画像形成装置
【課題】安価な構成にて、駆動装置の振動の影響を軽減でき、小型軽量化を図った場合においても濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供する。
【解決手段】回転体である像担持体２と、駆動源からの回転力をギアを介して伝達して像担持体２を回転駆動する駆動装置と、レーザ光を偏向走査する回転体である回転多面体を有し像担持体上に画像を形成する露光装置７と、を有する画像形成装置において、露光装置７の回転多面体の回転周波数と、駆動装置のギアの噛み合い周波数が整数倍となるように構成する。
【解決手段】回転体である像担持体２と、駆動源からの回転力をギアを介して伝達して像担持体２を回転駆動する駆動装置と、レーザ光を偏向走査する回転体である回転多面体を有し像担持体上に画像を形成する露光装置７と、を有する画像形成装置において、露光装置７の回転多面体の回転周波数と、駆動装置のギアの噛み合い周波数が整数倍となるように構成する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。より詳しくは、像担持体などの回転体と、回転体を回転駆動する駆動装置と、レーザ光などを走査して回転体上に画像を形成する露光装置を有する画像形成装置において、回転駆動に起因する濃度ムラを防ぐ技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７に、画像形成装置の一例である電子写真方式タンデム型のフルカラー画像形成装置１００を示す。
【０００３】
本例にて、画像形成装置１００は、４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えている。つまり、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｋである。これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【０００４】
各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋには、それぞれ、回転体である像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設置されている。各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には、帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、１次転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、ドラムクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ設置されている。帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ間の上方には露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄがそれぞれ設置されている。各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。
【０００５】
感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、本例では負帯電の有機感光体でアルミニウム等のドラム基体（不図示）上に感光層（不図示）を有している。そして、各色毎に、例えば、図８に示す感光体駆動装置９０によって所定のプロセススピード（例えば１９０ｍｍ／ｓ）で回転駆動される。
【０００６】
感光体駆動装置９０は、主に、駆動源としてのモータ９１と、モータ９１の出力ギアＧＤと、出力ギアＧＤに噛合したギアＧＯと、ギアＧＯに噛合した感光体駆動ギアＧＳ等を備えており、画像形成装置の筐体に支持固定される。モータ９１の回転力は、ギアＧＤ、ＧＯを介して感光体駆動ギアＧＳに伝達されて感光ドラム２を回転する。
【０００７】
帯電手段としての帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、それぞれ感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに所定の圧接力で接触している。そして、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面を所定の極性、電位に均一に帯電する。
【０００８】
露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、それぞれ画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光を偏向走査して各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面に画像露光する。これにより、各帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄで帯電された各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する。露光装置７としては、本例では、図９に示すレーザスキャナ装置を使用している。
【０００９】
レーザスキャナ装置７は、レーザ光源１０１からのレーザビームを回転多面体（即ち、ポリゴンミラー）１０２によって反射して、さらにＦθレンズ１０３、折り返しミラー１０４で光路を折り曲げて感光ドラム２の表面に結像走査させる。このレーザスキャナ装置においては、回転体であるポリゴンミラーの回転により、感光ドラム２の軸方向に主走査が行われ、感光ドラム２の回転により、感光ドラム２の軸方向とは直交方向に副走査が行われる。
【００１０】
現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれ感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に形成される静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。
【００１１】
１次転写手段としての１次転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、各１次転写部Ｎにて中間転写体としての中間転写ベルト８を介して各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに当接している。そして、１次転写バイアス電源（不図示）から印加される１次転写バイアスによって、各感光ドラム上の各トナー像を中間転写ベルト８に１次転写する。
【００１２】
中間転写ベルト８は、駆動ローラ１１、２次転写対向ローラ１２、テンションローラ１３間に張架されており、駆動ローラ１１の駆動によって矢印方向（時計方向）に回転（移動）される。２次転写対向ローラ１２は、中間転写ベルト８を介して２次転写ローラ１４と当接して２次転写部Ｍを形成している。テンションローラ１３は、ばね（不図示）によって図中右方向に移動可能な状態で付勢支持されていて、これにより、中間転写ベルト８に一定張力を持たせている。
【００１３】
２次転写手段としての２次転写ローラ１４は、２次転写対向ローラ１２と対向する位置に中間転写ベルト８及び紙などの転写材Ｐを挟んで当接、離間可能な状態で設置されている。
【００１４】
中間転写ベルト８の外側には、中間転写ベルト８表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置１５が設置されている。また、２次転写対向ローラ１２と２次転写ローラ１４とが当接する２次転写部Ｍの転写材Ｐの搬送方向下流側には、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂを有する定着装置１６が設置されている。
【００１５】
次に、上記した画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００１６】
画像形成動作開始信号が発せられると、転写材（紙）Ｐは、カセット（不図示）から送り出されて、レジストローラ２０まで搬送され、２次転写部Ｍの直前で一時待機する。
【００１７】
