CN101561644B - 图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种图像形成装置，其包括：分别由一个或多个光电导体构成的第一和第二光电导体组；分别用于控制对第一和第二光电导体组的驱动以旋转其光电导体的第一和第二驱动控制部，其中第一光电导体组和第二光电导体组的旋转相位被调整为在它们之间匹配；和第一和第二驱动控制部进行控制使得在形成图像期间第一和第二光电导体组以相等的目标速度被同时驱动，其中初始驱动速度比用于形成图像的预定速度更低，并且在第一和第二光电导体组达到初始驱动速度之后，目标速度从初始驱动速度变为用于形成图像的速度。

Description

图像形成装置

技术领域

本发明涉及一种具有多个光电导体的图像形成装置(image formingapparatus)。

背景技术

已知一种图像形成装置，即所谓的串联式(tandem type)图像形成装置，其中借助于多个光电导体用电子照相工艺(electrophotographicprocess)形成了多个调色剂图像(toner image)，每个光电导体对应于每个调色剂图像，并且这些调色剂图像被叠加(superimpose)。在一种形成了全彩(full-color)图像的串联式图像形成装置中，相应的颜色分量比如黄(Y)、品红(magenta)(M)、青(cyan)(C)和黑(K)的调色剂图像是借助于不同的光电导体而形成的，并且将每个调色剂图像叠加(例如，参看日本未经审查的专利申请No.11-91205)。

在串联式图像形成装置中，必需驱动多个光电导体以及图像形成部(section)，每个光电导体对应于每个调色剂图像，该图像形成部用于将调色剂图像形成到对应光电导体上。可以通过用单个电机驱动Y、M和C的光电导体以及对应的图像形成部(包括显影单元(developingunit))来减少部件的数目，以便减少驱动部中部件数量从而缩小装置尺寸，所述Y、M和C的光电导体被同时驱动。一方面，就黑色而言，K光电导体和K图像形成部(包括K显影单元)是用与YMC所使用的电机不同的电机驱动的，因为与黑色相关的部在单色图像的形成期间单独地形成图像。例如，可以使用一种步进电机作为用于驱动相应颜色的光电导体以及对应的图像形成部的电机。然而，优选的是使用直流电机，其具有比步进电机更大的每单位体积的驱动力(driving force pervolume)，以便用单个电机驱动更大数量的负载，诸如用于YMC的负载。

在相应颜色的每个光电导体和对应的图像形成部被独立地驱动的结构中，可能是这样一种情况即，K显影单元的容量被设定为比用于其它颜色的显影单元的容量更大以便使得K显影单元的调换频率等于用于其它颜色的显影单元的调换频率，因为K显影单元比其它颜色更加频繁地用于单色打印。在这种情况下，具有大驱动力的直流电机是优选的。直流电机有时可用于其它颜色以便与K共享控制电路和控制程序。然而，当将直流电机用于该驱动时产生了下面所述的问题。

特别是，由于部件的加工精度或装配精度，每个光电导体具有非常小的偏心率(eccentricity)。这种偏心率造成了圆周速度方面的速度不规则(irregularity)，这与旋转周期相一致。由于速度不规则产生了一种(粗糙部分和精细部分的周期性发生)条带(banding)。在具有条带的调色剂图像被叠加的情况下当各调色剂图像中的高密度部分(精细部分)和低密度部分(粗糙部分)不同时，发生了颜色重合失调(colormisregistration)，并且这种颜色重合失调是显而易见的。鉴于此，为了匹配各调色剂图像中的高密度部分和低密度部分，将光电导体装配起来且对它们的旋转相位(rotational phase)加以调整。此外，对每个光电导体的驱动加以控制以便保持经调整的旋转相位。

如果使用步进电机，则旋转相位的控制是容易的。然而，当使用直流电机时，在从各个光电导体启动时开始至它们达到预定的处理速度时的期间内，每个YMC光电导体的速度增加曲线和K光电导体的速度增加曲线可能不匹配。这导致YMC光电导体或者K光电导体旋转更快。因此，在YMC光电导体或K光电导体达到处理速度之前，在YMC光电导体和K光电导体的旋转相位中发生了重合失调。

这将更详细地加以说明。图10是图解出了当借助于用作常规图像形成装置中的驱动源的直流电机来启动处于停止状态的光电导体鼓时的速度控制的波形图。在图10中，纵坐标的轴线表示直流电机的目标驱动速度和实际驱动速度。横坐标的轴线表示时间。在启动电机的时间处(时间ts)，驱动速度的目标值被设定为启动时的初始驱动速度Vi。目标速度被设置为随着时间的流逝而逐渐地取更高值，并且线性地增加到时间t4处的图像形成速度(处理速度)Vf，该图像形成速度Vf是为了形成图像(image formation)而预先确定的。例如，处理速度是光电导体的圆周速度，即，225毫米/秒。光电导体鼓的直径例如为30毫米。

另一方面，下面说明了电机的实际驱动速度的过渡状态。在电机启动之后，电机保持停止很短一段时间。在此期间，因为与目标速度的重合失调增加，调整比较电路(set comparing circuit)33的输出改变使得逐渐将高电流供应到电机。因为当电机启动到旋转时，时间已经从启动时间ts流逝到了时间t0，则目标速度增加超过Vi。其后，电机的驱动力克服静摩擦力，从而使得每个电机在时间t0处启动开始旋转。旋转速度急剧增加以便跟随目标速度。K光电导体的驱动速度在时间t1处达到目标速度。在该点处的目标速度是V1，其大于初始驱动速度Vi。另一方面，YMC光电导体的驱动速度在时间t2处达到目标速度，因为负载比K光电导体的负载更大。在该点处的目标速度是V2。因为YMC光电导体和K光电导体之间驱动负载的差(difference)，K光电导体比YMC光电导体增加更急剧。因此，达到目标速度所用时间在K光电导体与YMC光电导体之间有所不同。在图10中，在K光电导体与YMC光电导体之间存在旋转相位的差，即旋转角度的差，该差为与内部区域(带阴影线的区域)的面积相对应的距离(速度与时间的乘积)，该内部区域由将时间为t0且目标速度为零处的点、时间为t1且目标速度为V1处的点、以及时间为t2且目标速度为V2处的点链接起来的线所封闭。

