(57)【要約】【課題】像担持体振れによる像担持体の回転ムラが少ない駆動ユニット及び画像形成装置を提供する。【解決手段】画像形成装置に設けられた駆動源から駆動力を受け、像担持体を回転駆動する駆動軸と、画像形成装置から脱着可能であり、像担持体を有したユニットに設けられ被位置決め部と嵌め合うことで、画像形成装置内でのユニットの位置決めをする位置決め部と、駆動軸と位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行う変更手段と、を有する。【選択図】図８
2011215477.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置に設けられた駆動源から駆動力を受け、像担持体を回転駆動する駆動軸と、
前記画像形成装置から脱着可能であり、前記像担持体を有したユニットに設けられ被位置決め部と嵌め合うことで、前記画像形成装置内での前記ユニットの位置決めをする位置決め部と、
前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行う変更手段と、を有することを特徴とする駆動ユニット。
【請求項２】
請求項１に記載の駆動ユニットを搭載していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記像担持体の回転ムラを計測する第１の計測手段を有し、
前記変更手段は、前記第１の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記像担持体表面上のトナー濃度を計測する第２の計測手段を有し、
前記変更手段は、前記第２の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項５】
転写ベルト上のトナー濃度を計測する第３の計測手段を有し、
前記変更手段は、前記第３の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記転写ベルトを介して記録紙に転写されたトナーの濃度を計測する第４の計測手段を有し、
前記変更手段は、前記第４の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項７】
記録紙に定着した画像を読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段により読み取られた画像の画像濃度を計測する第５の計測手段と、を有し、
前記変更手段は、前記第５の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはそれらの複合機等の画像形成装置に関する。特に画像形成装置内における、像担持体回転振れの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真式の画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体の回転とともに、前記像担持体上に帯電、書き込みを行い、静電潜像を形成し、現像剤担持体により前記静電潜像のトナー像化を行い、直接または中間転写体を介して間接的に転写して、搬送される用紙にトナー像を転写する。
【０００３】
このような画像形成装置（図１）は、例えば、像担持体である感光体１と、その周りに現像剤担持体２、現像剤規制部材３、現像剤搬送スクリュー４からなる現像ユニットと、クリーニングブレード５、滑剤６、滑材塗布ブラシ７、滑材塗布ブレード８からなるクリーニングユニットと、帯電ローラ９、帯電ローラクリーナー１０からなる帯電ユニット等を設けた画像形成装置に脱着可能な作像ユニット１１（図２）を備えている。
【０００４】
作像ユニット１１は、画像形成装置本体に位置決めして取り付けらており、画像形成装置は、駆動ユニット１２を備えており、この駆動ユニット１２から駆動力を伝達して作像ユニット１１を駆動する。
【０００５】
駆動ユニット１２（図３）は、像担持体駆動軸１３を有しており、この像担持体駆動軸１３には凸ギヤの像担持体駆動軸位置決め部１４が設けられている。また、作像ユニット１１内の像担持体１には、凹ギヤの像担持体位置決め部１５が設けられている。そして、画像形成装置は、これらの両ギヤを嵌め合うことで像担持体駆動軸と１３と像担持体１の位置決めを行う。
【０００６】
上記構成の画像形成装置では、像担持体１と現像剤担持体２の間には隙間がある。この隙間は、現像ギャップと呼ばれている。この現像ギャップは、現像剤担持体から像担持体へのトナー転写性に影響し、画像濃度に影響する重要特性となっている。現像ギャップは、感光体体１および現像剤担持体２によって構成されており、両回転体の回転ムラによりトナー転写率が異なり、画像濃度ムラ等の画像不良が生じる問題がある。
【０００７】
回転体の回転ムラが起きる原因の一つとして、回転体振れが挙げられる。回転体振れは、回転体単体振れ成分と回転体駆動軸振れ成分の合成となっており、回転体と回転体駆動軸の軸回転方向位置関係によって回転体振れは異なる。例として、像担持体単体１と像担持体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変えた際に生じる振れを図４、５で提示する。図４は、像担持体単体振れ、像担持体駆動軸振れをsinカーブで表した図であり、像担持体駆動軸振れ２は、像担持体駆動軸振れ１の位置から180°回転させたときのものである。図５は、像担持体単体振れと像担持体駆動軸振れを合成すると、像担持体振れは最大、または最小になることがわかる。
【０００８】
例えば、特許文献１には、複数の像担持体によって形成される色ずれを、パターンを用いて検出し、その結果から、基準色に対しての色ずれ量を最小とするよう像担持体の回転位相を可変する手段を備え、装置本体の駆動軸を介し駆動伝達される像担持体の駆動ムラに起因する色ずれを、高精度に低減することが可能な画像形成装置が開示されている。
【０００９】
また、特許文献２には、現像剤担持体軸と駆動軸の同軸度を高精度にすることために、両軸の軸保持方法や連結方法により、像担持体まわりに設置される現像ユニット等のユニットの回転体の軸と駆動軸との軸心ずれを有効に解消し、回転体の回転トルク変動による回転ムラをなくし、濃度ムラやバンディングなどの画像劣化を防止する方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかしながら、特許文献１に開示された画像形成装置は、４色の感光体駆動ムラを制御してそれぞれの駆動差をなくす手段を用いるものであるので、像担持体振れ成分と駆動軸振れ成分の組み合わせによる回転ムラを低減できない。
【００１１】
