JP3535528B2

JP3535528B2 - 画像形成装置

Info

Publication number: JP3535528B2
Application number: JP00157092A
Authority: JP
Inventors: 晃生大野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1991-03-04
Filing date: 1992-01-08
Publication date: 2004-06-07
Anticipated expiration: 2019-06-07
Also published as: US5216475A; JPH0572837A

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、記録媒体に画像を形成
する画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、電子写真方式を採用した画像
形成装置においては像担持体としての電子写真感光体を
帯電器により帯電し、この感光体に画像情報に応じた光
照射を行って潜像を形成し、この潜像を現像器によって
現像して得た現像像をシート材等に転写して画像を形成
することが行われている。

【０００３】一方、画像のカラー化に伴って、これら各
画像形成プロセスが成される像担持体を複数個備えて、
イエロー像、マゼンタ像、シアン像、好ましくはブラッ
ク像の各色像をそれぞれの像担持体に形成し、各像担持
体の転写位置にてシート材に各色像を重ね転写すること
によりフルカラー画像を形成する画像形成装置も提案さ
れてきている。

【０００４】斯かるフルカラー画像形成装置は各色毎に
それぞれの画像形成部を有するため、高速化に有利であ
る。またシート材の搬送経路を直線状に構成できるた
め、厚紙やトラペン等のシート材に対して、適応性があ
る等の長所を有する。反面、異なる画像形成部で形成さ
れた各色画像のレジストレーションを如何に良好に行な
うかの点で問題点を有している。なぜならば、シート材
上に転写された４色の画像形成位置のずれは、最終的に
は色ずれとして又は色調の変化として現われてくるから
である。

【０００５】そこで、上記問題点に対して、複数の感光
体ドラムを単一の駆動源で駆動するという提案がされて
いる（特開昭６３−１１９６７号公報参照）。この提案
では、各感光体ドラム間をシート材が通過する時間間隔
が駆動源（駆動モータ）の駆動むら周期の整数倍に等し
くなるように各感光体ドラム間の距離を設定し、駆動む
らにより生じる各画像形成部での位置ずれの位相を合わ
せることによって色ずれを防止するようにしている。こ
の構成は色ずれ防止に大変効果がある。

【０００６】本願発明は前記公報に記載された発明をさ
らに発展させたものであって、プーリを用いたことによ
って噛み合いの安定化を達成し、より一層色ずれの防止
を実現したものである。

【０００７】本発明の目的は、鮮明な画像を形成するこ
とのできる画像形成装置を提供することにある。

【０００８】本発明の他の目的は、色ずれを生ずること
の無い品位の高いカラー画像を形成することのできる画
像形成装置を提供することにある。

【０００９】本発明の他の目的は、上記問題点に鑑みな
されたもので、画像の伸縮を防止し、良質の画像を得る
ことができる画像形成装置を提供することにある。

【００１０】本発明の他の目的は異なる色の画像を重ね
合わせる場合に、そのレジストレーションのずれや色ず
れ等のない高画質の画像を得ることができる画像形成装
置を提供することにある。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本発明によれば上記目的
を達成することができる。本発明は、像担持体と、潜像
形成位置で前記像担持体上に潜像を形成する潜像形成手
段と、前記潜像形成手段により形成された前記像担持体
上の潜像を現像する現像手段と、前記現像手段により形
成された前記像担持体上の現像像を転写位置で記録媒体
に転写する転写手段と、を有する画像形成装置におい
て、前記像担持体の回転軸に設けられる第１プーリと、
駆動源による駆動力が伝達される第２プーリを備える駆
動手段と、前記第１プーリと前記第２プーリとの間に張
設されるベルトと、前記ベルトに張力を付与するアイド
ラプーリと、を有し、前記像担持体が前記潜像形成位置
から前記転写位置まで移動する時間は前記第２プーリが
１回転する時間の整数倍とされ、かつ、前記アイドラプ
ーリが１回転する時間は前記第２プーリが１回転する時
間と等しいことを特徴とする。

【００１２】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面に基
づいて説明する。

【００１３】

【００１４】まず、本発明が適用可能な画像形成装置の
一実施例について図３を用いて説明する。

【００１５】図３において、画像形成装置は４つの画像
形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄが配置され、
各画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは像担
持体としての感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄをそ
れぞれに有し、その周りには専用の帯電手段２ａ、２
ｂ、２ｃ、２ｄ、画像情報に応じた光を前記感光体ドラ
ムに照射するためのレーザースキャナー等の露光手段３
ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像手段４ａ、４ｂ、４ｃ、４
ｄ、転写手段５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、クリーニング手
段６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ配置されている。
ここで、画像形成ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ
はそれぞれイエロー画像、マゼンタ画像、シアン画像、
ブラック画像を形成するところである。