在日本未经审查的专利申请No.11-91205中，在启动时应用于每个电机的电流值被设定为低于在光电导体及传输带的稳态运行时应用于每个电机的恒定电流值，以便减少在启动时施加到驱动源的负载。然而，这种控制不是旨在减少启动时旋转相位的重合失调。

发明内容

根据发明人的发现，在电机启动时所导致的旋转相位的重合失调量(misregistration amount)随着电机之间负载差而增加很大。这被认为是当开始增加时，YMC电机的速度的增加曲线与K电机的速度的增加曲线之间的不一致性增加。与用单独的电机驱动每种颜色的YMC的情况相比，当YMC光电导体和对应的图像形成部被单个电机驱动时，用于YMC光电导体以及对应的图像形成部的电机与用于K光电导体以及K图像形成部的电机之间负载的差增加，由此很可能在启动时发生旋转相位的重合失调。从防止颜色重合失调的观点出发，这是非优选的。

鉴于上述情况而实现本发明，并且本发明意在提供一种图像形成装置，该图像形成装置包括多个光电导体，每个光电导体具有形成于其上的待叠加图像，其中可以防止在这些光电导体停止后当启动由第一驱动部所驱动的光电导体以及由第二驱动部所驱动的光电导体时所引起的旋转相位的重合失调。

本发明提供了一种图像形成装置，包括：黑色光电导体，其用于形成黑色图像；多个彩色光电导体，其用于与黑色光电导体一起形成颜色分量以构成全彩图像；第一驱动部，用于旋转黑色光电导体；第二驱动部，用于旋转彩色光电导体；第一驱动控制部，用于控制第一驱动部以旋转黑色光电导体；第二驱动控制部，用于控制第二驱动部以旋转彩色光电导体；相位检测部，用于检测黑色光电导体和彩色光电导体的旋转相位；以及旋转相位校正部，用于校正黑色光电导体和彩色光电导体的旋转相位，其中第一和第二驱动控制部分别控制第一和第二驱动部，使得在构成全彩图像时黑色光电导体和彩色光电导体以相同的目标速度被同时驱动；目标速度以初始驱动速度开始，并且在黑色光电导体和彩色光电导体的速度达到初始驱动速度之后变为用于形成图像的预定速度，该预定速度高于初始驱动速度；黑色光电导体和彩色光电导体被接合到对应的驱动部且旋转相位相互匹配；黑色光电导体和彩色光电导体的旋转相位被调整为相互匹配；以及旋转相位校正部基于相位检测部的检测来确定黑色光电导体和彩色光电导体的旋转相位是否匹配和被维持，以及在旋转相位不匹配的情况下，当黑色光电导体和彩色光电导体停止时，旋转相位校正部通过控制第一或第二驱动控制部或这二者来校正旋转相位以使得匹配。

根据本发明的图像形成装置控制每个光电导体的驱动，其中初始驱动速度低于为了形成图像而预先确定的图像形成速度，该初始驱动速度被限定为在启动时的目标速度，并且在每个光电导体的速度达到初始驱动速度之后该图像形成装置将目标速度从初始驱动速度改变为图像形成速度来控制对每个光电导体的驱动。因此，可以防止在启动由第一驱动部驱动的光电导体以及由第二驱动部驱动的光电导体时导致的旋转相位的重合失调。

附图说明

图1是图解了本发明所应用到的图像形成装置的轮廓的说明性视图；

图2是图解了根据本发明的实施例的驱动部以及驱动控制部的构造(configuration)的框图；

图3是图解了图2所示的CL电机驱动控制电路23的具体构造的框图；

图4是图解了根据本发明的实施例的驱动机构的构造的说明性视图；

图5是图解了根据本发明的实施例在启动用于速度控制的电机时的波形的波形图；

图6是图解了根据本发明的实施例在启动电机时驱动控制部的过程的流程图；

图7是图解了根据本发明的实施例涉及对光电导体鼓的旋转相位的检测的构造的说明性视图；

图8A到8C是波形图，各自图解了根据本发明的实施例校正光电导体的旋转相位中的重合失调的状态；

图9是图解了根据本发明的实施例的来自相位传感器的旋转相位信号的波形的一个示例的波形图；

图10是图解了当借助于用作常规图像形成装置中的驱动源的直流电机而启动处于停止状态的光电导体鼓时的速度控制的波形图；

图11是图解了一种驱动单元(即形成为单元的图4所示驱动机构)的结构的透视图；

图12是图解了在近侧(near side)绘制出每个联结件(coupling)以使用户能观察到图11中所示驱动单元内的光电导体鼓传动齿轮(drivegear)的一种状态的透视图；

图13是图解了将每个YMCK处理单元布置成使其对应于本发明的实施例中的驱动单元的状态的透视图；

图14是图解了图13所示处理单元之一的外观的透视图；和

图15A和图15B是图解了本发明的实施例中用于调整旋转的图案的说明性视图。

具体实施方式

在本发明中，通过使用一个或多个颜色分量、并且还通过使用少于用于全彩图像的颜色分量，形成了单色图像。当用多个颜色分量形成单色图像时，图像的颜色相位(color phase)基本上在每个区域中是均一的。

第一和第二驱动部驱动光电导体。其具体实施例包括，例如，用于借助于直流电机、齿轮、正时带(timing belt)或用作驱动源的类似物而从驱动源传递驱动的机构。

第一驱动部控制着由该第一驱动部驱动的光电导体的启动、停止和驱动速度。第二驱动部制着由该第二驱动部驱动的光电导体的启动、停止和驱动速度。其具体实施例包括，例如，电机的控制电路和向控制电路发出指令的CPU。

图像形成装置还包括已知机构，诸如图像形成部、叠加部、储存打印纸的供纸托盘、将调色剂图像传送到中间传送带上以到达从供纸托盘进给的打印纸的第二传送部、将已传送到打印纸上的调色剂图像固定到打印纸的固定部，等等。

图像形成部被布置成用于将调色剂图像形成到光电导体的表面上。图像形成部包括涉及到作为电子照相工艺中的步骤的充电(charging)、曝光、显影、清洁和放电(discharge)的每个站(station)。

