JP2009151182A - 画像形成装置の駆動伝達装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】像担持体の回転位相調整機構を設けることなく、画像ひずみや色ずれの小さい画像形成装置を提供する。
【解決手段】モータから複数の感光体ドラム２２に駆動力を分岐させて伝達するギア４２と、モータとギア４２との間に少なくとも１つ設けられ、複数の転写位置のうち隣り合う転写位置間の距離を中間転写体が搬送される間に整数回の回転を行うピニオンギア４１と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート等の記録材上に画像を形成する機能を備えた、例えば、複写機、プリンタなどの画像形成装置に関し、これらの装置に備えられる駆動伝達装置に関するものである。

電子写真方式のカラー画像形成装置においては、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送ベルト上に保持された記録材上に順次異なる色の像を転写する方式が各種提案されている。

複数の画像形成部を有する装置の問題点としては、機械精度等の原因により、複数の像担持体としての感光体ドラムや搬送ベルトの移動むら等が各色毎にバラバラに発生し、画像を重ね合わせたときに一致せず、色ずれを生じることが挙げられる。

色ずれには、各色のレーザスキャナ等の組み付け位置のずれなどにより発生する定常的な色ずれと、感光体ドラムや搬送ベルトの駆動ローラ等の回転速度変動などにより発生する非定常的な色ずれがある。

このうち、非定常的な色ずれについては、各色の感光体ドラムの回転位相を個別に制御し、各色の色ずれ発生周期の位相を揃え、色ずれを小さくする手法が知られている（特許文献１参照）。

このような技術では、次のようにして感光体ドラムの位相を調整している。すなわち、感光体ドラムの回転位相を制御するために、感光体ドラムの回転軸に一回転あたり多数の信号を出力でき、かつ一回転一回の信号を出力できるロータリーエンコーダを設けている。そして、前記ロータリーエンコーダの出力により感光体ドラムの回転位相を検知して、ＤＣブラシレスモータを空回転させる、あるいは通常の回転速度より、高速回転又は低速回転させて、感光体ドラムの位相を調整している。
特開平９−１４６３２９号公報

しかしながら、上記従来例では、感光体ドラムの回転位相を検知し、感光体ドラムの位相を調整するための機構を必要としている。その為、複雑な駆動制御装置が必要となり、必ずしも安価で色ずれの小さい画像形成装置を提供するものではなかった。

本発明は上記したような事情に鑑みてなされたものであり、像担持体の回転位相調整機構を設けることなく、画像ひずみや色ずれの小さい画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明にあっては、
複数の像担持体に形成された静電潜像を現像してそれぞれ得られた現像剤像を複数の転写位置で、搬送されている転写材に順次転写する画像形成装置の駆動伝達装置において、
駆動源から複数の像担持体に駆動力を分岐させて伝達する分岐ギアと、
前記駆動源と前記分岐ギアとの間に少なくとも１つ設けられ、前記複数の転写位置のうち隣り合う転写位置間の距離を前記転写材が搬送される間に整数回の回転を行う駆動ギア
と、
備えることを特徴とする。

本発明によれば、像担持体の回転位相調整機構を設けることなく、画像ひずみや色ずれの小さい画像形成装置を提供することが可能となる。

以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。

本発明の実施例１に係る画像形成装置について、図面を参照して具体的に説明する。

図１は、本実施例に係る画像形成装置の駆動伝達装置としてのギア列を示す概略図である。図２は、本実施例に係る画像形成装置の一例として、４色すなわち、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの画像形成手段を備えた電子写真方式のカラー画像形成装置の全体の構成を示す概略断面図である。図３は、図２に示すギア列を構成するギアの歯数を示す図である。図６は、本実施例の駆動ギアとしてのピニオンギア４１の回転速度変動、及び、多色トナー像（現像剤像）の同一位置に転写する場合の感光体ドラム２２Ｙ、２２Ｍの転写時刻の一例を示した図である。

以下、図２を用いて、本実施例の画像形成装置における、画像形成部の画像形成動作を説明する。

画像形成装置は、図２に示す画像形成部と図示しない画像処理部から構成される。画像形成装置は、まず、画像処理部が変換した露光時間に基づいて点灯させる露光光により静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を記録材１１へ転写し、その記録材１１上の多色トナー像を定着させる。

