JP5032970B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の画像形成装置、例えば、カラーのプリンタにおいては、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各色の電子写真プロセスによって画像が形成されるようになっている。すなわち、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各画像形成ユニットにおいては、各感光体ドラムの表面が、帯電ローラによって一様に帯電させられ、続いて、ＬＥＤヘッド等によって露光されて静電潜像が形成され、該静電潜像が現像ローラによって現像されてトナー像が形成される。該トナー像は、転写ローラによって、転写ベルトの走行に伴って搬送される用紙に順次重ねて転写され、定着器によって定着させられ、カラーの画像が形成される。

ところで、前記各感光体ドラムは、ＩＤ駆動用モータの回転を減速ギヤによって減速させて伝達することにより回転させられ、各感光体ドラムの周速度と転写ベルトの走行速度とがほぼ等しくされる。

ところが、前記ＩＤ駆動用モータの回転を減速させる各減速ギヤが偏心している場合、前記感光体ドラムの周速度に速度変動が生じ、各色のトナー像を順次重ねて用紙に転写させ、定着させてカラーの画像を形成すると、色ずれが発生してしまう。

そこで、前記減速ギヤの製造精度を高くしたり、各色のトナー像の転写位置における前記感光体ドラムの周速度に生じる速度変動の位相を合わせたりする方法が提供されている（例えば、特許文献１参照。）。
特開２０００−１７２１４８号公報

しかしながら、前記従来のプリンタにおいては、減速ギヤの製造精度を高くするとコストが高くなってしまう。

また、各色のトナー像の転写位置における前記感光体ドラムの周速度に生じる速度変動の位相を合わせても、感光体ドラムの周速度に生じる速度変動が転写ベルトの走行速度を変動させてしまうので、各画像形成ユニット間で発生する色ずれを少なくすることができない。

本発明は、前記従来のプリンタの問題点を解決して、発生する色ずれを少なくすることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

そのために、本発明の画像形成装置においては、各色の現像剤像をそれぞれ担持する複数の像担持体と、該各像担持体に沿って走行させられるベルト部材と、該ベルト部材を介して前記各像担持体と対向させて配設され、各像担持体との間に転写部を形成し、前記各現像剤像を転写する転写部材と、各像担持体の一端に取り付けられた被駆動ギヤと、互いに同じ偏心特性を備え、駆動部からの回転を各被駆動ギヤに伝達するために、それぞれ各被駆動ギヤと連結されたアイドルギヤとを有する。

そして、該各アイドルギヤは、アイドルギヤの偏心によって生じる前記像担持体の速度変動、及び該速度変動によって生じる媒体の速度変動に基づいて設定された位相差を形成して配設される。
また、該位相差は、前記像担持体の速度変動が媒体に伝達される割合に基づいて算出される。

本発明によれば、画像形成装置においては、各色の現像剤像をそれぞれ担持する複数の像担持体と、該各像担持体に沿って走行させられるベルト部材と、該ベルト部材を介して前記各像担持体と対向させて配設され、各像担持体との間に転写部を形成し、前記各現像剤像を転写する転写部材と、各像担持体の一端に取り付けられた被駆動ギヤと、互いに同じ偏心特性を備え、駆動部からの回転を各被駆動ギヤに伝達するために、それぞれ各被駆動ギヤと連結されたアイドルギヤとを有する。

そして、該各アイドルギヤは、アイドルギヤの偏心によって生じる前記像担持体の速度変動、及び該速度変動によって生じる媒体の速度変動に基づいて設定された位相差を形成して配設される。
また、該位相差は、前記像担持体の速度変動が媒体に伝達される割合に基づいて算出される。

この場合、各アイドルギヤは、アイドルギヤの偏心によって生じる前記像担持体の速度変動、及び該速度変動によって生じる媒体の速度変動に基づいて設定された位相差を形成して配設されるので、発生する色ずれを少なくすることができる。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。この場合、画像形成装置としてのカラーのプリンタについて説明する。

図２は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。

図において、１０Ｂｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃはブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各画像形成ユニット、１３は図示されない媒体収容部としての用紙カセットから供給された媒体としての用紙ｐを搬送するためのレジストローラ、１４は該レジストローラ１３と対向させて配設され、用紙ｐを加圧して搬送する加圧ローラ、ｕ１は、前記各画像形成ユニット１０Ｂｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃと対向させて配設された転写ユニットである。

該転写ユニットｕ１は、第１のローラとしての駆動ローラｒ１、第２のローラとしての従動ローラｒ２、前記駆動ローラｒ１及び従動ローラｒ２によって張設され、走行自在に配設され、所定の走行速度で走行させられるのに伴って、前記レジストローラ１３から送られた用紙ｐを、前記所定の走行速度（搬送速度）で搬送する第１の転写部材としての、かつ、ベルト部材としての転写ベルト１２、及び該転写ベルト１２を介して（挟んで）各画像形成ユニット１０Ｂｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃと対向させて配設された第２の転写部材としての転写ローラ１９を備える。前記駆動ローラｒ１は、媒体搬送用の駆動部としてのベルト走行用モータ（Ｍ）１６を駆動することによって、回転させられ、転写ベルト１２を走行させる。

前記各画像形成ユニット１０Ｂｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃは、現像剤像としてのトナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ、帯電装置としての図示されない帯電ローラ、現像剤担持体としての現像ローラ２２等を備える。また、前記各画像形成ユニット１０Ｂｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃに隣接させて露光装置としてのＬＥＤヘッド２１が配設される。

