(57)【要約】【課題】  複数個の感光体ドラムを１つの駆動源で回転させる際のフィードバック制御を低コストで実現させることができるタンデム型画像形成装置を提供すること。【解決手段】  １個の駆動源で少なくとも２つ以上の感光体ドラムが各駆動ギヤの位置合わせにより相互の回転変動位相が整合されるようになっているタンデム型画像形成装置において、感光体ドラム２Ｙ駆動部の一箇所のみに回転位置検出手段を備え、この回転位置検出手段の回転位置状態検出信号を駆動源へ入力して各感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの回転変動を一定に保つようにフィードバック制御を行うことを特徴とする。【選択図】      図２
2006208630.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
１個の駆動源で少なくとも２つ以上の感光体ドラムが各駆動ギヤの位置合わせにより相互の回転変動位相が整合されるようになっているタンデム型画像形成装置において、感光体ドラム駆動部の一箇所のみに回転位置検出手段を備え、この回転位置検出手段の回転位置状態検出信号を駆動源へ入力して各感光体ドラムの回転変動を一定に保つようにフィードバック制御を行うことを特徴とするタンデム型画像形成装置。
【請求項２】
ギヤが、ハスバギヤである請求項１に記載のタンデム型画像形成装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載のタンデム型画像形成装置に用いられる感光体ドラムであって、駆動軸の伝達部材と反対側に設けたジョイント部材との係合部を端部に備え、駆動軸の軸方向に移動することにより前記係合部とジョイント部材との接離を可能とし、駆動軸から着脱可能となっていることを特徴とする感光体ドラム。
【請求項４】
請求項３に記載した感光体ドラムと、画像形成用手段のうち少なくとも該感光体ドラム表面を帯電させる帯電手段とを一体に有したことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項５】
請求項４に記載のプロセスカートリッジを少なくとも４個具備し、カラー画像が形成可能なことを特徴とするタンデム型画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複写機やプリンタ等のタンデム型画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図６は、この発明の一実施の形態でも採用する公知のタンデム型画像形成装置の一例であるカラープリンタの概略縦断面図を示す。画像形成装置本体１内には、４つの感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫが、後記する転写材の搬送方向Ａ１に沿って配列されている。図示した例では転写材の搬送方向Ａ１の最上流側の感光体ドラム２Ｙの表面にはイエロートナー像が形成され、次の感光体ドラム２Ｍの表面にはマゼンタトナー像が、さらに次の感光体ドラム２Ｃの表面にはシアントナー像が、さらにその次の感光体ドラム２ＢＫの表面にはブラックトナー像がそれぞれ形成されるように構成され、これらの感光体ドラムはそれぞれ矢印Ｂ１方向に回転駆動される。
【０００３】
感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫに対向して転写材搬送装置３が配置され、この転写材搬送装置３は、支持ローラ４，５，６，７と、その支持ローラ４，５，６，７に巻き掛けられた無端ベルトより成る転写ベルト８とを有し、転写ベルト８は転写材の搬送方向Ａ１に回転駆動される。かかる転写ベルト８の表面に各感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫが当接し、しかも転写ベルト８を挟んで、各感光体ドラムに対向した位置には、転写装置の一例である転写ブラシ９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫがそれぞれ配置されている。
【０００４】