【００１６】一方、各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄ
を通過する態様で、感光体ドラム１ａ〜１ｄの下方に無
端ベルト状の搬送手段７が配置され、給紙ローラ８によ
り給紙台３０から給紙された紙等のシート材（記録媒
体）９はガイド３１に導かれて搬送手段７に至り、搬送
手段７によって各画像形成ステーションＰａ〜Ｐｄの転
写手段５ａ〜５ｄの上を通して搬送される。なお、搬送
手段７は静電吸着ベルト７ａ、ベルト７ａを帯電するた
めの帯電器７ｂおよびベルト７ａを除電するための除電
器７ｃを備えており、シート材９を静電吸着力によって
ベルト７ａに吸着して搬送する。

【００１７】斯かる構成において、先ず第１画像形成ス
テーションＰａの帯電手段２ａ及び露光手段３ａ等の公
知の電子写真プロセス手段により感光体ドラム１ａ上に
画像情報のイエロー成分色の潜像を形成した後、該潜像
は現像手段４ａでイエロートナーを有する現像剤により
イエロートナー像として可視像化され、搬送手段７にて
搬送されてきたシート材９に転写手段４ａでイエロート
ナー像が転写される。

【００１８】一方、上記イエロートナー像がシート材９
に転写されている間に第２の画像形成ステーションＰｂ
ではマゼンタ成分色の潜像が形成され、続いて現像手段
４ｂでマゼンタトナーによるトナー像が得られ、先の第
１画像形成ステーションＰｂで転写が終了したシート材
９に第２の画像形成ステーションＰｂの転写手段５ｂに
てマゼンタトナー像が転写される。

【００１９】以下、シアン像、ブラック像についても同
様な方法で画像形成が行なわれ、シート材９上にも４色
のトナー像の重ね合わせが終了すると、シート材９は定
着手段１０で加熱定着され、シート材９に多色（フルカ
ラー）画像が得られる。

【００２０】尚、転写が終了したそれぞれの感光体ドラ
ム１ａ〜１ｄはクリーニング手段６ａ〜６ｄで各ドラム
上から残留トナーが除去され、引き続き行なわれる、次
の像成形に備えられる。また７ｄ・７ｅ・７ｆはロー
ラ、３２は排出トレイである。

【００２１】このような画像形成装置における感光体ド
ラムの駆動方法について図１および図２を用いて説明す
る。

【００２２】図１において、１１は像担持体である感光
体ドラムを支持するドラム軸であり、図中１１ａ、１１
ｂ、１１ｃ、１１ｄはそれぞれ図３で説明してきた４つ
の画像形成ステーションの感光体ドラム１ａ、１ｂ、１
ｃ、１ｄのドラム軸である。それぞれのドラム軸１１
ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄには、第１プーリとしての
ドラム駆動プーリ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄが固
設されており、駆動源としての駆動モータ２１（駆動手
段）より第２プーリとしてのモータプーリ２２（駆動手
段）、タイミングベルト２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３
ｄ及びドラム駆動プーリ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４
ｄを介してそれぞれのドラム軸１１ａ、１１ｂ、１１
ｃ、１１ｄに駆動力が伝達され、それぞれの感光体ドラ
ム１が駆動される。図１中２５ａ〜２５ｄはそれぞれア
イドラプーリであり、各タイミングベルト２３ａ〜２３
ｄの張力を調整するためのものである。なお、前記タイ
ミングベルト２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄは歯付き
ベルトであって、モータプーリ２２及び駆動プーリ２４
ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄの歯と噛合している。

【００２３】図２は図１における１つの画像形成ステー
ションでの感光体ドラム１ａの長手方向の略略を示すも
のである。なお、３５はドラム支持側板、３６はドラム
軸受けである。

【００２４】モータ２１の出力軸２１ａには、モータプ
ーリ２２が固設されており、そのモータプーリ２２上に
タイミングベルト２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが並
列して同一プーリ２２上に掛けられている。従って、各
ドラム軸１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄ上のドラム駆
動プーリ２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄはドラムの長
手方向に関して異なる位置に各ベルト２３ａ〜２３ｄに
対向して設けられている。

