JP2003186348A

JP2003186348A - 画像形成装置およびプロセスカートリッジ

Info

Publication number: JP2003186348A
Application number: JP2001388751A
Authority: JP
Inventors: Isao Matsuoka; 松岡　　功
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-12-21
Filing date: 2001-12-21
Publication date: 2003-07-04
Anticipated expiration: 2021-12-21
Also published as: JP3880391B2

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置の色ずれを防ぐ調整作業に費や
す時間を短縮する。【解決手段】各電子写真感光体ドラム１の軸端部と装
置本体の駆動部を着脱自在に連結するカップリング部
は、駆動側のカップリング３１ｃの螺旋形状穴３１ｄに
被駆動側のカップリング３７を嵌合させて回転駆動力を
伝達する第１係合部と、駆動側と被駆動側の回転位相を
一致させるための、ボス部３１ｆの突起３１ｅとこれを
遊合させる凹所３７ｂからなる第２係合部からなり、電
子写真感光体ドラム１の着脱時のカップリング部の位相
を高精度で再現・維持できるように構成されている。同
じプロセスカートリッジを着脱しただけの場合は、各電
子写真感光体ドラム１の回転位相を検出してモータの位
相制御のみを行ない、新たなプロセスカートリッジに交
換したときのみ、検出パターンの画像の検出による色ず
れ調整を行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真画像形成
方式で画像を形成する画像形成装置およびプロセスカー
トリッジに関するものである。

【０００２】ここで電子写真方式の画像形成装置として
は、例えば電子写真複写機、電子写真プリンター（例え
ば、ＬＥＤプリンター、レーザービームプリンター
等）、電子写真ファクシミリ装置、及び、電子写真ワー
ドプロセッサー等が含まれる。

【０００３】またプロセスカートリッジとしては、帯電
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
て画像形成装置本体に着脱可能とするものである。更
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】従来から複数の像担持体（電子写真感光
体ドラム）を一列に並べたいわゆるインライン方式と称
するカラー画像形成装置が知られている。これは、複数
のローラで張架された静電転写ベルト等により記録紙等
のシート状の記録媒体である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
によって、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。

【０００５】この構成はプリントを高速に行なうことが
で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それぞれ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ごとに４つの搬送パスを
経由して色を重ねる構成（４パス方式）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。

【０００６】一般に電子写真感光体ドラムの駆動には歯
車列が採用されており、歯車精度に起因する回転ムラが
必ず発生するが、４パス方式の場合は、駆動歯車列の減
速比を整数の組み合わせとすることで、歯車１回転成分
等の低い周波数の回転ムラの影響を回避し、各色の作像
位置を合わせ込むことが可能である。

【０００７】これに比べて、複数の電子写真感光体ドラ
ムを配列したインライン方式の場合、複数の電子写真感
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が生じ易
い。

【０００８】このような色ずれの対策として、従来は、
１つのモータから駆動を分岐して複数の電子写真感光体
ドラムを駆動する構成において、電子写真感光体ドラム
がほぼ真円であることを前提としたうえで、それぞれの
歯車の位相を合わせて組立て、歯車の相対的な位相だけ
がずれないようにする方法（特開平１１−２５８９６６
号公報参照）がある。また、電子写真感光体ドラムの角
速度等を検出して、それぞれの電子写真感光体ドラムの
速度ムラを相殺するようにモータの回転を制御したり、
電子写真感光体ドラムの相対的な回転位相を望ましい状
態に合わせ込むことにより色ずれを減少させる策（特開
平０９−１４６３２９号公報参照）が講じられており、
後者の方法は、組立ての際に歯車の位相を合わせる必要
が無く、色ずれの精度にも優れている。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら上記従来
の技術によれば、制御手段によって電子写真感光体ドラ
ムの回転位相を合わせる方法では、電子写真感光体ドラ
ムを含むプロセスカートリッジを着脱する際に、駆動側
と電子写真感光体ドラムの位相がずれることを許容する
ものであり、プロセスカートリッジ着脱の度にＣＣＤ等
によって検出用パターンの画像信号を得て電子写真感光
体ドラムの速度ムラ等を検出する必要があり、その間、
ユーザーを待たせてしまうことになる。

