JP2014016463A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ドラムギア及びモータギアの偏摩耗による回転ムラの増大を回避すると共に、回転ムラを補正制御する。
【解決手段】感光ドラム１を固定するドラム軸２９と、ドラム軸に固定されたドラムギア２２と、感光ドラムを回転駆動するドラムモータ２６と、ドラムギアと噛み合わされドラムモータの出力軸に固定されたモータギア２４と、ドラムギアの位相を検知するドラムギアセンサ２７と、モータギアの位相を検知するモータギアセンサ２８と、ドラムギアとモータギアの位相差と感光ドラムの回転ムラのデータとを対応付けて記憶するメモリ３０と、ドラムモータの回転を制御する制御回路３２を備え、ドラムギアとモータギアの互いの歯数の比は整数倍ではなく、制御回路は、ドラムギアとモータギアの検知された位相差に対応する感光ドラムの回転ムラのデータに基づいてドラムモータの回転を制御する。
【選択図】図２

Description

本発明は、像担持体上に形成された画像を記録材に転写する画像形成装置に関する。

画像形成装置の中には、各画像形成ユニットで形成されたイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー像を中間転写ベルト上に重畳して転写した後、中間転写ベルト上のトナー像を記録材に転写してカラー画像を得る画像形成装置が知られている。このような画像形成装置では、中間転写ベルトの移動方向に沿って、４つの画像形成ユニットが順次配置されている。各画像形成ユニットには、潜像を担持する感光ドラム、感光ドラム上の潜像をトナーで現像する現像装置、感光ドラム上のトナー像を中間転写ベルトに転写する一次転写ローラ等が配置されている。そして、各画像形成ユニットの感光ドラム上に形成されたトナー像は、中間転写ベルト上に重畳して転写され、その後、中間転写ベルト上のトナー像は記録材に転写される。

カラー画像形成装置においては、異なる画像形成ユニットで形成された画像の印刷時の色ずれをなくすレジストレーションという課題がある。即ち、中間転写ベルトから記録材に転写される４色のトナー像の画像形成位置のずれは、色ずれ又は色相の変化として現れる。この「ずれ」を防ぐには、例えば、各画像形成ユニットの感光ドラムの回転速度を合わせる対策や、中間転写ベルトの移動速度を一定に保つ等の対策が必要である。そのため、従来、感光ドラムや中間転写ベルトを駆動するローラの駆動用モータにエンコーダを直結させ、ＰＬＬ制御によりモータの回転速度を一定に保つように制御することにより、上述の対策を実現しようとしている。ところが、駆動用モータの駆動を伝達する減速歯車列の偏心成分、あるいは歯車列の歯の噛み合い誤差等により、感光ドラム等の駆動用モータにより駆動される部材に速度変動が生じてしまう。この速度変動は、感光ドラムが回転する速度変動となり、露光装置による感光ドラム上への潜像形成時に、潜像の書込み位置の位置ずれを生じさせる。この位置ずれは、４つの画像形成ユニットの感光ドラムの駆動用モータによって様相を異にし、４つの感光ドラムの回転速度を全て一定速度に合わせるのは、前述の対策では実現させることが難しい。また、１つの画像形成ユニットを用いる単色の画像形成装置においても、感光ドラムを駆動する歯車列の偏心や噛み合い誤差による同様の位置ずれによって、潜像が伸縮する課題がある。

例えば、特許文献１では、感光ドラムを整数比の歯数の減速歯車列を介して駆動するステッピングモータの回転を、回転変動を補正するパルス列パターンに基づいて制御する構成が提案されている。特許文献１では、感光ドラムの１回転を周期として発生する歯車の偏心や噛み合い誤差による回転変動を打ち消すためのモータ駆動パルスを発生させる制御パターンを予めメモリに記憶させておく。そして、制御装置は、モータ駆動パルスの発生パターンに基づいて、モータの回転を制御するパルスを発生させることにより感光ドラムを回転させ、その結果、感光ドラムの回転変動が抑えられ画像ずれを防ぐことができる。

特開昭６３−７５７５９号公報

ところが、特許文献１に示す画像形成装置では、モータが駆動する出力軸のモータギアと感光ドラムを駆動する軸のドラムギアの歯数が整数倍なので、歯数が多い方のギアの任意の歯は、常に歯数が少ない方のギアの特定の歯と噛み合うことになる。その結果、同じ歯の噛み合わせが繰り返されることにより、ギアの特定の歯の偏摩耗が発生し、回転ムラを増幅してしまうという課題が生じる。更に、この課題は、互いのギアの歯数を素にする（互いの歯数を最大公約数が１となる歯数にする）ことにより解決できるが、感光ドラムが１回転する毎にモータの回転ムラの位相が移動してしまう。そのため、各画像形成ユニットのモータの回転ムラの位相の同期をとることができないという課題がある。

