(57)【要約】【課題】  電子写真方式の画像形成装置により形成される画像の画質をさらに向上させる。【解決手段】  画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋおよび回転駆動装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋを備えている。回転駆動装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋの各々は、駆動モータ６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋおよび減速機構６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋを有する。駆動モータ６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋの各々は、制御部４０により制御されている。駆動モータ６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃはステッピングモータであり、駆動モータ６１Ｋは、アウターロータ型ＤＣブラシレスモータである。【選択図】  図２
2007047629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動力を受けて回転し、黒色のトナー像が担持される第１の像担持体と、
前記第１の像担持体に駆動力を供給する第１の駆動源と、
駆動力を受けて回転し、黒色以外のトナー像が担持される第２の像担持体と、
前記第２の像担持体に駆動力を供給する第２の駆動源と、
前記第１の像担持体および前記第２の像担持体に担持されるトナー像を用紙に転写せしめる転写手段と、
を含み、前記第１の駆動源がアウターロータ型モータであり、前記第２の駆動源はインナーロータ型モータであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第２の像担持体と前記第２の駆動源との間に介装され、当該第２の駆動源からの出力を減速する減速手段を更に含むことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記減速手段は、複数のローラを用いて減速するローラ減速手段である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】
前記減速手段は、遊星ローラ減速機である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】
前記減速手段は、トラクション減速機である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】
前記第１の駆動源は、アウターロータ型ＤＣブラシレスモータであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記第２の駆動源は、ステッピングモータであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記第１の像担持体は、前記第２の像担持体よりも外径が大きいことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項９】
駆動力を受けて回転しトナー像を担持する像担持体と当該像担持体を駆動する駆動源とを含む画像形成手段をＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｋ（黒）の色ごとに備えた画像形成装置であって、
駆動力を受けて回転し、前記画像形成手段の各々に担持されるトナー像を一次転写する中間転写体と、
前記中間転写体により一次転写されたトナー像を用紙に転写せしめる二次転写体と、
を含み、Ｋ（黒）のトナー像を形成する前記画像形成手段の駆動源がアウターロータ型モータであり、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）のトナー像を形成する前記画像形成手段の駆動源はインナーロータ型モータであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
前記中間転写体は、前記複数の画像形成手段の各々に含まれる前記像担持体の周速度よりも速い周速度で駆動されることを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）のトナー像を担持する前記像担持体の位相がずれないように前記駆動源を同一の基準パルスに同期して位置制御する位置制御手段を更に含むことを特徴とする請求項９に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）のトナー像を担持する前記像担持体のうちの少なくとも１つについて位相を検出するための検出器を更に含むことを特徴とする請求項１１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、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式を利用したプリンタや複写機等の画像形成装置では、有機感光体等からなる回転状態の像担持体の表面を帯電器により帯電した後にＲＯＳ(Raster Output Scanner)により露光するという公知の電子写真プロセスによって、像担持体の表面に静電潜像を形成する。そして、像担持体の表面に形成された静電潜像を現像器にて現像してトナー像を形成する。次いで、このトナー像を転写装置により記録媒体（用紙など）に静電的に転写し、例えば定着装置によりトナー像を記録媒体に定着させることにより画像形成が行われる。