また、特許文献２に開示された方法は、像担持体まわりに設置される現像ユニット等のユニットの回転体の軸と駆動軸との軸心ずれを解消するための方法であり、像担持体の軸と駆動軸との軸心ずれを解消するための方法ではない。よって、像担持体振れ成分と駆動軸振れ成分の組み合わせによる回転ムラを低減できない。
【００１２】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、像担持体振れによる像担持体の回転ムラが少ない駆動ユニット及び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】
【００１３】
上記課題を解決するため、本発明における駆動ユニットは、画像形成装置に設けられた駆動源から駆動力を受け、像担持体を回転駆動する駆動軸と、前記画像形成装置から脱着可能であり、前記像担持体を有したユニットに設けられ被位置決め部と嵌め合うことで、前記画像形成装置内での前記ユニットの位置決めをする位置決め部と、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行う変更手段と、を有することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明における画像形成装置は、上記の本発明における駆動ユニットを搭載していることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１５】
本発明により、像担持体振れによる像担持体の回転ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】画像形成装置の全体模式図である。
【図２】作像ユニット構成図である。
【図３】本発明の実施形態に係る駆動ユニットの構成例を示す図である。
【図４】回転体振れを説明する図である。
【図５】回転体振れを説明する図である。
【図６】本発明の実施形態に係る駆動ユニットの駆動軸と位置決め部との駆動軸回転方向の位置関係を調整する機構の構成例を示す図である。
【図７】本発明の実施形態に係る駆動ユニットの駆動軸と位置決め部の構成例を示す図である。
【図８】本発明の実施形態に係る画像形成装置における感光体回転ムラ計測のフィードバック機構を説明する図である。
【図９】本発明の実施形態に係る画像形成装置における感光体表面上トナー濃度計測のフィードバック機構を説明する図である。
【図１０】本発明の実施形態に係る画像形成装置における中間転写ベルト上トナー濃度計測のフィードバック機構を説明する図である。
【図１１】本発明の実施形態に係る画像形成装置における２次転写後記録材上トナー濃度計測のフィードバック機構を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
次に、発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
図１は、本発明の実施形態に係わる画像形成装置の全体模式図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、静電潜像を形成する像担持体としての感光体１を持つ作像ユニット１１と、画像形成装置中央に位置する３つのローラ１６に掛けまわしたベルト状の中間転写ベルト１７とを備える。ローラ１６は、中間転写ベルト１７を挟んで２次転写ローラ１８を対向して備え、２次転写位置を形成している。
【００１９】
また、画像形成装置の下方には、用紙、ＯＨＰフィルム等の記録材１９を収容している記録材カセット２０を備えている。記録材カセット２０から記録材１９を搬送する記録材搬送路２１を設けている。記録剤搬送路２１で移動した記録材１９は、２次転写位置で中間転写ベルト１７を介してトナー像を転写され、下流に設けられている定着ユニット２２により熱と圧力により記録材１９にトナーを定着させる。その後、記録材１９は外付けされたスタックトレイ２３に排出される。
【００２０】
本実施形態の画像形成装置としては、カラー複写機を例示したが、このカラー複写機は単なる例であり、本発明の画像形成装置はモノクロの画像を形成する画像形成装置等でもよい。
【００２１】
図２は、作像ユニット１１の模式図である。作像ユニット１１は現像ユニット、感光体ユニットで構成されている。
【００２２】
現像ユニットは、二成分現像剤２４および二成分現像剤２４を搬送する搬送スクリュー４、搬送された二成分現像剤２４を担持する現像剤担持体２、現像剤担持体上の現像剤を均一な層にする現像剤規制部材３で構成されている。
【００２３】
感光体ユニットは、静電潜像を形成する像担持体としての感光体１と、感光体表面上を帯電させる帯電ユニットと、感光体表面上の転写残トナーを除去し、感光体上に滑材６を塗布するクリーニングユニットで構成されている。
【００２４】
滑材６はかならずしも必要ではなく、転写残トナーを除去するクリーニングブレード５だけでも十分である。
【００２５】
また、本発明に係わる作像ユニット１１は、感光体、現像ユニット、帯電ユニット、クリーニングユニットの全てが一体になっている必要はなく、少なくとも感光体と現像ユニットが一体に形成されていれば十分である。
【００２６】
＜第１の実施形態＞
次に、本発明の特徴である感光体駆動ユニットについて図３に基づいて説明する。駆動ユニット１２は、画像形成装置本体に設けられ、駆動源２５には作像ユニット１１に駆動力を伝達する像担持体駆動軸として感光体駆動軸が備わっている。
【００２７】
画像形成装置本体内において、作像ユニット１１の位置決め手段として感光体駆動軸１３に凸ギヤの像担持体駆動軸位置決め部１４が設けられている。また、作像ユニット１１内の感光体１には凹ギヤの像担持体位置決め部１５が設けられている。画像形成装置は、これらの両ギヤを嵌め合うことで感光体駆動軸と感光体の位置決めを行う。
【００２８】
本発明では位置決め部に用いるギヤに、感光体駆動軸回転方向において一方向のみロックが掛かかり、逆方向においては感光体駆動軸が空転するものとする。この機構には、ワンウェイクラッチ２６を使用することとした。このようにすることにより、感光体駆動軸１３を逆方向に回転ときには、像担持体駆動軸位置決め部１４は回転しない。よって、本発明では、感光体駆動軸１３を逆方向に回すことにより、感光体駆動軸１３と像担持体駆動軸位置決め部１４との軸回転方向における位置関係を変更することが可能になる。また、像担持体駆動軸位置決め部１４により位置決めがされた感光体１も、感光体駆動軸１３を逆方向に回転ときには回転しない。よって、本発明では、感光体駆動軸１３を逆方向に回すことにより、感光体１と感光体駆動軸１３との軸回転方向における位置関係を変更することが可能になる。このため、本発明では、像担持体駆動軸位置決め部１４（感光体１）と感光体駆動軸１３との駆動軸回転方向での位置関係を変更可能にすることで、感光体の回転ムラが最小になる位置に像担持体駆動軸位置決め部１４（感光体１）と感光体駆動軸１３とを設定することができ、感光体１の回転ムラを低減することができる。よって、なお、駆動源２５は、周波数により回転位置を制御可能な、ステッピングモータあるいはサーボモータを使用することとした。（図６、７）
