JP2003122189A

JP2003122189A - 像担持体、プロセスカートリッジ及び電子写真画像形成装置

Info

Publication number: JP2003122189A
Application number: JP2001318403A
Authority: JP
Inventors: Takahito Ueno; 隆人上野; Hisayoshi Kojima; 久義小嶋; Kazunari Murayama; 一成村山
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-10-16
Filing date: 2001-10-16
Publication date: 2003-04-25

Abstract

(57)【要約】【目的】感光体ドラム７の回転速度の精度を向上させ
るとともに、構成部品の簡略化を図る。【構成】感光体ドラム７の回転速度をロータリーエン
コーダにより検出し制御する構成において、ロータリー
エンコーダの一部であるコードホイール７０と、感光体
ドラム７の長手方向端部に設けたドラムフランジ３７
と、を一体成型もしくは別部材同士を結合することで一
体化し、感光体ドラム７の回転速度の変動を直接検出す
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、像担持体、前記像
担持体を具備するプロセスカートリッジ、及び前記像担
持体又は前記プロセスカートリッジを着脱可能に具備す
る電子写真画像形成装置に関する。

【０００２】ここで、電子写真画像形成装置としては、
電子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、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。

【０００３】プロセスカートリッジとしては、帯電手
段、現像手段、クリーニング手段のうち少なくとも１つ
と、像担持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。また、帯電手段、現像手段、クリーニング手
段のうち少なくとも１つと、像担持体とを一体的にカー
トリッジ化して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像担持体とを一
体的にカートリッジ化して装置本体に着脱可能とするも
のをいう。

【０００４】

【従来の技術】従来、電子写真画像形成プロセスを用い
た画像形成装置においては、像担持体としての電子写真
感光体と、前記電子写真感光体に作用するプロセス手段
と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
ずにユーザー自身で行うことができるので、格段に操作
性を向上させることができた。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。

【０００５】このようなプロセスカートリッジにおい
て、像担持体としての感光体ドラムの回転速度を制御す
る手段としては、感光体ドラムに駆動を伝達する駆動軸
に取り付けられたロータリーエンコーダによって感光体
ドラムの回転速度変動を検出し、その検出信号によって
感光体ドラムの回転をフィードバック制御またはフィー
ドフォワード制御することによって行われている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上述従来の技
術を更に発展させたものである。

【０００７】本発明は、感光体ドラムの回転速度を制御
する構成において部品の簡素化を計り、かつロータリー
エンコーダによる感光体ドラムの回転制御の精度向上を
目的とする。

【０００８】

【課題を解決するための手段】主要な本発明は請求項と
対応する番号を付して示せば以下のとおりである。

【０００９】本出願に係る第１の発明は、潜像を現像剤
により現像して得られた現像像を担持する像担持体にお
いて、反射部及び非反射部を周方向に交互に配置した円
板状のコードホイールを筒状の像担持体本体の一端部に
設け、発光部から出射した光束を前記コードホイールに
照射し、前記コードホイールからの反射光を受光部に入
射し、前記受光部に入射した光量に応じた電気信号を出
力することを特徴とする像担持体である。

【００１０】本出願に係る第２の発明は、上記第１の発
明において、前記像担持体は、回転中心を支持する回転
軸と、前記像担持体の長手方向端部に配設され、前記像
担持体の回転中心に孔部が形成され、前記孔に前記回転
軸の長手方向端部が挿通されて前記回転軸を支持するフ
ランジ部材と、を有し、前記フランジ部材に前記コード
ホイールを形成することを特徴とする像担持体である。

【００１１】本出願に係る第３の発明は、上記第２の発
明において、前記コードホイール及び前記フランジ部材
を構成する材料は同じ材質であることを特徴とする像担
持体である。

【００１２】本出願に係る第４の発明は、上記第２又は
第３の発明において、前記コードホイールは前記フラン
ジ部材に一体的に成形されることを特徴とする像担持体
である。

【００１３】本出願に係る第５の発明は、上記第２又第
３の発明において、前記コードホイールは、前記フラン
ジ部材に結合されることを特徴とする像担持体である。

【００１４】本出願に係る第６の発明は、上記第１から
第５のいずれかの発明において、前記コードホイールに
切り欠き形状のＶ溝を周方向に所定の間隔で形成し、該
Ｖ溝に反射部と非反射部を交互に形成することを特徴と
する像担持体である。