叠加部传送调色剂图像并将调色剂图像叠加到相应的光电导体上。其具体实施例包括，例如，环形(endless)中间传送带以及驱动中间传送带的驱动机构，该环形中间传送带在接连地与各个光电导体相接触的同时进行移动。

在本发明中，如果在各个调色剂图像中的周期性精细部分和粗糙部分的位置在打印输出上相互对应，这意味着对应于调色剂图像的光电导体的旋转相位是匹配的。

本发明的优选实施例将在下面加以说明。

当形成单色图像时，第一驱动控制部可进行控制使得第一光电导体组在其旋转相位与启动前的旋转相位相匹配的位置处停止。采用此构造，其得到控制以使得维持其中对各个光电导体的旋转相位进行调整的状态，即便在形成了单色图像之后也是如此。

第一光电导体组可以是由单个光电导体构成的，而第二光电导体组是由多个光电导体构成的。采用此构造，由共用的驱动部来驱动多个光电导体。因此，可以减少驱动部的部件数目，由此可以缩小装置的尺寸并减少成本。此外，本发明可以防止当启动光电导体时各个光电导体的旋转相位中的重合失调。

每个光电导体可用于形成不同颜色分量的调色剂图像，第一光电导体组被用于形成黑色调色剂图像，且第二光电导体组是由分别用于形成黄色调色剂图像、青色调色剂图像、和品红色调色剂图像的三个光电导体构成。采用此构造，驱动部分别被提供给在形成彩色图像期间同时驱动的YMC光电导体以及在形成单色图像期间单独驱动的K光电导体。因此，只有用于形成单色图像的光电导体被单独驱动，而被同时驱动的光电导体可以用共用的驱动部驱动。在单色图像形成期间，可以使不必要的部停止，由此可以抑制不必要的功率消耗，并且可以抑制可消耗部件的耗损(deterioration)。而且，本发明可以防止当光电导体被启动时所导致的旋转相位中的重合失调。

可选地，作为不同实施例，第二光电导体组可以是黄色光电导体、品红色光电导体、或青色光电导体中的任一个。特别是，在黄色光电导体、品红色光电导体、以及青色光电导体被独立的驱动部驱动的结构中，光电导体中的任一个对应于第二光电导体组，且黑色光电导体对应于第一光电导体组。

第一和第二驱动部中的每个可以包括用于分别驱动对应的光电导体组的直流电机。采用此构造，可以借助于每单位体积驱动力比步进电机更大的直流电机而高效地驱动光电导体。此外，本发明可以防止当光电导体被启动时所导致的旋转相位中的重合失调。

本发明的图像形成装置还可包括多个用于在光电导体上形成调色剂图像的图像形成部，每个图像形成部在不同光电导体上形成调色剂图像，其中第一驱动部可驱动在第一光电导体组的光电导体(一个或多个)上形成调色剂图像(一个或多个)的图像形成部(一个或多个)，并且第二驱动部可驱动在第二光电导体组的光电导体(一个或多个)上形成调色剂图像(一个或多个)的图像形成部(一个或多个)，且每个图像形成部可包括至少显影部。采用此构造，图像形成部，特别是具有重负载的显影部，是由共用的驱动部所驱动的。因此，可以减少驱动部的部件数目，由此可以缩小装置的尺寸并减少成本。此外，本发明可以防止当启动光电导体时各个光电导体的旋转相位中的重合失调。

本发明的图像形成装置还可包括：相位检测部，其用于检测第一光电导体组和第二光电导体组的旋转相位；和旋转相位校正部，其用于基于相位检测部的检测结果来确定是否维持了第一和第二光电导体组的匹配的旋转相位，并且根据旋转相位校正部的确定结果而校正第一和/或第二光电导体组(一个或多个)的旋转相位，其中旋转相位校正部可检测出是否以预定的正时(timing)来维持匹配的旋转相位，并且当旋转相位校正部确定没有维持匹配的旋转相位时可允许第一和/或第二驱动控制部(一个或多个)来校正第一和/或第二光电导体组(一个或多个)的旋转相位。采用此构造，当由于光电导体的启动、旋转、以及停止的重复运行而使得光电导体的旋转相位中发生重合失调，并且重合失调量超过预定的容许范围并偏离从重合失调量被调整之后的状态开始的容许范围时，检测重合失调以使得允许第一和/或第二驱动控制部校正旋转相位。从而，可以使旋转相位回复到调整之后的状态，至少处于容许范围内。而且，本发明可以防止当光电导体被启动时所导致的旋转相位中的重合失调。因此，与常规情况中相比，校正的频率可减少更多。

旋转相位校正部可在从第一和第二光电导体组的启动到它们达到用于形成图像的速度的时段内忽略相位检测部的检测结果，并且可在达到用于形成图像的速度之后基于相位检测部的检测结果而确定出是否维持匹配的旋转相位。采用此构造，则在以图像形成速度驱动光电导体并且光电导体的旋转相位是稳定的状态下可以检测到旋转相位。因此，可以实现正确的确定。

本文中所说明的各种优选实施例可相互组合使用。

本发明将在下面参考附图加以详细说明。应理解到，下列说明是在各方面对本发明的例证，但不是对本发明的限制。

<图像形成装置的总体结构>

根据本发明的图像形成装置的总体结构将首先加以说明。特别地，将说明光电导体、图像形成部和叠加部。

图1是示意性图解了本发明所应用到的图像形成装置的说明性视图。如图1所图解的，图像形成装置100根据外部传输的图像数据将多色或单色图像打印到预定纸张(打印纸)上。图像形成装置100包括主体(body)110、自动化文档进给器(automatic document feeder)120以及文档读取部(document reading section)90。

其上放置有文档的由透明玻璃制成的文档压板(platen)92被安装在主体110的上部。放置到文档压板92上的文档被文档读取部90扫描并读取。自动文档进给器120将文档传输到文档压板92上。自动文档进给器120被构造成可在箭头M的方向上枢轴转动，由此可以通过开启文档压板92而手动地将文档置于其上。

主体110包括曝光单元1，显影装置[显影单元]2(2Y，2M，2C，2K)，光电导体鼓3(3Y，3M，3C，3K)、清洁器单元4(4Y，4M，4C，4K)，充电器5(5Y，5M，5C，5K)，中间传送带单元[中间传送带单元]6，定影器(fuser)单元7，供纸托盘(sheet feeding tray)81，手动供纸托盘82，纸张排出托盘(sheet exit tray)92，等等。