このような画像形成装置においては、像担持体としての感光体ドラムを比較的低速度かつ高精度で回転させるための回転駆動装置として、モータとモータの回転を減速する減速装置とを備えている。そして、フルカラー対応の画像形成装置では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の感光体ドラムごとに、このような回転駆動装置を有する。すなわち、各感光体ドラムは、他の感光体ドラムから独立して回転駆動される。
【０００３】
ここで、回転駆動装置を構成するモータには、安定した回転速度で各感光体ドラムを駆動することが求められる。このような条件を満たすモータとして、アウターロータ型モータを用いることが従来から知られている（例えば、特許文献１参照）。
この特許文献１では、アウターロータ型モータを用いているので、インナーロータ型に比べて回転子の半径が大きい分、回転子の慣性モーメントが大きくなる。そのため、モータに起因する回転変動が感光体ドラムに伝達されにくくなる。このように、回転ドラムを回転させる回転駆動源としてアウターロータ型モータを用いると、感光体ドラムの回転速度が安定化し回転ムラが少なくなるので、バンディング(Banding)を低減させるという効果がある。したがって、特許文献１では、すべての感光体ドラムの回転駆動源としてアウターロータ型モータを採用することが提案されている。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−１７１７２１号公報(第５頁、図１)
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、アウターロータ型モータを用いると、感光体ドラムの回転速度の安定化に寄与するというメリットがある反面、感光体ドラムの回転起動時や停止時の回転角は負荷トルクによって変動し易いというデメリットがある。
すなわち、回転状態の感光体ドラムを停止させようとする場合には、モータの慣性力によりアウターロータ型モータが止まりにくい。このため、感光体ドラムの平均負荷トルクが軽いと、わずかな負荷トルクのばらつきにより感光体ドラムの停止位置が大きくばらついてしまう。
そして、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）それぞれの感光体ドラムの円周方向における停止位置にばらつきがあると、感光体ドラム間の位相関係がその都度変わってしまう。このような位相関係の変動があると、例えば特開平１０−１４５５９６号公報（第１１頁、図１３）に例示されているような感光体ドラムの複雑な感度ムラが存在する。このような感度ムラに対する対策として、単色で基準パッチを形成して濃度補正を行うことも考えられる。ところが、色を重ねたときには濃度ムラを高精度に補正することは困難になり、どうしても色が変化してしまう。
かかる技術的な事情により、静電式カラー画像形成装置では、オフセット印刷機並みのカラー画像の色安定性が求められる場合には、感光体ドラム間の位相関係を常に同じにする必要がある。
【０００６】
その点で、ステッピングモータは、入力パルス数に応じて回転角が正確に制御されるため、負荷トルクによらず起動時や停止時の回転角を一定にすることができる。このようにステッピングモータには、アウターロータ型モータにはないメリットを有する。ところが、すべての感光体ドラムの回転駆動源としてステッピングモータを用いるのは、別の不具合が懸念される。すなわち、ステッピングモータは、インナーロータ型モータであり、アウターロータ型モータに比べてイナーシャ(inertia)が小さいため、回転速度が不安定になり易いというデメリットを有する。
このように、感光体ドラムの回転速度を安定化させつつ、起動時や停止時も含めて回転角を正確に制御し、感光体ドラム間の位相関係を常に一定にすることが望まれる。
【０００７】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、電子写真方式の画像形成装置により形成される画像の画質をさらに向上させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者らが鋭意検討を行なった結果、１つの画像形成装置内における各色の感光体ドラムを回転させるための駆動源として、固定子(stater)の外側に回転子(rotor)があるアウターロータ(outer rotor)型モータおよび固定子の内側に回転子があるインナーロータ型モータのいずれか一方を色に応じて採用することにより、かかる目的を達成できるという知見を得た。言い換えると、かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、各色の感光体ドラムの回転駆動源として、互いに異なる特性を持つ複数の種類のモータを内蔵している。
具体的には、本発明が適用される画像形成装置は、駆動力を受けて回転し、黒色のトナー像が担持される第１の像担持体と、第１の像担持体に駆動力を供給する第１の駆動源と、駆動力を受けて回転し、黒色以外のトナー像が担持される第２の像担持体と、第２の像担持体に駆動力を供給する第２の駆動源と、第１の像担持体および第２の像担持体に担持されるトナー像を用紙に転写せしめる転写手段と、を含み、第１の駆動源がアウターロータ型モータであり、第２の駆動源はインナーロータ型モータであることを特徴とするものである。
第２の像担持体と第２の駆動源との間に介装され、第２の駆動源からの出力を減速する減速手段を更に含むことを特徴とすることができる。この減速手段は、複数のローラを用いて減速するローラ減速手段であり、遊星ローラ減速機またはトラクション減速機を用いることができる。
第１の駆動源は、アウターロータ型ＤＣブラシレスモータであるのが好ましい。第２の駆動源は、ステッピングモータであるのが好ましい。
第１の像担持体は、第２の像担持体よりも外径が大きいように構成するのがより好ましい。
