JP2004264525A

JP2004264525A - Image forming apparatus and method for manufacturing it

Info

Publication number: JP2004264525A
Application number: JP2003054122A
Authority: JP
Inventors: Koji Amauchi; 康二天内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus by which the color image of a high image quality without having color slippage and a change in hue is formed by a comparatively simple and inexpensive configuration, and to provide its manufacturing method. <P>SOLUTION: The image forming apparatus where a plurality of photoreceptor drums 21Y, 21M, 21C and 21BK are juxtaposed is provided with a motor driving gear 55, a plurality of drum driving gears 153Y, 153M, 153C and 153BK and an idle gear 154 meshed with two adjacent drum driving gears 153M and 153C. Then, the plurality of the drum driving gears 153Y, 153M, 153C and 153BK and the idle gear 154 have the same number of teeth. Also, the idle gear 154 is formed so as to transmit driving force to the drum driving gear 153C on a driven side by reducing the waveform of a rotational cycle related to driving transmission by the drum driving gear 153M on a driving side. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、複数の感光体ドラムが並設されたタンデム型カラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、カラー画像を高速で形成できる画像形成装置として、４つの感光体ドラムが並設されたタンデム型カラー画像形成装置が多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
詳しくは、タンデム型カラー画像形成装置においては、４つの感光体ドラム（像担持体）が転写ベルトユニットに対向するように並んで設置されている。そして、所定の作像プロセスによって、４つの感光体ドラム上にそれぞれ各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される。そして、４つの感光体ドラム上に形成された各色のトナー像は、転写ベルトユニットによって搬送される転写紙（被転写材）上に、順次重ねて転写される。こうして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色が重ねられたカラー画像が、転写紙上に形成される。
【０００４】
このようなタンデム型カラー画像形成装置においては、カラー画像の色ずれ及び色相変化を防止するために、４つの感光体ドラム上に形成された各色のトナー像を転写紙上に高精度に位置合わせ（レジストレーション）をおこなう必要がある。そのため、感光体ドラムの駆動モータや転写ベルトユニットの駆動モータにエンコーダを直結してＰＬＬ制御をおこなうことで、感光体ドラムの回転や転写紙の搬送速度を安定化して、レジストレーションのずれを防止する技術が一般的に用いられている。
【０００５】
これに対して、特許文献１等では、エンコーダやＰＬＬ制御等を用いることなく簡易な方法でレジストレーションずれを防止することを目的として、１つの駆動モータの駆動力をギアと平ベルトとを用いて４つの感光体ドラムに伝達する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２６７３７９号公報（第２−５頁、第１−３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の画像形成装置は、４つの感光体ドラムを駆動する駆動系（感光体ドラム駆動部）で生じる、感光体ドラムの回転ムラ（角速度変動）の要因を除去することができないために、レジストレーションずれを確実に防止することが難しかった。
【０００８】
すなわち、感光体ドラム駆動部がギア駆動系であって、感光体ドラム駆動部を構成するギアに偏心や累積ピッチ誤差等がある場合には、ＰＬＬ制御によって駆動モータの回転を一定に制御しても、感光体ドラムを一定に回転させることができない。同様に、感光体ドラム駆動部がベルト駆動系であって、感光体ドラム駆動部を構成するドラム軸プーリに偏心等がある場合には、ＰＬＬ制御によって駆動モータの回転を一定に制御しても、感光体ドラムを一定に回転させることができない。
このように感光体ドラム駆動部の不具合によって、被駆動体である感光体ドラムに回転ムラが生じると、感光体ドラム表面での速度変動にともなうカラー画像の色ずれ及び色相変化が発生する。
【０００９】
ここで、上述した特許文献１の画像形成装置においても、感光体ドラム駆動部としてギア駆動系とベルト駆動系とを併用していて、平ベルトの厚み偏差やドラム軸プーリの偏心等の、感光体ドラムにおける回転ムラの要因が除去されていなかった。そのために、レジストレーションずれを、確実に防止することが難しかった。
【００１０】
なお、感光体ドラムの回転ムラにともなう、感光体ドラム表面での速度変動は、感光体ドラムやそれを駆動するドラム駆動ギアの回転周期（１回転を基準にした周期である。）の周期関数となる。そして、重ね合わせによるカラー画像の色ずれ量についても、２色の色ずれ量の差をみると、上述の周期関数と同等の周期関数となって現れる。
【００１１】
このような問題を解決するために、４つの感光体ドラムに対してそれぞれ駆動モータを用意して、４つの感光体ドラムをそれぞれ独立して駆動制御する方策が考えられる。しかし、このような構成の画像形成装置は、上述の感光体ドラム駆動部の不具合を解消できるものの、装置が大型化するとともに高価なものになってしまうという問題が生じる。
【００１２】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、比較的簡易かつ低廉な構成で、色ずれ及び色相変化のない高画像品質のカラー画像が形成できる画像形成装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１記載の発明にかかる画像形成装置は、複数の感光体ドラムが並設された画像形成装置であって、駆動モータの駆動力を伝達するモータ駆動ギアと、前記複数の感光体ドラムにそれぞれ連結されて当該感光体ドラムと一体的に回転する複数のドラム駆動ギアと、前記複数のドラム駆動ギアのうち前記モータ駆動ギアに噛合しない従動側のドラム駆動ギアとこれに隣合う駆動側のドラム駆動ギアとに噛合するアイドルギアとを備え、前記複数のドラム駆動ギアと前記アイドルギアとは、同数の歯数からなり、前記アイドルギアは、前記駆動側のドラム駆動ギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形を減波して前記従動側のドラム駆動ギアに前記駆動力を伝達するように形成されたものである。
【００１４】
また、請求項２記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１記載の発明において、前記アイドルギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形は、前記駆動側のドラム駆動ギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形に対して１８０°の位相差を有するように形成されたものである。
【００１５】
また、請求項３記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記従動側のドラム駆動ギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形は、前記駆動側のドラム駆動ギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形に対して位相が同等に形成されたものである。
【００１６】
また、請求項４記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記複数のドラム駆動ギア及び前記アイドルギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形は、振幅の大きさが同等に形成されたものである。
【００１７】
また、請求項５記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記モータ駆動ギアにおけるピッチ円の円周をＰｍｍとして、前記複数の感光体ドラムのうち隣合う２つの感光体ドラムのドラム間ピッチをＬｍｍとして、整数をＮとしたときに、
Ｌ＝ＮＰ
なる関係が成立するものである。
【００１８】
また、この発明の請求項６記載の発明にかかる画像形成装置の製造方法は、複数の感光体ドラムが並設される画像形成装置の製造方法であって、前記複数の感光体ドラムにそれぞれ連結されて当該感光体ドラムと一体的に回転する複数のドラム駆動ギアと、前記複数のドラム駆動ギアのうち駆動モータの駆動力を伝達するモータ駆動ギアに噛合しない従動側のドラム駆動ギアとこれに隣合う駆動側のドラム駆動ギアとに噛合するアイドルギアとの、それぞれの歯数を同数に形成するギア形成工程と、前記複数のドラム駆動ギアと前記アイドルギアとの、それぞれの駆動伝達に係わる噛合い誤差波形を測定する測定工程と、前記測定工程の測定結果に基づいて、前記複数のドラム駆動ギアと前記アイドルギアとの噛合位置を調整する調整工程とを備えたものである。
【００１９】
また、請求項７記載の発明にかかる画像形成装置の製造方法は、上記請求項６記載の発明において、前記調整工程を、噛合い誤差波形が１８０°の位相差を有する前記駆動側のドラム駆動ギア及び前記アイドルギアを選定して、前記駆動側のドラム駆動ギアの噛合い誤差波形が前記アイドルギアの噛合い誤差波形によって減波されるように噛合位置を調整する工程としたものである。