【００１０】なお、位相を検知して駆動を制御する手段
を持たない装置においては、駆動側と電子写真感光体ド
ラムの位相がずれないようにする方法が提案されている
が（特開平０７−１９９７３２号公報参照）、駆動部に
特別な工夫が無ければ位相を再現する効果は得られな
い。加えて、駆動側あるいは被駆動側の部品と別体に設
けたキーにより駆動を伝達しているため、キー溝とのガ
タ等に起因する角速度変動を生じるおそれがある。

【００１１】また、前述のように電子写真感光体ドラム
の速度を検知して駆動の制御を行なう装置の場合におい
ても、各色の電子写真感光体ドラムの回転精度が高いこ
とが要求されるので、より高精度を満足する係合手段
（カップリング）が必要である。

【００１２】本発明は上記従来の技術の有する未解決の
課題に鑑みてなされたものであり、プロセスカートリッ
ジ着脱後の位相を合わせる等の待ち時間を短縮し、角速
度変動の生じることが少なく、ユーザー側の使い勝手に
優れた色ずれのない画像形成装置およびプロセスカート
リッジを提供することを目的とするものである。

【００１３】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の画像形成装置は、記録媒体に画像を形成す
る画像形成装置であって、それぞれ像担持体を備えた複
数のプロセスカートリッジと、前記複数のプロセスカー
トリッジのそれぞれの前記像担持体に回転駆動力を伝達
する複数の駆動力伝達部材と、各駆動力伝達部材の回転
位相を直接検出する軸位相検出手段と、各像担持体によ
って転写された検出パターンの画像を読み取ることによ
って前記像担持体の周期的な速度ムラを検出する角速度
変動検出手段と、前記複数の駆動力伝達部材のそれぞれ
の回転速度および回転位相の少なくとも一方を個別に制
御する回転制御手段とを有し、前記駆動力伝達部材が、
前記回転駆動力を前記像担持体に伝達するための略三角
柱のねじれた形状の第１係合部と、前記回転駆動力の伝
達に関与することなく所定の回転位相で前記第１係合部
を前記像担持体に連結するための第２係合部を備えてい
ることを特徴とする。

【００１４】駆動力伝達部材の第１係合部が略三角柱の
ねじれた形状の螺旋形状穴であり、第２係合部が前記螺
旋形状穴に配設されたボス部の突起であるとよい。

【００１５】回転制御手段が、プロセスカートリッジを
交換した際に角速度変動検出手段の出力に基づいて像担
持体の回転速度と回転位相を制御するとよい。

【００１６】回転制御手段が、同じプロセスカートリッ
ジを着脱した際に軸位相検出手段の出力に基づいて像担
持体の回転位相を制御するとよい。

【００１７】プロセスカートリッジを交換したことを検
出するプロセスカートリッジ交換検知手段が設けられて
いるとよい。

【００１８】本発明のプロセスカートリッジは、記録媒
体に画像を形成する画像形成装置の装置本体に着脱自在
なプロセスカートリッジであって、前記画像形成装置の
前記装置本体から伝達される回転駆動力によって回転駆
動自在である像担持体と、前記回転駆動力を前記像担持
体に伝達するための略三角柱のねじれた形状の第１係合
部および前記回転駆動力の伝達に関与することなく所定
の回転位相で前記第１係合部を前記装置本体の駆動力伝
達部材に係合させるための第２係合部を備えた回転伝達
手段とを有することを特徴とする。

【００１９】また、それぞれ像担持体を備えた複数のプ
ロセスカートリッジと、前記複数のプロセスカートリッ
ジのそれぞれの前記像担持体に回転駆動力を伝達する複
数の駆動力伝達部材と、各駆動力伝達部材の回転位相を
直接検出する軸位相検出手段と、各像担持体によって転
写された検出パターンの画像を読み取ることによって前
記像担持体の周期的な速度ムラを検出する角速度変動検
出手段と、前記複数の駆動力伝達部材のそれぞれの回転
速度および回転位相の少なくとも一方を個別に制御する
回転制御手段とを有する画像形成装置の装置本体に着脱
自在であるプロセスカートリッジであって、前記回転駆
動力を前記像担持体に伝達するための略三角柱のねじれ
た形状の第１係合部および前記回転駆動力の伝達に関与
することなく所定の回転位相で前記第１係合部を前記装
置本体の駆動力伝達部材に係合させるための第２係合部
を備えた回転伝達手段を有することを特徴とするプロセ
スカートリッジでもよい。

