(57)【要約】【課題】感光体ドラムと同軸状に配置されたドラムギヤを、計測誤差が少なく正確に計測することの可能なギヤ回転変動計測装置、この計測装置で回動変動位置を計測した被計測ギア及び当該被計測ギアを組み付けることで、高精度な位相合わせが可能な画像形成装置を提供する。【解決手段】ギヤ回転変動計測装置は、ドラムギヤ２０１（被計測ギヤ）を回転自在に軸支する支持装置５０１と、支持装置５０１によって回転自在に支持されたドラムギヤ２０１を回転駆動する駆動モータ５０２と、回転されたドラムギヤ２０１の変動振幅と回転位相を検出する回転変動検出手段である回転エンコーダ５０３と、回転されたドラムギヤ２０１の一回転毎に、ドラムギヤ２０１の側面２０１ｂに形成された位相基準部２０６を検出する回転位置検出手段であるフォトインタラプタ５０４を備えている。【選択図】図３
2009145583.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
計測対象となる被計測ギヤを軸支する支持装置と、当該支持装置により支持された被計測ギヤを回転駆動する駆動モータと、当該回転された被計測ギヤの回転振幅と回転位相を検出する回転変動検出手段と、当該回転された被計測ギヤの一回転毎に当該被計測ギヤに形成された位相基準部を検出する回転位置検出手段とを備え、前記回転変動検出手段によって計測された位相基準位置と前記回転位置検出手段によって検出された位相基準部の出力とから前記被計測ギヤの回転変動を計測するギヤ回転変動計測装置において、
前記駆動モータの回転軸には駆動ギヤがその軸心を固定されており、当該駆動ギヤに前記被計測ギヤを噛合させて前記被計測ギヤを回転駆動し、
前記回転変動検出手段は、前記被計測ギヤと噛合する計測ギヤと当該計測ギヤの回転軸に連結された回転エンコーダとを有し、当該回転エンコーダの出力によって前記被計測ギヤの回転位相を計測し、
前記支持装置は、前記被計測ギヤの回転軸に同軸状に取り付けられた駆動伝達部に同軸状に着脱自在に連結可能な回転支軸と、前記駆動伝達部の反対側の被計測ギヤの回転軸を回転自在に支持する支持部と、を備えたことを特徴とするギヤ回転変動計測装置。
【請求項２】
請求項１記載のギヤ回転変動計測装置において、
前記駆動ギヤは、前記被計測ギヤの径と異なる径を有していることを特徴とするギヤ回転変動計測装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載のギヤ回転変動計測装置において、
前記駆動ギヤは、前記被計測ギヤの径と異なる径を有していることを特徴とするギヤ回転変動計測装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか１項記載のギヤ回転変動計測装置において、
前記計測ギヤと、前記被計測ギヤと、前記駆動ギヤは、それぞれの回転軸が一直線上となるように配設されていることを特徴とするギヤ回転変動計測装置。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか１項記載のギヤ回転変動計測装置において、
前記被計測ギヤの駆動伝達部は、当該被計測ギヤの軸方向に延び、且つ周方向に所定間隔で配設したギヤ歯部を有し、当該駆動伝達部と連結する前記回転支軸は、前記駆動伝達部のギヤ歯部と噛合する噛合ギヤ歯部を有し、前記駆動伝達部のギヤ歯部と前記回転軸の噛合ギヤ歯部を、前記被計測ギヤの軸方向で着脱自在に噛合させて前記駆動伝達部と回転支軸とが着脱自在に連結されることを特徴とするギヤ回転変動計測装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか１項記載のギヤ回転変動計測装置によって計測された回転変動位置を回転面に表示したことを特徴とする被計測ギヤ。
【請求項７】
表面にトナー像が形成され当該トナー像を転写材に転写する複数の感光体ドラムと、当該感光体ドラムの各回転軸と連結され、当該感光体ドラムをそれぞれ駆動回転するドラムギヤと、当該ドラムギヤと噛合して当該ドラムギヤをそれぞれ回転駆動する駆動軸ギヤと、前記ドラムギヤの各々に形成された回転基準位置を検出する回転基準位置検出手段とを有し、前記各感光体ドラムは、前記転写材の搬送方向に沿って並列に配設され、前記感光体ドラムの回転停止時に前記感光体ドラムが所定位置に停止するように前記回転基準位置検出手段によって制御された画像形成装置において、
前記ドラムギヤは、請求項６記載の被計測ギヤであり、当該被計測ギヤの回転変動位置が前記感光体ドラム中の基準感光体ドラムのドラムギヤと噛合する前記駆動軸ギヤとの噛合位置となるように前記基準感光体ドラムの回転軸にドラムギヤを取り付けると共に、当該基準感光体ドラムに隣接する感光体ドラムのドラムギヤ及び当該隣接する感光体ドラムに隣接する感光体ドラムのドラムギヤとして前記各被計測ギヤを当該各被計測ギヤの回転変動位置が隣接する被計測ギヤの回転変動位置から所定角度回転させて各感光体ドラムの回転軸に取り付けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置において、
前記各被計測ギヤの回転変動位置が隣接する被計測ギヤの回転変動位置から回転させる所定角度θをθ＝２×（π−Ｌ／Ｄ）
（但し、前記式中Ｌは、隣接する感光体ドラム間の平均距離、Ｄは感光体ドラムの平均直径を示す）
としたことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、プリンタ、ファクシミリ、複写機等の画像形成装置に適用されるギヤの回転変動を計測するギヤ回転変動計測装置、これによって計測された被計測ギヤ及びこの被計測ギヤを、感光体ドラムを回転駆動するドラムギヤとして適用した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラー複写機のように複数色を重ね合わせて画像形成を行う画像形成装置に対しては、近年処理速度の高速化が要求されており、表面にトナー像が形成され当該トナー像を転写材に転写する複数の感光体ドラムを中間転写ベルト等の搬送方向に沿って並列に配設させ、一連の感光体ドラムの画像形成プロセスで各トナー像を中間転写ベルト上に形成するタンデム式の画像形成装置が一般的になっている。感光体ドラムを１個だけ有する１ドラム方式と比較して、タンデム式は順次トナー像を転写していくため、各ステーション間での色重ねのずれ（以下色ずれ）が発生しやすくなり、画像品質の悪化に繋がっている。
