(57)【要約】【課題】特別な機構を用いたり高度な制御や精度を必要とすることなく、容易にバンディングを低コストで低減させることができる画像形成装置を提供すること。【解決手段】画像形成に関係する回転体を有する画像形成装置において、前記回転体の回転軸を中心とした円周上にほぼ等間隔置に配置した複数の駆動入力手段と、前記複数の駆動手段を同一方向に回転することで前記回転体を駆動するとともに、前記複数の駆動手段を同期して駆動させる制御手段と、を有することを特徴とする。前記複数の駆動入力手段は、回転体を回動させる駆動部材であり、モーター若しくはこれに連結されたギア・ローラー等の駆動伝達部材で構成され、略同一の部品で構成された各々独立したユニットであり、前記制御手段によりその回転を電気的に同期させて制御される。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成に関係する回転体を有する画像形成装置において、
前記回転体の回転軸を中心とした円周上にほぼ等間隔置に配置した複数の駆動入力手段と、前記複数の駆動手段を同一方向に回転することで前記回転体を駆動するとともに、前記複数の駆動手段を同期して駆動させる制御手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記複数の駆動入力手段は、回転体を回動させる駆動部材であり、モーター若しくはこれに連結されたギア・ローラー等の駆動伝達部材で構成され、略同一の部品で構成された各々独立したユニットであり、前記制御手段によりその回転を電気的に同期させて制御されることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記複数の駆動入力手段は、回転体の回転軸を挟んで略１８０度対向位置に配置したことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記複数の駆動入力手段は、回転体の回転軸と複数の駆動手段の駆動伝達点とを結ぶ直線の方向が、副走査方向に対して正負圧力角以内にあることを特徴とする請求項２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、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に係り、詳しくは、複数色を現像するための回転現像器（以下、「現像ロータリ」）を備え、感光体上に順次、複数色のトナー像を形成し、感光体上のトナー像を転写し得る中間転写体、若しくは感光体上のトナー像を記録媒体へと転写し記録媒体を保持し回転する転写ドラムを有する転写手段を備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真方式によって多色画像を形成する装置の構成としては、帯電装置によって一様に帯電されたドラム形状の電子写真感光体（以下、「感光体ドラム」）に選択的な露光をして潜像を形成し、色の異なる現像剤（以下、「トナー」）を収容した複数の現像装置（以下、「現像カートリッジ」）を回転選択機構（以下、「ロータリ」）上に配置し、前記感光体ドラムに対して所定色のトナーを収容した現像カートリッジを対向させて現像し、このトナー像を記録媒体に転写し、更にこれらの現像転写動作を各色について行うことにより多色画像を得る。
【０００３】
記録媒体は紙、ＯＨＰシートの他に、紙やＯＨＰシートへ転写させる前に中間的な役割として各色を一旦まとめる中間転写体を設けている方法もある。中間転写体は、例えばＰＥＴ等の樹脂シートで構成され、感光体ドラムから１色ずつ転写し、更に記録媒体である紙やＯＨＰに転写する方法が提案されている。
【０００４】
各色の位置合わせ精度が低い場合、具体的には副走査ピッチに対して５０％以上のずれが生じると濃度ムラや色ずれ等が目視できるようになり、バンディングやジッタと呼ばれる画像不良を生じる場合が多い。
【０００５】
副走査ずれの原因は以下のように、
１．機械的精度誤差、制御誤差、速度変動、内部振動、外部振動により感光体ドラム上の露光位置（副走査位置）がずれる。
【０００６】
２．機械的精度誤差、制御誤差、速度変動、内部振動、外部振動により、記録媒体への転写位置がずれる。
の２つが挙げられる。
【０００７】
従来、質量の大きい回転体であるロータリへの駆動入力は、図５に示すように１箇所で行われており、駆動入力の開始や停止に発生する衝撃や振動がロータリの回転軸を介して周辺のユニットに伝播して上記原因の要因となっていた。
【０００８】
これらの画像不良を改善するため、従来発明として以下のような提案がなされている。