【０００９】
他の観点から捉えると、本発明が適用される画像形成装置は、駆動力を受けて回転しトナー像を担持する像担持体と像担持体を駆動する駆動源とを含む画像形成手段をＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの色ごとに備えた画像形成装置であって、駆動力を受けて回転し、画像形成手段の各々に担持されるトナー像を一次転写する中間転写体と、中間転写体により一次転写されたトナー像を用紙に転写せしめる二次転写体と、を含み、Ｋのトナー像を形成する画像形成手段の駆動源がアウターロータ型モータであり、Ｙ，Ｍ，Ｃのトナー像を形成する画像形成手段の駆動源はインナーロータ型モータであることを特徴とするものである。
この中間転写体は、複数の画像形成手段の各々に含まれる像担持体の周速度よりも速い周速度で駆動されることを特徴とすることができる。
また、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）のトナー像を担持する像担持体の位相がずれないように駆動源を同一の基準パルスに同期して位置制御する位置制御手段を更に含むことを特徴とすることができる。そして、Ｙ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン）のトナー像を担持する像担持体のうちの少なくとも１つについて位相を検出するための検出器を更に含むことを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、電子写真方式の画像形成装置により形成される画像の画質をさらに向上させることが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略構成図である。図１に示す画像形成装置は、所謂タンデム型の画像形成装置であって、例えば電子写真方式にて各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０(１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）と、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）して保持させる無端状の中間転写ベルト（トナー像の担持体）１５と、中間転写ベルト１５上に転写された重ね画像を転写材としての用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写装置２０と、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着装置３０と、を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００１２】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）は、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの周囲に電子写真用デバイスが配設されている。すなわち、これらの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋが帯電される帯電器１２と、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に静電潜像が書込まれるレーザ露光器１３（図１において露光ビームを符号Ｂｍで示す）と、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置１４と、が配設されている。また、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６と、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上の残留トナーが除去されるドラムクリーナ１７と、が配設されている。
そして、これらの画像形成ユニット１０は、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ色）、マゼンタ（Ｍ色）、シアン（Ｃ色）、黒（Ｋ色）の順に配置されている。また、本実施の形態では、図１に示すように、画像形成ユニット１０Ｋの感光体ドラム１１Ｋの外径が、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの外径よりも大きい。画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの外径は、互いに略同一である。
【００１３】
また、中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等の樹脂にカーボンブラック等の導電剤を適当量含有させたフィルム状の無端ベルトである。この中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図１に示す矢印Ｂ方向に所定の速度で循環駆動（回動）可能に構成されている。この各種ロールとして、図示しないモータにより駆動されて中間転写ベルト１５を回動させる駆動ロール３１と、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する機能を備えたテンションロール３２とを有する。他の各種ロールとして、中間転写ベルト１５を支持し、一定の張力を与える従動ロール３５と、二次転写する部分に設けられたバックアップロール（支持ロール）２８とを有している。
【００１４】
各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに対向して設けられたＩＢＴモジュール１８において、略直線状に延びる中間転写ベルト１５の内側に設けられる各一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重ねトナー像が形成されるようになっている。