【００２５】図２では、モータ２１の出力軸２１ａの根
元側よりタイミングベルトをそれぞれ２３ａ、２３ｂ、
２３ｃ、２３ｄと並置しているが、ベルトの並べ方は本
実施例に限らず、構成上どのような順番にしても良い。

【００２６】一方、駆動モータ２１は、駆動回路３１に
より、一定速度になるよう駆動される。例えば、駆動モ
ータとしてエンコーダ内蔵のＤＣモータを使用する場
合、駆動回路３１にてフェーズロックループ制御するこ
とで、一定速度でモータ２１が回転するように制御され
る。また、駆動モータ２１としてステッピングモータを
使用する場合には、ステッピングモータ駆動回路３１に
より、一定クロックに応じた駆動パルスがステッピング
モータに入力され、一定速度の回転が実行される。

【００２７】しかしながら、モータ２１を一定速度で回
転させることには、精度上限界があり、ＤＣモータの場
合では、ギヤヘッド内のギヤの精度、ギヤヘッド内のガ
タ及び剛性、またはモータ制御の応答性等の特性より回
転むらを生じてしまう虞れがある。また、モータ２１の
出力軸上に設けられたプーリ２２の偏心成分によっても
回転むらを生ずる虞れがある。

【００２８】さて図４は、モータ２１の回転むらを積分
した波形を示す一実施例であり、横軸に時間ｔ、縦軸は
回転量誤差△ｌを示している。この回転むら積分波形
は、モータ２１の出力軸の一回転を最大周期とし、その
周期内にモータの減速ギヤ等に対応した短周期の波形が
合成された形で現われてくる。そして、このモータの回
転むらより生ずる回転量誤差は、感光体ドラム１上では
位置ズレとなり現われてくる。しかも、潜像形成行程
と、転写行程と、それぞれ感光体ドラム上の異なる時間
において、ともに、モータ２１の回転むらの影響を受け
ることになる。

【００２９】つまり、モータの回転むらによって、潜像
形成行程時においては、露光ズレを転写行程時において
は、転写ずれを発生させる。従って、モータ２１の回転
周期によっては、露光ずれと転写ずれが相乗される場合
と、相殺される場合がある。

【００３０】そこで本発明を適用した前述本実施例装置
ではこの性質を利用し、露光ずれと転写ずれの両者が相
殺し、モータの回転ムラが画像上の位置ずれにならない
ようにしている。

【００３１】即ち、本発明を適用した前述本実施例装置
は、感光体ドラムが潜像形成位置から転写位置まで回転
移動する時間をモータ２１の１回転、つまりモータプー
リ２２の１回転に要する時間のほぼ整数倍、好ましくは
１回転に要する時間とほぼ等しくなるようにしている。

【００３２】本実施例では、図３に示す如く、潜像形成
位置である感光体ドラムが画像情報に応じた光の照射を
受ける露光位置３３ａ〜３３ｄより転写位置３４ａ〜３
４ｄまで感光体ドラム１上で１８０°ずれているので、
感光体ドラムの回転数を２０ｒｐｍとすると、ドラム駆
動プーリ２４とモータプーリ２２の歯数比を２：１に構
成し（例えば、プーリ２４を８０歯、プーリ２２を４０
歯とする）、モータ２１の回転数を４０ｒｐｍとしてい
る。またさらに、プーリ２２とプーリ２４との直径比を
１：２に構成しても良い。

【００３３】なお例えば、感光体ドラム１上の露光位置
３３から転写位置３４まで約１６５°離れている場合に
は、ドラム駆動プーリ２４とモータプーリ２２との歯数
比を３６０：１６５にすれば良い。例えばプーリ２４を
歯数を７２歯とし、プーリ２２の歯数を３３とすれば良
い。

【００３４】このように、例えばモータ２１の回転むら
により感光体ドラム上への露光時、感光体ドラム周速が
早くなっている時に書込まれる画像は伸びて形成され
る。そして、転写時にはモータの１周期分ずれて再び感
光体ドラムの周速が早くなり、つまりシート材に対して
感光体ドラムが早くなるので画像が縮んで転写される。
従って、露光時の伸びと転写時の縮みの両者により、シ
ート材上に形成される画像としては、モータ２１の回転
むらの影響を受けない画像となる。