【００２０】
また、請求項８記載の発明にかかる画像形成装置の製造方法は、上記請求項６又は請求項７に記載の発明において、前記調整工程を、噛合い誤差波形の位相が同等である前記駆動側のドラム駆動ギア及び前記従動側のドラム駆動ギアを選定して、前記駆動側のドラム駆動ギア及び前記従動側のドラム駆動ギアの噛合い誤差波形が同期するように噛合位置を調整する工程としたものである。
【００２１】
また、請求項９記載の発明にかかる画像形成装置の製造方法は、上記請求項６〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記調整工程は、噛合い誤差波形の振幅の大きさが同等である前記複数のドラム駆動ギア及び前記アイドルギアを選定する工程を備えたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態．
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２３】
図１は、実施の形態における画像形成装置の全体を示す構成図である。
図１において、１は画像形成装置としてのカラーレーザープリンタの装置本体、２は画像情報に基づいたレーザ光を発する光学部、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫは転写ベルトユニットに対向するように並設された感光体ドラム、２２は感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上を帯電する帯電部、２３は感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、２４は感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上に形成されたトナー像を被転写材Ｐに転写する転写ローラ、２５は感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、２６は現像部２３にトナーを補給するトナー補給部、３０は転写ベルトユニットの転写ベルト、６１は転写紙等の被転写材Ｐが収納される給紙部、６６は転写ベルトユニットの下流側に設置された定着部を示す。
【００２４】
ここで、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫには、それぞれ、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ、帯電部２２、現像部２３、クリーニング部２５、トナー補給部２６が一体的に設けられている。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上で、それぞれ、各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）の画像形成がおこなわれる。
【００２５】
以下、画像形成装置におけるカラー画像形成時の動作について説明する。
４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫの表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される。その後、帯電された感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
【００２６】
一方、画像形成装置本体１内の上方に設置された光学部２において、光源から画像情報に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色成分ごとに別の光路を通過することになる。
イエロー成分のレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面右側から１番目の感光体ドラム２１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１Ｙ上には、イエロー成分の潜像が形成される。
【００２７】
同様に、マゼンタ成分のレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面右から２番目の感光体ドラム２１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分の潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面右から３番目の感光体ドラム２１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面右から４番目の感光体ドラム２１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の潜像が形成される。
【００２８】
その後、各色の潜像が形成された感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ表面は、さらに回転して、現像部２３との対向位置に達する。そして、現像部２３から感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上の潜像が現像される。
なお、現像部２３内にはトナーとキャリアとからなる２成分現像剤が収納されている。そして、現像工程による現像部２３内のトナー消費量に応じて、トナー補給部２６から現像部２３内に向けて適宜にトナーが補給される。
【００２９】
その後、現像工程後の感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ表面は、それぞれ、転写ベルト３０との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、転写ベルト３０の内周面に当接するように転写ローラ２４が設置されている。そして、転写ローラ２４の位置で、転写ベルト３０によって搬送された被転写材Ｐ上に、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次転写される。
なお、転写ベルトユニットにおいて、転写ベルト３０は駆動ローラと３つの従動ローラとによって張架・支持されている。そして、駆動ローラによって、転写ベルト３０は図中の矢印方向に走行する。
【００３０】
そして、転写工程後の感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部２５との対向位置に達する。そして、クリーニング部２５で、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される。
その後、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、一連の作像プロセスが終了する。
【００３１】
一方、給紙部６１からは、給紙ローラ６２により給送された被転写材Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４の位置に導かれる。レジストローラ６４に導かれた被転写材Ｐは、搬送タイミングを制御されながら、転写ベルト３０と吸着ローラ２７との当接部に向けて搬送される。
その後、被転写材Ｐは、図中矢印方向に走行する転写ベルト３０に搬送されながら、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫとの対向位置を順次通過する。こうして、被転写材Ｐ上には各色のトナー像が重ねて転写されて、カラー画像が形成される。
【００３２】
その後、カラー画像が転写された被転写材Ｐは、転写ベルトユニットの転写ベルト３０から離脱して、定着部６６に導かれる。定着部６６では、加熱ローラ６７と加圧ローラ６８とのニップ部にて、カラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の被転写材Ｐは、排紙ローラ６９によって、装置本体１外に排出されて、一連の画像形成装置の動作が完了する。
【００３３】
次に、図２及び図３にて、画像形成装置本体１に設置される感光体ドラム駆動部について詳述する。
図２は正面（図１の紙面垂直方向である。）からみた感光体ドラム駆動部の構成図であり、図３は上方からみた感光体ドラム駆動部の断面図である。
【００３４】
図２において、５５は駆動モータに連結されて駆動モータの駆動力を伝達するＹＭＣ用のモータ駆動ギア、１５３Ｙはイエロープロセスカートリッジ２０Ｙ内の感光体ドラム２１Ｙに連結されて感光体ドラム２１Ｙと一体的に回転するドラム駆動ギア、１５３Ｍはマゼンタプロセスカートリッジ２０Ｍ内の感光体ドラム２１Ｍに連結されて感光体ドラム２１Ｍと一体的に回転するドラム駆動ギア、１５３Ｃはシアンプロセスカートリッジ２０Ｃ内の感光体ドラム２１Ｃに連結されて感光体ドラム２１Ｃと一体的に回転するドラム駆動ギア、１５４は隣合う２つのドラム駆動ギア１５３Ｍ、１５３Ｃに噛合するアイドルギアを示す。
【００３５】
図２に示すように、モータ駆動ギア５５の駆動力は、モータ駆動ギア５５に噛合する２つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍによって、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍにそれぞれ伝達される。また、モータ駆動ギア５５の駆動力は、ドラム駆動ギア１５３Ｍ及びアイドルギア１５４を介してドラム駆動ギア１５３Ｃに伝達されて、ドラム駆動ギア１５３Ｃによって感光体ドラム２１Ｃに伝達される。
【００３６】
また、ブラックプロセスカートリッジ２０ＢＫ内の感光体ドラム２１ＢＫは、もう１つの駆動モータに連結されたＢＫ用のモータ駆動ギア５６に噛合するドラム駆動ギア１５３ＢＫによって、回転駆動される。
ここで、本実施の形態では、感光体ドラム駆動部にＹＭＣ用とＢＫ用との２つの駆動モータを用いたが、ＹＭＣ用とＢＫ用とが共用になった１つの駆動モータを用いることもできる。
【００３７】
図３を参照して、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫと、ドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫとの連結について説明する。なお、図３はイエローのプロセスカートリッジ２０Ｙに対応した感光体ドラム駆動部のみを図示したものであるが、他の色の感光体ドラム駆動部もこれとほぼ同等の構成になっている。
【００３８】
図３に示すように、ＹＭＣ用の駆動モータ５４は、装置本体１の本体側板３２に固設されている。駆動モータ５４のモータ軸には、モータ駆動ギア５５が設置されている。
モータ駆動ギア５５に噛合するドラム駆動ギア１５３Ｙは、回転軸１４４の一端に設置されている。回転軸１４４は、２つの本体側板３１、３２に軸受４７、１４８を介して支持されている。回転軸１４４の他端には、駆動カップリング４９が設置されている。