【０００９】
即ち、副走査方向のレーザ光のズレを光電変換素子にて検出し、ポリゴン手前に配置したガルバノミラーにて副走査方向にレーザ露光位置を調整する（特許文献１参照）。
【００１０】
感光ドラムの速度変動をエンコーダにて測定する等、副走査方向の動的なピッチ変動を検出し、露光ビームの偏向ミラーの位置を定常的に補正、又は補正量に応じて書き込みクロックの周波数を補正する（特許文献２参照）。
【００１１】
【特許文献１】特許第３３１５３９３号公報
【特許文献２】特開平１０−１９７８１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来例では、質量の大きいロータリへの駆動入力を１箇所で行っているため、大型のモーターが必要となり、装置内部での配置に自由度がなくなったり、図５に示すように、ギアの歯合面で生じる駆動力が掛かる瞬間や停止時の衝撃が、ロータリの回転軸方向への分力として伝わり、ロータリユニット自体やその周辺にある他のユニットを振動させてしまうことがある。
【００１３】
特に、レーザユニットにその振動が伝わる（図９：Ｂ２）と、副走査方向の走査間隔がずれ、バンディングやジッタと呼ばれるスジが出てしまう（図９：Ｂ３）。図１０に概念図を示す。
【００１４】
そこで、前述のように従来例（特許文献１，２）では、例えば、予め振動センサー等の検知手段により、レーザユニットの振動を検知し、そのデータに基づきレーザを逆位相で振動させたり、光学系のミラーの角度を制御したり、感光ドラムの回転速度を制御したりといった方法が提案されていたが、検出手段や補正手段等の特別な機構が必要であり、高度な制御や精度が要求され、装置コストを上昇させる原因となっていた。
【００１５】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、特別な機構を用いたり高度な制御や精度を必要とすることなく、容易にバンディングを低コストで低減させることができる画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、画像形成に関係する回転体を有する画像形成装置において、前記回転体の回転軸を中心とした円周上にほぼ等間隔置に配置した複数の駆動入力手段と、前記複数の駆動手段を同一方向に回転することで前記回転体を駆動するとともに、前記複数の駆動手段を同期して駆動させる制御手段と、を有することを特徴とする。
【００１７】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記複数の駆動入力手段は、回転体を回動させる駆動部材であり、モーター若しくはこれに連結されたギア・ローラー等の駆動伝達部材で構成され、略同一の部品で構成された各々独立したユニットであり、前記制御手段によりその回転を電気的に同期させて制御されることを特徴とする。
【００１８】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の発明において、前記複数の駆動入力手段は、回転体の回転軸を挟んで略１８０度対向位置に配置したことを特徴とする。
【００１９】
請求項４記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記複数の駆動入力手段は、回転体の回転軸と複数の駆動手段の駆動伝達点とを結ぶ直線の方向が、副走査方向に対して正負圧力角以内にあることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
本発明によれば、ロータリ等回転体の回転軸を中心とした円周上にほぼ等間隔置に配置した複数の駆動入力手段と、前記複数の駆動手段を同一方向に回転することで、特別な機構を用いたり高度な制御や精度を必要とすることなく、容易にバンディングを低コストで低減させることが可能となる。
【００２１】
又、複数のモータで駆動することにより駆動力が分散可能になり、振動・衝撃を抑えると同時に個々のモータ自体を小型化することが可能になり、装置内部でのモータの配置等に設計上の自由度向上が図られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００２３】
＜実施の形態１＞
以下、本発明を１つの感光体を有する１ドラム系のカラー複写機に適用した形態について説明する。図１は実施の形態に係るカラー複写装置全体の概略構成図である。
【００２４】
尚、ここでは、先ず課題の解決対象である画像形成装置の全体構成について説明し、次に回転体であるロータリの駆動系配置構成について説明する。
