JP2002372829A - カラー電子写真画像形成装置 - Google Patents
カラー電子写真画像形成装置Info
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Landscapes
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Abstract
体ドラムの速度検出と、感光体ドラムと感光ドラムを駆
動する駆動部材との係脱の検出を同一検出装置で検出す
るようにする。 【解決手段】 感光体ドラム1のカップリング36と係
脱するカップリング33を有する歯車31にリブ31a
を設ける。リブ31aは円状で1個所にスリット又は逆
に一個所のみにターゲットとして残す。プロセスカート
リッジを外すとき、歯車31は左行してリブ31aは検
出装置43から離れる。従って、検出装置43を作動さ
せると、プロセスカートリッジの有無検出及び感光体ド
ラムの制御ができる。
Description
ラープリンタ等のカラー電子写真画像形成装置に関する
ものである。
写真画像形成方式を用いて記録媒体に画像を形成するも
のである。そして、電子写真画像形成装置の例として
は、例えば電子写真複写機、電子写真プリンタ(例えば
レーザービームプリンタ、LEDプリンタ等)、ファク
シミリ装置及びワードプロセッサ等が含まれる。
電手段、現像手段、またはクリーニング手段と電子写真
感光体とを一体的にカートリッジ化し、このカートリッ
ジを画像形成装置本体に対して着脱可能とするものであ
る。及び帯電手段、現像手段、クリーニング手段の少な
くとも一つと電子写真感光体とを一体的にカートリッジ
化して電子写真画像形成装置本体に着脱可能とするもの
である。さらに、少なくとも現像手段と電子写真感光体
とを一体的にカートリッジ化して電子写真画像形成装置
本体に着脱可能とするものをいう。
の使用が長時間に及ぶと感光体ドラムの交換、現像剤の
補給や交換、その他(帯電器、クリーナ容器など)の調
整・清掃・交換が必要となるが、このような保守作業は
専門知識を有するサービスマン以外は事実上困難であっ
た。
た画像形成装置においては、電子写真感光体及び前記電
子写真感光体に作用するプロセス手段を一体的にカート
リッジ化して、このカートリッジを画像形成装置本体に
着脱可能とするプロセスカートリッジ方式が採用されて
いる。このプロセスカートリッジ方式によれば、装置の
メンテナンスをサービスマンによらずユーザー自身で行
うことが出来るので、格段に操作性を向上させることが
出来た。そこでこのプロセスカートリッジ方式は、画像
形成装置において広く用いられている。
た所謂インライン方式と称するカラー画像形成装置があ
る。これは、複数のローラで張架された静電転写ベルト
により転写材を担持搬送しつつ、転写材の搬送路に沿っ
て配置された4個の感光体ドラムにより、イエロー、マ
ゼンタ、シアン、ブラックからなるトナー画像をシート
上に順次転写し、各色の重ねあわせによりカラー画像を
形成するものである。
きるため近年注目されている。しかしながら、4個の感
光体ドラムにより夫々の色が形成されるため、1つの感
光体ドラムに対して各色毎に4つの搬送バスを経由して
色を重ねる構成(以下、単に「4パス方式」という)の
カラー画像形成装置に比べて感光体ドラムの回転駆動に
関してはより一層の精度が要求される。また、この種の
装置において、画像形成機構がユニット化され、プロセ
スカートリッジとなり、画像形成装置本体から着脱可能
に構成することで、メンテナンスを容易に行えるように
なっている。
セスカートリッジの着脱のため、像担持体と駆動伝達機
構を切り離す必要性があり、再挿入の際、正しく係合し
ていない場合は画像不良及び部品の破損のおそれがある
ため、カップリングの係合状態を保証する策がなされて
きた。例えば、特開平7−199732号公報で記載さ
れている方法では、装置本体内にいくつか部品を介し、
カップリングの係合手段のみに検出手段を用いていた。
のカラー画像形成装置において、前述手段を用いると、
各色専用の検出手段を設けなければならず、コストが上
がってしまう。複数の感光体ドラムが独立しているため
駆動歯車列も独立となり前述した4パス方式のような回
避策が困難であるため各色の作像位置がずれることによ
る色ずれという画像品質の低下が生じ易いため、色ずれ
の対策として、感光体ドラムの角速度を検出したり、転
写材に転写した画像を読んだりして速度ムラを検出し、
夫々の感光体ドラムの回転位相を望ましい状態に合わせ
込むことにより相対的な色ずれを減少させる策が講じら
れている。
