JP4820150B2

JP4820150B2 - 回転速度検出装置

Info

Publication number: JP4820150B2
Application number: JP2005331314A
Authority: JP
Inventors: 雄祐石▲崎▼
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-11-16
Filing date: 2005-11-16
Publication date: 2011-11-24
Anticipated expiration: 2025-11-16
Also published as: JP2007139941A

Description

この発明は、プリンタ、複写機を含む画像形成装置に搭載される回転速度検出装置に関する。

従来、フルカラーの画像の形成方式として、複数の感光体ドラムを並列に配置して各感光体ドラムに１色ずつトナー像を形成し、順次通過する転写材上に各色のトナー像を重ね合わせて転写するタンデム方式がある。
タンデム方式はフルカラーの画像の形成方式としては最も高速に動作させる事が可能な方式であるため、近年多くの画像形成装置で用いられている。
このタンデム型の画像形成装置は回転する感光体ドラム上の各色のトナー像を搬送される転写材に順次重ね合わせて転写する事でカラー画像を形成しているため、複数の感光体ドラムを回転ムラがなく、かつ精度良く同期させて回転する必要があり、感光体ドラムの回転に回転ムラが発生すると形成されるカラー画像に色ずれが発生して画像品質が低下する。

一般的にタンデム型のカラー画像形成装置においては、駆動モータの駆動軸に連結されたモータギヤが感光体ドラムの回転軸に連結されているドラム駆動ギアと歯合して直接感光体ドラムを回転駆動しており、この歯合しているモータギヤと、ドラム駆動ギアのかみあいやギヤの回転軸がギヤの中心からずれて取り付けられることによって生じる偏心が影響して、感光体ドラムに回転ムラが発生する。
そこで従来、上述のようなタンデム型のカラー画像形成装置においては、感光体ドラムの慣性モーメントを増加させるためにフライホイールを設けたり、感光体の回転速度を検出するために回転体速度検出装置、例えばエンコーダを取り付けている。
また、ドラム駆動ギアを大きくする事でギヤの噛み合いや偏心によるドラム駆動ギアの回転速度ムラを低減させる技術も知られている。

さらに、いずれかのドラム駆動ギアを他のドラム駆動ギアに対して軸方向に所定位置だけずらして配設する事で、よりドラム駆動ギアを大きくして回転速度ムラを低減される技術も知られている（例えば、特許文献１、２参照）。
さらにまた、ギヤにスリットを設け、そのスリットをスリット検出手段で検出してモータの駆動制御を行う事により、ドラム駆動ギアの回転速度ムラを低減させつつ、装置の簡素化を達成する技術も知られている。
特開平１０−３１２０９７号公報特開平１１−３０８８９号公報

しかしながら、上述した従来のギヤにスリットを設け、そのスリットをスリット検出手段で検出してモータの駆動制御を行う技術では、複数のギヤについては各ギアに対してそれぞれ１つのスリット検出手段を設ける必要があるので、装置が大型化してコストがかかるこという問題があった。
この発明は上記の点に鑑みてなされたものであり、回転体の回転速度を検出する回転速度検出装置の小型化及びコストを削減できるようにすることを目的とする。

この発明は上記の目的を達成するため、次の回転速度検出装置を提供する。
（１）複数個の回転可能な回転体を記録媒体の搬送方向に沿って平行に配列し、上記各回転体の回転軸の一方の端部にそれぞれモータの回転力を伝達する伝達部を有し、上記各伝達部にそれぞれの回転体の回転速度を検出するためのスリットを設けると共に、上記各伝達部の直径を、隣接する回転体の回転軸の間隔よりも大きくし、上記各伝達部を、上記各回転体の配列の順番に交互に選択した第１伝達部群と第２伝達部群とに分け、上記第１伝達部群の各伝達部と上記第２伝達部群の各伝達部とが相互に干渉しないように且つ隣接する回転体の各伝達部の一部が重なり合うように上記回転軸に沿った方向に互いにずらして配置し、上記隣接する２つの回転体を組にし、各組の各伝達部の一部が重なり合う部分に対応させて上記伝達部のスリットを検出する検出手段を１つずつ配置し、上記検出手段は光を照射して上記伝達部のスリットを検出する手段であり、上記第１伝達部群の伝達部と上記第２伝達部群の伝達部とを光の透過率が異なる部材にした回転速度検出装置。