【００１５】
二次転写装置２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写ロール２２と、その対向ロールとしてのバックアップロール２８と、を備えている。すなわち、二次転写ロール２２は、中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２８に圧接配置されている。このように構成された二次転写装置２０によって、中間転写ベルト１５上に多重転写された可視像が、後述する用紙トレイ５０から搬送された用紙Ｐに転写される。
【００１６】
バックアップロール２８の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングするベルトクリーナ３７が接離自在に設けられている。
一方、二次転写装置２０における二次転写位置の上流側には、各画像形成ユニット１０における画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）３９が配置されている。この基準センサ３９は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生し、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１０は画像形成を開始するように構成されている。
また、黒の画像形成ユニット１０Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ３８が配設されている。
また、本実施の形態では、用紙Ｐを収容する用紙トレイ５０を備えている。この用紙トレイ５０に集積された用紙Ｐは、所定のタイミングで取り出されて二次転写装置２０による二次転写位置へと搬送される。また、二次転写位置で二次転写されると、用紙Ｐは、定着装置３０へと搬送される。
【００１７】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図１に示す画像形成装置に入力される。画像形成装置では、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）にて所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１０等によって作像作業が実行される。画像処理装置（ＩＰＳ）では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
【００１８】
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに照射している。画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋでは、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにて、イエロー、マゼンタ、シアン、黒の各色のトナー像として現像される。
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部にて、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部において、一次転写ロール１６にて中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性の電圧が付加され、未定着トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせられて一次転写が行われる。このようにして一次転写された未定着トナー像は、中間転写ベルト１５の回転に伴って二次転写装置２０に搬送される。
【００１９】
ここで、各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋと中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部にて中間転写ベルト１５の周速度が感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの周速度よりもわずかに速くなるように、駆動ロール３１および感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの各回転速度が制御されている。このように速度制御すると、静電吸着力により感光体ドラム１１は中間転写ベルト１５に対してブレーキとして作用することになる。このような作用によって、画像形成ユニット１０Ｋの感光体ドラム１１Ｋの回転速度が安定していれば、中間転写ベルト１５の回転も安定し、さらには、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの回転も安定する。
このように感光体ドラム１１Ｋの安定回転を確保することによって、他の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃおよび中間転写ベルト１５の回転速度を安定させることができる。
なお、中間転写ベルト１５の回転方向において、感光体ドラム１１Ｙが上流側に位置し、感光体ドラム１１Ｋが下流側に位置している。また、感光体ドラム１１Ｋは、他の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃよりも中間転写ベルト１５を駆動するための駆動ロール３１から最も離れた位置に配設されている。すなわち、中間転写ベルト１５が駆動ロール３１により引っ張られる側に感光体ドラム１１Ｋが位置している。
【００２０】