【００２５】
先ず、図１を用いて、このカラー複写装置を構成するカラー画像読み取り装置（以下、「カラースキャナー」と言う）１及びカラー画像記録装置（以下、「カラープリンター」と言う）２の概略について説明する。
【００２６】
上記カラースキャナー１は、原稿３の画像を照明ランプ４、ミラー群５及びレンズ６を介してカラーフィルタを内蔵した光電変換素子７に結像して、原稿のカラー画像情報を、例えばブルー（Ｂｌｕｅ、以下Ｂと言う）、グリーン（Ｇｒｅｅｎ、以下Ｇと言う）、レッド（Ｒｅｄ、以下Ｒと言う）の色分解光毎に電気的な画像信号に変換する。そして、このカラースキャナー１で得たＢ，Ｇ，Ｒの色分解画像信号強度レベルを基にして、画像処理部（不図示）で色変換処理を行い、ブラック（以下、Ｂｋと言う）、シアン（Ｃｙａｎ、以下Ｃと言う）、マゼンタ（Ｍａｇｅｎｔａ、以下Ｍと言う）、イエロー（Ｙｅｌｌｏｗ、以下Ｙと言う）のカラー画像データを得る。
【００２７】
上記カラープリンター２では、カラースキャナー１で読み取ったカラー画像データを光信号に変換して、露光手段である光学ユニット２８に対して露光信号として送出する。
【００２８】
帯電器１７で感光体ドラム２１の表面を一様に帯電した後、光学ユニット２８から画像情報に応じたレーザ光を照射して潜像を形成し、感光体ドラム２１に静電潜像を形成する。この感光体ドラム２１は、矢印のように反時計回転し、その周りには各々に、感光体クリーニングユニット（クリーニング前除電器を含む）２１２、感光体ドラム２１の周囲には、Ｍ現像器１３Ｍ、Ｃ現像器１３Ｃ、Ｙ現像器１３Ｙ、Ｂｋ現像器１３Ｋが回転体に保持された現像ロータリ１３があり、この現像ロータリ１３が所定の色トナーで画像形成するために回転し、感光体ドラム２１へ所定の色の現像器が接するように回転制御される。
【００２９】
又、中間転写体としての中間転写ベルト２２及び第１の転写手段としての第１転写バイアスローラ２１７、図示しないモータにより中間転写ベルト２２を駆動する駆動ローラ２２０と、従動ローラ群２１８，２１９に張架されている。
【００３０】
上記それぞれの作像系における各現像器は、静電潜像を現像するために現像剤（以下、トナーと言う）の穂を感光体ドラム２１の表面に接触させて回転する図示しない現像スリーブと、トナーを汲み上げ・撹拌するために回転する図示しない現像パドル等で構成されている。
【００３１】
又、第２転写バイアスローラ２２１は、中間転写ベルト２２の従動ローラ２１９に対向する位置に配置され、中間転写ベルト２２に対して離接可能に駆動する離接機構が設けられている。
【００３２】
又、中間転写ベルト２２の表面で従動ローラ２１８に対向する所定位置に、ベルトクリーニングユニット２２２が設けられている。このベルトクリーニングユニット２２２の接離動作タイミングは、プリントスタートから最終色の画像後端部のベルト転写が終了するまではベルト面から離間させておき、そして、その後の所定のタイミングに、不図示の接離機構によってベルト面に接触させてクリーニングを行う。
【００３３】
続いて、図２を用いて本発明のロータリ駆動系配置構成について説明する。
【００３４】
感光体ドラム２１は光学ユニット２８からのレーザ光Ｌ０による露光中はＢ方向に一定の速度で回転している。このとき、現像ロータリ１３は停止した状態にあり、４色の現像器１３Ｃ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｋのうちの１つが感光体ドラム２１上の静電潜在画像に対してトナーを供給している。
【００３５】
画像後端の露光と現像が終わると、同一の部品で構成された駆動モータ３０ａ，３０ｂが、現像ロータリ１３の回転軸に対し１８０度対向位置で各々の回転軸を結ぶ直線の方向が副走査方向に対して正負圧力角（具体的には±２０度程度の範囲）に配置されており、図示しない制御手段により同期して同方向に駆動され、現像ロータリ１３をＡ方向に回転させ、次の色の現像器が感光体ドラム２１に接触する位置で停止させる。
【００３６】
この間に、感光体ドラム２１が中間転写ベルト２２に画像を転写する工程が続けられ、駆動モータ３０ａ，３０ｂのピニオンギア３１ａ, ３１ｂは現像ロータリ１３外周部に設けられたギア１４と噛み合い、駆動モータ３０ａ，３０ｂが起動するとき、ロータリはＡ方向に回転する。このとき、モータのピニオンギア３１ａ, ３１ｂが剛性の大きな現像ロータリ１３を回転させるための駆動力が現像ロータリ１３に対して図９の時間ｔ１において伝達される。
【００３７】