由图像形成装置处理的图像数据对应于使用黑(K)、青(C)、品红(M)和黄(Y)的颜色的彩色图像。因此，提供了四个显影装置2，四个光电导体鼓3、四个充电装置5和四个清洁器单元4，以便形成对应于四种颜色的四种类型的潜像(latent image)。这些装置中每个被分别设定为黑、青、品红和黄，由此形成了四个图像站。Y、M、C和K的字母中的任一个被附在图中数字一端。

用于各色的光电导体鼓3在本发明中对应于光电导体。用于各色的充电装置5，显影装置2和清洁器单元4在本发明中对应于图像形成部。

每个充电装置5是用于均一地(uniformly)以预定电势给每个光电导体鼓3的表面充电charg的工具。可采用所图解的充电器型充电装置、接触滚轮型充电装置或刷型(brush type)充电装置。

曝光单元1被配置为包括了激光发射部和反射镜的激光扫描单元(LSU)。LSU包括：每个均独立地发射出Y、M、C和K激光束的激光光发射元件、反射从每个激光发射元件发射出的激光束以使其偏转的多角镜(polygon mirror)、以及用于将由多角镜反射的激光束引导到各颜色的光电导体鼓3的光学元件(透镜或镜子)。作为LSU的替代，曝光单元1可被配置为具有光发射元件(诸如布置成阵列的EL或LED)的光学写入头(optical writing head)。

由每个充电装置5充电的每个光电导体鼓3的圆周表面(peripheralsurface)被曝光单元1根据所输入图像数据以各色图案加以扫描和曝光。采用此曝光，根据每种颜色的图像数据的静电潜像被形成到每个光电导体鼓3的表面上。每个显影装置2使静电潜像形成在可观察到带有调色剂的每个光电导体鼓3的圆周表面上。每个可见的调色剂图像被传送到稍后加以说明的中间传送带61上并且相互叠加。在显影和图像传送之后，每个清洁器单元4移除并收集每个光电导体鼓3的表面上的残余调色剂。

中间传送带单元6被布置在光电导体鼓3的上方。中间传送带单元6包括中间传送带61、中间传送带驱动滚轮(roller)62、中间传送带从动滚轮63、中间传送滚轮64(64Y，64M，64C，64K)以及中间传送带清洁单元65。将中间传送偏置电压(bias voltage)施加到每个中间传送滚轮64上以用于将调色剂图像传送到光电导体鼓3上。

中间传送带单元对应于本发明中的叠加部。

中间传送带61在形成图像期间被中间传送带驱动滚轮62所驱动，并且沿着旋转方向接连地接触到同时旋转的光电导体鼓3Y、3M、3C和3K。形成在光电导体鼓3的圆周表面上的相应颜色分量的调色剂图像被一个接一个地在中间传送带61上叠加并传送。结果，彩色调色剂图像(多色调色剂图像)被传送到中间传送带61上。中间传送带61是使用具备传导性(conductivity)、带有例如大约100到150μm厚度的树脂膜的环形带。被叠加和传送到中间传送带61上的调色剂图像移动到第二传送部(在此中间传送带驱动滚轮62和传送滚轮10相互接触)，并且随后被传递到打印纸上，打印纸从供纸托盘进行送进。传送偏置电压被施加到传送滚轮10上以用于将调色剂传送到纸张。

设置了具有清洁刮板(blade)的中间传送带清洁单元65以用于在第二传送部处传送调色剂图像之后移除并收集中间传送带61的表面上的残余调色剂。

供纸托盘81被设置在曝光单元1的下方。供纸托盘81储存用于形成图像的纸张(打印纸)。打印纸可以从手动供纸托盘82送进。从供纸托盘81和手动供纸托盘82送进的纸张通过具有基本上竖直形状的纸张传输路径S、经由传送滚轮10和定影器单元7而被排出到设置于主体110的上部处的纸张排出托盘91上。拾纸滚轮(pickup roller)11a、11b，传输滚轮(transport roller)12a，对准滚轮(registration roller)13，传送滚轮(transfer roller)10，定影器单元7，和传输滚轮12b被布置在从供纸托盘81和手动供纸托盘82经由纸张传输路径S到纸张排出托盘91的路径上。传输滚轮12c和12d被布置在用于双面打印的与纸张传输路径S平行的相反路径上。

拾纸滚轮11a将来自供纸托盘81的纸张逐一拾取，并且将纸张供应到纸张传输路径S。类似地，拾纸滚轮11b将来自手动供纸托盘82的纸张逐一拾取，并且将纸张供应到纸张传输路径S。对准滚轮13暂时地停止经由纸张传输路径S传输的纸张，其中其前端与滚轮接触。随后，对准滚轮13当在光电导体鼓3上形成的调色剂图像以及纸张位置为同步时的时刻处传输纸张，并且允许纸张通过传送滚轮10。

定影器单元7包括热滚轮(heat roller)71和压紧滚轮(pressureroller)72。热滚轮71和压紧滚轮72在将从传送滚轮10传输来的纸张箝紧(nip)时传输该纸张。温度检测器被布置在热滚轮71的表面上。此外，设置了用于在外部加热该热滚轮71的外部加热带73。用于控制图像形成装置100运行的未示出的控制部，基于来自温度检测器的信号而对设置用于加热外部加热带73的加热器进行控制，以便控制加热滚轮71的表面处于预定的温度。当打印纸通过定影器单元7时，经由施加来自于热滚轮71和压紧滚轮72的热量和压力，对已传送到纸张上的多色调色剂图像进行定影(fuse)、混合、和压紧(press)以将其固定到纸张上。

<驱动部和驱动控制部的结构>

接下来，将对在图像形成装置110中用于驱动各色的光电导体鼓3和各色的显影装置2的驱动部和驱动控制部加以说明。

图2是图解了根据本实施例的驱动部和驱动控制部的框图。在图2中，CL电机21是驱动彩色光电导体3Y、3M和3C以及彩色显影装置2Y、2M和2C的直流电机。K电机22是驱动黑色光电导体3K和黑色显影装置2K的直流电机。