本発明はこのような状況のもとでなされたもので、ドラムギア及びモータギアの偏摩耗による回転ムラの増大を回避すると共に、回転ムラを補正制御することを目的とする。

前述した課題を解決するため、本発明では次のとおりに構成する。

（１）感光ドラムを回転可能に固定するドラム軸と、前記ドラム軸上に固定されたドラムギアと、前記感光ドラムの回転駆動を行うモータと、前記ドラムギアと噛み合わされ、前記モータの出力軸上に固定されたモータギアと、前記ドラムギアの位相を検知する第１の検知手段と、前記モータギアの位相を検知する第２の検知手段と、前記ドラムギアと前記モータギアの位相差と前記感光ドラムの回転ムラのデータとを対応付けて記憶する記憶手段と、前記モータの回転を制御する制御手段と、を備え、前記ドラムギアと前記モータギアは、互いの歯数の整数倍ではない歯数の歯を有し、前記制御手段は、前記第１の検知手段及び前記第２の検知手段により検知された位相差に対応する前記記憶手段に記憶された前記感光ドラムの回転ムラのデータに基づいて、前記モータの回転を制御することを特徴とする画像形成装置。

本発明によれば、ドラムギア及びモータギアの偏摩耗による回転ムラの増大を回避すると共に、回転ムラを補正制御することができる。

実施例１〜３の画像形成装置の画像形成部の概略構成を示す図 実施例１の感光ドラム駆動装置の構成図 実施例１〜３のフォトインタラプタの断面図、及び感光ドラム駆動装置の制御ブロック図 実施例１〜３のモータ回転速度補正テーブルを作成する制御シーケンスを示すフローチャート、及びモータ回転速度の補正制御を行う制御シーケンスを示すフローチャート 実施例１の感光ドラムの回転ムラの制御を説明するためのタイミングチャート 実施例２の感光ドラム駆動装置の構成図 実施例３のエンコーダを取り付けた感光ドラム駆動装置の構成図、及びエンコーダを取り外した感光ドラム駆動装置の構成図

以下に、図面を参照して本発明の実施形態について詳細に説明する。

［画像形成装置の概要］
図１は、本実施例のカラー画像形成装置の画像形成部を示した図である。図１において、中間転写ベルト９の移動方向上流からイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の画像形成ユニットが配置されている。なお、画像形成ユニットの並び方は、これに限定されるものではない。また、図１において、符号の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、トナー色を示す。各画像形成部の構成は同一なので、以下の説明では、特に必要のない場合には、符号の添え字Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを省略する。各画像形成ユニットでは、矢印の方向に回転する像担持体である感光ドラム１は、帯電装置２で一様に帯電された後、露光装置３により潜像が形成される。そして、感光ドラム１上の潜像は、現像装置４により現像され、トナー像が形成される。各画像形成ユニットで形成されたトナー像は、一次転写ローラ１０によりイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの順に、中間転写ベルト９上に重畳して転写される。中間転写ベルト９は、ベルト駆動ローラ１１に駆動され、ベルト従動ローラ１２、１３により懸架されている。

一方、不図示の給紙手段により給紙された記録材Ｐは、中間転写ベルト９と二次転写ローラ５に挟持搬送されると共に、二次転写ローラ５により中間転写ベルト９上の像が転写される。その後、記録材Ｐ上のトナー像は、不図示の定着装置による加熱、加圧によって記録材Ｐに定着される。一方、中間転写ベルト９上に転写されず、感光ドラム１上の残留したトナーは、クリーニングブレード７により除去される。

［感光ドラム駆動装置の概要］
図２は、本実施例の感光ドラムの駆動装置を示した図である。図２において、画像形成装置の各画像形成ユニットが備える感光ドラム１は、ドラム軸上に回転可能に支持され、ドラム軸２９はドラムギア２２と連結され、ドラムギア２２が回転するとドラム軸２９及び感光ドラム１も同一回転する。感光ドラム１を駆動させるドラムモータ２６の回転軸上（出力軸上）には、モータギア２４が固定され、ドラムモータ２６の回転軸が１回転するとモータギア２４も１回転する。そして、モータギア２４とドラムギア２２は直接噛み合わされ、ドラムモータ２６の回転を減速して感光ドラム１を支持するドラム軸２９に伝達し、感光ドラム１を回転駆動する減速歯車列を構成している。ドラムギア２２及びモータギア２４のモジュール（ギアのピッチ円の直径（単位：ｍｍ）を歯数で除した値）は１である。ドラムギア２２の所定の位置には、ドラムギア２２の回転を検知するための検知片２３が設けられている。同様に、モータギア２４の所定の位置にも、モータギア２４の回転を検知するための検知片２５が設けられている。そして、ドラムギア２２の回転位相を検知するドラムギアセンサ２７、モータギア２４の回転位相を検知するモータギアセンサ２８は、それぞれ検知片２３、検知片２５を検知すると、後述する制御回路３２に検知信号を出力する。また、感光ドラム１を支持するドラム軸２９には、ドラム軸２９の回転速度を測定するエンコーダ３１が設けられている。