【００１５】本出願に係る第７の発明は、上記第１から
第６のいずれかの発明における像担持体と、前記像担持
体に対して画像形成プロセスを行なうための手段を有す
ることを特徴とするプロセスカートリッジである。

【００１６】本出願に係る第８の発明は、上記第１から
第６のいずれかの発明における像担持体と、前記コード
ホイールに対向するように装置本体に支持される前記発
光部及び前記受光部からなるセンサと、を有することを
特徴とする電子写真画像形成装置である。

【００１７】本出願に係る第９の発明は、上記第７の発
明におけるプロセスカートリッジを装置本体に対して取
り外し可能に装着され、前記コードホイールに対向する
ように装置本体に支持される前記発光部及び前記受光部
からなるセンサと、を有することを特徴とする電子写真
画像形成装置である。

【００１８】本出願に係る第１０の発明は、上記第８又
は第９の発明において、前記センサにより検出される前
記像担持体の回転速度変動をフィードバック制御または
フィードフォワード制御し、前記像担持体の回転速度変
動を抑制及び補正する駆動制御手段を有することを特徴
とする電子写真画像形成装置である。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態につい
て図面に従って説明する。なお、各図に共通する部材に
は同一の符号を記す。

【００２０】以下の説明において、長手方向とは記録媒
体の搬送方向に交叉する方向で記録媒体に平行な方向を
いう。また左右とは記録媒体の搬送方向でみた左右であ
る。

【００２１】図１は本実施の形態が適用される画像形成
装置の縦断面図である。

【００２２】図１において、画像形成装置は、イエロ
ー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色毎に設けられた
像担持体としての感光体ドラム７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｂ
Ｋ上に各色毎のトナー像を形成する画像形成部３１Ｙ、
３１Ｍ、３１Ｃ、３１ＢＫと、そのトナー像を一旦転写
する中間転写ベルト４ａと、前記中間転写ベルト４ａ上
のトナー像を記録媒体２に転写する転写手段である二次
転写ローラ４０と、給紙カセット３ａから記録媒体２を
送り出す給紙手段と、記録媒体２を中間転写ベルト４ａ
と二次転写ローラ４０の間へ搬送する給送手段と、記録
媒体２にトナー像を定着する定着器５と、記録媒体２を
排紙トレー６に排紙する排紙手段と、を具備する。

【００２３】以下、画像形成動作について説明する。

【００２４】図１において、複数枚の記録媒体（例え
ば、記録紙、ＯＨＰシート、布等）２を積載収納する給
紙カセット３ａは画像形成装置に着脱自在に装着されて
いる。ピックアップローラ３ｂにより給紙カセット３ａ
から給送された記録媒体２は、リタードローラ対３ｃに
より一枚ずつに分離され、搬送ローラ３ｄ、３ｆによっ
てレジストローラ対３ｇに搬送される。

【００２５】記録媒体２が搬送される際には、レジスト
ローラ対３ｇは回転を停止しており、これのニップに突
き当てられることにより記録媒体２は斜行を矯正され
る。

【００２６】一方、前記画像形成部３１Ｙ、３１Ｍ、３
１Ｃ、３１ＢＫは、光学走査系１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｂ
Ｋを除いて、夫々の部材がプロセスカートリッジＢＹ、
ＢＭ、ＢＣ、ＢＢとして一体的に構成される。４ドラム
フルカラー方式の場合、イエロー、マゼンタ、シアン、
ブラックの各色ごとに備えられたプロセスカートリッジ
ＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＢは並列配置される。

【００２７】各プロセスカートリッジＢＹ、ＢＭ、Ｂ
Ｃ、ＢＢに対し、それぞれ光学走査系１Ｙ、１Ｍ、１
Ｃ、１ＢＫが設けられ、画像信号により各感光体ドラム
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＢＫ上にトナー像が形成された
後、転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ＢＫにより図中時
計回り方向に走行する中間転写ベルト４ａ上に各色トナ
ーが重ねて転写される。

【００２８】そして、記録媒体２は、所定のタイミング
で二次転写ローラ４０に送り出され、中間転写ベルト４
ａ上のトナー像を転写され、定着器５で定着された後、
排出ローラ対３ｈ、３ｉにより排出され、装置本体１４
上の排紙トレー６に積載される。

【００２９】以下、プロセスカートリッジＢＹ、ＢＭ、
ＢＣ、ＢＢの構成について説明する。なお、各プロセス
カートリッジＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＢの構成は夫々同様
であるので、以下の説明においてはプロセスカートリッ
ジＢＹについて述べる。