色ずれが発生する要因の一つに、感光体ドラムの回転変動が挙げられる。各色の感光体ドラムには、感光体ドラムを駆動するために、感光体ドラム表面もしくは同軸状に１つ以上のギヤ列を有することが一般的である。ギヤ列の取り付け偏心やギヤの累積ピッチ誤差がある場合、ギヤ表面速度が一定にならずに、感光体ドラムが速度変動しながら回転することになる。感光体ドラムが回転変動した場合、感光体ドラム表面に静電潜像を書き込む光ビーム位置やトナー像を転写する位置が変化して、色ずれの発生要因となる。
【０００３】
そのため、感光体ドラムが回転変動を発生させても、色ずれにならないように、各色の感光体ドラムの回転変動位相を一致させる手法が提案されている。例えば、特許文献１には、各感光体ドラムにより形成されたトナー像のパターンを搬送ベルトに描写させ、パターンをセンサによって読み取り、各感光体ドラムの回転変動位相を検出する。検出された回転変動位相を基に、各感光体ドラムの回転変動位相が一致するようにモータ制御を行い、位相を一致させて色ずれ低減を図っている。しかし、この特許文献１記載のものでは、各感光体ドラム及び搬送ベルト上にトナー像を描画させ、センサによって位相を検知するために、トナー像を読み取るセンサや位相を計算させるためのメモリが必要となり、高コストとなる。また、位相を合わせるために、あらかじめトナー像を描画させる必要があるため、ウォームアップタイムが増加する問題がある。
【０００４】
そこで、あらかじめ感光体ドラムを回転させるドラムギヤの回転変動位相を計測し、各ドラムギヤを所定の位置に組み立て、回転変動位相を一致させる手法が提案されている。例えば、特許文献２には、感光体ドラムと同軸上に配置された感光体ドラムを駆動するドラムギヤの位相を計測する計測装置及びそのギヤを用いた画像形成装置が示されている。具体的には、この特許文献２には、被計測物であるドラムギヤに駆動力を伝達するモータによって回転駆動されたドラムギヤは、ドラムギヤと同軸上に配置されたエンコーダによって回転変動が計測される。エンコーダによって計測された回転変動と、ギヤの１回転位置を検出するホームポジションセンサから、ドラムギヤの位相が計算される。回転変動のピーク位置の位相を、ドラムギヤ表面上のデカルに貼り付け、各感光体ドラムのギヤの位相が一致するように組み立て、各感光体ドラムの回転変動位相を一致させるものである。
【特許文献１】特開２００１−３０５８２０公報
【特許文献２】特開２００５−９１４００公報
【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、特許文献２記載の手法では、計測装置において、感光体ドラムを回転させるドラムギヤと、ドラムギヤと同軸状に配置されたエンコーダとの間にカップリングが必要となり、カップリングによる同軸度の変化によって、ドライブギヤの振幅及び位相が正確に計測できない問題がある。
本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、感光体ドラムと同軸状に配置されたドラムギヤを、計測誤差が少なく正確に計測することの可能なギヤ回転変動計測装置及びこの計測装置で回動変動位置を計測した被計測ギヤを提供し、さらに、当該被計測ギヤをドラムギヤとして所定の位置で組み付けることで、高精度な位相合わせが可能な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】
【０００６】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、計測対象となる被計測ギヤを軸支する支持装置と、当該支持装置により支持された被計測ギヤを回転駆動する駆動モータと、当該回転された被計測ギヤの回転振幅と回転位相を検出する回転変動検出手段と、当該回転された被計測ギヤの一回転毎に当該被計測ギヤに形成された位相基準部を検出する回転位置検出手段とを備え、前記回転変動検出手段によって計測された位相基準位置と前記回転位置検出手段によって検出された位相基準部の出力とから前記被計測ギヤの回転変動を計測するギヤ回転変動計測装置において、前記駆動モータの回転軸には駆動ギヤがその軸心を固定されており、当該駆動ギヤに前記被計測ギヤを噛合させて前記被計測ギヤを回転駆動し、前記回転変動検出手段は、前記被計測ギヤと噛合する計測ギヤと当該計測ギヤの回転軸に連結された回転エンコーダとを有し、当該回転エンコーダの出力によって前記被計測ギヤの回転位相を計測し、前記支持装置は、前記被計測ギヤの回転軸に同軸状に取り付けられた駆動伝達部に同軸状に着脱自在に連結可能な回転支軸と、前記駆動伝達部の反対側の被計測ギヤの回転軸を回転自在に支持する支持部を備えたことを特徴とする。
また、請求項２の発明は、請求項１記載のギヤ回転変動計測装置において、前記計測ギヤは、前記被計測ギヤの径と異なる径を有していることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項３の発明は、請求項１又は２記載のギヤ回転変動計測装置において、前記駆動ギヤは、前記被計測ギヤの径と異なる径を有していることを特徴とする。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３のいずれか１項記載のギヤ回転変動計測装置において、前記計測ギヤと、前記被計測ギヤと、前記駆動ギヤは、それぞれの回転軸が一直線上となるように配設されていることを特徴とする。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４のいずれか１項記載のギヤ回転変動計測装置において、前記被計測ギヤの駆動伝達部は、歯を当該被計測ギヤの軸方向に延び、周方向に所定間隔で配設したギヤ歯部を有し、当該駆動伝達部と連結する前記回転支軸は、前記駆動伝達部のギヤ歯部と噛合する噛合ギヤ歯部を有し、前記駆動伝達部のギヤ歯部と前記回転軸の噛合ギヤ歯部を、前記被計測ギヤの軸方向で着脱自在に噛合させて前記駆動伝達部と回転支軸とが着脱自在に連結されることを特徴とする。
