JP2004264525A

JP2004264525A - 画像形成装置及びその製造方法

Info

Publication number: JP2004264525A
Application number: JP2003054122A
Authority: JP
Inventors: Koji Amauchi; 康二天内
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2003-02-28
Filing date: 2003-02-28
Publication date: 2004-09-24

Abstract

【課題】比較的簡易かつ低廉な構成で、色ずれ及び色相変化のない高画像品質のカラー画像が形成できる画像形成装置及びその製造方法を提供する。
【解決手段】複数の感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫが並設された画像形成装置であって、モータ駆動ギア５５と、複数のドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫと、隣合う２つのドラム駆動ギア１５３Ｍ、１５３Ｃに噛合するアイドルギア１５４とを備える。そして、複数のドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫとアイドルギア１５４とは、同数の歯数からなる。さらに、アイドルギア１５４は、駆動側のドラム駆動ギア１５３Ｍによる駆動伝達に係わる回転周期の波形を減波して従動側のドラム駆動ギア１５３Ｃに駆動力を伝達するように形成される。
【選択図】図２

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、又は、それらの複合機等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関し、特に、複数の感光体ドラムが並設されたタンデム型カラー画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、カラー画像を高速で形成できる画像形成装置として、４つの感光体ドラムが並設されたタンデム型カラー画像形成装置が多く用いられている（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
詳しくは、タンデム型カラー画像形成装置においては、４つの感光体ドラム（像担持体）が転写ベルトユニットに対向するように並んで設置されている。そして、所定の作像プロセスによって、４つの感光体ドラム上にそれぞれ各色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像が形成される。そして、４つの感光体ドラム上に形成された各色のトナー像は、転写ベルトユニットによって搬送される転写紙（被転写材）上に、順次重ねて転写される。こうして、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色が重ねられたカラー画像が、転写紙上に形成される。
【０００４】
このようなタンデム型カラー画像形成装置においては、カラー画像の色ずれ及び色相変化を防止するために、４つの感光体ドラム上に形成された各色のトナー像を転写紙上に高精度に位置合わせ（レジストレーション）をおこなう必要がある。そのため、感光体ドラムの駆動モータや転写ベルトユニットの駆動モータにエンコーダを直結してＰＬＬ制御をおこなうことで、感光体ドラムの回転や転写紙の搬送速度を安定化して、レジストレーションのずれを防止する技術が一般的に用いられている。
【０００５】
これに対して、特許文献１等では、エンコーダやＰＬＬ制御等を用いることなく簡易な方法でレジストレーションずれを防止することを目的として、１つの駆動モータの駆動力をギアと平ベルトとを用いて４つの感光体ドラムに伝達する技術が開示されている。
【０００６】
【特許文献１】
特開２０００−２６７３７９号公報（第２−５頁、第１−３図）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来の画像形成装置は、４つの感光体ドラムを駆動する駆動系（感光体ドラム駆動部）で生じる、感光体ドラムの回転ムラ（角速度変動）の要因を除去することができないために、レジストレーションずれを確実に防止することが難しかった。
【０００８】
すなわち、感光体ドラム駆動部がギア駆動系であって、感光体ドラム駆動部を構成するギアに偏心や累積ピッチ誤差等がある場合には、ＰＬＬ制御によって駆動モータの回転を一定に制御しても、感光体ドラムを一定に回転させることができない。同様に、感光体ドラム駆動部がベルト駆動系であって、感光体ドラム駆動部を構成するドラム軸プーリに偏心等がある場合には、ＰＬＬ制御によって駆動モータの回転を一定に制御しても、感光体ドラムを一定に回転させることができない。
このように感光体ドラム駆動部の不具合によって、被駆動体である感光体ドラムに回転ムラが生じると、感光体ドラム表面での速度変動にともなうカラー画像の色ずれ及び色相変化が発生する。
【０００９】
