JP2000203077A

JP2000203077A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2000203077A
Application number: JP713099A
Authority: JP
Inventors: Hisao Konno; 久郎近野
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1999-01-14
Filing date: 1999-01-14
Publication date: 2000-07-25

Abstract

(57)【要約】【課題】感光体への書込時に、その感光体駆動源であ
るステッピングモータのパルス入力の影響を受けずジタ
ーを生じない画像形成装置を提供する。【解決手段】感光体２１表面にレーザ光を主走査方向
Ａに角度走査する書込ユニット４０と、駆動パルスの入
力に応じて感光体２１をその副走査方向に回転駆動する
ステッピングモータとを備えた画像形成装置において、
上記感光体２１の定常回転時に走査されるレーザ光Ｌが
その画像書込領域ｈを外れたときに上記ステッピングモ
ータに駆動パルスを入力するようパルスタイミングを制
御可能な制御手段が設けられた構成である。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、ステッピングモー
タにより像担持体を回転させ、その表面に光学走査手段
による光書き込みが行われる画像形成装置に関するもの
である。

【０００２】

【従来の技術】図６を用いて従来のデジタル画像形成装
置の構成を説明する。この装置の構成の概略は、画像読
取部１０、書込ユニット４０を備える画像形成部２０、
及び給紙部３０からなるものである。画像読取部１０
は、露光ランプ１１、複数のミラー１２、結像レンズ１
３、ＣＣＤイメージセンサ１４等からなるイメージスキ
ャナを備え、その原稿載置台（コンタクトガラス）１５
上に自動原稿給紙装置（ＡＲＤＦ）１６が設置されてい
る。

【０００３】自動原稿給紙装置１６により原稿載置台１
５上に送られた原稿は、原稿載置台１５直下の上記イメ
ージスキャナにより走査されて読み取られる。原稿画像
は画素単位で読み取られデジタル変換（２値化）した画
像信号として書込ユニット４０に送られるか又は一旦画
素メモリに記憶される。

【０００４】書込ユニット４０は、レーザーダイオード
等を用いた光源４１や、走査用の回転多面鏡４２、ポリ
ゴンモータ４３、ｆθレンズ４４等により光学走査手段
を構成している。この書込ユニット４０では、上記画像
読取部１０で読みとられた画像情報に応じて光源４１か
らレーザ光Ｌが照射され、矢印方向に回転する光導電性
の感光体ドラム２１からなる像担持体上に結像する。す
なわち、副走査方向に回転移動する感光体面に対し、回
転多面鏡４３によりレーザー光が主走査方向（像担持体
２１の回転軸方向）に振られるとともに一定ピッチのラ
インを書き込んで静電潜像を形成する

【０００５】画像形成部２０は、感光体ドラム２１、帯
電チャージャ２２、現像装置２３、転写分離ベルト２
４、クリーニング装置２５、定着装置２６、及び両面ユ
ニット２７等により構成されている。、この画像形成部
２０は、次のような電子写真方式による画像形成を行う
ものである。

【０００６】帯電チャージャ２２により表面を一様に帯
電された感光体ドラム２１に上記書込ユニット４０から
のレーザ照射により静電潜像が書き込まれると、次にそ
の静電潜像は現像装置２３によりトナー像に可視像化さ
れる。その後、複数段のトレイを内装した給紙部３０か
ら上記画像形成とタイミングを取るように転写紙が送ら
れ、感光体ドラム２１と、転写分離ベルト２４との間で
静電的にトナー像が転写される。トナー像が転写された
転写紙は、定着装置２６に送られ紙面にトナーが定着さ
れた後、外部に設置されたソータステープラユニットに
排出される。転写後の感光体ドラム２１の表面はクリー
ニング手段２５により残トナーが除去された後。再び除
電・帯電され静電潜像が形成される。

【０００７】なお、本装置では、上記画像形成部２０
と、給紙部３０との間に設置された両面ユニット２７に
より片側に印字された用紙が反転し再給紙可能となって
おり、これにより転写紙の両面に画像を形成可能として
いる。

【０００８】一般に、上記のようなデジタル画像形成装
置において、感光体ドラム２１は駆動源としてＤＣサー
ボモータやステッピングモータが使用されている。例え
ば、ステッピングモータを用いる装置は、特開平５−２
４９３９４号、特開平７−１２９０３４号、又は特開平
１０−１７１３０１号に開示され、既に公知である。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】ところで、近年におけ
る画像の解像度の向上に伴って画質への要求も厳しくな
り、感光体ドラム２１の駆動源にステッピングモータを
用いる場合、その駆動系の変動を原因とする画像ムラ
（いわゆるジター）が問題となっている。すなわち、感
光体ドラム２１上の画像書込領域に主走査方向へレーザ
光Ｌが走査されている間、ステッピングモータの駆動ピ
ッチ分の変動が副走査方向に加わり、細かいピッチのジ
ターを発生させていた。特に写真などのハーフトーン調
の画像では細かいジターが目につきやすく問題となって
いる。