また、請求項６の発明は、請求項１乃至５のいずれか１項記載のギヤ回転変動計測装置によって計測された回転変動位置を回転面に表示したことを特徴とする被計測ギヤとしたものである。
【０００８】
また、請求項７の発明は、表面にトナー像が形成され当該トナー像を転写材に転写する複数の感光体ドラムと、当該感光体ドラムの各回転軸と連結され、当該感光体ドラムをそれぞれ駆動回転するドラムギヤと、当該ドラムギヤと噛合して当該ドラムギヤをそれぞれ回転駆動する駆動軸ギヤと、前記ドラムギヤの各々に形成された回転基準位置を検出する回転基準位置検出手段とを有し、前記各感光体ドラムは、前記転写材の搬送方向に沿って並列に配設され、前記感光体ドラムの回転停止時に前記感光体ドラムが所定位置に停止するように前記回転基準位置検出手段によって制御された画像形成装置において、前記ドラムギヤは、請求項６記載の被計測ギヤであり、当該被計測ギヤの回転変動位置が前記感光体ドラム中の基準感光体ドラムのドラムギヤと噛合する前記駆動軸ギヤとの噛合位置となるように前記基準感光体ドラムの回転軸にドラムギヤを取り付けると共に、当該基準感光体ドラムに隣接する感光体ドラムのドラムギヤ及び当該隣接する感光体ドラムに隣接する感光体ドラムのドラムギヤとして前記各被計測ギヤを当該各被計測ギヤの回転変動位置が隣接する被計測ギヤの回転変動位置から所定角度回転させて各感光体ドラムの回転軸に取り付けたことを特徴とする。
また、請求項８の発明は、請求項７記載の画像形成装置において、前記各被計測ギヤの回転変動位置が隣接する被計測ギヤの回転変動位置から回転させる所定角度θをθ＝２×（π−Ｌ／Ｄ）（但し、前記式中Ｌは、隣接する感光体ドラム間の平均距離、Ｄは感光体ドラムの平均直径を示す）としたことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、前記駆動モータの回転軸には駆動ギヤがその軸心を固定されており、当該駆動ギヤに前記被計測ギヤを噛合させて前記被計測ギヤを回転駆動し、前記回転変動検出手段は、前記被計測ギヤと噛合する計測ギヤと当該計測ギヤの回転軸に連結された回転エンコーダとを有し、当該回転エンコーダの出力によって前記被計測ギヤの回転位相を計測し、前記支持装置は、前記被計測ギヤの回転軸に同軸状に取り付けられた駆動伝達部に同軸状に着脱自在に連結可能な回転支軸と、前記駆動伝達部の反対側の被計測ギヤの回転軸を回転自在に支持する支持部を備えたことによって、感光体ドラムと同軸状に配置されたドラムギヤを、計測誤差少なく正確に計測することの可能なギヤ回転変動計測装置及びこの計測装置で回動変動位置を計測した被計測ギヤを提供することができる。
【００１０】
さらに、本発明よれば、前記ドラムギヤは、請求項６記載の被計測ギヤであり、当該被計測ギヤの回転変動位置が前記感光体ドラムの内の基準感光体ドラムのドラムギヤと噛合する前記駆動軸ギヤとの噛合位置となるように前記基準感光体ドラムの回転軸にドラムギヤを取り付けると共に、当該基準感光体ドラムに隣接する感光体ドラムの被計測ギヤ及び当該隣接する感光体ドラムに隣接する感光体ドラムの被計測ギヤを、前記各被計測ギヤの回転変動位置が隣接する被計測ギヤの回転変動位置から所定角度ずらせて各感光体ドラムの回転軸に取り付けたことによって、高精度な位相合わせが可能な画像形成装置を提供することができるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。
図１は、本発明による一実施形態の画像形成装置の感光体ドラムを回転するドラムギヤの概略構成を示す図である。図２は、図１の矢印Ｂ方向からみた側面図である。ドラムギヤ２０１は、外周面にギヤ面２０１ａを有し、両側面２０１ｂ、２０１ｃの中央からドラムギヤ２０１を回転する回転軸２０２が一体に突出されている。そして、ドラムギヤ２０１の回転軸２０２の一端２０２ａには、ベアリング２０３を介してドラムギヤ２０１を回転自在に支持する軸受部２０４を有している。また、当該ドラムギヤ２０１の回転軸２０２の他方端２０２ｂには、後述する画像形成装置の感光体ドラムの回転軸と連結される駆動伝達部である円筒状のジョイント２０５がドラムギヤ２０１の回転軸２０２と同軸状に一体に連結されている。そして、ジョイント２０５の前方端面には、開口２０５ａが形成されており、開口２０５の内方には、後述する感光体ドラムの回転軸の先端を挿入可能な凹穴２０５ｂが形成されている。さらに、ジョイント２０５の内周（凹穴２０５ｂの外周）には、歯が軸方向に延び、周方向に所定間隔で形成されたギヤ歯部２０５ｃが形成されている。
【００１２】
このような構造のドラムギヤ２０１の回転変動を計測するギヤ回転変動計測装置について、図３に基づいて説明する。図３は、本発明による一実施形態のギヤ回転変動計測装置の概略構成を示す図である。本実施形態に係るギヤ回転変動計測装置は、計測対象となるドラムギヤ２０１（被計測ギヤ）を回転自在に軸支する支持装置５０１と、支持装置５０１によって回転自在に支持されたドラムギヤ２０１を回転駆動する駆動モータ５０２と、回転されたドラムギヤ２０１の変動振幅と回転位相を検出する回転変動検出手段である回転エンコーダ５０３と、回転されたドラムギヤ２０１の一回転毎に、ドラムギヤ２０１の側面２０１ｂに形成された位相基準部２０６を検出する回転位置検出手段であるフォトインタラプタ５０４を備えている。
