(57)【要約】【課題】簡素かつコスト的にも有利な構成をもって、中間歯車機構に起因する画像品位低下を抑制し、歪みや色ずれを抑えた高画質の画像を得る。【解決手段】本発明では、感光体歯車１１、駆動歯車１７、又は中間歯車１９，２１の関係は、感光体２ａが潜像形成位置Ｄ１から転写位置Ｄ２に至るまでの回転移動時間Ｔ内における当該歯車間の噛合歯数を略整数としてあるので、これにより、感光体２ａ上における潜像形成タイミングと転写タイミングとの各時点における速度を同期させて、両タイミングでの歯の角度を同一にすることを通じて、歯車ピッチによる回転むらを顕著に低減させることができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能な感光体と、前記感光体を回転駆動するための駆動手段と、前記感光体上に潜像形成位置で潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体上の潜像を顕像化させ現像剤像を形成する現像手段と、前記感光体上の前記現像剤像が転写位置で転写される中間転写体と、前記中間転写体を一定速度で搬送するための中間転写体搬送手段と、を備えて構成される画像形成装置であって、
前記感光体に設けられる感光体歯車と、
前記駆動手段に設けられる駆動歯車と、
前記感光体歯車と前記駆動歯車の中間に設けられ、前記駆動手段における回転駆動力を前記感光体へ伝達するための中間歯車機構と、
をさらに備え、
前記中間歯車機構は、１又は２以上の中間歯車から構成され、
前記感光体歯車、前記駆動歯車、又は前記中間歯車の関係は、前記感光体が前記潜像形成位置から前記転写位置に至るまでの回転移動時間内における当該歯車間の噛合歯数を略整数としてある
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置は、
タンデム方式のフルカラー対応画像形成装置である
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、複写機、プリンタ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置に係り、特に、歪みや色ずれを抑えた高画質の画像を得ることが可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電子写真プロセスを用いた白黒やフルカラーの画像を形成する画像形成装置が広く普及している。特に近年、パーソナルコンピュータやインターネット、あるいはデジタルカメラ等の普及に伴って、カラープリンタの普及が目覚ましい。かかるカラー対応の画像形成装置においては、白黒同様の高速性とコンパクトさ、並びに低価格性を兼ね備えていることが強く要請されている。
【０００３】
ところで、従来の電子写真プロセスを用いた画像形成装置における感光体では、その表面上に静電潜像を形成する関係から、回転むらに起因する画像品位の低下が避けられない。特に、グラフィックパターンを出力させたとき、感光体の回転むらによる濃淡の縞模様（以下、「画像ジッタ」と言う。）が発生し、画像品位の低下が顕著にあらわれる。一方で、駆動モータと感光体との中間に設けた動力伝達系として中間歯車機構を採用した場合には、回転むらが増幅されてしまい、画像ジッタが著しく発生し、画像品位の低下が顕著にあらわれる。この回転むらは、中間歯車機構の精度、又は歯車のバックラッシュ等に起因するものであり、中間歯車機構を採用する限りは避けられない問題である。
【０００４】
こうした中間歯車機構に起因する画像品位低下を回避するためのアプローチのひとつとして、中間歯車機構を設けることなく、感光体の回転軸と駆動モータの駆動軸とを直結した、いわゆるダイレクトドライブ方式の画像形成装置が知られている（特許文献１参照）。
【０００５】
しかしながら、特許文献１に記載の技術では、次のような問題点を有している。すなわち、複数の感光体を備えた、いわゆるタンデム方式のフルカラー対応画像形成装置の場合、具体的には、例えば、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、ＢＫ（ブラック）に対して、それぞれ独立の感光体を有するような画像形成装置の場合には、各感光体の駆動装置としてダイレクトドライブ方式を採用すると、感光体の数に対応した駆動モータが必要となって、その構造が複雑化するとともに、コスト的にも大幅な不利を強いられる。
【０００６】
【特許文献１】特開昭６２−１１００１５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
中間歯車機構を省いた従来技術に係る画像形成装置では、その構造が複雑化するとともに、コスト的にも大幅な不利を強いられる点である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明者は、簡素かつコスト的にも有利な構成をもって、中間歯車機構に起因する画像品位低下を抑制し、歪みや色ずれを抑えた高画質の画像を得ることを主要なテーマとして、日々研究に勤しんでいた。