一方、画像形成装置本体１内の下部には、シート給送装置１０のカセット１１が配置され、そのカセット１１内に配置された底板１２上に、例えば転写紙より成る転写材Ｓが積載されている。最上位の転写材Ｓの上面に当接した給送ローラ１３が反時計方向に回転駆動されることにより、その最上位の転写材Ｓが矢印Ｃ方向に給送され、その給送された転写材Ｓはレジストローラ対１４の回転によって所定のタイミングで各感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫと転写ベルト８との間の転写部に向けて給送される。
【０００５】
ここで、前記のようにイエロー用の感光体ドラム２Ｙの表面にはイエロートナー像が形成されており、かかる感光体ドラム２Ｙと転写ベルト８の間の転写部を転写材Ｓが通過するとき転写ブラシ９Ｙの作用により、感光体ドラム２Ｙの表面に形成されたイエロートナー像が転写材Ｓの表面に転写される。この転写材Ｓは引き続きマゼンタ用の感光体ドラム２Ｍ、シアン用の感光体ドラム２Ｃ及びブラック用の感光体ドラム２ＢＫと転写ベルト８との間の各転写部を順次通過し、各転写ブラシ９Ｍ，９Ｃ，９ＢＫの作用により、各感光体ドラム２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫ上の各色のトナー像が、既に転写材Ｓ上に転写されたイエロートナー像上に重ね合せて順次転写される。
【０００６】
前記のようにして表面に４色の重ね合せトナー像が転写された転写材Ｓは、定着ローラ１５と加圧ローラ１６の間を通り、このとき熱と圧力の作用によって、そのトナー像が転写材Ｓの表面に定着される。次いでこの転写材Ｓは矢印Ｅで示すように排紙トレイ１７上にスタックされる。
【０００７】
各感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫと、その表面にトナー像を形成する各要素は、それぞれ一体的なプロセスカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８ＢＫとして構成されている。その各プロセスカートリッジ１８Ｙ，１８Ｍ，１８Ｃ，１８ＢＫの構成は実質的に同一であるため、そのうちの１つのイエロー用の感光体ドラム２Ｙを有するプロセスカートリッジ１８Ｙの構成と作用だけを図７を参照して説明する。
【０００８】
図７に示すように、このプロセスカートリッジ１８Ｙの感光体ドラム２Ｙは、ユニットケース１９に回転自在に組み付けられて矢印Ｂ１方向に回転駆動される。感光体ドラム２Ｙの表面には、ユニットケース１９に回転自在に支持された帯電ローラ２０が回転しながら当接し、その帯電ローラ２０により感光体ドラム２Ｙの表面が所定の極性に帯電される。
【０００９】
一方、画像形成装置本体１内には、図６に示すように、プロセスカートリッジ１８Ｙとは別にレーザ書き込みユニット２１が配置され、このユニット２１から出射する光変調されたレーザビームＬによって、図７に示すように帯電後の感光体ドラム２Ｙの表面が露光され、これによって感光体ドラム表面にイエロー画像用の静電潜像が形成される。
【００１０】
前記静電潜像は現像装置２２によってイエロートナー像として可視像化される。この現像装置２２は、ユニットケース１９の一部により構成された現像ケース２３と、この現像ケース２３に回転自在に支持されて反時計方向に回転駆動される現像ローラ２４とを有し、現像ケース２３には、イエロー色のトナーとキャリアを有する粉体状の二成分系現像剤ＤＹが収容されている。この現像剤ＤＹは、現像ローラ２４上に担持されて搬送され、規制ブレード２６により量を規制されて現像ローラ２４と感光体ドラム２Ｙとの間の現像領域に運ばれ、その現像剤中のトナーが感光体ドラム表面に形成された静電潜像に静電的に移行して静電潜像がイエロートナー像として可視像化される。
【００１１】
前記イエロートナー像は前記のようにして転写材Ｓの表面に転写され、その転写後に感光体ドラム表面に付着する転写残トナーは、クリーニング装置２７により除去される。このクリーニング装置２７は、ユニットケース１９の一部により構成されたクリーニングケース２８と、そのクリーニングケース２８に回転自在に支持されて矢印方向に回転駆動されるクリーニングブラシ２９と、基端部がクリーニングケース２８に固定されたクリーニングブレード３０とを有し、そのクリーニングブラシ２９とクリーニングブレード３０が感光体ドラム２Ｙの表面に当接してその表面の転写残トナーを掻き取り除去する。
【００１２】