一方、各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋでは、画像形成動作開始信号が発せられる。すると、所定のプロセススピードで回転駆動される各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、それぞれ帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによって一様に、本従来例では負極性に帯電される。そして、露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより変調されたレーザ光を、帯電された各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。そして、先ず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、現像装置４ａによりイエローのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。このイエローのトナー像は、１次転写ローラ５ａにより、回転している中間転写ベルト８上に１次転写される。
【００１８】
イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト８は、画像形成部１Ｍ側に移動される。そして、画像形成部１Ｍにおいても、前記同様にして感光ドラム２ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、中間転写ベルト８上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、１次転写ローラ５ｂにより転写される。
【００１９】
以下、同様にして中間転写ベルト８上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部１Ｃ、１Ｋの感光ドラム２ｃ、２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を、１次転写ローラ５ｃ、５ｄにより順次重ね合わせる。これにより、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト８上に形成する。
【００２０】
そして、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像先端が２次転写部Ｍに移動されるタイミングに合わせて、レジストローラ２０により転写材Ｐをこの２次転写部Ｍに搬送する。これにより、この転写材Ｐに、２次転写ローラ１４によりフルカラーのトナー像が一括して２次転写される。
【００２１】
フルカラーのトナー像が形成された転写材Ｐは定着装置１６に搬送されて、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂ間の定着ニップでフルカラーのトナー像を加熱、加圧して転写材Ｐ表面に熱定着した後に外部に排出して、一連の画像形成動作を終了する。
【００２２】
なお、上記した各１次転写時において、感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に残留している１次転写残トナーは、それぞれドラムクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄによって除去されて回収される。また、２次転写後に中間転写ベルト８上に残った２次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１５によって除去されて回収される。
【００２３】
このような、レーザ走査装置を用いた画像形成装置は、感光ドラムの駆動において、モータ自身が持つ回転ムラや、ギアの噛み合いに起因する伝達誤差、駆動時の装置の各種負荷の変動などによって感光ドラムの回転速度にムラが生じる。そのため、色ずれや周期的な濃度ムラとなるなど画像品質を劣化させてしまう場合がある。
【００２４】
このため、例えば、特許文献１には、エンコーダなどにより回転体の回転ムラを検知し、検知結果に応じて速度制御を行うようにして、安定した回転を行うことで、色ずれや周期的な濃度ムラなどの画像劣化を防止する構成が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−６６３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、上記従来例においては、以下の課題があった。
【００２６】
上記従来例の駆動装置においては、ギアの噛み合いで発生する伝達誤差によって回転速度ムラを生じるとともに、支持構造に対しては振動を発生させている。この振動は、モータとギアの噛み合い周波数に一致する。駆動装置の振動は、特に画像形成系である露光装置に伝達すると、共振現象によるうなりを生じる場合がある。そのため、画像上では副走査方向に濃度ムラが生じたり、カラー画像で色ずれが生じたりして画像品質を劣化させてしまうことがあった。
【００２７】
周期的な濃度ムラは、特に、画像上で１ｍｍ〜２０ｍｍピッチのものが目立ち易く、著しく画像品質を低下させる。一般には、プロセススピードなど装置構成条件によるが、露光装置の回転周波数や、ギアの噛み合い周波数自体は高周波であり、影響を受けたとしても画像上では１ｍｍ以下のピッチの濃淡となるため目立ちにくい。
【００２８】
しかしながら、共振によるうなりなどで、１０Ｈｚ〜１５０Ｈｚ程度の振動となると、プロセススピードによっては画像上で１ｍｍ〜２０ｍｍピッチの濃度ムラとなって画像品質を著しく低下する。
【００２９】
振動対策として伝達経路などに防振装置を配置し振動の伝達を抑制することなどが考えられるものの、複雑な構成となるなど低コスト化にとっては不利であり、簡易な構成にて濃度ムラを軽減することが課題であった。
【００３０】
また、装置の小型化や軽量化などを実現しようとした場合、装置構成によっては、振動源と露光装置が近距離となり、剛性の関係からも振動を生じやすく、振動の振幅も大きくなる。その結果、共振現象によるうなりによって、濃度ムラも顕著となる。
【００３１】
そこで、本発明の目的は、安価な構成にて、駆動装置の振動の影響を軽減でき、小型軽量化を図った場合においても濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、第一の態様によれば、回転体である像担持体と、駆動源からの回転力をギアを介して伝達して前記像担持体を回転駆動する駆動装置と、レーザ光を偏向走査する回転体である回転多面体を有し前記像担持体上に画像を形成する露光装置と、を有する画像形成装置において、
前記露光装置の回転多面体の回転周波数と、前記駆動装置のギアの噛み合い周波数が整数倍となるように構成することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００３３】
第二の態様によれば、回転体である像担持体と、駆動源からの回転力を複数のギアを備えたギア列を介して伝達して前記像担持体を回転駆動する駆動装置と、レーザ光を偏向走査する回転体である回転多面体を有し前記像担持体上に画像を形成する露光装置と、を有する画像形成装置において、
前記露光装置の回転多面体の回転周波数と、前記駆動装置の複数のギアのうち、少なくとも駆動源からみて最上流側のギアの噛み合い周波数が整数倍の関係となるように構成することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、露光装置の回転多面体の回転周波数を、駆動装置のギアの噛み合い周波数の整数倍となるように構成することで、安価な構成にて、駆動装置のギアの噛み合いに起因する振動と露光装置との干渉現象を防止できる。その結果、小型軽量化を図った場合においても濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３６】
実施例１
図１は、本発明に係る画像形成装置１００の一実施例を示す。本実施例にて、画像形成装置１００は、電子写真方式でタンデム型のレーザプリンタ等のフルカラー画像形成装置とされる。また、図２は、本実施例の感光体駆動装置１１０を示す概略構成図である。
【００３７】