【００２０】回転伝達手段の第１係合部が像担持体の軸
端に形成された螺旋形状部であり、第２係合部が前記螺
旋形状部の中心穴に形成された凹所であるとよい。

【００２１】

【作用】プロセスカートリッジを新品に交換したとき
は、像担持体の角速度変動（速度ムラ）による色ずれを
検出パターンの画像によって検出し、各像担持体の回転
速度と回転位相を制御することで、色ずれ防止を行な
う。

【００２２】同じプロセスカートリッジを着脱した場合
は、第１および第２係合部を有する装置本体の駆動力伝
達部材と像担持体の回転伝達手段によって、装置本体の
駆動部と像担持体の間に位相ずれのない高精度なカップ
リング性能が再現・維持されるため、駆動力伝達部材の
位相ずれを軸位相検出手段によって検出して回転位相の
みを制御する簡単な調整作業のみで、上記と同等の色ず
れ防止を行なうことができる。

【００２３】同じプロセスカートリッジを着脱するとき
には、検出パターンの画像によって色ずれの検出を行な
う複雑で時間のかかる調整を行なうことなく、上記の簡
便な手法を代用することで、ユーザーの待ち時間を大幅
に短縮し、使い勝手のよい高画質、高性能な画像形成装
置を実現できる。

【００２４】

【発明の実施の形態】本発明の実施の形態を図面に基づ
いて説明する。

【００２５】図１は第１の実施の形態による画像形成装
置を示すもので、これは、カラー画像形成装置の一態様
であるフルカラーレーザービームプリンタを示す縦断面
図である。

【００２６】〔全体構成の説明〕図１に示すカラー画像
形成装置は、垂直方向に並設された４個の像担持体であ
る電子写真感光体ドラム１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）
を備えている。各電子写真感光体ドラム１は、後述する
駆動機構によって、同図中、反時計回りに回転駆動され
る。各電子写真感光体ドラム１の周囲には、その回転方
向に従って順に、電子写真感光体ドラム１の表面を均一
に帯電する帯電装置２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）、画
像情報に基づいてレーザービームを照射し電子写真感光
体ドラム１上に静電潜像を形成するスキャナユニット３
（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４（４ａ、４
ｂ、４ｃ、４ｄ）、各電子写真感光体ドラム１上のトナ
ー像を記録媒体である転写材Ｓに転写させる静電転写装
置５、転写後の各電子写真感光体ドラム１表面に残った
転写残トナーを除去するクリーニング装置６（６ａ、６
ｂ、６ｃ、６ｄ）等が配設されている。

【００２７】ここで、電子写真感光体ドラム１、帯電装
置２、現像装置４、クリーニング装置６等は一体的にカ
ートリッジ化されプロセスカートリッジ７（７ａ、７
ｂ、７ｃ、７ｄ）を形成している。また、プロセスカー
トリッジ７は装置本体に設けられた装着手段（図不示）
によって、装置本体に対して着脱可能である。

【００２８】各電子写真感光体ドラム１は、例えば直径
３０ｍｍのアルミシリンダの外周面に有機光導伝体層
（ＯＰＣ感光体）を塗布して構成したものである。各電
子写真感光体ドラム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、図２〜図４に示す駆動力
伝達機構を介して、各電子写真感光体ドラム１の一方の
軸端部に、カラー画像形成装置の装置本体側に配設され
た後述するモータ４０による回転駆動力が伝達されるこ
とにより、反時計周りに回転駆動される。

【００２９】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。帯電部材は、ローラ状に形成
された導電性ローラであり、このローラを電子写真感光
体ドラム１の表面に当接させるとともに、このローラに
帯電バイアス電圧を印加することにより、各電子写真感
光体ドラム１の表面を一様に帯電させるものである。

【００３０】各スキャナユニット３は、各電子写真感光
体ドラム１の略水平方向に配置され、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８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）に照射され
る。各ポリゴンミラー８によって反射された画像光は、
結像レンズ９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）を介して帯電
済みの各電子写真感光体ドラム１の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されている。

