(57)【要約】【課題】  内蔵する感光体ドラムの回転速度の変動を押さえたプロセスカートリッジを提供する。【解決手段】  感光体ドラム３と、感光体ドラム３を用いて電子写真プロセスの一連の工程を実行する帯電モジュール４、現像モジュール５クリーニングモジュール６とが一体に形成され、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、感光体ドラム３を駆動するモータのロータ１２及びロータ磁石１０と感光体ドラム３の速度を検出するための回転速度検出マーク１３とを一体化した永久磁石型ロータ１０を、感光体ドラム３の端面に設置して、感光体ドラム３を回転駆動する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと、該感光体ドラムを用いて電子写真プロセスの一連の工程を実行する手段とが一体に形成され、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、
前記感光体ドラムを駆動するモータのロータ及びロータ磁石と該感光体ドラムの速度を検出するための速度検出部材とを一体化した永久磁石型ロータを、前記感光体ドラムの端面に設置して、該感光体ドラムを回転駆動することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項２】
前記永久磁石型ロータが、前記感光体ドラムの両端にそれぞれ設置されたことを特徴とする請求項１記載のプロセスカートリッジ。
【請求項３】
感光体ドラムと、該感光体ドラムを用いて電子写真プロセスの一連の工程を実行する手段とが一体に形成され、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、
前記感光体ドラムを駆動するモータのロータが突極性を有し、該ロータは、該感光体ドラムの速度を検出するための速度検出部材と一体に形成されて、前記感光体ドラムの端面に設置され、該感光体ドラムを回転駆動することを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項４】
前記速度検出部材は、前記ロータの外周面に配置されていることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項記載のプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式での画像形成に用いるプロセスカートリッジに関し、特に、内蔵する感光体の回転速度の変動を押さえたプロセスカートリッジに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プロセスカートリッジ構造を備えた画像形成装置では、画像形成装置本体側に配置された感光体駆動モータ（永久磁石同期機）の回転力が駆動軸を介して感光体に伝達される。そして、駆動軸に取り付けられたロータリーエンコーダによって駆動軸の回転速度を検出して、モータ制御システムにフィードバックすることで回転速度を制御する方式が一般的である。
【０００３】
このような制御方法においては、駆動軸と感光体とを結合するギアのピッチむらによって、駆動軸と感光体とで速度誤差（駆動軸の回転速度と感光体の回転速度との比が設計値通りとならないこと）が生じる恐れがある。
【０００４】
このため、反射部及び非反射部を周方向に交互に配置した円板状のコードホイールを感光体の一端部に設ける発明が特許文献１に開示されている。また、エンコーディングロールを感光体表面に接触させることで、感光体の速度を直接検出し、モータ制御システムにフィードバックさせる発明が特許文献２に開示されている。
【０００５】
また、特許文献３には、駆動軸に第１のモータのステータ及び第２のモータのロータを配置し、感光体ドラム内部に第１のモータ及び第２のモータのステータを配置し、感光体ドラムを直接駆動する発明が開示されている。
【特許文献１】特開２００３−１２２１８９号公報
【特許文献２】特開２００１−６６９０９号公報
【特許文献３】特開平１１−１６８８９４号公報
【特許文献４】特開２００２−２９６９７５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかし、特許文献１や特許文献２に開示される発明の場合、感光体速度を直接検知し、フィードバックすることで、駆動軸と感光体とを結合するギアのピッチむらに起因する速度誤差の影響を除去することはできるが、速度検出装置を別途設置する必要があるため、構成が複雑になるという問題がある。
また、感光体と駆動軸とが感光体の一端側のみで結合している場合には、感光体の両端で速度にずれが発生するが、感光体の一端のみで速度を検出していると、両端の速度ずれを除去できない。
【０００７】