なお、本実施例の画像形成装置１００は、先に説明した図７に示す従来の画像形成装置１００と同様の構成とされ、従って、同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３８】
本実施例にて、画像形成装置１００は、従来の図７に示す画像形成装置１００に比べ装置高さを低くし、また、装置筐体の厚みを薄くして小型軽量化を図ったものである。
【００３９】
尚、本実施例にて、露光装置７は、前に図９に示して説明した従来の露光装置であるレーザスキャナ装置７と同様の構成とされる。従って、先の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００４０】
ここで、本実施例では、露光装置７、即ち、レーザスキャナ装置における回転多面体（ポリゴンモータ）１０２の回転周波数をｆ１、感光体駆動装置のギアの噛み合い周波数をｆ２とすると、
ｆ１＝Ｎ×ｆ２（Ｎは整数）
の関係になるように、各モータの回転数、ギアの歯数を設定している。
【００４１】
具体的には、露光装置７における回転体であるポリゴンモータ１０２の回転周波数（ｆ１）を６００Ｈｚとする。
【００４２】
また、図２に示すように、本実施例にて感光体駆動装置１１０は、駆動源である電動モータ１１１を備えており、その出力ギアＧＤは、１０歯ギアとされ３０Ｈｚで回転する。出力ギアＧＤは、３０歯のギアＧＯ（回転数：１０Ｈｚ）に噛合し、更に、ギアＧＯは、１５０歯の感光体駆動ギアＧＳ（回転数：２Ｈｚ）に噛合し、感光ドラム２を回転駆動する構成としている。
【００４３】
なお、感光体駆動装置１１０において、ギアの噛み合い周波数ｆ２は、「ギアの歯数」×「ギア回転数（Ｈｚ）」で決まる。従って、本実施例の場合は、ギアの噛み合い周波数ｆ２は、３００Ｈｚとなっている。即ち、本実施例では、
ｆ１＝２×ｆ２
の関係となるように、駆動装置１１０及び露光装置７を構成している。
【００４４】
上記のように構成することで、濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することが可能となる。
【００４５】
すなわち、スキャナ７の回転周波数ｆ１を駆動装置１１０のギア噛み合い周波数ｆ２の整数倍（Ｎ）となるように構成する。これにより、駆動装置１１０の振動が露光装置７に伝達した場合においても、基本的に両者の干渉現象を防止でき、濃度ムラ等の画像劣化を防止できる。
【００４６】
ここで、うなりは、ある瞬間に振動する両者のタイミングが合うことで強めあった後、徐々にずれが生じることにより弱めあい、そして再びタイミングが合ったときに強めあう、ということを繰り返すことによって発生する現象である。特に振動する両者の周波数が近接するときに顕著に発生する。
【００４７】
うなりの周期は、両者の周波数の差であり、うなりの発生しない条件としては、両者の振動周波数が、一致しているか、若しくは、整数倍となっていることである。
【００４８】
本実施例では、露光装置７の振動周波数と、駆動装置１１０に起因する振動の周波数（＝ギアの噛み合い周波数）の関係が整数倍となるように構成しているため、駆動装置１１０の振動が露光装置７に伝達しても、干渉現象（うなり）は発生しない。
【００４９】
このため、装置の小型軽量化などにより、駆動装置１１０の振動を露光装置７に伝達しやすい構成となった場合においても、濃度ムラなどの画像劣化を防止できる。従って、駆動装置１１０と露光装置７を近くに配置することができ、装置の小型化が可能となる。また、筐体などの厚みも薄く設定でき、装置の軽量化を図ることも可能で、簡易な構成とすることで低コスト化にも有利となる。
【００５０】
本発明者等は、以下の方法により検証を行い、本実施例における濃度ムラの抑制効果を確認した。確認方法としては、実際に画像形成装置１００にて画像形成を行った時の、露光装置部の振動状態の確認と、濃度ムラなどの画像評価を行った。
【００５１】
比較例として、露光装置の周波数６００Ｈｚに対し、ギアの噛み合い周波数を５６０Ｈｚとしたもの（本実施例では、３００Ｈｚ）の例も確認した。
【００５２】
なお、振動状態の確認は、露光装置の支持構造体に加速度センサを配置して実際の振動を測定し、振動の周波数成分を解析した。画像評価は、干渉ムラによる濃度ムラが目立ちやすい横線などのハーフトーン画像を用いて確認し、同じく濃度差の周期を周波数解析した。濃度ムラの周波数解析は、出力画像を読取装置などで読み込んで、濃度差情報を周波数特性として抽出し評価した。
【００５３】
結果は、以下の通りである。
【００５４】
図３、図４は、それぞれ本実施例及び比較例における、露光装置の支持構造体の振動の周波数解析結果である。また、表１は、画像評価結果である。
【００５５】
【表１】
【００５６】
図３、図４より、露光装置７の振動には、露光装置７のモータによる振動周波数成分のピーク（６００Ｈｚ）と、駆動装置１１０の噛み合い周波数に相当する振動周波数成分のピーク（本実施例：３００Ｈｚ、比較例：５６０Ｈｚ）をそれぞれ確認できる。また、比較例には、矢印で示したように４０Ｈｚあたりにピークが見られ、干渉現象によるうなり周期（＝６００−５６０）での振動も発生しているのが確認できる。
【００５７】
一方、画像評価においては、比較例では、約５ｍｍピッチの顕著な濃度ムラが発生したのに対し、本実施例では、濃度ムラの発生はなく、良好な画像が得られた。
【００５８】
本実施例では、プロセススピードは１９０ｍｍ／ｓであるため、上記うなりによる振動周波数４０Ｈｚの影響は、４．７５ｍｍピッチの濃度ムラとなる。実際に、比較例の濃度ムラ画像に対して、濃度差の周波数解析を行った結果、４０Ｈｚ（４．７５ｍｍ）付近にピークがみられた。
【００５９】
以上説明したように、露光装置７の回転周波数を、駆動装置１１０のギアの噛み合い周波数の整数倍となるように構成することで、駆動装置ギアの噛み合いに起因する振動と露光装置との干渉現象を防止できる。そのため、安価な構成にて、濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することが可能となる。その結果、駆動装置と露光装置を近くに配置することができ、装置の小型化可能となる。また、筐体などの厚みも薄く設定でき、装置の軽量化を図ることも可能で、簡易な構成とすることで低コスト化も可能となる。
【００６０】
なお、本実施例では、露光装置７の回転周波数ｆ１＝６００Ｈｚ、駆動装置１１０のギアの噛み合い周波数ｆ２＝３００Ｈｚとして、ｆ１＞ｆ２の場合の例を示した。しかし、例えば、ｆ１＝４００Ｈｚ、ｆ２＝８００Ｈｚのように、ｆ１＜ｆ２となるように構成しても同様の効果が得られた。
【００６１】
実施例２
本発明に係る画像形成装置の第二の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置は、実施例１で説明した画像形成装置と同様の構成とされる。ただ、本実施例では、４色の各感光ドラム２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）が、即ち、複数の感光ドラムが一つの駆動源にて駆動される。
【００６２】
つまり、図５に示すように、本実施例の感光体駆動装置２００は、駆動源である電動モータ２０１と、複数のギアを備えたギア列２０２とを備えている。
【００６３】
更に説明すると、モータ２０１の出力ギアＧＤは、駆動段ギアＧＯを介して、ギア列２０２に回転力が伝達される。即ち、出力ギアＧＤは、駆動段ギアＧＯの大ギアＧＯａに噛合し、駆動段ギアＧＯの小ギアＧＯｂが、第１ギア列のギアＧ１に噛合する。ギアＧ１は、段ギアＧ２の大ギアＧ２ａに噛合し、小ギアＧ２ｂが感光ドラム２ｄの駆動ギアＧＳＫに噛合し、ブラックの感光ドラム２ｄを回転駆動する。
【００６４】
段ギアＧ２の大ギアＧ２ａは、第２ギア列のギアＧ３に噛合する。ギアＧ３は、段ギアＧ４の大ギアＧ４ａに噛合し、小ギアＧ４ｂが感光ドラム２ｃの駆動ギアＧＳＣに噛合し、シアンの感光ドラム２ｃを回転駆動する。
【００６５】
同様に、段ギアＧ４の大ギアＧ４ａは、第３ギア列のギアＧ５に噛合する。ギアＧ５は、段ギアＧ６の大ギアＧ６ａに噛合し、小ギアＧ６ｂが感光ドラム２ｂの駆動ギアＧＳＭに噛合し、マゼンタの感光ドラム２ｂを回転駆動する。
【００６６】
また、同様に、段ギアＧ６の大ギアＧ６ａは、第４ギア列のギアＧ７に噛合する。ギアＧ７は、段ギアＧ８の大ギアＧ８ａに噛合し、小ギアＧ８ｂが感光ドラム２ａの駆動ギアＧＳＹに噛合し、イエローの感光ドラム２ａを回転駆動する。