ところで、前記のようなカラープリンタにおいて、各色のトナー像を重ね合わせる精度維持技術は、重要な技術課題の一つである。位置合わせ技術の中で、感光体ドラムの回転ムラに起因する位置ズレを低減させる手段として、各感光体ドラムを独立に駆動し、かつ感光体ドラムの回転状態を回転位置検出手段であるエンコーダにてその回転位置状態信号検出を行い、駆動源へフィードバック制御することで、各感光体ドラムの回転位置精度を維持する技術がある。他には、位置ズレ低減技術の一つに各感光体ドラムが独立駆動な構成で、転写ベルト及び中間転写ベルト上に感光体ドラム上に形成された計測パターンを転写し、前記ベルト上にてパターン間隔を計測し、各感光体ドラムで発生する１次成分の回転変動（１回転に１回の回転ムラ）を検出し、モータスタートタイミングと各感光体ドラムピッチ間から算出されるモータ始動タイミングを算出し、各ステーション間の位相を合わせる技術もある。
【００１３】
しかし、前記のような構成の技術においては、フィードバック対象の感光体ドラム１対に１つの駆動源が必要で、かつ各ステーションへのエンコーダ付与も構成を成立させる条件となり、非常に高価なものとなってしまう。また、各駆動モータへ供給する電源電圧も莫大となり、しいてはシステム全体の消費電力増大に繋がる。仮に、複数の感光体ドラムを同時駆動する構成でのフィードバック制御を行った場合、１つの感光体ドラムの回転変動を除去するようにフィードバックを掛けると、同時駆動されている他方の感光体ドラムの速度変動が除去されないため、位置合わせを上手く行うことが出来なかった。
【００１４】
そこで、前記のような問題に鑑み、感光体ドラム駆動ギヤの位相を合わせることで、同軸にて各感光体ドラム挙動の位相を合わせることが可能なようにした試みも、この発明者により提案されている（例えば、特許文献１参照）。
【００１５】
【特許文献１】特開２００３−１９４１８１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１６】
しかしながら、特許文献１は、感光体駆動ギヤの位相を合わせることで、各感光体ドラム挙動の位相を合わせることができるとは言え、それでも位相合わせは１００％完全にできるものではなく、しかもエンコーダ等の回転位置検出手段による位相制御も実施していないことからも不便があった。
【００１７】
そこでこの発明は、前記従来のものの問題を解決し、複数個の感光体ドラムを１つの駆動源で回転させる際のフィードバック制御を低コストで実現させることができるタンデム型画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１８】
前記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、１個の駆動源で少なくとも２つ以上の感光体ドラムが各駆動ギヤの位置合わせにより相互の回転変動位相が整合されるようになっているタンデム型画像形成装置において、感光体ドラム駆動部の一箇所のみに回転位置検出手段を備え、この回転位置検出手段の回転位置状態検出信号を駆動源へ入力して各感光体ドラムの回転変動を一定に保つようにフィードバック制御を行うことを特徴とする。
【００１９】
請求項２に記載の発明は、請求項１において、ギヤが、ハスバギヤであることを特徴とする。請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載のタンデム型画像形成装置に用いられる感光体ドラムであって、駆動回転軸の伝達部材と反対側に設けたジョイント部材との係合部を端部に備え、駆動回転軸の軸方向に移動することにより前記係合部とジョイント部材との接離を可能とし、駆動回転軸から着脱可能となっていることを特徴とする。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載した感光体ドラムと、画像形成用手段のうち少なくとも該感光体ドラム表面を帯電させる帯電手段とを一体に有したことを特徴とするプロセスカートリッジである。
【００２１】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載のプロセスカートリッジを少なくとも４個具備し、カラー画像が形成可能なことを特徴とするタンデム型画像形成装置である。
【発明の効果】
【００２２】