【００１３】
支持装置５０１は、第１側板５０５上にドラムギヤ２０１の軸受部２０４を固定支持する支持部５０１ａと、第１側板５０５と平行に配設された第２側板５０６に、ベアリング５０７によって回転自在に支持された回転支軸５０８ａを有する軸受部５０８とを備えている。回転支軸５０８ａの前方端には、ドラムギヤ２０１のジョイント２０５の凹穴２０５ｂ内に挿入してギヤ歯部２０５ｃと噛合する噛合ギヤ部５０８ｂを有している。従って、噛合ギヤ部５０８ｂをドラムギヤ２０１のジョイント２０５のギヤ歯部２０５ｃと噛合するように凹穴２０５ｂ内に挿入し、回転支軸５０８ａとドラムギヤ２０１の回転軸２０２とが同軸状に配置するように、第２側版５０６を第１側版５０５に対して位置決め設定すれば、ドラムギヤ２０１は円滑に回転することが可能となる。
駆動モータ５０２は第１側板５０５と平行に配設された第３側板５０９に取り付けられ、その回転軸５０２ａは、第２側板５０６にベアリング５１０を介して回転自在に支持された駆動ギヤ５１１の回転軸５１１ａとカップリング５１２によって同軸状に連結されている。従って、駆動モータ５０２の回転に伴い駆動ギヤ５１１を回転するようになっている。さらに、駆動ギヤ５１１は、ドラムギヤ２０１のギヤ面２０１と噛合し、駆動モータ５０２の回転によって駆動ギヤ５１１を介して回転されるようになっている。
【００１４】
回転エンコーダ５０３は、第３側板５０９に取り付けられ、その回転軸５０３ａは、第１側板５０５にベアリング５１２を介して回転自在に支持された計測ギヤ５１５の回転軸５１５ａとカップリング５１４によって同軸状に連結されている。計測ギヤ５１５は、ドラムギヤ２０１のギヤ面２０１と噛合して、ドラムギヤ２０１の回転に伴い回転されるようになっている。従って、ドラムギヤ２０１の回転に伴い回転エンコーダ５０３が回転され、回転エンコーダ５０３の出力が演算装置５１６に入力される。
演算装置５１６には、ドラムギヤ２０１の一回転毎にドラムギヤ２０１の側面２０１ｂに形成された位相基準部２０６を光学的に検出する第１側板５０５に取り付けられたフォトインタラプタ５０４からの基準回転位置信号も入力される。この基準回転位置信号と前記回転エンコーダ５０３からの出力とからドラムギヤ２０１のフォトインタラプタ５０４で検出される基準回転位置に対する回転エンコーダ５０３から検出計測される位相のずれ（回転変動量）を計測する。なお、この場合、回転エンコーダ５０３から検出された出力は、演算装置５１６内でＦＦＴ（高速フーリエ変換）によって周波数解析が行われる。この周波数解析をすることでドラムギヤ２０１の１回転振幅と位相を計測することが可能となる。
【００１５】
図４は、演算装置５１６で計測されたドラムギヤ２０１のフォトインタラプタ５０４で検出される基準回転位置Ｐａと、回転エンコーダ５０３からの検出計測される回転振動と位相の曲線Ｐｂとの関係を示す図である。この図４から明らかなように、基準回転位置Ｐａと曲線Ｐｂのピーク位置Ｐｂ１、Ｐｂ２、Ｐｂ３・・・との位置ずれが回転変動量となる。この回転変動量から計測されたドラムギヤ２０１の回転変動角αを計測し、図５に示すように、ドラムギヤ２０１の位相基準部２０６からα度回転させた位置に回転変動位置としてドラムギヤ２０１の側面２０１ｂに回転変動位置マーク７０１を表示する。
このように、本実施形態のギヤ回転変動計測装置においては、被計測ギヤであるドラムギヤ２０１を第１側板５０５と第２側板５０６との間に、支軸５０８ａにより軸心を支持された状態で回転自在に軸支し、ドラムギヤ２０１のギヤ面２０１ａに計測ギヤ５１５を噛合させて計測ギヤ５１５の回転から回転エンコーダ５０３によってドラムギヤ２０１の回転変動を計測するようにしたので、回転エンコーダ５０３によって計測される回転変動は、ドラムギヤ２０１本体だけでなく、ドラムギヤ２０１と連結されたジョイント２０５による変動も加味したものとして得られる。従って、画像形成装置においては、後述するように、ドラムギヤ２０１とジョイント２０５とが連結され、ジョイント２０５に感光体ドラムの回転軸が着脱自在に連結されて使用されるので、本実施形態におけるギヤ回転変動計測装置によって計測されたドラムギヤ２０１の回転変動は、実際に則した誤差の少ないものとして得られることになる。
【００１６】
また、本実施形態のギヤ回転変動計測装置においては、図６に示すように、計測ギヤ５１５と駆動ギヤ５１１の直径Ａ２、Ａ３がドラムギヤの直径Ａ１と異なり、小径のものが使用されている。従って、ドラムギヤ２０１と駆動ギヤ５１１、計測ギヤ５１５の回転変動周波数を分離することが可能となり、ドラムギヤ２０１の回転変動計測精度を向上させることが可能である。
さらに、図６に示すように、ドラムギヤ２０１と計測ギヤ５１５と駆動ギヤ５１１の中心軸Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３が一直線上にあるように配設した場合には、計測ギヤ５１５を他の位置に配置するときと比較して、ドラムギヤ２０１の１回転変動が最も大きく計測されるので好適である。
【００１７】
なお、本実施形態のギヤ回転変動計測装置においては、ドラムギヤ２０１の回転変動を計測する際には、第２側版５０６を取り外し、ドラムギヤ２０１を駆動ギヤ５１１及び計測ギヤ５１５の歯面が噛合する状態でドラムギヤ２０１の軸受部２０４を第１側板５０５の支持部５０１ａに取り付ける。その後、図３上での右方からドラムギヤ２０１のジョイント２０５の凹穴２０５ｂ内に、回転支軸５０８ａをその先端に形成された噛合ギヤ部５０８ｂがギヤ歯部２０５ｃと噛合するように挿入して第２側板５０６を固定することによって容易且つ確実に計測状態にセットすることが可能となる。また、ギヤ回転変動計測装置からドラムギヤ２０１を取り外す場合には、第２側板５０６を図３上で右方に移動させることで、ジョイント２０５と回転支軸５０８ａの噛合が容易に解除され、ドラムギヤ２０１から第２側板５０６を取り外すことが可能となる。その後、ドラムギヤ２０１の軸受部２０４を第２側板５０６から固定を解除すれば、第２側板５０６が取除かれた広い空間内でジョイント２０５を把持して図３上で右方に引き抜くことによって、ギヤ回転変動計測装置からドラムギヤ２０１を容易に取り外すことが可能となっている。