このとき、現像ロータリ１３に同一の部品から成るピニオンギア３１ａ, ３１ｂを介して伝達される振動の方向はそれぞれ同じ大きさで図２の方向になり、その分力ＰＳは現像ロータリ１３の中心軸を伝わって画像形成ユニット全体を支持するフレーム３２に振動を与える。フレーム３２には固有振動数を有する剛性があり、複数の部分に拘束条件を持つため、振動の方向は殆どが駆動モータ３０ａ，３０ｂのピニオンギア３１ａ，３１ｂが現像ロータリ１３のギア１４との噛みあいのベクトル方向、即ち現像ロータリ１３と駆動モータ３０ａ，３０ｂとの接線方向に対してギアの圧力角αだけ傾いた向き、つまり図２のＰ１方向の振動振幅となる。
【００３８】
しかしながら、現像ロータリ１３の中心軸に向かう分力ＰＳ１＝Ｐ１ sin（α）は互いに向き合う方向になるため、打ち消し合うことになり振動や衝撃が発生しにくくなる。
【００３９】
次に転写が終わり、次の色のための露光信号が光学ユニット２８から発せられた後、現像ロータリ１３は次の色を感光体ドラム２１の現像位置Ｓに繰り出して停止する。
【００４０】
駆動モータ３０ａ，３０ｂのピニオンギア３１ａ，３１ｂとロータリギア１４とが噛み合うときの動力伝達ベクトルを図６及び図７に示した。図６はロータリ１３が回転を始めるときの歯面圧力方向と大きさをＰ１で表し、モータピニオン３１がロータリギア１４を、ピッチ円接線方向Ｌ３に対して圧力角αの方向ロータリ寄りで駆動力が伝達される。
【００４１】
一方、図７はロータリ１３が停止するときの歯面圧力方向と大きさをＰ２を表し、モータピニオン３１がロータリギア１４をピッチ円接線方向Ｌ３に対して圧力角αの方向ロータリ寄りでブレキー力が伝達される。
【００４２】
このとき、現像ロータリ１３に伝達される振動の方向は図２のＰ２方向になり、前述のロータリ起動時と同様に、現像ロータリ１３の中心軸を伝わって画像形成ユニット全体を支持するフレーム３２に振動を与える。その方向は、現像ロータリ１３と駆動モータ３０ａ，３０ｂとの接線方向に対してギアの圧力角αだけ傾いた向き、即ち図２のＰ２方向の振動振幅となる。
【００４３】
しかしながら、現像ロータリ１３の中心軸に向かう分力ＰＳ２＝Ｐ２ sin（α）は互いに向き合う方向になるため、打ち消し合うことになり振動や衝撃が発生しにくくなる。
【００４４】
その後、記録媒体である紙やＯＨＰに画像が転写された後、記録媒体は定着器２５へ搬送されてトナーが熱と圧力で溶融して記録媒体に定着された後、機外へ排出される。
【００４５】
以上に示した駆動モータ３０ａと駆動モータ３０ｂは、それぞれ同一の部品で構成され、現像ロータリ１３のギア１４のとの間のピッチ円周上で等間隔で配置されている。即ち、
・現像ロータリ１３の回転軸を挟んで１８０度対向位置に配置していることで、駆動力を分散可能になるため、モータの小型化が図れると同時に起動・停止時に発生する衝撃や振動等を少なくできる。
【００４６】
・起動・停止時に発生する衝撃や振動等の現像ロータリ１３の回転軸方向に向かう分力を同等の大きさで、且つ、対向する方向に発生させることで互いに打ち消し合う効果を得られることになる。
【００４７】
・回転体と複数の駆動手段との接続位置が回転体の中心に関して、露光副走査方向に対して圧力角分だけ離れた位置に配置することで、駆動伝達ベクトルは、ロータリ１３の回転又は停止において露光副走査方向と略垂直になるので、駆動伝達で生じる振動の影響が露光位置での副走査方向に平行な振動位相成分として現れにくい。
【００４８】
・個々のモータ自体を小型化することが可能になり、装置内部でのモータの配置等に設計上の自由度向上が図れる。
【００４９】
・各駆動モータは同一の部品で構成しているため、同一制御方法で同期させて駆動すれば良く、特殊な制御装置を必要としない。
【００５０】
尚、ギアにはす歯を用いた場合には、駆動モータ３０ａ，３０ｂのはす歯ギア３１ａ，３１ｂの歯面荷重Ｐに対して、バンディングの原因となる回転軸方向への分力は（はす歯のねじれ角をβとする）、
Ｐｔａｎα／ｃｏｓβ
であり、前記ピニオンギアと同様、互いに対向する方向に作用してバンディングを軽減する。
【００５１】
以上は駆動モータ３０ａ，３０ｂのピニオンギア３１ａ，３１ｂが直接ロータリ１３を駆動している例を示したが、複数の駆動モータとロータリとの間にそれぞれ同一の部品から成る複数のギア列を設けても良い。
【００５２】
又、ギアは平歯車、ハスバ歯車に限定せず、傘歯、ウォームギアでも各々の動力伝達方向に応じた配置を設定することによっても同様にバンディングの課題を解決することができることは明らかである。
【００５３】
＜実施の形態２＞
