駆動ユニット及び画像形成装置
【課題】像担持体振れによる像担持体の回転ムラが少ない駆動ユニット及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置に設けられた駆動源から駆動力を受け、像担持体を回転駆動する駆動軸と、画像形成装置から脱着可能であり、像担持体を有したユニットに設けられ被位置決め部と嵌め合うことで、画像形成装置内でのユニットの位置決めをする位置決め部と、駆動軸と位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行う変更手段と、を有する。
【解決手段】画像形成装置に設けられた駆動源から駆動力を受け、像担持体を回転駆動する駆動軸と、画像形成装置から脱着可能であり、像担持体を有したユニットに設けられ被位置決め部と嵌め合うことで、画像形成装置内でのユニットの位置決めをする位置決め部と、駆動軸と位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行う変更手段と、を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはそれらの複合機等の画像形成装置に関する。特に画像形成装置内における、像担持体回転振れの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子写真式の画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体の回転とともに、前記像担持体上に帯電、書き込みを行い、静電潜像を形成し、現像剤担持体により前記静電潜像のトナー像化を行い、直接または中間転写体を介して間接的に転写して、搬送される用紙にトナー像を転写する。
【0003】
このような画像形成装置(図1)は、例えば、像担持体である感光体1と、その周りに現像剤担持体2、現像剤規制部材3、現像剤搬送スクリュー4からなる現像ユニットと、クリーニングブレード5、滑剤6、滑材塗布ブラシ7、滑材塗布ブレード8からなるクリーニングユニットと、帯電ローラ9、帯電ローラクリーナー10からなる帯電ユニット等を設けた画像形成装置に脱着可能な作像ユニット11(図2)を備えている。
【0004】
作像ユニット11は、画像形成装置本体に位置決めして取り付けらており、画像形成装置は、駆動ユニット12を備えており、この駆動ユニット12から駆動力を伝達して作像ユニット11を駆動する。
【0005】
駆動ユニット12(図3)は、像担持体駆動軸13を有しており、この像担持体駆動軸13には凸ギヤの像担持体駆動軸位置決め部14が設けられている。また、作像ユニット11内の像担持体1には、凹ギヤの像担持体位置決め部15が設けられている。そして、画像形成装置は、これらの両ギヤを嵌め合うことで像担持体駆動軸と13と像担持体1の位置決めを行う。
【0006】
上記構成の画像形成装置では、像担持体1と現像剤担持体2の間には隙間がある。この隙間は、現像ギャップと呼ばれている。この現像ギャップは、現像剤担持体から像担持体へのトナー転写性に影響し、画像濃度に影響する重要特性となっている。現像ギャップは、感光体体1および現像剤担持体2によって構成されており、両回転体の回転ムラによりトナー転写率が異なり、画像濃度ムラ等の画像不良が生じる問題がある。
【0007】
回転体の回転ムラが起きる原因の一つとして、回転体振れが挙げられる。回転体振れは、回転体単体振れ成分と回転体駆動軸振れ成分の合成となっており、回転体と回転体駆動軸の軸回転方向位置関係によって回転体振れは異なる。例として、像担持体単体1と像担持体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変えた際に生じる振れを図4、5で提示する。図4は、像担持体単体振れ、像担持体駆動軸振れをsinカーブで表した図であり、像担持体駆動軸振れ2は、像担持体駆動軸振れ1の位置から180°回転させたときのものである。図5は、像担持体単体振れと像担持体駆動軸振れを合成すると、像担持体振れは最大、または最小になることがわかる。
【0008】
例えば、特許文献1には、複数の像担持体によって形成される色ずれを、パターンを用いて検出し、その結果から、基準色に対しての色ずれ量を最小とするよう像担持体の回転位相を可変する手段を備え、装置本体の駆動軸を介し駆動伝達される像担持体の駆動ムラに起因する色ずれを、高精度に低減することが可能な画像形成装置が開示されている。
【0009】
また、特許文献2には、現像剤担持体軸と駆動軸の同軸度を高精度にすることために、両軸の軸保持方法や連結方法により、像担持体まわりに設置される現像ユニット等のユニットの回転体の軸と駆動軸との軸心ずれを有効に解消し、回転体の回転トルク変動による回転ムラをなくし、濃度ムラやバンディングなどの画像劣化を防止する方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、特許文献1に開示された画像形成装置は、4色の感光体駆動ムラを制御してそれぞれの駆動差をなくす手段を用いるものであるので、像担持体振れ成分と駆動軸振れ成分の組み合わせによる回転ムラを低減できない。
【0011】
また、特許文献2に開示された方法は、像担持体まわりに設置される現像ユニット等のユニットの回転体の軸と駆動軸との軸心ずれを解消するための方法であり、像担持体の軸と駆動軸との軸心ずれを解消するための方法ではない。よって、像担持体振れ成分と駆動軸振れ成分の組み合わせによる回転ムラを低減できない。
【0012】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、像担持体振れによる像担持体の回転ムラが少ない駆動ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記課題を解決するため、本発明における駆動ユニットは、画像形成装置に設けられた駆動源から駆動力を受け、像担持体を回転駆動する駆動軸と、前記画像形成装置から脱着可能であり、前記像担持体を有したユニットに設けられ被位置決め部と嵌め合うことで、前記画像形成装置内での前記ユニットの位置決めをする位置決め部と、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行う変更手段と、を有することを特徴とする。