このように、本実施形態のギヤ回転変動計測装置においては、ジョイント２０５の凹穴２０５ｂ内のギヤ歯部２０５ｃの歯が軸方向に延び、周方向に所定間隔で形成され、このギヤ歯部２０５ｃと噛合する回転支軸５０８ａの先端の噛合ギヤ部５０８ｂもその歯がドラムギヤ２０１の回転軸方向に延び、前記所定間隔と同一間隔で外周に形成しているので、ジョイント２０５と回転支軸５０８の着脱が回転支軸５０８の軸方向への移動によって、容易且つ確実になされるので好適である。
【００１８】
次に、このようにして計測されたドラムギヤを用いた画像形成装置について説明する。
図７は、本発明による一実施形態の画像形成装置としての複写機の概略構成を示す図である。本実施形態の複写機１０１は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の４色材（トナー）を重ね合わせてカラー画像形成するものである。そして、この複写機１０１は、各色のトナー像をそれぞれ形成する４個の感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋは、搬送ベルト１０３の搬送方向Ａに沿って並列に配置されているタンデム型の電子写真複写機である。図７中、１０４は感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋの表面にレーザ光で静電潜像を書き込む光書込み部、１０５Ｙ、１０５Ｃ、１０５Ｍ、１０５Ｋは、それぞれ、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）のトナーを収容して感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋ表面にそれぞれの色のトナーを供給してそれぞれのトナー像を形成する現像部である。また、１１０は、感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋの表面をそれぞれ一様に帯電する帯電部、１１１は、感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋに形成された各色のトナー像を転写紙Ｓに転写する転写ローラ、１１２は、転写紙Ｓにトナー像が転写された後に感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋ表面に残存するトナーを除去するクリーニング部である。
【００１９】
本実施形態に係る複写機によって画像形成する方法について説明する。先ず、感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋ表面は、帯電部１１０で表面を一様に帯電される。このように一様に帯電された感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋの表面にそれぞれの色の画像情報に対応する光線が書き込み部１０４の光源から照射されて、感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋの表面に各色に対応する静電潜像を形成する。感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋに形成された静電潜像は、現像部１０５Ｙ、１０５Ｃ、１０５Ｍ、１０５Ｋによって顕像化されトナー像が形成される。
転写紙Ｓは、給紙トレイ１０６もしくは手差トレイ１０７から各ローラを経て搬送され、レジストローラ１０８によって搬送ベルト１０３まで搬送される。感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋに形成されたトナー像は、搬送ベルト１０３によって搬送される転写紙Ｓに転写される。
【００２０】
トナー像を転写された転写紙１１０は、搬送ベルト１０３によって定着部１０９に搬送され、定着部１０９の定着ローラ１０９ａと加熱ローラ１０９ｂに張架された無端状の加熱ベルト１０９ｃ及び加圧ローラ１０９ｄによって熱及び圧力を印加されて、転写紙Ｓ上のトナー像は定着され、排紙トレイ１１４上に排出される。
なお、本実施形態の複写機においては、転写紙Ｓの反転機構１１５を備えており、必要に応じて、転写紙Ｓの両面に画像形成が可能となっている。
【００２１】
図８は、タンデム型に配置された感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋを回転駆動するための概略構成を示す図である。感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋは、感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋと同軸状に配置されたドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋによって駆動される。そして、ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋは、図示しない駆動モータの駆動軸ギヤ２０８Ｙ、２０８Ｃ、２０８Ｍ、２０８Ｋによって駆動される。ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋは、噛み合いピッチの変動を押えるために、噛み合い率の大きいハス歯ギヤを用いる。本実施形態においては、各色それぞれに、駆動軸ギヤ２０８Ｙ、２０８Ｃ、２０８Ｍ、２０８Ｋを独立して駆動する４個の駆動モータを使用した構成を示すが、駆動モータの数を減らし、例えば、１個の駆動モータを使用し、この駆動モータの回転軸に回転軸ギヤを取り付け、この駆動軸ギヤにアイドラギヤを噛合し、アイドラギヤによってドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋを回転させる構成でも構わない。