この発明は、前記のようであって、感光体ドラム駆動部の一箇所のみに回転位置検出手段を備え、この回転位置検出手段の回転位置状態検出信号を駆動源へ入力して各感光体ドラムの回転変動を一定に保つようにフィードバック制御を行うようにしたので、駆動源の数と、回転位置検出手段の数を減らしつつ画質レベルを高画質に維持し、コスト低減及び消費電力低減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、この発明の好適な一実施の形態を、図面を参照して具体的に説明する。
【００２４】
一実施の形態に係るタンデム型画像形成装置の感光体ドラム駆動部の一部構成図を図１に示す。図１において、感光体ドラム２Ｙを含むプロセスカートリッジ１８Ｙは、画像形成装置本体１に対して着脱可能に装着されている。図１は、このプロセスカートリッジ１８Ｙが画像形成装置本体１に装着されたときの様子を示しており、この図に示すように、感光体ドラム２Ｙは、円筒状の感光体ドラム本体３９と、その長手方向各端部に固定されたフランジ部材４０，４１より成り、手前側のフランジ部材４０は軸受４２を介してユニットケース１９に回転自在に支持され、奥側のフランジ部材４１は画像形成装置本体１に回転自在に支持された駆動軸１４４に着脱可能に連結されている。
【００２５】
駆動軸１４４は、画像形成装置本体１の奥側の側板３１と、この側板３１に固定された支持板３２とから成る支持体１４６に、軸受４７，１４８を介して回転自在に支持されている。また奥側のフランジ部材４１の回転中心部に形成された中心孔４９に駆動軸１４４の先端部に固定されたジョイント部材５０が係合する。ジョイント部材５０の外周面に歯が形成され、中心孔４９の内周面にも歯が形成され、かかるジョイント部材５０と中心孔４９が互いに嵌合し、これらの歯が互いに噛み合い、駆動軸１４４の回転が感光体ドラム２Ｙに伝えられるように構成されている。この状態で、プロセスカートリッジ１８Ｙのユニットケース１９が、画像形成装置本体１に対して位置決めされて保持される。
【００２６】
プロセスカートリッジ１８Ｙを画像形成装置本体１の手前側、すなわち図１に矢印Ｆで示した方向に引くと、ジョイント部材５０と感光体ドラムの中心孔４９が外れ、感光体ドラム２Ｙを含めたプロセスカートリッジ１８Ｙを画像形成装置本体１の手前側に引き出すことができる。逆に、プロセスカートリッジ１８Ｙを画像形成装置本体１の奥側、すなわち矢印Ｆと反対方向に押し込むと、図１に示したように感光体ドラム２Ｙの中心孔４９とジョイント部材５０が嵌合し、その両者の歯が互いに噛み合い、ドラム状の感光体ドラム２Ｙと駆動軸１４４が同心状に位置決めされる。
【００２７】
駆動軸１４４のジョイント部材５０が固定された側の端部と反対側の端部には、感光体駆動ギヤ１５３Ｙが固定連結されている。この感光体駆動ギヤ１５３Ｙを含む感光体駆動ギヤ系の詳細を図２に示す。
【００２８】
各感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫの同軸上には、感光体駆動ギヤ１５３Ｙ，１５３Ｍ，１５３Ｃ，１５３ＢＫが回転自在に保持され、その駆動源として駆動モータ軸上に保持された駆動モータギヤ５５ＢＫ，５５ｃｏｌｏｒと感光体駆動ギヤ１５３Ｙ，１５３Ｍ，１５３Ｃ，１５３ＢＫが噛合う構成である。
【００２９】
すなわち、本構成では、感光体ドラム２ＢＫを駆動する駆動モータギヤ５５ＢＫと、カラー３色感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃを駆動する駆動モータギヤ５５ｃｏｌｏｒが搭載され、カラー３色感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃは、感光体駆動ギヤ１５３Ｙと１５３Ｍが直接駆動モータギヤ５５ｃｏｌｏｒと噛合い、感光体駆動ギヤ１５３Ｃは、アイドラギヤ１５４を介して駆動が伝達される構成となっている。
【００３０】
また、前記駆動部は、組付け段階にて、各感光体ドラム駆動部の回転ムラを図示しない軸駆動源によって個別に駆動し、各感光体駆動部の回転精度が事前に測定されている。その測定結果から、回転ムラの内位置ズレの主要因である、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫの１回転周期変動のみピックアップし、感光体駆動ギヤ１５３Ｙ，１５３Ｍ，１５３Ｃ，１５３ＢＫの組付け位置を回転させることで、転写紙に各色を重ね合わせる時に位相が合致するよう組付け位置調整されている。その時の各感光体駆動の位置誤差変動量を図４に示す。
