(57)【要約】    【課題】  装置内温度に関わらず常にステッピングモータのトルクマージンを最適に保つことのできる回転体駆動装置を提供する。    【解決手段】  感光体ドラム１の駆動軸２０の端部には樹脂製大口径ギヤ３が取り付けられている。ステッピングモータ４の回転は出力ギア５と大口径ギヤ３を介して駆動軸２０に伝えられ、感光体ドラム１が回転駆動される。ステッピングモータ４の近傍に配置した温度センサー６により機内温度を測定し、その温度情報に基づいて、ステッピングモータ４の駆動電流値を制御することにより、感光体ドラム１を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適とする。    【選択図】      図１
2005328677.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体を駆動する駆動手段としてステッピングモータを用いた回転体駆動装置において、
装置内の温度を検知する温度検知手段を設け、該温度検知手段で検知した温度に基づいて前記ステッピングモータの駆動電流値を制御することを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項２】
前記回転体が、前記ステッピングモータにより駆動される回転軸に対して着脱可能に設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の回転体駆動装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の回転体駆動装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
前記回転体が像担持体であることを特徴とする、請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記像担持体を複数個備えてカラー画像の形成が可能なことを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記像担持体とその周囲に配設される作像に関わる機器をプロセスカートリッジとして一体化し、該プロセスカートリッジが装置本体に着脱可能に構成されていることを特徴とする、請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記プロセスカートリッジを複数個備えてカラー画像の形成が可能なことを特徴とする、請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記回転体が記録媒体を搬送する搬送ベルトの駆動ローラであることを特徴とする、請求項３〜７のいずれか１項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、感光体ドラム等の回転体を駆動する回転体駆動装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
【特許文献１】特開２００１−１２５４３６号公報
【特許文献２】特開平５−３５０６０号公報
【０００３】
画像形成装置においては、感光体ドラムや転写ベルト（搬送ベルト）等を駆動する駆動手段としてステッピングモータが広く使用されている。ステッピングモータの適正な駆動制御に関して、例えば上記特許文献１には、チョッピング制御に基づくチョッピング定電流の駆動時間を検出し、検出された駆動時間に応答して、チョッピング定電流の値を変更して電流値の適正化を図るようにした駆動制御装置が開示されている。また、上記特許文献２には、感光体を駆動するステッピングモータの駆動パルスを、光書き込みユニットの非走査時に発生させるようにしたものが開示されている。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、ステッピングモータからの駆動列中に樹脂製ギヤが存在する場合には、機内温度が高温になると線膨張でギヤ径が大きくなるため、ギヤのバックラッシュが無くなって駆動伝達負荷が大きくなってしまうことがあるという問題があった。
【０００５】
また、逆に、機内が低温になると樹脂製ギヤが収縮し、内径の摺動部の抵抗負荷が大きくなってしまうという問題もある。さらに、ステッピングモータ自身も温度によりトルクが変動する場合もある。
【０００６】