【００２９】
また、作像ユニット１１内の感光体表面近傍および感光体スラスト方向前後二箇所に変位センサ２７として、反射型光学変位センサを設け、感光体の回転ムラ計測を行う。本実施形態では、感光体表面近傍および感光体スラスト方向前後二箇所に反射型光学変位センサを設けたが、使用する変位センサ２７には、接触式変位センサ、渦電流変位センサ、静電容量変位センサ、分光干渉変位センサ等を用いても構わない。設置箇所に関しても、スラスト方向前後二箇所に限定するものではない。そして前述した感光体近傍に設置した反射型光学変位センサによる計測結果を、制御部２８にフィードバックし、感光体と感光体駆動軸の軸回転方向における位置関係を変更する。この変位センサ２７によるセンシングを複数回繰り返し感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。（図８）
【００３０】
第１の実施形態では、このように、感光体近傍に設けた反射型光学センサにより、感光体の回転ムラを計測し、結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体１と感光体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変更するため、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【００３１】
＜第２の実施形態＞
図９は、第２の実施形態を説明する図である。第２の実施形態は、感光体１と感光体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変更する構成については、第１の実施形態と同様であるとする。
【００３２】
第２の実施形態では、感光体回転において現像剤担持体２から中間転写ベルト１７に転写されるまでの間に、濃度センサ２９を設置し、感光体表面上のトナー濃度を計測する。そして、計測結果を制御部２８にフィードバックし、感光体１と感光体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変更する。この濃度センサ２９によるセンシングを複数回繰り返し、感光体１上のトナー濃度ムラが最小になる位置、すなわち感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。
【００３３】
第２の実施形態では、このように、感光体近傍に設けた濃度センサにより、感光体表面上のトナー濃度を計測し、結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体１と感光体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変更するため、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【００３４】
＜第３の実施形態＞
図１０は、第３の実施形態を説明する図である。第３の実施形態も、感光体１と感光体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変更する構成については、第１の実施形態と同様であるとする。
【００３５】
第３の実施形態では、中間転写ベルト１７上に濃度センサ２９を設置し、感光体１を介して転写された中間転写ベルト１７上の濃度を計測する。そして、計測結果を制御部２８にフィードバックし、感光体１と感光体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変更する。この濃度センサ２９によるセンシングを複数回繰り返し、感光体上のトナー濃度ムラが最小になる位置、すなわち感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。
【００３６】
第３の実施形態では、このように、中間転写ベルト近傍に設けた濃度センサにより、中間転写ベルト上のトナー濃度を計測し、結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体１と感光体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変更するため、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【００３７】
＜第４の実施形態＞
図１１は、第４の実施形態を説明する図である。第４の実施形態も、感光体１と感光体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変更する構成については、第１の実施形態と同様であるとする。
【００３８】
第４の実施形態では、２次転写位置通過後の記録材搬送路２１近傍に濃度センサ２９を設置し、中間転写ベルト１７を介して２次転写位置にて、記録材１９に転写されたトナー濃度を計測する。そして、計測結果を制御部２８にフィードバックし感光体と感光体駆動軸の軸回転方向における位置関係を変更する。この濃度センサ２９によるセンシングを複数回繰り返し、感光体上のトナー濃度ムラが最小になる位置、すなわち感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。
【００３９】
第４の実施形態では、このように、２次転写位置通過後に設けたトナー濃度センサにより、記録材に転写されたトナー濃度を計測し、結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体１と感光体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変更するため、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【００４０】
＜第５の実施形態＞
図１を参照しながら第５の実施形態を説明する。第５の実施形態は、感光体１と感光体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変更する構成については、第１の実施形態と同様であるとする。
【００４１】