ここで、上述した特許文献１の画像形成装置においても、感光体ドラム駆動部としてギア駆動系とベルト駆動系とを併用していて、平ベルトの厚み偏差やドラム軸プーリの偏心等の、感光体ドラムにおける回転ムラの要因が除去されていなかった。そのために、レジストレーションずれを、確実に防止することが難しかった。
【００１０】
なお、感光体ドラムの回転ムラにともなう、感光体ドラム表面での速度変動は、感光体ドラムやそれを駆動するドラム駆動ギアの回転周期（１回転を基準にした周期である。）の周期関数となる。そして、重ね合わせによるカラー画像の色ずれ量についても、２色の色ずれ量の差をみると、上述の周期関数と同等の周期関数となって現れる。
【００１１】
このような問題を解決するために、４つの感光体ドラムに対してそれぞれ駆動モータを用意して、４つの感光体ドラムをそれぞれ独立して駆動制御する方策が考えられる。しかし、このような構成の画像形成装置は、上述の感光体ドラム駆動部の不具合を解消できるものの、装置が大型化するとともに高価なものになってしまうという問題が生じる。
【００１２】
この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、比較的簡易かつ低廉な構成で、色ずれ及び色相変化のない高画像品質のカラー画像が形成できる画像形成装置及びその製造方法を提供することにある。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明の請求項１記載の発明にかかる画像形成装置は、複数の感光体ドラムが並設された画像形成装置であって、駆動モータの駆動力を伝達するモータ駆動ギアと、前記複数の感光体ドラムにそれぞれ連結されて当該感光体ドラムと一体的に回転する複数のドラム駆動ギアと、前記複数のドラム駆動ギアのうち前記モータ駆動ギアに噛合しない従動側のドラム駆動ギアとこれに隣合う駆動側のドラム駆動ギアとに噛合するアイドルギアとを備え、前記複数のドラム駆動ギアと前記アイドルギアとは、同数の歯数からなり、前記アイドルギアは、前記駆動側のドラム駆動ギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形を減波して前記従動側のドラム駆動ギアに前記駆動力を伝達するように形成されたものである。
【００１４】
また、請求項２記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１記載の発明において、前記アイドルギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形は、前記駆動側のドラム駆動ギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形に対して１８０°の位相差を有するように形成されたものである。
【００１５】
また、請求項３記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１又は請求項２に記載の発明において、前記従動側のドラム駆動ギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形は、前記駆動側のドラム駆動ギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形に対して位相が同等に形成されたものである。
【００１６】
また、請求項４記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１〜請求項３のいずれかに記載の発明において、前記複数のドラム駆動ギア及び前記アイドルギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形は、振幅の大きさが同等に形成されたものである。
【００１７】
また、請求項５記載の発明にかかる画像形成装置は、上記請求項１〜請求項４のいずれかに記載の発明において、前記モータ駆動ギアにおけるピッチ円の円周をＰｍｍとして、前記複数の感光体ドラムのうち隣合う２つの感光体ドラムのドラム間ピッチをＬｍｍとして、整数をＮとしたときに、
Ｌ＝ＮＰ
なる関係が成立するものである。
【００１８】
また、この発明の請求項６記載の発明にかかる画像形成装置の製造方法は、複数の感光体ドラムが並設される画像形成装置の製造方法であって、前記複数の感光体ドラムにそれぞれ連結されて当該感光体ドラムと一体的に回転する複数のドラム駆動ギアと、前記複数のドラム駆動ギアのうち駆動モータの駆動力を伝達するモータ駆動ギアに噛合しない従動側のドラム駆動ギアとこれに隣合う駆動側のドラム駆動ギアとに噛合するアイドルギアとの、それぞれの歯数を同数に形成するギア形成工程と、前記複数のドラム駆動ギアと前記アイドルギアとの、それぞれの駆動伝達に係わる噛合い誤差波形を測定する測定工程と、前記測定工程の測定結果に基づいて、前記複数のドラム駆動ギアと前記アイドルギアとの噛合位置を調整する調整工程とを備えたものである。
【００１９】
また、請求項７記載の発明にかかる画像形成装置の製造方法は、上記請求項６記載の発明において、前記調整工程を、噛合い誤差波形が１８０°の位相差を有する前記駆動側のドラム駆動ギア及び前記アイドルギアを選定して、前記駆動側のドラム駆動ギアの噛合い誤差波形が前記アイドルギアの噛合い誤差波形によって減波されるように噛合位置を調整する工程としたものである。
【００２０】