画像形成部は給送部２１、像担持体としての感光体ドラム２２、注入帯電器２３、スキャナ部２４、トナーカートリッジ２５、現像手段としての現像器２６、転写材としての中間転写体２７、転写ローラ２８および定着部３０によって構成されている。ここで、感光体ドラム２２、注入帯電器２３、スキャナ部２４、トナーカートリッジ２５、現像器２６においては、４色すなわち、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの画像形成手段に対応してそれぞれ設けられている。

感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋは、図示しない駆動源としてのモータから駆動伝達を受けて回転駆動するもので、モータは感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋを画像形成動作に応じて図２において反時計周り方向に回転させる。その感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの周囲には、感光体を帯電させるための注入帯電器２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋ、及び、現像を行う現像器２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋが備えられている。

画像形成に際しては、回転する感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋが注入帯電器２３Ｙ，２３Ｍ，２３Ｃ，２３Ｋによって帯電された後に、感光体ドラム表面にスキャナ部２４Ｙ，２４Ｍ，２４Ｃ，２４Ｋから選択的に露光されて静電潜像が形成される。
そして、その潜像が現像器２６Ｙ，２６Ｍ，２６Ｃ，２６Ｋによってトナー現像されることで可視画像化される。

そして、その単色トナー像は、感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの回転に伴って図２において時計回り方向に回転している中間転写体２７にそれぞれの転写位置Ｎ（ＮＹ，ＮＭ，ＮＣ，ＮＫ）で重ね合わされて順次転写される。その後、中間転写体２７に転写ローラ２８が接触して記録材１１が狭持搬送され、記録材１１に中間転写体２７上の多色トナー像が転写される。

さらに、多色トナー像を保持した記録材１１は、定着部３０にて熱及び圧力を加えられ、トナー像が記録材表面に定着される。トナー像定着後の記録材１１は、その後、図示しない排出ローラによって図示しない排出トレイに排出される。中間転写体２７上に残ったトナーは、クリーニング手段２９によってクリーニングされ、クリーニングされたトナーは、クリーナ容器に蓄えられる。

本実施例では、４個の感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの駆動を１個の駆動源であるモータによって行うようにしている。モータから感光体ドラム２２へは、図１に示すようなギア列によって駆動力を伝達するように構成している。

すなわち、モータの回転軸に固着されたピニオンギア４１から、駆動力が隣の噛合う分岐ギアとしてのギア４２へと伝えられ、ギア４２は段ギア４３ａ，４３ｂの大ギア部４３ａ１，４３ｂ１へと駆動を分岐して伝える。

一方、段ギア４３ａの小ギア部４３ａ２は、ドラムギア４４Ｙ，４４Ｍと噛合して駆動を伝え、同様に、段ギア４３ｂの小ギア部４３ｂ２は、ドラムギア４４Ｃ，４４Ｋと噛合して駆動を伝える。ドラムギア４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋは、感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの回転軸の一方側端部に各々固着されている。このため、ドラムギア４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋに駆動が伝わることで、感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋが駆動回転する。

図３は、図１で示したギア列を構成するギアの各々の歯数を示したものである。

ピニオンギア４１の歯数は２０歯、ギア４２の歯数は１２０歯、段ギア４３ａ，４３ｂの大ギア部４３ａ１，４３ｂ１の歯数は１２０歯、段ギア４３ａ，４３ｂの小ギア部４３ａ２，４３ｂ２の歯数は２８歯である。また、ドラムギア４４Ｙ，４４Ｍ，４４Ｃ，４４Ｋの歯数は１１３歯である。

以下に、感光体ドラム２２の回転と前記ギア列の回転について説明する。ここでは、感光体ドラム２２Ｙへの駆動伝達を例示して説明するが、ギア列からその他の感光体ドラム２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋへの駆動伝達も同様に行われる。

