JPH09114171A - カラー画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 タンデム式像担持体駆動系を備えたカラー画
像形成装置において、像担持体を精度よく回転駆動する
ことにより、画像のズレや色ズレを防止し、高品位画像
を得る。 【解決手段】 像担持体駆動プーリ１ａ、２ａ、３ａ、
４ａの直径を像担持体１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ、
１０４ａの直径より大きく設定する。これにより、像担
持体の回転速度変動を低くすることができる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばカラー複写
機あるいはカラープリンターなどとされる電子写真方式
を用いたカラー画像形成装置に関し、特に、光導電層を
有する像担持体をタンデム式に配列したカラー画像形成
装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図６に、光導電層を有する像担持体をタ
ンデム式に配列した電子写真方式のカラー画像形成装置
が示される。

【０００３】同図において、カラー画像形成装置は、装
置本体内に例えばイエロー、シアン、マゼンタ及びブラ
ックの可視画像を形成することができる第１〜第４の画
像形成部Ｉ、II、III 、IVがタンデムに配列された構成
を有し、各画像形成部Ｉ〜IVはそれぞれ専用の光導電層
を有する像担持体１０１ａ、１０２ａ、１０３ａ、１０
４ａを備えている。各像担持体１０１ａ〜１０４ａはそ
の周囲にそれぞれ専用の画像形成手段である、例えば一
次帯電器１０１ｂ、１０２ｂ、１０３ｂ、１０４ｂ、転
写器１０１ｃ、１０２ｃ、１０３ｃ、１０４ｃ、現像器
１０１ｄ、１０２ｄ、１０３ｄ、１０４ｄ、露光器１０
１ｅ、１０２ｅ、１０３ｅ、１０４ｅ、クリーナ１０１
ｆ、１０２ｆ、１０３ｆ、１０４ｆ等が配設されてい
る。

【０００４】また、各画像形成部Ｉ〜IVの像担持体１０
１ａ〜１０４ａの下部には、転写ベルト駆動プーリ９及
び転写ベルト従動プーリ１０に張架され駆動される転写
ベルト８が設けられている。更に、図６において、第１
画像形成部Ｉの右方には図に示さない給紙部が配置さ
れ、第４画像形成部IVの左方には図に示さない定着器が
配置される。

【０００５】図６において、カラー画像形成を行なうに
は、まず第１画像形成部Ｉにおいて、光導電層を有する
回転する像担持体１０１ａに対して帯電器１０１ｂによ
って均一に電荷が付与され、矢印で示す露光器１０１ｅ
によって露光が行なわれ、像担持体１０１ａ上の光導電
層上に潜像が形成される。次いで潜像が例えばイエロー
トナー用現像器１０１ｄによって潜像が現像されて顕像
が形成される。

【０００６】一方、給紙部から、転写ベルト駆動プーリ
９と転写ベルト従動プーリ１０によって駆動される転写
ベルト８によって、図示しない被転写材が第１画像形成
部Ｉに搬送される。

【０００７】又、回転する像担持体１０１ａはその光導
電層上に残存するトナーが、クリーナ１０１ｆによって
除去され、新たな潜像形成に備える。

【０００８】第２の画像形成部IIにおいても同様な工程
が行なわれ、別色の例えばシアントナーが被転写材に転
写される。そしてその後もこのような工程を連続的に、
第３及び第４画像形成部III 、IVにおいても行なうこと
により多色のトナーの転写を転写材に対して行ない、所
望のカラー画像を形成することができる。

【０００９】次に、図７及び図８により上記のようなタ
ンデム式カラー電子写真プロセスにおける像担持体駆動
機構について説明する。

【００１０】このようなタンデム式に像担持体を配設し
たカラー電子写真プロセスを実行するにあたり、像担持
体１０１ａ〜１０４ａを回転駆動させるために、駆動源
であるところの回転駆動モータＭ、像担持体の一端部側
に配設された、像担持体を回転駆動させるための駆動プ
ーリ１１ａ〜１４ａ、像担持体を支持する軸１ｂ〜４
ｂ、軸１ｂ〜４ｂを回転可能に支承するベアリング１ｃ
〜４ｃ、ベアリング１ｃ〜４ｃを支持する支持部材Ｆ、
Ｂ、回転駆動モータＭとモータ軸に取付けられたモータ
プーリ５、モータプーリ５と駆動プーリ１１ａ〜１４ａ
間で回転力を伝達するための駆動ベルト６、及び像担持
体駆動プーリ１１ａ〜１４ａ間で回転力を伝達するにあ
たり、十分な伝達力を得るために駆動プーリ１１ａ〜１
４ａに対する駆動ベルト６の巻き付け角を確保するため
のアイドラープーリー７が配設されている。