【０００９】
中間歯車機構の構成要素である中間歯車は、回転駆動力を滑らかに伝達し、かつ回転角を正確に伝達する必要があるところ、歯車の特性上、どうしても回転むらが生じてしまう。感光体を歯車によって駆動させる場合、感光体の回転むらは、走査ピッチに粗密を生じさせ、ひいては画像濃淡のむら(バンディング)を引き起こす。特に、カラープリンタのような中間濃度の画像における色の濃淡は、色合いの変化として顕著に現れてしまう。
【００１０】
かかる問題を解決するためのアプローチのひとつとして、遊星ローラ減速機構を採用するとともに、フィードバック制御により回転むらをキャンセルする構成を採用することも考えられる。しかし、遊星ローラ減速機構は回転むらを抑制できる反面、通常の歯車に比べてコスト的に大幅な不利を強いられる。
【００１１】
本発明者の研究によれば、カラータンデム型の画像形成装置に多く見られる、感光体から中間転写体を介して用紙に画像を転写する方式のものでは、歯車の回転むらは、歯形誤差やピッチ誤差のような短周期のものと、偏心のように歯車の一回転にわたって発生する長周期のものとの分類できる。このうち、主に偏心に起因する長周期の回転むらに関しては、バンディングとして顕在化しないことがわかっている。すなわち、この場合には、感光体へのレーザービームによる潜像形成位置での感光体表面速度と、その潜像が中間転写体の転写位置にきたときの感光体表面速度が一致する傾向になる。そのため、感光体上で粗密になっている画像の走査ピッチは、一定速度で進む中間転写体上で均一なピッチへと戻される。従って、長周期の回転むらに関しては、バンディングとして顕在化しないのである。
【００１２】
一方、短周期の回転むらは、歯車のピッチによって回転速度が変化するため、潜像形成タイミングと転写タイミングの各間で感光体の速度が異なることになり、一定速度で搬送される中間転写体に転写することで、感光体上の画像の粗密が顕在化してしまうことがわかっている（図５の（１）及び（２）参照）。
【００１３】
これらの知見を基に、本発明者は、潜像形成タイミングと転写タイミングの各間において感光体の速度を同期させると、前述の長周期の回転むらがキャンセルされるのと同様の原理で、感光体上での粗密画像が転写段階で均等なピッチに戻される（図３の（１）及び（２）参照）のでは？との発想を得るに至った。
【００１４】
そして、かかる発想を基に、さらなる研究を鋭意推進していたところ、簡素かつコスト的にも有利な構成をもって、中間歯車機構に起因する画像品位低下を抑制し、歪みや色ずれを抑えた高画質の画像を得ること可能とする本発明を遂に完成させるに至った。
【００１５】
すなわち、本発明に係る画像形成装置は、回転可能な感光体と、前記感光体を回転駆動するための駆動手段と、前記感光体上に潜像形成位置で潜像を形成する潜像形成手段と、前記感光体上の潜像を顕像化させ現像剤像を形成する現像手段と、前記感光体上の前記現像剤像が転写位置で転写される中間転写体と、前記中間転写体を一定速度で搬送するための中間転写体搬送手段と、を備えて構成される画像形成装置であって、前記感光体に設けられる感光体歯車と、前記駆動手段に設けられる駆動歯車と、前記感光体歯車と前記駆動歯車の中間に設けられ、前記駆動手段における回転駆動力を前記感光体へ伝達するための中間歯車機構と、をさらに備え、前記中間歯車機構は、１又は２以上の中間歯車から構成され、前記感光体歯車、前記駆動歯車、又は前記中間歯車の関係は、前記感光体が前記潜像形成位置から前記転写位置に至るまでの回転移動時間内における当該歯車間の噛合歯数を略整数としてあることを最も主要な特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
静電潜像が粗密となる原因である、歯車同士が噛み合うピッチにより発生する短周期の回転むらを除去するには、本来的には、周期的な回転むらを除去する必要があるところ、歯車の精度や減速比の関係から、これらを完全にうち消すことはできないとの知見に基づき、本発明では、感光体歯車、駆動歯車、又は中間歯車の関係は、感光体が潜像形成位置から転写位置に至るまでの回転移動時間内における当該歯車間の噛合歯数を略整数としてあるので、これにより、感光体上における潜像形成タイミングと転写タイミングとの各時点における速度を同期させて、両タイミングでの歯の角度を同一にすることを通じて、歯車ピッチによる回転むらを顕著に低減させることができる。従って、簡素かつコスト的にも有利な構成をもって、中間歯車機構に起因する画像品位低下を抑制し、歪みや色ずれを抑えた高画質の画像を得ることができる。
【００１７】