【0014】
また、本発明における画像形成装置は、上記の本発明における駆動ユニットを搭載していることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明により、像担持体振れによる像担持体の回転ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】画像形成装置の全体模式図である。
【図2】作像ユニット構成図である。
【図3】本発明の実施形態に係る駆動ユニットの構成例を示す図である。
【図4】回転体振れを説明する図である。
【図5】回転体振れを説明する図である。
【図6】本発明の実施形態に係る駆動ユニットの駆動軸と位置決め部との駆動軸回転方向の位置関係を調整する機構の構成例を示す図である。
【図7】本発明の実施形態に係る駆動ユニットの駆動軸と位置決め部の構成例を示す図である。
【図8】本発明の実施形態に係る画像形成装置における感光体回転ムラ計測のフィードバック機構を説明する図である。
【図9】本発明の実施形態に係る画像形成装置における感光体表面上トナー濃度計測のフィードバック機構を説明する図である。
【図10】本発明の実施形態に係る画像形成装置における中間転写ベルト上トナー濃度計測のフィードバック機構を説明する図である。
【図11】本発明の実施形態に係る画像形成装置における2次転写後記録材上トナー濃度計測のフィードバック機構を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
次に、発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
図1は、本発明の実施形態に係わる画像形成装置の全体模式図である。図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、静電潜像を形成する像担持体としての感光体1を持つ作像ユニット11と、画像形成装置中央に位置する3つのローラ16に掛けまわしたベルト状の中間転写ベルト17とを備える。ローラ16は、中間転写ベルト17を挟んで2次転写ローラ18を対向して備え、2次転写位置を形成している。
【0019】
また、画像形成装置の下方には、用紙、OHPフィルム等の記録材19を収容している記録材カセット20を備えている。記録材カセット20から記録材19を搬送する記録材搬送路21を設けている。記録剤搬送路21で移動した記録材19は、2次転写位置で中間転写ベルト17を介してトナー像を転写され、下流に設けられている定着ユニット22により熱と圧力により記録材19にトナーを定着させる。その後、記録材19は外付けされたスタックトレイ23に排出される。
【0020】
本実施形態の画像形成装置としては、カラー複写機を例示したが、このカラー複写機は単なる例であり、本発明の画像形成装置はモノクロの画像を形成する画像形成装置等でもよい。
【0021】
図2は、作像ユニット11の模式図である。作像ユニット11は現像ユニット、感光体ユニットで構成されている。
【0022】
現像ユニットは、二成分現像剤24および二成分現像剤24を搬送する搬送スクリュー4、搬送された二成分現像剤24を担持する現像剤担持体2、現像剤担持体上の現像剤を均一な層にする現像剤規制部材3で構成されている。
【0023】
感光体ユニットは、静電潜像を形成する像担持体としての感光体1と、感光体表面上を帯電させる帯電ユニットと、感光体表面上の転写残トナーを除去し、感光体上に滑材6を塗布するクリーニングユニットで構成されている。
【0024】
滑材6はかならずしも必要ではなく、転写残トナーを除去するクリーニングブレード5だけでも十分である。
【0025】
また、本発明に係わる作像ユニット11は、感光体、現像ユニット、帯電ユニット、クリーニングユニットの全てが一体になっている必要はなく、少なくとも感光体と現像ユニットが一体に形成されていれば十分である。
【0026】
<第1の実施形態>
次に、本発明の特徴である感光体駆動ユニットについて図3に基づいて説明する。駆動ユニット12は、画像形成装置本体に設けられ、駆動源25には作像ユニット11に駆動力を伝達する像担持体駆動軸として感光体駆動軸が備わっている。
【0027】
画像形成装置本体内において、作像ユニット11の位置決め手段として感光体駆動軸13に凸ギヤの像担持体駆動軸位置決め部14が設けられている。また、作像ユニット11内の感光体1には凹ギヤの像担持体位置決め部15が設けられている。画像形成装置は、これらの両ギヤを嵌め合うことで感光体駆動軸と感光体の位置決めを行う。
【0028】
本発明では位置決め部に用いるギヤに、感光体駆動軸回転方向において一方向のみロックが掛かかり、逆方向においては感光体駆動軸が空転するものとする。この機構には、ワンウェイクラッチ26を使用することとした。このようにすることにより、感光体駆動軸13を逆方向に回転ときには、像担持体駆動軸位置決め部14は回転しない。よって、本発明では、感光体駆動軸13を逆方向に回すことにより、感光体駆動軸13と像担持体駆動軸位置決め部14との軸回転方向における位置関係を変更することが可能になる。また、像担持体駆動軸位置決め部14により位置決めがされた感光体1も、感光体駆動軸13を逆方向に回転ときには回転しない。よって、本発明では、感光体駆動軸13を逆方向に回すことにより、感光体1と感光体駆動軸13との軸回転方向における位置関係を変更することが可能になる。このため、本発明では、像担持体駆動軸位置決め部14(感光体1)と感光体駆動軸13との駆動軸回転方向での位置関係を変更可能にすることで、感光体の回転ムラが最小になる位置に像担持体駆動軸位置決め部14(感光体1)と感光体駆動軸13とを設定することができ、感光体1の回転ムラを低減することができる。よって、なお、駆動源25は、周波数により回転位置を制御可能な、ステッピングモータあるいはサーボモータを使用することとした。(図6、7)
【0029】