CL电机驱动控制电路23控制着CL电机21的启动、停止和驱动速度。CL电机驱动控制电路23是伺服控制电路，其进行控制以使得CL电机21的驱动速度与驱动控制部25所指令的目标速度相一致。K电机驱动控制电路24控制着K电机22的启动、停止和驱动速度。K电机驱动控制电路24是伺服控制电路，其进行控制以使得K电机22的驱动速度与驱动控制部25所指令的目标速度相一致。

驱动控制部25将CL电机21的启动/停止指令供给CL电机驱动控制电路23。在形成图像期间，驱动控制部25将指令供给CL电机驱动控制电路23以便以预定的处理速度(用于形成图像的驱动速度)来驱动CL电机21。驱动控制部25还将K电机22的启动/停止指令供给K电机驱动控制电路24。在形成图像期间，驱动控制部25将指令供给K电机驱动控制电路24以便以处理速度来驱动K电机22。

CL电机驱动控制电路23和驱动控制部25的功能对应于本发明中的第一驱动控制部，该驱动控制部25发指令给CL电机驱动控制电路23。K电机驱动控制电路24和驱动控制部25的功能对应于本发明中的第二驱动控制部，该驱动控制部25发指令给K电机驱动控制电路24。

C光电导体相位传感器27检测光电导体鼓3Y、3M和3C的旋转相位。K光电导体相位传感器28检测光电导体鼓3K的旋转相位。

图3是图解了图2所示的CL电机驱动控制电路23的具体构造的框图。如图3所示，CL电机驱动控制电路23包括功率电路(power circuit)31、逻辑电路32、调整比较电路33和电流控制电路34。本实施例中的CL电机是三相直流无刷电机。

功率电路31是桥接电路，其控制着流经电机绕组的电流。功率电路31包括六个开关晶体管，即，两个该开关晶体管用于一相。

逻辑电路32接收来自霍尔元件(hall element)的信号，并且确定电机绕组的激励(excitation)次序，即功率电路31中的开关晶体管的开/关(开关)模式和开关定时(switching timing)，该霍尔元件布置到CL电机21以便检测CL电机21的转子的旋转位置。逻辑电路32也从CL电机驱动控制电路23接收启动和停止的指令。其根据指令控制每个晶体管的开关。逻辑电路32也具有检测CL电机21的旋转速度的功能。CL电机21在其中结合频率发生器(FG)以用于检测旋转速度。逻辑电路32基于来自频率发生器的信号(FG信号)来检测旋转速度。

调整比较电路33将驱动控制部所指令的目标速度与表示CL电机21的旋转速度的FG信号相比较。特别是，调整比较电路33比较CL电机21的旋转速度是否比目标旋转速度更快。当CL电机21的旋转速度高于目标速度时，调整比较电路33发指令给电流控制电路34以减少到CL电机21的输入。当CL电机21的旋转速度低于目标速度时，调整比较电路33发指令给电流控制电路34以增加到CL电机21的输入。当CL电机21的旋转速度与所指令的目标速度一致时，调整比较电路33将速度锁定(lock)信号输出到驱动控制部25。驱动控制部识别出CL电机21以来自于速度锁定信号的目标速度而旋转。

电流控制电路34接收来自调整比较电路33的指令，并且用功率电路31控制流经CL电机21的绕组的电流。

K电机驱动控制电路24具有与CL电机驱动控制电路23相同的构造。

接下来，会对将来自用作驱动源的CL电机21和K电机22的驱动传输到作为负载的光电导体鼓3Y、3M、3C和3K的驱动机构的构造加以说明。驱动机构与用作驱动源的电机一起组成了本发明中的驱动部。光电导体鼓传动齿轮41Y、41M、41C和41K属于光电导体，因为它们与光电导体鼓3Y、3M、3C和3K一体地旋转。

图4是图解了根据本实施例的驱动机构的构造的说明性视图。在图4中，每个光电导体3的第一端部分沿着旋转方向经由联结件而被连接到每个鼓传动齿轮41Y、41M、41C和41K的旋转轴线，鼓传动齿轮经由联结件而布置在主体110处。鼓传动齿轮41Y、41M和41C将驱动力从固定到CL电机21输出轴的传动齿轮经由输入齿轮42和惰轮(idlegear)而传输到光电导体鼓3M。此外，驱动力还从光电导体鼓传动齿轮41M经由惰轮43a而传输到光电导体鼓传动齿轮41Y，并且驱动力从光电导体鼓传动齿轮41M经由惰轮43b而传输到光电导体鼓传动齿轮41C。

C光电导体相位传感器27是用于检测光电导体鼓3C的旋转相位的光电遮断器(photo interrupter)型传感器。光电导体鼓传动齿轮41C在对应于C光电导体相位传感器27的位置处设置有突出部分(projectingportion)45C。突出部分45C每一次旋转屏蔽C光电导体相位传感器27的光。作为对此的响应，C光电导体相位传感器27输出C旋转相位信号。K光电导体相位传感器28是用于检测光电导体鼓3K的旋转相位的光电遮断器型传感器。光电导体鼓传动齿轮41K在对应于K光电导体相位传感器28的位置处设置有突出部分45K。突出部分45K每一次旋转屏蔽K光电导体相位传感器28的光。作为对此的响应，K光电导体相位传感器28输出K旋转相位信号。

在本实施例中，光电导体鼓3Y、3M和3C因为用齿轮相互联结而被驱动，从而使得在驱动期间旋转相位没有对准(misregister)。每个光电导体传动齿轮41Y、41M和41C的偏心率极大地影响到调色剂图像中的条带。然而，当装置从工厂装运时，调整齿轮的旋转相位。因此，将光电导体鼓3C的旋转相位作为三个光电导体鼓3Y、3M和3C的代表加以检测。随后，在光电导体鼓3C和光电导体鼓3K之间对旋转相位加以校正。根据本实施例，光电导体鼓的旋转相位对应于光电导体鼓传动齿轮41Y、41M和41C的旋转相位。