二次転写装置２０では、用紙Ｐへの二次転写のタイミングに合わせ、中間転写ベルト１５が間に挟まれた状態にて二次転写ロール２２がバックアップロール２８に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写ロール２２との間に挟み込まれる。そして、二次転写ロール２２に対向電極として転写電界が形成され、二次転写ロール２２とバックアップロール２８とによって押圧される二次転写位置にて、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像が用紙Ｐに静電転写される。
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写ロール２２によって中間転写ベルト１５から剥離された状態でそのまま搬送される。そして、定着装置３０における最適な搬送速度に合わせて速度が変えられて、用紙Ｐが定着装置３０まで搬送される。用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着装置３０によって熱および圧力で定着処理を受けることで用紙Ｐ上に定着される。定着画像が形成された用紙Ｐは、排出ロール（図示せず）によって装置の外部に排出される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、ベルトクリーナ３７によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００２１】
次に、感光体ドラム１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）と感光体ドラム１１を駆動するための回転駆動装置６０（６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋ）とについて図２を用いて説明する。
図２は、感光体ドラム１１と回転駆動装置６０と制御部４０との関係を示すブロック図である。
図２に示すように、画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋおよび回転駆動装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋを備えている。また、回転駆動装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋの各々は、駆動モータ６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋおよび減速機構６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋを有する。そして、駆動モータ６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋの各々は、制御部４０により制御されている。
このような構成により、駆動モータ６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋは、制御部４０からの制御に応じて駆動力を減速機構６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋに伝達する。減速機構６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋでは、所定の回転数まで減速し、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋに伝達する。
ここで、駆動モータ６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃは、インナーロータ型であるステッピングモータであり、駆動モータ６１Ｋは、アウターロータ型ＤＣブラシレスモータ(DC Blashless Motor)である。すなわち、２種類のモータを備えている。イエロー、マゼンタおよびシアンのトナー像が形成される感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃは、ステッピングモータにより駆動され、黒色のトナー像が形成される感光体ドラム１１Ｋは、アウターロータ型ＤＣブラシレスモータにより駆動される。
【００２２】
次に、回転駆動装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃについて図３〜図５を用いて説明する。なお、上述したように、回転駆動装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃは、基本的な構成が略同じものであるため、回転駆動装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃをまとめて回転駆動装置６０として説明する。回転駆動装置６０Ｋは、上述した特許文献１で示されているような構造をとることができ、ここでの説明は省略する。また、駆動モータ６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃと駆動モータ６１Ｋとは異なる種類のものであるが、これらをまとめて駆動モータ６１ということがある。
図３および図４は、回転駆動装置６０を構成する部品を説明するための構成図であり、図４はハウジング６２０の図示を省略して図示している。図５は、回転駆動装置６０の一部を構成する入力カップリング６２の縦断面図である。
なお、詳細な図示を省略するが、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋは、ドラム本体を幅方向に貫通する駆動軸１１０（図６参照）を有する。この駆動軸１１０（図６参照）は、その両端部が画像形成装置のフレームＦ（図６参照）にベアリングを介して回転自在に保持されている。