【００３０】図２にプロセスカートリッジＢＹの断面図
を示す。なお、以下の説明において添え字は省略する。

【００３１】図２において、プロセスカートリッジＢ
は、図中反時計回り方向に回転する感光体ドラム７の周
囲に、帯電手段としての磁気ブラシ帯電器８と、露光部
と、現像手段１０と、転写開口１３ｎとを配設したもの
である。感光体ドラム７は、長手方向の図中背面側端部
に設置された不図示の駆動部材により回転駆動され、長
手方向の図中背面側に設置されたロータリーエンコーダ
により所定の速度で回転するように制御されている。

【００３２】本実施の形態では磁性キャリア粉を有する
二成分現像剤をトナーとして用いている。そのため、本
実施の形態に用いられる感光体ドラム７としては、通常
用いられている有機感光体等を用いることができるが、
望ましくは、有機感光体上にその抵抗が１０²〜１０¹⁴
Ω・ｃｍの材質を有する表面層を持つものや、アモルフ
ァスシリコン感光体などを用いると、電荷注入帯電を実
現でき、オゾン発生の防止ならびに消費電力の低減に効
果がある。また、帯電性についても向上させることが可
能となる。そこで、本実施の形態においてはアルミニウ
ム製のドラム基体上に負帯電の有機感光体を設けた感光
体ドラム７を用いている。

【００３３】図７にプロセスカートリッジＢの背面図、
すなわちプロセスカートリッジＢの装着方向からみて奥
側（以下奥側と略す）の端面を示す。

【００３４】図７において、プロセスカートリッジＢの
奥側の端面には、感光体ドラム７、磁気ブラシ帯電器８
及び現像スリーブ１０ｄの夫々の長手方向の奥側端部
に、夫々の長手方向の軸を中心に回転する軸継手となっ
た３つの駆動力受け部３７ｄ、３８、３９が設けてあ
る。プロセスカートリッジＢが装置本体へ装着される
と、３つの駆動力受け部３７ｄ、３８、３９は夫々装置
本体１４に設けられた不図示の駆動部材に連結される。

【００３５】前記駆動力受け部３７ｄ、３８、３９は、
夫々ドラムカップリング３７ｄ、帯電部カップリング３
８、現像部カップリング３９であり、夫々プロセスカー
トリッジＢの奥側の端面から退いた位置に外部を臨んで
設けてある。

【００３６】プロセスカートリッジＢの奥側、すなわち
駆動機構を備える駆動側の端面に配置され、感光体ドラ
ム７の回転軸であるドラム軸４２の長手方向端部を支持
するフランジ部材としての駆動側ドラムフランジ３７
は、プラスチック成形品であり、ロータリーエンコーダ
の一部であるコードホイール７０が一体となっている。

【００３７】図１０に感光ドラム７の周囲の縦断面図を
示す。

【００３８】図１０において、ドラム軸４２の長手方向
の非駆動側端部の支持部分はドラム軸４２が非駆動部側
へ移動しない構成となっている。ドラム軸４２の長手方
向の非駆動側端部には軸用止め輪５３が嵌入している。
現像フレーム１２の端板部１２ｉに固定された前部カバ
ー１６に固定された軸受ケース５４に収納された軸受５
５は、ドラム軸４２に嵌入するとともに、軸用止め輪５
３と軸受ケース５４を軸方向の反対側で内外輪端面と接
することにより、ドラム軸４２の非駆動側への移動が止
められている。

【００３９】一方、感光体ドラム７はドラムフランジ３
７がジャーナル部に嵌入するカラーを介して駆動側への
移動を制限されている。

【００４０】図１１に示すように、ロータリーエンコー
ダの一部であるコードホイール７０と駆動側ドラムフラ
ンジ３７は、モールド一体成型または別部材同士が結合
していることで一体化され、コードホイール７０は感光
体ドラム７と同期して回転する構成としている。なお、
本実施の形態において、コードホイール７０は駆動側ド
ラムフランジ３７に設けているが、感光体ドラム７の非
駆動側に設置された不図示の非駆動側ドラムフランジに
コードホイール７０を設けても良い。

【００４１】前記コードホイール７０の材質は、ポリア
セタール、ポリスチレン、ポリエチレン、ポリカーボネ
イト、ナイロン（商標）等の透明な樹脂材料が好まし
く、本実施の形態ではポリカーボネイトを使用してい
る。コードホイール７０は多数のＶ溝を有する反射型の
ものであり、周方向に所定の間隔で反射部と非反射部が
形成される。