また、作像ユニット11内の感光体表面近傍および感光体スラスト方向前後二箇所に変位センサ27として、反射型光学変位センサを設け、感光体の回転ムラ計測を行う。本実施形態では、感光体表面近傍および感光体スラスト方向前後二箇所に反射型光学変位センサを設けたが、使用する変位センサ27には、接触式変位センサ、渦電流変位センサ、静電容量変位センサ、分光干渉変位センサ等を用いても構わない。設置箇所に関しても、スラスト方向前後二箇所に限定するものではない。そして前述した感光体近傍に設置した反射型光学変位センサによる計測結果を、制御部28にフィードバックし、感光体と感光体駆動軸の軸回転方向における位置関係を変更する。この変位センサ27によるセンシングを複数回繰り返し感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。(図8)
【0030】
第1の実施形態では、このように、感光体近傍に設けた反射型光学センサにより、感光体の回転ムラを計測し、結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更するため、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【0031】
<第2の実施形態>
図9は、第2の実施形態を説明する図である。第2の実施形態は、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する構成については、第1の実施形態と同様であるとする。
【0032】
第2の実施形態では、感光体回転において現像剤担持体2から中間転写ベルト17に転写されるまでの間に、濃度センサ29を設置し、感光体表面上のトナー濃度を計測する。そして、計測結果を制御部28にフィードバックし、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する。この濃度センサ29によるセンシングを複数回繰り返し、感光体1上のトナー濃度ムラが最小になる位置、すなわち感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。
【0033】
第2の実施形態では、このように、感光体近傍に設けた濃度センサにより、感光体表面上のトナー濃度を計測し、結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更するため、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【0034】
<第3の実施形態>
図10は、第3の実施形態を説明する図である。第3の実施形態も、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する構成については、第1の実施形態と同様であるとする。
【0035】
第3の実施形態では、中間転写ベルト17上に濃度センサ29を設置し、感光体1を介して転写された中間転写ベルト17上の濃度を計測する。そして、計測結果を制御部28にフィードバックし、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する。この濃度センサ29によるセンシングを複数回繰り返し、感光体上のトナー濃度ムラが最小になる位置、すなわち感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。
【0036】
第3の実施形態では、このように、中間転写ベルト近傍に設けた濃度センサにより、中間転写ベルト上のトナー濃度を計測し、結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更するため、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【0037】
<第4の実施形態>
図11は、第4の実施形態を説明する図である。第4の実施形態も、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する構成については、第1の実施形態と同様であるとする。
【0038】
第4の実施形態では、2次転写位置通過後の記録材搬送路21近傍に濃度センサ29を設置し、中間転写ベルト17を介して2次転写位置にて、記録材19に転写されたトナー濃度を計測する。そして、計測結果を制御部28にフィードバックし感光体と感光体駆動軸の軸回転方向における位置関係を変更する。この濃度センサ29によるセンシングを複数回繰り返し、感光体上のトナー濃度ムラが最小になる位置、すなわち感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。
【0039】
第4の実施形態では、このように、2次転写位置通過後に設けたトナー濃度センサにより、記録材に転写されたトナー濃度を計測し、結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更するため、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【0040】
<第5の実施形態>
図1を参照しながら第5の実施形態を説明する。第5の実施形態は、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する構成については、第1の実施形態と同様であるとする。
【0041】
第5の実施形態では、定着ユニット22通過後の最終画像をカラー複写機付属の画像読み取り装置30にて取り込み、画像濃度を計測する。そして、計測結果を制御部28にフィードバックし感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する。この画像読み取り装置30によるセンシングを複数回繰り返し、感光体上のトナー濃度ムラが最小になる位置、すなわち感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。
【0042】
第5の実施形態では、このように、既存の画像読み取り装置を用いて、濃度ムラを計測することで新たに装置を追加することなく、計測結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更することができる。このため、新たに装置を追加することなく、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【0043】