【００２３】
図３および図４に示すような回転駆動装置６０は、画像形成装置のフレームＦ（図６参照）の外側に配設されている。この回転駆動装置６０は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの駆動源としての駆動モータ６１と、駆動モータ６１に対して取り付けられる入力カップリング６２と、入力カップリング６２を介して連結される減速機構６３とを備えている。
そして、駆動モータ６１は、モータハウジング６１０と、モータハウジング６１０の一端に設けられた接合フランジ６１１と、接合フランジ６１１側から突出するように配設された出力軸６１２（図４参照）と、モータハウジング６１０に設けられたリード線接合部６１３とを有する。
【００２４】
減速機構６３は、ハウジング６３０（図３参照）と、駆動モータ６１の回転が入力される太陽ロール６３１と、太陽ロール６３１の周囲に配設される複数（例えば三つ）の遊星ロール６３２と、複数の遊星ロール６３２を支持するキャリア６３３とを有する。また、減速機構６３は、太陽ロール６３１と同軸に設けられ、遊星ロール６３２にて減速された回転を出力する出力駆動軸６３４を有する。これら太陽ロール６３１、遊星ロール６３２、キャリア６３３および出力駆動軸６３４は、ハウジング６３０（図３参照）の内部に格納されている。このように、減速機構６３として、遊星ローラ減速機構ないしはトラクション減速機構が採用されている。
図３に示すように、減速機構６３のハウジング６３０は、その一端側から入力カップリング６２を挿入収容可能な中空状の円筒突出部６３５を有する。ハウジング６３０は、この円筒突出部６３５の先端部をモータハウジング６１０の接合フランジ６１１に当接した状態にて、両者間を図示しない締結具（例えばねじ等）で締結されている。
【００２５】
図４および図５に示すように、入力カップリング６２は、厚肉円筒状のカップリング本体６２１と、カップリング本体６２１の外周面の減速機構６３寄りに外方に突出するように配設された円板リング状のフライホイール６２２とを有する。
なお、図４に示すように、入力カップリング６２は、減速機構６３側に予め組み込まれている。また、入力カップリング６２は、例えばＳ４５Ｃ（機械構造用炭素鋼鋼材）で形成することができる。
【００２６】
図５に示すように、カップリング本体６２１には、駆動モータ６１の出力軸６１２が嵌挿される孔径ｄ1の連結孔６２１ａと、減速機構６３の太陽ロール６３１が嵌装される孔径ｄ2の連結孔６２１ｂとが穿設されている。また、カップリング本体６２１には、外周部から連結孔６２１ａへ貫通するめねじ６２１ｃが穿設されている。そして、カップリング本体６２１には、連結孔６２１ｂに太陽ロール６３１が圧入されている。
また、カップリング本体６２１の連結孔６２１ａに出力軸６１２を嵌挿させ、めねじ６２１ｃを介して止めねじ（図示せず）にてカップリング本体６２１と出力軸６１２とが固定されている。このようにして、入力カップリング６２と駆動モータ６１の出力軸６１２とが連結されている。なお、この連結を行う作業を容易ならしめるために、減速機構６３のハウジング６３０（図３参照）のうち円筒突出部６３５に作業孔６３６が設けられている。
【００２７】
ここで、フライホイール６２２は、所望の慣性力を得るという観点から、適宜素材にて所定の外径寸法Ｄ及び厚さ寸法ｍのリング状部材として成形し、カップリング本体６２１の外周面に圧入その他の方法にて固着されている。特に、フライホイール６２２の外径寸法Ｄとしては適宜選定して差し支えないが、駆動モータ６１の出力軸６１２の外径寸法ｄ1（連結孔６２１ａの孔径に相当）の３倍以上であることが好ましい。
なお、上述した構成ではフライホイール６２２を備えているが、フライホイール６２２を省略する構成も考えられる。
【００２８】
回転駆動装置６０は、上述したように構成されているので、次のような作用を有する。回転駆動装置６０の駆動モータ６１と減速機構６３とは入力カップリング６２を介して同軸に連結される。そして、入力カップリング６２はカップリング本体６２１の外周面の一部にフライホイール６２２を備えているため、フライホイール６２２の慣性力にて駆動モータ６１の出力軸６１２からの振動は有効に減衰する。このため、駆動モータ６１がステッピングモータの場合に、駆動モータ６１の出力軸６１２の反対側に外付フライホイール６２２等の振動減衰部材を付加したり、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの一端側に外付フライホイール６２２等の振動減衰部材を付加したりしなくても、駆動モータ６１の共振に伴って駆動モータ６１の出力軸６１２に発生し易い振動を有効に減衰させることができる。
【００２９】
次に、ロータリエンコーダ７０について図６及び図７を用いて説明する。このロータリエンコーダ７０は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの回転速度ないしは回転位置を制御するためのものである。感光体ドラム１１Ｋについては、図６〜図７とは異なるロータリエンコーダを用いてもよい。また、回転ムラが小さくできれば、ロータリエンコーダを取り付けないように構成することも考えられる。
図６は、ロータリエンコーダ７０を含む駆動制御機構の構成を示す説明図であり、図７は、ロータリエンコーダ７０に用いる回転可能な円板７１を説明する説明図である。
図６または図７に示すように、位置制御手段の一部を構成するロータリエンコーダ７０は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの各駆動軸１１０と一体に回転するように固着されている円板７１と、円板７１の縁部に沿って所定の間隔で多数のスリットをリング状に配置した被検知部７１ａと、被検知部７１ａの中心寄りの位置に１つだけスリットを配置した基準位置検知部７１ｂとを備えている。また、ロータリエンコーダ７０は、円板７１の被検知部７１ａに対応する位置に配設された速度検出器７２と、基準位置検知部７１ｂのスリットに対応する位置に配設された基準位置検出器７３とを備えている。