また、請求項８記載の発明にかかる画像形成装置の製造方法は、上記請求項６又は請求項７に記載の発明において、前記調整工程を、噛合い誤差波形の位相が同等である前記駆動側のドラム駆動ギア及び前記従動側のドラム駆動ギアを選定して、前記駆動側のドラム駆動ギア及び前記従動側のドラム駆動ギアの噛合い誤差波形が同期するように噛合位置を調整する工程としたものである。
【００２１】
また、請求項９記載の発明にかかる画像形成装置の製造方法は、上記請求項６〜請求項８のいずれかに記載の発明において、前記調整工程は、噛合い誤差波形の振幅の大きさが同等である前記複数のドラム駆動ギア及び前記アイドルギアを選定する工程を備えたものである。
【００２２】
【発明の実施の形態】
実施の形態．
以下、この発明の実施の形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。
【００２３】
図１は、実施の形態における画像形成装置の全体を示す構成図である。
図１において、１は画像形成装置としてのカラーレーザープリンタの装置本体、２は画像情報に基づいたレーザ光を発する光学部、２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫは各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）に対応したプロセスカートリッジ、２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫは転写ベルトユニットに対向するように並設された感光体ドラム、２２は感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上を帯電する帯電部、２３は感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上に形成される静電潜像を現像する現像部、２４は感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上に形成されたトナー像を被転写材Ｐに転写する転写ローラ、２５は感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上の未転写トナーを回収するクリーニング部、２６は現像部２３にトナーを補給するトナー補給部、３０は転写ベルトユニットの転写ベルト、６１は転写紙等の被転写材Ｐが収納される給紙部、６６は転写ベルトユニットの下流側に設置された定着部を示す。
【００２４】
ここで、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫには、それぞれ、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ、帯電部２２、現像部２３、クリーニング部２５、トナー補給部２６が一体的に設けられている。そして、各プロセスカートリッジ２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫにおける感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上で、それぞれ、各色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）の画像形成がおこなわれる。
【００２５】
以下、画像形成装置におけるカラー画像形成時の動作について説明する。
４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫは、それぞれ、図１の時計方向に回転している。そして、まず、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫの表面は、帯電部２２との対向位置で、一様に帯電される。その後、帯電された感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ表面は、それぞれのレーザ光の照射位置に達する。
【００２６】
一方、画像形成装置本体１内の上方に設置された光学部２において、光源から画像情報に対応したレーザ光が各色に対応して射出される。レーザ光は、ポリゴンミラー３に入射して反射した後に、レンズ４、５を透過する。レンズ４、５を透過した後のレーザ光は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色成分ごとに別の光路を通過することになる。
イエロー成分のレーザ光は、ミラー６〜８で反射された後に、紙面右側から１番目の感光体ドラム２１Ｙ表面に照射される。このとき、イエロー成分のレーザ光は、高速回転するポリゴンミラー３により、感光体ドラム２１Ｙの回転軸方向（主走査方向）に走査される。こうして、帯電部２２にて帯電された後の感光体ドラム２１Ｙ上には、イエロー成分の潜像が形成される。
【００２７】
同様に、マゼンタ成分のレーザ光は、ミラー９〜１１で反射された後に、紙面右から２番目の感光体ドラム２１Ｍ表面に照射されて、マゼンタ成分の潜像が形成される。シアン成分のレーザ光は、ミラー１２〜１４で反射された後に、紙面右から３番目の感光体ドラム２１Ｃ表面に照射されて、シアン成分の潜像が形成される。ブラック成分のレーザ光は、ミラー１５で反射された後に、紙面右から４番目の感光体ドラム２１ＢＫ表面に照射されて、ブラック成分の潜像が形成される。