【００２２】
また、各ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋには、フォトインタラプタ１１４Ｙ、１１４Ｃ、１１４Ｍ、１１４Ｋを配置して、フォトインタラプタ１１４Ｙ、１１４Ｃ、１１４Ｍ、１１４Ｋによってドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋ上に設置された位相基準部２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｋを検出してドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋの１回転に１回の信号を検知出力する。フォトインタラプタ１１４Ｙ、１１４Ｃ、１１４Ｍ、１１４Ｋと位相基準部２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｋとは、図示しない制御手段によって、ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋは常に所定の位置（例えば、図８においては、フォトインタラプタ１１４Ｙ、１１４Ｃ、１１４Ｍ、１１４Ｋと対向する位置）で停止するように制御されている。
【００２３】
図９は、感光体ドラム１０２Ｙの噛合ギヤ部とドラムギヤ２０１Ｙのジョイント２０５を離間した状態を示す図である。なお、他の感光体ドラム１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋとドラムギヤ２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋとの連結構造は、基本的に感光体ドラム１０２Ｙとドラムギヤ２０１Ｙと同一構造が採用されるので、以下感光体ドラム１０２Ｙとドラムギヤ２０１Ｙとの連結構造について説明する。
感光体ドラム１０２は、その回転軸１０２ａを第１側板３０１にベアリング３０２を有する軸受部３０３で回転自在に支承されている。そして回転軸１０２ａの先端には、前述のギヤ回転変動計測装置の回転支軸５０８ａに形成された噛合ギヤ部５０８ｂと同一形状の噛合ギヤ部１０２ｂが形成されている。
一方、ドラムギヤ２０１は、軸受部２０４を第２側板３０５に取り付けられて、ベアリング２０３を有する軸受部２０４でドラムギヤ２０１の回転軸２０２が回転自在に支承されている。また、第２側板３０５には、ドラムギヤ２０１を回転駆動する駆動モータ３０４が取り付けられており、駆動モータ３０４の回転軸３０４ａの先端に同軸状に駆動軸ギヤ２０８が取り付けられている。そして、駆動軸ギヤ２０８がドラムギヤ２０１のギヤ面２０１ａに噛合するようにとりつけられている。従って、駆動モータ３０４の駆動に伴い駆動軸ギヤ２０８が回転され、駆動軸ギヤ２０８の回転によってドラムギヤ２０１が回転されることになる。
【００２４】
また、ドラムギヤ２０１は、前述のように、軸受部２０４の反対側に円筒状のジョイント２０５がドライブギヤ２０１の回転軸２０２に同軸状に連結されており、このジョイント２０５を第１側板３０１に対して第２側版３０３を近接するように移動させると、ジョイント２０５の凹穴２０５ａ内に感光体ドラム１０２の回転軸１０２ａの先端の噛合ギヤ部５０８ｂが挿入されてジョイント２０５のギヤ歯部２０５ｃと噛合する。その結果、前述のように、駆動モータ３０４の回転に伴うドラムギヤ２０１の回転がジョイント２０５を介して感光体ドラム１０２の回転軸１０２ａに伝達されて感光体ドラム１０２が回転される。なお、ドラムギヤ２０１のギヤ面２０１ａは、噛み合いピッチの変動を押えるために、噛み合い率の大きいハス歯ギヤを用いている。
【００２５】
ジョイント２０５は、前述のように、ジョイント２０５の凹穴２０５ｂ内のギヤ歯部２０５ｃの歯が軸方向に延び、周方向に所定間隔で形成され、このギヤ歯部２０５ｃと噛合する感光体ドラム１０２の回転軸１０２ａの先端の噛合ギヤ部１０２ｂもその歯がドラムギヤ２０１の回転軸方向に延び、前記所定間隔と同一間隔で外周に形成しているので、ジョイント２０５を支持している第２側板３０５を第１側板３０１から離間するように移動させることによって容易確実に、ジョイント２０５と回転軸１０２ａの噛合を解除させることが出来る。従って、ドラムギヤ２０１の交換時に、第２側板３０５を第１側板３０１から離間させ、第２側版３０３からドラムギヤ２０１の軸受部２０４を取り外すことによって、第２側板３０５からドラムギヤ２０１を取り外すことができる。また、ドラムギヤ２０１を感光体ドラム１０２に組み付ける場合には、逆に、ドラムギヤ２０１の軸受部２０４を第２側板３０５に取り付け、第２側板３０５を第１側板３０１に近接するように移動させることによって容易、確実に連結させることが出来る。
【００２６】
なお、本実施形態においては、第２側板３０５にフォトインタラプタ１１４を取り付けている。このフォトインタラプタ１１４によってドラムギヤ２０１の回転面２０１ｂに形成された位相基準部２０６を検知して、位相基準部２０６の１回転に１個の信号を検出するようになっている。そして、このフォトインタラプタ１１４からの位相基準部２０６の検出に基づいて図示しない制御手段を作動させて、前述のように、ドラムギヤ２０１は、常に所定の位置で停止するように制御されている。
【００２７】
本実施形態においては、ジョイント２０５を使用して感光体ドラム１０２の回転軸１０２ａと連結させているが、図１０に示すように、ジョイント２０５を使用せず、ドラムギヤ２０１の回転軸２０２の他端２０２ｂの先端に、ジョイント２０５の凹穴２０５ｂと同一の凹穴を形成し、この凹穴の周面にジョイント２０５のギャ歯部と同一のギヤ歯部を形成した連結部４０１をドラムギヤ２０１と一体に形成することも出来る。