なお、駆動歯車と感光体歯車との間に減速用の中間歯車を介在させれば、これらの歯車群を全て含んだ状態を考慮して、感光体上における潜像形成タイミングと転写タイミングとの各時点における速度を同期させる必要があるところ、本発明では、感光体歯車、駆動歯車、又は中間歯車の関係は、感光体が潜像形成位置から転写位置に至るまでの回転移動時間内における当該歯車間の噛合歯数を略整数としてあるので、これにより、感光体上における潜像形成タイミングと転写タイミングとの各時点における速度を同期させて、両タイミングでの歯の角度を同一にすることを通じて、感光体の回転むらに起因する弊害を除去することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
簡素かつコスト的にも有利な構成をもって、中間歯車機構に起因する画像品位低下を抑制し、歪みや色ずれを抑えた高画質の画像を得るといった目的を、感光体歯車、駆動歯車、又は中間歯車の関係を、感光体が潜像形成位置から転写位置に至るまでの回転移動時間内における当該歯車間の噛合歯数を略整数とすることにより実現した。
【実施例】
【００１９】
以下、本発明に係る画像形成装置について、いわゆるタンデム方式のフルカラー対応画像形成装置を例示して、図面を参照しつつ詳細に説明する。
[本発明実施例に係る画像形成装置の概略構成]
図１は、本発明実施例に係るタンデム方式のフルカラー対応画像形成装置を示す概略構成図、図２は、駆動モータの回転駆動力を感光体に伝達するための、感光体と中間歯車機構との相互位置関係を示す図である。
【００２０】
図１に示すように、露光装置（本発明の「潜像形成手段」に相当する。）１は、イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），シアン（Ｃ），ブラック（Ｂｋ）の各色画像信号で変調したレーザ光を画像形成部２（Ｙ）、２（Ｍ）、２（Ｃ）、２（Ｂｋ）に照射する。
【００２１】
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各画像形成部２では、感光体２ａを帯電器２ｂで均一帯電した後、露光装置１より照射されたレーザ光により静電潜像が形成され、現像器（本発明の「現像手段」に相当する。）２ｃでトナー現像され、感光体２ａと一次転写部材２ｄとの間で中間転写ベルト（本発明の「中間転写体」に相当する。）３に一次転写される。転写後の感光体２ａ上の残留トナーはクリーニングブレード２ｅで取り除かれる。
【００２２】
各画像形成部２（Ｙ）、２（Ｍ）、２（Ｃ）、２（Ｂｋ）における感光体２ａ上に形成されたトナー像（本発明の「現像剤像」に相当する。）は、駆動ローラ３ａ、固定従動ローラ３ｂ、テンションローラ３ｃに張架されて一定速度下で駆動される中間転写ベルト３上に順次転写されて色重ねがなされる。なお、駆動ローラ３ａ、固定従動ローラ３ｂ、テンションローラ３ｃは、本発明の「中間転写体搬送手段」に相当する。
【００２３】
一方、記録用紙は用紙トレイ４から用紙繰出装置４ａで紙搬送路Ｐに送り出され、給紙ローラ４ｂにより二次転写部へ送られる。二次転写部は固定従動ローラ３ｂと二次転写ローラ５とで構成され、中間転写ベルト３上の４色のトナー像は記録用紙上に転写され、定着装置６で定着された後、排紙ローラ７によって排紙される。二次転写後に中間転写ベルト上に残留しているトナーは、クリーニングブレード８によってクリーニングされる。
【００２４】
各画像形成部２（Ｙ）、２（Ｍ）、２（Ｃ）、２（Ｂｋ）における感光体２ａの一側部には、図２に示すように、感光体２ａと一体的に回転する感光体歯車１１が取り付けられている。この感光体歯車１１を介して、本発明で駆動手段として機能する次述の駆動モータ１３の回転駆動力が感光体２ａへと伝達される。
【００２５】
駆動モータ１３は、駆動軸１５と、駆動軸１５に取り付けられた駆動歯車１７とを備えて構成されている。感光体歯車１１と駆動歯車１７との中間には、例えば二段（二段に限定されるものではなく、適宜の段数を採用することができる。）の中間歯車（本発明の「中間歯車機構」に相当する。）１９，２１が、相互に噛み合うように回転自在に設けられている。
【００２６】
感光体２ａは、図２に示すように、４つの第１乃至第４感光体２ａ１，２ａ２，２ａ３，２ａ４を並列に配設して構成されている。また、第１及び第２感光体２ａ１，２ａ２の間は中間歯車２３により連結され、第２及び第３感光体２ａ２，２ａ３の間は中間歯車２５により連結され、そして、第３及び第４感光体２ａ３，２ａ４の間は中間歯車２７により連結されている。なお、中間歯車２３，２５，２７は、本発明の「中間歯車機構」に相当する。これにより、駆動モータ１３の回転駆動力は、中間歯車１９，２１を介して二段に減速され、感光体歯車１１（１１ａ１）を介して第１感光体２ａ１へと伝達され、引き続き、中間歯車２３を介して第２感光体２ａ２へ、中間歯車２５を介して第３感光体２ａ３へ、そして、中間歯車２７を介して第４感光体２ａ４へと、連鎖的に伝達されるようになっている。
【００２７】