图11是图解了一种驱动单元(其中把图4所示驱动机构做成单元)的构造的透视图。图12图解了在近侧绘制出各联结件以使用户能观察到图11中所示驱动单元内的光电导体鼓传动齿轮的一种状态。光电导体鼓传动轴46被安装在每个YMCK光电导体鼓传动齿轮41的中心处。齿轮形成在光电导体鼓传动齿轮46的前端的外圆周表面处。每个光电导体传动联结件(drive coupling)47的第一端被适配(fit)成在前端覆盖齿轮。齿轮形成在每个光电导体鼓传动联结件47的内圆周(innerperiphery)处，该齿轮轻微地(lightly)与对应光电导体鼓传动轴46的前端处的齿轮相啮合，由此光电导体鼓传动轴46的旋转驱动(rotationaldrive)被传输到光电导体鼓传动联结件47。每个光电导体鼓传动联结件47的第二端连接到对应的光电导体鼓3。

光电导体鼓传动齿轮54布置在每个光电导体鼓3的第一端处。光电导体鼓3被制成包括了清洁器单元4和充电装置5的处理单元53。

图13是图解了每个YMCK处理单元53Y、53M、53C以及53Y被布置成对应于驱动单元40的状态的透视图。图14是图解了单个处理单元的外观的透视图。当每个处理单元53安装到主体110时，每个光电导体鼓从动齿轮54与形成在每个光电导体鼓传动联结件47的内圆周上的齿轮相啮合。每个光电导体鼓传动联结件47的旋转驱动经由光电导体鼓从动齿轮54而传输到光电导体鼓3。

驱动单元40也包括将驱动传输到清洁器单元4的清洁器传动联结件48、将驱动传输到显影装置2的显影传动联结件49、以及将驱动传输到传送滚轮10的传送传动联结件50。与清洁器传动联结件48相接合的清洁器从动联结件55被设置到处理单元53。传输到清洁器从动联结件55的旋转驱动使得设置在清洁器单元4上的废弃调色剂传输螺纹件(screw)旋转。

如稍后描述的图7所示，驱动机构可以构造成如下所述作为不同实施例。特别是，每个鼓传动齿轮41在轴向上适配到每个光电导体鼓3的第一端，并且其用安装到主体的光电导体鼓3与输入齿轮和惰轮相接合以便传输来自驱动源的驱动力。用于各色的光电导体鼓3是可更换的部件。然而，因为在此实施例中用于各色的鼓传动齿轮41是与用于各色的光电导体鼓3一起替换(exchange)的，则必须在替换之后调整每个光电导体鼓3的旋转相位。

如果光电导体鼓3Y、3M、3C和3K是由各个独立驱动源所驱动的，并且光电导体旋转相位传感器被设置用于上述构造中的各相应颜色，则在它们被安装之后检测该每个光电导体鼓的旋转相位，并且可以调整其旋转相位。

因为控制部自主地(autonomously)执行下面所述的过程，则在替换之后光电导体鼓3的旋转相位可以被调整而不让用户费心。在替换光电导体鼓3之后，控制部形成用于调整旋转的图案，并且在中间传送带61上传送所形成的图案。将用于检测的反射型光传感器布置成与中间传送带61相对。

图15A和15B是图解了用于调整旋转的图案的说明性视图。如图15A所示，图案包括多个平行线，其与中间传送带61的前进方向正交。设定图案中的线之间的间隔以及线的数目，使得从第一根线通过光传感器时到最后一根线通过光传感器时之间的时间段变为基本上等于光电导体鼓3的旋转周期(rotational cycle)。例如，线的数目为17。

控制部允许光传感器检测传送到中间传送带61上的图案，并且将每条线的检测定时(detection timing)与每个参考定时(reference timing)相比较以便获取每条线的延迟时间或提前时间。当所获取的延迟时间或提前时间相对于时间而被绘制出时，理想地得到由光电导体鼓3的偏心率所引起的具有正弦波的波形(见图15B)。

控制部确定出对应于最大延迟时间dmax-的线和对应于最大提前时间dmax+的线，并且确定出与各条线中部最接近的线作为参考相位线。为Y、M、C和K中的各色执行此过程。

在确定出用于各色的参考相位线之后，控制部确定出其它参考相位线(Y、M和C的参考相位线)离开参考色(例如，K)的参考相位线的重合失调量。控制部基于所确定的重合失调量来校正光电导体鼓3Y、3M和3C的旋转相位。当光电导体鼓3停止时对旋转相位加以校正。将在下面详细说明旋转相位的校正。

<由驱动控制部进行的速度控制>

接下来将说明作为本发明最大特征的速度控制。图5是图解了根据本实施例在启动用于速度控制的电机时的波形的波形图。

根据此实施例，在CL电机21和K电机22被启动时，驱动速度的目标值被设定为在启动时(时间ts)的初始驱动速度Vi，正如图10中所示的常规波形一样。然而，本实施例中的波形不同于常规波形之处在于，在本实施例中将驱动速度的目标值保持为Vi直至时间t3。假定初始驱动速度Vi等于图10所示常规波形中的初始驱动速度Vi。初始驱动速度Vi被设计者设定为充分大的值，使得借助于该初始驱动速度CL电机21和K电机22可克服静摩擦力而被启动。

在图5的情况下，在光电导体鼓3的圆周速度方面，初始驱动速度Vi为52.1毫米/秒。在光电导体鼓3的圆周速度方面，处理速度Vf为225毫米/秒。

对于各个电机，负载的差将在下面加以说明。例如，用于K电机的负载转矩(load torque)，即K电机所需的驱动转矩为60mN·m，而用于YMC电机的负载转矩，即YMC电机所需的驱动转矩为100mN·m。

根据本发明，在将目标速度保持为初始驱动速度Vi期间，来自调整比较电路33的输出发指令给电流限制电路33以便根据相对于目标速度的重合失调而供应电流到电机。其后，电机的驱动力克服静摩擦力，从而使得电机在时间t0处启动开始旋转。随后，每个电机的旋转速度急剧地增加到初始驱动速度Vi。K光电导体鼓的驱动速度在时间t1处达到目标速度。另一方面，YMC光电导体的驱动速度在时间t2处达到目标速度，该时间t2略微晚于时间t1，因为负载比K光电导体的负载更大。如上所述，由于YMC光电导体与K光电导体之间驱动负载的不同，则与YMC光电导体相比，K光电导体略为急剧地加速。