［フォトインタラプタの概要］
図３（ａ）は、検知片２３、２５を検知するために、ドラムギアセンサ２７（第１の検知手段）、モータギアセンサ２８（第２の検知手段）に使用されるフォトインタラプタの構造を示す断面図である。フォトインタラプタのケース４１には、発光素子である赤外ＬＥＤ４２と受光素子であるフォトトランジスタ４３が内蔵されている。赤外ＬＥＤ４２とフォトトランジスタ４３の間に、検知片２３、２５のような遮光体４６がない場合に、赤外ＬＥＤに電流を流すと発光し、発光された赤外光はスリット４４、４５を通過してフォトトランジスタ４３に到達し、フォトトランジスタ４３に電流が流れる。逆に、赤外ＬＥＤ４２とフォトトランジスタ４３の間に遮光体４６がある場合には、赤外ＬＥＤに電流を流して発光させても、遮光体４６により赤外光が遮られるため、フォトトランジスタ４３は赤外光を受光できず、その結果、赤外ＬＥＤには電流が流れない。即ち、フォトインタラプタは、フォトトランジスタ４３に流れる電流を検知することにより、遮光体４６の有無を検知することができる。

ドラムギアセンサ２７及びモータギアセンサ２８に必要な検知位置精度は、ドラムギア２２とモータギア２４の歯の噛み合わせを検知できる精度、即ち１歯分であり、例えば、本実施例では±０．５ｍｍ程度である。本実施例のフォトインタラプタの検知位置精度は±０．０１ｍｍ程度なので、十分な検知位置精度を有している。本実施例のドラムギア２２の歯数は６３、モータギア２４の歯数は２２であり、ドラムギア２２とモータギア２４の歯数は互いに素であるが、ギアの歯数は、互いに素の関係となる歯数であればよく、所定の歯数に限定されるものではない。そして、この歯数を持つギア構成の場合、ある時間における検知片２３と検知片２５の位相差は、互いのギアの歯数の最小公倍数だけ噛み合わせが進んだとき、即ちドラムギア２２が２２回転、又はモータギア２４が６３回転したときに同じ位相差になる。

［感光ドラム駆動装置の制御］
図３（ｂ）は、感光ドラムの駆動装置の回転制御に関係する装置をブロック図で表した図である。エンコーダ３１は、ドラム軸２９の回転速度を測定することにより、感光ドラム１の回転速度を測定し、測定されたデータを制御回路３２に出力する。また、前述したように、ドラムギアセンサ２７、モータギアセンサ２８は、それぞれ検知片２３、検知片２５を検知すると、検知信号を制御回路３２に出力する。制御回路３２は、エンコーダ３１により測定された感光ドラム１の回転速度、ドラムギアセンサ２７、モータギアセンサ２８からの検知信号に基づいて、ドラムモータ２６の回転速度を制御したり、タイマ機能により時間計測を行ったりする。また、制御回路３２に内蔵された記憶手段であるメモリ３０は、感光ドラム１の駆動を制御するプログラムやデータを格納したＲＯＭと、制御回路３２が実行する制御プログラムが一時的に情報を保存するために使用するＲＡＭから構成されている。

［モータ回転速度補正テーブルの作成］
モータ回転速度補正テーブルの作成について、図４（ａ）を用いて説明する。図４（ａ）は、ドラムモータ２６のモータ回転速度を補正するためのデータを格納したモータ回転速度補正テーブルを作成する制御シーケンスを示したフローチャートである。図４（ａ）に示す処理は、制御回路３２のメモリ３０のＲＯＭに格納された制御プログラムに基づいて、制御回路３２により実行される。なお、モータ回転速度補正テーブルの作成は、画像形成装置の工場出荷時の他に、画像形成装置の電源投入時や画像形成動作を開始する前、部品交換時等に行われる。

まず、ステップ１０１（以下、Ｓ１０１のように記す）では、制御回路３２は、ドラムモータ２６に駆動開始を指示する制御信号を送出し、ドラムモータ２６は回転を開始する。Ｓ１０２では、制御回路３２は、感光ドラム１の回転速度と同じであるドラム軸２９の回転速度を測定するために、ドラム軸回転速度の測定を開始するよう、エンコーダ３１に制御指示を行う。Ｓ１０３では、制御回路３２は、ドラムギアセンサ２７においてドラムギア２２に設けられた検知片２３が検知されたかどうかを判断する。制御回路３２は、ドラムギアセンサ２７からの検知信号が入力された場合には、検知片２３が検知されたと判断してＳ１０４に進み、検知信号が入力されない場合には、Ｓ１０３の処理を繰り返す。