そして、駆動モータ５４の駆動力は、モータ駆動ギア５５からドラム駆動ギア１５３Ｙに伝達されて、ドラム駆動ギア１５３Ｙ及び駆動カップリング４９が回転軸１４４とともに一体的に回転駆動される。
【００３９】
一方、プロセスカートリッジ２０Ｙのカートリッジケース３７、３８には、感光体ドラム２１Ｙが回転自在に支持されている。感光体ドラム２１Ｙは、円筒状のドラム部３９と、ドラム部３９の両端にそれぞれ圧入された従動側フランジ４０及び駆動側フランジ４１とからなる。駆動側フランジ４１の内径部には、装置本体１側の駆動カップリング４９に係合する従動カップリングが設けられている。
【００４０】
プロセスカートリッジ２０Ｙが装置本体１に装着されると、プロセスカートリッジ２０Ｙのカートリッジケース３８が本体側板３１の軸受４７と係合して、装置本体１におけるプロセスカートリッジ２０Ｙの位置が定まる。
さらに、プロセスカートリッジ２０Ｙが装置本体１に装着されると、感光体ドラム２１Ｙの駆動側フランジ４１と、装置本体１の駆動カップリング４９とが係合する。これにより、装置本体１における感光体ドラム２１Ｙの位置が定まるとともに、駆動モータ５４の駆動力が駆動側フランジ４１に伝達されて感光体ドラム２１Ｙが回転駆動される。
【００４１】
なお、感光体ドラム駆動部の２つの駆動モータ及びモータ駆動ギア５５、５６は、同等に構成されている。
さらに、図２を参照して、モータ駆動ギア５５、５６におけるピッチ円の円周をＰｍｍとして、４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫのうち隣合う２つの感光体ドラムのドラム間ピッチをＬｍｍとしたときに、本実施の形態の画像形成装置は、
Ｌ＝ＮＰ
なる関係が成立するように構成されている。なお、上式においてＮは整数である。また、４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫに係わる３つのドラム間ピッチは、すべて等距離Ｌに設定されている。
【００４２】
以上のように構成された感光体ドラム駆動部において、４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫとアイドルギア１５４とは、いずれも同数の歯数及びモジュールで形成されている。すなわち、４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫとアイドルギア１５４とは、駆動伝達に係わる回転周期の波形（噛合い誤差波形である。）における周波数が一致するように形成されている。なお、４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫとアイドルギア１５４とは、平歯車であっても、ハスバ歯車であってもよい。
【００４３】
また、４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫとアイドルギア１５４とは、噛合い誤差波形における振幅の大きさがほぼ同等になるものが選定されて用いられている。
さらに、４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫは、噛合い誤差波形における位相差が生じないように、感光体ドラム駆動部に組付けられている。また、アイドルギア１５４は、その噛合い誤差波形が４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫにおける噛合い誤差波形に対してほぼ１８０°の位相差を生じるように、感光体ドラム駆動部に組付けられている。
【００４４】
詳しくは、本実施の形態の画像形成装置における感光体ドラム駆動部は、次の手順で製造される。
まず、ギア形成工程で歯数が同数に形成されたドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫ及びアイドルギア１５４の駆動伝達に係わる噛合い誤差波形が測定される。
噛合い誤差波形の測定は、例えば、専用冶具にドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫ又はアイドルギア１５４を独立して設置して回転駆動する。そして、そのときにエンコーダにより検出されるパルス信号を信号処理した後に、ＦＦＴアナライザで周波数分析する。こうして、各ギアの偏心成分を含んだ噛合い誤差が、周期関数として測定される。
【００４５】
ここで、噛合い誤差波形の測定データは、ある程度大量に生産されたドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫ及びアイドルギア１５４に対して、一品一様に採取される。
その後、上述の噛合い誤差波形の測定データに基づいて、周波数、位相差、振幅について、上述の条件を満足する４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫ及びアイドルギア１５４が選定される。
【００４６】
そして、感光体ドラム駆動部によって駆動される４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫにおける転写位置での速度変動が同期して、被転写材Ｐ上での各色トナー像の位置ずれが生じないように、４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫ及びアイドルギア１５４の組付け位置（噛合位置）の調整（噛合する歯の位置合わせである。）がされる。
【００４７】
図４を参照して、上述のように構成された画像形成装置の作用について説明する。
図４において、Ｘ軸は回転周期に係わる電気角（又は、機械角）を示し、Ｙ軸は所定位置における位置変動量を示す。
【００４８】
マゼンタ用の感光体ドラム２１Ｍは、モータ駆動ギア５５に噛合するドラム駆動ギア１５３Ｍによって、回転駆動される。そして、そのときの感光体ドラム２１Ｍ上における転写位置（転写ローラ２４との対向部である。）での位置変動量は、図４（Ａ）に示すような周期関数Ｒ１（Ｍドラム上の周期関数）となる。ここで、図４（Ａ）に示す周期関数Ｒ１は、上述したドラム駆動ギア１５３Ｍの噛合い誤差波形と一致するものである。
【００４９】
一方、アイドルギア１５４は、ドラム駆動ギア１５３Ｍと噛合しない状態で、図４（Ｂ）に示すような周期関数Ｒ２（アイドルギア単独の周期関数）となる。ここで、アイドルギアの噛合い誤差波形Ｒ２は、その位相差によって、ドラム駆動ギア１５３Ｍの噛合い誤差波形Ｒ１を相殺するように作用する。
すなわち、ドラム駆動ギア１５３Ｍ（駆動側のドラム駆動ギアである。）にアイドルギア１５４が噛合した状態で、アイドルギア１５４の軸上の合成波Ｒ３（アイドルギアとＭギアの合成波）は、図４（Ｃ）に示すように減波（波形の振幅が軽減される現象である。）される。
なお、アイドルギア１５４の噛合い誤差波形Ｒ２における振幅Ａ_Ａは、ドラム駆動ギア１５３Ｍの噛合い誤差波形Ｒ１の振幅Ａ_Ｍとほぼ同等に形成されている。
【００５０】
そして、減波された合成波Ｒ３が、アイドルギア１５４に噛合する従動側のドラム駆動ギア１５３Ｃに伝達される。すなわち、従動側のドラム駆動ギア１５３Ｃにおいては、ドラム駆動ギア１５３Ｃ自体がもつ噛合い誤差波形に、減波された合成波Ｒ３がさらに合成されることになる。
こうしてシアン用の感光体ドラム２１Ｃ上における転写位置での位置変動量は、図４（Ｄ）に示すような周期関数Ｒ４（Ｃドラム上の周期関数）となる。
【００５１】
ここで、シアン用のドラム駆動ギア１５３Ｃ自体がもつ噛合い誤差波形は、マゼンタ用のドラム駆動ギア１５３Ｍの噛合い誤差波形に対して、ほぼ同等の位相、周波数、振幅からなるものである。したがって、シアン用の感光体ドラム２１Ｃに係わる周期関数Ｒ４は、マゼンタ用の感光体ドラム２１Ｍに係わる周期関数Ｒ１とほぼ同等の周期関数となる。具体的には、双方の位相、周波数、振幅Ａ_Ｍ、Ａ_Ｃはほぼ同等になる。
【００５２】
また、ブラック用の感光体ドラム２１ＢＫは、別のモータ駆動ギア５６に噛合するドラム駆動ギア１５３ＢＫによって、回転駆動される。しかし、そのときの感光体ドラム２１ＢＫ上における転写位置での位置変動量が、図４（Ｅ）に示すような周期関数Ｒ５（ＢＫドラム上の周期関数）となるように、ドラム駆動ギア１５３ＢＫの組付け位置が調整される。
こうして、ブラック用の感光体ドラム２１ＢＫに係わる周期関数Ｒ５は、マゼンタ用の感光体ドラム２１Ｍに係わる周期関数Ｒ１や、シアン用の感光体ドラム２１Ｃに係わる周期関数Ｒ４と、ほぼ同等の周期関数となる。具体的には、すべての位相、周波数、振幅Ａ_Ｍ、Ａ_Ｃ、Ａ_ＢＫはほぼ同等になる。
【００５３】
ここで、各感光体ドラム２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上で形成されるトナー像を被転写材Ｐ上に重ね合わせたときの位置ずれ量（色ずれ量）は、上述した各感光体ドラム２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫに係わる周期関数Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５の差分となる。
これを２色間の位置ずれ量として現したのが、図４（Ｆ）に示す周期関数Ｒ６（ＢＫ―Ｍ、ＢＫ―Ｃの２色間の色ずれ）である。図４（Ｆ）に示すように、ブラック・マゼンタ間及びブラック・シアン間において、それぞれ、被転写材Ｐ上におけるトナー像の位置ずれはほとんど発生しないことになる。
【００５４】
また、図示は省略するが、イエロー用の感光体ドラム２１Ｙについても、転写位置での位置変動量が、他の周期関数Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５とほぼ同等になるように、ドラム駆動ギア１５３Ｙの組付け位置が調整される。
こうして、被転写材Ｐ上における４色重ね合わせのカラー画像は、位置ずれがほとんどない高画像品質のものとなる。
なお、４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫを単数の駆動モータで駆動する場合であっても、上述の構成のアイドルギアを複数用意して、それらを調整して組付けることで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
次に、図５及び図６を参照して、感光体ドラムのドラム間ピッチＬ（ステーション間ピッチ）に係わる作用について説明する。
上述したように、モータ駆動ギア５５、５６におけるピッチ円の円周Ｐと、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫのドラム間ピッチＬとには、Ｌ＝ＮＰ（Ｎは整数である。）なる関係が成立する。
【００５６】