本発明は、従来の駆動装置における上述の問題を解決し、装置内温度に関わらず常にステッピングモータのトルクマージンを最適に保つことのできる回転体駆動装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前記の課題は、本発明により、回転体を駆動する駆動手段としてステッピングモータを用いた回転体駆動装置において、装置内の温度を検知する温度検知手段を設け、該温度検知手段で検知した温度に基づいて前記ステッピングモータの駆動電流値を制御することにより解決される。
【０００８】
また、前記回転体が、前記ステッピングモータにより駆動される回転軸に対して着脱可能に設けられていると好適である。
【０００９】
また、前記の課題は、本発明により、請求項１又は２に記載の回転体駆動装置を備える画像形成装置により解決される。
また、前記回転体が像担持体であると好適である。
また、前記像担持体を複数個備えてカラー画像の形成が可能であると好適である。
【００１０】
また、前記像担持体とその周囲に配設される作像に関わる機器をプロセスカートリッジとして一体化し、該プロセスカートリッジが装置本体に着脱可能に構成されていると好適である。
【００１１】
また、前記プロセスカートリッジを複数個備えてカラー画像の形成が可能であると好適である。
また、前記回転体が記録媒体を搬送する搬送ベルトの駆動ローラであると好適である。
【発明の効果】
【００１２】
本発明の回転体駆動装置または画像形成装置によれば、装置内の温度を検知する温度検知手段を設け、該温度検知手段で検知した温度に基づいてステッピングモータの駆動電流値を制御するので、回転体を駆動するステッピングモータのトルクマージンを最適にすることができ、マージンが大きいことによる振動・騒音を抑制できるとともに、マージンが小さいことによるモータ脱調を防止することができる。
【００１３】
請求項２の構成により、回転体がステッピングモータにより駆動される回転軸に対して着脱可能に設けられているので、回転体の交換を容易に行なうことができる。
【００１４】
請求項４の構成により、前記回転体が像担持体であるので、像担持体を駆動するステッピングモータのトルクマージンを最適にすることができ、像担持体の振動や速度むらを抑制して画質の低下を防ぐことができる。
【００１５】
請求項５の構成により、像担持体を複数個備えてカラー画像の形成が可能なので、複数個の像担持体の駆動が最適化され、色ズレを抑制して高画質なカラー画像を得ることができる。
【００１６】
請求項６の構成により、像担持体とその周囲に配設される作像に関わる機器をプロセスカートリッジとして一体化し、該プロセスカートリッジが装置本体に着脱可能に構成されているので、プロセスカートリッジを容易に交換することができる。
【００１７】
請求項７の構成により、プロセスカートリッジを複数個備えてカラー画像の形成が可能なので、複数個のプロセスカートリッジの交換が容易であるとともに、各プロセスカートリッジの像担持体の駆動が最適化され、色ズレを抑制して高画質なカラー画像を得ることができる。
【００１８】
請求項８の構成により、搬送ベルトの駆動を最適化することができる。特に、複数個の像担持体あるいは複数個のプロセスカートリッジを備える構成においては、用紙搬送速度のむらを抑制することで色ズレを防ぎ、高画質なカラー画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明を画像形成装置の感光体ドラムを駆動する駆動装置に適用した回転体駆動装置の一例を示す構成図である。この図において、画像形成装置の本体フレームを構成する前側板１４と後側板１５は、ステー１６，１６により連結されている。後側板１５の外側（奥側）には本体ブラケット１７が固定されている。感光体ドラム１には前フランジ１８と奥フランジ１９が圧入され、これらが一体化され、これらによってドラムユニット２が構成されている。前フランジ１８と奥フランジ１９は、感光体駆動軸２０に着脱可能に固定され、該駆動軸２０とドラムユニット２が一体となって回転するように構成されている。なお奥フランジ１９は、後述する連結手段２６によって駆動軸２０に対して着脱可能に連結されている。
【００２０】
前側板１４には、複数のネジ２１によって位置決め部材２２が着脱可能に固定され、この位置決め部材２２に、軸受２３を介して前フランジ１８が回転自在に支持されている。また、前フランジ１８に駆動軸２０の手前側端部が着脱可能に嵌合している。この前フランジ１８と駆動軸２０の手前側部分は、前側板１４に形成された孔を貫通している。
【００２１】