【００３１】各現像装置４はそれぞれイエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックの各色のトナーを図示時計方向に
回転する現像ローラ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１
０ｄ）の外周に塗布し、かつトナーに電荷を付与する。

【００３２】そして潜像が形成された各電子写真感光体
ドラム１と対向した現像ローラ１０に現像バイアスを印
加することにより、潜像に応じて各電子写真感光体ドラ
ム１上にトナー現像を行なうものである。

【００３３】すべての電子写真感光体ドラム１ａ、１
ｂ、１ｃ、１ｄに対向し、接するように循環移動する静
電転写ベルト１１が配設される。静電転写ベルト１１は
１０¹¹〜１０¹⁴Ω・ｃｍ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、垂直方向に４軸でローラに支持さ
れ、図中左側の外周面に転写材Ｓを静電吸着して各電子
写真感光体ドラム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、各電子写真感光体ドラム１
上のトナー像を転写される。

【００３４】この静電転写ベルト１１の内側に当接し、
４個の電子写真感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄに
対向した位置に転写ローラ１２（１２ａ、１２ｂ、１２
ｃ、１２ｄ）が並設される。各転写ローラ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、電子写真感光体ドラ
ム１に接触中の用紙に、電子写真感光体ドラム１上の負
極性のトナー像が転写される。

【００３５】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
ローラにより掛け渡され、図の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を転写される。

【００３６】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１
８（半月ローラ）、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。そして、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へと給紙されていく。

【００３７】定着部２０は、転写材Ｓに転写された複数
色のトナー画像を定着させるものであり、回転する加熱
ローラ２１ａと、これに圧接して転写材Ｓに熱及び圧力
を与える加圧ローラ２１ｂとからなる。

【００３８】すなわち、各電子写真感光体ドラム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２１ａ、２１ｂで搬送されるとともに、
定着ローラ対２１ａ、２１ｂによって熱と圧力を与えら
れる。これによって複数色のトナー像が転写材Ｓ表面に
定着される。

【００３９】画像形成の動作としては、プロセスカート
リッジ７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄが、印字タイミングに合
わせて順次駆動され、その駆動に応じて電子写真感光体
ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄが、反時計回り方向に回
転駆動される。そして、各プロセスカートリッジ７に対
応する各スキャナユニット３が順次駆動される。この駆
動により、帯電装置２は電子写真感光体ドラム１の周面
に一様な電荷を付与し、各スキャナユニット３は、各電
子写真感光体ドラム１周面に画像信号に応じて露光を行
なって各電子写真感光体ドラム１周面上に静電潜像を形
成する。各現像装置４内の現像ローラ１０は、静電潜像
の低電位部にトナーを転移させて各電子写真感光体ドラ
ム１周面上にトナー像を形成（現像）する。

【００４０】最上流の電子写真感光体ドラム１周面上に
形成されたトナー像の先端が、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。

【００４１】転写材Ｓは静電吸着ローラ２２と静電転写
ベルト１１とによって挟み込むようにして静電転写ベル
ト１１の外周に圧接される。そして、静電転写ベルト１
１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、最下流の転写部まで搬送される。

【００４２】このように搬送されながら転写材Ｓは、各
電子写真感光体ドラム１と転写ローラ１２との間に形成
される電界によって、各電子写真感光体ドラム１のトナ
ー像を順次転写される。

【００４３】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。

【００４４】〔プロセスカートリッジ駆動機構の説明〕
図２〜図４に基づいて各プロセスカートリッジ７の電子
写真感光体ドラム１を回転駆動する駆動機構を説明す
る。

【００４５】各電子写真感光体ドラム１の駆動機構は、
図２に示す駆動力伝達部材３０を有し、これは、プロセ
スカートリッジ７に装置本体からの回転駆動力を伝達す
るための歯車３１ａと、歯車３１ａと一体である軸部３
１ｂと、軸部３１ｂ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駆動側のカップリン
グ３１ｃが一体で構成された一体構成部品であり、この
一体構成部品は樹脂成形品とすることができる。

【００４６】図３に示すように、駆動力伝達部材３０の
軸部３１ｂはカラー画像形成装置の装置本体に設置され
たシリンダ３２により回転直動自由に支持されており、
駆動力伝達部材３０は軸方向に移動可能で、板バネ３３
により電子写真感光体ドラム１の方向に押圧されてい
る。