上述した実施形態における処理動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成によって実行することも可能である。
【0044】
なお、ソフトウェアによる処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムが格納されているROM(Read Only Memory)から、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリ(RAM)にプログラムを読み込んで実行させるか、あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。
【0045】
例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやROMに予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、フロッピー(登録商標)ディスク等の磁気ディスク、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスク、MO(Magneto Optical)ディスク等の光磁気ディスクなどのリムーバブル記録媒体に、一時的、あるいは、永続的に格納(記録)しておくことが可能である。
【0046】
このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することが可能である。
【0047】
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送したり、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送したりし、コンピュータでは、転送されてきたプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることが可能である。
【0048】
また、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に実行するように構築することも可能である。
【0049】
また、上記実施形態で説明したシステムは、複数の装置の論理的集合構成にしたり、各装置の機能を混在させたりするように構築することも可能である。
【0050】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。
【0051】
また、本発明における画像形成装置は、前記像担持体の回転ムラを計測する第1の計測手段を有し、前記変更手段は、前記第1の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【0052】
また、本発明における画像形成装置は、前記像担持体表面上のトナー濃度を計測する第2の計測手段を有し、前記変更手段は、前記第2の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【0053】
また、本発明における画像形成装置は、転写ベルト上のトナー濃度を計測する第3の計測手段を有し、前記変更手段は、前記第3の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【0054】
また、本発明における画像形成装置は、前記転写ベルトを介して記録紙に転写されたトナーの濃度を計測する第4の計測手段を有し、前記変更手段は、前記第4の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【0055】
また、本発明における画像形成装置は、記録紙に定着した画像を読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段により読み取られた画像の画像濃度を計測する第5の計測手段と、を有し、前記変更手段は、前記第5の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【符号の説明】
【0056】
1 感光体
2 現像剤担持体
11 作像ユニット
12 駆動ユニット
13 感光体駆動軸
14 像担持体駆動軸位置決め部
15 像担持体位置決め部
17 中間転写ベルト
25 駆動源
27 変位センサ
28 制御部
29 濃度センサ
30 画像読み取り装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【0057】
【特許文献1】特開2002−365877号公報
【特許文献1】特開2007−286575号公報
【技術分野】
【0001】
本発明は、プリンタ、複写機、ファクシミリ、またはそれらの複合機等の画像形成装置に関する。特に画像形成装置内における、像担持体回転振れの制御方法に関するものである。
【背景技術】
【0002】
電子写真式の画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体の回転とともに、前記像担持体上に帯電、書き込みを行い、静電潜像を形成し、現像剤担持体により前記静電潜像のトナー像化を行い、直接または中間転写体を介して間接的に転写して、搬送される用紙にトナー像を転写する。
【0003】
このような画像形成装置(図1)は、例えば、像担持体である感光体1と、その周りに現像剤担持体2、現像剤規制部材3、現像剤搬送スクリュー4からなる現像ユニットと、クリーニングブレード5、滑剤6、滑材塗布ブラシ7、滑材塗布ブレード8からなるクリーニングユニットと、帯電ローラ9、帯電ローラクリーナー10からなる帯電ユニット等を設けた画像形成装置に脱着可能な作像ユニット11(図2)を備えている。
【0004】
作像ユニット11は、画像形成装置本体に位置決めして取り付けらており、画像形成装置は、駆動ユニット12を備えており、この駆動ユニット12から駆動力を伝達して作像ユニット11を駆動する。
【0005】
駆動ユニット12(図3)は、像担持体駆動軸13を有しており、この像担持体駆動軸13には凸ギヤの像担持体駆動軸位置決め部14が設けられている。また、作像ユニット11内の像担持体1には、凹ギヤの像担持体位置決め部15が設けられている。そして、画像形成装置は、これらの両ギヤを嵌め合うことで像担持体駆動軸と13と像担持体1の位置決めを行う。