【００３１】
図４中の矢印で示す線（１）のタイミングが各色の重ね合わせのタイミングとなる。そこで、カラー３色感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃの内１つの感光体駆動部には、図３に示す回転位置精度検出手段であるエンコーダが取り付けられている。感光体駆動部へ駆動を伝達する駆動軸１４４には同軸上に感光体駆動ギヤ１５３Ｙがネジ締め固定されており、駆動軸１４４と一体に回転する構成となっている。また、駆動軸１４４の同軸上にギヤと同様同軸上にエンコーダのコードホイール１５６が固定されている。そのコーダホイール１５６にはスリットが円周上に等間隔で多数刻まれており、そのスリットを透過する位置にセンサ１５７が本体側に固定保持されており、回転速度が一定の場合は、センサ信号が等間隔のＨＩ／ＬＯ信号を出力する構成となっている。
【００３２】
ここで検出される感光体ドラム２Ｙの速度変動は、感光体ドラム２Ｙの１回転周期変動を含んだものであり、この回転変動を一定に保つように駆動源へフィードバック制御を掛けることで、図５に示す回転挙動を得ることが出来る。このとき、感光体ドラムＢＫの感光体駆動部へも速度変動検出のエンコーダが取り付けられており、前記同様フィードバック制御がされているものである。よって、単色での濃度ムラと位置合わせ精度も確保した高画質な画像を得ることが可能となる。
【００３３】
前記においては、感光体駆動ギヤ１５３Ｙ，１５３Ｍ，１５３Ｃ，１５３ＢＫをハスバギヤにしてもよく、ハスバギヤの構成にすると、駆動時の騒音低減が可能となり、また、噛合い率を多く取ることが可能となり、１歯ピッチの噛合い誤差で発生する画像ズレであるバンディングも低減することが可能となる。
【００３４】
この実施の形態では前記のように感光体ドラムが、駆動軸の伝達部材と反対側に設けたジョイント部材との係合部を端部に備え、駆動軸の軸方向に移動することにより前記係合部とジョイント部材との接離を可能とし、駆動軸から着脱可能となっているので、ユーザ操作をスムーズに行うことが可能となる。
【００３５】
また、前記の感光体ドラムを含んだプロセスカートリッジ化となっているので、画像形成装置に対して容易に着脱作業ができ、ユーザ負荷低減に繋がる。さらに、このようなプロセスカートリッジを少なくとも４個具備し、カラー画像が形成可能なようにすると、モノクロ画像より要求画像が高いカラー画像の品質を安定させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３６】
【図１】この発明の一実施の形態に係る画像形成装置の感光体ドラム駆動部の一部を示す構成図である。
【図２】同上の感光体駆動ギヤ系の詳細を示す概略図である。
【図３】同上のエンコーダの取り付け状態を示す斜視図である。
【図４】各感光体駆動の位置誤差変動量を示す図面である。
【図５】各感光体駆動の位置誤差変動量を示す図面である。
【図６】一実施の形態でも採用する公知のタンデム型画像形成装置の一例であるカラープリンタの全体概略縦断面図である。
【図７】プロセスカートリッジの一例を示す図面である。
【符号の説明】
【００３７】
１  画像形成装置本体
２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２ＢＫ  感光体ドラム
１８Ｙ  プロセスカートリッジ
１９  ユニットケース
４０，４１  フランジ部材
４９  中心孔
５０  ジョイント部材
５５ＢＫ，５５ｃｏｌｏｒ  駆動モータギヤ
１４４  駆動軸
１４６  支持体
１５３Ｙ，１５３Ｍ，１５３Ｃ，１５３ＢＫ  感光体駆動ギヤ
１５４  アイドラギヤ
１５６  コードホイール
１５７  センサ
【図１】
2006208630.tif 000003
【図２】
2006208630.tif 000004
【図３】
2006208630.tif 000005
【図４】
2006208630.tif 000006
【図５】
2006208630.tif 000007
【図６】
2006208630.tif 000008
【図７】
2006208630.tif 000009