駆動軸２０の奥側の部分は、後側板１５と本体ブラケット１７を貫通して延び、円筒状のホルダ２５に保持された一対の転がり軸受（図示せず）に回転自在に支持されている。ホルダ２５はネジによって後側板１５に着脱可能に固定されている。駆動軸２０の奥側の端部には、樹脂製ギヤである大口径ギヤ３が取り付けられている。駆動手段としてのステッピングモータ４は本体ブラケット１７に固定され、その出力軸に固定された出力ギヤ５が上述の大口径ギヤ３に噛み合わされている。ステッピングモータ４の回転は出力ギア５と大口径ギヤ３を介して駆動軸２０に伝えられ、その駆動軸２０の回転が連結手段２６を介して奥フランジ１９に伝達され、これによってドラムユニット２が回転駆動される。
【００２２】
図２は、ドラムユニット２の奥フランジ１９を駆動軸２０から離脱させた様子を示している。図２に示すように、感光体ドラム１の端部開口内には別部材の奥フランジ１９が圧入されている。そのフランジの内周面には周方向に所定のピッチにて軸方向に延びる複数の溝１４が設けられている。
【００２３】
一方、駆動軸２０には、係合部材２７や圧縮バネ２８等からなる連結手段２６が組み付けられている。係合部材２７は回転軸２０に対して回転しないよう構成されている。その係合部材２７のドラム対向面には、奥フランジ１９の溝１４に対応して周方向に所定のピッチにて配置される爪部２９が形成されており、溝１４と爪部２９とがカップリング連結することにより、上記ステッピングモータ４から感光体ドラム１に駆動力が伝達される。
【００２４】
ところで、図１に示した位置決め部材２２を前側板１４から外すことにより、ドラムユニット２を画像形成装置の本体フレームから手前側に抜き出すことができる。また、逆の操作によってドラムユニット２を本体フレームに組み付け、該ユニット２を駆動軸２０に対して固定することができる。すなわち、ドラムユニット２を駆動軸２０に対して着脱することが可能である。
【００２５】
さて、図１に示すように、ステッピングモータ４の近傍には、機内温度を測定する温度センサー６が設けられている。この温度センサー６の出力は、図示しない制御部、例えば画像形成装置本体の制御部等にあるＣＰＵに送られる。本例では、図３のフローチャートに示すように、感光体ドラムのセット（Ｓ１）後、ジョブの要求があると（Ｓ２）、温度センサ６により機内温度を測定する（Ｓ３）。そして、その温度情報に基づいて、ステッピングモータ４の駆動電流値を設定し（Ｓ４）、プリント動作が開始される（Ｓ５）。
【００２６】
このように、計測した機内温度に基づいてステッピングモータ４の駆動電流値を制御することにより、感光体ドラム１を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適とすることができる。したがって、マージンが大きいことによる振動騒音を抑制できるとともに、マージンが小さいことによるモータ脱調を防止することができる。
【００２７】
図４，５は、画像形成装置のプロセスカートリッジの２つの実施例を示す断面構成図である。これらの図に示すプロセスカートリッジ４０及び５０は、感光体ドラム１を中心としてその周囲に配置される作像に関わる部材やユニットを一体的に構成し、駆動軸２０に沿って着脱できるよう構成したものである。
【００２８】
図４のプロセスカートリッジ４０は、感光体を帯電させる帯電手段７や感光体表面をクリーニングするクリーニング手段８等を、作像に関連する部材として感光体ドラム１（ドラムユニット２）と一体化してプロセスカートリッジを構成したものである。
【００２９】
また、図５のプロセスカートリッジ５０は、帯電手段７及びクリーニング手段８に加えて現像手段９等を、作像に関連する部材として感光体ドラム１（ドラムユニット２）と一体化してプロセスカートリッジを構成したものである。
【００３０】
なお、駆動手段としてのステッピングモータ４から駆動軸２０までの駆動系の構成と、前フランジ１８及び奥フランジ１９を含むドラムユニット２の構成は図１，２で説明した例と同様であり、本プロセスカートリッジの実施例では、感光体ドラム１（ドラムユニット２）だけでなく、感光体の周囲に配置される部材やユニットを含めてプロセスカートリッジごと駆動軸２０に沿って（画像形成装置本体から）着脱できる点に特徴がある。
【００３１】
さて、プロセスカートリッジ４０及び５０の感光体ドラム１を駆動するステッピングモータ４の近傍には、機内温度を測定する温度センサー６が設けられている（図１参照）。そして、温度センサー６で計測した機内温度に基づいてステッピングモータ４の駆動電流値を制御することにより、感光体ドラム１を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適とすることができる。したがって、マージンが大きいことによる振動騒音を抑制できるとともに、マージンが小さいことによるモータ脱調を防止することができる。