体ドラムの位相情報を必要とする装置において、前記歯
車の位相を検出する検出手段とカップリングの係合状態
を検知する検知手段を同一の検出手段とすることで、低
コストで両者の検出を可能にしたインラインカラー電子
写真画像形成装置を提供することである。
は複数のプロセスカートリッジを併設するように着脱可
能で記録媒体に多色画像を形成するカラー電子写真画像
形成装置において、 a.電子写真感光体ドラムと、前記電子写真感光体ドラ
ムに作用するプロセス手段と、を有するプロセスカート
リッジを取り外し可能に装着する装着手段と、 b.軸方向に移動可能で前記電子写真感光体ドラムに係
合し回転する歯車と、前記歯車もしくは電子写真感光体
ドラムの回転位相を検出する回転位相検出手段であっ
て、前記歯車と電子写真感光体ドラムが係合した状態に
おいて作動し、前記歯車と電子写真感光体ドラムが係合
していないときは非作動である回転位相検出手段と、 c.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、前記歯
車が電子写真感光体ドラムと係合回転しているときの
み、回転位相を検出できる位置に回転位相検出手段を配
置することにより、各電子写真感光体ドラムに対して前
記歯車の位相と電子写真感光体ドラムとの係合状態を1
つの検出手段で検知できるようにしたことを特徴とする
電子写真画像形成装置である。
位相を光学式の検出手段で検知することを特徴とする第
1の発明に記載の電子写真画像形成装置である。
の中心を中心とする円環状のリブをたて、前記リブにス
リットを設け、前記スリットを歯車の回転位相検出部と
することを特徴とした第2の発明に記載の電子写真画像
形成装置である。
グをたて、前記プラグを歯車の回転位相検出部とするこ
とを特徴とした第2の発明に記載の電子写真画像形成装
置である。
に係る画像形成装置の一実施の形態を具体的に説明す
る。
に係る画像形成装置の実施の形態1の構成を示す断面説
明図、図2は像担持体である電子写真感光体ドラム(以
下、感光体ドラムという)を駆動する駆動部材の斜視
図、図3は感光体ドラムの駆動部構成を示す断面説明
図、図4は位相制御の構成を示す説明図、図5、図6は
本検知構成を表す断面図及び感光体ドラムを回転駆動す
る歯車の位相を検出した信号を表す線図、図7はカップ
リングの検知構成を表す図、図8は感光体ドラムを回転
駆動する歯車の位相を検出した信号を表す図である。
1の上下方向に直線状に並設された像担持体となるイエ
ロー、マゼンタ、シアン、ブラック用の4個の感光体ド
ラム1y,1m,1c,1k(以下、単に「感光体ドラ
ム1」という)を備えており、各感光体ドラム1に対向
して静電吸着により転写材Sを吸着して担持搬送する転
写材担持体となる転写材搬送ベルト2が配置されてい
る。
に該感光体ドラム1の回転軸となるドラム軸1aに固定
された詳しくは後述する第1の係合部材となるカップリ
ング36と、該カップリング36に係合して連結される
第2の係合部材となるカップリング33を有する歯車3
1に駆動源となる図示しない駆動モータから回転駆動力
が伝達されて図1において反時計回り方向に回転駆動さ
れる。
ム1の周面の移動方向に関し上流側から順に、感光体ド
ラム1の表面を均一に帯電するための帯電手段となる一
次帯電器3y,3m,3c,3k(以下、単に「一次帯
電器3」という)、一次帯電器3により一様に帯電され
た感光体ドラム1の表面に画像情報に基づいてレーザー
ビームを照射して静電潜像を形成する露光手段4y,4
m,4c,4k(以下、単に「露光手段4」という)が
配置されている。
向に配置され、レーザーダイオード(不図示)によって
画像信号に対応する画像光が、スキャナモーター(不図
示)によって高速回転されるポリゴンミラー9y,9
m,9c,9kに照射される。ポリゴンミラー9y,9
m.9c,9kに反射した画像光は、結像レンズ10
y,10m,10e,10k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よ
うに構成している。
ラム1の表面に各色のトナーを付着させてトナー画像と
して顕像化する現像手段5y,5m,5c,5k(以
下、単に「現像手段5」という)、転写後の感光体ドラ
ム1の表面に残留したトナーを除去するクリーニング手
段6y,6m.6c,6k(以下、単に「クリーニング
手段6」という)が配置されている。
5及びクリーニング手段6は一体的にカートリッジ化さ
れたプロセスカートリッジ7y,7m,7c,7k(以
下、単に「プロセスカートリッジ7」という)として装
置本体100に対して着脱可能に構成されている。ま