前記各画像形成ユニット１０Ｂｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃにおいて、帯電ローラは各感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの表面を一様に帯電させ、前記各ＬＥＤヘッド２１は各感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの表面を露光して潜像としての静電潜像を形成する。続いて、前記各現像ローラ２２が現像剤としての図示されないトナーを前記静電潜像に付着させて現像し、トナー像を形成する。そして、前記各転写ローラ１９は、転写ベルト１２が各感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃに沿って走行させられ、それに伴って用紙ｐが搬送されると、前記各トナー像を用紙ｐに順次重ねて転写し、カラーのトナー像を形成する。なお、前記各感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃと各転写ローラ１９との間に、ブラック、イエロー、マゼンタ及びシアンの各転写部が形成される。

続いて、用紙ｐは、定着装置としての定着器１８に送られ、該定着器１８においてカラーのトナー像が用紙ｐに定着され、カラーの画像が形成される。

次に、前記構成のプリンタの制御装置について説明する。

図３は本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御装置を示すブロック図である。

図に示されるように、機構制御部４８は、前記ベルト走行用モータ（Ｍ）１６、感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ等を回転させるための画像形成用の駆動部としてのＩＤ駆動用モータ（Ｍ）３９等の回転速度を制御するモータ制御部５０、前記現像ローラ２２及び転写ローラ１９に印加する電圧を制御する高圧制御部４９、前記ＬＥＤヘッド２１の駆動を制御する露光制御部としてのＬＥＤヘッド制御部４７、画像処理部５１等が接続され、プリンタの全体の制御を行う。前記ＩＤ駆動用モータ３９は、感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃに共通に配設される。

また、前記機構制御部４８は、記憶装置５６、演算装置としてのＣＰＵ５５、計時部としてのタイマ５７及び計数部としてのカウンタ５８を備える。

なお、５２は高圧電源、１０Ｂｋ、１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃは画像形成ユニットである。

次に、前記感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの駆動系について説明する。

図４は本発明の第１の実施の形態における感光体ドラムの駆動系を示す斜視図、図５は本発明の第１の実施の形態における感光体ドラムの駆動系を示す正面図である。

図において、１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃは感光体ドラムであり、該各感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの一端に、被駆動ギヤ３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃが圧入によって取り付けられる。

また、３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃは、感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃに回転を伝達するために、前記被駆動ギヤ３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃと連結され、かつ、噛合させられた第１のアイドルギヤであり、該第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃは、小径のギヤ３４Ｂｋ、３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃ及び大径のギヤ３５Ｂｋ、３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃを備える。

そして、４０はＩＤ駆動用モータ３９の回転を出力するためのギヤであり、該ギヤ４０とギヤ３５Ｂｋとが噛合させられる。前記ＩＤ駆動用モータ３９を駆動することによって発生させられた回転は、ギヤ４０によって減速させられてギヤ３５Ｂｋに伝達される。また、４４〜４６は第２のアイドルギヤであり、ギヤ３５Ｂｋと３５Ｙとが第２のアイドルギヤ４４を介して、ギヤ３５Ｙと３５Ｍとが第２のアイドルギヤ４５を介して、ギヤ３５Ｍと３５Ｃとが第２のアイドルギヤ４６を介してそれぞれ噛合させられ、ギヤ３５Ｂｋに伝達された回転はギヤ３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃに伝達される。

また、前記ギヤ３４Ｂｋ、３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃと被駆動ギヤ３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃとがそれぞれ噛合させられ、前記各ギヤ３５Ｂｋ、３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃに伝達された回転は、被駆動ギヤ３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃに伝達され、感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃを回転させる。なお、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃは、減速ギヤとして機能し、ギヤ３４Ｂｋ、３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃからの回転を減速させ、被駆動ギヤ３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃに伝達する。そのために、ギヤ３４Ｂｋ、３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃの歯数Ｚ１は２４に、被駆動ギヤ３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃの歯数Ｚ３は３８にされる。

ところで、前記構成のプリンタにおいては、前記ＩＤ駆動用モータ３９の回転を減速させる各第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃが偏心している場合、前記感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの周速度に速度変動が生じると、各転写部における前記感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃに位置ずれが発生してしまう。その結果、各転写部で転写されるトナー像にずれが生じ、色ずれが発生してしまう。また、各感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの速度変動が、用紙ｐの搬送速度に伝達され、搬送速度に速度変動が生じてしまう。その結果、転写される各トナー像にずれが生じ、各色間で色ずれが発生してしまう。

そこで、本実施の形態においては、前記各第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃにおける隣接する第１のアイドルギヤ間に位相差を設定することによって、各色間で色ずれが発生するのを防止するようにしている。

次に、各色間で色ずれが発生するメカニズムについて説明する。この場合、隣接する各画像形成ユニット間の関係は同じであるので、画像形成ユニット１０Ｂｋと画像形成ユニット１０Ｙとの関係について説明する。

図６は本発明の第１の実施の形態における隣接する画像形成ユニットの関係を示す図である。

この場合、感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙの直径ｄ１を３０〔ｍｍ〕とし、感光体ドラム１７Ｂｋ及び転写ローラ１９によって形成される転写部と、感光体ドラム１７Ｙ及び転写ローラ１９によって形成される転写部との間隔Ｌｂｙを７２〔ｍｍ〕とし、各ＬＥＤヘッド２１及び対応する各転写部が感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ上で成す角度を１８０〔°〕とする。なお、１２は転写ベルト、ｐは用紙である。