なお、駆動モータ１３の回転駆動力を、駆動歯車１７と、第１感光体歯車１１ａ１との間に二段の中間歯車１９，２１を介在させた状態で、第１感光体２ａ１へと伝達する図２に示す態様に代えて、例えば、駆動モータ１３の回転駆動力を、駆動歯車１７と、第２中間歯車２５との間に二段の中間歯車１９，２１を介在させた状態で、第２及び第３感光体２ａ２，２ａ３へと伝達する図４に示す態様を採用しても良い。
【００２８】
感光体歯車１１、駆動歯車１７、又は中間歯車１９，２１等の各歯車の材質については、鉄、アルミニウム、黄銅、焼結合金等の金属や、ポリアセタール等の樹脂を好適に用いることができる。
[本発明実施例に係る画像形成装置の動作]
次に、本発明実施例に係る画像形成装置の動作について、図３を参照して説明する。
【００２９】
図３は、感光体上における回転方向にわたって形成された粗密に係る潜像が、中間転写体上において均等な適正画像として転写される様子を示す図である。
【００３０】
静電潜像が粗密となる原因である、歯車同士が噛み合うピッチにより発生する短周期の回転むらを除去するには、本来的には、周期的な回転むらを除去する必要があるところ、歯車の精度や減速比の関係から、これらを完全にうち消すことはできないとの知見に基づき、本発明では、図２に示すように、感光体歯車１１、駆動歯車１７、又は中間歯車１９，２１の関係は、感光体２ａが潜像形成位置（図３の符合「Ｄ１」参照）から転写位置（図３の符合「Ｄ２」参照）に至るまでの回転移動時間Ｔ内における当該歯車間の噛合歯数を略整数としてあるので、これにより、感光体２ａ上における潜像形成タイミングと転写タイミングとの各時点における速度を同期させて、両タイミングでの歯の角度を同一にすることを通じて、歯車ピッチによる回転むらを顕著に低減させることができる。従って、簡素かつコスト的にも有利な構成をもって、中間歯車機構に起因する画像品位低下を抑制し、歪みや色ずれを抑えた高画質の画像を得ることができる。
【００３１】
なお、駆動歯車１７と感光体歯車１１との間に減速用の中間歯車１９，２１を介在させれば、これらの歯車群を全て含んだ状態を考慮して、感光体２ａ上における潜像形成タイミングと転写タイミングとの各時点における速度を同期させる必要があるところ、本発明では、感光体歯車１１、駆動歯車１７、又は中間歯車１９，２１の関係は、感光体２ａが潜像形成位置Ｄ１から転写位置Ｄ２に至るまでの回転移動時間Ｔ内における当該歯車間の噛合歯数を略整数としてあるので、これにより、感光体２ａ上における潜像形成タイミングと転写タイミングとの各時点における速度を同期させて、両タイミングでの歯の角度を同一にすることを通じて、図３に示すように、感光体２ａの回転むらに起因する弊害（粗密に係る潜像）を除去することが可能となる。
【００３２】
［その他］
本発明は、上述した実施例に限られるものではなく、請求の範囲及び明細書全体から読み取れる発明の要旨、あるいは技術思想に反しない範囲で適宜変更可能であり、そのような変更を伴う画像形成装置もまた、本発明における技術的範囲の射程に包含されるものである。
【００３３】
すなわち、例えば、本発明実施例として、タンデム方式のフルカラー対応画像形成装置を例示して説明したが、本発明はかかる実施例に限定されるものではなく、本発明を、１ドラム４サイクル方式等のフルカラー対応画像形成装置や白黒対応画像形成装置にも適用することができることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】本発明実施例に係るタンデム方式のフルカラー対応画像形成装置を示す概略構成図である。
【図２】駆動モータの回転駆動力を感光体に伝達するための、感光体と中間歯車機構との相互位置関係を示す図である。
【図３】感光体上における回転方向にわたって形成された粗密に係る潜像が、中間転写体上において均等な適正画像として転写される様子を示す図である。
【図４】図２に示した感光体と中間歯車機構との相互位置関係における変形例を示す図である。
【図５】感光体上における回転方向にわたって形成された粗密に係る潜像が、中間転写体上においてそのまま不正画像として転写される様子を示す図である。
【符号の説明】
【００３５】
１    露光装置（潜像形成手段）
２    画像形成部
２ａ  感光体
２ｃ  現像器（現像手段）
３    中間転写ベルト（中間転写体）
３ａ  駆動ローラ（中間転写体搬送手段）
３ｂ  固定従動ローラ（中間転写体搬送手段）
３ｃ  テンションローラ（中間転写体搬送手段）
１１  感光体歯車
１３  駆動モータ（駆動手段）
１５  駆動軸
１７  駆動歯車
１９，２１，２３，２５，２７  中間歯車（中間歯車機構）
【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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