JP2000330448A - 画像形成装置および像担持体 - Google Patents

画像形成装置および像担持体

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JP2000330448A
JP2000330448A JP11139984A JP13998499A JP2000330448A JP 2000330448 A JP2000330448 A JP 2000330448A JP 11139984 A JP11139984 A JP 11139984A JP 13998499 A JP13998499 A JP 13998499A JP 2000330448 A JP2000330448 A JP 2000330448A
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Eiji Wakiyama
英司 脇山
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Abstract

(57)【要約】 【課題】 感光体ドラムの回転ムラと、これに伴う画像
のピッチムラおよび多色画像の色ズレを軽減する。 【解決手段】 予め検知した感光体ドラム1の円筒部3
6と歯車37aを有するフランジ部37との回転ムラ位
相差Δθおよび回転ムラ相違量ΔLを予め検知し、プロ
セスカートリッジ7の記憶手段30に記憶しておき、感
光体ドラム1の駆動源であるモータに対して回転ムラ補
正制御を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、例えばプリンタ
や、複写機あるいはファクシミリ装置などとされる電子
写真方式の画像形成装置、および前記画像形成装置の像
担持体に関する。
【0002】
【従来の技術】電子写真方式の画像形成装置、つまり電
子写真画像形成装置は、帯電手段によって一様に帯電さ
せた電子写真感光体(ドラム状像担持体)に画像情報に
応じた選択的な露光を行なって潜像を形成する。そし
て、この潜像を現像手段によってトナーを用いて現像し
トナー像を形成する。その後、電子写真感光体に形成し
たトナー像を転写手段によって記録媒体に転写して画像
形成を行なっている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】上記の画像形成装置に
おいては、電子写真感光体を駆動する際に回転ムラが生
じ、これが画像形成装置によって形成される画像のピッ
チムラおよび多色画像形成装置における色ズレの原因と
なっていた。
【0004】そこで、この回転ムラ対策として、主に電
子写真感光体の円筒部分の形状や駆動歯車の精度向上が
図られていた。
【0005】しかしながら、これらは回転ムラ対策とし
て十分満足のいくものではなく、更なる改善が望まれて
いた。
【0006】従って、本発明の目的は、像担持体の回転
ムラと、これに伴う画像のピッチムラを軽減できる画像
形成装置、色ズレを軽減できる多色画像形成装置および
像担持体を提供することである。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置および像担持体にて達成される。要約すれ
ば、本発明は、像担持体を駆動源から歯車列を介して駆
動し記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、
前記像担持体は円筒状の像形成部材と、前記像形成部材
に組み合わされた歯車を含む駆動伝達部材とを有し、画
像のピッチムラおよび多色画像の色ズレを軽減するた
め、前記像形成部材と前記駆動伝達部材との回転ムラの
位相差および回転ムラ量の相違量を予め検知することを
特徴とする画像形成装置が提供される。
【0008】少なくとも前記像担持体を具備し画像形成
装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを有し、前
記プロセスカートリッジは前記予め検知された回転ムラ
の位相差および回転ムラ量の相違量を記憶する記憶手段
を有することが好ましい。前記像形成部材と前記駆動伝
達部材との回転ムラの位相差および回転ムラ量の相違量