【００６７】
本実施例では、このように、モータ２０１とギア列２０２から構成される感光体駆動装置２００を用い、一つのモータ２０１にて、４色の感光ドラム２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）を回転駆動させる。
【００６８】
ギア列２０２は、主に、ギアＧ０、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８から構成され、モータ２０１の回転力を、順次ギアを介して、各感光ドラム２に伝達し、各色の感光ドラム２を回転する。なお、これらモータ、及び、各ギア列は、それぞれ画像形成装置の筐体に支持固定されている。
【００６９】
本実施例においては、駆動側から見て最上流側のギアの噛み合い周波数ｆ２が、露光装置の回転周波数ｆ１に対し、
ｆ１＝Ｎ×ｆ２ （Ｎは整数）
の関係になるように、モータの回転数、ギアの歯数を設定している。
【００７０】
具体的には、露光装置７の回転周波数ｆ１＝６００Ｈｚに対し、駆動装置２００の最上流部である、駆動モータ２０１の出力ギアＧＤを、１５歯、２０Ｈｚとし、最上流のギアＧＤとの噛み合い周波数ｆ１＝３００Ｈｚとしている。出力ギアＧＤに噛合するギアＧ０は、６０歯のギアで、５Ｈｚで回転する（噛み合い周波数は、同じく３００Ｈｚとなる）。
【００７１】
駆動装置から発生する振動は、ギアの噛み合いによる伝達誤差に起因している。そのため、複数のギアを備えたギア列を有する駆動装置の場合は、伝達経路上、最上流部であるモータなどの駆動源の伝達誤差は振動となりやすく、伝達先である下流部などの伝達誤差は、振動とはならず回転速度ムラとして吸収されやすい傾向にある。
【００７２】
これは、駆動源に近いギアは、駆動装置内部に振動として伝播しやすく、反対に駆動源から遠いギアは、負荷変動として伝達先である回転体の微小な回転ムラなどになりやすいためである。つまり、駆動対象である回転体までの伝達経路（近い／遠い）や、支持体に対する負荷状況（材質、形状、重量など）に関係している。
【００７３】
従って、ギアの噛み合い周波数は、基本的には露光装置の振動周波数の整数倍となるのが好ましいものの、最上流部以外のギアに関しては、実際には振動には直接影響しにくいことから、任意の噛み合い周波数で構成してもよい。
【００７４】
本実施例では、各画像ユニットの配置位置や、トルク、伝達効率などを考慮して決定した。具体的には、Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５、Ｇ７と、Ｇ２、Ｇ４、Ｇ６、Ｇ８は、それぞれ同じ径と歯数のギアを用いており、噛み合い周波数は、各々、２５０Ｈｚと、２００Ｈｚとなっている。
【００７５】
上記のように構成することで、安価な構成にて、駆動装置ギアの噛み合いに起因する振動と露光装置との干渉現象を防止でき、濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することが可能となる。
【００７６】
すなわち、本実施例では、少なくとも駆動装置の最上流部のギア噛み合い周波数と、露光装置の回転周波数の関係が整数倍となるように構成する。これにより、駆動装置の振動が露光装置に伝達した場合においても、基本的に両者の干渉を防止でき、濃度ムラ等の画像劣化を防止できる。従って、装置の小型軽量化により、駆動装置の振動を露光装置に伝達しやすい構成となった場合においても、濃度ムラの発生を防止できる。
【００７７】
また、モータの個数を軽減できるため、低コスト化にも有利な構成を実現できる。
【００７８】
図６は、実施例１と同様にして振動周波数解析を行い、本実施例の装置の効果を確認した結果である。
【００７９】
図から分かるように、本実施例の画像形成装置の振動成分としては、６００Ｈｚと３００Ｈｚ付近にピークを確認でき、それぞれ、露光装置の回転周波数（６００Ｈｚ）と、最上流部の噛み合い周波数（３００Ｈｚ）に一致している。一方、他のギアの噛み合い周波数相当部分（例えば、２５０Ｈｚ、２００Ｈｚ付近）にはピークはなく、最上流部の噛み合い周波数による振動が伝達されているのが分かる。また、干渉現象によるうなり成分も発生しない。
【００８０】
実際の画像においても、濃度ムラの発生もなく良好な画像品質を得られた。
【００８１】
以上説明したように、露光装置の回転周波数を、少なくとも駆動装置の最上流部のギアの噛み合い周波数の整数倍となるように構成することで、駆動装置ギアの噛み合いに起因する振動と露光装置との干渉現象を防止できる。そのため、安価な構成にて、濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することが可能となる。その結果、駆動装置と露光装置を近くに配置することができ、装置の小型化可能となる。また、筐体などの厚みも薄く設定でき、装置の軽量化を図ることも可能で、簡易な構成とすることで低コスト化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置における駆動装置の一実施例の概略構成図である。
【図３】本発明の画像形成装置における露光装置の支持構造体の振動の周波数解析結果を示す図である。
【図４】比較例の画像形成装置における露光装置の支持構造体の振動の周波数解析結果を示す図である。
【図５】本発明の画像形成装置における駆動装置の他の実施例の概略構成図である。
【図６】本発明の画像形成装置における他の実施例の露光装置の支持構造体の振動の周波数解析結果を示す図である。
【図７】従来の画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図８】従来の画像形成装置における駆動装置の一例を示す概略構成図である。
【図９】従来の画像形成装置における露光装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８３】
１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ） 画像形成部（画像形成ユニット）
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ） 感光ドラム（像担持体）
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ） 帯電ローラ（帯電手段）
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ） 現像装置
５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ） １次転写ローラ（１次転写手段）
６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ） ドラムクリーニング装置
７（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ） 露光装置（レーザスキャナ装置）
８ 中間転写ベルト（中間転写体）
１４ ２次転写ローラ（２次転写手段）
１５ 転写クリーニング装置
１６ 定着装置
１１０、２００ 感光体駆動装置
２０２ ギア列
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いた複写機やプリンタ等の画像形成装置に関するものである。より詳しくは、像担持体などの回転体と、回転体を回転駆動する駆動装置と、レーザ光などを走査して回転体上に画像を形成する露光装置を有する画像形成装置において、回転駆動に起因する濃度ムラを防ぐ技術に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図７に、画像形成装置の一例である電子写真方式タンデム型のフルカラー画像形成装置１００を示す。
【０００３】
本例にて、画像形成装置１００は、４つの画像形成部（画像形成ユニット）を備えている。つまり、イエロー色の画像を形成する画像形成部１Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部１Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部１Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部１Ｋである。これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。