【0006】
上記構成の画像形成装置では、像担持体1と現像剤担持体2の間には隙間がある。この隙間は、現像ギャップと呼ばれている。この現像ギャップは、現像剤担持体から像担持体へのトナー転写性に影響し、画像濃度に影響する重要特性となっている。現像ギャップは、感光体体1および現像剤担持体2によって構成されており、両回転体の回転ムラによりトナー転写率が異なり、画像濃度ムラ等の画像不良が生じる問題がある。
【0007】
回転体の回転ムラが起きる原因の一つとして、回転体振れが挙げられる。回転体振れは、回転体単体振れ成分と回転体駆動軸振れ成分の合成となっており、回転体と回転体駆動軸の軸回転方向位置関係によって回転体振れは異なる。例として、像担持体単体1と像担持体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変えた際に生じる振れを図4、5で提示する。図4は、像担持体単体振れ、像担持体駆動軸振れをsinカーブで表した図であり、像担持体駆動軸振れ2は、像担持体駆動軸振れ1の位置から180°回転させたときのものである。図5は、像担持体単体振れと像担持体駆動軸振れを合成すると、像担持体振れは最大、または最小になることがわかる。
【0008】
例えば、特許文献1には、複数の像担持体によって形成される色ずれを、パターンを用いて検出し、その結果から、基準色に対しての色ずれ量を最小とするよう像担持体の回転位相を可変する手段を備え、装置本体の駆動軸を介し駆動伝達される像担持体の駆動ムラに起因する色ずれを、高精度に低減することが可能な画像形成装置が開示されている。
【0009】
また、特許文献2には、現像剤担持体軸と駆動軸の同軸度を高精度にすることために、両軸の軸保持方法や連結方法により、像担持体まわりに設置される現像ユニット等のユニットの回転体の軸と駆動軸との軸心ずれを有効に解消し、回転体の回転トルク変動による回転ムラをなくし、濃度ムラやバンディングなどの画像劣化を防止する方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0010】
しかしながら、特許文献1に開示された画像形成装置は、4色の感光体駆動ムラを制御してそれぞれの駆動差をなくす手段を用いるものであるので、像担持体振れ成分と駆動軸振れ成分の組み合わせによる回転ムラを低減できない。
【0011】
また、特許文献2に開示された方法は、像担持体まわりに設置される現像ユニット等のユニットの回転体の軸と駆動軸との軸心ずれを解消するための方法であり、像担持体の軸と駆動軸との軸心ずれを解消するための方法ではない。よって、像担持体振れ成分と駆動軸振れ成分の組み合わせによる回転ムラを低減できない。
【0012】
そこで本発明は、上記問題点に鑑みてなされたもので、像担持体振れによる像担持体の回転ムラが少ない駆動ユニット及び画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0013】
上記課題を解決するため、本発明における駆動ユニットは、画像形成装置に設けられた駆動源から駆動力を受け、像担持体を回転駆動する駆動軸と、前記画像形成装置から脱着可能であり、前記像担持体を有したユニットに設けられ被位置決め部と嵌め合うことで、前記画像形成装置内での前記ユニットの位置決めをする位置決め部と、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行う変更手段と、を有することを特徴とする。
【0014】
また、本発明における画像形成装置は、上記の本発明における駆動ユニットを搭載していることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明により、像担持体振れによる像担持体の回転ムラを低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【0016】
【図1】画像形成装置の全体模式図である。
【図2】作像ユニット構成図である。
【図3】本発明の実施形態に係る駆動ユニットの構成例を示す図である。
【図4】回転体振れを説明する図である。
【図5】回転体振れを説明する図である。
【図6】本発明の実施形態に係る駆動ユニットの駆動軸と位置決め部との駆動軸回転方向の位置関係を調整する機構の構成例を示す図である。
【図7】本発明の実施形態に係る駆動ユニットの駆動軸と位置決め部の構成例を示す図である。
【図8】本発明の実施形態に係る画像形成装置における感光体回転ムラ計測のフィードバック機構を説明する図である。
【図9】本発明の実施形態に係る画像形成装置における感光体表面上トナー濃度計測のフィードバック機構を説明する図である。
【図10】本発明の実施形態に係る画像形成装置における中間転写ベルト上トナー濃度計測のフィードバック機構を説明する図である。
【図11】本発明の実施形態に係る画像形成装置における2次転写後記録材上トナー濃度計測のフィードバック機構を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0017】
次に、発明を実施するための形態について図面を参照して詳細に説明する。
【0018】
図1は、本発明の実施形態に係わる画像形成装置の全体模式図である。図1に示すように、本実施形態に係る画像形成装置は、静電潜像を形成する像担持体としての感光体1を持つ作像ユニット11と、画像形成装置中央に位置する3つのローラ16に掛けまわしたベルト状の中間転写ベルト17とを備える。ローラ16は、中間転写ベルト17を挟んで2次転写ローラ18を対向して備え、2次転写位置を形成している。
【0019】
また、画像形成装置の下方には、用紙、OHPフィルム等の記録材19を収容している記録材カセット20を備えている。記録材カセット20から記録材19を搬送する記録材搬送路21を設けている。記録剤搬送路21で移動した記録材19は、2次転写位置で中間転写ベルト17を介してトナー像を転写され、下流に設けられている定着ユニット22により熱と圧力により記録材19にトナーを定着させる。その後、記録材19は外付けされたスタックトレイ23に排出される。
【0020】
本実施形態の画像形成装置としては、カラー複写機を例示したが、このカラー複写機は単なる例であり、本発明の画像形成装置はモノクロの画像を形成する画像形成装置等でもよい。