然而，K光电导体与YMC光电导体之间的时间差很小。因为目标速度低于图10中的速度V1和V2。从启动时间t0开始至达到初始驱动速度Vi所用时间与速度的乘积的区域(由将时间为t0并且目标速度为零处的点、时间为t1并且目标速度为Vi处的点、以及时间为t2并且目标速度为Vi处的点链接起来的线所封闭的内部区域的面积)小于在常规波形中的该区域。特别是，在K光电导体鼓与YMC光电导体之间的旋转相位的差比在常规波形中更受抑制。

当CL电机21达到目标速度时，从CL电机驱动控制电路23输出速度锁定信号到驱动控制部25。当K电机22达到目标速度时，从K电机驱动控制电路24输出速度锁定信号到驱动控制部25。当驱动控制部25识别到输出了这些速度锁定信号时(时间t3)，驱动控制部25顺序地将目标速度增加到处理速度Vf。

根据对本发明的研究，在CL电机21和K电机22达到目标速度之后(在时间t1和t2之后)，这两个电机的速度沿着目标速度受控。在如图10所示的常规速度控制中，两个电机的速度也是在时间t1和t2之后沿着目标速度受控的。因此认为，当电机被启动时通过在起始处改进旋转相位中的重合失调，可以极大地改进从启动到停止在YMC光电导体鼓与K光电导体鼓之间的旋转相位重合失调。

根据本实施例，当目标速度被保持为可由其启动电机的初始驱动速度Vi时电机被启动。即使在每个电机的驱动速度暂时达到初始驱动速度Vi之后目标速度有所增加，与驱动速度达到初始驱动速度Vi之前的时间段(从时间ts到时间t1和t2的时间段)相比较，电机仍正确地跟随目标速度。因此，与常规技术相比，旋转相位中的重合失调得到抑制。

<驱动控制部的过程>

将根据本实施例说明当启动电机时驱动控制部的过程。

图6是图解了本实施例中当启动电机时驱动控制部25的过程的流程图。将沿着该流程图说明该程序。

当已达到旋转光电导体鼓用于形成图像的时间时，驱动控制部25启动图6中的过程。首先，驱动控制部25将启动信号发送到CL电机驱动控制电路23和K电机驱动控制电路24，并且进一步将初始驱动速度Vi设置到这两个电机驱动控制部作为目标速度(步骤S100)。这对应于图5中的时间ts。

初始驱动速度Vi是可以由其来启动每个电机的值，并且处于电路说明书中的可设置范围内。驱动控制部25同时启动CL电机21和K电机22以便防止这两个电机的旋转相位中的重合失调。

CL电机驱动控制电路23和K电机驱动控制电路24响应于步骤S100处的指令以初始速度Vi启动该两个电机。当每个电机的驱动速度跟随目标速度时，CL电机驱动控制电路23和K电机驱动控制电路24分别输出速度锁定信号。驱动控制部25等待这些速度锁定信号的输出(步骤S110)。在输出速度锁定信号之后(在步骤S110处为“是”)，驱动控制部25启动斜升(ramp-up)过程以用于将目标速度从初始驱动速度Vi增加到处理速度Vf。这对应于图5中的时间t3。

驱动控制部25首先以预定增量对CL电机驱动控制电路23和K电机增加了目标速度(步骤S120)。随后，驱动控制部25确定出目标速度是否达到了为最终目标值的处理速度Vf(步骤S130)。当目标速度没有达到最终目标时，驱动控制部25在等待了预定时间(步骤S135)之后进行到步骤S120。等待时间被预先设置为每个电机可以跟随目标速度变化的时间。驱动控制部25还在步骤S120把目标速度增加预定增量。其后，步骤SS135、S120和S130的过程循环被重复直至目标速度达到处理速度Vf。目标速度由重复的过程增加。这对应于图5中从时间t3到时间t4的时间段。作为步骤S130中的确定的结果，当目标速度达到处理速度Vf时，驱动控制部25继续用被限定为目标的处理速度Vf进行速度控制。这对应于图5中的时间t4。

驱动控制部25等待来自每个电机驱动控制部的速度锁定信号的输出(步骤S140)，并且允许控制了图像形成装置100的全部操作的控制部启动图像形成(步骤S150)。驱动控制部和控制部可由单独的硬件资源(CPU、储存由CPU执行的控制程序的ROM、提供工作区域的RAM，等等)实现，或可以由共用的硬件资源实现。

驱动控制部25测量出图像形成过程期间在用于青色光电导体鼓3C的旋转相位信号与用于黑色光电导体鼓3K的旋转相位信号之间的时间差Tpx。将在稍后说明旋转相位信号的时间差Tpx的测量。

在完成了图像形成之后，控制部发指令给驱动控制部25以停止电机。驱动控制部25响应于用于停止的指令而执行停止两电机的过程(步骤S170)。特别是，驱动控制部25发送停止信号到CL电机驱动控制电路23和K电机驱动控制电路24。此外，驱动控制部25在停止过程期间校正光电导体鼓的旋转相位。将在稍后说明旋转相位的校正。

在步骤S110中，在每个电机的速度锁定信号被输出之后启动目标速度的斜升过程。然而，替代对速度锁定信号进行监控，可以预先设定一时间段(从图5中的时间ts到时间t3的时间段)，并且可以在此时间段已过去之后启动斜升过程，该时间段是考虑了每个电机达到初始驱动速度Vi所用时间的期望值的变动而设定的。

<光电导体鼓的旋转相位的检测>

接下来将说明光电导体鼓的旋转相位的检测方法。

图7是图解了在本实施例中与光电导体鼓的旋转相位的检测相关的部的构造的说明性视图。特别是，图7示出了青色光电导体鼓3C、光电导体鼓传动齿轮41C、与光电导体鼓传动齿轮41C接合的惰轮43b、C光电导体相位传感器27、和对应于C光电导体相位传感器27的突出部分45C，那些部件是从与光电导体鼓3C的旋转轴线正交的方向观察到的。如图7所示，布置了生成C旋转相位信号以便检测旋转相位的C光电导体相位传感器27，以便对应于光电导体鼓3C。突出部分45C形成在与光电导体鼓3C一体旋转的部分处。C光电导体相位传感器27被固定到主体。每当光电导体鼓3C完成一次旋转时，突出部分45C经过检测部分。在此情况下，C光电导体相位传感器27输出C旋转相位信号。例如，光电遮断器可作为C光电导体相位传感器27而使用。C旋转相位信号被输入到驱动控制部25。