【００３０】
ここで、制御部４０は、ロータリエンコーダ７０からの信号を用いて、駆動軸１１０をフィードバック制御するために、ＣＰＵ(Central Processing Unit)４１と、基準クロック４２と、分周比記憶用ＲＡＭ(Random Access Memory)４３と、プリント制御部４４と、モータ駆動回路４５とを備えている。プリント制御部４４には、基準位置検出器７３が基準位置信号として得た情報が入力され、その情報に基づいて感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの露光量補正テーブルの読み出し位置をリセットする。
【００３１】
このような構成により、駆動制御機構は次のように作用する。まず、プリンタコントローラからプリント信号がスタートにされると、モータの回転数を徐々に増加させるような分周比を分周比記憶用ＲＡＭ４３から順次読み出す。そして、基準クロックをその分周比で分周することにより、ステップアップ信号を生成し、モータ駆動回路４５に向けて駆動パルスを出力する。
そして、一定時間経過後には、駆動モータ６１（図３参照）は、定速運転モードに切り替わる。この定速運転モードでは、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの回転中に、駆動軸のロータリエンコーダ７０に設けた速度検出器７２の検知信号をＣＰＵ４１に入力する。ＣＰＵ４１では、ロータリエンコーダ７０のパルス間隔をパルス間隔測定回路にて測定し、その情報を基に本来その時刻にあるべき位置からのずれ（位置誤差）を算出する。位置誤差の時間列情報（数回前までの位置誤差情報）に所定の重みを掛けて足し合わせることで位置誤差のＦＩＲフィルタリングを行い、これをフィードバック量とする。このフィードバック量を定速時の分周比に足し合わせ、速度及び位置の変動を打ち消せるような新たな分周比を算出する。そして、基準クロックをその分周比で分周することにより駆動モータ６１の駆動速度ないしは位置の制御を行う。このような動作を繰り返すことで、定速運転モード中は感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの位置誤差が累積しないようになるため、感光体ドラム間の位相関係は一定に保たれる。
【００３２】
また、感光体ドラム１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）が定速回転している間は、その途中で、基準位置検出器７３が基準位置の検知の動作を行ってプリント制御部４４に向けてその信号を出力する。
基準位置が検知された後、プリント制御部４４では、予め記憶しておいた露光量補正テーブルの読み出し位置をリセットする。その後は、感光体ドラム１１の回転角に対応して露光量補正テーブルの読み出し位置を順次ずらしていくことで、感光体ドラム１１の１周にわたって露光量を補正することができる。さらに、この基準位置検出器７３は、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの各々の駆動軸１１０に取り付けてもよいが、位相関係が常に保たれるので、どれか１つの駆動軸１１０に取り付ければ十分である。
【００３３】
そして、プリンタコントローラからプリント信号がストップにされると、定速運転モードを抜け、駆動モータ６１の回転数を徐々に減少させるような分周比を分周比記憶用ＲＡＭ４３から順次読み出し、基準クロック４２をその分周比で分周することによりステップダウン信号を生成し、モータ駆動回路４５に向けて駆動パルスを出力する。回転数が十分小さくなったところで駆動パルスの出力を停止し、駆動モータ６１は停止する。
【００３４】
ここで、上述した制御の動作において、基準クロック４２と、定速時の分周比と、ステップアップ及びステップダウンの分周比と、定速運転モードに入る時及び抜ける時のタイミングとを互いに同じにすることで、感光体ドラム１１間の位相関係を常に一定に保つことが可能になる。また、上述した構成において、分周比記憶用ＲＡＭ４３はＲＯＭに置き換えてもよく、さらにＣＰＵとＲＡＭの機能をまとめてＡＳＩＣ(Application Specific Integrated Circuit)やＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)に置き換えることも可能である。
【００３５】
以上説明したように、本実施の形態では、黒の画像形成ユニット１０Ｋの感光体ドラム１１Ｋを駆動する駆動モータ６１としてアウターロータ型ＤＣブラレスモータを採用することにより、感光体ドラム１１Ｋの回転速度を安定化させることができる。
その一方で、他の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃの各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃを駆動する駆動モータ６１としてステッピングモータを採用しているので、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの回転速度が不安定になり易い。しかし、中間転写ベルト１５の周速度を各感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋよりもわずかに速くすると、感光体ドラム１１Ｋを安定回転させることで、他の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃおよび中間転写ベルト１５の回転速度を安定させることができる。