【００３５】図５は、この露光ずれと転写ずれの相殺効
果を説明するものである。

【００３６】図５（ａ）において、△Ｌ₁は、モータの
回転むらによって生じる露光ずれを示すものであり、横
軸に時間ｔをとった時、△Ｌ₁がモータの１回転を１周
期Ｔとする正弦波で現われるとする。図５（ｂ）におい
て、△Ｌ₂はモータの回転むらによって生じる転写ずれ
を示すものであり、△Ｌ₂は感光体ドラム上の露光位置
と転写位置との角度差１８０°、つまりモータの１回転
周期Ｔだけ△Ｌ₁の位相をシフトした波形となる。従っ
て時間軸ｔ上Ａ′で露光された画像はＡで転写される。
この時、シート材上に転写された画像の位置ずれ△Ｌ
は、△Ｌ＝△Ｌ₁−△Ｌ₂で示され図５（Ｃ）のように△
Ｌ≡Ｏとなる。

【００３７】ここで、図６を用いて、比較例として露光
ずれ△Ｌ₁と転写ずれ△Ｌ₂が相乗する場合について説明
する。

【００３８】これは、ドラム駆動プーリ２４とモータプ
ーリ２２のプーリ比が１：１の場合であり、感光体ドラ
ムの周期と、モータ１回転周期Ｔとが等しい場合につい
て例示している。この場合には、露光ずれで縮んだ画像
は更に転写ずれで縮むため、モータの回転むらによって
生じる位置ずれは図５（Ｃ）のように２倍に増巾され
る。

【００３９】従って、図５に示すように感光体ドラムを
駆動することで、モータの回転むらの影響を受けない、
位置ずれのない画像を得ることができる。

【００４０】ところで、本実施例によれば、図１および
図２に示すように、タイミングベルト２３ａ〜２３ｄ
は、同一のモータプーリ２２より各ドラム駆動プーリ２
４ａ〜２４ｄへと独立してそれぞれ懸架されている。こ
れは各画像形成ステーションでの負荷変動等による回転
むら発生因子が、各画像形成ステーションで互いに影響
し合わない様にするためである。

【００４１】これに対して、図７に示すように４つの画
像形成ステーションに対して、２本のタイミングベルト
２３Ａ，２３Ｂ（つまり２ステーション−１ベルト）で
駆動させる駆動系であっても良い。このような系ではド
ラム駆動プーリ２４ａと２４ｂが、またドラム駆動プー
リ２４ｃと２４ｄがそれぞれ同一ベルトで駆動されるた
め、ドラム駆動プーリ２４ａの回転はドラム駆動プーリ
２４ｂの影響を受け、逆にドラム駆動プーリ２４ｂはド
ラム駆動プーリ２４ａの影響を受ける。同様にドラム駆
動プーリ２４ｃとドラム駆動プーリ２４ｄは互いに影響
し合う。

【００４２】而して、本実施例の場合、各ドラム駆動プ
ーリ２４の回転に変動があったとしても、他のドラム駆
動プーリに影響を与えるためには、駆動モータ２１を介
さなくてはならず、その影響度は極めて低くなる。従っ
て、本実施例のように、各ドラム駆動プーリに対してタ
イミングベルトを独立に懸架することは好ましい。

【００４３】また、本実施例ではタイミングベルトの独
立懸架に加えて、各タイミングベルト２３ａ〜２３ｄの
張力を調整するための各アイドラプーリ２５ａ〜２５ｄ
の回転周期がモータ駆動プーリ２２の回転周期と等しく
なっているので、アイドラプーリ２５ａ〜２５ｄによ
る、回転むらの悪化は、前述の説明のように画像の位置
ずれとして現われることがない。

【００４４】次に、図８は本発明の他の実施例を示して
いる。これは、モータ２１の出力軸上のモータプーリ２
２より各画像形成ステーションのドラム駆動プーリ２４
ａ〜２４ｄに直接タイミングベルト２３ａ〜２３ｄを懸
架せず、モータプーリ２２より第２プーリとしての中継
駆動プーリ２６（駆動手段）を介し、この中継駆動プー
リ２６より各画像形成ステーションのドラム駆動プーリ
２４ａ〜２４ｄに独立してタイミングベルト２３ａ〜２
３ｄを懸架するものである。

【００４５】この場合には中継駆動プーリ２６が１回転
に要する時間はモータプーリ２２が１回転に要する時間
の整数倍としておく必要がある。

【００４６】ここで、モータ２１と中継駆動プーリ２６
との間では、タイミングベルト２７により駆動伝達して
いるが、この他、ギヤ等により駆動伝達しても良い。こ
の様な場合においても、モータ駆動プーリ２２、及び中
継駆動プーリ２６の回転周期を前述のような関係にすれ
ば同様な効果が得られる。