が軽減されるように、前記像形成部材と前記駆動伝達部
材とを組み立てることが好ましい。
【0009】本発明の他の態様によれば、画像形成装置
の像担持体において、円筒状の像形成部材と、前記像形
成部材に組み合わされた歯車を含む駆動伝達部材とを有
し、前記像形成部材と前記駆動伝達部材との回転ムラの
位相差および回転ムラ量の相違量が軽減されるように、
前記像形成部材と前記駆動伝達部材とを組み立てられる
ことを特徴とする像担持体が提供される。
【0010】
【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
および像担持体を図面に則して更に詳しく説明する。
【0011】実施例1 本発明の第1実施例について図1〜図3により説明す
る。
【0012】まず本実施例の画像形成装置の全体構成に
ついて、図1を参照して説明する。なお、図1にはカラ
ー画像形成装置の一態様である4色のフルカラーレーザ
ービームプリンタ100が示される。
【0013】同図において、プリンタ100は、並設さ
れた4個のドラム状像担持体である電子写真感光体(以
下、「感光体ドラム」という)1a、1b、1c、1d
を備えている。感光体ドラム1a〜1dは、駆動手段
(不図示)によって、図中時計回りに回転駆動される。
感光体ドラム1a〜1dの周囲には、それぞれその回転
方向に従って順に、感光体ドラム1a〜1dの表面を均
一に帯電する帯電装置2a、2b、2c、2d、画像情
報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム1a
〜1d上に静電潜像を形成するスキャナ部3a、3b、
3c、3d、静電潜像にトナーを付着させてトナー像と
して現像する現像装置4a、4b、4c、4d、感光体
ドラム1a〜1d上のトナー像を転写材Sに転写させる
静電搬送転写装置5、転写後の感光体ドラム1a〜1d
表面に残った転写後のトナーを除去するためのクリーニ
ング装置6a、6b、6c、6dなどが配設されてい
る。
【0014】なお、上記の感光体ドラム1a〜1d、帯
電装置2a〜2d、現像装置4a〜4d、およびクリー
ニング装置6a〜6dはそれぞれプロセスカートリッジ
7a、7b、7c、7dとして一体的に構成され、画像
形成装置本体100Aに対して着脱自在とされている。
【0015】以下、上記構成要素について感光体ドラム
1a〜1dから順に詳述する。なお、プロセスカートリ
ッジ7a〜7dは同一構成であり、当然それらを構成す
る上記要素も同一構成とされているので、下記の説明で
は参照符号のアルファベット部を省略して説明する。
【0016】感光体ドラム1は、例えば直径30mmの
アルミニウムシリンダの外周面に有機光導電体層(OP
C感光体)を塗布して構成したものである。感光体ドラ
ム1はその両端部を支持部材によって回転自在に支持さ
れており、一方の端部に駆動源としての駆動モータ(不
図示)からの駆動力が伝達されることにより、図中時計
回りに回転駆動される。
【0017】帯電装置2としては、接触帯電方式のもの
を使用することができる。その帯電部材はローラ状に形
成された導電性ローラであり、このローラを感光体ドラ
ム1表面に当接させるとともに、このローラに電源(不
図示)によって帯電バイアス電圧を印加することによ
り、感光体ドラム1表面を一様に帯電させるものであ
る。
【0018】スキャナ部3は感光体ドラム1の図中上方
に配置され、レーザーダイオード(不図示)から、画像
信号に対応する画像光がスキャナモータ(不図示)によ
り高速回転されるポリゴンミラー9(9a、9b、9
c、9d)に照射される。ポリゴンミラー9に反射され
画像光は結像レンズ10(10a、10b、10c、1
0d)を介して帯電済みの感光体ドラム1表面を選択的
に露光して静電潜像を形成する。
【0019】現像装置4はそれぞれブラック、シアン、
マゼンタ、イエローの各色のトナーをそれぞれ収納した
現像容器4a3、4b3、4c3、4d3、供給ローラ
4a1、4b1、4c1、4d1、および現像ローラ4
a2、4b2、4c3、4d3などから構成される。
【0020】静電搬送転写装置5は、静電転写ベルト1
1、この静電転写ベルト11を支持する駆動ローラ1
3、従動ローラ14a、14b、テンションローラ1