以同样方式执行黑色光电导体鼓3K的旋转相位的检测。

在本实施例中，对YMC光电导体加以调整以便在制造时不产生其旋转相位重合失调。调整之后，YMC光电导体与输入齿轮和惰轮接合，从而使得在操作期间没有机会发生相位的重合失调。因此，仅有在青色(C)光电导体的一端处以及在黑色(BK)光电导体的一端处形成的突出部分被相位传感器检测到，并且基于两个相位传感器的旋转相位信号的时间差来校正重合失调。

<光电导体鼓的旋转相位的校正>

将说明光电导体鼓的旋转相位的校正过程。

首先，在装置制造期间将光电导体鼓3C和3K的旋转相位调整为匹配的。在调整之后，测量到具有匹配的相位的光电导体鼓3C和3K的旋转相位信号的时间差Tp0并将其储存。在本实施例中，与限定为参考的光电导体鼓3K一起储存光电导体鼓3C的延迟和提前。图9是图解了来自本实施例中的相位传感器的旋转相位信号的波形的一个示例的波形图。时间Tp0是用于校正旋转相位的参考。

另一方面，正如在图6中的流程图中的步骤S165的解释中说明的，在用于各色的光电导体鼓3的旋转期间测量得到光电导体鼓3C的旋转相位信号与光电导体鼓3K的旋转相位信号的时间差Tpx。将测量到的时间差Tpx与参考时间Tp0相比较，由此可以确定出是否发生了相位的重合失调。作为与时间Tp0相比较的结果，如果时间Tpx偏离超出容许范围，则校正光电导体鼓的旋转相位用以校正重合失调量σ。

图8A到8C是图解出校正了光电导体鼓的旋转相位的重合失调的状态的波形图。

当光电导体鼓的相位匹配时，即，当时间Tpx与时间Tp0之间的差处于预定范围内时，驱动控制部25同时停止光电导体鼓3K和光电导体鼓3C。在正常使用期间，两相位匹配，从而驱动控制部25同时停止两个鼓(见图8A)。

当执行黑色打印时，在旋转相位为光电导体鼓3K启动之后n转(n为整数)的情况下停止黑色光电导体鼓3K，由此黑色光电导体鼓3K可以停止而不改变黑色光电导体鼓3K与青色光电导体鼓3C的相位之间的关系。

如果从参考处，光电导体鼓3C的相位提前得比光电导体鼓3K的相位更多了时间σ，则光电导体鼓3C比光电导体鼓3K早出时间σ而停止，由此可以校正两光电导体鼓的旋转相位中的重合失调(图8B)。

相反，如果从参考处，光电导体鼓3C的相位延迟得比光电导体鼓3K的相位更多了时间σ，则光电导体鼓3C比光电导体鼓3K晚时间σ而停止(光电导体3C被驱动过多)，由此可以校正两光电导体鼓的旋转相位中的重合失调(图8C)。

通过在其停止之后n转(n为整数)以相同方式执行对σ的校正，将任何一个光电导体鼓停止下来，由此可以校正旋转相位。

在光电导体鼓3Y、3M、3C和3K被各个独立的驱动源驱动的情况下以相同方式校正旋转相位。

除了前述实施例，对于本发明各种修改都是有可能的。不应将修改型理解为不属于本发明范畴。本发明应当包括在本发明的范畴内与权利要求书和所有修改等效的含义。

Claims (6)

1.一种图像形成装置，包括：

黑色光电导体，其用于形成黑色图像；

多个彩色光电导体，其用于与黑色光电导体一起形成颜色分量以构成全彩图像；

第一驱动部，用于旋转黑色光电导体；

第二驱动部，用于旋转彩色光电导体；

第一驱动控制部，用于控制第一驱动部以旋转黑色光电导体；

第二驱动控制部，用于控制第二驱动部以旋转彩色光电导体；

相位检测部，用于检测黑色光电导体和彩色光电导体的旋转相位；以及

旋转相位校正部，用于校正黑色光电导体和彩色光电导体的旋转相位，

其中第一和第二驱动控制部分别控制第一和第二驱动部，使得在构成全彩图像时黑色光电导体和彩色光电导体以相同的目标速度被同时驱动；

目标速度以初始驱动速度开始，并且在黑色光电导体和彩色光电导体的速度达到初始驱动速度之后变为用于形成图像的预定速度，该预定速度高于初始驱动速度；

黑色光电导体和彩色光电导体被接合到对应的驱动部且旋转相位相互匹配；

黑色光电导体和彩色光电导体的旋转相位被调整为相互匹配；以及

旋转相位校正部基于相位检测部的检测来确定黑色光电导体和彩色光电导体的旋转相位是否匹配和被维持，以及在旋转相位不匹配的情况下，当黑色光电导体和彩色光电导体停止时，旋转相位校正部通过控制第一或第二驱动控制部或这二者来校正旋转相位以使得匹配。

2.根据权利要求1的图像形成装置，其中当形成黑色图像时，第一驱动控制部进行控制使得黑色光电导体在其旋转相位与启动前的旋转相位相匹配的位置处停止。

3.根据权利要求1的图像形成装置，其中彩色光电导体是由分别用于形成黄色调色剂图像、青色调色剂图像和品红色调色剂图像的三个光电导体构成的。

4.根据权利要求1的图像形成装置，其中第一和第二驱动部中的每个包括用于分别驱动对应的光电导体的直流电机。

5.根据权利要求1的图像形成装置，还包括：

用于在光电导体上形成调色剂图像的多个图像形成部，每个图像形成部在不同光电导体上形成调色剂图像，其中

第一驱动部驱动在黑色光电导体上形成调色剂图像的图像形成部，并且第二驱动部驱动在彩色光电导体上形成调色剂图像的图像形成部，且

每个图像形成部至少包括显影部。

6.根据权利要求1的图像形成装置，其中旋转相位校正部在从黑色光电导体和彩色光电导体的启动到它们达到用于形成图像的速度的时间段内忽略相位检测部的检测结果，并且在达到用于形成图像的速度之后基于相位检测部的检测结果而确定是否维持匹配的旋转相位。

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