次に、隣接する画像形成ユニット間の駆動系について説明する。

図１は本発明の第１の実施の形態における隣接する画像形成ユニット間の駆動系の要部を示す図、図７は本発明の第１の実施の形態におけるマーキングの第１の説明図、図８は本発明の第１の実施の形態におけるマーキングの第２の説明図である。

本実施の形態においては、前記各第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃは、同じ成形型を使用して成形されるので、偏心している場合、同じ偏心特性（回転特性）を有することになる。そこで、本実施の形態においては、成形時に、図７に示されるように、各第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃの円周方向における回転特性上の同じ位置、すなわち、同じ偏心位相に識別部としてのマーク５３を形成することによって、マーキングを行うようにしている（図７においては、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋについてだけ示す。）。なお、本実施の形態において、マーク５３は、ギヤ３５Ｂｋ、３５Ｙ、３５Ｍ、３５Ｃの外周縁上に形成される。

この場合、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃが偏心していると、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃを回転させたときに、偏心量は、図８に示されるように変化する。前記マーク５３は、各第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃにおいて共通の位置であるかぎり、円周方向における任意の位置に形成することができるので、例えば、図８に示されるように、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃを一周させたときの偏心量がピークになる位置に形成することができる。

本実施の形態においては、図１に示されるように、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋに対して第１のアイドルギヤ３３Ｙが位相差θだけ進められる。この場合、位相差θは負の値を採る。すなわち、ギヤ３５Ｂｋに形成されたマーク５３の位置と、ギヤ３５Ｙに形成されたマーク５３の位置とが、前記位相差θの角度だけずらされ、ギヤ３５Ｙに形成されたマーク５３は、ギヤ３５Ｂｋに形成されたマーク５３より回転方向において下流側に位置させられる。

次に、前記構成のプリンタにおいてブラックのトナー像を転写する際の動作について説明する。

図９は本発明の第１の実施の形態における用紙の速度変動を説明する図、図１０は本発明の第１の実施の形態における速度変動の伝達率の概念を示す図である。なお、図１０において、横軸に時間を、縦軸に速度変動及び伝達率を採ってある。

図９において、１２は転写ベルト、１７Ｂｋ、１７Ｙは感光体ドラム、１９は転写ローラ、ｒ１は駆動ローラ、ｐは用紙である。

また、図１０において、Ｌ１は感光体ドラム１７Ｂｋの周速度に生じる速度変動を、Ｌ２は用紙ｐの搬送速度に生じる速度変動を、Ｌ３は伝達率Ｋを示す。

この場合、感光体ドラム１７Ｂｋのある周期における速度変動に対する用紙ｐの同じ周期における速度変動の割合を、伝達率Ｋとして計測した。なお、本実施の形態において、感光体ドラム１７Ｂｋの直径ｄ１は３０〔ｍｍ〕に、ギヤ３４Ｂｋの歯数Ｚ１は２４に、被駆動ギヤ３１Ｂｋの歯数Ｚ３は３８にされるので、ギヤ３４Ｂｋが１回転すると、感光体ドラム１７Ｂｋは１周期において、
３０×π×２４／３８≒５９〔ｍｍ〕
の長さだけ移動する。

このとき、図１０に示されるように、ギヤ３４Ｂｋの周期の速度変動は用紙ｐに伝達率Ｋ
Ｋ＝４０〔％〕
で伝達され、用紙ｐに同じ周期の速度変動が生じた。

また、感光体ドラム１７Ｂｋの平均の周速度、及び転写ベルト１２の平均の走行速度を、いずれも、
Ｖ＝１５５〔ｍｍ／ｓ〕
とし、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋの偏心による感光体ドラム１７Ｂｋの速度変動ΔＶ０を０．０７５〔ｍｍ／ｓ〕とすると、速度変動の周期Ｔ１は０．３８４〔ｓ〕となる。

そして、前記ＬＥＤヘッド２１によって感光体ドラム１７Ｂｋの露光を開始してから時間ｓが経過した後の感光体ドラム１７Ｂｋの速度変動ΔＶ（ｓ）〔ｍｍ／ｓ〕は、
ΔＶ（ｓ）＝ΔＶ０・ｓｉｎ（２π・ｓ／Ｔ１） ……（１）
で表される。

したがって、画像形成ユニット１０Ｂｋ（図２）において、露光が行われてから転写が行われるまでの、感光体ドラム１７Ｂｋが１８０〔°〕回転する時間をα〔ｓ〕としたとき、用紙ｐに速度変動が生じていない場合の、転写部における感光体ドラム１７Ｂｋの位置ずれＤ１は、前記速度変動ΔＶ（ｓ）〔ｍｍ／ｓ〕を時間ｓ
ｓ＝ｔ
から
ｓ＝ｔ＋α
まで積分した値になる。すなわち、前記位置ずれＤ１〔ｍｍ〕は、

となる。

また、画像形成ユニット１０Ｙにおいて、転写部における感光体ドラム１７Ｙの位置ずれＤ２は、転写ベルト１２がブラックの転写部とイエローの転写部との間隔Ｌｂｙを走行させられる時間をβとし、第１のアイドルギヤ３３Ｙが位相差θの角度だけ回転するのに必要な時間をγとすると、前記速度変動ΔＶ（ｓ）〔ｍｍ／ｓ〕を時間ｓ
ｓ＝ｔ＋β＋γ
から
ｓ＝ｔ＋α＋β＋γ
まで積分した値になる。すなわち、前記位置ずれＤ２〔ｍｍ〕は、