【００２８】
その後、各色の潜像が形成された感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ表面は、さらに回転して、現像部２３との対向位置に達する。そして、現像部２３から感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上に各色のトナーが供給されて、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上の潜像が現像される。
なお、現像部２３内にはトナーとキャリアとからなる２成分現像剤が収納されている。そして、現像工程による現像部２３内のトナー消費量に応じて、トナー補給部２６から現像部２３内に向けて適宜にトナーが補給される。
【００２９】
その後、現像工程後の感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ表面は、それぞれ、転写ベルト３０との対向位置に達する。ここで、それぞれの対向位置には、転写ベルト３０の内周面に当接するように転写ローラ２４が設置されている。そして、転写ローラ２４の位置で、転写ベルト３０によって搬送された被転写材Ｐ上に、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上に形成された各色のトナー像が、順次転写される。
なお、転写ベルトユニットにおいて、転写ベルト３０は駆動ローラと３つの従動ローラとによって張架・支持されている。そして、駆動ローラによって、転写ベルト３０は図中の矢印方向に走行する。
【００３０】
そして、転写工程後の感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ表面は、それぞれ、クリーニング部２５との対向位置に達する。そして、クリーニング部２５で、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上に残存する未転写トナーが回収される。
その後、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ表面は、不図示の除電部を通過して、一連の作像プロセスが終了する。
【００３１】
一方、給紙部６１からは、給紙ローラ６２により給送された被転写材Ｐが、搬送ガイド６３を通過した後に、レジストローラ６４の位置に導かれる。レジストローラ６４に導かれた被転写材Ｐは、搬送タイミングを制御されながら、転写ベルト３０と吸着ローラ２７との当接部に向けて搬送される。
その後、被転写材Ｐは、図中矢印方向に走行する転写ベルト３０に搬送されながら、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫとの対向位置を順次通過する。こうして、被転写材Ｐ上には各色のトナー像が重ねて転写されて、カラー画像が形成される。
【００３２】
その後、カラー画像が転写された被転写材Ｐは、転写ベルトユニットの転写ベルト３０から離脱して、定着部６６に導かれる。定着部６６では、加熱ローラ６７と加圧ローラ６８とのニップ部にて、カラー画像が被転写材Ｐ上に定着される。
そして、定着工程後の被転写材Ｐは、排紙ローラ６９によって、装置本体１外に排出されて、一連の画像形成装置の動作が完了する。
【００３３】
次に、図２及び図３にて、画像形成装置本体１に設置される感光体ドラム駆動部について詳述する。
図２は正面（図１の紙面垂直方向である。）からみた感光体ドラム駆動部の構成図であり、図３は上方からみた感光体ドラム駆動部の断面図である。
【００３４】
図２において、５５は駆動モータに連結されて駆動モータの駆動力を伝達するＹＭＣ用のモータ駆動ギア、１５３Ｙはイエロープロセスカートリッジ２０Ｙ内の感光体ドラム２１Ｙに連結されて感光体ドラム２１Ｙと一体的に回転するドラム駆動ギア、１５３Ｍはマゼンタプロセスカートリッジ２０Ｍ内の感光体ドラム２１Ｍに連結されて感光体ドラム２１Ｍと一体的に回転するドラム駆動ギア、１５３Ｃはシアンプロセスカートリッジ２０Ｃ内の感光体ドラム２１Ｃに連結されて感光体ドラム２１Ｃと一体的に回転するドラム駆動ギア、１５４は隣合う２つのドラム駆動ギア１５３Ｍ、１５３Ｃに噛合するアイドルギアを示す。
【００３５】
図２に示すように、モータ駆動ギア５５の駆動力は、モータ駆動ギア５５に噛合する２つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍによって、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍにそれぞれ伝達される。また、モータ駆動ギア５５の駆動力は、ドラム駆動ギア１５３Ｍ及びアイドルギア１５４を介してドラム駆動ギア１５３Ｃに伝達されて、ドラム駆動ギア１５３Ｃによって感光体ドラム２１Ｃに伝達される。
【００３６】
また、ブラックプロセスカートリッジ２０ＢＫ内の感光体ドラム２１ＢＫは、もう１つの駆動モータに連結されたＢＫ用のモータ駆動ギア５６に噛合するドラム駆動ギア１５３ＢＫによって、回転駆動される。
ここで、本実施の形態では、感光体ドラム駆動部にＹＭＣ用とＢＫ用との２つの駆動モータを用いたが、ＹＭＣ用とＢＫ用とが共用になった１つの駆動モータを用いることもできる。