【0021】
図2は、作像ユニット11の模式図である。作像ユニット11は現像ユニット、感光体ユニットで構成されている。
【0022】
現像ユニットは、二成分現像剤24および二成分現像剤24を搬送する搬送スクリュー4、搬送された二成分現像剤24を担持する現像剤担持体2、現像剤担持体上の現像剤を均一な層にする現像剤規制部材3で構成されている。
【0023】
感光体ユニットは、静電潜像を形成する像担持体としての感光体1と、感光体表面上を帯電させる帯電ユニットと、感光体表面上の転写残トナーを除去し、感光体上に滑材6を塗布するクリーニングユニットで構成されている。
【0024】
滑材6はかならずしも必要ではなく、転写残トナーを除去するクリーニングブレード5だけでも十分である。
【0025】
また、本発明に係わる作像ユニット11は、感光体、現像ユニット、帯電ユニット、クリーニングユニットの全てが一体になっている必要はなく、少なくとも感光体と現像ユニットが一体に形成されていれば十分である。
【0026】
<第1の実施形態>
次に、本発明の特徴である感光体駆動ユニットについて図3に基づいて説明する。駆動ユニット12は、画像形成装置本体に設けられ、駆動源25には作像ユニット11に駆動力を伝達する像担持体駆動軸として感光体駆動軸が備わっている。
【0027】
画像形成装置本体内において、作像ユニット11の位置決め手段として感光体駆動軸13に凸ギヤの像担持体駆動軸位置決め部14が設けられている。また、作像ユニット11内の感光体1には凹ギヤの像担持体位置決め部15が設けられている。画像形成装置は、これらの両ギヤを嵌め合うことで感光体駆動軸と感光体の位置決めを行う。
【0028】
本発明では位置決め部に用いるギヤに、感光体駆動軸回転方向において一方向のみロックが掛かかり、逆方向においては感光体駆動軸が空転するものとする。この機構には、ワンウェイクラッチ26を使用することとした。このようにすることにより、感光体駆動軸13を逆方向に回転ときには、像担持体駆動軸位置決め部14は回転しない。よって、本発明では、感光体駆動軸13を逆方向に回すことにより、感光体駆動軸13と像担持体駆動軸位置決め部14との軸回転方向における位置関係を変更することが可能になる。また、像担持体駆動軸位置決め部14により位置決めがされた感光体1も、感光体駆動軸13を逆方向に回転ときには回転しない。よって、本発明では、感光体駆動軸13を逆方向に回すことにより、感光体1と感光体駆動軸13との軸回転方向における位置関係を変更することが可能になる。このため、本発明では、像担持体駆動軸位置決め部14(感光体1)と感光体駆動軸13との駆動軸回転方向での位置関係を変更可能にすることで、感光体の回転ムラが最小になる位置に像担持体駆動軸位置決め部14(感光体1)と感光体駆動軸13とを設定することができ、感光体1の回転ムラを低減することができる。よって、なお、駆動源25は、周波数により回転位置を制御可能な、ステッピングモータあるいはサーボモータを使用することとした。(図6、7)
【0029】
また、作像ユニット11内の感光体表面近傍および感光体スラスト方向前後二箇所に変位センサ27として、反射型光学変位センサを設け、感光体の回転ムラ計測を行う。本実施形態では、感光体表面近傍および感光体スラスト方向前後二箇所に反射型光学変位センサを設けたが、使用する変位センサ27には、接触式変位センサ、渦電流変位センサ、静電容量変位センサ、分光干渉変位センサ等を用いても構わない。設置箇所に関しても、スラスト方向前後二箇所に限定するものではない。そして前述した感光体近傍に設置した反射型光学変位センサによる計測結果を、制御部28にフィードバックし、感光体と感光体駆動軸の軸回転方向における位置関係を変更する。この変位センサ27によるセンシングを複数回繰り返し感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。(図8)
【0030】
第1の実施形態では、このように、感光体近傍に設けた反射型光学センサにより、感光体の回転ムラを計測し、結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更するため、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【0031】
<第2の実施形態>
図9は、第2の実施形態を説明する図である。第2の実施形態は、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する構成については、第1の実施形態と同様であるとする。
【0032】
第2の実施形態では、感光体回転において現像剤担持体2から中間転写ベルト17に転写されるまでの間に、濃度センサ29を設置し、感光体表面上のトナー濃度を計測する。そして、計測結果を制御部28にフィードバックし、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する。この濃度センサ29によるセンシングを複数回繰り返し、感光体1上のトナー濃度ムラが最小になる位置、すなわち感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。
【0033】
第2の実施形態では、このように、感光体近傍に設けた濃度センサにより、感光体表面上のトナー濃度を計測し、結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更するため、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【0034】
<第3の実施形態>
図10は、第3の実施形態を説明する図である。第3の実施形態も、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する構成については、第1の実施形態と同様であるとする。
【0035】
第3の実施形態では、中間転写ベルト17上に濃度センサ29を設置し、感光体1を介して転写された中間転写ベルト17上の濃度を計測する。そして、計測結果を制御部28にフィードバックし、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する。この濃度センサ29によるセンシングを複数回繰り返し、感光体上のトナー濃度ムラが最小になる位置、すなわち感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。