【００１１】以上の構成によって、回転駆動モータＭに
設けられたモータプーリ５を用いて、駆動ベルト６を介
して像担持体の一端部側に配設された、駆動プーリ１１
ａ〜１４ａが回転駆動させられ、これによって像担持体
１０１ａ〜１０４ａが回転し、前記電子写真プロセスが
実現する。

【００１２】このとき、必要ならばベルト張力を一定に
制御するためにベルトテンショナーを設けることもあ
る。

【００１３】

【発明が解決しようとする課題】上記のように、外部に
設けられた駆動源のモータプーリを用い、駆動ベルトを
介して像担持体の一端部側に各駆動プーリに回転トルク
が伝達され、この回転トルクによって複数の像担持体が
回転させられる。

【００１４】このとき、駆動源自身が有する回転速度変
動、及びベルト伝達による劣化や変動等の各種要因によ
って、像担持体の回転速度に変動が発生する。

【００１５】これらの像担持体の回転速度変動は電子写
真プロセスによって形成される画像のズレや色ズレを生
じさせ、画像の品位を劣化させるため、より高画質の画
像を得ようとするならば像担持体は常に精度良く回転さ
せなければならない。

【００１６】しかしながら、従来のタンデム式の像担持
体駆動系においては、像担持体外径と像担持体の一端部
側に配設された像担持体を駆動するプーリの外径が同程
度、もしくは、像担持体外径が像担持体を駆動するプー
リの外径より大であったので、像担持体を精度よく回転
駆動させるには限度があり、高画質な画像を形成するに
至らなかった。

【００１７】従って、本発明の第１の目的は、像担持体
を精度よく回転駆動できるタンデム式像担持体駆動系を
備えたカラー画像形成装置を提供することである。

【００１８】本発明の第２の目的は、像担持体の回転精
度に起因する画像のズレや色ズレを防止し、高品位画像
を得ることのできるタンデム式像担持体駆動系を備えた
カラー画像形成装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
カラー画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発
明は、複数列に配設された潜像が形成される像担持体
と、前記像担持体を回転駆動するための駆動源、駆動ベ
ルト、及び像担持体駆動プーリとを有するカラー画像形
成装置において、前記像担持体駆動プーリの直径が前記
像担持体の直径より大きいことを特徴とするカラー画像
形成装置である。

【００２０】前記駆動源は電動モータであることが好ま
しい。別の態様によれば、前記駆動源は超音波モータで
あることが好ましい。前記駆動ベルトをタイミングベル
トとし、前記像担持体駆動プーリをタイミングベルト噛
み合いプーリとすることが好ましい。

【００２１】前記駆動ベルトを平ベルトとし、前記像担
持体駆動プーリを平プーリとすることが好ましい。前記
駆動ベルトは金属ベルトであることが好ましい。

【００２２】前記駆動ベルトはポリウレタンベルトであ
ること好ましい。別の態様によれば、前記駆動ベルトは
ゴムベルトであることが好ましい。

【００２３】前記像担持体駆動プーリの材質は樹脂であ
ることが好ましい。別の態様によれば、前記像担持体駆
動プーリの材質は金属であることが好ましい。

【００２４】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係るカラー画像形
成装置を図面に則して更に詳しく説明する。尚、次に説
明する実施例では、本発明のカラー画像形成装置は、図
６に示したカラー画像形成装置に具現化されるものとす
る。従って、カラー画像形成装置の全体的構成、機能に
ついての詳しい説明は省略し、本発明の特徴部について
説明する。

【００２５】実施例１ 本発明に係る実施例１について図１〜図３により説明す
る。本実施例は、従来例における駆動プーリの直径が像
担持体の直径と同程度であったのに対して、図１及び図
２に示すように像担持体駆動プーリ１ａ〜４ａの直径が
像担持体１０１ａ〜１０４ａの直径と比較して大きなも
のとなっていることを特徴とする。

【００２６】像担持体駆動プーリの直径を像担持体の直
径よりも大きなものとしたときの効果を図３を用いて以
下に説明する。

【００２７】同図において、像担持体の半径をＲｄ、像
担持体を回転駆動するための像担持体駆動プーリの半径
をＲｐ、各種要因によって変動し像担持体駆動プーリに
入力される回転速度変動をΔＶ、像担持体駆動プーリ外
周速度をＶ、像担持体外周部速度（いわゆる電子写真プ
ロセス速度）をＶｐ、像担持体の回転角速度をω、回転
角速度変動をΔωとし、従来例については添字ｓで、本
実施例については添字ｂで示す。