【００３２】
次に、本発明を適用した画像形成装置について２例をあげて説明する。
図６に示す画像形成装置１００は、スキャナ部６０を有して複写機として構成されたものである。この複写機１００は、装置本体の略中央部に感光体ドラム１を配設している。感光体ドラム１の周囲には、帯電手段６１，現像手段６２，クリーニング手段６３等の作像に関連する機器が配置されている。スキャナ部６０で読み取った原稿画像は、ミラーやレンズ等を介して感光体ドラム１に導かれ、感光体上に潜像が形成される。その潜像に現像手段６２からトナーが付与されて可視化され、そのトナー像が給紙部６４より給送された用紙上に転写される。トナー像を担持する用紙は定着装置６５に送られ、用紙上にトナー像が定着された後、排紙トレイ６６に排出される。
【００３３】
さて、本例の複写機１００において、感光体ドラム１を駆動する駆動手段としてのステッピングモータ４から駆動軸２０までの駆動系の構成と、前フランジ１８及び奥フランジ１９を含むドラムユニット２の構成は図１，２で説明した例と同様であり、感光体ドラム１（ドラムユニット２）を駆動軸２０に沿って（画像形成装置本体から）着脱することができる。
【００３４】
また、感光体ドラム１を駆動するステッピングモータ４の近傍には、機内温度を測定する温度センサー６が設けられており（図１参照）、その温度センサー６で計測した機内温度に基づいてステッピングモータ４の駆動電流値を制御することにより、感光体ドラム１を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適とすることができる。したがって、マージンが大きいことによる振動騒音を抑制できるとともに、マージンが小さいことによるモータ脱調を防止することができる。
【００３５】
画像形成装置においては、感光体ドラム１を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適化できることにより、感光体ドラム上に形成されるトナー像の画質を向上させることができる。
【００３６】
図７に示す画像形成装置２００は、カラープリンタとして構成されたものである。このカラープリンタ２００は、装置本体の略中央部に転写搬送ベルト７１を斜めに配設している。その転写搬送ベルト７１の上部走行辺に沿って、下から順にマゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、黒（Ｂｋ）用の４つの作像ユニット７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｙ，７０Ｂｋが並んで配置されている。各作像ユニットの構成は同じであり、感光体ドラム１の周囲に帯電手段や現像手段，クリーニング手段等の作像に関連する機器が配置されている。
【００３７】
各色作像ユニット７０Ｍ，７０Ｃ，７０Ｙ，７０Ｂｋの斜め上方には光書込み装置７２が設けられており、この光書込み装置７２からのレーザ光は、帯電手段と現像手段の間から感光体ドラム１に照射される。
【００３８】
転写搬送ベルト７１は駆動ローラや従動ローラ等の複数のローラに巻回張架され、記録紙を静電的に吸着させて搬送する。転写搬送ベルト７１のループ内には、各色作像ユニットの感光体ドラム１と対向する位置に転写手段としての転写ブラシが設けられている。その転写ブラシの近傍には補助ローラが配置されている。
【００３９】
このカラープリンタ２００におけるプリント動作について簡単に説明すると、各色作像ユニット７０において、感光体ドラム１の表面は帯電手段によって所定の電位に均一に帯電される。パソコン等のホストマシーンより送られた画像データに基づいて光書込み装置７２のＬＤ（レーザダイオード）を駆動してレーザ光をポリゴンミラーに照射し、シリンダーレンズ等を介して反射光を感光体ドラム１上に導き静電潜像を形成する。この潜像に現像手段からトナーが付与されトナー像となる。
【００４０】
一方、給紙部７３からは転写材として指定された用紙が給紙され、転写搬送ベルト７１により搬送される。その用紙上に、各色作像ユニット７０の感光体ドラム１から各色トナー像が重ね転写され、用紙上にフルカラー画像が形成される。モノクロプリントの場合は黒用の作像ユニット７０Ｂｋのみにおいてトナー像が形成され、用紙上に転写される。トナー像転写後の用紙は、転写搬送ベルト７１から分離されて、定着装置５０により定着される。定着を終えた用紙は、装置本体の上面に設けられた排紙トレイ７５に排紙される。