【００３７】
図３を参照して、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫと、ドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫとの連結について説明する。なお、図３はイエローのプロセスカートリッジ２０Ｙに対応した感光体ドラム駆動部のみを図示したものであるが、他の色の感光体ドラム駆動部もこれとほぼ同等の構成になっている。
【００３８】
図３に示すように、ＹＭＣ用の駆動モータ５４は、装置本体１の本体側板３２に固設されている。駆動モータ５４のモータ軸には、モータ駆動ギア５５が設置されている。
モータ駆動ギア５５に噛合するドラム駆動ギア１５３Ｙは、回転軸１４４の一端に設置されている。回転軸１４４は、２つの本体側板３１、３２に軸受４７、１４８を介して支持されている。回転軸１４４の他端には、駆動カップリング４９が設置されている。
そして、駆動モータ５４の駆動力は、モータ駆動ギア５５からドラム駆動ギア１５３Ｙに伝達されて、ドラム駆動ギア１５３Ｙ及び駆動カップリング４９が回転軸１４４とともに一体的に回転駆動される。
【００３９】
一方、プロセスカートリッジ２０Ｙのカートリッジケース３７、３８には、感光体ドラム２１Ｙが回転自在に支持されている。感光体ドラム２１Ｙは、円筒状のドラム部３９と、ドラム部３９の両端にそれぞれ圧入された従動側フランジ４０及び駆動側フランジ４１とからなる。駆動側フランジ４１の内径部には、装置本体１側の駆動カップリング４９に係合する従動カップリングが設けられている。
【００４０】
プロセスカートリッジ２０Ｙが装置本体１に装着されると、プロセスカートリッジ２０Ｙのカートリッジケース３８が本体側板３１の軸受４７と係合して、装置本体１におけるプロセスカートリッジ２０Ｙの位置が定まる。
さらに、プロセスカートリッジ２０Ｙが装置本体１に装着されると、感光体ドラム２１Ｙの駆動側フランジ４１と、装置本体１の駆動カップリング４９とが係合する。これにより、装置本体１における感光体ドラム２１Ｙの位置が定まるとともに、駆動モータ５４の駆動力が駆動側フランジ４１に伝達されて感光体ドラム２１Ｙが回転駆動される。
【００４１】
なお、感光体ドラム駆動部の２つの駆動モータ及びモータ駆動ギア５５、５６は、同等に構成されている。
さらに、図２を参照して、モータ駆動ギア５５、５６におけるピッチ円の円周をＰｍｍとして、４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫのうち隣合う２つの感光体ドラムのドラム間ピッチをＬｍｍとしたときに、本実施の形態の画像形成装置は、
Ｌ＝ＮＰ
なる関係が成立するように構成されている。なお、上式においてＮは整数である。また、４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫに係わる３つのドラム間ピッチは、すべて等距離Ｌに設定されている。
【００４２】
以上のように構成された感光体ドラム駆動部において、４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫとアイドルギア１５４とは、いずれも同数の歯数及びモジュールで形成されている。すなわち、４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫとアイドルギア１５４とは、駆動伝達に係わる回転周期の波形（噛合い誤差波形である。）における周波数が一致するように形成されている。なお、４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫとアイドルギア１５４とは、平歯車であっても、ハスバ歯車であってもよい。
【００４３】
また、４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫとアイドルギア１５４とは、噛合い誤差波形における振幅の大きさがほぼ同等になるものが選定されて用いられている。
さらに、４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫは、噛合い誤差波形における位相差が生じないように、感光体ドラム駆動部に組付けられている。また、アイドルギア１５４は、その噛合い誤差波形が４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫにおける噛合い誤差波形に対してほぼ１８０°の位相差を生じるように、感光体ドラム駆動部に組付けられている。
【００４４】
詳しくは、本実施の形態の画像形成装置における感光体ドラム駆動部は、次の手順で製造される。
まず、ギア形成工程で歯数が同数に形成されたドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫ及びアイドルギア１５４の駆動伝達に係わる噛合い誤差波形が測定される。
噛合い誤差波形の測定は、例えば、専用冶具にドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫ又はアイドルギア１５４を独立して設置して回転駆動する。そして、そのときにエンコーダにより検出されるパルス信号を信号処理した後に、ＦＦＴアナライザで周波数分析する。こうして、各ギアの偏心成分を含んだ噛合い誤差が、周期関数として測定される。