第５の実施形態では、定着ユニット２２通過後の最終画像をカラー複写機付属の画像読み取り装置３０にて取り込み、画像濃度を計測する。そして、計測結果を制御部２８にフィードバックし感光体１と感光体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変更する。この画像読み取り装置３０によるセンシングを複数回繰り返し、感光体上のトナー濃度ムラが最小になる位置、すなわち感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。
【００４２】
第５の実施形態では、このように、既存の画像読み取り装置を用いて、濃度ムラを計測することで新たに装置を追加することなく、計測結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体１と感光体駆動軸１３の軸回転方向における位置関係を変更することができる。このため、新たに装置を追加することなく、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【００４３】
上述した実施形態における処理動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成によって実行することも可能である。
【００４４】
なお、ソフトウェアによる処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムが格納されているＲＯＭ（Read Only Memory）から、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリ（ＲＡＭ）にプログラムを読み込んで実行させるか、あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。
【００４５】
例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやＲＯＭに予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、フロッピー（登録商標）ディスク等の磁気ディスク、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ(Digital Versatile Disc)等の光ディスク、ＭＯ（Magneto Optical）ディスク等の光磁気ディスクなどのリムーバブル記録媒体に、一時的、あるいは、永続的に格納（記録）しておくことが可能である。
【００４６】
このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することが可能である。
【００４７】
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送したり、ＬＡＮ（Local Area Network）、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送したりし、コンピュータでは、転送されてきたプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることが可能である。
【００４８】
また、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に実行するように構築することも可能である。
【００４９】
また、上記実施形態で説明したシステムは、複数の装置の論理的集合構成にしたり、各装置の機能を混在させたりするように構築することも可能である。
【００５０】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。
【００５１】
また、本発明における画像形成装置は、前記像担持体の回転ムラを計測する第１の計測手段を有し、前記変更手段は、前記第１の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【００５２】
また、本発明における画像形成装置は、前記像担持体表面上のトナー濃度を計測する第２の計測手段を有し、前記変更手段は、前記第２の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【００５３】
また、本発明における画像形成装置は、転写ベルト上のトナー濃度を計測する第３の計測手段を有し、前記変更手段は、前記第３の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【００５４】
また、本発明における画像形成装置は、前記転写ベルトを介して記録紙に転写されたトナーの濃度を計測する第４の計測手段を有し、前記変更手段は、前記第４の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【００５５】
また、本発明における画像形成装置は、記録紙に定着した画像を読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段により読み取られた画像の画像濃度を計測する第５の計測手段と、を有し、前記変更手段は、前記第５の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【符号の説明】
【００５６】
１    感光体
２    現像剤担持体
１１    作像ユニット
１２    駆動ユニット
１３    感光体駆動軸
１４    像担持体駆動軸位置決め部
１５    像担持体位置決め部
１７    中間転写ベルト
２５    駆動源
２７    変位センサ
２８    制御部
２９    濃度センサ
３０    画像読み取り装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５７】
【特許文献１】特開２００２−３６５８７７号公報
【特許文献１】特開２００７−２８６５７５号公報
【図１】
2011215477.tif 000003
【図２】
2011215477.tif 000004
【図３】
2011215477.tif 000005
【図４】
2011215477.tif 000006
【図５】
2011215477.tif 000007
【図６】
2011215477.tif 000008
【図７】
2011215477.tif 000009
【図８】
2011215477.tif 000010
【図９】
2011215477.tif 000011
【図１０】
2011215477.tif 000012
【図１１】
2011215477.tif 000013