【００４１】
さて、本例のカラープリンタ２００において、感光体ドラム１を駆動する駆動手段としてのステッピングモータ４から駆動軸２０までの駆動系の構成と、前フランジ１８及び奥フランジ１９を含むドラムユニット２の構成は図１，２で説明した例と同様であり、感光体ドラム１（ドラムユニット２）を駆動軸２０に沿って（画像形成装置本体から）着脱することができる。
【００４２】
また、感光体ドラム１を駆動するステッピングモータ４の近傍には、機内温度を測定する温度センサー６が設けられており（図１参照）、その温度センサー６で計測した機内温度に基づいてステッピングモータ４の駆動電流値を制御することにより、感光体ドラム１を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適とすることができる。したがって、マージンが大きいことによる振動騒音を抑制できるとともに、マージンが小さいことによるモータ脱調を防止することができる。
【００４３】
画像形成装置においては、感光体ドラム１を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適化できることにより、感光体ドラム上に形成されるトナー像の画質を向上させることができる。また、本例のような複数の感光体を有するカラー画像形成装置においては、各色感光体ドラムの駆動最適化により、色ズレを抑制して高画質なカラー画像を得ることができる。
【００４４】
なお、各色作像ユニット７０において、感光体ドラム１（ドラムユニット２）のみを駆動軸２０に沿って着脱する構成ではなく、図４，５で説明したプロセスカートリッジ４０又は５０のように、感光体ドラム１の周囲に配置される作像に関連する部材やユニットを含めてプロセスカートリッジとし、そのプロセスカートリッジを駆動軸２０に沿って（画像形成装置本体から）着脱できる構成としても良い。
【００４５】
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。回転体としては感光体ドラムに限らず、転写ドラム、感光体ベルトあるいは転写ベルト等の駆動ローラなど、適宜な回転体の駆動に本発明を適用可能である。
【００４６】
機内温度に応じた駆動手段の駆動電流値の制御は、温度が上がれば駆動電流値を大きくする（あるいは小さくする）、また、温度が下がれば駆動電流値を小さくする（あるいは大きくする）等、各装置の構成に対応する制御を行なえばよい。もちろん、駆動系の構成やプロセスカートリッジの構成、あるいは画像形成装置各部の構成等は、適宜変更可能である。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】本発明を画像形成装置の感光体ドラムを駆動する駆動装置に適用した回転体駆動装置の一例を示す構成図である。
【図２】図１の感光体ドラムを駆動軸から離脱させた様子を示す部分詳細図である。
【図３】図１の回転体駆動装置の制御を示すフローチャートである。
【図４】画像形成装置のプロセスカートリッジの一実施例を示す断面構成図である。
【図５】プロセスカートリッジの他の実施例を示す断面構成図である。
【図６】本発明を適用した画像形成装置の一例を示す断面構成図である。
【図７】本発明を適用した画像形成装置の他の例を示す断面構成図である。
【符号の説明】
【００４８】
１              感光体ドラム
２              ドラムユニット
３              大口径ギヤ
４              ステッピングモータ
５              出力ギヤ
６              温度センサー
７              帯電手段
８              クリーニング手段
９              現像手段
１９            奥フランジ
２０            感光体駆動軸（回転軸）
４０，５０      プロセスカートリッジ
７０            作像ユニット
７１            転写搬送ベルト
１００          複写機
２００          カラープリンタ
【図１】
2005328677.tif 000003
【図２】
2005328677.tif 000004
【図３】
2005328677.tif 000005
【図４】
2005328677.tif 000006
【図５】
2005328677.tif 000007
【図６】
2005328677.tif 000008
【図７】
2005328677.tif 000009