図５は、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上の速度変動を示す波形図である。図５において、横軸はドラム駆動ギアの回転角を示し、縦軸は所定位置での位置変動量を示す。そして、波形Ｇは感光体ドラム上の位置変動に係わる波形を示したものであり、波形Ｅはドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫの駆動伝達に係わる回転周期の波形を示したものあり、波形Ｆはモータ駆動ギア５５、５６の駆動伝達に係わる回転周期の波形を示したものある。
図５に示すように、感光体ドラム上の位置変動に係わる波形Ｇは、ドラム駆動ギアに係わる回転周期の波形Ｅと、モータ駆動ギアに係わる回転周期の波形Ｆとが合成されたものである。すなわち、感光体ドラム上では、合成波Ｇに示す回転周期の速度変動が生じることになる。
【００５７】
図６は、４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫの速度変動（位置変動）を、長い時間の範囲で示した波形図である。図６において、横軸はドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫの回転角を示し、縦軸は感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上での位置変動量を示す。図６の各波形ＧＹ、ＧＭ、ＧＣ、ＧＢＫは、それぞれ感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上での位置変動量を示す波形図であり、それぞれが図５における合成波Ｇに相当するものである。
【００５８】
また、図６において、直線Ｓは、転写ベルト３０によって搬送される被転写材Ｐの搬送タイミングを示すものである。すなわち、点Ｓ１がイエロー感光体ドラム２１Ｙの転写位置を示し、点Ｓ２がマゼンタ感光体ドラム２１Ｍの転写位置を示し、点Ｓ３がシアン感光体ドラム２１Ｃの転写位置を示し、点Ｓ４がブラック感光体ドラム２１ＢＫの転写位置を示す。
【００５９】
図６に示すように、ドラム間ピッチＬ（隣合う２つの転写位置の距離である。）は、モータ駆動ギア５５、５６におけるピッチ円の円周Ｐの６倍（波形の山数６つ分である。）に設定されている。
これにより、転写ベルト３０によって搬送される被転写材Ｐ上には、モータ駆動ギア５５、５６の回転周期成分に係わりなく、４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫの位置変動周期を同期させて、トナー像が重ねて転写される。こうして、被転写材Ｐ上における４色重ね合わせのカラー画像は、位置ずれがほとんどない高画像品質のものとなる。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態のように構成された画像形成装置においては、エンコーダ等の高価な部品を搭載したりＰＬＬ制御等の複雑な制御をすることなく、比較的簡易かつ低廉な構成で、搬送中の被転写材Ｐに対して各感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫにおける転写位置を高精度に位置合わせすることができる。その結果、色ずれ及び色相変化のない高画像品質のカラー画像を提供することができる。
【００６１】
なお、本発明が上記実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、実施の形態の中で示唆した以外にも、実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、比較的簡易かつ低廉な構成で、色ずれ及び色相変化のない高画像品質のカラー画像が形成できる画像形成装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す構成図である。
【図２】図１の画像形成装置における感光体ドラム駆動部を示す構成図である。
【図３】図２の感光体ドラム駆動部を示す断面図である。
【図４】図２の感光体ドラム駆動部における駆動伝達に係わる回転周期の波形を示す波形図である。
【図５】図１の画像形成装置における感光体ドラム上の速度変動を示す波形図である。
【図６】図１の画像形成装置における４つの感光体ドラム上の速度変動を示す波形図である。
【符号の説明】
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫプロセスカートリッジ、
２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ感光体ドラム、２２帯電部、
２３現像部、２４転写ローラ、２５クリーニング部、
２６トナー補給部、２７吸着ローラ、３０転写ベルト、
３１、３２本体側板、３７、３８カートリッジケース、
３９ドラム部、４０従動側フランジ、４１駆動側フランジ、
４７、１４８軸受、４９駆動カップリング、５４駆動モータ、
５５、５６モータ駆動ギア、１４４回転軸、
１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫドラム駆動ギア、
１５４アイドルギア、Ｐ被転写材。[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus using an electrophotographic method, such as a copying machine, a printer, a facsimile, or a multifunction peripheral thereof, and more particularly to a tandem type color image forming apparatus having a plurality of photosensitive drums arranged in parallel. It is.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Conventionally, as an image forming apparatus capable of forming a color image at high speed, a tandem type color image forming apparatus in which four photosensitive drums are juxtaposed has been widely used (for example, see Patent Document 1).
[0003]
More specifically, in a tandem type color image forming apparatus, four photosensitive drums (image carriers) are arranged side by side so as to face the transfer belt unit. Then, toner images of each color (yellow, magenta, cyan, and black) are formed on the four photosensitive drums by a predetermined image forming process. Then, the toner images of the respective colors formed on the four photosensitive drums are sequentially transferred onto the transfer paper (transfer material) conveyed by the transfer belt unit. In this way, a color image in which the colors of yellow, magenta, cyan, and black are superimposed is formed on the transfer paper.
[0004]
In such a tandem type color image forming apparatus, in order to prevent color misregistration and hue change of a color image, the toner images of each color formed on the four photosensitive drums are highly accurately positioned on transfer paper ( Registration). Therefore, the encoder is directly connected to the drive motor of the photoconductor drum and the drive motor of the transfer belt unit to perform PLL control, thereby stabilizing the rotation of the photoconductor drum and the transfer speed of the transfer paper, and preventing registration deviation. Is generally used.
[0005]
On the other hand, in Patent Document 1 and the like, a driving force of one driving motor is used by using a gear and a flat belt for the purpose of preventing registration deviation by a simple method without using an encoder, PLL control, or the like. A technique for transmitting the light to four photosensitive drums is disclosed.
[0006]
[Patent Document 1]
JP-A-2000-267379 (pages 2-5, FIG. 1-3)
[0007]
[Problems to be solved by the invention]
The above-described conventional image forming apparatus cannot remove a factor of rotation unevenness (angular speed fluctuation) of the photosensitive drum, which is generated in a drive system (photosensitive drum driving unit) that drives four photosensitive drums. It has been difficult to reliably prevent misregistration.