Ｓ１０４では、制御回路３２は、ドラムギアセンサ２７が検知片２３を検知してから、モータギアセンサ２８がモータギア２４に設けられた検知片２５を検知するまでの位相差（時間差）を測定するために、タイマをリセットし、スタートさせる。Ｓ１０５では、制御回路３２は、モータギアセンサ２８においてモータギア２４に設けられた検知片２５が検知されたかどうかを判断する。制御回路３２は、モータギアセンサ２８からの検知信号が入力された場合には、検知片２５が検知されたと判断してＳ１０６に進み、検知信号が入力されない場合には、Ｓ１０５の処理を繰り返す。

Ｓ１０６では、制御回路３２は、タイマを停止させて、タイマ値を読み出し、位相差（時間差）データとして、読み出したタイマ値をモータ回転速度補正テーブルに書き込む。Ｓ１０７では、制御回路３２は、所定の時間毎に、エンコーダ３１からドラム軸２９の回転速度データを読み出し、回転ムラがない場合のドラム軸２９の回転速度（設計上の回転速度）との差分を算出する。制御回路３２は、算出された差分データをドラム軸２９の回転ムラである感光ドラム１の回転ムラを補正するデータとして、Ｓ１０６での位相差（時間差）データと対応付けて、時系列にモータ回転速度補正テーブルに書き込む。なお、回転ムラを補正するデータは、設計上の回転速度との差分データであってもよいし、今回の測定データと前回の測定データにおける設計上の回転速度との差分における差分の変化データであってもよい。また、エンコーダ３１から読み出した回転速度データをそのままモータ回転速度補正テーブルに保存し、後述するドラムモータ２６の回転制御時に、回転ムラを補正するデータを算出方法でもよい。Ｓ１０８では、制御回路３２は、ドラムギアセンサ２７において検知片２３が検知されたかどうかを判断する。制御回路３２は、ドラムギアセンサ２７からの検知信号が入力された場合には、検知片２３が検知されたと判断してＳ１０９に進み、検知信号が入力されない場合には、Ｓ１０７の処理を繰り返す。Ｓ１０９では、制御回路３２は、ドラムギアセンサ２７による検知片２３の検知が、Ｓ１０３における１回目の検知から数えて２３回目かどうかを判断し、２３回目でなければＳ１０４の処理に戻り、２３回目であればＳ１１０に進む。Ｓ１１０では、制御回路３２は、モータ回転速度補正テーブルをメモリ３０に保存し、モータ回転速度補正テーブルの作成処理を終了する。

［ドラムモータの回転速度の制御］
次に、ドラムモータ２６の回転速度の制御について、図４（ｂ）を用いて説明する。図４（ｂ）は、ドラムモータ２６のモータ回転速度を制御する制御シーケンスを示したフローチャートである。図４（ｂ）に示す処理は、制御回路３２のメモリ３０のＲＯＭに格納された制御プログラムに基づいて、制御回路３２により実行される。

まず、Ｓ２０１では、制御回路３２は、ドラムモータ２６に駆動開始を指示する制御信号を送出し、ドラムモータ２６は回転を開始する。Ｓ２０２では、制御回路３２は、ドラムギアセンサ２７において検知片２３が検知されたかどうかを判断する。制御回路３２は、ドラムギアセンサ２７からの検知信号が入力された場合には、検知片２３が検知されたと判断してＳ２０３に進み、検知信号が入力されない場合には、Ｓ２０２の処理を繰り返す。Ｓ２０３では、制御回路３２は、ドラムギアセンサ２７が検知片２３を検知してから、モータギアセンサ２８が検知片２５を検知するまでの位相差（時間差）を測定するために、タイマをリセットし、スタートさせる。Ｓ２０４では、制御回路３２は、モータギアセンサ２８において検知片２５が検知されたかどうかを判断する。制御回路３２は、モータギアセンサ２８からの検知信号が入力された場合には、検知片２５が検知されたと判断してＳ２０５に進み、検知信号が入力されない場合には、Ｓ２０４の処理を繰り返す。

Ｓ２０５では、制御回路３２は、タイマを停止させてタイマ値を読み出し、読み出したタイマ値と同じ値の位相差（時間差）データの補正データを見つけるために、メモリ３０に保存されたモータ回転速度補正テーブルを検索する。Ｓ２０６では、制御回路３２は、読み出したタイマ値と同じ値の位相差（時間差）データに対応付けて保存されたモータ回転速度補正テーブルの補正データに基づいて、ドラムモータ２６の回転速度制御を行う。なお、読み出したタイマ値と同じ値の位相差（時間差）データに対応付けて保存されたモータ回転速度補正テーブルの補正データは、ドラムギア２２の１回転分の補正データしか保存されていない。そのため、制御回路３２は、モータ回転速度補正テーブルにおいて後続する位相差（時間差）データに対応付けられた補正データに基づいて、ドラムモータ２６の回転速度制御を継続して行う。また、モータ回転速度補正テーブルには、ドラムギア２２の２２回転分の補正データしか保存されていない。そのため、制御回路３２は、モータ回転速度補正テーブルの最後のデータを読み出すと、最初に戻って、補正データを読み出すように、補正データの読み出し処理を行う。