本実施例の画像形成装置では、転写位置間の搬送方向の距離Ｌだけ中間転写体２７が移動する間に、ピニオンギア４１が略整数回の回転を行うようにギア比を決めている。本実施例では、図２に示すように、転写位置ＮＹ，ＮＭ間の距離、転写位置ＮＭ，ＮＣ間の距離、及び、転写位置ＮＣ，ＮＫ間の距離はそれぞれＬ（ｍｍ）となっている。

ここで、転写位置間の距離をＬ（ｍｍ）、感光体ドラム２２の回転周波数をｆ（ｒｐｍ）、中間転写体２７の速度をｖ（ｍｍ／ｓ）、ピニオンギア４１とドラムギア４４Ｙの回転速度の比（ギア比）をρとする。このとき、ピニオンギア４１がｎ回転する場合には、ｎ／（ρ×（ｆ／６０））＝Ｌ／ｖ
となる。

また、ピニオンギア４１、ギア４２、段ギア４３ａの大ギア部４３ａ１、段ギア４３ａの小ギア部４３ａ２、ドラムギア４４Ｙの各々の歯数を、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３、Ｚ４、Ｚ５とすると、ギア比ρは、
ρ＝（Ｚ２／Ｚ１）×（Ｚ３／Ｚ２）×（Ｚ５／Ｚ４）
となる。

本実施例の場合は、転写位置間の距離Ｌが７０ｍｍ、感光体ドラム２２の回転周波数が３４．１９ｒｐｍ、中間転写体２７の速度が４６ｍｍ／ｓとしている。したがって、ピニオンギア４１がｎ回転する場合のギア比ρは、
ρ＝ｎ×ｖ／（Ｌ×（ｆ／６０））＝ｎ×４６／（７０×（３４．１９／６０））＝１．１５３２×ｎ
となる。

また、各ギアの歯数Ｚ１〜Ｚ５は、図３に示すように、それぞれ、２０歯、１２０歯、１２０歯、２８歯、１１３歯であるので、ギア比ρは、
ρ＝（１２０／２０）×（１２０／１２０）×（１１３／２８）＝２４．２１４３
となる。

以上のことからｎについて求めると、
１．１５３２×ｎ＝２４．２１４３
から、ｎ＝２１．０となり、中間転写体２７が転写位置間の距離Ｌである７０ｍｍ移動する間に、ピニオンギア４１が略２１回転することになる。

以上説明したようにギア列を構成することによって、モータやピニオンギア４１に回転軸の偏芯等により回転速度変動が発生したとしても、各転写位置で中間転写体２７にトナー像を転写する時の各感光体ドラム２２の回転速度変動を同じとすることができる。これにより、中間転写体上の色ずれをキャンセルすることができる。

これを、図６を用いてさらに説明する。

図６は、ピニオンギア４１の回転速度変動、及び、感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍの各転写時刻を示した図である。ここで転写時刻は、中間転写体２７の同一位置に各単色トナー像を転写する場合の時刻を一例として示したものである。

感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍの各転写時刻の間に、中間転写体２７が転写位置間の距離Ｌである７０ｍｍ移動しており、このとき、ピニオンギア４１は上述したように整数回回転していることになる。

ピニオンギア４１の回転速度変動は、ピニオンギア４１の回転周期と同一周期で起こるため、図６で示すように、各々の転写時刻において、ピニオンギア４１の回転速度変動は略同じとなる。さらに、ピニオンギア４１に間接的に接続されている感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍの回転速度変動も転写時において略同じとなることにより、重ね合わされたトナー像のずれが小さくなる。感光体ドラム２２Ｃ，２２Ｋについても同様であるため、結果として４色間の色ずれが抑えられることとなる。

以上のように、本実施例では、転写位置間の距離Ｌだけ中間転写体２７が移動する間に、モータから複数の感光体ドラム２２に駆動力を分岐して伝達させているギア４２よりモータ側で噛合しているピニオンギア４１が整数回回転するように構成されている。

これにより、モータやピニオンギア４１に回転軸の偏芯等により回転速度変動が発生した場合であっても、各転写位置における感光体ドラム２２の回転速度変動が略同一に生じるため、各色の色ずれ発生周期の位相を揃えることができる。したがって、中間転写体２７上に生じる画像の画像ひずみや色ずれを低減することができ、高品質な画像を得ることが可能となる。

