ドラム11、12、13、14の偏心に伴う速度変動を、感光体ギア98,99,100,101 の製造上の誤差に起因する速度変動によって抑制することができ、感光体ドラム11、12、13、14の回転速度が略設定値に等しい値となり、当該感光体ドラム11、12、13、14の表面に画像露光を施して画像を形成する際に、レジストレーションの誤差の少ない画像を形成することが可能となる。
【００９１】
したがって、上記実施の形態では、感光体ドラム11、12、13、14の偏心が最大となる位置と、感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差が最小となる位置とを所定の関係を満たすように設定するだけで、装置の大型化やコストアップを招くことなく、感光体ドラム11、12、13、14が１回転する間に発生する速度変動を低減させることにより、感光体ドラム11、12、13、14上に形成される画像の歪みや色ずれを低減し、高画質の画像を形成することが可能となる。
【００９２】
なお、上記感光体ドラム11、12、13、14の偏心による振れと、感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差の数値的な関係は、両者の差が３０μｍ以下であることが望ましい。その理由は、上記感光体ドラム11、12、13、14の偏心による振れと、感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差との差が、３０μｍを越えると、感光体ギア98,99,100,101 の累積ピッチ誤差を利用して、感光体ドラム11、12、13、14の偏心による振れを補正することが困難となり、画質が低下することが予想されるためである。
【００９３】
次に、本発明者は、上記実施の形態で示される本発明の効果を確認するため、図２に示すようなフルカラープリンタを試作し、当該フルカラープリンタを用いて、図２３に示すように、Ａ４サイズの用紙の幅方向の両端部及び中央部に、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の短い細線を、水平方向に沿って直線状に形成するとともに、当該各色の短い細線を、Ａ４サイズの用紙の縦方向（感光体ドラムの回転方向）に沿って一定の間隔で形成し、これらのイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の短い細線の縦方向（感光体ドラムの回転方向）に沿った間隔を、各色の短い細線の重心位置を濃度計で測定することによって求める実験を行った。
【００９４】
図２４は上記実験の結果を示すものである。
【００９５】
また、比較例として、本発明を適用しない従来のフルカラープリンタを用いて、同様の実験を行った。
【００９６】
図２５は上記比較例の結果を示すものである。
【００９７】
図２４及び図２５から明らかなように、本発明を適用しない従来のフルカラープリンタでは、感光体ドラムの１回転に対応して、イエローの細線を基準として、当該イエローの細線とブラックの細線との距離が、周期的に変動しており、しかもその変動量が大きいのに対して、本発明を適用したフルカラープリンタでは、感光体ドラムの１回転に対応して、イエローの細線を基準として、当該イエローの細線とブラックの細線との距離が、周期的に変動することがなく、しかもイエローの細線とブラックの細線との距離も、略一定の小さい値となっていることがわかる。
【００９８】
このように、本発明を適用することによって、感光体ドラム11、12、13、14の偏心に伴う速度変動を、感光体ギア98,99,100,101 の製造上の誤差に起因する速度変動によって抑制することができ、感光体ドラム11、12、13、14上に形成される画像の歪みや色ずれを低減し、高画質の画像を形成することがわかった。
【００９９】
なお、前記実施の形態では、感光体ドラムが画像露光位置と略180 度異なる位置で、中間転写体ギアによって回転駆動される場合について説明したが、感光体ドラムが画像露光位置と略同じ方向から図示しないギアによって回転駆動される場合には、感光体ドラムの振れの最大位置と、感光体ギアの累積ピッチ誤差が最小となる位置を、同じ位相となるように設定すれば、同様の効果が得られる。
【０１００】
また、前記実施の形態では、感光体ドラムの軸方向に沿った偏心を補正する場合について説明したが、中間転写ドラムの回転駆動に対しても、本発明を同様に適用することができることは勿論である。
【０１０１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、装置の大型化やコストアップを招くことなく、像担持体や中間転写体等の回転体が１回転する間に発生する速度変動を低減させることにより、像担持体や中間転写体等の回転体上に形成又は転写される画像の歪みや色ずれを低減し、高画質の画像を形成することが可能な回転体の駆動装置及びこれを用いた画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  図１（ａ）（ｂ）はこの発明の実施の形態１に係る回転体の駆動装置を適用した画像形成装置としてのカラープリンタの要部を示す側面構成図及び斜視構成図である。
【図２】  図２はこの発明の実施の形態１に係る回転体の駆動装置を適用した画像形成装置としてのカラープリンタを示す構成図である。