【0036】
第3の実施形態では、このように、中間転写ベルト近傍に設けた濃度センサにより、中間転写ベルト上のトナー濃度を計測し、結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更するため、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【0037】
<第4の実施形態>
図11は、第4の実施形態を説明する図である。第4の実施形態も、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する構成については、第1の実施形態と同様であるとする。
【0038】
第4の実施形態では、2次転写位置通過後の記録材搬送路21近傍に濃度センサ29を設置し、中間転写ベルト17を介して2次転写位置にて、記録材19に転写されたトナー濃度を計測する。そして、計測結果を制御部28にフィードバックし感光体と感光体駆動軸の軸回転方向における位置関係を変更する。この濃度センサ29によるセンシングを複数回繰り返し、感光体上のトナー濃度ムラが最小になる位置、すなわち感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。
【0039】
第4の実施形態では、このように、2次転写位置通過後に設けたトナー濃度センサにより、記録材に転写されたトナー濃度を計測し、結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更するため、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【0040】
<第5の実施形態>
図1を参照しながら第5の実施形態を説明する。第5の実施形態は、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する構成については、第1の実施形態と同様であるとする。
【0041】
第5の実施形態では、定着ユニット22通過後の最終画像をカラー複写機付属の画像読み取り装置30にて取り込み、画像濃度を計測する。そして、計測結果を制御部28にフィードバックし感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更する。この画像読み取り装置30によるセンシングを複数回繰り返し、感光体上のトナー濃度ムラが最小になる位置、すなわち感光体回転ムラが最小になる位置に設定する。
【0042】
第5の実施形態では、このように、既存の画像読み取り装置を用いて、濃度ムラを計測することで新たに装置を追加することなく、計測結果を制御機構にフィードバックし、感光体の回転ムラを最小になるように、感光体1と感光体駆動軸13の軸回転方向における位置関係を変更することができる。このため、新たに装置を追加することなく、画像濃度ムラを低減することができるようになる。
【0043】
上述した実施形態における処理動作は、ハードウェア、または、ソフトウェア、あるいは、両者の複合構成によって実行することも可能である。
【0044】
なお、ソフトウェアによる処理を実行する場合には、処理シーケンスを記録したプログラムが格納されているROM(Read Only Memory)から、専用のハードウェアに組み込まれているコンピュータ内のメモリ(RAM)にプログラムを読み込んで実行させるか、あるいは、各種処理が実行可能な汎用コンピュータにプログラムをインストールして実行させることが可能である。
【0045】
例えば、プログラムは、記録媒体としてのハードディスクやROMに予め記録しておくことが可能である。あるいは、プログラムは、フロッピー(登録商標)ディスク等の磁気ディスク、CD(Compact Disc)、DVD(Digital Versatile Disc)等の光ディスク、MO(Magneto Optical)ディスク等の光磁気ディスクなどのリムーバブル記録媒体に、一時的、あるいは、永続的に格納(記録)しておくことが可能である。
【0046】
このようなリムーバブル記録媒体は、いわゆるパッケージソフトウェアとして提供することが可能である。
【0047】
なお、プログラムは、上述したようなリムーバブル記録媒体からコンピュータにインストールする他、ダウンロードサイトから、コンピュータに無線転送したり、LAN(Local Area Network)、インターネットといったネットワークを介して、コンピュータに有線で転送したりし、コンピュータでは、転送されてきたプログラムを受信し、内蔵するハードディスク等の記録媒体にインストールすることが可能である。
【0048】
また、上記実施形態で説明した処理動作に従って時系列的に実行されるのみならず、処理を実行する装置の処理能力、あるいは、必要に応じて並列的にあるいは個別に実行するように構築することも可能である。
【0049】
また、上記実施形態で説明したシステムは、複数の装置の論理的集合構成にしたり、各装置の機能を混在させたりするように構築することも可能である。
【0050】
以上、本発明の好適な実施の形態により本発明を説明した。ここでは特定の具体例を示して本発明を説明したが、特許請求の範囲に定義された本発明の広範囲な趣旨および範囲から逸脱することなく、これら具体例に様々な修正および変更が可能である。
【0051】
また、本発明における画像形成装置は、前記像担持体の回転ムラを計測する第1の計測手段を有し、前記変更手段は、前記第1の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【0052】
また、本発明における画像形成装置は、前記像担持体表面上のトナー濃度を計測する第2の計測手段を有し、前記変更手段は、前記第2の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【0053】