なお、本実施例においては、転写材として中間転写体２７を備えた構成について説明したが、画像形成装置においては必ずしも中間転写体２７を備える必要はない。感光体ドラム２２から直接記録材にトナー像を転写する構成のように中間転写体が無い構成の場合、転写材としての記録材が転写位置間の距離Ｌを搬送される間にピニオンギア４１が整数回回転するようにギア列を構成すればよい。すなわち、転写位置間の距離Ｌが７０ｍｍ、感光体ドラム２２の回転周波数が３４．１９ｒｐｍ、記録材の搬送速度が４６ｍｍ／ｓである場合に、上記のようにギア列を構成すれば、ピニオンギア４１が略２１回転することで、色ずれを小さくすることができる。

また、本実施例は、感光体ドラム表面上のレーザ光の露光位置が規定の位置よりずれた場合においても、露光位置のずれの影響を小さくし、色ずれの小さい高品質な画像を得ることができるという利点がある。

露光位置がずれた影響を受ける構成として、例えば、感光体ドラム２２が露光位置から転写位置まで回転する間に、駆動源から感光体ドラム２２に駆動伝達させるギア列の各ギアが整数回転する構成がある。露光位置がずれていない場合、本実施例の構成により色ずれの小さい画像を得ることができる。しかし、露光位置がずれた場合には、該ギアが所望の時間に整数回転しないため、露光位置がずれていない場合に比べて色ずれが大きくなる。このような場合に適用されても、本実施例は色ずれ低減に有効である。

以下に、本発明の実施例２について説明する。

本実施例に係る画像形成装置の構成は、感光体ドラム２２に駆動伝達するギア列を除き、上述した実施例１と同様である。このため本実施例においては、実施例１に対して異なる構成部分について述べることとし、実施例１と同様の構成部分については、その説明を省略する。

本実施例では、４個の感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの駆動を２個のモータによって行うようにしている。

図４は、本実施例に係る画像形成装置のギア列を示す概略図である。

本実施例においては、モータから感光体ドラム２２へは、図４に示すようなギア列によって駆動力を伝達するように構成している。すなわち、第一のモータの回転軸に固着された駆動ギアとしてのピニオンギア５１ａから、隣の噛合う分岐ギアとしての段ギア５２ａの大ギア部５２ａ１へと駆動力が伝えられる。さらに、段ギア５２ａの小ギア部５２ａ２は、ドラムギア５３Ｙ，５３Ｍと噛合して駆動を分岐して伝える。

同様に、第二のモータの回転軸に固着された駆動ギアとしてのピニオンギア５１ｂから分岐ギアとしての段ギア５２ｂの大ギア部５２ｂ１へと駆動力が伝えられ、段ギア５２ｂの小ギア部５２ｂ２は、ドラムギア５３Ｃ，５３Ｋと噛合して駆動を伝える。本実施例においては、ピニオンギア５１ａ，５１ｂは、複数設けられたモータにそれぞれ対応するよ
うに設けられ、複数のモータからそれぞれ独立して駆動力が伝達される。

ドラムギア５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋは、感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの回転軸の一方側端部に各々固着されている。このため、ドラムギア５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋに駆動が伝わることで、感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋが駆動回転する。

図５は、図４に示すギア列を構成するギアの歯数を示す図である。

ピニオンギア５１ａ，５１ｂの歯数は２０歯、段ギア５２ａ，５２ｂの大ギア部５２ａ１，５２ｂ１の歯数は１２０歯、段ギア５２ａ，５２ｂの小ギア部５２ａ２，５２ｂ２の歯数は２８歯、ドラムギア５３Ｙ，５３Ｍ，５３Ｃ，５３Ｋの歯数は１１３歯である。

本実施例の画像形成装置では、上述した実施例１と同様に、転写位置間の距離Ｌだけ中間転写体２７が移動する間に、ピニオンギア５１ａ，５１ｂが略整数回の回転を行うようにギア比を決めている。