【０００４】
各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋには、それぞれ、回転体である像担持体としてのドラム状の電子写真感光体（以下、「感光ドラム」という。）２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが設置されている。各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄの周囲には、帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ、現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、１次転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ、ドラムクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄがそれぞれ設置されている。帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄと現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ間の上方には露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄがそれぞれ設置されている。各現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄには、それぞれイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、ブラックトナーが収納されている。
【０００５】
感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、本例では負帯電の有機感光体でアルミニウム等のドラム基体（不図示）上に感光層（不図示）を有している。そして、各色毎に、例えば、図８に示す感光体駆動装置９０によって所定のプロセススピード（例えば１９０ｍｍ／ｓ）で回転駆動される。
【０００６】
感光体駆動装置９０は、主に、駆動源としてのモータ９１と、モータ９１の出力ギアＧＤと、出力ギアＧＤに噛合したギアＧＯと、ギアＧＯに噛合した感光体駆動ギアＧＳ等を備えており、画像形成装置の筐体に支持固定される。モータ９１の回転力は、ギアＧＤ、ＧＯを介して感光体駆動ギアＧＳに伝達されて感光ドラム２を回転する。
【０００７】
帯電手段としての帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄは、それぞれ感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに所定の圧接力で接触している。そして、帯電バイアス電源（不図示）から印加される帯電バイアスによって各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面を所定の極性、電位に均一に帯電する。
【０００８】
露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄは、それぞれ画像情報の時系列電気デジタル画素信号に対応して変調されたレーザ光を偏向走査して各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面に画像露光する。これにより、各帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄで帯電された各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ表面に画像情報に応じた静電潜像を形成する。露光装置７としては、本例では、図９に示すレーザスキャナ装置を使用している。
【０００９】
レーザスキャナ装置７は、レーザ光源１０１からのレーザビームを回転多面体（即ち、ポリゴンミラー）１０２によって反射して、さらにＦθレンズ１０３、折り返しミラー１０４で光路を折り曲げて感光ドラム２の表面に結像走査させる。このレーザスキャナ装置においては、回転体であるポリゴンミラーの回転により、感光ドラム２の軸方向に主走査が行われ、感光ドラム２の回転により、感光ドラム２の軸方向とは直交方向に副走査が行われる。
【００１０】
現像装置４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄは、それぞれ感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に形成される静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像（可視像化）する。
【００１１】
１次転写手段としての１次転写ローラ５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄは、各１次転写部Ｎにて中間転写体としての中間転写ベルト８を介して各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄに当接している。そして、１次転写バイアス電源（不図示）から印加される１次転写バイアスによって、各感光ドラム上の各トナー像を中間転写ベルト８に１次転写する。
【００１２】
中間転写ベルト８は、駆動ローラ１１、２次転写対向ローラ１２、テンションローラ１３間に張架されており、駆動ローラ１１の駆動によって矢印方向（時計方向）に回転（移動）される。２次転写対向ローラ１２は、中間転写ベルト８を介して２次転写ローラ１４と当接して２次転写部Ｍを形成している。テンションローラ１３は、ばね（不図示）によって図中右方向に移動可能な状態で付勢支持されていて、これにより、中間転写ベルト８に一定張力を持たせている。
【００１３】
２次転写手段としての２次転写ローラ１４は、２次転写対向ローラ１２と対向する位置に中間転写ベルト８及び紙などの転写材Ｐを挟んで当接、離間可能な状態で設置されている。
【００１４】
中間転写ベルト８の外側には、中間転写ベルト８表面に残った転写残トナーを除去して回収するベルトクリーニング装置１５が設置されている。また、２次転写対向ローラ１２と２次転写ローラ１４とが当接する２次転写部Ｍの転写材Ｐの搬送方向下流側には、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂを有する定着装置１６が設置されている。
【００１５】
次に、上記した画像形成装置による画像形成動作について説明する。
【００１６】
画像形成動作開始信号が発せられると、転写材（紙）Ｐは、カセット（不図示）から送り出されて、レジストローラ２０まで搬送され、２次転写部Ｍの直前で一時待機する。
【００１７】
一方、各画像形成部１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋでは、画像形成動作開始信号が発せられる。すると、所定のプロセススピードで回転駆動される各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄは、それぞれ帯電ローラ３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄによって一様に、本従来例では負極性に帯電される。そして、露光装置７ａ、７ｂ、７ｃ、７ｄにより変調されたレーザ光を、帯電された各感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上にそれぞれ走査露光して静電潜像を形成する。そして、先ず感光ドラム２ａ上に形成された静電潜像に、現像装置４ａによりイエローのトナーを付着させて、トナー像として可視像化する。このイエローのトナー像は、１次転写ローラ５ａにより、回転している中間転写ベルト８上に１次転写される。
【００１８】