【００４５】
ここで、噛合い誤差波形の測定データは、ある程度大量に生産されたドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫ及びアイドルギア１５４に対して、一品一様に採取される。
その後、上述の噛合い誤差波形の測定データに基づいて、周波数、位相差、振幅について、上述の条件を満足する４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫ及びアイドルギア１５４が選定される。
【００４６】
そして、感光体ドラム駆動部によって駆動される４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫにおける転写位置での速度変動が同期して、被転写材Ｐ上での各色トナー像の位置ずれが生じないように、４つのドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫ及びアイドルギア１５４の組付け位置（噛合位置）の調整（噛合する歯の位置合わせである。）がされる。
【００４７】
図４を参照して、上述のように構成された画像形成装置の作用について説明する。
図４において、Ｘ軸は回転周期に係わる電気角（又は、機械角）を示し、Ｙ軸は所定位置における位置変動量を示す。
【００４８】
マゼンタ用の感光体ドラム２１Ｍは、モータ駆動ギア５５に噛合するドラム駆動ギア１５３Ｍによって、回転駆動される。そして、そのときの感光体ドラム２１Ｍ上における転写位置（転写ローラ２４との対向部である。）での位置変動量は、図４（Ａ）に示すような周期関数Ｒ１（Ｍドラム上の周期関数）となる。ここで、図４（Ａ）に示す周期関数Ｒ１は、上述したドラム駆動ギア１５３Ｍの噛合い誤差波形と一致するものである。
【００４９】
一方、アイドルギア１５４は、ドラム駆動ギア１５３Ｍと噛合しない状態で、図４（Ｂ）に示すような周期関数Ｒ２（アイドルギア単独の周期関数）となる。ここで、アイドルギアの噛合い誤差波形Ｒ２は、その位相差によって、ドラム駆動ギア１５３Ｍの噛合い誤差波形Ｒ１を相殺するように作用する。
すなわち、ドラム駆動ギア１５３Ｍ（駆動側のドラム駆動ギアである。）にアイドルギア１５４が噛合した状態で、アイドルギア１５４の軸上の合成波Ｒ３（アイドルギアとＭギアの合成波）は、図４（Ｃ）に示すように減波（波形の振幅が軽減される現象である。）される。
なお、アイドルギア１５４の噛合い誤差波形Ｒ２における振幅Ａ_Ａは、ドラム駆動ギア１５３Ｍの噛合い誤差波形Ｒ１の振幅Ａ_Ｍとほぼ同等に形成されている。
【００５０】
そして、減波された合成波Ｒ３が、アイドルギア１５４に噛合する従動側のドラム駆動ギア１５３Ｃに伝達される。すなわち、従動側のドラム駆動ギア１５３Ｃにおいては、ドラム駆動ギア１５３Ｃ自体がもつ噛合い誤差波形に、減波された合成波Ｒ３がさらに合成されることになる。
こうしてシアン用の感光体ドラム２１Ｃ上における転写位置での位置変動量は、図４（Ｄ）に示すような周期関数Ｒ４（Ｃドラム上の周期関数）となる。
【００５１】
ここで、シアン用のドラム駆動ギア１５３Ｃ自体がもつ噛合い誤差波形は、マゼンタ用のドラム駆動ギア１５３Ｍの噛合い誤差波形に対して、ほぼ同等の位相、周波数、振幅からなるものである。したがって、シアン用の感光体ドラム２１Ｃに係わる周期関数Ｒ４は、マゼンタ用の感光体ドラム２１Ｍに係わる周期関数Ｒ１とほぼ同等の周期関数となる。具体的には、双方の位相、周波数、振幅Ａ_Ｍ、Ａ_Ｃはほぼ同等になる。
【００５２】
また、ブラック用の感光体ドラム２１ＢＫは、別のモータ駆動ギア５６に噛合するドラム駆動ギア１５３ＢＫによって、回転駆動される。しかし、そのときの感光体ドラム２１ＢＫ上における転写位置での位置変動量が、図４（Ｅ）に示すような周期関数Ｒ５（ＢＫドラム上の周期関数）となるように、ドラム駆動ギア１５３ＢＫの組付け位置が調整される。
こうして、ブラック用の感光体ドラム２１ＢＫに係わる周期関数Ｒ５は、マゼンタ用の感光体ドラム２１Ｍに係わる周期関数Ｒ１や、シアン用の感光体ドラム２１Ｃに係わる周期関数Ｒ４と、ほぼ同等の周期関数となる。具体的には、すべての位相、周波数、振幅Ａ_Ｍ、Ａ_Ｃ、Ａ_ＢＫはほぼ同等になる。
【００５３】
ここで、各感光体ドラム２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上で形成されるトナー像を被転写材Ｐ上に重ね合わせたときの位置ずれ量（色ずれ量）は、上述した各感光体ドラム２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫに係わる周期関数Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５の差分となる。
これを２色間の位置ずれ量として現したのが、図４（Ｆ）に示す周期関数Ｒ６（ＢＫ―Ｍ、ＢＫ―Ｃの２色間の色ずれ）である。図４（Ｆ）に示すように、ブラック・マゼンタ間及びブラック・シアン間において、それぞれ、被転写材Ｐ上におけるトナー像の位置ずれはほとんど発生しないことになる。
【００５４】