【００４７】各電子写真感光体ドラム１には、電子写真
感光体ドラム１と一体で回転するドラム軸３４が並行ピ
ン３５を用いて固定されており、ドラム軸３４は軸受３
６を介してカラー画像形成装置の装置本体に正確に位置
決めされている。ドラム軸３４の軸端部には被駆動側で
ある電子写真感光体ドラム１の回転伝達手段を構成する
カップリング３７が固定され、駆動側のカップリング３
１ｃと噛み合い、回転駆動力が伝達される。

【００４８】駆動側のカップリング３１ｃと被駆動側の
カップリング３７には、それぞれ図４に示すような略三
角柱のねじれた形状の螺旋形状穴３１ｄ（第１係合部）
と、略三角柱のねじれた形状の螺旋形状部３７ａ（第１
係合部）が設けられている。そして、螺旋形状穴３１ｄ
と螺旋形状部３７ａが嵌合し、所定の回転方向に回転駆
動すると両者が必ず噛み合う構成となっている。この構
成では、駆動側と被駆動側の相対的な位置は３点で定ま
り回転中にこの位置が動かないため、カップリング部に
おいて角速度変動が生じることがなく、電子写真感光体
ドラム１は高精度に回転駆動される。

【００４９】さらに駆動側のカップリング３１ｃの内部
には突起３１ｅを有するボス部３１ｆ（第２係合部）が
設けられ、また、被駆動側のカップリング３７には、凹
所３７ｂを有する中心穴３７ｃ（第２係合部）が形成さ
れている。よって、駆動側のカップリング３１ｃと被駆
動側のカップリング３７との結合は、突起３１ｅと、凹
所３７ｂが一致する回転位相においてのみ、嵌合するこ
とができる。

【００５０】なお、第２係合部は、回転駆動力の伝達に
は関与することがないように、前述の三角螺旋状の第１
係合部におけるハメアイより、突起３１ｅと、凹所３７
ｂとの間には大きなガタを持たせて、回転中には接触し
ないようにしている。また、第１および第２係合部が同
時に係合・離間する位置関係になっているため、カップ
リング部の係合・離間動作および駆動力伝達精度に悪影
響を与えることはない。

【００５１】図５は、電子写真感光体ドラム１ａ、１
ｂ、１ｃ、１ｄ専用に設けた装置本体側のモータ４０
（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）により、駆動力伝
達部材３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ）を経て
電子写真感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄをそれぞ
れ駆動するための制御部を示す。各駆動力伝達部材３０
には回転位相を検出するためのターゲット４１（４１
ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）が設けてあり、軸位相検
出手段である光学式あるいは磁気式の位相検出装置４２
（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ）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。また、静電転写
ベルト１１上に対向するようにパターン検出部４３が設
けてあり、静電転写ベルト１１上の検出パターンの画像
を光学的に検出することができる。

【００５２】本構成においては、角速度ムラ（角速度変
動）の主成分はドラム１回転周期だけとなるため、各電
子写真感光体ドラム１上に等時間間隔で作像した検出パ
ターンを静電転写ベルト１１に転写し、画像をパターン
検出部４３で読み込み、各色ごとにパターン間隔の累積
の変動成分を求めると図６のような正弦波形が得られ
る。同図において、横軸は画像先端からの距離、縦軸が
位置ずれ量となる。

【００５３】４色の位相関係を求めるには、制御回路４
４において、パターン検出部４３の出力に基づいて角度
変動検出手段である速度ムラ検出部４５で各色の作像開
始タイミングを管理しながら１色ずつ作像して検出し、
演算部４６で正弦波形を求め、前記開始タイミング間隔
により補正して比較する等の処理をして回転制御手段で
あるモータ制御部４７で各モータ４０の制御を行なえば
よい。

【００５４】例えば、図６においては、ブラックＫを基
準とした場合、イエローＹを距離ｙだけ画像先端側にず
らせばブラックＫとの色ずれを減少させることができ
る。同様に、マゼンタＭは距離ｍ、シアンＣは距離ｃず
らせばよい。ただし、このパターン検知には所定の時間
を必要とするため、頻繁に行なうとユーザー側の消費時
間が増加してしまう。