また、特許文献３に開示される発明は、感光体を直接駆動するため、上記特許文献１や特許文献２に開示される発明よりも高精度に感光体速度を制御できる。しかし、感光体ドラム内部にモータのロータ及びステータを配置する必要があるため、プロセスカートリッジの構成が複雑になってしまう。また、感光体ドラムの内部に磁石が配置されているため、磁性の強いトナーを用いるとトナーが飛散して画質劣化の原因となる上に、頻繁にメンテナンスを行わなければならなくなる。
【０００８】
さらに、上記特許文献１〜３のいずれに開示される発明も、感光体の駆動には駆動軸が必要となり、駆動軸ダンピングによる感光体の変動速度が発生する。
【０００９】
このように、従来は、内蔵する感光体の回転速度の変動を押さえたプロセスカートリッジは提供されていなかった。
【００１０】
本発明はかかる問題に鑑みてなされたものであり、内蔵する感光体ドラムの回転速度の変動を押さえたプロセスカートリッジ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】
【００１１】
上記目的を達成するため、本発明は、第１の態様として、感光体ドラムと、該感光体ドラムを用いて電子写真プロセスの一連の工程を実行する手段とが一体に形成され、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、感光体ドラムを駆動するモータのロータ及びロータ磁石と該感光体ドラムの速度を検出するための速度検出部材とを一体化した永久磁石型ロータを、感光体ドラムの端面に設置して、該感光体ドラムを回転駆動することを特徴とするプロセスカートリッジを提供するものである。
【００１２】
上記本発明の第１の態様においては、永久磁石型ロータが、感光体ドラムの両端にそれぞれ設置されることが好ましい。
【００１３】
また、上記目的を達成するため、本発明は、第２の態様として、感光体ドラムと、該感光体ドラムを用いて電子写真プロセスの一連の工程を実行する手段とが一体に形成され、画像形成装置本体に着脱自在であるプロセスカートリッジであって、感光体ドラムを駆動するモータのロータが突極性を有し、該ロータは、該感光体ドラムの速度を検出するための速度検出部材と一体に形成されて、感光体ドラムの端面に設置され、該感光体ドラムを回転駆動することを特徴とするプロセスカートリッジを提供するものである。
【００１４】
上記本発明の第１の態様又は第２の態様のいずれの構成においても、速度検出部材は、ロータの外周面に配置されていることが好ましい。
【発明の効果】
【００１５】
本発明によれば、内蔵する感光体の回転速度の変動を押さえたプロセスカートリッジを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
〔第１の実施形態〕
本発明を好適に実施した第１の実施形態について説明する。図１に、本実施形態にかかるプロセスカートリッジの構成を示す。プロセスカートリッジ１は、プロセスカートリッジ枠体（以下、「枠体」ともいう）２内に、感光体３、帯電モジュール４、現像モジュール５及びクリーニングモジュール６を備えている。感光体３は、潜像担持体である。帯電モジュール４は、感光体３を帯電させる。現像モジュール５は、枠体２の外から感光体３に照射された光によって感光体３の表面に形成された静電潜像をトナーで現像する。クリーニングモジュール６は、感光体３の表面から不図示の記録媒体（記録紙など）にトナー像が転写されたのちに感光体３表面に残存しているトナーを除去する。
感光体３、帯電モジュール４、現像モジュール５及びクリーニングモジュール６のそれぞれは、モジュール単位で交換可能となっている
【００１７】
プロセスカートリッジ枠体２は、第１のプロセスカートリッジ枠体（以下、「第１枠体」という）２ａと第２のプロセスカートリッジ枠体（以下、「第２枠体」という）２ｂとが係合軸２ｃを枢軸として、解放位置と閉塞位置との間を回動可能に係合して構成されている。なお、第１筐体２ａ及び第２筐体２ｂが閉塞位置にあるとき、感光体３はこれらに囲まれて取り外すことができない状態となる。
【００１８】
第１枠体２ａ及び第２枠体２ｂには、各種センサを設けることが好ましい。センサの種類としては、図１に示すように、温湿度センサ２１、電位センサ２２、トナー濃度センサ２３などがある。温湿度センサ２１は、プロセスカートリッジ１内の温度及び湿度を検出するセンサである。電位センサ２２は、感光体３の電位を検出するセンサである。トナー濃度センサ２３は、現像後の感光体３上に形成されているトナー像におけるトナー量を検出するセンサである。
【００１９】
温湿度センサ２１には、第２枠体２ｂに配置され、正の温度特性又は負の温度特性を有する微細線又は薄膜やサーミスタなどの微小感温素子を適用できる。なお、正の温度特性を持つ材質としては、白金、タングステン、ニクロムなどがあり、負の温度特性を持つ材質としては、ＳｉＣ（炭化珪素）、ＴａＮ（窒化タンタル）などがある。
なお、図１において温湿度センサ２１は、第２枠体２ｂの上部に配設されているが、この位置に限定されることはない。
【００２０】
各部に電気信号を供給するための信号線ハーネスは、図１において各部の影となる側にまとめられており、不図示のコネクタ部に電気的に接続する。