【図３】  図３は中間転写ドラムを示す断面図である。
【図４】  図４は最終転写ロールを示す断面図である。
【図５】  図５はこの発明の実施の形態１に係る回転体の駆動装置を適用した画像形成装置としてのカラープリンタの駆動系を示す構成図である。
【図６】  図６はこの発明の実施の形態１に係る回転体の駆動装置を適用した画像形成装置としてのカラープリンタの駆動系を示す斜視構成図である。
【図７】  図７（ａ）（ｂ）は感光体ドラムを示すギア部材等を除いた断面図及び正面図である。
【図８】  図８（ａ) 〜（ｅ）はギア部材をそれぞれ示す図である。
【図９】  図９（ａ）（ｂ）はフランジ部材をそれぞれ示す図である。
【図１０】  図１０はギアの誤差を示す説明図である。
【図１１】  図１１はギアの誤差を示す説明図である。
【図１２】  図１２はギアの誤差を示す説明図である。
【図１３】  図１３（ａ) 〜（ｃ）は試作されたギアの両歯面噛み合い、歯みぞの振れ、及び累積ピッチ誤差の測定データをそれぞれ示すグラフである。
【図１４】  図１４（ａ) （ｂ）は感光体ドラムの偏心をそれぞれ示す模式図である。
【図１５】  図１５は感光体ドラムの偏心を測定する治具を示す断面図である。
【図１６】  図１６は感光体ドラムの偏心の測定方法を示す斜視説明図である。
【図１７】  図１７は感光体ドラムの偏心の測定データを示す図表である。
【図１８】  図１８は試作された異なるギアの両歯面噛み合いの測定データをそれぞれ示すグラフである。
【図１９】  図１９は試作された異なるギアの歯みぞの振れの測定データをそれぞれ示すグラフである。
【図２０】  図２０は試作された異なるギアの累積ピッチ誤差の測定データをそれぞれ示すグラフである。
【図２１】  図２１（ａ) （ｂ）はこの発明の実施の形態１に係る回転体の駆動装置を適用した画像形成装置としてのカラープリンタの作用を示す説明図及びグラフである。
【図２２】  図２２はこの発明の実施の形態１に係る回転体の駆動装置を適用した画像形成装置としてのカラープリンタの作用を示す説明図である。
【図２３】  図２３は用紙上に転写される画像パターンを示す説明図である。
【図２４】  図２４は本発明を適用したプリンタのイエロー色の線状画像に対する黒色の線状画像の位置ずれ量を示すグラフである。
【図２５】  図２５は従来技術のイエロー色の線状画像に対する黒色の線状画像の位置ずれ量を示すグラフである。
【図２６】  図２６は試作された感光体ギアの累積ピッチ誤差の測定データを示すグラフである。
【符号の説明】
1, 2, 3, 4  画像形成ユニット
11, 12, 13, 14  感光体ドラム（像担持体）
21, 22, 23, 24  帯電ロール（接触型帯電装置）
31, 32, 33, 34  レーザ光
41, 42, 43, 44  現像装置
401                     現像ロール
402                     現像剤量規制部材
403                     パドル
404                     オーガー
51, 52  一次中間転写ドラム（中間転写体）
53  二次中間転写ドラム（中間転写体）
60  最終転写ロール（最終転写回転体）
61                金属シャフト
62                被覆層
80  クリーニング装置
801                 クリーニングブラシ
802                 クリーニングブレード
90  用紙搬送ロール
95,96,97  中間転写体ギア
98,99,100,100   感光体ギア
150   画像露光位置
151   ギアの噛み合い位置
P   用紙搬送路
【図１】
0003716716.tif 000002
【図２】
0003716716.tif 000003
【図３】
0003716716.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003716716.tif 000006
【図６】
0003716716.tif 000007
【図７】
0003716716.tif 000008
【図８】
0003716716.tif 000009
【図９】
0003716716.tif 000010
【図１０】
0003716716.tif 000011
【図１１】
0003716716.tif 000012
【図１２】
0003716716.tif 000013
【図１３】
0003716716.tif 000014
【図１４】
0003716716.tif 000015
【図１５】
0003716716.tif 000016
【図１６】
0003716716.tif 000017
【図１７】
0003716716.tif 000018
【図１８】
0003716716.tif 000019
【図１９】
0003716716.tif 000020
【図２０】
0003716716.tif 000021
【図２１】
0003716716.tif 000022
【図２２】
0003716716.tif 000023
【図２３】
0003716716.tif 000024
【図２４】
0003716716.tif 000025
【図２５】
0003716716.tif 000026
【図２６】
0003716716.tif 000027