本実施例における転写位置間の距離Ｌ、感光体ドラム２２の回転周波数、記録材の搬送速度は、実施例１と同じである。また、ピニオンギア５１ａとドラムギア５３Ｙのギア比をρとすると、
ρ＝（１２０／２０）×（１１３／２８）＝２４．２１４３
となり、実施例１におけるギア比ρと同じである。よって、中間転写体２７が転写位置間の距離Ｌである７０ｍｍ移動する間に、ピニオンギア５１ａは略２１回回転することになる。ピニオンギア５１ｂについても同様である。

本実施例において適用されるピニオンギア５１ａ，５１ｂは、同一型成形もしくは、同時一体加工により形成された同一形状のギアである。このようなギアを使用することにより、ピニオンギア５１ａ，５１ｂから発生する回転速度変動の振幅が略同じとなる。

さらに、ピニオンギア５１ａ，５１ｂの回転速度変動の位相が一致するように、ピニオンギア５１ａ，５１ｂの位置をギア列の組み立て時に調整することで、同一時刻におけるピニオンギア５１ａ，５１ｂの回転速度変動を同じとすることができる。このようにピニオンギア５１ａ，５１ｂを調整することによって、ピニオンギア５１ａ，５１ｂに回転速度変動が生じた場合において、感光体ドラム２２Ｙ，２２Ｍ，２２Ｃ，２２Ｋの転写時の回転速度変動が一致するようになる。

以上説明したようにギア列を構成することによって、本実施例においても、ピニオンギア５１ａ，５１ｂに回転速度変動が発生したとしても、各転写位置で中間転写体２７にトナー像を転写する時の感光体ドラム２２の回転速度変動を同じとすることができる。これにより、各色の色ずれ発生周期の位相を揃えることができ、中間転写体２７上に生じる画像の画像ひずみや色ずれを低減することができ、高品質な画像を得ることが可能となる。

本発明の実施例１に係る画像形成装置のギア列の構成を示す図である。 本発明の実施例１に係る画像形成装置の構成を示す図である。 本発明の実施例１におけるギア列を構成するギアの歯数を示す図である。 本発明の実施例２に係る画像形成装置のギア列の構成を示す図である。 本発明の実施例２におけるギア列を構成するギアの歯数を示す図である。 本発明の実施例１におけるピニオンギアの回転速度変動及び感光体ドラムの各転写時刻の例を示す図である。

符号の説明

２２ 感光体ドラム
２６ 現像器
２７ 中間転写体
２８ 転写ローラ
４１，５１ ピニオンギア
４２ ギア
４３，５２ 段ギア
４４，５３ ドラムギア
Ｎ 転写位置

Claims (6)

1. 複数の像担持体に形成された静電潜像を現像してそれぞれ得られた現像剤像を複数の転写位置で、搬送されている転写材に順次転写する画像形成装置の駆動伝達装置において、
   駆動源から複数の像担持体に駆動力を分岐させて伝達する分岐ギアと、
   前記駆動源と前記分岐ギアとの間に少なくとも１つ設けられ、前記複数の転写位置のうち隣り合う転写位置間の距離を前記転写材が搬送される間に整数回の回転を行う駆動ギアと、
   を備えることを特徴とする画像形成装置の駆動伝達装置。
2. 前記分岐ギアは複数設けられ、
   前記駆動ギアは、駆動源と複数の前記分岐ギアとの間にそれぞれ少なくとも１つずつ設けられていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置の駆動伝達装置。
3. 駆動源と複数の前記分岐ギアとの間にそれぞれ少なくとも１つずつ設けられた前記駆動ギアは、同一形状のギアであることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置の駆動伝達装置。
4. 複数の像担持体と、
   前記複数の像担持体を回転駆動する駆動源と、
   請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置の駆動伝達装置と、
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
5. 前記駆動源は複数設けられており、複数の前記駆動源にそれぞれ対応して複数の前記分岐ギアが設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記駆動源と複数の前記分岐ギアとの間にそれぞれ少なくとも１つずつ設けられた同一形状をなす前記駆動ギアは、それぞれ回転速度変動の位相が一致するように設けられていることを特徴とする請求項４又は５に記載の画像形成装置。

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