【００５５】角速度ムラの発生レベルや位相は駆動側だ
けでは決まらず、電子写真感光体ドラムまで含めた全体
で決まるため、電子写真感光体ドラムを含むプロセスカ
ートリッジを新品に交換したときには上記のパターン検
出部による画像検出を行なう必要がある。しかし、それ
以外でカップリングが離間・係合したとき、例えば同じ
カートリッジを着脱しただけのときは、前述のように駆
動側と電子写真感光体ドラムの位相が高精度で再現され
ればパターン検出部による画像検出作業を行なう必要は
ない。

【００５６】すなわち、電子写真感光体ドラム１ａ、１
ｂ、１ｃ、１ｄを回転させる駆動力伝達部材３０ａ、３
０ｂ、３０ｃ、３０ｄの回転位相を検出する位相検出装
置４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄを利用し、通常はこ
の位相情報をもとに軸位相検出部４８による回転位相の
制御を行ない、プロセスカートリッジ７を交換したとき
だけ、前述の画像検出による速度ムラの調整を行なうよ
うにする。

【００５７】なお、プロセスカートリッジを新品等に交
換したことを検出するための図示しないプロセスカート
リッジ交換検知手段が配設されていれば、これによっ
て、プロセスカートリッジを交換したことを検知するこ
とができる。

【００５８】同じカートリッジを着脱するのみの場合
は、図４に示す高精度なカップリング部により駆動側と
電子写真感光体ドラム１の位相が再現されるため、時間
のかかる画像検出を行なう替わりに、各位相検出装置４
２の出力に基づいて各プロセスカートリッジ７の駆動力
伝達部材３０の位相ずれを検出し、モータ側の軸位相を
調整する位相調整作業を行なう。

【００５９】例えば、位相検出装置４２ａ、４２ｂ、４
２ｃ、４２ｄの出力に基づいて軸位相検出部４８におい
て検出された位相波形が図７のようであるとき、図６に
おける距離ｙ相当の時間ｙ₁だけ早く回すようにイエロ
ーの駆動力伝達部材３０ａの位相を制御すれば、ブラッ
クとイエローの色ずれは減少する。同様に、マゼンタの
駆動力伝達部材３０ｂは距離ｍ相当の時間ｍ₁早く、シ
アンの駆動力伝達部材３０ｃは距離ｃ相当の時間ｃ₁早
く回すように位相制御すればよい。

【００６０】位相の制御は、制御回路４４のモータ制御
部４７において、必要な時間だけモータ４０ａ、４０
ｂ、４０ｃ、４０ｄの回転速度を調整することにより行
なうことができる。

【００６１】このような位相制御を行なった後に、前述
の位相関係を求めると図８のようになり、色ずれをおよ
そ１／２以下に低減することができる。

【００６２】また、各モータ４０の可変速制御が可能な
場合は、パターン検出部４３の出力に基づいて速度ムラ
検出部４５で得られた図６に示すような位相と振幅の情
報をもとに、各色の速度ムラを相殺するように、すなわ
ち図６と逆位相となるような速度制御を行なう。これに
よって、図９に示すように、電子写真感光体ドラム１
ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄの速度ムラを大幅に改善して、色
ずれのないフルカラー画像形成装置を実現できる。

【００６３】図１０は第２の実施の形態によるカラー画
像形成装置を示すもので、水平方向に並設された複数の
像担持体となる電子写真感光体ドラム１０１（１０１
ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ）に対向して各電子
写真感光体ドラム１０１の表面に形成されたトナー画像
を転写材に転写する搬送ベルト１１１が張架されてい
る。

【００６４】一方、給送カセット１１７からピックアッ
プローラ１１８により繰り出された転写材は図示しない
分離手段により１枚ずつ分離給送された後、搬送ローラ
対１１９ａによりレジストローラ対１１９ｂに送られ、
該レジストローラ対１１９ｂにより所定のタイミング
で搬送ベルト１１１に搬送され、各電子写真感光体ドラ
ム１０１からトナー画像が転写される。

【００６５】トナー画像が転写された転写材は定着手段
１２０によりトナー画像が定着された後、排出ローラ対
１２３により搬送されて装置本体の上部に設けられた排
出トレイ１２４上に排出される。