5、静電転写ベルト11を介して感光体ドラム1に当接
する転写ローラ12(12a、12b、12c、12
d)、および静電転写ベルト1を感光体ドラム1に対し
て押圧するための3本の押圧ローラ26、27、28な
どを備えている。
【0021】静電転写ベルト11は、すべての感光体ド
ラム1a〜1dに対向し、接して循環移動するように配
設される。静電転写ベルト11は1011〜1014Ω・c
mの体積固有抵抗を持たせた厚さ約150μmのフィル
ム状部材で構成される。この静電転写ベルト11は、水
平方向に4軸で上記ローラ13、14a、14b、15
に支持され、図中上側の水平面に転写材Sを静電吸着し
て感光体ドラム1に転写材Sを接触させるべく循環移動
する。これにより、転写材Sは静電転写ベルト11によ
り転写位置まで搬送され、感光体ドラム1上のトナー像
が転写される。
【0022】静電転写ベルト11の内側に当接し、4個
の感光体ドラム1a〜1dに対応して転写ローラ12
(12a〜12d)が並設される。転写ローラ12は転
写バイアス電源(不図示)に接続されている。また、感
光体ドラム1と対向し、転写部を形成する。そして、転
写ローラ12から正極性の電荷が静電転写ベルト11を
介して転写材Sに印加され、この電荷による電界によ
り、感光体ドラム1に接触中の転写材Sに感光体ドラム
1上の負極性のトナー像が転写される。
【0023】静電転写ベルト11は周長約700mm、
厚み150μmのベルトであり、駆動ローラ13、従動
ローラ14a、14b、テンションローラ15の4本の
ローラに掛け渡され、図中矢印方向に回転する。これに
より、上述した静電転写ベルト11が循環移動して転写
材Sが従動ローラ14a側から駆動ローラ13側へ搬送
される間にトナー像が転写される。
【0024】給紙部16は、画像形成部に転写材Sを給
紙搬送するものであり、複数枚の転写材Sが給紙カセッ
ト17に収納されている。画像形成時には給紙ローラ
(半月ローラ)18、レジストローラ対19が画像形成
動作に応じて駆動回転し、給紙カセット17内の転写材
Sを1枚毎分離給送するとともに、転写材S先端はレジ
ストローラ対19に突き当たり一旦停止し、ループを形
成した後静電転写ベルト11の回転と画像書き出し位置
の同期をとって、レジストローラ対19によって静電転
写ベルト11へと再給紙されていく。
【0025】定着部20は、転写材Sに転写された複数
のトナー画像を定着させるものであり、駆動回転する加
熱ローラ21と、これに圧接して転写材Sに熱および圧
力を印加する加圧ローラ22とからなる。
【0026】すなわち、感光体ドラム1上のトナー像を
転写した転写材Sは定着部20を通過する際に定着ロー
ラ対21、22で搬送されるとともに、定着ローラ対2
1、22によって熱および圧力を印加される。これによ
って複数色のトナー像が転写材Sの表面に定着される。
【0027】上記の構成において、プロセスカートリッ
ジ7a〜7dが印字タイミングを合わせて順次駆動さ
れ、その駆動に応じて感光体ドラム1a〜1dが順次図
中時計回り方向に回転駆動される。そして、各々のプロ
セスカートリッジ7a〜7dに対応するスキャナ部3が
順次駆動される。この駆動により、帯電ローラ2は感光
体ドラム1の周面に一様な電荷を付与し、スキャナ部3
は、その感光体ドラム1周面に画像信号に応じて露光を
行なって感光体ドラム1周面上に静電潜像を形成する。
現像ローラ4a2は静電潜像の低電位部にトナーを転移
させて感光体ドラム1周面上にトナー像を形成(現像)
する。
【0028】感光体ドラム1a周面上のトナー像の先端
が、静電転写ベルト11との対向点に回転搬送されてく
るタイミングで、その対向点に転写材Sの印字開始位置
が一致するように、レジストローラ対19が回転を開始
して転写材Sを静電転写ベルト11へ給送する。
【0029】転写材Sは静電吸着ローラ8と静電転写ベ
ルト11とによって挟み込まれるようにして静電転写ベ
ルト11の外周に圧接し、かつ静電転写ベルト11と静
電吸着ローラ8との間に電圧を印加することにより、誘
電体である転写材Sと静電転写ベルト11の誘電体層に
電荷を誘起し、転写材Sを静電転写ベルト11の外周に
静電吸着するように構成している。これにより、転写材