となる。

次に、隣接する画像形成ユニット１０Ｂｋ、１０Ｙ間における用紙ｐの速度変動が生じている場合について説明する。

図１１は本発明の第１の実施の形態における隣接する感光体ドラムの動作を示す図、図１２は本発明の第１の実施の形態における隣接する感光体ドラムを同位相で回転させたときの用紙の速度変動を表す図、図１３は本発明の第１の実施の形態における隣接する感光体ドラムを逆位相で回転させたときの用紙の速度変動を表す図である。なお、図１２及び１３において、横軸に時間を、縦軸に速度変動を採ってある。

図１１において、１７Ｂｋ、１７Ｃは感光体ドラム、１２は転写ベルト、１９は転写ローラ、ｐは用紙である。

図１２及び１３において、Ｌ１１は感光体ドラム１７Ｂｋの速度変動を、Ｌ１２は用紙ｐの速度変動を、Ｌ１３は感光体ドラム１７Ｙの速度変動を示す。

この場合、用紙ｐの速度変動をΔＶ２〔ｍｍ／ｓ〕とし、感光体ドラム１７Ｂｋの速度変動の用紙ｐへの伝達率をＡ〔％〕とする。

そして、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ間の位相差θを零（０）〔°〕にすると、感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙが同位相で回転させられ、図１２に示されるように、用紙ｐにおいても同位相で速度変動ΔＶ２が生じる。これに対して、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ間の位相差θを１８０〔°〕にすると、感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙが逆位相で回転させられ、図１３に示されるように、用紙ｐに生じる速度変動ΔＶ２〔ｍｍ／ｓ〕はほぼ零になる。

すなわち、用紙ｐの速度変動ΔＶ２〔ｍｍ／ｓ〕が生じている場合の、前記ＬＥＤヘッド２１によって感光体ドラム１７Ｂｋの露光を開始してから時間ｓが経過した後の感光体ドラム１７Ｂｋの速度変動ΔＶ２（ｓ）は、

で表すことができる。

したがって、画像形成ユニット１０Ｂｋにおいて、露光が行われてから転写が行われるまでの、感光体ドラム１７Ｂｋが１８０〔°〕回転する時間をα〔ｓ〕としたとき、用紙ｐに速度変動が生じている場合の、転写部における感光体ドラム１７Ｂｋの位置ずれＤ３〔ｍｍ〕は、前記速度変動ΔＶ２（ｓ）〔ｍｍ／ｓ〕を時間ｓ〔ｓ〕
ｓ＝ｔ
から
ｓ＝ｔ＋α
まで積分した値になる。

また、用紙ｐに速度変動が生じている場合の、転写部における感光体ドラム１７Ｙの位置ずれＤ４〔ｍｍ〕は、前記式（４）の積分に対して
ｓ＝ｔ＋α＋βとして、

となる。

最終的に、感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙによって転写ベルト１２に転写後のブラック及びイエローの各トナー像のずれ、すなわち、２色間の色ずれＺは、
Ｚ＝（Ｄ２−Ｄ４）−（Ｄ１−Ｄ３） ……（７）
となる。

図１４は本発明の第１の実施の形態における隣接する感光体ドラムを同位相で回転させたときの色ずれを表す図、図１５は本発明の第１の実施の形態における隣接する感光体ドラムを逆位相で回転させたときの色ずれを表す図である。なお、図１４及び１５において、横軸に時間を、縦軸に位置ずれ及び色ずれを採ってある。

図において、Ｌ２１は転写部における感光体ドラム１７Ｂｋの位置ずれを、Ｌ２２は転写部における感光体ドラム１７Ｙの位置ずれを、Ｌ２３はブラックとイエローとの間の色ずれを示す。

図に示されるように、感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙを同位相で回転させても、逆位相で回転させても、色ずれは周期的に発生する。

図１６は用紙の速度変動が生じていない場合に位相を合わせる方法を示す第１の比較図、図１７は用紙の速度変動が発生した場合に位相を合わせる方法を示す第２の比較図、図１８は本発明の第１の実施の形態における用紙の速度変動が発生した場合に位相を合わせる方法を示す第１の図、図１９は本発明の第１の実施の形態における用紙の速度変動が発生した場合に位相を合わせる方法を示す第２の図である。なお、図１６及び１８において、横軸に時間を、縦軸に速度変動を採ってある。また、図１７及び１９において、横軸に時間を、縦軸に位置ずれ及び色ずれを採ってある。

図１６及び１８において、Ｌ１１は感光体ドラム１７Ｂｋの速度変動を、Ｌ１２は用紙ｐの速度変動を、Ｌ１３は感光体ドラム１７Ｙの速度変動を示す。

また、図１７及び１９において、Ｌ２１は転写部における感光体ドラム１７Ｂｋの位置ずれを、Ｌ２２は転写部における感光体ドラム１７Ｙの位置ずれを、Ｌ２３はブラックとイエローとの間の色ずれを示す。

前記転写ベルト１２の速度変動が生じていない場合においては、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙの位相差θを設定することにより、図１７に示されるように、色ずれを少なくすることができる。

ところが、実際は、用紙ｐに、感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙの速度変動に伝達率Ｋを乗算した値の速度変動が伝達されるので、図１９に示されるように、用紙ｐの速度変動に応じてブラックとイエローとの間で色ずれが発生する。