た、図示しないプロセスカートリッジ7の装填状態を検
出する手段を有し、初期化動作時に装填状態を検知して
いる。
は転写材搬送ベルト2を挟んで該転写材搬送ベルト2に
より担持搬送される転写材Sに感光体ドラム1の表面に
形成されたトナー画像を転写する転写手段となる転写ロ
ーラ8y,8m,8c,8k(以下、単に「転写ローラ
8」という)が配置されている。
リッジ7y,7m,7c,7kが印字タイミングに合わ
せて順次駆動され、その駆動に応じて感光体ドラム1
y,1m,1c,1kが、反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7に対応す
る露光手段4が順次駆動される。この駆動により、1次
帯電器3は感光体ドラム1の周面に一様な電荷を付与
し、露光手段4は、その感光体ドラム1周面に画像信号
に応じて露光を行って感光ドラム1周面上に静電潜像を
形成する。現像手段5内の現像ローラは、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。
の先端が、転写材搬送ベルト2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19が回転を
開始して給紙カセット17から重送防止加圧部材16で
重送を防止されてピックアップローラ18で送られて来
て待機していた転写材Sを転写材搬送ベルト2へ給送す
る。
送ベルト2とによって挟み込むようにして転写材搬送ベ
ルト2の外周に圧接し、かつ転写材搬送ベルト2と静電
吸着ローラ22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と転写材搬送ベルト2の誘電体層に
電荷を誘起し、転写材Sを転写材搬送ベルト2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は転写材搬送ベルト2に安定して吸着され、最下流の
転写部まで搬送される。
感光体ドラム1と転写ローラ8との間に形成される電界
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。
ベルト駆動ローラ13の曲率により静電転写材搬送ベル
ト2から曲率分離され、定着部20に搬入される。定着
部20は加熱ローラ21bと加圧ローラ21aで転写材
Sを加熱加圧するようになっており、転写材Sは、定着
部20で上記トナー像を熱定着された後、排紙ローラ対
23によって、排紙部24から画像面を下にした状態で
本体外に排出される。
への着脱についてのべる。図1において装置本体100
の右側の外装部材等と共に転写材搬送ベルト2の各支持
ローラ13,14a,14b,15はカバー枠体100
aに組み付けられている。このカバー枠体は転写材搬送
ベルト2の下方で装置本体100に枢着されていて、枢
着点を中心にカバー枠体100aを右方へ回動すると、
転写材搬送ベルト2はほぼ水平となる。ここで各プロセ
スカートリッジ7は各々水平方向のガイド手段にガイド
されており、図1において右方へ取り外すことができ、
また右方から左方へ向って装置本体100のガイド手段
にガイドされて装着される。
本体100のプロセスカートリッジ装着部を閉じている
図5の状態では図5に示すように感光体ドラム1と固定
関係にある従動側カップリング36と装置本体100側
の駆動カップリング33は結合されている。カバー本体
100aを開くと歯車31は後退して図6に示すように
被駆動カップリング36から駆動カップリング33は外
れる。また、歯車31のリブ31aと検出装置43の係
合は外れる。
右側手前に位置し、略垂直方向に並んだ4色のプロセス
カートリッジ7に回転駆動力を与える。各プロセスカー
トリッジ7には、感光体ドラム1、露光手段4、クリー
ニング手段6等が含まれ、これら全ての駆動力を供給す
ることになる。
可能であるため、駆動伝達部も各色独立で略垂直方向に
並んだ構成となっており、回転精度が要求される感光体
ドラム1に直接伝達するが、その他の駆動、例えば現像
手段5やクリーニング手段6の駆動を別系列で伝達して
もよい。プロセスカートリッジ7に供給された駆動力
は、プロセスカートリッジ内の駆動系で各要素に分配さ
れる。
うに、プロセスカートリッジを駆動するための歯車31
と、歯車と一体となって回転する軸部32aと、軸部3
2aと一体となって回転しプロセスカートリッジ7に回
転駆動力を伝達するカップリング部33と、感光体ドラ
ム1と同心に固定されたドラム軸1a(図3参照)に嵌
合して位置を決めるための穴34が一体で構成されてい
る。この一体構成部品は樹脂成形品とすることができ