【００６６】各電子写真感光体ドラム１０１の駆動部は
機械左側手前に位置し、略水平方向に並んだ４色のプロ
セスカートリッジの電子写真感光体ドラム１０１ａ、１
０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄに回転駆動力を与える。各
プロセスカートリッジには、電子写真感光体ドラム１０
１、現像装置、クリーニング手段等が含まれ、これら全
ての駆動力を供給することになる。

【００６７】各プロセスカートリッジは各色独立で脱着
可能であり、駆動力伝達部も各色独立で略水平方向に並
んだ構成となっており、各電子写真感光体ドラム１０１
の回転伝達手段にカラー画像形成装置の装置本体の駆動
力伝達部材から回転駆動力を伝達するカップリング部に
ついては、図２ないし図４に示すものと同様であり、ま
た、図５に示す制御部と同様の制御部を有する。

【００６８】このように４個の電子写真感光体ドラムを
水平に配置した構成のカラー画像形成装置においても、
前述の第１および第２係合部を有するカップリングによ
って装置本体側と各電子写真感光体ドラムの位相を再現
することで、第１の実施の形態と同様に、プロセスカー
トリッジ着脱時のユーザーの待ち時間を短縮し、使い勝
手に優れたカラー画像形成装置を実現できる。

【００６９】

【発明の効果】本発明は上述のとおり構成されているの
で、以下に記載するような効果を奏する。

【００７０】画像形成装置の装置本体側の駆動部とプロ
セスカートリッジの電子写真感光体ドラムの間に、極め
て高精度な位相ずれのないカップリングを設けること
で、プロセスカートリッジの着脱に伴う色ずれの調整作
業を簡略化し、ユーザーの待ち時間を大幅に短縮でき
る。

【００７１】これによって、色ずれがなく、しかもユー
ザー側の使い勝手のよい高画質、高性能な画像形成装
置、及び、プロセスカートリッジを提供することができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の実施の形態によるカラー画像形成装置を
示す模式断面図である。

【図２】図１の電子写真感光体ドラムの駆動部を示す斜
視図である。

【図３】図１の電子写真感光体ドラムの軸端部と図２の
駆動部の関係を示す模式断面図である。

【図４】駆動部と電子写真感光体ドラムのカップリング
部を示す斜視図である。

【図５】電子写真感光体ドラムの制御部の構成を示す図
である。

【図６】調整前の各色の色ずれを示すグラフである。

【図７】駆動力伝達部材の回転位相を位相検出装置によ
って検出した信号を示すグラフである。

【図８】軸位相調整後の各色の色ずれを示すグラフであ
る。

【図９】モータ速度制御後の各色の色ずれを示すグラフ
である。

【図１０】第２の実施の形態によるカラー画像形成装置
を示す図である。

【符号の説明】

１（１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ）、１０１（１０１ａ、１
０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ）電子写真感光体ドラ
ム２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）帯電装置３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ）スキャナユニット４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ）現像装置５静電転写装置６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ）クリーニング装置７（７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄ）プロセスカートリッ
ジ８（８ａ、８ｂ、８ｃ、８ｄ）ポリゴンミラー９（９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ）結像レンズ１０（１０ａ、１０ｂ、１０ｃ、１０ｄ）現像ロー
ラ１１静電転写ベルト１２（１２ａ、１２ｂ、１２ｃ、１２ｄ）転写ロー
ラ１６給紙部２０定着部２４排紙部３０（３０ａ、３０ｂ、３０ｃ、３０ｄ）駆動力伝
達部材３１ａ歯車３１ｂ軸部３１ｃ駆動側のカップリング３１ｄ螺旋形状穴３１ｅ突起３１ｆボス部３２シリンダ３３板バネ３４ドラム軸３５並行ピン３６軸受３７被駆動側のカップリング３７ａ螺旋形状部３７ｂ凹所３７ｃ中心穴４０（４０ａ、４０ｂ、４０ｃ、４０ｄ）モータ４１（４１ａ、４１ｂ、４１ｃ、４１ｄ）ターゲッ
ト４２（４２ａ、４２ｂ、４２ｃ、４２ｄ）位相検出
装置４３パターン検出部４４制御回路４５速度ムラ検出部４６演算部４７モータ制御部４８軸位相検出部１１１搬送ベルト１１７給送カセット１２０定着手段１２４排紙トレイ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2H027 DA17 DA22 DE02 DE07 DE09 EB06 EC03 EC06 EC11 EC18 ED02 EE03 EE04 EE06 EF01 EF09 2H030 AA01 AA07 AB02 AD16 BB02 2H035 CA07 CB01 CD07 CD14 CG03 2H071 BA04 BA13 BA16 CA02 CA05 DA06 DA08 DA13 DA15 DA26 EA18