【００２１】
プロセスカートリッジの奥側（図１において各部材の裏となる側）には、不図示のコネクタ部が形成されており、画像形成装置本体側の電気回路と電気的に接続される。各ハーネスは、回転軸２ｃを這わせるように配回される。このような構成とすることによって、上記各構成要素の交換性が向上する。
【００２２】
感光体駆動モータのロータ及びロータ磁石と感光体速度検出マークとを一体化したもの（以下、「永久磁石型ロータ」という）の構成の一例を図２に示す。また、図３及び図４に、永久磁石型ロータ１０と感光体３との接続方法及び画像形成装置本体側に配置された感光体駆動モータのステータ部１４との接続方法の一例を示す。
【００２３】
図２に示すように、永久磁石型ロータ１０は、内部にモータ駆動用の永久磁石１１と、回転速度検出マーク１３とが配置される。なお、図２において、回転速度検出マーク１３は、ロータフレーム１２の外周面に配設されているが、この位置に限定されることはない。
感光体３は、周面に感光層３６が設けられており、端面に基板３５が配置され、基板３５に設けられている嵌合部３２に永久磁石型ロータ１０が取り付けられる。
【００２４】
回転速度を検出する方法の一例として、ロータフレーム１２にエンコーディングロールを配設し、第１枠体２ａ又は第２枠体２ｂに設けた不図示のフォトダイオードによって反射光を読み取る方法などがあげられる。
【００２５】
感光体駆動モータのロータ及びロータ磁石と回転速度検出マーク１３とを一体化した永久磁石型ロータ１０をこのように用いることにより、感光体６を直接駆動できるようになる。このため、感光体の駆動系の構成を簡略化できる。また、感光体を回転駆動するのに駆動軸は不要であるため、駆動軸のダンピングに起因する感光体の速度変動は生じない。
【００２６】
図５及び図６に、画像形成装置本体側の感光体駆動モータのステータ部と永久磁石型ロータ１０及び感光体３との接続状態の別の一例を示す図である。図５に示すように永久磁石型ロータ１０を感光体３の両端に配置し、図６に示すように両端に感光体駆動モータのステータ部を配置して、感光体３を駆動する。図５において、感光体駆動モータのステータ部は二つとも本体側に配置されているが、どちらか一方をプロセスカートリッジ内に配置しても良い。
【００２７】
〔第２の実施形態〕
本発明を好適に実施した第２の実施形態について説明する。本実施形態にかかるプロセスカートリッジの構成は第１の実施形態とほぼ同様である。ただし、本実施形態においては、第１の実施形態とは異なる構造のロータを用いて感光体を駆動する。
図７に、感光体駆動モータのロータフレーム１３に突極１５を設け、かつ感光体速度検出マーク１３と一体化したもの（以下、「突極付ロータ５０」という）の一例を示す。ロータを突極付きとすることで、感光体駆動モータはリラクタンンスモータとなり、永久磁石同期機と同様に、滑りを発生することなく感光体を回転させることができる。
【００２８】
第１の実施形態と同様に、突極付きロータ５０を感光体の両端に配置する構成とすれば、感光体両端で速度ずれが生じないようにすることができる。
【００２９】
なお、上記実施形態は、本発明の好適な実施の一例であり、本発明はこれに限定されることはなく様々な変形が可能である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明を好適に実施した第１の実施形態にかかるプロセスカートリッジの構成を示す図である。
【図２】永久磁石型ロータの構成を示す図である。
【図３】永久磁石型ロータと感光体との接続方法の一例を示す図である。
【図４】永久磁石型ロータと画像形成装置本体側に配置された感光体駆動モータのステータ部との接続方法の一例を示す図である。
【図５】永久磁石型ロータと感光体との接続方法の別の一例を示す図である。
【図６】永久磁石型ロータと画像形成装置本体側に配置された感光体駆動モータのステータ部との接続方法の一例を示す図である。
【図７】本発明を好適に実施した第２の実施形態にかかるプロセスカートリッジに用いる突極付ロータの構成を示す図である。
【符号の説明】
【００３１】
１    プロセスカートリッジ
２    プロセスカートリッジ枠体
２ａ    第１枠体
２ｂ    第２枠体
２ｃ    係合部
３    感光体ドラム
４    帯電モジュール
５    感光モジュール
６    クリーニングモジュール
１０    永久磁石型ロータ
１１    永久磁石
１２    ロータフレーム
１３    回転速度検出マーク
１４    感光体駆動モータステータ部
１５    突極
２１    温湿度センサ
２２    電位センサ
２３    トナー濃度センサ
３２    嵌合部
３５    基板
３６    感光層
５０    突極付きロータ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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