［感光ドラムの回転ムラの制御］
次に、感光ドラム１の回転ムラの制御について、タイミングチャートを用いて詳細に説明する。図５は、ドラムギアセンサ２７の検知信号、モータギアセンサ２８の検知信号、感光ドラム１の回転ムラ、モータ回転速度補正テーブルの内容を模式的に示したタイミングチャートであり、図５の横軸は時間軸を示している。図５において、「ドラムギアセンサ検知信号」は、ドラムギアセンサ２７において検知片２３が検知されたときに出力される検知信号を示したタイミングチャートであり、１〜２２の数字で示したパルスは検知信号を示し、数字は出力される検知信号の順番を示す。同様に、「モータギアセンサ検知信号」は、モータギアセンサ２８において検知片２５が検知されたときに出力される検知信号を示したタイミングチャートである。モータギア２４の歯数（２２歯）はドラムギア２２の歯数（６６歯）に比べて約３分の１程度である。その結果、図５より、ドラムギア２２が１回転する間（ドラムギアセンサ２７の検知信号と次の検知信号との間の時間）に、モータギア２４は約３回転（モータギアセンサ２８の検知信号が約３回出力）していることが分かる。また、Δｔ１〜Δｔ２２は、ドラムギアセンサ２７から検知信号１〜２２が出力された後、ドラムギアセンサ２７からの各検知信号に対応して、モータギアセンサ２８からの最初の検知信号が出力されるまでの時間差（位相差）を示している。

「ドラム回転ムラ」は、エンコーダ３１で測定したドラム軸２９の回転速度、即ち感光ドラム１の回転速度と設計上の感光ドラム１の回転速度との差異（回転ムラ）を示したタイミングチャートである。「ドラム回転ムラ」の縦軸の「０」は、エンコーダ３１で測定した感光ドラム１の回転速度と設計上の感光ドラム１の回転速度とが等しいことを示している。また、タイミングチャートの上方向（＋）は、測定した感光ドラム１の回転速度が設計上の回転速度より速いことを示し、下方向（−）は、設計上の回転速度より遅いことを示している。

「モータ回転速度補正テーブル」は、感光ドラム１の回転ムラから算出したドラムモータ２６のモータ回転速度を補正するデータが格納されたモータ回転速度補正テーブルの内容を模式的に示したタイミングチャートである。「モータ回転速度補正テーブル」の縦軸の「０」は、エンコーダ３１で測定した感光ドラム１の回転速度と設計上の回転速度とが等しいことを示し、この場合には、制御回路３２によるドラムモータ２６の回転速度の補正が不要である。また、タイミングチャートの上方向（＋）は、測定した感光ドラム１の回転速度が設計上の回転速度より遅いことを示し、制御回路３２がドラムモータ２６を速く回転させる制御を行うことを示している。逆に、タイミングチャートの下方向（−）は、測定した感光ドラム１の回転速度が設計上の回転速度より速いので、制御回路３２がドラムモータ２６の回転を遅くするように制御することを示している。

本実施例では、ドラムギア２２が６３歯、モータギア２４が２２歯で互いに素である。従って、前述したように、ある時間における検知片２３と検知片２５の位相差は、互いのギアの歯数の最小公倍数だけ噛み合わせが進んだとき、即ちドラムギア２２が２２回転、又はモータギア２４が６３回転したときに同じ位相差になる。そこで、ドラムギアセンサ２７のｎ番目の検知信号と、その直後のモータギアセンサ２８の最初の検知信号のタイミングの差をΔｔｎと定義する。図５に示すように、ドラムギアセンサ２７の１回目の検知時のモータギアセンサ２８とのタイミング差Δｔ１は、２３回目の検知時のタイミング差Δｔ２３と同じ値となる。そして、ドラムギア２２の歯数とモータギア２４の歯数はたがいに素であるため、検知信号のタイミング差Δｔ１〜Δｔ２２は全て異なる値となる。図５では、Δｔ１＝０の場合のタイミングチャートを示しているが、それ以外の場合でも、検知信号のタイミング差Δｔ１〜Δｔ２２は全て異なる値となる。