次に、伝達率Ｋを４０〔％〕としたときの第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙの位相差θに対する色ずれについて説明する。

図２０は本発明の第１の実施の形態における第１のアイドルギヤの位相差と色ずれとの関係を示す図である。なお、図において、横軸に位相差を、縦軸に色ずれを採ってある。この場合、位相差は負の値で表される。

図において、Ｌ３０は伝達率Ｋが０〔％〕であるときの、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙの位相差θに対する色ずれを、Ｌ３１は伝達率Ｋが４０〔％〕のときの第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙの位相差θに対する色ずれを示す。

なお、この場合、色ずれは、前記式（７）の１周期における色ずれのばらつき（分散値）を表す。

図に示されるように、色ずれが最も少なくなるように第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙの位相差θを設定し、本実施の形態においては、点ｅにおける約−５６〔°〕とした。

次に、伝達率Ｋを４０〔％〕とし、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙの位相差θを−５６〔°〕とした場合の感光体ドラム１７及び用紙ｐの速度変動と色ずれとの関係について説明する。

図２１は本発明の第１の実施の形態における位相差を設定したときの用紙の速度変動を表す第１の図、図２２は本発明の第１の実施の形態における位相差を設定したときの色ずれを表す第１の図である。なお、図２１において、横軸に時間を、縦軸に速度変動を採ってあり、図２２において、横軸に時間を、縦軸に位置ずれ及び色ずれを採ってある。

図２１において、Ｌ１１は感光体ドラム１７Ｂｋの速度変動を、Ｌ１２は用紙ｐの速度変動を、Ｌ１３は感光体ドラム１７Ｙの速度変動を示す。

また、図２２において、Ｌ２１は転写部における感光体ドラム１７Ｂｋの位置ずれを、Ｌ２２は転写部における感光体ドラム１７Ｙの位置ずれを、Ｌ２３はブラックとイエローとの間の色ずれを示す。

図に示されるように、各速度変動の位相は従来のように合わせてはいないが、最終的な２色間の色ずれを少なくすることができる。

次に、伝達率Ｋが２０〔％〕であり、前記式（７）から算出した、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙの位相差θを−６５〔°〕とした場合の感光体ドラム１７及び用紙ｐの速度変動と色ずれとの関係について説明する。

図２３は本発明の第１の実施の形態における位相差を設定したときの用紙の速度変動を表す第２の図、図２４は本発明の第１の実施の形態における位相差を設定したときの色ずれを表す第２の図である。なお、図２３において、横軸に時間を、縦軸に速度変動を採ってあり、図２４において、横軸に時間を縦軸に位置ずれ及び色ずれを採ってある。

図２３において、Ｌ１１は感光体ドラム１７Ｂｋの速度変動を、Ｌ１２は用紙ｐの速度変動を、Ｌ１３は感光体ドラム１７Ｙの速度変動を示す。

また、図２４において、Ｌ２１は転写部における感光体ドラム１７Ｂｋの位置ずれを、Ｌ２２は転写部における感光体ドラム１７Ｙの位置ずれを、Ｌ２３はブラックとイエローとの間の色ずれを示す。

図に示されるように、各速度変動の位相は従来のように合わせてはいないが、最終的な２色間の色ずれを少なくすることができる。

前述されたように、本実施の形態においては、転写ベルト１２上の用紙ｐの２色間の色ずれについて説明したが、転写ベルト１２上に一旦転写し、その後、用紙ｐに２次的に転写を行うプリンタにおいては、図１０に示される用紙ｐのない状態における転写ベルト１２への伝達率を測定するとともに、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃの各位相関係を設定することによって、図２１及び２２と同様に、各２色間の周期的な色ずれを最も少なくすることができる。

例えば、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋに対する第１のアイドルギヤ３３Ｙの位相差をθ１とし、第１のアイドルギヤ３３Ｙが位相差θ１の角度だけ回転するのに必要な時間をγ１とし、第１のアイドルギヤ３３Ｙに対する第１のアイドルギヤ３３Ｍの位相差をθ２とし、第１のアイドルギヤ３３Ｍが位相差θ２の角度だけ回転するのに必要な時間をγ２とし、第１のアイドルギヤ３３Ｍに対する第１のアイドルギヤ３３Ｃの角度差をθ３とし、第１のアイドルギヤ３３Ｃが位相差θ３の角度だけ回転するのに必要な時間をγ３とすると、転写部における感光体ドラム１７Ｍの位置ずれＤ１１〔ｍｍ〕は、

となり、転写部における感光体ドラム１７Ｃの位置ずれＤ１２〔ｍｍ〕は、

となる。

そして、このときの転写ベルト１２の速度変動ΔＶ３（ｓ）〔ｍｍ／ｓ〕は

になり、また、時間ｔにおける転写ベルト１２の位置ずれＤ１３〔ｍｍ〕は式（１０）を積分することによって、

となり、各転写部における転写ベルト１２の位置ずれＤ１４〔ｍｍ〕はそれぞれ式（１１）において、時間ｓを、
ｓ＝ｔ＋α
ｓ＝ｔ＋α＋β
ｓ＝ｔ＋α＋β＋β
ｓ＝ｔ＋α＋β＋β＋β
とした値になる。

したがって、２色の場合と同様に各色間の色ずれを認識することができる。

そして、４色のうちの２色間の色ずれの値を一つの母集団とし、その分散値を小さくするような時間γ１〜γ３を算出して設定すると、色ずれが最も少ない状態にすることができる。