Sは静電転写ベルト11に安定して吸着され、排紙端側
の転写部まで搬送される。
【0030】このように搬送されながら転写材Sは、各
感光体ドラム1と転写ローラ12との間に形成された電
界によって、各感光体ドラム1のトナー像を順次転写さ
れる。
【0031】4色のトナー像を転写された転写材Sは、
駆動ローラ13の曲率により静電転写ベルト11から曲
率分離され定着部20に搬入される。転写材Sは、定着
部20でトナー像を熱定着された後、排紙ローラ対24
によって排紙部25から画像面を下にした状態で本体外
に排出される。
【0032】[感光体ドラム構成]つぎに、本発明の特
徴部分である感光体ドラムの構成について図2〜図4に
より説明する。
【0033】図2に示すように、本実施例の感光体ドラ
ム1は、像形成部材である円筒部36と駆動伝達部材で
ある歯車37aを有するフランジ部37とが組み合わさ
れた構成とされている。詳しくは、円筒部36の一端部
における内周面に、この内周面の径よりわずかに小さく
設定した、フランジ部37の小径円筒部37bにおける
外周面が密接、固着されるように、円筒部36にフラン
ジ部37が嵌合される。
【0034】ところで、円筒部36とフランジ部37
は、図3からわかるように、各々回転すると、それぞれ
別々に回転ムラ位相と回転ムラ量を生じる。
【0035】この回転ムラ位相と回転ムラ量を予め検知
し、不図示の記憶手段30(30a、30b、30c、
30d)を有するプロセスカートリッジ7に、感光体ド
ラム1の円筒部36とフランジ部37との回転ムラ位相
差Δθおよび回転ムラ相違量ΔLの情報を記憶する。
【0036】記憶されたフランジ部37との回転ムラ位
相差Δθおよび回転ムラ相違量ΔLの情報を考慮して、
感光体ドラム1のモータなどの駆動源への回転ムラ補正
制御を行なうことにより、ピッチムラが軽減された画像
および色ズレが軽減された多色画像を形成することがで
きる 図4には、上記回転ムラ補正制御を表したモータ制御の
ブロック線図が示される。感光体ドラム1を駆動するモ
ータは、本ブロック線図に則り制御される。
【0037】図4に示されるブロック線図は、予め与え
られるターゲット速度(omgtgt、rad/se
c)401、(モータはこのターゲット速度401に対
して回転数が追従するようにサーボ制御される)、速度
制御PI402、ゲイン403、電流制御PI404、
PWMパルス発生部405、PWM制御線406、モー
タ電流を検出するA/D変換部407、MRセンサより
出力される速度情報408、(この速度情報408はア
ウターロータ型DCモータのロータ部に予め着磁された
着磁パターンをMRセンサーによって検出することによ
って生成される)、MRセンサパルスを計測するキャプ
チャ409、角速度を演算する演算部410、感光体ド
ラムの1回転分の速度データを記憶するために制御を切
り換える切り換え制御部411、記憶された感光体ドラ
ム1の1回転分の速度データから、補正対象となる感光
体ドラム1の回転ムラを予測する学習制御部412、学
習制御部412のデータから感光体ドラム1の回転が一
定となる補正データを生成する補正データ生成部41
3、および、学習結果を一時的に記憶するRAM414
から構成されている。
【0038】つぎに、動作について説明する。通常、モ
ータのターゲット速度(omgtgt)401は、モー
タの回転数が所望の回転となる値が設定される。モータ
が回転すると、MRセンサの出力パルスの周波数は、回
転に応じた周波数で信号線408を介してキャプチャ4
09に入力される。キャプチャ409によって、MRセ
ンサのパルス間隔が計測されて、この結果を基に演算部
410で速度演算を行なう。
【0039】制御切換え論理411がオープンのとき
は、先に設定したターゲット速度401と速度演算部4
10の結果とを比較し、その差分が速度PI402へ入
力される。一方、制御切換え論理411がクローズのと
きは、速度演算部410で計測された速度情報は学習制
御部412へ送られ、ここでドラム1周分の速度情報を
RAM414へ一時的に記憶する。
【0040】学習制御部412は、この記憶されたドラ
ム1周分の速度情報をフィルタ処理して、モータが補正
できない高周波成分、例えばギア1歯成分などをフィル