また、本実施形態においては、ジョイント２０５と感光体ドラム１０２の回転軸１０２ａの連結を一方をメス歯、他方をオス歯としたギヤ結合としているが、このギヤ結合を逆の関係、即ち、ジョイント２０５側をオス歯とし、回転軸１０２ａをメス歯の関係としても良い。さらに、ジョイント２０５と回転軸１０２の結合は、前述のギヤ結合に限らず、係止ピンと係止凹部とのピン結合等であっても良い。
【００２８】
次に、前述のようにしてギヤ回転変動計測装置によって計測された被計測ギヤを、ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋとして使用して感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋに組み込み各感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋの回転位相ずれを抑制した本発明による一実施形態の画像形成装置について説明する。
【００２９】
図１１は、ギヤ回転変動計測装置によって計測された被計測ギヤを、ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋとしてタンデム型に配置された感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋに組み込んだ状態を示す図である。この構成は、前述の図８で説明したタンデム型に配置された感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋを回転駆動するための概略構成と基本的には同じである。但し、図８で示す構成とは、ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋギヤとして回転変動計測装置によって計測され、回転変動位置マークをドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋの回転面に形成したものを使用し、この回転変動位置マークに基づいて、ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋの回転軸への取り付け位置を各感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋ毎に調整している点が相違する。
【００３０】
即ち、本実施形態においては、感光体ドラム１０２Ｃを基準としたときに、感光体ドラム１０２Ｃのドラムギヤ２０１Ｃの回転変動位置７０１Ｃを駆動軸ギヤ２０８Ｃの中心軸と一致するように組み込む。続いて、この基準感光体ドラム１０２Ｃに対して上流側で隣り合う感光体ドラム１０２Ｙのドラムギヤ２０１Ｙについては、感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋの平均直径をＤとし、感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋ間の平均ピッチをＬとしたとき、駆動軸ギヤ２０８Ｙの中心軸Ｏ３Ｙとドラムギヤ２０１Ｙの中心軸Ｏ１Ｙとを結ぶ線から時計回りに、位相差角度θ度となる位置に回転変動位置マーク７０１Ｙが位置するようにドラムギヤ２０１Ｙを駆動軸ギヤ２０８Ｙに対して組み込む。この場合、位相差角度θ度は、θ＝２×（π−Ｌ／Ｄ）としている。従って、平均ピッチＬがドラムギヤの周長πＤと一致するときには、各ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋは、駆動軸ギヤ２０８Ｙ、２０８Ｃ、２０８Ｍ、２０８Ｋに対して同じ位置、即ち、各ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋの回転変動位置マーク７０１Ｙ、７０１Ｃ、７０１Ｍ、７０１Ｋは、駆動軸ギヤ２０８Ｙ、２０８Ｃ、２０８Ｍ、２０８Ｋの中心軸Ｏ３Ｙ、Ｏ３Ｃ、Ｏ３Ｍ、Ｏ３Ｋに一致した状態になる。
【００３１】
同様に、基準感光体ドラム１０２Ｃに対して下流側で隣り合う感光体ドラム１０２Ｍのドライブギヤ２０１Ｍについては、駆動軸ギヤ２０８Ｍの中心軸Ｏ３Ｍとドラムギヤ２０１Ｍの中心軸Ｏ１Ｍとを結ぶ線から反時計回りに、位相差角度θ度となる位置に回転変動マーク７０１Ｍが位置するようにドラムギヤ２０１Ｙを駆動軸ギヤ２０８Ｙに対して組み込む。さらに、基準感光体ドラム１０２Ｃに対して下流側で隣り合う感光体ドラム１０２Ｋのドライブギヤ２０１Ｋについては、駆動軸ギヤ２０８Ｋの中心軸Ｏ３Ｋとドラムギヤ２０１Ｋの中心軸Ｏ１Ｋとを結ぶ線から反時計回りに、位相差角度２θ度となる位置に回転変動マーク７０１Ｍが位置するようにドラムギヤ２０１Ｙを駆動軸ギヤ２０８Ｙに対して組み込む。
【００３２】
このようにして組み込まれたドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋの位相基準部２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｋと回転変動位置マーク７０１Ｙ、７０１Ｃ、７０１Ｍ、７０１Ｋとの位置関係は、図１１に示すように、前述のギヤ回転変動計測装置によって計測された変動角α１、α２、α３、α４だけ変動した位置になる。このような状態で、ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋは、フォトインタラプタ１１４Ｙ、１１４Ｃ、１１４Ｍ、１１４Ｋと位相基準部２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｋと図示しない制御手段によって、図１１で示すような位相基準部２０６Ｙ、２０６Ｃ、２０６Ｍ、２０６Ｋの位置で常に停止するように制御されるため、各色の位相差θは常に一定となるように回転する。この位置で組み付けることによって、ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋに回転変動が発生しても、搬送ベルト１０３上の転写紙Ｓ上では、各色の回転変動の位相が一致する。