イエローのトナー像が転写された中間転写ベルト８は、画像形成部１Ｍ側に移動される。そして、画像形成部１Ｍにおいても、前記同様にして感光ドラム２ｂに形成されたマゼンタのトナー像が、中間転写ベルト８上のイエローのトナー像上に重ね合わせて、１次転写ローラ５ｂにより転写される。
【００１９】
以下、同様にして中間転写ベルト８上に重畳転写されたイエロー、マゼンタのトナー像上に、画像形成部１Ｃ、１Ｋの感光ドラム２ｃ、２ｄで形成されたシアン、ブラックのトナー像を、１次転写ローラ５ｃ、５ｄにより順次重ね合わせる。これにより、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト８上に形成する。
【００２０】
そして、中間転写ベルト８上のフルカラーのトナー像先端が２次転写部Ｍに移動されるタイミングに合わせて、レジストローラ２０により転写材Ｐをこの２次転写部Ｍに搬送する。これにより、この転写材Ｐに、２次転写ローラ１４によりフルカラーのトナー像が一括して２次転写される。
【００２１】
フルカラーのトナー像が形成された転写材Ｐは定着装置１６に搬送されて、定着ローラ１６ａと加圧ローラ１６ｂ間の定着ニップでフルカラーのトナー像を加熱、加圧して転写材Ｐ表面に熱定着した後に外部に排出して、一連の画像形成動作を終了する。
【００２２】
なお、上記した各１次転写時において、感光ドラム２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ上に残留している１次転写残トナーは、それぞれドラムクリーニング装置６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄによって除去されて回収される。また、２次転写後に中間転写ベルト８上に残った２次転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１５によって除去されて回収される。
【００２３】
このような、レーザ走査装置を用いた画像形成装置は、感光ドラムの駆動において、モータ自身が持つ回転ムラや、ギアの噛み合いに起因する伝達誤差、駆動時の装置の各種負荷の変動などによって感光ドラムの回転速度にムラが生じる。そのため、色ずれや周期的な濃度ムラとなるなど画像品質を劣化させてしまう場合がある。
【００２４】
このため、例えば、特許文献１には、エンコーダなどにより回転体の回転ムラを検知し、検知結果に応じて速度制御を行うようにして、安定した回転を行うことで、色ずれや周期的な濃度ムラなどの画像劣化を防止する構成が開示されている。
【特許文献１】特開平１０−６６３７３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２５】
しかしながら、上記従来例においては、以下の課題があった。
【００２６】
上記従来例の駆動装置においては、ギアの噛み合いで発生する伝達誤差によって回転速度ムラを生じるとともに、支持構造に対しては振動を発生させている。この振動は、モータとギアの噛み合い周波数に一致する。駆動装置の振動は、特に画像形成系である露光装置に伝達すると、共振現象によるうなりを生じる場合がある。そのため、画像上では副走査方向に濃度ムラが生じたり、カラー画像で色ずれが生じたりして画像品質を劣化させてしまうことがあった。
【００２７】
周期的な濃度ムラは、特に、画像上で１ｍｍ〜２０ｍｍピッチのものが目立ち易く、著しく画像品質を低下させる。一般には、プロセススピードなど装置構成条件によるが、露光装置の回転周波数や、ギアの噛み合い周波数自体は高周波であり、影響を受けたとしても画像上では１ｍｍ以下のピッチの濃淡となるため目立ちにくい。
【００２８】
しかしながら、共振によるうなりなどで、１０Ｈｚ〜１５０Ｈｚ程度の振動となると、プロセススピードによっては画像上で１ｍｍ〜２０ｍｍピッチの濃度ムラとなって画像品質を著しく低下する。
【００２９】
振動対策として伝達経路などに防振装置を配置し振動の伝達を抑制することなどが考えられるものの、複雑な構成となるなど低コスト化にとっては不利であり、簡易な構成にて濃度ムラを軽減することが課題であった。
【００３０】
また、装置の小型化や軽量化などを実現しようとした場合、装置構成によっては、振動源と露光装置が近距離となり、剛性の関係からも振動を生じやすく、振動の振幅も大きくなる。その結果、共振現象によるうなりによって、濃度ムラも顕著となる。
【００３１】
そこで、本発明の目的は、安価な構成にて、駆動装置の振動の影響を軽減でき、小型軽量化を図った場合においても濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００３２】
上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、第一の態様によれば、回転体である像担持体と、駆動源からの回転力をギアを介して伝達して前記像担持体を回転駆動する駆動装置と、レーザ光を偏向走査する回転体である回転多面体を有し前記像担持体上に画像を形成する露光装置と、を有する画像形成装置において、
前記露光装置の回転多面体の回転周波数と、前記駆動装置のギアの噛み合い周波数が整数倍となるように構成することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【００３３】
第二の態様によれば、回転体である像担持体と、駆動源からの回転力を複数のギアを備えたギア列を介して伝達して前記像担持体を回転駆動する駆動装置と、レーザ光を偏向走査する回転体である回転多面体を有し前記像担持体上に画像を形成する露光装置と、を有する画像形成装置において、
前記露光装置の回転多面体の回転周波数と、前記駆動装置の複数のギアのうち、少なくとも駆動源からみて最上流側のギアの噛み合い周波数が整数倍の関係となるように構成することを特徴とする画像形成装置が提供される。
【発明の効果】
【００３４】
本発明によれば、露光装置の回転多面体の回転周波数を、駆動装置のギアの噛み合い周波数の整数倍となるように構成することで、安価な構成にて、駆動装置のギアの噛み合いに起因する振動と露光装置との干渉現象を防止できる。その結果、小型軽量化を図った場合においても濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、本発明に係る画像形成装置を図面に則して更に詳しく説明する。
【００３６】
実施例１
図１は、本発明に係る画像形成装置１００の一実施例を示す。本実施例にて、画像形成装置１００は、電子写真方式でタンデム型のレーザプリンタ等のフルカラー画像形成装置とされる。また、図２は、本実施例の感光体駆動装置１１０を示す概略構成図である。
【００３７】
なお、本実施例の画像形成装置１００は、先に説明した図７に示す従来の画像形成装置１００と同様の構成とされ、従って、同一機能を有する部材には同一符号を付し、重複する説明は省略する。
【００３８】
本実施例にて、画像形成装置１００は、従来の図７に示す画像形成装置１００に比べ装置高さを低くし、また、装置筐体の厚みを薄くして小型軽量化を図ったものである。
【００３９】
尚、本実施例にて、露光装置７は、前に図９に示して説明した従来の露光装置であるレーザスキャナ装置７と同様の構成とされる。従って、先の説明を援用し、ここでの再度の説明は省略する。
【００４０】
ここで、本実施例では、露光装置７、即ち、レーザスキャナ装置における回転多面体（ポリゴンモータ）１０２の回転周波数をｆ１、感光体駆動装置のギアの噛み合い周波数をｆ２とすると、
ｆ１＝Ｎ×ｆ２（Ｎは整数）
の関係になるように、各モータの回転数、ギアの歯数を設定している。
【００４１】
具体的には、露光装置７における回転体であるポリゴンモータ１０２の回転周波数（ｆ１）を６００Ｈｚとする。
【００４２】
また、図２に示すように、本実施例にて感光体駆動装置１１０は、駆動源である電動モータ１１１を備えており、その出力ギアＧＤは、１０歯ギアとされ３０Ｈｚで回転する。出力ギアＧＤは、３０歯のギアＧＯ（回転数：１０Ｈｚ）に噛合し、更に、ギアＧＯは、１５０歯の感光体駆動ギアＧＳ（回転数：２Ｈｚ）に噛合し、感光ドラム２を回転駆動する構成としている。
【００４３】
なお、感光体駆動装置１１０において、ギアの噛み合い周波数ｆ２は、「ギアの歯数」×「ギア回転数（Ｈｚ）」で決まる。従って、本実施例の場合は、ギアの噛み合い周波数ｆ２は、３００Ｈｚとなっている。即ち、本実施例では、
ｆ１＝２×ｆ２
の関係となるように、駆動装置１１０及び露光装置７を構成している。