モータ回転速度補正テーブルを作成する際に測定した検知信号のタイミング差Δｔと、ドラムモータ２６の駆動制御をする際に測定した検知信号のタイミング差Δｔが同じ場合は、ドラムギア２２とモータギア２４も同じ噛み合わせであり、回転ムラも同じになる。また、検知信号のタイミング差Δｔの測定時間が最大となるのは、図５の構成においては、Δｔ＝Δｔ２２のときである。即ち、Δｔ２２は、ドラムギアセンサ２７が最初の検知信号を出力した直後から測定が開始され、ドラムギア２２が２１回転して、ドラムギアセンサ２７が２２番目の検知信号を出力した後にモータギアセンサ２８が検知信号を出力するまでの時間である。従って、ドラムギアセンサ２７とモータギアセンサ２８の検知信号のタイミング差Δｔの値が分かれば、回転ムラの値も一義的に決定する。その結果、Δｔの値に基づいて、モータ回転速度補正テーブルのドラムモータ２６のモータ回転速度を補正するデータの適用位置を決定することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、ドラムギア及びモータギアの偏摩耗による回転ムラの増大を回避すると共に、回転ムラを補正制御することができる。本実施例では、ドラムギア及びモータギアの歯数を互いに素にすることにより、一方のギアのある歯は、他方のギアの全ての歯と噛み合うことになるので、ギアの歯の偏摩耗を防ぐことができる。更に、測定されたドラム軸の回転ムラ情報とドラムギア及びモータギアの位相差情報に基づいてモータの回転速度制御を行うことにより、感光ドラムの正味の回転ムラを低減することができる。その結果、各画像形成ユニットが有する感光ドラム間で、感光ドラムの回転周期の位相を同期させる必要がなくなる。本実施例では、画像形成ユニットが４つのカラー画像形成装置について説明を行ったが、画像形成ユニットが１つの単色の画像形成装置についても適用することができ、感光ドラムの回転ムラによる潜像の伸縮を低減することができる。また、本実施例では、モータの駆動を感光ドラムに伝達する伝達駆動機構として、モータギアとドラムギアから構成される減速歯車列を用いて説明した。モータギアとドラムギアとは歯数が素の関係となる１以上のギアを追加して、モータギアとドラムギアの間に噛み合わせた減速歯車列を有する伝達駆動機構の場合にも、図４のモータ回転速度補正テーブルに基づく制御により、上述した効果を奏することができる。

実施例１では、ドラムギアの歯数とモータギアの歯数が互いに素である場合の実施例について説明した。本実施例では、ドラムギアの歯数とモータギアの歯数が互いに素ではなく、かつ歯数の比が整数倍ではない実施例について説明する。

［感光ドラム駆動装置の概要］
図６は、本実施例の感光ドラムの駆動装置を示した図であり、実施例１の図２と同じ構成品については、同一の符号を付している。図６において、ドラムギア５１は、感光ドラム１のドラム軸２９に連結され、ドラムギア５１の所定の位置には、ドラムギア５１の回転を検知するための検知片５３が設けられている。また、ドラムモータ２６の回転軸（出力軸）にはモータギア５２が連結され、モータギア５２の所定の位置には、モータギア５２の回転を検知するための検知片５４が設けられている。モータギア５２とドラムギア５１は互いに噛み合わされており、ドラムモータ２６の回転を減速して感光ドラム１を支持するドラム軸２９に伝達する減速歯車列を構成している。なお、ドラムギアセンサ２７は検知片５３を、モータギアセンサ２８は検知片５４を検知する。その他の感光ドラムの駆動装置の構成は、実施例１の図２と同様であり、説明を省略する。

本実施例では、ドラムギア５１の歯数は６３、モータギア５２の歯数は２４であるが、ドラムギア５１とモータギア５２の歯数が互いに素ではなく、更に歯数の比率が整数倍でなければ、前述の歯数に限定されるものではない。このギアの歯数の構成の場合には、ある時間における検知片５３と検知片５４の位相差は、互いのギアの歯数の最小公倍数だけ噛み合わせが進んだとき、即ちドラムギア５１が８回転、又はモータギア５２が２１回転したときに同じ位相差になる。また、一方のギアの特定の歯は、他方のギアの歯数を互いの歯数の最大公約数である３で除したときの商の数の歯と噛み合う。即ち、ドラムギア５１のある特定の歯はモータギア５２の８個の歯と噛み合い、モータギア５２のある特定の歯はドラムギア５１の２１個の歯と噛み合う。

本実施例におけるモータ回転速度補正テーブルの作成、及びモータ回転速度補正テーブルに基づく制御回路３２のドラムモータ２６の回転制御は、実施例１で説明した図４のフローチャートに示されたシーケンスで実施されるので、ここでの説明を省略する。

以上説明したように、本実施例によれば、ドラムギア及びモータギアの偏摩耗による回転ムラの増大を回避すると共に、回転ムラを補正制御することができる。本実施例では、
モータギアの歯数とドラムギアの歯数が互いに素ではなく、更に歯数の比率が整数倍ではない。そのため、実施例１の場合と比べて、歯数が多い方のギアの任意の歯が、歯車が少ない方のギアの特定の歯と噛み合う回数が増加する。しかしながら、歯数の比率が整数倍の場合に比べると、その回数は少ないので、ドラムギア及びモータギアの偏摩耗を低減し回転ムラの増大を抑えると共に、実施例１と同様の制御により、感光ドラムの回転ムラを補正制御することができる。