【００４７】尚、前述した実施例ではタイミングベルト
とプーリとの組合わせを示しているが、平ベルトとプー
リとの組合わせあるいはギア列によって駆動手段を構成
しても良い。

【００４８】また、本実施例では複数の像担持体を有す
るフルカラー画像形成装置について説明したが、１つの
像担持体を有する単色又は多色の画像形成装置にも本発
明が適用できること勿論である。

【００４９】以上説明したように、本実施例によれば駆
動源の回転むらが画像の位置ずれとして現われない像担
持体の駆動伝達が可能となる。従って、複数の画像形成
ステーションをもつ画像形成装置の場合には、画像の位
置ずれのない、且つ色ずれのない高画質な画像を得るこ
とができる。

【００５０】また、本実施例によれば、駆動源の回転む
らが画像の位置ずれとして現われないため、駆動源とし
ての駆動モータ及び駆動伝達手段の回転精度を極めて高
める必要がなくなる。従って、駆動モータ及び駆動伝達
手段の生産性が向上し、コストも低くなるといった効果
がある。

【００５１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
像担持体から記録媒体に転写される像が伸縮してしまう
のを防止することができる。また、本発明によれば、色
ずれを生じることの無い高品位な画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例における像担持体の駆動方
法を説明する概略図である。

【図２】タイミングベルトが架渡された像担持体の長手
方向を示す平面図である。

【図３】本発明の画像形成装置の一実施例を示す概略断
面図である。

【図４】駆動モータの回転ムラについて説明するグラフ
である。

【図５】本発明を採用した場合の露光ずれと転写ずれの
関係を説明するグラフである。

【図６】本発明の実施例に対する比較例を示し、露光ず
れと転写ずれとの関係を説明するグラフである。

【図７】図１の実施例に対する他のベルト駆動伝達方法
を説明する概略図である。

【図８】本発明の第２実施例の像担持体の駆動方法を説
明する概略図である。

【符号の説明】

Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄ画像形成ステーション１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ感光体ドラム７搬送手段９シート材１１ａ、１１ｂ、１１ｃ、１１ｄドラム軸２１駆動モータ２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄタイミングベルト２４ａ、２４ｂ、２４ｃ、２４ｄドラム駆動プーリ２５ａ、２５ｂ、２５ｃ、２５ｄアイドラプーリ

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体と、潜像形成位置で前記像担持
体上に潜像を形成する潜像形成手段と、前記潜像形成手
段により形成された前記像担持体上の潜像を現像する現
像手段と、前記現像手段により形成された前記像担持体
上の現像像を転写位置で記録媒体に転写する転写手段
と、を有する画像形成装置において、前記像担持体の回転軸に設けられる第１プーリと、駆動
源による駆動力が伝達される第２プーリを備える駆動手
段と、前記第１プーリと前記第２プーリとの間に張設さ
れるベルトと、前記ベルトに張力を付与するアイドラプ
ーリと、を有し、前記像担持体が前記潜像形成位置から前記転写位置まで
移動する時間は前記第２プーリが１回転する時間の整数
倍とされ、かつ、前記アイドラプーリが１回転する時間
は前記第２プーリが１回転する時間と等しいことを特徴
とする画像形成装置。
【請求項２】前記ベルトは前記第１プーリ及び前記第
２プーリと噛合する歯付きベルトであることを特徴とす
る請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記像担持体を複数有し、前記複数の像
担持体から複数色の現像像が前記記録媒体に順次重ねて
転写されることを特徴とする請求項１又は２の画像形成
装置。
【請求項４】前記ベルトを複数有し、前記各像担持体
の回転軸に設けられる前記各第１プーリは前記第２プー
リにそれぞれ懸架された前記各ベルトにより独立して駆
動されることを特徴とする請求項３の画像形成装置。
【請求項５】前記各ベルトに張力を付与するアイドラ
プーリを有し、前記各像担持体が前記潜像形成位置から
前記転写位置まで移動する時間は前記第２プーリが１回
転する時間の整数倍とされ、かつ、前記各アイドラプー
リが１回転する時間は前記第２プーリが１回転する時間
と等しいことを特徴とする請求項４の画像形成装置。
【請求項６】前記記録媒体は搬送手段により搬送され
るシート材であることを特徴とする請求項１乃至５のい
ずれかの画像形成装置。