【００４４】
上記のように構成することで、濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することが可能となる。
【００４５】
すなわち、スキャナ７の回転周波数ｆ１を駆動装置１１０のギア噛み合い周波数ｆ２の整数倍（Ｎ）となるように構成する。これにより、駆動装置１１０の振動が露光装置７に伝達した場合においても、基本的に両者の干渉現象を防止でき、濃度ムラ等の画像劣化を防止できる。
【００４６】
ここで、うなりは、ある瞬間に振動する両者のタイミングが合うことで強めあった後、徐々にずれが生じることにより弱めあい、そして再びタイミングが合ったときに強めあう、ということを繰り返すことによって発生する現象である。特に振動する両者の周波数が近接するときに顕著に発生する。
【００４７】
うなりの周期は、両者の周波数の差であり、うなりの発生しない条件としては、両者の振動周波数が、一致しているか、若しくは、整数倍となっていることである。
【００４８】
本実施例では、露光装置７の振動周波数と、駆動装置１１０に起因する振動の周波数（＝ギアの噛み合い周波数）の関係が整数倍となるように構成しているため、駆動装置１１０の振動が露光装置７に伝達しても、干渉現象（うなり）は発生しない。
【００４９】
このため、装置の小型軽量化などにより、駆動装置１１０の振動を露光装置７に伝達しやすい構成となった場合においても、濃度ムラなどの画像劣化を防止できる。従って、駆動装置１１０と露光装置７を近くに配置することができ、装置の小型化が可能となる。また、筐体などの厚みも薄く設定でき、装置の軽量化を図ることも可能で、簡易な構成とすることで低コスト化にも有利となる。
【００５０】
本発明者等は、以下の方法により検証を行い、本実施例における濃度ムラの抑制効果を確認した。確認方法としては、実際に画像形成装置１００にて画像形成を行った時の、露光装置部の振動状態の確認と、濃度ムラなどの画像評価を行った。
【００５１】
比較例として、露光装置の周波数６００Ｈｚに対し、ギアの噛み合い周波数を５６０Ｈｚとしたもの（本実施例では、３００Ｈｚ）の例も確認した。
【００５２】
なお、振動状態の確認は、露光装置の支持構造体に加速度センサを配置して実際の振動を測定し、振動の周波数成分を解析した。画像評価は、干渉ムラによる濃度ムラが目立ちやすい横線などのハーフトーン画像を用いて確認し、同じく濃度差の周期を周波数解析した。濃度ムラの周波数解析は、出力画像を読取装置などで読み込んで、濃度差情報を周波数特性として抽出し評価した。
【００５３】
結果は、以下の通りである。
【００５４】
図３、図４は、それぞれ本実施例及び比較例における、露光装置の支持構造体の振動の周波数解析結果である。また、表１は、画像評価結果である。
【００５５】
【表１】
【００５６】
図３、図４より、露光装置７の振動には、露光装置７のモータによる振動周波数成分のピーク（６００Ｈｚ）と、駆動装置１１０の噛み合い周波数に相当する振動周波数成分のピーク（本実施例：３００Ｈｚ、比較例：５６０Ｈｚ）をそれぞれ確認できる。また、比較例には、矢印で示したように４０Ｈｚあたりにピークが見られ、干渉現象によるうなり周期（＝６００−５６０）での振動も発生しているのが確認できる。
【００５７】
一方、画像評価においては、比較例では、約５ｍｍピッチの顕著な濃度ムラが発生したのに対し、本実施例では、濃度ムラの発生はなく、良好な画像が得られた。
【００５８】
本実施例では、プロセススピードは１９０ｍｍ／ｓであるため、上記うなりによる振動周波数４０Ｈｚの影響は、４．７５ｍｍピッチの濃度ムラとなる。実際に、比較例の濃度ムラ画像に対して、濃度差の周波数解析を行った結果、４０Ｈｚ（４．７５ｍｍ）付近にピークがみられた。
【００５９】
以上説明したように、露光装置７の回転周波数を、駆動装置１１０のギアの噛み合い周波数の整数倍となるように構成することで、駆動装置ギアの噛み合いに起因する振動と露光装置との干渉現象を防止できる。そのため、安価な構成にて、濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することが可能となる。その結果、駆動装置と露光装置を近くに配置することができ、装置の小型化可能となる。また、筐体などの厚みも薄く設定でき、装置の軽量化を図ることも可能で、簡易な構成とすることで低コスト化も可能となる。
【００６０】
なお、本実施例では、露光装置７の回転周波数ｆ１＝６００Ｈｚ、駆動装置１１０のギアの噛み合い周波数ｆ２＝３００Ｈｚとして、ｆ１＞ｆ２の場合の例を示した。しかし、例えば、ｆ１＝４００Ｈｚ、ｆ２＝８００Ｈｚのように、ｆ１＜ｆ２となるように構成しても同様の効果が得られた。
【００６１】
実施例２
本発明に係る画像形成装置の第二の実施例について説明する。本実施例の画像形成装置は、実施例１で説明した画像形成装置と同様の構成とされる。ただ、本実施例では、４色の各感光ドラム２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）が、即ち、複数の感光ドラムが一つの駆動源にて駆動される。
【００６２】
つまり、図５に示すように、本実施例の感光体駆動装置２００は、駆動源である電動モータ２０１と、複数のギアを備えたギア列２０２とを備えている。
【００６３】
更に説明すると、モータ２０１の出力ギアＧＤは、駆動段ギアＧＯを介して、ギア列２０２に回転力が伝達される。即ち、出力ギアＧＤは、駆動段ギアＧＯの大ギアＧＯａに噛合し、駆動段ギアＧＯの小ギアＧＯｂが、第１ギア列のギアＧ１に噛合する。ギアＧ１は、段ギアＧ２の大ギアＧ２ａに噛合し、小ギアＧ２ｂが感光ドラム２ｄの駆動ギアＧＳＫに噛合し、ブラックの感光ドラム２ｄを回転駆動する。
【００６４】
段ギアＧ２の大ギアＧ２ａは、第２ギア列のギアＧ３に噛合する。ギアＧ３は、段ギアＧ４の大ギアＧ４ａに噛合し、小ギアＧ４ｂが感光ドラム２ｃの駆動ギアＧＳＣに噛合し、シアンの感光ドラム２ｃを回転駆動する。
【００６５】
同様に、段ギアＧ４の大ギアＧ４ａは、第３ギア列のギアＧ５に噛合する。ギアＧ５は、段ギアＧ６の大ギアＧ６ａに噛合し、小ギアＧ６ｂが感光ドラム２ｂの駆動ギアＧＳＭに噛合し、マゼンタの感光ドラム２ｂを回転駆動する。
【００６６】
また、同様に、段ギアＧ６の大ギアＧ６ａは、第４ギア列のギアＧ７に噛合する。ギアＧ７は、段ギアＧ８の大ギアＧ８ａに噛合し、小ギアＧ８ｂが感光ドラム２ａの駆動ギアＧＳＹに噛合し、イエローの感光ドラム２ａを回転駆動する。
【００６７】
本実施例では、このように、モータ２０１とギア列２０２から構成される感光体駆動装置２００を用い、一つのモータ２０１にて、４色の感光ドラム２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ）を回転駆動させる。
【００６８】
ギア列２０２は、主に、ギアＧ０、Ｇ１、Ｇ２、Ｇ３、Ｇ４、Ｇ５、Ｇ６、Ｇ７、Ｇ８から構成され、モータ２０１の回転力を、順次ギアを介して、各感光ドラム２に伝達し、各色の感光ドラム２を回転する。なお、これらモータ、及び、各ギア列は、それぞれ画像形成装置の筐体に支持固定されている。
【００６９】
本実施例においては、駆動側から見て最上流側のギアの噛み合い周波数ｆ２が、露光装置の回転周波数ｆ１に対し、
ｆ１＝Ｎ×ｆ２ （Ｎは整数）
の関係になるように、モータの回転数、ギアの歯数を設定している。
【００７０】
具体的には、露光装置７の回転周波数ｆ１＝６００Ｈｚに対し、駆動装置２００の最上流部である、駆動モータ２０１の出力ギアＧＤを、１５歯、２０Ｈｚとし、最上流のギアＧＤとの噛み合い周波数ｆ１＝３００Ｈｚとしている。出力ギアＧＤに噛合するギアＧ０は、６０歯のギアで、５Ｈｚで回転する（噛み合い周波数は、同じく３００Ｈｚとなる）。
【００７１】
駆動装置から発生する振動は、ギアの噛み合いによる伝達誤差に起因している。そのため、複数のギアを備えたギア列を有する駆動装置の場合は、伝達経路上、最上流部であるモータなどの駆動源の伝達誤差は振動となりやすく、伝達先である下流部などの伝達誤差は、振動とはならず回転速度ムラとして吸収されやすい傾向にある。
【００７２】
これは、駆動源に近いギアは、駆動装置内部に振動として伝播しやすく、反対に駆動源から遠いギアは、負荷変動として伝達先である回転体の微小な回転ムラなどになりやすいためである。つまり、駆動対象である回転体までの伝達経路（近い／遠い）や、支持体に対する負荷状況（材質、形状、重量など）に関係している。