また、本実施例は、実施例１と同様に、画像形成ユニットが１つの単色の画像形成装置についても適用することができ、感光ドラムの回転ムラによる潜像の伸縮を低減することができる。更に、実施例１と同様に、モータギアとドラムギアとは歯数の比率が整数倍ではないギアを、モータギアとドラムギアの間に噛み合わせた伝達駆動機構の場合にも、図４のモータ回転速度補正テーブルに基づく制御を行い、上述した効果を奏することができる。

実施例１、２では、感光ドラムの回転速度を測定するエンコーダは常に連結され、測定された感光ドラムの回転速度を制御回路に出力する。本実施例では、エンコーダはモータ回転速度補正テーブルを作成する際に連結され、テーブル作成後は取り外して運用される実施例について説明する。

［感光ドラム駆動装置の概要］
図７（ａ）は、本実施例の感光ドラムの駆動装置を示した図であり、実施例１の図２と同じ構成品については同一の符号を付している。上述したように、図７（ａ）では、図２と比べ、エンコーダ６２を取り外し可能とするため、カップリング６３を介してドラム軸６１に連結されている点が異なる。図７（ａ）において、他の構成品については、図２と同じであるため、以下での説明は省略する。また、感光ドラムの駆動装置の回転制御に関係する装置は実施例１の図３（ｂ）と同様であり、実施例１の図３（ｂ）の説明を援用することとして、ここでの説明は省略する。

図７（ａ）において、エンコーダ６２は、エンコーダ６２をドラム軸６１に連結するためのカップリング６３を介して、感光ドラム１のドラム軸６１に連結されている。また、画像形成装置の各画像形成ユニットが備える感光ドラム１は、ドラム軸６１上に回転可能に支持され、ドラム軸６１はドラムギア２２と連結されている。本実施例では、ドラムギア２２の歯数は６３、モータギア２４の歯数は２２であり、ドラムギア２２とモータギア２４の歯数は互いに素である。そして、図４（ａ）の制御シーケンスに従って、感光ドラム１の回転速度を測定する場合には、カップリング６３を介してエンコーダ６２をドラム軸６１に連結して回転速度の測定を行う。エンコーダ６２は、測定した感光ドラム１の回転速度データを制御回路３２に出力し、制御回路３２は、メモリ３０に設けられたモータ回転速度補正テーブルに測定データを保存する。感光ドラム１の回転速度データの測定が終了すると、カップリング６３の連結を解除して、エンコーダ６２はドラム軸６１から取り外される。その結果、本実施例の感光ドラムの駆動装置は、図７（ｂ）に示すように、エンコーダ６２とカップリング６３が設けられていない構成となる。そして、ドラムモータ２６の回転制御は、実施例１の図４（ｂ）に示されたフローチャートの制御シーケンスに従って実施される。

ところで、本実施例では、感光ドラム１の回転速度の測定が終了すると、エンコーダは取り外されるので、感光ドラム駆動装置が稼働しているときの感光ドラム１の回転ムラの変化を測定することはできない。また、ドラムギア２２とモータギア２４は互いに素であるため、歯面は偏り無く摩耗していき、回転ムラは、感光ドラム駆動装置の使用期間に伴って縮小していく。従って、制御回路３２は、感光ドラム駆動装置に使用されているドラムギア２２やモータギア２４の歯面の摩耗の経時変化・経年変化による回転ムラの変化を考慮して、モータ回転速度補正テーブルの回転ムラデータを補正する必要がある。例えば、エンコーダにより測定され、初期の回転ムラデータとしてモータ回転速度補正テーブルに保存された、ある時間ｔにおける感光ドラム１の回転速度の回転ムラが５ｍｍ（ミリメートル）／ｓ（秒）とする。そして、画像形成装置が装置寿命になるまで稼働したときに予測される感光ドラム１の回転速度の最小の回転ムラが３ｍｍ／ｓとすると、ある時間ｔにおけるモータ回転速度の補正値を、２つの回転ムラの平均値である４ｍｍ／ｓ（＝（５ｍｍ＋３ｍｍ）／２）とする。これにより、エンコーダを連結せずに画像形成装置を稼働させた場合においても、感光ドラムの回転ムラを補正制御することができる。

ところで、モータ回転の補正値をどのような値に設定するかにより、感光ドラムの回転ムラの補正制御を行ったときの回転ムラのブレ量も変化する。例えば、補正値を初期の回転速度の回転ムラと同じ５ｍｍ／ｓとした場合には、感光ドラム１のモータの回転ムラは、画像形成装置の稼働初期には０ｍｍ／ｓ（＝５ｍｍ／ｓ−５ｍｍ／ｓ）であり、装置寿命のときには２ｍｍ／ｓ（＝５ｍｍ／ｓ−３ｍｍ／ｓ）となる。その結果、画像形成装置の稼働初期と装置寿命時における回転ムラのブレ量は、最大２ｍｍ／ｓとなる。一方、補正値を、上述したように初期の回転ムラと装置寿命等により予測される最小の回転ムラの平均値である４ｍｍ／ｓとした場合には、感光ドラム１のモータの回転ムラは、画像形成装置の稼働初期には１ｍｍ／ｓ（＝５ｍｍ／ｓ−４ｍｍ／ｓ）である。そして、画像形成装置の装置寿命のときには１ｍｍ／ｓ（＝４ｍｍ／ｓ−３ｍｍ／ｓ）となり、画像形成装置の稼働初期と装置寿命時における回転ムラのブレ量は、最大１ｍｍ／ｓの回転ムラとなる。従って、補正値を初期の回転ムラと装置寿命等によって予測される最小の回転ムラとの平均値にした場合の方が、回転ムラのブレ量は小さくすることができる。