る。図3に示すように、軸部32aは装置本体側に設置
されたシリンダ状の軸受部35により、歯車根元近傍の
み必要な精度で回転自在で軸方向移動自在に支持されて
いるが、駆動側カップリング33周辺は、前記位置決め
穴34が後述するドラム軸1aに嵌合することにより定
まる軸位置と相反することがない程度に広く、かつ駆動
側カップリング33が従動側カップリング36に係合す
る際に支障にならない程度に支持できるクリアランスを
設けている。軸受部35とドラム軸1aの位置精度によ
り歯車軸部32aに傾きが生じるが、軸部32aの歯車
31の根元から位置決め穴34までの距離を十分に長く
とることにより軸受部35と軸部32aとの軸受隙間が
著しく傾くという実害が無いようにしている。前記歯車
31は軸部32a、カップリング33と一体成形されて
おり、軸方向に移動可能で、板バネ37により感光体ド
ラム1の方向に押圧されている。
で回転するドラム軸1aが並行ピン1bを用いて従動側
カップリング36に固定されており、ドラム軸1aは軸
受38を介して装置本体100に正確に位置決めされて
いる。ドラム軸1aの端部には従動側カップリング36
が固定され、駆動側カップリング33と噛み合い回転駆
動力が伝達される。駆動側カップリング33と従動側カ
ップリング36は図5、図6に示すよう従動側カップリ
ング36は三角柱が軸方向にねじれた凹部を有するカッ
プリングとなっている。駆動側カップリング33は三角
柱が軸方向にねじれた凸部となっている。そこで、所定
の方向に駆動するとカップリング33,36は必ず噛み
合う構成となっている。
に設けたモータ41y,41m,41c,41k(以下
単に「モータ41」)のモータ軸端には歯車31と噛み
合っている小歯車39が設けてある。モータ41が回転
することにより、感光体ドラム1に係合する歯車31を
経て感光体ドラム1を駆動する。歯車31には位相を検
出するためのターゲット42y,42m,42c,42
k(以下、単に「ターゲット42」という)が設けてあ
り、光学式あるいは磁気式の検出装置43y,43m,
43c,43k(以下単に「検出装置43」という)に
より1回転に1回の位相信号を検出することができる。
検出部51を通じて演算部52に入力される。また転写
材搬送ベルト2に設けた不図示のマーカーを反射型光セ
ンサ44で検出した信号は速度ムラ検出部53を通じて
演算部52に入力される。演算部52は各歯車31の軸
位相が夫々所望の位相となるようにモータ制御部54を
制御して各歯車31即ち各感光体ドラム1の位相を調整
する。
もって演算部52は駆動ローラ13を駆動する不図示の
モータの速度を制御して転写材搬送ベルト2の速度を感
光体ドラム1の周速に一致させるようにすると共に速度
の均一化を計る。
法が、接触式の場合、感光体ドラム1の回転精度に悪影
響を与えてしまうおそれがあるため、非接触の検出が望
ましい。また、その中でも光学式の検出装置を用いるこ
とで、歯車31のリブ形状を工夫することで対応でき、
新たに部品を追加することなく構成できる。
され、図5に示すように駆動側カップリング33と従動
側のカップリング36が係合した状態では検出装置43
の発光素子と受光素子(何れも不図示)がリブ31aを
間にしてリブ31aが光路を遮る位置にある。図6に示
すように駆動側カップリング33と従動側のカップリン
グ36が離脱する歯車31が軸方向に後退した位置では
検出装置43はリブ31aと係合していない。図5で示
すようにこの検出装置43は、光学式の場合前記歯車3
1が係合した状態で歯車内側のリブ31aが検出部にお
いて検出装置43を遮光し、位相信号を検出できる位置
に配置されている。このリブ31aは歯車31の端面に
歯車31の中心を中心として設けた円環状である。また
このリブ31aは歯車31の端面の歯車31と同心円の
溝31bを半径方向に仕切るように設けてある。溝31
bを設けることにより検出装置43と歯車31を併せて
設置空間が小さく装置本体100を格別に大きくしなく
てすむ。このリブ31aによって検出装置43の光路を
遮断しているか否かの信号をもとにカップリングの係合
状態を判断し、ユーザにその旨を知らせるようになって
いる。
が、その際、回転位相を検知するために、歯車31の内
側のリブ31aにスリット31cを設けてある。一方、
検出装置43は発光素子と受光素子を対向させ発光素子
と受光素子の間にリブ31aがくるように配設してあ
る。歯車31が回転して検出装置43がスリット31c
を検出すると、図8−(a)の符号42a(L能動信号
で記載)のように同期的にスリット検出信号を出力する
カップリング33,36が係合していない場合は図8