【００１０】このようなジターを解消するには、まず、
モータの回転ムラ精度を高める必要があるのは当然であ
るが、従来は、例えば、上記特開平１０−１７１３０１
号に記載された実施例にあるようにフライホイールやブ
レーキを用いてその変動成分を弱める対処法がある。し
かし、ジター解消のためにフライホイール等を備えれば
機構が複雑となりコストアップにつながり、しかも画像
上完全に消し去るまでには至らない。

【００１１】また、ジター軽減の他の手法として、特開
平７−１２９０３４号に開示の装置では、感光体の回転
変動を検出制御してステッピングモータの回転を変化さ
せ、その回転を安定化させる手法が採用されている。な
お、この装置では、モータ自体や駆動系の振動等の影響
による回転ムラをドラム同軸に配置したエンコーダの出
力としてフイードバックし、モータの回転を補正して改
善を図っている。

【００１２】しかし、ステッピングモータの駆動は、マ
クロ的に見れば１パルス毎の移動及び停止を繰り返して
いるもので、細かいピッチの駆動ムラの発生は回避でき
るものではない。したがって、そのようなステッピング
モータの構造上、上記特開平７−１２９０３４に開示さ
れるような手法をもってしても感光体の回転ムラを完全
に解消することはできない。

【００１３】そこで、本発明の目的は、上記のステッピ
ングモータが発生させる感光体ドラム２１の回転ムラを
原因として生じる、副走査方向のジターを解消できる画
像形成装置を提供することにある。

【００１４】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成する本発
明の画像形成装置は、回転する像担持体表面にレーザ光
を照射してその主走査方向に角度走査する書込ユニット
と、その副走査方向に静電潜像を形成するために駆動パ
ルスの入力に応じて像担持体を回転駆動するステッピン
グモータとを備えた画像形成装置において、上記像担持
体の定常回転時に、上記書込ユニットで走査されるレー
ザ光が、上記像担持体の画像書込領域を外れたとき上記
ステッピングモータに駆動パルスが入力されるようにそ
のパルスタイミングを制御可能な制御手段を有すること
を特徴としている。

【００１５】上記画像書込領域における副走査方向の画
粗密度をｉとし、上記ステッピングモータのステップ角
をｓとし、上記像担持体の周速度をｖとし、該像担持体
の駆動軸回転数をｗとし、ステッピングモータから像担
持体駆動までの減速比をＰとするとき、ｐ＝２５．４ ×３６０ｗ／６０ｉｓｖの関係が満たされる構成とすることができる。

【００１６】上記書込ユニットが、レーザ光の光源と、
該光源から照射されたレーザ光を偏向走査するための回
転多面鏡と、該回転多面鏡を回転させるポリゴンモータ
と、上記回転多面鏡により走査されるレーザ光を検知し
て書き込み動作の制御信号を得るための同期検知センサ
と、を有するものであって、上記制御手段が、上記ステ
ッピングモータの駆動パルスを上記同期検知センサの検
知信号と同期させる構成とすることもできる。

【００１７】また、上記同期検知センサが、上記像担持
体の画像書込領域外に位置するレーザ光を検知可能であ
り、上記制御手段が、上記同期検知センサの検知信号を
上記駆動パルスに用いる構成としてもよい。

【００１８】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例を図面に
基づいて説明する。図１は、本実施例の画像形成装置に
備えた書込ユニットの全体構成を示す斜視図である。本
実施例に係る書込ユニット４０は、光源としてのＬＤユ
ニット４１、ポリゴンモータ４３、ｆθミラー４４、シ
リンダレンズ４５、第１ミラー４６、第２ミラー４７、
ＢＬＴレンズ４８、第３ミラー４９、防塵ガラス５０な
どにより構成されている。また、感光体ドラム２１上の
符号ｈは、主走査方向Ａで画像形成に使用される領域
（以下、「画像書込領域」と称する）を示している。

【００１９】ＬＤユニット４１から照射されたレーザ光
Ｌは、シリンダレンズ４５を通り、第１ミラー４６で反
射され、ポリゴンモータ４３で回転される図示しない多
面鏡のポリゴンミラーに入射する。ここで回転するポリ
ゴンミラーのミラー反射面で角度を振られながら走査さ
れるレーザ光Ｌは、ｆθミラー４４、第２ミラー４７、
ＢＬＴレンズ４８、第３ミラー４９、及び防塵ガラス５
０を介して、感光体ドラム２１へ到達する。