なお、補正値は、モータ回転速度補正テーブルに保存された初期の回転ムラデータと、装置寿命等によって予測される最小の回転ムラデータに基づいて、その都度算出してもよいし、予め補正値を算出しておいてモータ回転速度補正テーブルに保存しておいてもよい。

また、ドラムギア２２とモータギア２４の歯面は、画像形成装置が使用される期間に伴って摩耗していき、これに伴い、ドラムギアセンサ２７が検知片２３を検知してから、モータギアセンサ２８が検知片２５を検知するまでの位相差（時間差）も変化する。そのため、測定された位相差（時間差）は、モータ回転速度補正テーブルに保存された位相差（時間差）データと差異を生じることがある。しかし、生じる差異は、再度エンコーダを接続して測定が必要な大きな差異ではなく、例えば数％程度の誤差の範囲として考えられる差異である。従って、モータ回転速度補正テーブルに保存されたデータのうち、測定された位相差（時間差）に最も近い位相差（時間差）の回転ムラデータを用いて補正制御を行うことにより、感光ドラムの回転ムラを低減することができる。

以上説明したように、本実施例によれば、ドラムギア及びモータギアの偏摩耗による回転ムラの増大を回避すると共に、回転ムラを補正制御することができる。特に、エンコーダを接続せずに画像形成装置を稼働させる場合においても、モータ回転速度テーブルに保存された初期の回転ムラと、装置寿命等により予測される最小の回転ムラの平均値に基づいてモータの回転制御を行うことにより、回転ムラの低減が可能になる。その結果、カラー画像形成装置において、回転ムラの経時変化や経年変化による色ずれをより低減することができる。

また、本実施例は、実施例１、２と同様に、画像形成ユニットが１つの単色の画像形成装置についても適用することができ、感光ドラムの回転ムラによる潜像の伸縮を低減することができる。更に、実施例１、２と同様に、モータギアとドラムギアとは歯数の比率が整数倍ではないギアを、モータギアとドラムギアの間に噛み合わせた伝達駆動機構の場合にも、図４のモータ回転速度補正テーブルに基づく制御を行い、上述した効果を奏することができる。

１ ドラム
２２ ドラムギア
２４ モータギア
２６ ドラムモータ
２７ ドラムギアセンサ
２８ モータギアセンサ
２９ ドラム軸
３０ メモリ
３２ 制御回路

Claims (6)

1. 感光ドラムを回転可能に固定するドラム軸と、
   前記ドラム軸上に固定されたドラムギアと、
   前記感光ドラムの回転駆動を行うモータと、
   前記ドラムギアと噛み合わされ、前記モータの出力軸上に固定されたモータギアと、
   前記ドラムギアの位相を検知する第１の検知手段と、
   前記モータギアの位相を検知する第２の検知手段と、
   前記ドラムギアと前記モータギアの位相差と前記感光ドラムの回転ムラのデータとを対応付けて記憶する記憶手段と、
   前記モータの回転を制御する制御手段と、を備え、
   前記ドラムギアと前記モータギアは、互いの歯数の整数倍ではない歯数の歯を有し、
   前記制御手段は、前記第１の検知手段及び前記第２の検知手段により検知された位相差に対応する前記記憶手段に記憶された前記感光ドラムの回転ムラのデータに基づいて、前記モータの回転を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記憶手段は、前記感光ドラム又は前記ドラム軸の回転速度を測定する測定手段により測定された前記感光ドラム又は前記ドラム軸の回転速度と設計上の前記感光ドラム又は前記ドラム軸の回転速度との差分データを、前記感光ドラムの回転ムラのデータとして記憶することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、前記画像形成装置の装置寿命時における前記感光ドラムの回転ムラのデータに基づいて、前記記憶手段に記憶された前記感光ドラムの回転ムラのデータを補正し、補正した前記感光ドラムの回転ムラのデータにより前記モータの回転を制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記ドラムギアの歯数と前記モータギアの歯数は互いに素であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第１の検知手段は、前記ドラムギアに設けられた検知片を検知するセンサを有し、
   前記センサが前記検知片を検知すると、前記第１の検知手段は、前記制御手段に検知信号を出力することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記第２の検知手段は、前記モータギアに設けられた検知片を検知するセンサを有し、
   前記センサが前記検知片を検知すると、前記第２の検知手段は、前記制御手段に検知信号を出力することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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