実施の形態１では、２つの駆動モータ３０ａ，３０ｂを現像ロータリ１３の回転軸を挟んで対向位置に配置してたが、本実施の形態では３つの駆動モータ３０ａ，３０ｂ，３０ｃを現像ロータリ１３の回転軸を中心とし、１２０度間隔で、現像ロータリ１３の円周上に配置した場合を説明する。
【００５４】
このときの構成要素は、駆動モータ３０ａ，３０ｂ，３０ｃとピニオンギア３１ａ，３１ｃの数と配置が変わるだけで、他の構成要素は実施の形態１と同じである。
【００５５】
以下、図３により説明する。
【００５６】
図３において、同一の部品から成る駆動モータ３０ａ，３０ｂ，３０ｃは現像ロータリ１３の回転軸を中心とし、１２０度間隔で現像ロータリ１３の円周上に配置している。
【００５７】
更に、駆動モータ３０ａ，３０ｂ，３０ｃにより発生する駆動力Ｐ１は同じ大きさで同じ回転方向になる。このため、現像ロータリ１３の回転軸に向かう分力ＰＳ１，ＰＳ２，ＰＳ３も同じ大きさになり、
ＰＳ１＝ＰＳ２ｃｏｓ６０＋ＰＳ３ｃｏｓ６０＝ＰＳ１ｃｏｓ６０＋ＰＳ１ｃｏｓ６０
が成り立つ。
【００５８】
このように、本実施の形態２でも、実施の形態１と同様に、
・更なる駆動力の分散が可能になり、起動・停止時に発生する衝撃や振動等をより少なくできる。
【００５９】
・現像ロータリ１３の回転軸に向かう分力は互いに打ち消すことが可能となり、バンディングを軽減する効果が得られる。
【００６０】
更に、駆動モータの数を更に４個５個と増やし、現像ロータリ１３の円周上に等間隔に配置しても同様の効果が得られることは明らかである。
【００６１】
＜実施の形態３＞
実施の形態１，２では現像ロータリ１３の外周で駆動伝達を構成しているが、図４に示すように、現像ロータリ１３の内周側にギア１４を配置しても、
・Ｐ１・Ｐ２が現像ロータリ１３の外側に向く。
【００６２】
・分力ＰＳ１・ＰＳ２も回転軸と反対方向を向く。
【００６３】
以上の点が実施の形態１，２と異なるが、同様の効果が得られることは明らかである。
【産業上の利用可能性】
【００６４】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置、詳しくは、複数色を現像するための回転現像器を備え、感光体上に順次、複数色のトナー像を形成し、感光体上のトナー像を転写し得る中間転写体、若しくは感光体上のトナー像を記録媒体へと転写し記録媒体を保持し回転する転写ドラムを有する転写手段を備えた画像形成装置に対する利用可能性が高い。
【図面の簡単な説明】
【００６５】
【図１】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置の断面図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係る画像形成装置要部の詳細図である。
【図３】本発明の実施の形態２に係る画像形成装置要部の詳細図である。
【図４】本発明の実施の形態３に係る画像形成装置要部の詳細図である。
【図５】バンディングを発生させ易い構成（従来例）を示す図である。
【図６】モータ起動時の動力伝達方向を示す図である。
【図７】モータ停止時の動力伝達方向を示す図である。
【図８】振動発生タイミングを示したダイヤグラムである。
【図９】バンディングの説明図（その１）である。
【図１０】バンディングの説明図（その２）である。
【符号の説明】
【００６６】
１    カラースキャナー
２    カラープリンター
１３  現像ロータリ
１３Ｋ，１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ  現像器
１７  帯電器
２１  感光体ドラム
２２  中間転写ベルト
２５  定着器
２８  光学ユニット
３０ａ〜３０ｃ  駆動モータ
３１ａ〜３１ｃ  モータピニオン
Ａ    ロータリ回転方向
Ｂ    感光体ドラム回転方向
Ｌ０  レーザ照射方向
Ｌ１  モータとロータリを結ぶ方向
Ｌ２  転写位置での副走査接線方向
Ｌ３  駆動伝達点でのピッチ円接線方向
Ｌ４  モータとロータリを結ぶ方向
Ｅ    感光体ドラム上の露光位置
Ｔ    転写位置
Ｐ（Ｐ１〜Ｐ４、Ｐ’１〜Ｐ’４）  動力伝達方向
ＰＳ（ＰＳ１〜ＰＳ３）  ロータリ回転軸方向への分力
Ｓ    現像位置
【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】
2005221942.tif 000009
【図８】
2005221942.tif 000010
【図９】
2005221942.tif 000011
【図１０】
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