（２）複数個の回転可能な回転体を記録媒体の搬送方向に沿って平行に配列し、上記各回転体の回転軸の一方の端部にそれぞれモータの回転力を伝達する伝達部を有し、上記各伝達部にそれぞれの回転体の回転速度を検出するためのスリットを設けると共に、上記各伝達部の直径を、隣接する回転体の回転軸の間隔よりも大きくし、上記各伝達部を、上記各回転体の配列の順番に交互に選択した第１伝達部群と第２伝達部群とに分け、上記第１伝達部群の各伝達部と上記第２伝達部群の各伝達部とが相互に干渉しないように且つ隣接する回転体の各伝達部の一部が重なり合うように上記回転軸に沿った方向に互いにずらして配置し、上記伝達部のスリットを検出する検出手段を、上記各伝達部の一部が重なり合う部分と、上記各伝達部の両端の伝達部の一部とにそれぞれ上記伝達部のスリットを検出する検出手段を配置し、上記検出手段は光を照射して上記伝達部のスリットを検出する手段であり、上記第１伝達部群の伝達部と上記第２伝達部群の伝達部とを光の透過率が異なる部材にした回転速度検出装置。

この発明による回転速度検出装置は、装置の小型化を実現してコストを削減することができる。

以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
〔実施例〕
図１は、この発明の第１実施例、第２実施例、及び参考技術の回転速度検出装置を適用する複写機、プリンタを含む画像形成装置の一例であるカラー画像形成装置の内部構成例を示す図である。
このカラー画像形成装置は、原稿を読み取るスキャナ部１、スキャナ部１から送られるデータに基づいて感光体ドラム３上に画像データの潜像を形成する書込ユニット２、その書込ユニット２からのレーザ光によって画像が形成される感光体ドラム３、その感光体ドラム３に付着されるトナーを供給する現像ユニット４、感光体ドラム３に書き込まれた画像が重ね合わされる中間転写部である搬送ベルト５、記録紙を含む記録媒体である転写紙を収納し、搬送ベルト５へ搬送する給紙部６、トナー像を転写紙に定着させる定着部７、両面コピー時の搬送経路となる両面ユニット８を備えている。

上記スキャナ部１は、内部にランプ、ミラー、レンズ及びＣＣＤを含む各部（いずれも公知なので図示を省略する）を備えており、そのランプからの光を原稿に照明して、原稿で反射された反射光をミラー及びレンズを介してＣＣＤに結像させ、ＣＣＤによってそれを電気信号に変換して画像データとして書込ユニット２に出力する。
電子写真プロセス部は、感光体ドラム３、現像ユニット４、搬送ベルト５を含む各部で構成され、トナー像の形成及びそのトナー像の転写紙への転写を行う。
図６は、この実施形態の参考となる電子写真プロセス部の外観斜視図であり、図７は、電子写真プロセス部を上から見た上面図である。

図６に示すように、電子写真プロセス部は、転写紙を搭載して搬送する中間転写部である搬送ベルト５に沿って、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の４つの感光体ドラム３Ｙ〜３Ｋが順次並んで配設されており、搬送ベルト５は駆動ローラ、従動ローラ及びテンションローラに掛け渡されている。
搬送ベルト５は、駆動ローラが駆動モータ（図示を省略）によって回転駆動されることによって、矢示ａ方向（反時計方向）に回転駆動される。

各感光体ドラム３Ｙ〜３Ｋは、それぞれの回転軸である（感光体）ドラム駆動軸１０Ｙ〜１０Ｋにそれぞれの伝達部である（感光体）ドラム駆動ギヤ１６Ｙ〜１６Ｋが固定されている。
各ドラム駆動ギヤ１６Ｙ〜１６Ｋにはそれぞれ感光体駆動モータ１１Ｙ〜１１Ｋの回転軸に固定されているモータギヤ１２Ｙ〜１２Ｋが歯合している。
また、各ドラム駆動ギヤ１６Ｙ〜１６Ｋにはそれぞれの感光体ドラム３Ｙ〜３Ｋの回転速度を検出するためのスリットを設けており、図７に示すように、各スリットをスリット検出手段である各スリット検出部１３ａ〜１３ｄで検出（各フォトダイオード１５ａ〜１５ｄから照射したレーザ光がスリットを透過してそれぞれのフォトトランジスタ１４ａ〜１４ｄで受光することによって検出）して感光体ドラム３Ｙ〜３Ｋの回転速度、すなわち、各感光体駆動モータ１１Ｙ〜１１Ｋの回転速度を検出する。