[0008]
That is, when the photosensitive drum drive unit is a gear drive system and the gears constituting the photosensitive drum drive unit have eccentricity or accumulated pitch error, the rotation of the drive motor is controlled to be constant by PLL control. However, the photosensitive drum cannot be rotated at a constant speed. Similarly, when the photosensitive drum drive unit is a belt drive system and the drum shaft pulley constituting the photosensitive drum drive unit has eccentricity or the like, the rotation of the drive motor may be controlled to be constant by PLL control. However, the photosensitive drum cannot be rotated at a constant speed.
As described above, if rotation of the photosensitive drum, which is the driven body, is uneven due to the malfunction of the photosensitive drum driving unit, a color shift and a hue change of a color image due to a speed variation on the surface of the photosensitive drum occur.
[0009]
Here, the image forming apparatus of Patent Document 1 also uses a gear driving system and a belt driving system in combination as a photosensitive drum driving unit, and detects a photosensitive belt having a thickness deviation of a flat belt and an eccentricity of a drum shaft pulley. The cause of the rotation unevenness in the body drum was not removed. For this reason, it has been difficult to reliably prevent misregistration.
[0010]
The speed fluctuation on the surface of the photoconductor drum due to the uneven rotation of the photoconductor drum is a periodic function of the rotation cycle (period based on one rotation) of the photoconductor drum and a drum driving gear for driving the same. It becomes. The color shift amount of the color image due to the superposition also appears as a periodic function equivalent to the above-described periodic function when the difference between the color shift amounts of the two colors is viewed.
[0011]
In order to solve such a problem, it is conceivable to prepare a drive motor for each of the four photosensitive drums and to independently control the drive of each of the four photosensitive drums. However, in the image forming apparatus having such a configuration, although the above-described problem of the photosensitive drum driving unit can be solved, there is a problem that the apparatus becomes large and expensive.
[0012]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in order to solve the above-described problems, and has an image forming apparatus capable of forming a high-quality color image with a relatively simple and inexpensive configuration without color shift and hue change, and manufacturing the same. It is to provide a method.
[0013]
[Means for Solving the Problems]
An image forming apparatus according to claim 1 of the present invention is an image forming apparatus in which a plurality of photosensitive drums are arranged side by side, wherein a motor driving gear for transmitting a driving force of a driving motor; A plurality of drum drive gears respectively connected to the body drum and rotating integrally with the photosensitive drum; and a driven drum drive gear which is not meshed with the motor drive gear among the plurality of drum drive gears and is adjacent to the same. An idle gear that meshes with a drive-side drum drive gear; the plurality of drum drive gears and the idle gear have the same number of teeth; and the idle gear is driven by the drive-side drum drive gear. The driving force is transmitted to the driven drum drive gear on the driven side by reducing the waveform of the rotation cycle related to the transmission.
[0014]
In the image forming apparatus according to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the invention, the waveform of the rotation cycle related to the drive transmission by the idle gear is related to the drive transmission by the drum drive gear on the drive side. It is formed so as to have a phase difference of 180 ° with respect to the waveform of the rotation cycle.
[0015]
According to a third aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to the first or second aspect, a waveform of a rotation cycle related to drive transmission by the driven-side drum drive gear is the same as that of the drive side. The phase is formed to be equal to the waveform of the rotation cycle related to the drive transmission by the drum drive gear.
[0016]
According to a fourth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to third aspects, the rotation cycle of the plurality of drum drive gears and the idle gear is related to the drive transmission. The waveforms have the same amplitude.
[0017]
According to a fifth aspect of the present invention, in the image forming apparatus according to any one of the first to fourth aspects, the plurality of photosensitive drums are formed by setting a circumference of a pitch circle in the motor drive gear to Pmm. When the pitch between two adjacent photosensitive drums among the body drums is L mm and an integer is N,
L = NP
The following relationship is established.
[0018]
According to a sixth aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing an image forming apparatus in which a plurality of photosensitive drums are arranged side by side, wherein the plurality of photosensitive drums are respectively connected to the plurality of photosensitive drums. A plurality of drum drive gears that rotate integrally with the photosensitive drum; a driven drum drive gear that does not mesh with a motor drive gear that transmits a driving force of a drive motor among the plurality of drum drive gears; A gear forming step of forming the same number of teeth of an idle gear meshing with an adjacent drive-side drum drive gear; and a drive transmission of the plurality of drum drive gears and the idle gear. A measuring step of measuring a meshing error waveform, and an adjusting step of adjusting a meshing position between the plurality of drum drive gears and the idle gear based on a measurement result of the measuring step. It includes those were.
[0019]
According to a seventh aspect of the present invention, in the method for manufacturing an image forming apparatus according to the sixth aspect, the adjusting step includes the step of driving the drum on the driving side having a meshing error waveform having a phase difference of 180 °. A gear and the idle gear are selected, and a meshing position is adjusted so that a meshing error waveform of the driving-side drum drive gear is reduced by the meshing error waveform of the idle gear.
[0020]
Further, in the method of manufacturing an image forming apparatus according to the present invention, the adjusting step in the driving method, wherein the phase of the meshing error waveform is equal. Selecting the drum drive gear and the driven-side drum drive gear, and adjusting the meshing position so that the meshing error waveforms of the drive-side drum drive gear and the driven-side drum drive gear are synchronized. Things.
[0021]
According to a ninth aspect of the present invention, in the method for manufacturing an image forming apparatus according to any one of the sixth to eighth aspects, in the adjusting step, the magnitude of the amplitude of the meshing error waveform is reduced. Selecting the plurality of equivalent drum drive gears and the idle gear.
[0022]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Embodiment.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. In each of the drawings, the same or corresponding portions are denoted by the same reference characters, and description thereof will be appropriately simplified or omitted.
[0023]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an entire image forming apparatus according to an embodiment.
In FIG. 1, reference numeral 1 denotes an apparatus body of a color laser printer as an image forming apparatus, 2 denotes an optical unit that emits a laser beam based on image information, and 20Y, 20M, 20C, and 20BK denote respective colors (yellow, cyan, magenta, and black). , 21Y, 21M, 21C, and 21BK are photosensitive drums arranged side by side so as to face the transfer belt unit, 22 is a charging unit that charges the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK. Denotes a developing unit for developing an electrostatic latent image formed on the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, 21BK, and 24 denotes a toner image formed on the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, 21BK. And a transfer roller 25 for transferring untransferred toner on the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK. , A toner replenishing unit for replenishing toner to the developing unit 23, a transfer belt 30 of a transfer belt unit, a paper feed unit 61 for storing a material P to be transferred, such as transfer paper, and a 66 for a transfer belt unit. 5 shows a fixing unit installed on the downstream side.
[0024]
Here, each of the process cartridges 20Y, 20M, 20C, and 20BK is integrally provided with a photosensitive drum 21Y, 21M, 21C, and 21BK, a charging unit 22, a developing unit 23, a cleaning unit 25, and a toner supply unit 26, respectively. Have been. Then, an image of each color (yellow, cyan, magenta, black) is formed on the photosensitive drum 21Y, 21M, 21C, 21BK in each of the process cartridges 20Y, 20M, 20C, 20BK.
[0025]
Hereinafter, the operation of the image forming apparatus when forming a color image will be described.
The four photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, 21BK are each rotating clockwise in FIG. Then, first, the surfaces of the photoconductor drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK are uniformly charged at a position facing the charging unit 22. Thereafter, the charged surfaces of the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK reach the respective laser beam irradiation positions.