図２５は本発明の第１の実施の形態における位相差の最適値を示す図である。なお、図において、横軸に伝達率を、縦軸に位相差を採ってある。

図において、γ１は第１のアイドルギヤ３３Ｙが位相差θ１の角度だけ回転するのに必要な時間、γ２は第１のアイドルギヤ３３Ｍが位相差θ２の角度だけ回転するのに必要な時間、γ３は第１のアイドルギヤ３３Ｃが位相差θ３の角度だけ回転するのに必要な時間である。

この場合、感光体ドラム１７Ｂｋの速度変動の用紙ｐへの伝達率Ａ〔％〕に基づいて、色ずれが最も少なくなる位相差θ１〜θ３が最適値として設定される。

このように、本実施の形態において、各第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃは、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３４Ｙ、３４Ｍ、３４Ｃの偏心によって生じる前記感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃの速度変動、及び該速度変動によって生じる前記転写ベルト１２又は用紙ｐの速度変動に基づいて設定された位相差θ、θ１〜θ３を形成して配設されるので、周期的に発生する色ずれを最も少なくすることができる。

次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。なお、第１の実施の形態と同じ構造を有するものについては、同じ符号を付与し、同じ構造を有することによる発明の効果については同実施の形態の効果を援用する。

図２６は本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの概略図、図２７は本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの制御装置を示すブロック図である。

この場合、モータ制御部５０に、像担持体としての感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃを回転させるための駆動モータ６１Ｂｋ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃが接続され、該各駆動モータ６１Ｂｋ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃを駆動することによって、感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃがそれぞれ回転させられる。

また、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃに、それぞれ対向させて、マーク検出部としてのマーク検出センサ６５Ｂｋ、６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃが配設され、該各マーク検出センサ６５Ｂｋ、６５Ｙ、６５Ｍ、６５Ｃによって、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃに形成された識別部としての各マーク５３の位相を検出することができる。

また、機構制御部４８に媒体種類設定部６６が接続され、操作者は、媒体種類設定部６６を操作して媒体としての用紙ｐの種類を設定することができる。そして、記憶装置５６には、二つ以上の用紙ｐの種類と対応させて伝達率が記録される。

図２８は本発明の第２の実施の形態における感光体ドラムの駆動系の要部を示す図である。この場合、感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙの駆動系について説明する。

前記第１の実施の形態と同様に、第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙは、小径のギヤ３４Ｂｋ、３４Ｙ及び大径のギヤ３５Ｂｋ、３５Ｙを備え、ギヤ３４Ｂｋ、３４Ｙと感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙの被駆動ギヤ３１Ｂｋ、３１Ｙとが噛合させられ、ギヤ３５Ｂｋ、３５Ｙにマーク５３が形成される。

また、各駆動モータ６１Ｂｋ、６１Ｙの出力軸に配設されたギヤ６２Ｂｋ、６２Ｙとギヤ３５Ｂｋ、３５Ｙとが噛合させられる。

そして、マーク検出センサ６５Ｂｋ、６５Ｙはギヤ３５Ｂｋ、３５Ｙ上のマーク５３の位相をそれぞれ検出する。

次に、前記構成のプリンタの動作について説明する。

図２９は本発明の第２の実施の形態における用紙の種類ごとの伝達率及び位相差の設定例を示す図、図３０は本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの動作を示すフローチャートである。

この場合、記憶装置５６に記録される用紙ｐの種類ごとの伝達率Ｋ〔％〕の例を示す。該伝達率Ｋ〔％〕は、第１の実施の形態と同様に、図１０に示されるような感光体ドラム１７Ｂｋの速度変動Ｌ１及び用紙ｐの速度変動Ｌ２に基づいて、用紙ｐの種類ごとに算出することができる。

例えば、普通紙の場合、前記第１の実施の形態と同様に伝達率Ｋは４０〔％〕であり、光沢紙の場合、光沢紙に発生する速度変動の感光体ドラム１７Ｂｋ、１７Ｙの速度変動に対する割合は小さく、伝達率Ｋは１０〔％〕になる。

そして、操作者が媒体種類設定部６６を操作して用紙ｐの種類を設定すると、ＣＰＵ５５の図示されない伝達率取得処理手段は、伝達率取得処理を行い、記憶装置５６から用紙ｐの種類に対応する伝達率Ｋ〔％〕を読み出す。例えば、操作者が用紙ｐの種類を普通紙に設定した場合、４０〔％〕の伝達率Ｋが読み出される。

続いて、ＣＰＵ５５の図示されない駆動処理手段は、駆動処理を行い、各駆動モータ６１Ｂｋ、６１Ｙを駆動し、ＣＰＵ５５の図示されない位相差取得処理手段は、位相差取得処理を行い、マーク検出センサ６５Ｂｋ、６５Ｙによって検出されたマーク５３の各位相を読み込み、隣接する第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ間の位相差を検出位相差として算出する。

次に、前記駆動処理手段は、前記伝達率Ｋ〔％〕及び位相差θに基づいて、駆動モータ６１Ｂｋ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃの駆動を制御し、位相差θを調整する。

そのために、前記第１の実施の形態と同様に、前記駆動処理手段は、前記式（７）によって得られる色ずれＺが最も少なくなる第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙの位相差θを算出する。伝達率Ｋが４０〔％〕である場合、色ずれＺが最も少なくなる位相差θは−５６〔°〕であるので、前記駆動処理手段は、前記検出位相差が−５６〔°〕になるように、駆動モータ６１Ｂｋ、６１Ｙを駆動している間に、駆動モータ６１Ｂｋ又は駆動モータ６１Ｙの回転速度を変更するか、駆動モータ６１Ｂｋ、６１Ｙの駆動開始タイミングをずらすかする。なお、駆動開始タイミングをずらす場合、駆動モータ６１Ｂｋ、６１Ｙを一旦停止させ、駆動開始タイミングをずらして再び起動する。