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録媒体に画像を形成する画像形成装置
であって、それぞれ像担持体を備えた複数のプロセスカ
ートリッジと、前記複数のプロセスカートリッジのそれ
ぞれの前記像担持体に回転駆動力を伝達する複数の駆動
力伝達部材と、各駆動力伝達部材の回転位相を直接検出
する軸位相検出手段と、各像担持体によって転写された
検出パターンの画像を読み取ることによって前記像担持
体の周期的な速度ムラを検出する角速度変動検出手段
と、前記複数の駆動力伝達部材のそれぞれの回転速度お
よび回転位相の少なくとも一方を個別に制御する回転制
御手段と、を有し、前記駆動力伝達部材が、前記回転駆動力を前記像担持体
に伝達するための略三角柱のねじれた形状の第１係合部
と、前記回転駆動力の伝達に関与することなく所定の回
転位相で、前記第１係合部を前記像担持体に連結するた
めの第２係合部を備えていることを特徴とする画像形成
装置。
【請求項２】駆動力伝達部材の第１係合部が略三角柱
のねじれた形状の螺旋形状穴であり、第２係合部が前記
螺旋形状穴に配設されたボス部の突起であることを特徴
とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】回転制御手段が、プロセスカートリッジ
を交換した際に角速度変動検出手段の出力に基づいて像
担持体の回転速度と回転位相を制御することを特徴とす
る請求項１または２記載の画像形成装置。
【請求項４】回転制御手段が、同じプロセスカートリ
ッジを着脱した際に軸位相検出手段の出力に基づいて像
担持体の回転位相を制御することを特徴とする請求項１
ないし３いずれか１項記載の画像形成装置。
【請求項５】プロセスカートリッジを交換したことを
検出するプロセスカートリッジ交換検知手段が設けられ
ていることを特徴とする請求項１ないし４いずれか１項
記載の画像形成装置。
【請求項６】記録媒体に画像を形成する画像形成装置
の装置本体に着脱自在なプロセスカートリッジであっ
て、前記画像形成装置の前記装置本体から伝達される回転駆
動力によって回転駆動自在である像担持体と、前記回転
駆動力を前記像担持体に伝達するための略三角柱のねじ
れた形状の第１係合部および前記回転駆動力の伝達に関
与することなく所定の回転位相で前記第１係合部を前記
装置本体の駆動力伝達部材に係合させるための第２係合
部を備えた回転伝達手段と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７】それぞれ像担持体を備えた複数のプロセ
スカートリッジと、前記複数のプロセスカートリッジの
それぞれの前記像担持体に回転駆動力を伝達する複数の
駆動力伝達部材と、各駆動力伝達部材の回転位相を直接
検出する軸位相検出手段と、各像担持体によって転写さ
れた検出パターンの画像を読み取ることによって前記像
担持体の周期的な速度ムラを検出する角速度変動検出手
段と、前記複数の駆動力伝達部材のそれぞれの回転速度
および回転位相の少なくとも一方を個別に制御する回転
制御手段とを有する画像形成装置の装置本体に着脱自在
であるプロセスカートリッジであって、前記回転駆動力を前記像担持体に伝達するための略三角
柱のねじれた形状の第１係合部および前記回転駆動力の
伝達に関与することなく所定の回転位相で前記第１係合
部を前記装置本体の駆動力伝達部材に係合させるための
第２係合部を備えた回転伝達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】回転伝達手段の第１係合部が像担持体の
軸端に形成された螺旋形状部であり、第２係合部が前記
螺旋形状部の中心穴に形成された凹所であることを特徴
とする請求項６または７記載のプロセスカートリッジ。