図２は、この発明の実施例の電子写真プロセス部の外観斜視図であり、図３は、その電子写真プロセス部を上から見た上面図である。
この実施例の電子写真プロセス部は、複数個の回転可能な回転体であるイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）用の４つの感光体ドラム３Ｙ〜３Ｋを、転写紙の搬送方向（図中右側から左側への方向）に沿って平行に配列し、各感光体ドラム３Ｙ〜３Ｋのドラム駆動軸１０Ｙ〜１０Ｋの一方の端部にそれぞれ感光体駆動モータ１１の回転力をモータギア１２を介して伝達する伝達部である大径ドラム駆動ギア９Ｙ〜９Ｋを有している。なお、同図中には、大径ドラム駆動ギア９Ｋを回転させる感光体駆動モータ１１とモータギア１２のみを示し、他の各大径ドラム駆動ギア９Ｙ〜９Ｃをそれぞれ回転させる各モータと各モータギアの図示を省略している。

各大径ドラム駆動ギア９Ｙ〜９Ｋにはそれぞれの感光体ドラム３Ｙ〜３Ｋの回転速度を検出するためのスリットを設けており、各大径ドラム駆動ギア９Ｙ〜９Ｋの直径は、隣接する感光体ドラムの回転軸の間隔よりも大きくしている。
また、各大径ドラム駆動ギア９Ｙ〜９Ｋを、各感光体ドラム３Ｙ〜３Ｋの配列の順番に交互に選択し、図３に示すように、第１ドラム駆動ギア群（第１伝達部群に相当する）の大径ドラム駆動ギア９Ｙと９Ｃ、第２ドラム駆動ギア群（第２伝達部群に相当する）の大径ドラム駆動ギア９Ｍと９Ｋとに分け、第１ドラム駆動ギア群の大径ドラム駆動ギア９Ｙと９Ｃと第２ドラム駆動ギア群の大径ドラム駆動ギア９Ｍと９Ｋが相互に干渉しないように且つ隣接する感光体ドラムの大径ドラム駆動ギアの一部が重なり合うように上記ドラム駆動軸に沿った方向に互いにずらして配置する。

さらに、隣接する２つの感光体ドラムを組にし、ここでは感光体ドラム３Ｙと３Ｍを１組目、感光体ドラム３Ｃと３Ｋを２組目にし、各組の各大径ドラム駆動ギアの一部が重なり合う部分、ここでは１組目は大径ドラム駆動ギア９Ｙと９Ｍの重なり合う部分に対応させて、大径ドラム駆動ギア９Ｙと９Ｍの各スリットを検出する検出手段であるスリット検出部１３ａを、２組目は大径ドラム駆動ギア９Ｃと９Ｋの重なり合う部分に対応させて、大径ドラム駆動ギア９Ｃと９Ｋの各スリットを検出する検出手段であるスリット検出部１３ｂをそれぞれ配置している。

スリット検出部１３ａは、フォトトランジスタ１４ａとフォトダイオード１５ａを、スリット検出部１３ｂは、フォトトランジスタ１４ｂとフォトダイオード１５ｂをそれぞれ備えており、フォトトランジスタ１４ａとフォトダイオード１５ａは、大径ドラム駆動ギア９Ｙと９Ｍの重なり合う部分を挟んで対峙するように配置され、フォトダイオード１５ａからの照射光が大径ドラム駆動ギア９Ｙと大径ドラム駆動ギア９Ｍのスリットを透過してフォトトランジスタ１４ａまで到達することにより、大径ドラム駆動ギア９Ｙと大径ドラム駆動ギア９Ｍのスリットを検出する。スリット検出部１３ｂについても上述と同様にして大径ドラム駆動ギア９Ｃと大径ドラム駆動ギア９Ｋのスリットを検出する。
その検出結果に基づいて各感光体ドラム３Ｙ〜３Ｋの回転速度を求め、その各回転速度に基づいてモータの駆動制御を行う。
このようにして、１つのスリット検出部によって２つの大径ドラム駆動ギアのスリットを検出することができるので、従来よりもスリット検出部の個数を少なくすることができ、画像形成装置の小型化、コストの削減を行うことができる。