また、図示は省略するが、イエロー用の感光体ドラム２１Ｙについても、転写位置での位置変動量が、他の周期関数Ｒ１、Ｒ４、Ｒ５とほぼ同等になるように、ドラム駆動ギア１５３Ｙの組付け位置が調整される。
こうして、被転写材Ｐ上における４色重ね合わせのカラー画像は、位置ずれがほとんどない高画像品質のものとなる。
なお、４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫを単数の駆動モータで駆動する場合であっても、上述の構成のアイドルギアを複数用意して、それらを調整して組付けることで、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
【００５５】
次に、図５及び図６を参照して、感光体ドラムのドラム間ピッチＬ（ステーション間ピッチ）に係わる作用について説明する。
上述したように、モータ駆動ギア５５、５６におけるピッチ円の円周Ｐと、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫのドラム間ピッチＬとには、Ｌ＝ＮＰ（Ｎは整数である。）なる関係が成立する。
【００５６】
図５は、感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上の速度変動を示す波形図である。図５において、横軸はドラム駆動ギアの回転角を示し、縦軸は所定位置での位置変動量を示す。そして、波形Ｇは感光体ドラム上の位置変動に係わる波形を示したものであり、波形Ｅはドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫの駆動伝達に係わる回転周期の波形を示したものあり、波形Ｆはモータ駆動ギア５５、５６の駆動伝達に係わる回転周期の波形を示したものある。
図５に示すように、感光体ドラム上の位置変動に係わる波形Ｇは、ドラム駆動ギアに係わる回転周期の波形Ｅと、モータ駆動ギアに係わる回転周期の波形Ｆとが合成されたものである。すなわち、感光体ドラム上では、合成波Ｇに示す回転周期の速度変動が生じることになる。
【００５７】
図６は、４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫの速度変動（位置変動）を、長い時間の範囲で示した波形図である。図６において、横軸はドラム駆動ギア１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫの回転角を示し、縦軸は感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上での位置変動量を示す。図６の各波形ＧＹ、ＧＭ、ＧＣ、ＧＢＫは、それぞれ感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ上での位置変動量を示す波形図であり、それぞれが図５における合成波Ｇに相当するものである。
【００５８】
また、図６において、直線Ｓは、転写ベルト３０によって搬送される被転写材Ｐの搬送タイミングを示すものである。すなわち、点Ｓ１がイエロー感光体ドラム２１Ｙの転写位置を示し、点Ｓ２がマゼンタ感光体ドラム２１Ｍの転写位置を示し、点Ｓ３がシアン感光体ドラム２１Ｃの転写位置を示し、点Ｓ４がブラック感光体ドラム２１ＢＫの転写位置を示す。
【００５９】
図６に示すように、ドラム間ピッチＬ（隣合う２つの転写位置の距離である。）は、モータ駆動ギア５５、５６におけるピッチ円の円周Ｐの６倍（波形の山数６つ分である。）に設定されている。
これにより、転写ベルト３０によって搬送される被転写材Ｐ上には、モータ駆動ギア５５、５６の回転周期成分に係わりなく、４つの感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫの位置変動周期を同期させて、トナー像が重ねて転写される。こうして、被転写材Ｐ上における４色重ね合わせのカラー画像は、位置ずれがほとんどない高画像品質のものとなる。
【００６０】
以上説明したように、本実施の形態のように構成された画像形成装置においては、エンコーダ等の高価な部品を搭載したりＰＬＬ制御等の複雑な制御をすることなく、比較的簡易かつ低廉な構成で、搬送中の被転写材Ｐに対して各感光体ドラム２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫにおける転写位置を高精度に位置合わせすることができる。その結果、色ずれ及び色相変化のない高画像品質のカラー画像を提供することができる。
【００６１】
なお、本発明が上記実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、実施の形態の中で示唆した以外にも、実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は上記実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
【００６２】
【発明の効果】
本発明は以上のように構成されているので、比較的簡易かつ低廉な構成で、色ずれ及び色相変化のない高画像品質のカラー画像が形成できる画像形成装置及びその製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態における画像形成装置を示す構成図である。