また、本発明における画像形成装置は、転写ベルト上のトナー濃度を計測する第3の計測手段を有し、前記変更手段は、前記第3の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【0054】
また、本発明における画像形成装置は、前記転写ベルトを介して記録紙に転写されたトナーの濃度を計測する第4の計測手段を有し、前記変更手段は、前記第4の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【0055】
また、本発明における画像形成装置は、記録紙に定着した画像を読み取る読み取り手段と、前記読み取り手段により読み取られた画像の画像濃度を計測する第5の計測手段と、を有し、前記変更手段は、前記第5の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うようにしても良い。
【符号の説明】
【0056】
1 感光体
2 現像剤担持体
11 作像ユニット
12 駆動ユニット
13 感光体駆動軸
14 像担持体駆動軸位置決め部
15 像担持体位置決め部
17 中間転写ベルト
25 駆動源
27 変位センサ
28 制御部
29 濃度センサ
30 画像読み取り装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【0057】
【特許文献1】特開2002−365877号公報
【特許文献1】特開2007−286575号公報
【特許請求の範囲】
【請求項1】
画像形成装置に設けられた駆動源から駆動力を受け、像担持体を回転駆動する駆動軸と、
前記画像形成装置から脱着可能であり、前記像担持体を有したユニットに設けられ被位置決め部と嵌め合うことで、前記画像形成装置内での前記ユニットの位置決めをする位置決め部と、
前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行う変更手段と、を有することを特徴とする駆動ユニット。
【請求項2】
請求項1に記載の駆動ユニットを搭載していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】
前記像担持体の回転ムラを計測する第1の計測手段を有し、
前記変更手段は、前記第1の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記像担持体表面上のトナー濃度を計測する第2の計測手段を有し、
前記変更手段は、前記第2の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項5】
転写ベルト上のトナー濃度を計測する第3の計測手段を有し、
前記変更手段は、前記第3の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記転写ベルトを介して記録紙に転写されたトナーの濃度を計測する第4の計測手段を有し、
前記変更手段は、前記第4の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項7】
記録紙に定着した画像を読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段により読み取られた画像の画像濃度を計測する第5の計測手段と、を有し、
前記変更手段は、前記第5の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項1】
画像形成装置に設けられた駆動源から駆動力を受け、像担持体を回転駆動する駆動軸と、
前記画像形成装置から脱着可能であり、前記像担持体を有したユニットに設けられ被位置決め部と嵌め合うことで、前記画像形成装置内での前記ユニットの位置決めをする位置決め部と、
前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行う変更手段と、を有することを特徴とする駆動ユニット。
【請求項2】
請求項1に記載の駆動ユニットを搭載していることを特徴とする画像形成装置。
【請求項3】
前記像担持体の回転ムラを計測する第1の計測手段を有し、
前記変更手段は、前記第1の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記像担持体表面上のトナー濃度を計測する第2の計測手段を有し、
前記変更手段は、前記第2の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項5】
転写ベルト上のトナー濃度を計測する第3の計測手段を有し、
前記変更手段は、前記第3の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記転写ベルトを介して記録紙に転写されたトナーの濃度を計測する第4の計測手段を有し、
前記変更手段は、前記第4の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
【請求項7】
記録紙に定着した画像を読み取る読み取り手段と、
前記読み取り手段により読み取られた画像の画像濃度を計測する第5の計測手段と、を有し、
前記変更手段は、前記第5の計測手段による計測結果に基づき、前記駆動軸と前記位置決め部との位置関係を駆動軸回転方向において変更を行うことを特徴とする請求項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10】
【図11】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【公開番号】特開2011−215477(P2011−215477A)
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2010−85141(P2010−85141)
【出願日】平成22年4月1日(2010.4.1)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】
【公開日】平成23年10月27日(2011.10.27)
【国際特許分類】
【出願日】平成22年4月1日(2010.4.1)
【出願人】(000006747)株式会社リコー (37,907)
【Fターム(参考)】
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