タ処理によって除去し、ドラム1周成分である低周波の
成分を抽出する。
【0041】学習制御部412の結果、ドラム1周の回
転ムラ情報がRAM114に記憶され、つぎに補正デー
タ生成部413において、先に記憶された回転ムラに対
して、位相を180°ずらし、かつ振幅を定数倍となる
演算を行ない、補正データを生成させる。この振幅の定
数倍の値は、ドラム軸上の回転変動に対して、モータ軸
上の回転変動の関係によって予め定義される。つまり、
ドラム軸上で発生した回転変動は、ギアを介してモータ
軸上へと伝達されるわけであるからギア伝達ロス分や記
録されたフランジ部37との回転ムラ位相差Δθおよび
回転ムラ相違量ΔLの情報を考慮し、ドラムの回転変動
を予測して、これを補正するよう定数を決める。
【0042】補正データ生成部413によって導かれた
補正データは、モータのターゲット速度(omgtg
t)として、速度制御ループ、および電流制御ループに
よってPWM信号を生成する。速度PI402で演算さ
れた結果は、403によってゲインが与えられ、制御の
安定化を図った後、モータに流れる電流をA/D変換部
407で検出し、この検出結果と比較される。その演算
結果は、電流PI404にて演算され、その結果をもと
にPWM発生部405でPWMパルスとして生成され
る。PWM信号は、、信号線408を介して、モータ回
路へと接続される。
【0043】その結果、モータはターゲット速度(om
gtgt)に追従するように、所望の電流をPWMによ
って制御し、回転ムラを軽減するように補正制御を行な
うことができる。更に、カラー画像形成装置において
は、各色の感光体ドラム1の回転ムラ位相差を合わせる
ことにより、色ズレを軽減することが可能となる。
【0044】また、図2の感光体ドラム1を組み立てる
際に、感光体ドラム1の円筒部36とフランジ部37と
の回転ムラ位相を予め検出し、円筒部36とフランジ部
37の回転ムラ位相差Δθを軽減するように円筒部36
とフランジ部37とを組み合わせる。
【0045】ここで、上記回転ムラ位相差の検出方法に
ついて説明する。
【0046】感光体ドラム1の円筒部36とフランジ部
37との回転ムラ位相を予め検知し、回転ムラ位相差Δ
θを軽減するように組み合わせる例を以下に示す。ま
ず、円筒部36に測定開始点を印し、レーザ変位計にて
円筒部36の振れを測定開始点から測定し、円筒部36
の一周分の振れの位相を求める。次に、フランジ部37
の歯車部に測定開始点を印し、噛合い試験機にてフラン
ジ部37の歯車の噛合い誤差を測定開始点から測定し、
フランジ部37の歯車の一周分噛合い誤差の位相を求め
る。求めた円筒部36の測定開始点から一周分の振れの
位相とフランジ部37の歯車の測定開始点から一周分の
噛合い誤差の位相を比較して、円筒部36の振れとフラ
ンジ部37の歯車の噛合い誤差の位相差が一致するよう
な位置で組み立てる。
【0047】この感光体ドラム1を用いて、モータなど
の駆動源への回転ムラ補正制御を行なうことにより、円
筒部36とフランジ部37の回転ムラ位相差Δθが小さ
くなるため、画像ピッチムラ軽減および多色画像の色ズ
レ軽減の効果を高くすることができる。
【0048】実施例2 第1実施例では、カラー画像形成装置を例にとり本発明
を説明したが、画像ピッチムラ軽減に関しては、モノカ
ラー画像形成装置であってもよい。
【0049】また、第1実施例では、4個の感光体ドラ
ム上のトナー像を転写ベルト上の転写材へ順次転写する
画像形成装置を例にとり説明したが、感光体(4個)上
のトナー像を中間転写体に順次転写して、更に中間転写
体上のトナー像を転写材に転写する画像形成装置にも本
発明は適用できる。
【0050】更に、第1実施例では、画像形成装置とし
てプリンタを例示したが、これに限定されるものではな
く、例えば、複写機あるいはファクシミリ装置などの画
像形成装置であってもよい。
【0051】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
の画像形成装置によれば、像担持体が円筒状の像形成部
材と、前記像形成部材に組み合わされた歯車を含む駆動
伝達部材とを有し、画像のピッチムラおよび多色画像の
色ズレを軽減するため、前記像形成部材と前記駆動伝達