図４は、この発明の他の実施例の電子写真プロセス部を上から見た上面図である。
この実施例の電子写真プロセス部では、スリット検出部の取り付けの偏心による誤差を低減するために、スリット検出部を各ドラム駆動ギヤの２箇所に設けている。
すなわち、大径ドラム駆動ギア９Ｙと９Ｍの重なり合う部分にスリット検出部１３ａを、大径ドラム駆動ギア９Ｍと９Ｃの重なり合う部分にスリット検出部１３ｃを、大径ドラム駆動ギア９Ｃと９Ｋの重なり合う部分にスリット検出部１３ｂを配置し、両端の大径ドラム駆動ギア９Ｙと９Ｋにそれぞれスリット検出部１３ｄと１３ｅを配置している。

スリット検出部１３ｄは、フォトトランジスタ１４ｄとフォトダイオード１５ｄを備えており、そのフォトトランジスタ１４ｄとフォトダイオード１５ｄは、大径ドラム駆動ギア９Ｙの一部分を挟んで対峙するように配置され、フォトダイオード１５ｄからの照射光が大径ドラム駆動ギア９Ｙのスリットを透過してフォトトランジスタ１４ｄまで到達することにより、大径ドラム駆動ギア９Ｙのスリットを検出する。
また、スリット検出部１３ａは、フォトトランジスタ１４ａとフォトダイオード１５ａを備えており、そのフォトトランジスタ１４ａとフォトダイオード１５ａは、大径ドラム駆動ギア９Ｙと９Ｍの一部が重なり合う部分を挟んで対峙するように配置され、フォトダイオード１５ａからの照射光が大径ドラム駆動ギア９Ｙと大径ドラム駆動ギア９Ｍのスリットを透過してフォトトランジスタ１４ａまで到達することにより、大径ドラム駆動ギア９Ｙと９Ｍのスリットを検出する。

スリット検出部１３ｂ，１３ｃ，１３ｅについても上述と同様に構成され、それぞれ大径ドラム駆動ギア９Ｃと９Ｋ、大径ドラム駆動ギア９Ｍと９Ｃ、大径ドラム駆動ギア９Ｋのスリットをそれぞれ検出する。
その検出結果に基づいて各感光体ドラムの３Ｙ〜３Ｋの回転速度を求め、その各回転速度に基づいてモータの駆動制御を行う。
このようにして、２つのスリット検出部の検出値の平均を検出値として使用し、重なりあった大径ドラム駆動ギヤのスリット検出部を共通に使用することができ、感光体ドラムが４つの場合は各々に設置すると８箇所になるスリット検出部を５箇所で済むので、画像形成装置の小型化、コストの削減を行うことができる。

次に、上記各実施例における大径ドラム駆動ギヤ９Ｙと９Ｃと、大径ドラム駆動ギヤ９Ｍと９Ｋとの部材を光の透過率が異なる材質にする。
例えば、第１ドラム駆動ギア群の各大径ドラム駆動ギア９Ｙと９Ｍと、第２ドラム駆動ギア群の各大径ドラム駆動ギア９Ｃと９Ｋに、表１に示すような関係となる透過率を持った樹脂を使用した場合、フォトトランジスタ１４ａ〜１４ｃで検出される電圧は、図５に示すようになる。

すなわち、時間ｔ１までは第１ドラム駆動ギア群のスリット以外の部分と第２ドラム駆動ギア群のスリット以外の部分を透過した光を検出したときの電圧値であり、時間ｔ１〜ｔ２までは第１ドラム駆動ギア群のスリット部分と第２ドラム駆動ギア群のスリット以外の部分を透過した光を検出したときの電圧値であり、時間ｔ２〜ｔ３までは第１ドラム駆動ギア群のスリット部分と第２ドラム駆動ギア群のスリット部分を透過した光を検出したときの電圧値であり、時間ｔ３〜ｔ４までは第１ドラム駆動ギア群のスリット以外の部分と第２ドラム駆動ギア群のスリット部分を透過した光を検出したときの電圧値である。