【００２８】回転角速度変動について、従来例では、 Δωｓ＝ΔＶｓ／Ｒｐｓ ・・・ （１） 本実施例では、 Δωｂ＝ΔＶｂ／Ｒｐｂ ・・・ （２） となる。

【００２９】ここで、電子写真プロセス速度Ｖｐが一定
のとき、すなわち、像担持体の回転数が一定であって
も、像担持体の一端部に設けられた像担持体駆動プーリ
Ｒｐの回転半径が大きくなるほど、像担持体駆動プーリ
外周部の回転速度は増すから、 Ｖｂ＞Ｖｓ ・・・ （３） である。

【００３０】次に、この関係を像担持体駆動プーリを回
転駆動させる駆動源の回転速度で考えると、駆動源のプ
ーリ外径を一定のままで、像担持体駆動プーリＲｐの回
転半径を大きくすることは、駆動源のプーリと像担持体
駆動プーリとの減速比が高まることと等価であるので、
像担持体の回転数を一定にするならば、減速比の増加分
だけ駆動源のプーリの回転数を増加させなければならな
い。

【００３１】ここで、一般的な駆動源の特性として、駆
動モータの回転数を高めると、駆動モータのローラ慣性
モーメントの増大やトルクリップルの低減などの作用に
より、駆動源の回転速度はより安定するので ΔＶｂ＜ΔＶｓ ・・・ （４） なる関係が成り立つことがいえる。

【００３２】また、このときの各像担持体駆動プーリ半
径の関係は、 Ｒｐｓ＜Ｒｐｂ ・・・ （５） であり、式（１）、（２）に対して式（４）、（５）な
る関係をあてはめれば、 Δωｓ＞Δωｂ ・・・ （６） という関係が成り立つ。

【００３３】つまり、像担持体の回転速度変動が従来よ
り小さくなることがいえるので、電子写真プロセスによ
って形成される画像の品位を向上させ、高画質な画像が
得られる。

【００３４】さらにいうなれば、駆動源の特性の向上が
できなく、 ΔＶｂ≒ΔＶｓ ・・・ （７） のような場合でも式（５）の設定により式（６）を満足
させることは可能であるから、電子写真プロセスによっ
て形成される画像の品位を向上させ、高画質な画像を得
ることができる。

【００３５】以上は、機能を解りやすくするために１つ
の像担持体を用いての説明であるが、これを、複数個の
像担持体を配設したタンデム式のものにしてもその効果
は変わらないといえる。

【００３６】また、像担持体駆動プーリの直径が大きく
なることは、像担持体回転軸まわりの慣性モーメントを
増加させることにもなるので、像担持体の安定した回転
に更に寄与する。

【００３７】上記のように、像担持体駆動プーリの直径
を像担持体の直径に比して大きくすることにより、像担
持体の回転速度変動を低く設定することが可能であり、
タンデム式の電子写真プロセスによって形成されるカラ
ー画像の品位を高め、高画質な画像を得ることができ
る。

【００３８】実施例２ 次に、本発明に係る実施例２について図４により説明す
る。実施例１においては、４個の像担持体駆動プーリと
モータＭとの間に１つの駆動ベルト６を掛け渡し、モー
タＭの駆動を４個の像担持体駆動プーリに伝達し各像担
持体をそれぞれ回転させたが、本実施例においては、モ
ータＭと、像担持体駆動プーリ１ａ、１ｂとの間に第１
駆動ベルト６ａを掛け渡し、又、モータＭと、像担持体
駆動プーリ１ｃ、１ｄとの間に第２駆動ベルト６ｂを掛
け渡し、各像担持体１０１ａ〜１０４ａを回転する構成
とした。

【００３９】また、像担持体駆動プーリ１ａ、２ａ間の
第１駆動ベルト６ａ、及び像担持体駆動プーリ３ａ、４
ａ間の第２駆動ベルト６ｂにそれぞれアイドラープーリ
ー７ａ、７ｂを配設した。

【００４０】このように、像担持体をモータにより駆動
プーリを介して回転駆動させるにあたり、複数の駆動ベ
ルトを用いても、実施例１と同様の効果を得ることがで
きる。

【００４１】実施例３ 次に、本発明に係る実施例３について図５により説明す
る。前述の実施例においては、すべてのモータ及び像担
持体駆動プーリを像担持体の一方側に配置した構成とさ
れているが、本実施例においては、モータＭａ、像担持
体駆動プーリ１ａ、３ａを像担持体の一方側に配してそ
れらの間に駆動ベルト６ａを掛け渡し、またモータＭ
ｂ、像担持体駆動プーリ２ａ、４ａを像担持体の他方側
に配してそれらの間に駆動ベルト６ｂを掛け渡す構成と
した。

【００４２】このような構成であっても、前述の効果を
得ることができ、更に、像担持体駆動プーリの直径を像
担持体を支持する軸間距離以上に設定することができ
る。

【００４３】実施例４ 前述の実施例における駆動ベルトはタイミングベルト、
駆動プーリはタイミングベルト噛み合いプーリを用いて
もよい。このとき、駆動プーリは樹脂であっても金属で
あっても構わない。