[0026]
On the other hand, a laser beam corresponding to the image information is emitted from the light source in the optical unit 2 installed in the upper part of the image forming apparatus main body 1 corresponding to each color. The laser light is incident on the polygon mirror 3 and reflected, and then passes through the lenses 4 and 5. The laser light transmitted through the lenses 4 and 5 passes through another optical path for each of the color components of yellow, cyan, magenta, and black.
After being reflected by the mirrors 6 to 8, the yellow component laser light is irradiated onto the surface of the first photosensitive drum 21Y from the right side of the drawing. At this time, the laser light of the yellow component is scanned by the polygon mirror 3 rotating at a high speed in the rotation axis direction (main scanning direction) of the photosensitive drum 21Y. Thus, a latent image of a yellow component is formed on the photosensitive drum 21Y after being charged by the charging unit 22.
[0027]
Similarly, the laser beam of the magenta component is reflected by the mirrors 9 to 11, and then irradiates the surface of the second photosensitive drum 21M from the right in the drawing to form a latent image of the magenta component. After being reflected by the mirrors 12 to 14, the cyan component laser light is irradiated onto the surface of the third photosensitive drum 21C from the right in the drawing to form a latent image of the cyan component. After being reflected by the mirror 15, the black component laser light is applied to the surface of the fourth photosensitive drum 21BK from the right in the drawing to form a black component latent image.
[0028]
Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK on which the latent images of the respective colors are formed further rotate to reach a position facing the developing unit 23. Then, toner of each color is supplied from the developing unit 23 onto the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK, and the latent images on the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK are developed.
The developing unit 23 contains a two-component developer composed of a toner and a carrier. Then, the toner is appropriately supplied from the toner replenishing unit 26 into the developing unit 23 according to the amount of toner consumed in the developing unit 23 in the developing process.
[0029]
Thereafter, the surfaces of the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK after the developing process reach the positions facing the transfer belt 30, respectively. Here, a transfer roller 24 is provided at each of the opposing positions so as to contact the inner peripheral surface of the transfer belt 30. Then, at the position of the transfer roller 24, the toner images of the respective colors formed on the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C and 21BK are sequentially transferred onto the transfer material P conveyed by the transfer belt 30.
In the transfer belt unit, the transfer belt 30 is stretched and supported by a driving roller and three driven rollers. Then, the transfer belt 30 runs in the direction of the arrow in the drawing by the driving roller.
[0030]
Then, the surfaces of the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK after the transfer process reach the positions facing the cleaning unit 25, respectively. Then, the untransferred toner remaining on the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK is collected by the cleaning unit 25.
Thereafter, the surfaces of the photoconductor drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK pass through a charge removing unit (not shown), and a series of image forming processes ends.
[0031]
On the other hand, from the paper supply unit 61, the transfer material P fed by the paper supply roller 62 is guided to the position of the registration roller 64 after passing through the transport guide 63. The transfer material P guided to the registration roller 64 is transported toward the contact portion between the transfer belt 30 and the suction roller 27 while controlling the transport timing.
Thereafter, the transfer material P sequentially passes through the positions facing the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK while being conveyed to the transfer belt 30 traveling in the direction of the arrow in the drawing. Thus, the toner images of the respective colors are transferred onto the transfer material P in a superimposed manner, and a color image is formed.
[0032]
Thereafter, the transfer material P to which the color image has been transferred is separated from the transfer belt 30 of the transfer belt unit, and is guided to the fixing unit 66. In the fixing unit 66, the color image is fixed on the transfer material P at the nip between the heating roller 67 and the pressure roller 68.
Then, the transfer target material P after the fixing process is discharged out of the apparatus main body 1 by the discharge roller 69, and a series of operations of the image forming apparatus is completed.
[0033]
Next, referring to FIGS. 2 and 3, the photosensitive drum driving unit installed in the image forming apparatus main body 1 will be described in detail.
FIG. 2 is a configuration diagram of the photosensitive drum driving unit as viewed from the front (in the direction perpendicular to the paper surface of FIG. 1), and FIG. 3 is a cross-sectional view of the photosensitive drum driving unit as viewed from above.
[0034]
In FIG. 2, reference numeral 55 denotes a motor drive gear for YMC which is connected to the drive motor and transmits the driving force of the drive motor, and 153Y is connected to the photosensitive drum 21Y in the yellow process cartridge 20Y and is integral with the photosensitive drum 21Y. The drum driving gear 153M is connected to the photosensitive drum 21M in the magenta process cartridge 20M and rotates integrally with the photosensitive drum 21M. The drum driving gear 153C is connected to the photosensitive drum 21C in the cyan process cartridge 20C. Drum drive gears 154 that are connected and rotate integrally with the photosensitive drum 21C are idle gears that mesh with two adjacent drum drive gears 153M and 153C.
[0035]
As shown in FIG. 2, the driving force of the motor driving gear 55 is transmitted to the photosensitive drums 21Y and 21M by two drum driving gears 153Y and 153M that mesh with the motor driving gear 55, respectively. The driving force of the motor driving gear 55 is transmitted to the drum driving gear 153C via the drum driving gear 153M and the idle gear 154, and is transmitted to the photosensitive drum 21C by the drum driving gear 153C.
[0036]
The photosensitive drum 21BK in the black process cartridge 20BK is driven to rotate by a drum drive gear 153BK meshing with a BK motor drive gear 56 connected to another drive motor.
Here, in the present embodiment, two drive motors for YMC and BK are used for the photosensitive drum drive unit, but one drive motor shared for YMC and BK may be used. it can.
[0037]
With reference to FIG. 3, the connection between the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, 21BK and the drum drive gears 153Y, 153M, 153C, 153BK will be described. Although FIG. 3 shows only the photosensitive drum drive unit corresponding to the yellow process cartridge 20Y, the photosensitive drum drive units of other colors have substantially the same configuration.
[0038]
As shown in FIG. 3, the drive motor 54 for YMC is fixed to the main body side plate 32 of the apparatus main body 1. A motor drive gear 55 is provided on a motor shaft of the drive motor 54.
The drum driving gear 153Y meshing with the motor driving gear 55 is provided at one end of the rotating shaft 144. The rotating shaft 144 is supported by the two main body side plates 31 and 32 via bearings 47 and 148. A drive coupling 49 is provided at the other end of the rotation shaft 144.
Then, the driving force of the driving motor 54 is transmitted from the motor driving gear 55 to the drum driving gear 153Y, and the drum driving gear 153Y and the driving coupling 49 are driven to rotate integrally with the rotating shaft 144.
[0039]
On the other hand, the photosensitive drum 21Y is rotatably supported by the cartridge cases 37 and 38 of the process cartridge 20Y. The photoreceptor drum 21Y includes a cylindrical drum portion 39, and a driven flange 40 and a driving flange 41 which are press-fitted at both ends of the drum portion 39, respectively. A driven coupling that engages with the drive coupling 49 on the apparatus main body 1 side is provided on the inner diameter portion of the drive side flange 41.
[0040]
When the process cartridge 20Y is mounted on the apparatus main body 1, the cartridge case 38 of the process cartridge 20Y engages with the bearing 47 of the main body side plate 31, and the position of the process cartridge 20Y in the apparatus main body 1 is determined.
Further, when the process cartridge 20Y is mounted on the apparatus main body 1, the drive-side flange 41 of the photosensitive drum 21Y and the drive coupling 49 of the apparatus main body 1 are engaged. As a result, the position of the photosensitive drum 21Y in the apparatus main body 1 is determined, and the driving force of the drive motor 54 is transmitted to the drive side flange 41 to rotate the photosensitive drum 21Y.