なお、本実施の形態においては、前記式（７）によって得られる色ずれＺが最も少なくなる第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙの位相差θを算出するようになっているが、あらかじめ位相差θを算出し、記憶装置５６に記録しておくこともできる。

このように、本実施の形態においては、用紙ｐの種類に応じて、最適な位相差θを設定することができるので、用紙ｐ上に発生する周期的な色ずれを少なくすることができ、画像品位を向上させることができる。

本実施の形態においては、操作者が媒体種類設定部６６を操作して用紙ｐの種類を設定し、伝達率取得処理手段によって、記憶装置５６から用紙ｐの種類に対応する伝達率Ｋ〔％〕を読み出すようになっているが、伝達率取得処理手段によって、図示されない上位装置から送られた用紙ｐの種類を読み込み、用紙ｐの種類に対応する伝達率Ｋ〔％〕を読み出すこともできる。

次に、フローチャートについて説明する。
ステップＳ１ 用紙ｐの種類を入力する。
ステップＳ２ 伝達率Ｋを取得する。
ステップＳ３ 駆動モータ６１Ｂｋ、６１Ｙの駆動を開始する。
ステップＳ４ マーク５３を検出する。
ステップＳ５ 位相差θを調整し、処理を終了する。

次に、用紙ｐの種類が普通紙に設定されている場合に、光沢紙を使用して印刷を行った場合について説明する。

図３１は用紙の種類が普通紙に設定されている場合に光沢紙を使用したときの用紙の速度変動を表す図、図３２は用紙の種類が普通紙に設定されている場合に光沢紙を使用したときの位置ずれ及び色ずれを表す図である。なお、図３１において、横軸に時間を、縦軸に速度変動を採ってあり、図３２において、横軸に時間を、縦軸に位置ずれ及び色ずれを採ってある。

図３１において、Ｌ１１は感光体ドラム１７Ｂｋの速度変動を、Ｌ１３は感光体ドラム１７Ｙの速度変動を、Ｌ１４は光沢紙の速度変動を示す。

また、図３２において、Ｌ２１は転写部における感光体ドラム１７Ｂｋの位置ずれを、Ｌ２２は転写部における感光体ドラム１７Ｙの位置ずれを、Ｌ２３はブラックとイエローとの間の色ずれを示す。

この場合、用紙ｐの種類が普通紙に設定され、第１のアイドルギヤ３１Ｂｋ、３１Ｙの位相差θが−５６〔°〕にされているときに、伝達率Ｋが１０〔％〕の光沢紙が使用されるので、色ずれが多くなってしまう。

次に、用紙ｐの種類が光沢紙に設定されている場合に、光沢紙を使用して印刷を行った場合について説明する。

図３３は本発明の第２の実施の形態における用紙の種類が光沢紙に設定されている場合に光沢紙を使用したときの用紙の速度変動を表す図、図３４は本発明の第２の実施の形態における用紙の種類が光沢紙に設定されている場合に光沢紙を使用したときの位置ずれ及び色ずれを表す図である。なお、図３３において、横軸に時間を、縦軸に速度変動を採ってあり、図３４において、横軸に時間を、縦軸に位置ずれ及び色ずれを採ってある。

図３３において、Ｌ１１は感光体ドラム１７Ｂｋの速度変動を、Ｌ１３は感光体ドラム１７Ｙの速度変動を、Ｌ１４は光沢紙の速度変動を示す。

また、図３４において、Ｌ２１は転写部における感光体ドラム１７Ｂｋの位置ずれを、Ｌ２２は転写部における感光体ドラム１７Ｙの位置ずれを、Ｌ２３はブラックとイエローとの間の色ずれを示す。

この場合、用紙ｐの種類が光沢紙に設定され、第１のアイドルギヤ３１Ｂｋ、３１Ｙの位相差θが−７０〔°〕にされているときに、伝達率Ｋが１０〔％〕の光沢紙が使用されるので、色ずれを少なくすることができる。

このように、本実施の形態においては、駆動モータ６１Ｂｋ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃをそれぞれ個別に駆動し、用紙ｐの種類に応じて、各第１のアイドルギヤ３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ間の各位相差θを変更することによって、用紙ｐの種類に関わらず、周期的な色ずれを少なくすることができる。

前記各実施の形態においては、画像形成装置としてのカラーのプリンタに適用した例について説明したが、本発明を、２色以上を重ねて画像を形成する複写機、ファクシミリ装置、複合機等に適用することができる。

なお、本発明は前記各実施の形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨に基づいて種々変形させることが可能であり、それらを本発明の範囲から排除するものではない。