(b)の符号43のように検出される。よって、回転位
相とカップリング33,36の係合状態を差別化するこ
とができ、光が通過した時間の長さを利用することによ
り、瞬時にカップリング33,36の係合状態を判断で
きる。一方、スリットではなく、遮光フラグを設けた係
合の検出結果は図8−(c)の符号42bのようにカッ
プリング未係合状態との差別化をはかりにくくなるた
め、係合状態の検出時間を短くするには、スリットを設
けた方が望ましい。また、プロセスカートリッジが装填
されていない場合で歯車31を駆動可能とすると、図8
−(b)のように検出してしまうが、プロセスカートリ
ッジ7の有無状態を別の方法で検出している。即ち、図
7に示すように、軸位相検出部51が歯車31の1回転
に相当する時間以上図8−(b)のように信号42dを
出し続けている場合はカップリング検出部55は演算部
52の判断で警報手段56に信号を送ってプロセスカー
トリッジ7が装着されていないことをユーザに知らせ
る。
情報とカップリングの係合状態を1つの検出手段によ
り、検出することで、低コストで提供することができ、
カップリング未係合時における画像不良及び部品の破損
を回避することができる。
の形態の構成を示す縦断面図である。
した信号を表す図であって、(a)は駆動部の縦断面
図、(b)は線図である。
した信号を表す図であって、(a)は駆動部の縦断面
図、(b)は線図である。
する歯車の位相を検出した信号を表す線図である。
ラム軸 1b…並行ピン 2…転写材搬送ベルト 3,3y,3m.3c,3k…1次帯電器 4,4y,4m,4c,4k…露光手段 5,5y,5m,5c,5k…現像手段 6,6y,6m,6c,6k…クリーニング手段 7,7y,7m,7c,7k…プロセスカートリッジ 8,8y,8m,8c,8k…転写ローラ 9,9y,9m,9c,9k…ポリゴンミラー 10,10y,10m,10c,10k…結像レンズ 13…ベルト駆動ローラ 14a,14b…支持ローラ 15…支持ローラ 16…重送防止加圧部材 17…給紙カセット 18…ピックアップローラ 19…レジストローラ対 20…定着部 21a…加圧ローラ 21b…加熱ローラ 22…静電吸着ローラ 23…排紙ローラ対 24…排紙部 31…歯車 31a…リブ 31b…溝 31c…スリ
ット 32…軸部 32a…摺動部 33…駆動側カップリング 34…位置決め穴 35…軸受部 36…従動側カップリング 36a…溝 37…板バネ 38…軸受 39…小歯車 41,41y,41m,41c,41k…モータ 42,42y,42m,42c,42k…位相検出ター
ゲット 43,43y,43m,43c,43k…位相検出装置 44…反射型光センサ 51…軸位相検出部 52…演算部 53…速度ムラ検出部 54…モータ制御部 55…カップリング検出部 56…警報手段 100…装置本体 100a…カバー枠体
Claims (4)
- 【請求項1】 複数のプロセスカートリッジを併設する
ように着脱可能で記録媒体に多色画像を形成するカラー
電子写真画像形成装置において、 a.電子写真感光体ドラムと、 前記電子写真感光体ドラムに作用するプロセス手段と、 を有するプロセスカートリッジを取り外し可能に装着す
る装着手段と、 b.軸方向に移動可能で前記電子写真感光体ドラムに係
合し回転する歯車と、 前記歯車もしくは電子写真感光体ドラムの回転位相を検
出する回転位相検出手段であって、前記歯車と電子写真
感光体ドラムが係合した状態において作動し、前記歯車
と電子写真感光体ドラムが係合していないときは非作動
である回転位相検出手段と、 c.前記記録媒体を搬送するための搬送手段と、 前記歯車が電子写真感光体ドラムと係合回転していると
きのみ、回転位相を検出できる位置に回転位相検出手段
を配置することにより、各電子写真感光体ドラムに対し
て前記歯車の位相と電子写真感光体ドラムとの係合状態
を1つの検出手段で検知できるようにしたことを特徴と
する電子写真画像形成装置。 - 【請求項2】 前記歯車の回転位相を光学式の検出手段
で検知することを特徴とする請求項1に記載の電子写真
画像形成装置。 - 【請求項3】 前記歯車に歯車の中心を中心とする円環
状のにリブをたて、前記リブにスリットを設け、前記ス
リットを歯車の回転位相検出部とすることを特徴とした
請求項2に記載の電子写真画像形成装置。 - 【請求項4】前記歯車にプラグをたて、前記プラグを歯
車の回転位相検出部とすることを特徴とした請求項2に
記載の電子写真画像形成装置。
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