[0041]
Note that the two drive motors and the motor drive gears 55 and 56 of the photosensitive drum drive unit have the same configuration.
Further, referring to FIG. 2, the pitch between two adjacent photosensitive drums of four photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK is defined as Pmm, where Pmm is the circumference of the pitch circle in motor drive gears 55 and 56. Is L mm, the image forming apparatus of the present embodiment
L = NP
The following relationship is established. In the above formula, N is an integer. Further, the pitches among the three drums related to the four photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, 21BK are all set to the same distance L.
[0042]
In the photosensitive drum drive unit configured as described above, the four drum drive gears 153Y, 153M, 153C, 153BK and the idle gear 154 are all formed with the same number of teeth and modules. That is, the four drum drive gears 153Y, 153M, 153C, 153BK and the idle gear 154 are formed so that the frequencies in the waveform of the rotation cycle related to the drive transmission (meshing error waveform) match. The four drum driving gears 153Y, 153M, 153C, 153BK and the idle gear 154 may be spur gears or helical gears.
[0043]
The four drum driving gears 153Y, 153M, 153C, 153BK and the idle gear 154 are selected and used so that the magnitude of the amplitude in the meshing error waveform is substantially equal.
Further, the four drum driving gears 153Y, 153M, 153C, 153BK are assembled to the photosensitive drum driving unit so that no phase difference occurs in the meshing error waveform. In addition, the idle gear 154 causes the photosensitive drum driving unit to generate a phase difference of approximately 180 ° with respect to the meshing error waveforms of the four drum driving gears 153Y, 153M, 153C, and 153BK. It is assembled.
[0044]
More specifically, the photosensitive drum driving unit in the image forming apparatus according to the present embodiment is manufactured in the following procedure.
First, a meshing error waveform related to drive transmission of the drum drive gears 153Y, 153M, 153C, 153BK and the idle gear 154 having the same number of teeth formed in the gear forming step is measured.
For the measurement of the meshing error waveform, for example, the drum driving gears 153Y, 153M, 153C, 153BK or the idle gear 154 are independently installed in a dedicated jig and rotationally driven. After the pulse signal detected by the encoder at that time is processed, the frequency is analyzed by the FFT analyzer. Thus, the meshing error including the eccentric component of each gear is measured as a periodic function.
[0045]
Here, the measurement data of the meshing error waveform is uniformly collected for the drum drive gears 153Y, 153M, 153C, 153BK and the idle gear 154, which have been produced in large quantities to some extent.
Thereafter, based on the measurement data of the above-described meshing error waveform, four drum drive gears 153Y, 153M, 153C, 153BK and an idle gear 154 satisfying the above-mentioned conditions with respect to frequency, phase difference, and amplitude are selected.
[0046]
Then, the speed fluctuations at the transfer positions of the four photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK driven by the photosensitive drum drive unit are synchronized, and the positional deviation of the toner image of each color on the transfer material P occurs. The position (meshing position) of the assembling of the four drum drive gears 153Y, 153M, 153C, 153BK and the idle gear 154 is adjusted so that the meshing teeth are aligned.
[0047]
With reference to FIG. 4, the operation of the image forming apparatus configured as described above will be described.
In FIG. 4, the X axis indicates an electrical angle (or a mechanical angle) related to the rotation cycle, and the Y axis indicates a position variation amount at a predetermined position.
[0048]
The photoconductor drum 21M for magenta is rotationally driven by a drum drive gear 153M that meshes with the motor drive gear 55. Then, the position variation amount at the transfer position on the photosensitive drum 21M (the portion facing the transfer roller 24) at that time is a periodic function R1 (period on the M drum) as shown in FIG. Function). Here, the periodic function R1 shown in FIG. 4A matches the above-described meshing error waveform of the drum drive gear 153M.
[0049]
On the other hand, the idle gear 154 has a periodic function R2 (a periodic function of the idle gear alone) as shown in FIG. 4B in a state where the idle gear 154 does not mesh with the drum drive gear 153M. Here, the meshing error waveform R2 of the idle gear acts to offset the meshing error waveform R1 of the drum drive gear 153M by the phase difference.
That is, when the idle gear 154 meshes with the drum drive gear 153M (which is a drive-side drum drive gear), the composite wave R3 (combined wave of the idle gear and the M gear) on the axis of the idle gear 154 is shown in FIG. As shown in FIG. 4 (C), the wave is reduced (a phenomenon in which the amplitude of the waveform is reduced).
The amplitude A in the meshing error waveform R2 of the idle gear 154 _A Is the amplitude A of the meshing error waveform R1 of the drum drive gear 153M. _M It is formed almost equally.
[0050]
Then, the reduced composite wave R3 is transmitted to the driven drum drive gear 153C meshing with the idle gear 154. That is, in the driven-side drum drive gear 153C, the reduced composite wave R3 is further combined with the meshing error waveform of the drum drive gear 153C itself.
In this way, the position variation amount at the transfer position on the cyan photosensitive drum 21C is a periodic function R4 (a periodic function on the C drum) as shown in FIG. 4D.
[0051]
Here, the meshing error waveform of the drum driving gear 153C for cyan itself has substantially the same phase, frequency, and amplitude as the meshing error waveform of the drum driving gear 153M for magenta. Accordingly, the periodic function R4 related to the photosensitive drum 21C for cyan is a periodic function substantially equivalent to the periodic function R1 related to the photosensitive drum 21M for magenta. Specifically, both phases, frequencies and amplitudes A _M , A _C Are almost equivalent.
[0052]
Further, the photosensitive drum 21BK for black is rotationally driven by a drum drive gear 153BK meshed with another motor drive gear 56. However, the drum drive gear 153BK is driven so that the amount of position variation at the transfer position on the photosensitive drum 21BK at that time becomes a periodic function R5 (a periodic function on the BK drum) as shown in FIG. The mounting position is adjusted.
Thus, the periodic function R5 related to the photosensitive drum 21BK for black is substantially equal to the periodic function R1 related to the photosensitive drum 21M for magenta and the periodic function R4 related to the photosensitive drum 21C for cyan. Become. Specifically, all phases, frequencies, and amplitudes A _M , A _C , A _BK Are almost equivalent.
[0053]
Here, when the toner images formed on the photosensitive drums 21M, 21C, and 21BK are superimposed on the transfer material P, the positional deviation amount (color deviation amount) is determined by the above-described photosensitive drums 21M, 21C. , 21BK are the differences between the periodic functions R1, R4, R5.
A periodic function R6 (color shift between the two colors BK-M and BK-C) shown in FIG. 4F expresses this as a positional shift amount between the two colors. As shown in FIG. 4F, there is almost no displacement of the toner image on the transfer material P between black and magenta and between black and cyan.
[0054]
Although not shown, the set of the drum drive gears 153Y is also configured such that the amount of positional variation at the transfer position of the yellow photosensitive drum 21Y is substantially equal to the other periodic functions R1, R4, and R5. The attachment position is adjusted.
Thus, the color image of the four-color superimposition on the transfer material P has a high image quality with almost no displacement.
Even when the four photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK are driven by a single drive motor, a plurality of idle gears having the above-described configuration are prepared, and adjusted and assembled. The same effect as in the present embodiment can be obtained.
[0055]
Next, with reference to FIG. 5 and FIG. 6, an operation related to the drum pitch L (inter-station pitch) of the photosensitive drums will be described.
As described above, L = NP (N is an integer) for the circumference P of the pitch circle in the motor driving gears 55 and 56 and the pitch L between the drums of the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C and 21BK. The following relationship holds.