【００７３】
従って、ギアの噛み合い周波数は、基本的には露光装置の振動周波数の整数倍となるのが好ましいものの、最上流部以外のギアに関しては、実際には振動には直接影響しにくいことから、任意の噛み合い周波数で構成してもよい。
【００７４】
本実施例では、各画像ユニットの配置位置や、トルク、伝達効率などを考慮して決定した。具体的には、Ｇ１、Ｇ３、Ｇ５、Ｇ７と、Ｇ２、Ｇ４、Ｇ６、Ｇ８は、それぞれ同じ径と歯数のギアを用いており、噛み合い周波数は、各々、２５０Ｈｚと、２００Ｈｚとなっている。
【００７５】
上記のように構成することで、安価な構成にて、駆動装置ギアの噛み合いに起因する振動と露光装置との干渉現象を防止でき、濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することが可能となる。
【００７６】
すなわち、本実施例では、少なくとも駆動装置の最上流部のギア噛み合い周波数と、露光装置の回転周波数の関係が整数倍となるように構成する。これにより、駆動装置の振動が露光装置に伝達した場合においても、基本的に両者の干渉を防止でき、濃度ムラ等の画像劣化を防止できる。従って、装置の小型軽量化により、駆動装置の振動を露光装置に伝達しやすい構成となった場合においても、濃度ムラの発生を防止できる。
【００７７】
また、モータの個数を軽減できるため、低コスト化にも有利な構成を実現できる。
【００７８】
図６は、実施例１と同様にして振動周波数解析を行い、本実施例の装置の効果を確認した結果である。
【００７９】
図から分かるように、本実施例の画像形成装置の振動成分としては、６００Ｈｚと３００Ｈｚ付近にピークを確認でき、それぞれ、露光装置の回転周波数（６００Ｈｚ）と、最上流部の噛み合い周波数（３００Ｈｚ）に一致している。一方、他のギアの噛み合い周波数相当部分（例えば、２５０Ｈｚ、２００Ｈｚ付近）にはピークはなく、最上流部の噛み合い周波数による振動が伝達されているのが分かる。また、干渉現象によるうなり成分も発生しない。
【００８０】
実際の画像においても、濃度ムラの発生もなく良好な画像品質を得られた。
【００８１】
以上説明したように、露光装置の回転周波数を、少なくとも駆動装置の最上流部のギアの噛み合い周波数の整数倍となるように構成することで、駆動装置ギアの噛み合いに起因する振動と露光装置との干渉現象を防止できる。そのため、安価な構成にて、濃度ムラなどの画像不具合のない良好な画像を得ることのできる画像形成装置を提供することが可能となる。その結果、駆動装置と露光装置を近くに配置することができ、装置の小型化可能となる。また、筐体などの厚みも薄く設定でき、装置の軽量化を図ることも可能で、簡易な構成とすることで低コスト化も可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例の概略構成図である。
【図２】本発明の画像形成装置における駆動装置の一実施例の概略構成図である。
【図３】本発明の画像形成装置における露光装置の支持構造体の振動の周波数解析結果を示す図である。
【図４】比較例の画像形成装置における露光装置の支持構造体の振動の周波数解析結果を示す図である。
【図５】本発明の画像形成装置における駆動装置の他の実施例の概略構成図である。
【図６】本発明の画像形成装置における他の実施例の露光装置の支持構造体の振動の周波数解析結果を示す図である。
【図７】従来の画像形成装置の一例の概略構成図である。
【図８】従来の画像形成装置における駆動装置の一例を示す概略構成図である。
【図９】従来の画像形成装置における露光装置の一例を示す概略構成図である。
【符号の説明】
【００８３】
１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ） 画像形成部（画像形成ユニット）
２（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ） 感光ドラム（像担持体）
３（３ａ、３ｂ、３ｃ、３ｄ） 帯電ローラ（帯電手段）
４（４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ） 現像装置
５（５ａ、５ｂ、５ｃ、５ｄ） １次転写ローラ（１次転写手段）
６（６ａ、６ｂ、６ｃ、６ｄ） ドラムクリーニング装置
７（２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄ） 露光装置（レーザスキャナ装置）
８ 中間転写ベルト（中間転写体）
１４ ２次転写ローラ（２次転写手段）
１５ 転写クリーニング装置
１６ 定着装置
１１０、２００ 感光体駆動装置
２０２ ギア列
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体である像担持体と、駆動源からの回転力をギアを介して伝達して前記像担持体を回転駆動する駆動装置と、レーザ光を偏向走査する回転体である回転多面体を有し前記像担持体上に画像を形成する露光装置と、を有する画像形成装置において、
前記露光装置の回転多面体の回転周波数と、前記駆動装置のギアの噛み合い周波数が整数倍となるように構成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転体である像担持体と、駆動源からの回転力を複数のギアを備えたギア列を介して伝達して前記像担持体を回転駆動する駆動装置と、レーザ光を偏向走査する回転体である回転多面体を有し前記像担持体上に画像を形成する露光装置と、を有する画像形成装置において、
前記露光装置の回転多面体の回転周波数と、前記駆動装置の複数のギアのうち、少なくとも前記駆動源からみて最上流側のギアの噛み合い周波数が整数倍の関係となるように構成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
複数の前記像担持体を有し、前記複数の像担持体を１つの駆動源で駆動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。
【請求項１】
回転体である像担持体と、駆動源からの回転力をギアを介して伝達して前記像担持体を回転駆動する駆動装置と、レーザ光を偏向走査する回転体である回転多面体を有し前記像担持体上に画像を形成する露光装置と、を有する画像形成装置において、
前記露光装置の回転多面体の回転周波数と、前記駆動装置のギアの噛み合い周波数が整数倍となるように構成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
回転体である像担持体と、駆動源からの回転力を複数のギアを備えたギア列を介して伝達して前記像担持体を回転駆動する駆動装置と、レーザ光を偏向走査する回転体である回転多面体を有し前記像担持体上に画像を形成する露光装置と、を有する画像形成装置において、
前記露光装置の回転多面体の回転周波数と、前記駆動装置の複数のギアのうち、少なくとも前記駆動源からみて最上流側のギアの噛み合い周波数が整数倍の関係となるように構成することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
複数の前記像担持体を有し、前記複数の像担持体を１つの駆動源で駆動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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１０−３９２２６（Ｐ２０１０−３９２２６Ａ）
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−２０２４７２（Ｐ２００８−２０２４７２）
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年２月１８日（２０１０．２．１８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年８月５日（２００８．８．５）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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