本発明の第１の実施の形態における隣接する画像形成ユニット間の駆動系の要部を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの概念図である。 本発明の第１の実施の形態におけるプリンタの制御装置を示すブロック図である。 本発明の第１の実施の形態における感光体ドラムの駆動系を示す斜視図である。 本発明の第１の実施の形態における感光体ドラムの駆動系を示す正面図である。 本発明の第１の実施の形態における隣接する画像形成ユニットの関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態におけるマーキングの第１の説明図である。 本発明の第１の実施の形態におけるマーキングの第２の説明図である。 本発明の第１の実施の形態における用紙の速度変動を説明する図である。 本発明の第１の実施の形態における速度変動の伝達率の概念を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における隣接する感光体ドラムの動作を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における隣接する感光体ドラムを同位相で回転させたときの用紙の速度変動を表す図である。 本発明の第１の実施の形態における隣接する感光体ドラムを逆位相で回転させたときの用紙の速度変動を表す図である。 本発明の第１の実施の形態における隣接する感光体ドラムを同位相で回転させたときの色ずれを表す図である。 本発明の第１の実施の形態における隣接する感光体ドラムを逆位相で回転させたときの色ずれを表す図である。 用紙の速度変動が生じていない場合に位相を合わせる方法を示す第１の比較図である。 用紙の速度変動が発生した場合に位相を合わせる方法を示す第２の比較図である。 本発明の第１の実施の形態における用紙の速度変動が発生した場合に位相を合わせる方法を示す第１の図である。 本発明の第１の実施の形態における用紙の速度変動が発生した場合に位相を合わせる方法を示す第２の図である。 本発明の第１の実施の形態における第１のアイドルギヤの位相差と色ずれとの関係を示す図である。 本発明の第１の実施の形態における位相差を設定したときの用紙の速度変動を表す第１の図である。 本発明の第１の実施の形態における位相差を設定したときの色ずれを表す第１の図である。 本発明の第１の実施の形態における位相差を設定したときの用紙の速度変動を表す第２の図である。 本発明の第１の実施の形態における位相差を設定したときの色ずれを表す第２の図である。 本発明の第１の実施の形態における位相差の最適値を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの概略図である。 本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの制御装置を示すブロック図である。 本発明の第２の実施の形態における感光体ドラムの駆動系の要部を示す図である。 本発明の第２の実施の形態における用紙の種類ごとの伝達率及び位相差の設定例を示す図である。 本発明の第２の実施の形態におけるプリンタの動作を示すフローチャートである。 用紙の種類が普通紙に設定されている場合に光沢紙を使用したときの用紙の速度変動を表す図である。 用紙の種類が普通紙に設定されている場合に光沢紙を使用したときの位置ずれ及び色ずれを表す図である。 本発明の第２の実施の形態における用紙の種類が光沢紙に設定されている場合に光沢紙を使用したときの用紙の速度変動を表す図である。 本発明の第２の実施の形態における用紙の種類が光沢紙に設定されている場合に光沢紙を使用したときの位置ずれ及び色ずれを表す図である。

符号の説明

１２ 転写ベルト
１７Ｂｋ、１７Ｙ、１７Ｍ、１７Ｃ 感光体ドラム
１９ 転写ローラ
３１Ｂｋ、３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ 被駆動ギヤ
３３Ｂｋ、３３Ｙ、３３Ｍ、３３Ｃ 第１のアイドルギヤ
３９ ＩＤ駆動用モータ
６１Ｂｋ、６１Ｙ、６１Ｍ、６１Ｃ 駆動モータ
ｐ 用紙
θ、θ１〜θ３ 位相差

Claims (6)

1. （ａ）各色の現像剤像をそれぞれ担持する複数の像担持体と、
   （ｂ）該各像担持体に沿って走行させられるベルト部材と、
   （ｃ）該ベルト部材を介して前記各像担持体と対向させて配設され、各像担持体との間に転写部を形成し、前記各現像剤像を転写する転写部材と、
   （ｄ）各像担持体の一端に取り付けられた被駆動ギヤと、
   （ｅ）互いに同じ偏心特性を備え、駆動部からの回転を各被駆動ギヤに伝達するために、それぞれ各被駆動ギヤと連結されたアイドルギヤとを有するとともに、
   （ｆ）該各アイドルギヤは、アイドルギヤの偏心によって生じる前記像担持体の速度変動、及び該速度変動によって生じる媒体の速度変動に基づいて設定された位相差を形成して配設され、
   （ｇ）該位相差は、前記像担持体の速度変動が媒体に伝達される割合に基づいて算出されることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記各アイドルギヤには、円周方向における同じ偏心位相に識別部が形成される請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記媒体の速度変動は、前記像担持体の速度変動によって生じる正弦波状の周期的な速度変動である請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動部は、各アイドルギヤに共通に配設される請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記駆動部は、各アイドルギヤにそれぞれ配設される請求項１に記載の画像形成装置。
6. （ａ）各色の現像剤像をそれぞれ担持する複数の像担持体と、
   （ｂ）該各像担持体に沿って走行させられるベルト部材と、
   （ｃ）該ベルト部材を介して前記各像担持体と対向させて配設され、各像担持体との間に転写部を形成し、前記各現像剤像を転写する転写部材と、
   （ｄ）各像担持体の一端に取り付けられた被駆動ギヤと、
   （ｅ）互いに同じ偏心特性を備え、駆動部からの回転を各被駆動ギヤに伝達するために、それぞれ各被駆動ギヤと連結されたアイドルギヤとを有するとともに、
   （ｆ）該各アイドルギヤは、アイドルギヤの偏心によって生じる前記像担持体の速度変動、及び該速度変動によって生じる前記ベルト部材又は媒体の速度変動に基づいて設定された位相差を形成して配設され、
   （ｇ）該位相差は、前記像担持体の速度変動がベルト部材又は媒体に伝達される割合に対応させて、媒体の種類ごとに設定されることを特徴とする画像形成装置。

Images