【００４４】これらを用いることにより、像担持体を回
転駆動するとき、像担持体同士の回転に関わる位相関係
が駆動ベルトと駆動プーリの噛み合いの関係で常に一定
に保たれることから、回転する各像担持体によって形成
される各色の画像を転写材に転写することによって形成
させる各色の画像の位置関係を常に同様なものとするこ
とができる。

【００４５】よって、像担持体の回転を安定させた上
に、各像担持体の回転によって形成される各色の画像の
位置合わせ精度が高まり、更に高画質なカラー画像を得
ることができる。

【００４６】実施例５ 前述の実施例における駆動ベルトを平ベルト、駆動プー
リを平プーリとしてもよい。このとき駆動プーリの材質
は樹脂であっても金属であっても構わない。

【００４７】これらを用いて像担持体を駆動した場合、
無限小の連続した噛み合いがベルトプーリ間で行なわれ
ると考えることができるので、駆動源から像担持体を回
転するに至るベルト駆動によるトルク伝達の速度変動成
分を極少にできることから、高画質なカラー画像を得る
ことができる。

【００４８】このとき、駆動ベルトの材質は工業的には
ポリウレタンやクロロプレーンゴムを選択することが、
低コストで十分な機能を発揮させることに対して有効で
ある。

【００４９】また、駆動ベルトの材質を金属製のものを
採用することによりベルトの剛性を増し、像担持体駆動
時の駆動トルク負荷の変動の影響や経年変化による駆動
ベルトの伸びの影響が比較的少なく、この状態で像担持
体を回転させることにより、高精度に像担持体を回転さ
せることができると共に、長期間の使用にわたる劣化の
影響も避けることができる。

【００５０】実施例６ 前述の実施例における駆動源を電動モータとすること
が、工業的には低コストで十分な機能を発揮させること
に有効である。

【００５１】また、駆動源として超音波モータを採用す
ることによって、電動モータ特有の電磁ノイズの発生を
なくしたり、電極、磁極のバラツキ等によって発生する
トルクリップルの影響を廃した状態で像担持体を駆動す
ることができるので、更に高精度な像担持体の回転駆動
を行なうことができる。

【００５２】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によるカラー画像形成装置は、像担持体駆動プーリの直
径が前記像担持体の直径より大きいことにより、像担持
体を精度よく回転駆動でき、従って画像のズレや色ズレ
を防止でき、高品位画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】実施例１の駆動系を示す後側面図である。

【図２】実施例１の駆動系を示す要部平面図である。

【図３】実施例１の効果を説明するための説明図であ
る。

【図４】実施例２の駆動系を示す後側面図である。

【図５】実施例３の駆動系を示す要部平面図である。

【図６】従来例のカラー画像形成装置の一例を示す概略
構成図である。

【図７】図１のカラー画像形成装置の駆動系を示す後側
面図である。

【図８】図１のカラー画像形成装置の駆動系の要部平面
図である。

【符号の説明】

１ａ、２ａ、３ａ、４ａ 像担持体駆動プーリ ６、６ａ、６ｂ 駆動ベルト １０１ａ、１０２ａ 像担持体 １０３ａ、１０４ａ 像担持体 Ｍ、Ｍａ、Ｍｂ モータ（駆動源）

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 複数列に配設された潜像が形成される像
   担持体と、前記像担持体を回転駆動するための駆動源、
   駆動ベルト、及び像担持体駆動プーリとを有するカラー
   画像形成装置において、 前記像担持体駆動プーリの直径が前記像担持体の直径よ
   り大きいことを特徴とするカラー画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記駆動源を電動モータとしたことを特
   徴とする請求項１のカラー画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記駆動源を超音波モータとしたことを
   特徴とする請求項１のカラー画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記駆動ベルトをタイミングベルトと
   し、前記像担持体駆動プーリをタイミングベルト噛み合
   いプーリとしたことを特徴とする請求項１のカラー画像
   形成装置。
5. 【請求項５】 前記駆動ベルトを平ベルトとし、前記像
   担持体駆動プーリを平プーリとしたことを特徴とする請
   求項１のカラー画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記駆動ベルトを金属ベルトとしたこと
   を特徴とする請求項５のカラー画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記駆動ベルトをポリウレタンベルトと
   したことを特徴とする請求項５のカラー画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記駆動ベルトをゴムベルトとしたこと
   を特徴とする請求項５のカラー画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記像担持体駆動プーリの材質を樹脂と
   したことを特徴とする請求項１のカラー画像形成装置。
10. 【請求項１０】 前記像担持体駆動プーリの材質を金属
    としたことを特徴とする請求項１のカラー画像形成装
    置。