【図２】図１の画像形成装置における感光体ドラム駆動部を示す構成図である。
【図３】図２の感光体ドラム駆動部を示す断面図である。
【図４】図２の感光体ドラム駆動部における駆動伝達に係わる回転周期の波形を示す波形図である。
【図５】図１の画像形成装置における感光体ドラム上の速度変動を示す波形図である。
【図６】図１の画像形成装置における４つの感光体ドラム上の速度変動を示す波形図である。
【符号の説明】
２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０ＢＫプロセスカートリッジ、
２１Ｙ、２１Ｍ、２１Ｃ、２１ＢＫ感光体ドラム、２２帯電部、
２３現像部、２４転写ローラ、２５クリーニング部、
２６トナー補給部、２７吸着ローラ、３０転写ベルト、
３１、３２本体側板、３７、３８カートリッジケース、
３９ドラム部、４０従動側フランジ、４１駆動側フランジ、
４７、１４８軸受、４９駆動カップリング、５４駆動モータ、
５５、５６モータ駆動ギア、１４４回転軸、
１５３Ｙ、１５３Ｍ、１５３Ｃ、１５３ＢＫドラム駆動ギア、
１５４アイドルギア、Ｐ被転写材。

Claims

複数の感光体ドラムが並設された画像形成装置であって、
駆動モータの駆動力を伝達するモータ駆動ギアと、
前記複数の感光体ドラムにそれぞれ連結されて当該感光体ドラムと一体的に回転する複数のドラム駆動ギアと、
前記複数のドラム駆動ギアのうち前記モータ駆動ギアに噛合しない従動側のドラム駆動ギアとこれに隣合う駆動側のドラム駆動ギアとに噛合するアイドルギアとを備え、
前記複数のドラム駆動ギアと前記アイドルギアとは、同数の歯数からなり、
前記アイドルギアは、前記駆動側のドラム駆動ギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形を減波して前記従動側のドラム駆動ギアに前記駆動力を伝達するように形成されたことを特徴とする画像形成装置。
前記アイドルギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形は、前記駆動側のドラム駆動ギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形に対して１８０°の位相差を有するように形成されたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記従動側のドラム駆動ギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形は、前記駆動側のドラム駆動ギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形に対して位相が同等に形成されたことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
前記複数のドラム駆動ギア及び前記アイドルギアによる駆動伝達に係わる回転周期の波形は、振幅の大きさが同等に形成されたことを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
前記モータ駆動ギアにおけるピッチ円の円周をＰｍｍとして、前記複数の感光体ドラムのうち隣合う２つの感光体ドラムのドラム間ピッチをＬｍｍとして、整数をＮとしたときに、
Ｌ＝ＮＰ
なる関係が成立することを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
複数の感光体ドラムが並設される画像形成装置の製造方法であって、
前記複数の感光体ドラムにそれぞれ連結されて当該感光体ドラムと一体的に回転する複数のドラム駆動ギアと、前記複数のドラム駆動ギアのうち駆動モータの駆動力を伝達するモータ駆動ギアに噛合しない従動側のドラム駆動ギアとこれに隣合う駆動側のドラム駆動ギアとに噛合するアイドルギアとの、それぞれの歯数を同数に形成するギア形成工程と、
前記複数のドラム駆動ギアと前記アイドルギアとの、それぞれの駆動伝達に係わる噛合い誤差波形を測定する測定工程と、
前記測定工程の測定結果に基づいて、前記複数のドラム駆動ギアと前記アイドルギアとの噛合位置を調整する調整工程とを備えたことを特徴とする画像形成装置の製造方法。
前記調整工程は、噛合い誤差波形が１８０°の位相差を有する前記駆動側のドラム駆動ギア及び前記アイドルギアを選定して、前記駆動側のドラム駆動ギアの噛合い誤差波形が前記アイドルギアの噛合い誤差波形によって減波されるように噛合位置を調整する工程であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置の製造方法。
前記調整工程は、噛合い誤差波形の位相が同等である前記駆動側のドラム駆動ギア及び前記従動側のドラム駆動ギアを選定して、前記駆動側のドラム駆動ギア及び前記従動側のドラム駆動ギアの噛合い誤差波形が同期するように噛合位置を調整する工程であることを特徴とする請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置の製造方法。
前記調整工程は、噛合い誤差波形の振幅の大きさが同等である前記複数のドラム駆動ギア及び前記アイドルギアを選定する工程を備えたことを特徴とする請求項６〜請求項８のいずれかに記載の画像形成装置の製造方法。