【００４２】本実施の形態としては、図１３に示すよう
に、感光体ドラム７に対してドラムフランジ３７の外側
の表面にコードホイール７０を設置する場合は、（ａ）
のようにＶ溝を外側に向ける構成とする。また、感光体
ドラム７に対してドラムフランジ３７の内側の表面にコ
ードホイール７０を設置する場合は、（ｂ）のようにＶ
溝を内側に向ける構成とする。（ｂ）の場合、ドラムフ
ランジ３７は透明で光透過性がある樹脂材料で形成され
る。

【００４３】図１２において、ロータリーエンコーダの
一部であるセンサとしての読み取り部材７１は、不図示
の取り付け部材により装置本体１４に取り付けられてい
る。前記読み取り部材７１は、不図示の発光部と不図示
の受光部を有しており、それぞれ一体もしくは別体とな
っている。

【００４４】感光体ドラム７の回転速度変動は、読み取
り部材７１の発光部から光を発生させ、コードホイール
７０を介して全反射される光のパルス波によって検出さ
れる。

【００４５】読み取り部材７１の受光部より検出された
データは演算処理・出力手段１００に送られる。前記演
算処理・出力手段１００により出力された回転速度変動
の検出信号は、感光体ドラム用駆動モータ４５を制御す
る駆動制御手段１０１に送られる。そして、回転速度変
動の検出信号を打ち消す信号を感光体ドラム用駆動モー
タ４５にフィードフォワードもしくはフィードバックす
ることで、感光体ドラム７と同期回転するドラム駆動軸
４６の回転速度変動を補正、抑制している。

【００４６】このように、本実施の形態によれば、ロー
タリーエンコーダの一部であるコードホイール７０をド
ラムフランジ３７と一体化することにより部品を簡略化
でき、かつ感光体ドラム７自体の回転速度変動を直接検
出することができるため、感光体ドラム７の回転速度変
動を補正、抑制する際の精度が向上する。

【００４７】なお、本実施の形態は、現像手段、帯電手
段、及び感光体ドラムを一体的にカートリッジとしたプ
ロセスカートリッジについて述べたが、感光体ドラムの
カートリッジ枠体に対する支持構成及び感光体ドラムの
駆動力受け部と画像形成装置本体の駆動部材との係脱の
構成はプロセスカートリッジ一般に適用可能である。

【００４８】前記プロセスカートリッジとは、帯電手
段、現像手段、クリーニング手段のうち少なくとも１つ
と、電子写真感光体ドラム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。または、帯電手段、現像手段、
クリーニング手段の少なくとも１つと電子写真感光体ド
ラムとを一体的にカートリッジ化して画像形成装置本体
に着脱可能とするものである。更には、少なくとも現像
手段と電子写真感光体ドラムとを一体的にカートリッジ
化して画像形成装置本体に着脱可能とするものをいう。

【００４９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
像担持体の回転速度の変動を検出するロータリーエンコ
ーダの一部であるコードホイールを、像担持体の長手方
向端部に設けたフランジと一体化することにより、部品
を簡略化でき、かつ像担持体の回転速度の変動を直接検
出する構成となるため、像担持体の回転速度の変動を補
正及び抑制する際の精度を向上することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る電子写真画像形成装
置の縦断面図である。