[0056]
FIG. 5 is a waveform diagram showing speed fluctuations on the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK. In FIG. 5, the horizontal axis indicates the rotation angle of the drum drive gear, and the vertical axis indicates the amount of position fluctuation at a predetermined position. A waveform G shows a waveform related to a position change on the photosensitive drum, and a waveform E shows a waveform of a rotation cycle related to drive transmission of the drum drive gears 153Y, 153M, 153C, 153BK. A waveform F shows a waveform of a rotation cycle related to drive transmission of the motor drive gears 55 and 56.
As shown in FIG. 5, the waveform G relating to the position fluctuation on the photosensitive drum is a composite of the waveform E of the rotation cycle related to the drum drive gear and the waveform F of the rotation cycle related to the motor drive gear. . That is, on the photosensitive drum, a speed fluctuation of the rotation cycle indicated by the composite wave G occurs.
[0057]
FIG. 6 is a waveform diagram showing speed fluctuations (position fluctuations) of the four photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, 21BK in a long time range. In FIG. 6, the horizontal axis indicates the rotation angles of the drum drive gears 153Y, 153M, 153C, 153BK, and the vertical axis indicates the amount of position variation on the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, 21BK. Each waveform GY, GM, GC, GBK in FIG. 6 is a waveform diagram showing the amount of positional fluctuation on the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, 21BK, respectively, and each corresponds to the composite wave G in FIG. It is.
[0058]
In FIG. 6, a straight line S indicates a transfer timing of the transfer target material P transferred by the transfer belt 30. That is, the point S1 indicates the transfer position of the yellow photosensitive drum 21Y, the point S2 indicates the transfer position of the magenta photosensitive drum 21M, the point S3 indicates the transfer position of the cyan photosensitive drum 21C, and the point S4 indicates the black photosensitive member. The transfer position of the drum 21BK is shown.
[0059]
As shown in FIG. 6, the pitch L between the drums (the distance between two adjacent transfer positions) is six times the circumference P of the pitch circle in the motor drive gears 55 and 56 (for six waveform peaks). .).
As a result, the position fluctuation cycle of the four photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK is synchronized with the transfer material P conveyed by the transfer belt 30 regardless of the rotation cycle components of the motor drive gears 55 and 56. Then, the toner images are transferred in an overlapping manner. Thus, the color image of the four-color superimposition on the transfer material P has a high image quality with almost no displacement.
[0060]
As described above, in the image forming apparatus configured as in the present embodiment, it is relatively simple and inexpensive without mounting expensive components such as an encoder or performing complicated control such as PLL control. With this configuration, the transfer positions of the photosensitive drums 21Y, 21M, 21C, and 21BK can be aligned with high accuracy with respect to the material P to be transferred. As a result, it is possible to provide a high-quality color image without color shift and hue change.
[0061]
It is to be noted that the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is apparent that the embodiment can be appropriately modified within the scope of the technical idea of the present invention, in addition to the suggestions in the embodiment. Further, the number, position, shape, and the like of the constituent members are not limited to the above-described embodiment, and can be set to numbers, positions, shapes, and the like suitable for carrying out the present invention.
[0062]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, it is possible to provide an image forming apparatus capable of forming a color image of high image quality without color shift and hue change with a relatively simple and inexpensive configuration and a method of manufacturing the same. it can.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a configuration diagram illustrating an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a configuration diagram illustrating a photosensitive drum driving unit in the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 3 is a cross-sectional view illustrating a photosensitive drum driving unit in FIG. 2;
FIG. 4 is a waveform diagram showing a waveform of a rotation cycle related to drive transmission in the photosensitive drum driving unit of FIG. 2;
FIG. 5 is a waveform chart showing a speed fluctuation on a photosensitive drum in the image forming apparatus of FIG. 1;
FIG. 6 is a waveform chart showing speed fluctuations on four photosensitive drums in the image forming apparatus of FIG. 1;
[Explanation of symbols]
20Y, 20M, 20C, 20BK process cartridge,
21Y, 21M, 21C, 21BK photoconductor drum, 22 charging unit,
23 developing unit, 24 transfer roller, 25 cleaning unit,
26 toner supply section, 27 suction roller, 30 transfer belt,
31, 32 body side plate, 37, 38 cartridge case,
39 drum part, 40 driven side flange, 41 drive side flange,
47, 148 bearing, 49 drive coupling, 54 drive motor,
55, 56 motor drive gear, 144 rotating shaft,
153Y, 153M, 153C, 153BK Drum drive gear,
154 Idle gear, P Transfer material.

Claims

An image forming apparatus having a plurality of photosensitive drums arranged side by side,
A motor driving gear for transmitting the driving force of the driving motor;
A plurality of drum drive gears respectively connected to the plurality of photoconductor drums and integrally rotating with the photoconductor drum;
An idle gear meshing with a driven-side drum drive gear that does not mesh with the motor drive gear of the plurality of drum drive gears and a drive-side drum drive gear adjacent thereto.
The plurality of drum drive gears and the idle gears have the same number of teeth,
The idle gear is formed so as to reduce the waveform of a rotation cycle related to the drive transmission by the drive-side drum drive gear and transmit the drive force to the driven-side drum drive gear. Image forming device.

A waveform of a rotation cycle related to the drive transmission by the idle gear has a phase difference of 180 ° with respect to a waveform of a rotation cycle related to the drive transmission by the drum driving gear on the driving side. The image forming apparatus according to claim 1.

The waveform of a rotation cycle related to drive transmission by the driven-side drum drive gear has the same phase as the waveform of a rotation cycle related to drive transmission by the drive-side drum drive gear. An image forming apparatus according to claim 1 or 2.

The image according to any one of claims 1 to 3, wherein the waveforms of the rotation cycle related to the drive transmission by the plurality of drum drive gears and the idle gear have the same amplitude. Forming equipment.

When the circumference of the pitch circle in the motor drive gear is P mm, the pitch between two adjacent photosensitive drums among the plurality of photosensitive drums is L mm, and an integer is N,
L = NP
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the following relationship is established.

A method for manufacturing an image forming apparatus in which a plurality of photosensitive drums are arranged in parallel,
A plurality of drum drive gears respectively connected to the plurality of photosensitive drums and rotating integrally with the photosensitive drums; and a plurality of drum drive gears that do not mesh with a motor drive gear that transmits a driving force of a drive motor among the plurality of drum drive gears. A gear forming step of forming the same number of teeth of each of the driven side drum drive gear and the idle gear meshing with the adjacent drive side drum drive gear,
A measurement step of measuring a meshing error waveform related to the respective drive transmissions of the plurality of drum drive gears and the idle gear,
An adjusting step of adjusting a meshing position between the plurality of drum driving gears and the idle gear based on a measurement result of the measuring step.

The adjusting step selects the driving-side drum drive gear and the idle gear whose meshing error waveform has a phase difference of 180 °, and the meshing error waveform of the driving-side drum drive gear is the idle gear. 7. The method according to claim 6, further comprising the step of adjusting a meshing position so that the wave is reduced by a meshing error waveform.

The adjusting step includes selecting the driving-side drum driving gear and the driven-side drum driving gear having the same phase of the meshing error waveform, and selecting the driving-side drum driving gear and the driven-side drum driving gear. 8. The method according to claim 6, further comprising the step of adjusting a meshing position such that the meshing error waveforms are synchronized.

9. The method according to claim 6, wherein the adjusting step includes a step of selecting the plurality of drum drive gears and the idle gear having the same magnitude of the amplitude of the meshing error waveform. 3. The method for manufacturing an image forming apparatus according to claim 1.