部材との回転ムラの位相差および回転ムラ量の相違量を
予め検知することにより、前記像担持体の回転ムラと、
これに伴う画像のピッチムラおよび多色画像の色ズレを
軽減でき、高品質画像を得ることができる。
【0052】また、本発明の像担持体によれば、円筒状
の像形成部材と、前記像形成部材に組み合わされた歯車
を含む駆動伝達部材とを有し、前記像形成部材と前記駆
動伝達部材との回転ムラの位相差および回転ムラ量の相
違量が軽減されるように、前記像形成部材と前記駆動伝
達部材とを組み立てられることにより、画像ピッチムラ
の軽減、多色画像色ズレの軽減、そして高品質画像の形
成に寄与することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例に係るカラー画像形成装置
を示す全体構成図である。
【図2】第1実施例の感光体ドラムの構成を示す説明図
である。
【図3】第1実施例における感光体ドラムの円筒部とフ
ランジ部のそれぞれの回転ムラ磯と回転ムラ量を示した
図である。
【図4】第1実施例における回転ムラ補正制御を表すモ
ータ制御のブロック図である。
【符号の説明】
1 感光体ドラム(像担持体) 7 プロセスカートリッジ 30 記憶手段 36 円筒部(像形成部材) 37 フランジ部(駆動伝達部) 37a 歯車

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 像担持体を駆動源から歯車列を介して駆
    動し記録媒体に画像を形成する画像形成装置において、 前記像担持体は円筒状の像形成部材と、前記像形成部材
    に組み合わされた歯車を含む駆動伝達部材とを有し、画
    像のピッチムラを軽減するため、前記像形成部材と前記
    駆動伝達部材との回転ムラの位相差および回転ムラ量の
    相違量を予め検知することを特徴とする画像形成装置。
  2. 【請求項2】 少なくとも前記像担持体を具備し画像形
    成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを有し、
    前記プロセスカートリッジは前記予め検知された回転ム
    ラの位相差および回転ムラ量の相違量を記憶する記憶手
    段を有することを特徴とする請求項1の画像形成装置。
  3. 【請求項3】 前記像形成部材と前記駆動伝達部材との
    回転ムラの位相差および回転ムラ量の相違量が軽減され
    るように、前記像形成部材と前記駆動伝達部材とを組み
    立てることを特徴とする請求項1の画像形成装置。
  4. 【請求項4】 像担持体を駆動源から歯車列を介して駆
    動し記録媒体に画像を形成する多色画像形成装置におい
    て、 前記像担持体は円筒状の像形成部材と、前記像形成部材
    に組み合わされた歯車を含む駆動伝達部材とを有し、画
    像の色ズレを軽減するため、前記像形成部材と前記駆動
    伝達部材との回転ムラの位相差および回転ムラ量の相違
    量を検知することを特徴とする多色画像形成装置。
  5. 【請求項5】 少なくとも前記像担持体を具備し画像形
    成装置本体に着脱可能なプロセスカートリッジを有し、
    前記プロセスカートリッジは前記予め検知された回転ム
    ラの位相差および回転ムラ量の相違量を記憶する記憶手
    段を有することを特徴とする請求項4の多色画像形成装
    置。
  6. 【請求項6】 前記像形成部材と前記駆動伝達部材との
    回転ムラの位相差および回転ムラ量の相違量が軽減され
    るように、前記像形成部材と前記駆動伝達部材とを組み
    立てることを特徴とする請求項4の多色画像形成装置。
  7. 【請求項7】 画像形成装置の像担持体において、円筒
    状の像形成部材と、前記像形成部材に組み合わされた歯
    車を含む駆動伝達部材とを有し、前記像形成部材と前記
    駆動伝達部材との回転ムラの位相差および回転ムラ量の
    相違量が軽減されるように、前記像形成部材と前記駆動
    伝達部材とが組み立てられることを特徴とする像担持
    体。
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