【００２０】第３ミラー４９の一端側には同期検知セン
サ５１が取り付けられている。ここで主走査方向Ａに移
動し第３ミラー４９を外れたレーザ光Ｌ′は、同期検知
センサ５１により検知される。この同期検知センサ５１
の検知信号をトリガとして本ユニット４０による書き込
みのタイミングがとられている。例えば、主走査方向Ａ
に１ドットラインを書かせる場合、ポリゴンミラーの１
面が感光体ドラム２１上の所定の画像書込領域ｈをレー
ザ走査するための回転に必要な時間分で、ＬＤユニット
４１の発光が行われる。また、本実施例では、この同期
検知センサ５１の検知信号を用いて下記の感光体ドラム
２１の駆動機構を制御している。

【００２１】上記感光体ドラム２１の駆動機構は次のよ
うになっている。図２は、感光体ドラム２１の駆動機構
を示す斜視図である。本実施例では、感光体ドラム２１
の駆動手段としてステッピングモータ２８を用いてい
る。ステッピングモータ２８側の小プーリ２９は、感光
体ドラム２１のドラム軸側に取り付けられた大プーリ３
０との間にタイミングベルト３１が巻き掛けられる。こ
れら双方のプーリ３０，３１の間の径差によりステッピ
ングモータ２８の駆動を減速して感光体ドラム２１を駆
動するようになっている。このステッピングモータ２８
は、モータドライバから送られる駆動パルスによって駆
動制御されている。

【００２２】本実施例において、ステッピングモータ２
８の駆動制御を行う制御手段は、主走査方向Ａの画像書
込領域ｈを外れて同期検知センサ５１に検知されるとき
に駆動パルスが発振されるように制御するものである。
すなわち、ポリゴンミラーの１面分の回転が終了した時
から、次の１面によりレーザ光Ｌが感光体ドラム２１上
の画像書込領域ｈ内に入って書込が開始されるまでの間
に、感光体ドラム２１の回転を１パルス分だけ進めるよ
うにしている。このように駆動パルス発振をポリゴンミ
ラーの回転と同期させるには、同期検知センサ５１の検
知信号をステッピングモータ２８のトリガ信号に用いる
とよい。

【００２３】なお、実際には感光体ドラム２１の回転
は、各々のイナーシヤがあるのでパルス入力のない画像
書込領域ｈ内であっても完全に停止するわけではなく常
に回転している。しかし、少なくとも上記のように駆動
パルス発振のタイミングを制御することで、感光体ドラ
ム２１がその画像書込中にパルス入力による急激な駆動
変動を受けることは無くなる。

【００２４】図３は、上記感光体ドラム２１上に書き込
まれた１ドットラインの概念図を示している。この図に
おいて（ａ）は画像書込中にパルス入力がされた場合、
（ｂ）は画像書込時以外にパルス入力された場合を示し
ている。図３（ａ）に示すように、感光体ドラム２１の
定常回転時において、ポリゴン側の駆動と同期せずにス
テッピングモータ２８の駆動パルスが入力されるとライ
ンが副走査方向にずれを生じる。すなわち、一定周波の
駆動パルス入力により主走査方向Ａに移動する光スポッ
トが感光体面の画像書込領域ｈ内を移動しているときそ
の立ち上がり時間分ｄ１だけ、副走査方向（感光体ドラ
ム２１の回転方向）にパルス移動分ｄ２のずれとしてに
ジターを生じさせる。一方、画像書込領域ｈを外すよう
にポリゴンモータ４３と同期して駆動パルスが入力され
れば、図３（ｂ）に示すように画像書込領域ｈにジター
は発生しない。

【００２５】このように画像書込時以外にパルス入力を
行わせるタイミングを得るのに必要な具体的条件は、下
記の式で示される。副走査方向の画粗密度をｉ（ｄｐ
ｉ）、ステッピングモータ２８のステップ角をｓ
（゜）、感光体ドラムの周速度をｖ（ｍｍ／ｓｅｃ）、
感光体ドラム２１の駆動軸回転数をｗ（ｒｐｍ）、感光
体ドラム２１の駆動軸回転数をｗ（ｒｐｍ）、そして、
上記ベルト駆動機構のおけるステッピングモータ２１か
ら感光体ドラム２１への減速比をｐとしたとき、次式の
関係で示される。ｐ＝２５．４（画素／ｐｐｉ）×３６０ｗ／６０ｉｓｖ