同様にして、時間ｔ４〜ｔ５までは第１ドラム駆動ギア群のスリット以外の部分と第２ドラム駆動ギア群のスリット以外の部分を透過した光を検出したときの電圧値であり、時間ｔ５〜ｔ６までは第１ドラム駆動ギア群のスリット部分と第２ドラム駆動ギア群のスリット以外の部分を透過した光を検出したときの電圧値であり、時間ｔ６〜ｔ７までは第１ドラム駆動ギア群のスリット部分と第２ドラム駆動ギア群のスリット部分を透過した光を検出したときの電圧値であり、時間ｔ８からは第１ドラム駆動ギア群のスリット以外の部分と第２ドラム駆動ギア群のスリット部分を透過した光を検出したときの電圧値である。
このようにして、制御部でフォトトランジスタ１４ａ〜１４ｅから出力される電圧値の違いによって第１ドラム駆動ギヤ群と第２ドラム駆動ギヤ群に切り分けられるようにすれば、１つのスリット検出部によって２つのドラム駆動ギヤのスリットを容易に検出することができる。

この発明による回転速度検出装置は、複数個の回転体を備えた装置全般に適用することができる。

この発明の第１実施例、第２実施例、及び参考技術の回転速度検出装置を適用するカラー画像形成装置の内部構成例を示す図である。この発明の実施例の電子写真プロセス部の外観斜視図である。図２に示す電子写真プロセス部を上から見た上面図である。この発明の他の実施例の電子写真プロセス部を上から見た上面図である。

フォトトランジスタから出力される電圧値の変化の一例を示す波形図である。この実施形態の参考となる電子写真プロセス部の外観斜視図である。図６に示す電子写真プロセス部を上から見た上面図である。

符号の説明

１：スキャナ部２：書込ユニット３Ｙ：感光体ドラム（イエロー）３Ｍ：感光体ドラム（マゼンタ）３Ｃ：感光体ドラム（シアン）３Ｋ：感光体ドラム（ブラック）４：現像ユニット５：中間転写部６：給紙部７：定着部８：両面ユニット９Ｙ〜９Ｋ：大径ドラム駆動ギヤ１０Ｙ〜１０Ｋ：ドラム駆動軸１１：感光体駆動モータ１２：モータギヤ１３ａ〜１３ｅ：スリット検出部１４ａ〜１４ｅ：フォトトランジスタ１５ａ〜１５ｅ：フォトダイオード１６Ｙ〜１６Ｋ：ドラム駆動ギヤ

Claims

複数個の回転可能な回転体を記録媒体の搬送方向に沿って平行に配列し、前記各回転体の回転軸の一方の端部にそれぞれモータの回転力を伝達する伝達部を有し、前記各伝達部にそれぞれの回転体の回転速度を検出するためのスリットを設けると共に、前記各伝達部の直径を、隣接する回転体の回転軸の間隔よりも大きくし、前記各伝達部を、前記各回転体の配列の順番に交互に選択した第１伝達部群と第２伝達部群とに分け、前記第１伝達部群の各伝達部と前記第２伝達部群の各伝達部とが相互に干渉しないように且つ隣接する回転体の各伝達部の一部が重なり合うように前記回転軸に沿った方向に互いにずらして配置し、前記隣接する２つの回転体を組にし、各組の各伝達部の一部が重なり合う部分に対応させて前記伝達部のスリットを検出する検出手段を１つずつ配置し、
前記検出手段は光を照射して前記伝達部のスリットを検出する手段であり、前記第１伝達部群の伝達部と前記第２伝達部群の伝達部とを光の透過率が異なる部材にしたことを特徴とする回転速度検出装置。
複数個の回転可能な回転体を記録媒体の搬送方向に沿って平行に配列し、前記各回転体の回転軸の一方の端部にそれぞれモータの回転力を伝達する伝達部を有し、前記各伝達部にそれぞれの回転体の回転速度を検出するためのスリットを設けると共に、前記各伝達部の直径を、隣接する回転体の回転軸の間隔よりも大きくし、前記各伝達部を、前記各回転体の配列の順番に交互に選択した第１伝達部群と第２伝達部群とに分け、前記第１伝達部群の各伝達部と前記第２伝達部群の各伝達部とが相互に干渉しないように且つ隣接する回転体の各伝達部の一部が重なり合うように前記回転軸に沿った方向に互いにずらして配置し、前記伝達部のスリットを検出する検出手段を、前記各伝達部の一部が重なり合う部分と、前記各伝達部の両端の伝達部の一部とにそれぞれ前記伝達部のスリットを検出する検出手段を配置し、
前記検出手段は光を照射して前記伝達部のスリットを検出する手段であり、前記第１伝達部群の伝達部と前記第２伝達部群の伝達部とを光の透過率が異なる部材にしたことを特徴とする回転速度検出装置。