【００３３】
図１２は、上記複写機を使用して、転写紙Ｓ上に形成された各色画像パターンの位置ずれ状態を計測したグラフであり、（Ａ）は、ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋの取り付け位置を調整しない状態で画像形成した場合、（Ｂ）は上記実施形態で示すようにドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋの取り付け位置を調整した場合について示している。なお、グラフ中、曲線１はシアン、曲線２はマゼンタ、曲線３はブラック、曲線４はイエローについて示す。
図１２から明らかなように、（Ａ）で示すように、ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋの取り付け位置を調整していない場合には、ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋの回転変動位相が各色毎にずれている。これに対し、（Ｂ）で示すように、本発明による実施形態であるドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋの取り付け位置を調整した場合には、ドラムギヤ２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋの回転変動位相が一致しており、色ずれが小さくなっている。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明による一実施形態のギヤ回転変動計測装置によって計測されるドラムギヤの概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のＢ方向から見た平面図である。
【図３】本発明による一実施形態のギヤ回転変動計測装置の概略構成を示す模式図である。
【図４】本発明による一実施形態のギヤ回転変動計測装置で計測されたドラムギヤのフォトインタラプタで検出される基準回転位置と、回転エンコーダからの検出計測される回転振動と位相の曲線との関係を示す図である。
【図５】本発明による一実施形態のギヤ回転変動計測装置によって計測されたドラムギヤの模式平面図である。
【図６】本発明による一実施形態のギヤ回転変動計測装置のドラムギヤと駆動ギヤと計測ギヤの配置関係を示す模式平面図である。
【図７】本発明による一実施形態の画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
【図８】本発明による一実施形態の画像形成装置の感光体ドラムとドラムギヤと駆動軸ギヤとの配置関係を示す模式図である。
【図９】本発明による一実施形態の画像形成装置の感光体ドラムとドラムギヤとの連結を解除した状態を示す断面図である。
【図１０】本発明による他の実施形態の画像形成装置の感光体ドラムとドラムギヤとの連結を解除した状態を示す断面図である。
【図１１】本発明による一実施形態のギヤ回転変動計測装置によって計測された被計測ギヤを、ドラムギヤとしてタンデム型に配置された感光体ドラムに組み込んだ状態を示す模式図である。
【図１２】複写機を使用して、転写紙上に形成された各色画像パターンの位置ずれ状態を計測したグラフ図で、（Ａ）はドラムギヤの取り付け位置を調整しない状態で計測したグラフ図、（Ｂ）は本発明による実施形態で示すドラムギヤの取り付け位置を調整した状態で計測したグラフ図である。
【符号の説明】
【００３５】
１０１  複写機、１０２、１０２Ｙ、１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｋ  感光体ドラム、１０２ａ  回転軸、１０２ｂ  噛合ギヤ部、１０３  搬送ベルト、１０４  書込み部、１０５  現像部、１０６  給紙部、１０８  レジストローラ、１０９  定着部、１１０  帯電部、１１１  転写ローラ、１１３  クリーニング部、１１４、１１４Ｙ、１１４Ｃ、１１４Ｍ、１１４Ｋ  フォトインタラプタ、２０１、２０１Ｙ、２０１Ｃ、２０１Ｍ、２０１Ｋ  ドラムギヤ、２０１ａ  ギヤ面、２０１ｂ、２０１ｃ  側面、２０２  回転軸、２０４  軸受部、２０５  ジョイント、２０５ａ  開口、２０５ｂ  凹穴、２０５ｃ  ギヤ歯部、２０６  位相基準部、２０８、２０８Ｙ、２０８Ｃ、２０８Ｍ、２０８Ｋ  駆動軸ギヤ、３０１  第１側板、３０３  軸受部、３０４  駆動モータ、３０５  第２側板、５０１  支持装置、５０２  駆動モータ、５０３  回転エンコーダ、５０４  フォトインタラプタ、５０５  第１側板、５０６  第２側板、５０８  支持部、５０８ａ  回転支軸、５０８ｂ  噛合ギヤ部、５０９  第３側板、５１１  駆動ギヤ、５１５  計測ギヤ、５１６  演算装置、７０１、７０１Ｙ、７０１Ｃ、７０１Ｍ、７０１Ｋ  回転変動位置マーク
【図１】
2009145583.tif 000003
【図２】
2009145583.tif 000004
【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】
2009145583.tif 000009
【図８】
2009145583.tif 000010
【図９】
2009145583.tif 000011
【図１０】
2009145583.tif 000012
【図１１】
2009145583.tif 000013
【図１２】
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