【００３６】
そして、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃを駆動する駆動モータ６１としてステッピングモータを採用することにより、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの起動時や停止時も含めて回転角を正確に制御することができる。すなわち、負荷トルク変動によらず、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃを常に所定量にコントロールすることができ、常に感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ間の位相関係を一定にすることができる。このように、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの位相が常に同じになるように制御することにより、感光体表面の電位計測が安定し、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの感度ムラに起因する色差変動を抑えられる。したがって、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋの駆動モータ６１として４つの全てにアウターロータ型モータを採用するよりも色差変動を小さくすることができる。
かかる構成によって、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃにおいてステッピングモータに起因する回転の不安定化という短所を克服することができ、ステッピングモータの長所を十分に活かすことができる。なお、感光体ドラム１１Ｋについては、他の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃとの位相を常に同じにすることが困難になるという不具合がある。しかしながら、この不具合により、用紙に転写された画像全体の明度が変わるだけである。すなわち、Ｙ，Ｍ，Ｃだけの色差が合っていればユーザの高い画質要求を満たすことができ、ＫについてはＹ，Ｍ，Ｃとのずれがあったとしても人間の目につきにくく、問題がほとんどないと言える。このため、本実施の形態の構成により、全体的には色変動が少ない画像形成装置を提供することができる。
【００３７】
また、感光体ドラム１１Ｋは、他の感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃよりも外径が大きいので、イナーシャが大きくなり、感光体ドラム１１Ｋの回転速度をより一層安定化させることができる。ここで、ドラム表面スピードを感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃと同じにしても、イナーシャ効果は、速度に対しては２乗に比例し、外径に対しては４乗に比例する。このため、結果的に感光体ドラム１１Ｋの回転速度が更に安定する。例えば、感光体ドラム１１Ｋの外径を６０ｍｍとし、感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの外径を４０ｍｍとすると、回転角速度は感光体ドラム１１Ｋが感光体ドラム１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃの２／３になる。すなわち、イナーシャの速度効果は（２／３）2＝０．４４４倍になるが、径の効果は（６０／４０）4＝５．０６倍となる。このため、トータルのイナーシャ効果としては、０．４４４×５．０６＝２．２５倍となる。
付言すると、感光体ドラム１１Ｋの外径が大きいことから、感光体ドラム１１Ｋの寿命を延ばすことができ、感光体ドラム１１Ｋの交換頻度を下げることができるので、メンテナンス性を向上させることができる。
【００３８】
また、回転駆動装置６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋの減速機構６３として、遊星ロール減速機構を採用しているので、かみあい誤差による回転ムラが生じるギヤ減速機構と比べると、回転ムラが発生せずに、より良好な回転安定性を得ることができる。すなわち、かみあい誤差が大きいと、本実施の形態のような構成を採用したとしても、バンディングの発生を十分に低減できない場合があるが、遊星ローラ減速機構を採用しているので、バンディングの発生を十分に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置の全体構成を示した図である。
【図２】感光体ドラムと回転駆動装置と制御部との関係を示すブロック図である。
【図３】回転駆動装置を構成する部品を説明するための構成図である。
【図４】回転駆動装置を構成する部品を説明するための構成図である。
【図５】回転駆動装置の一部を構成する入力カップリングの縦断面図である。
【図６】ロータリエンコーダを含む駆動制御機構の構成を示す説明図である。
【図７】ロータリエンコーダに用いる回転可能な円板を説明する説明図である。
【符号の説明】
【００４０】
１１（１１Ｙ，１１Ｍ，１１Ｃ，１１Ｋ）…感光体ドラム、１５…中間転写ベルト、４０…制御部、４１…ＣＰＵ、４２…基準クロック、４３…分周比記憶用ＲＡＭ、４４…プリント制御部、４５…モータ駆動回路、６０（６０Ｙ，６０Ｍ，６０Ｃ，６０Ｋ）…回転駆動装置、６１（６１Ｙ，６１Ｍ，６１Ｃ，６１Ｋ）…駆動モータ、６２…入力カップリング、６３（６３Ｙ，６３Ｍ，６３Ｃ，６３Ｋ）…減速機構、７０…ロータリエンコーダ
【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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