【図２】本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッ
ジの縦断面図である。

【図３】本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッ
ジの正面図である。

【図４】本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッ
ジの右側面図である。

【図５】本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッ
ジの左側面図である。

【図６】本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッ
ジの平面図である。

【図７】本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッ
ジの背面図である。

【図８】本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッ
ジの前右方から見る斜視図である。

【図９】本発明の実施の形態に係るプロセスカートリッ
ジの後左方から見る斜視図である。

【図１０】本発明の実施の形態に係る感光ドラム周囲の
縦断面図である。

【図１１】本発明の実施の形態に係る感光体ドラムの斜
視図である。

【図１２】本発明の実施の形態に係る駆動系、検出系、
制御系の一般的構成を示した図である。

【図１３】本発明の実施の形態に係る感光体ドラム、コ
ードホイールの断面図である。

【符号の説明】

Ｂ（ＢＹ、ＢＭ、ＢＣ、ＢＢ）…プロセスカートリッジＣ…帯電ユニットＤ…現像ユニット１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ）…光学走査系２…記録媒体３ａ…給紙カセット３ｂ…ピックアップローラ３ｃ…リタードローラ対３ｄ、３ｆ…搬送ローラ３ｇ…レジストローラ対３ｈ、３ｉ…排出ローラ対４…中間転写装置４ａ…中間転写ベルト４ｂ…駆動ローラ４ｃ…従動ローラ４ｄ…二次転写対向ローラ４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ＢＫ）…転写ローラ５…定着器６…排紙トレー７（７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７ＢＫ）…感光体ドラム８…磁気ブラシ帯電器８ａ…帯電ローラ８ｂ…マグネット８ｃ…規制ブレード１０…現像手段１０ｃ…マグネット１０ｄ…現像スリーブ１０ｅ…規制ブレード１０ｆ…隔壁１０ｇ、１０ｈ…撹拌スクリュー１１…導電性ブラシ１２…現像フレーム１２ａ…ガイド部１２ｅ…座部１２ｆ…下部１２ｇ…側部１２ｈ、１２ｉ…端板部１３…帯電フレーム１３ａ…下縁１３ｂ…上下壁１３ｃ…角部１３ｄ…天板部１３ｅ、１３ｆ…部材取付部１３ｎ…転写開口１４…装置本体１６…前部カバー１７…後部カバー２４…ギアユニット２４Ｇ…歯車列３１（３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１ＢＫ）…画像形成
部３７…ドラムフランジ３７ｄ…ドラムカップリング３８…帯電部カップリング３９…現像部カップリング４０…二次転写ローラ４２…ドラム軸４５…感光体ドラム用駆動モータ４６…ドラム駆動軸５３…軸用止め輪５４…軸受ケース５５…軸受５６…カラー７０…コードホイール７１…読み取り部材１００…演算処理・出力手段１０１…駆動制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者村山一成東京都大田区下丸子３丁目30番２号キヤノン株式会社内Ｆターム(参考） 2H035 CA07 CB01 CB03 CD14 CG01 CG03 2H071 BA04 BA20 BA22 BA27 CA02 CA05 DA15 DA26 DA31 DA32 EA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】潜像を現像剤により現像して得られた現
像像を担持する像担持体において、反射部及び非反射部
を周方向に交互に配置した円板状のコードホイールを筒
状の像担持体本体の一端部に設け、発光部から出射した
光束を前記コードホイールに照射し、前記コードホイー
ルからの反射光を受光部に入射し、前記受光部に入射し
た光量に応じた電気信号を出力することを特徴とする像
担持体。
【請求項２】前記像担持体は、回転中心を支持する回
転軸と、前記像担持体の長手方向端部に配設され、前記
像担持体の回転中心に孔部が形成され、前記孔に前記回
転軸の長手方向端部が挿通されて前記回転軸を支持する
フランジ部材と、を有し、前記フランジ部材に前記コー
ドホイールを形成することを特徴とする請求項１記載の
像担持体。
【請求項３】前記コードホイール及び前記フランジ部
材を構成する材料は同じ材質であることを特徴とする請
求項２記載の像担持体。
【請求項４】前記コードホイールは前記フランジ部材
に一体的に成形されることを特徴とする請求項２又は３
に記載の像担持体。
【請求項５】前記コードホイールは、前記フランジ部
材に結合されることを特徴とする請求項２又は３に記載
の像担持体。
【請求項６】前記コードホイールに切り欠き形状のＶ
溝を周方向に所定の間隔で形成し、該Ｖ溝に反射部と非
反射部を交互に形成することを特徴とする請求項１から
５のいずれかに記載の像担持体。
【請求項７】請求項１から６のいずれかに記載の像担
持体と、前記像担持体に対して画像形成プロセスを行な
うための手段を有することを特徴とするプロセスカート
リッジ。
【請求項８】請求項１から６のいずれかに記載の像担
持体と、前記コードホイールに対向するように装置本体
に支持される前記発光部及び前記受光部からなるセンサ
と、を有することを特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項９】請求項７に記載のプロセスカートリッジ
を装置本体に対して取り外し可能に装着され、前記コー
ドホイールに対向するように装置本体に支持される前記
発光部及び前記受光部からなるセンサと、を有すること
を特徴とする電子写真画像形成装置。
【請求項１０】前記センサにより検出される前記像担
持体の回転速度変動をフィードバック制御またはフィー
ドフォワード制御し、前記像担持体の回転速度変動を抑
制及び補正する駆動制御手段を有することを特徴とする
請求項８又は９に記載の電子写真画像形成装置。