【００２６】表１に、上記実施条件の詳細な具体例を示
す。

【表１】

【００２７】図４及び図５は、上記ステッピングモータ
２８を駆動制御する制御手段を示す模式図である。この
制御手段では、同期検知センサ５１検知をステッピング
モータ２８の駆動パルスのトリガに用いるが、このよう
にしたのはつぎの理由からである。一般に、ポリゴンモ
ータ４３の回転を制御するクロック（サーボ制御の場合
は水晶発振を基本クロックとしていることが多い）は、
ステッピングモータ２８を駆動するための基本クロック
と異なる。このため、例えばＡ３長手等の長尺な用紙の
通紙において、そのパルス入力タイミングは書込スター
ト信号から換算して得ることも可能であるが、双方のク
ロック誤差が累積していく結果、用紙後端に至ってはス
テッピングモータ２８のパルス入力タイミングが画像書
込領域ｈにかかってしまうことも心配される。したがっ
て、上記ステッピングモータ２８のパルス入力をポリゴ
ンミラーの非書込角度にて行うためには何らかのトリガ
信号が必要である。

【００２８】そこで、図４に示すように、上記パルス発
振のトリガとして、もともとポリゴンモータ４３回転と
ＬＤユニット４１発光とを同期させるために設けられて
いる同期検知センサ５１の検知信号をステッピングモー
タ２８のコントローラに入力するように制御手段を構成
している。また、このコントローラには定常回転時にお
ける駆動パルスの基本クロックが送られるが、この基本
クロックと同期検知センサ５１からの入力を比較するこ
とにより任意のタイミング毎にずれの有無をチェックで
きる。そして、ずれが検知されたときモータドライバか
らステッピングモータ２８へのパルス出力を同期検知セ
ンサ５１の検知に同期するよう補正して、パルス入力を
常に非書き込み時に行うことができる。

【００２９】図５は、上記同期検知信号を増幅変換させ
る場合の制御手段の構成を示している。上記のようにス
テッピングモータ２８の駆動パルスをその基本クロック
から作り出す場合に限らず、同期検知センサ５１の検知
信号をそのままトリガ信号に用いることもできる。この
場合は、上記同期検知センサ５１の検知信号を増幅変換
させてステッピングモータ２８のモータドライバへ送信
する構成となる。ステッピングモータ２８と、ポリゴン
モータ４３の回転を確実に同期させるにはこのような制
御が有効である。

【００３０】なお、以上説明した実施例は、ベルト伝動
による感光体ドラム２１の減速機構を構成した例である
が、本発明の画像形成装置においてはそのような減速機
構としてギヤ伝動を採用しても同様に適用可能である。
また、ポリゴンミラーとドラム状の感光体を用いた場合
を説明したが、感光体の駆動源にステッピングモータを
用いて、その回転軸方向に沿う主走査方向に書き込みを
行うものであれば、例えば、書き込みにＬＥＤアレイを
用いたり、像担持体としてベルト状の感光体を用いる装
置であっても、本発明を適用して同様の効果を得ること
ができる。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明の画像形成
装置は、回転する像担持体表面にレーザ光を照射してそ
の主走査方向に角度走査する書込ユニットと、その副走
査方向に静電潜像を形成するために駆動パルスの入力に
応じて像担持体を回転駆動するステッピングモータとを
備えた画像形成装置において、上記像担持体の定常回転
時に、上記書込ユニットで走査されるレーザ光が、上記
像担持体の画像書込領域を外れたとき上記ステッピング
モータに駆動パルスが入力されるようにそのパルスタイ
ミングを制御可能な制御手段を有する構成なので、上記
像担持体の主走査方向で画像書込領域内に書き込みが行
われる間に、上記ステッピングモータに駆動パルスが入
力され副走査方向に駆動変動の影響を受けることがない
ので、ジターのない画像を得ることができる。

【００３２】上記書込ユニットが、レーザ光の光源と、
該光源から照射されたレーザ光を偏向走査するための回
転多面鏡と、該回転多面鏡を回転させるポリゴンモータ
と、上記回転多面鏡により走査されるレーザ光を検知し
て書き込み動作の制御信号を得るための同期検知センサ
と、を有するものであって、上記制御手段が、上記ステ
ッピングモータの駆動パルスを上記同期検知センサの検
知信号と同期させる構成によれば、ジターの発生を防止
できるとともに、副走査方向のピッチが極めて等間隔な
画像を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本実施例の画像形成装置に備えた書込ユニット
の全体構成を示す斜視図である。

【図２】感光体ドラムの駆動機構を示す斜視図である。

【図３】感光体ドラム上に書き込まれた１ドットライン
の概念図である。

【図４】同期検知センサの信号を駆動パルスの補正に用
いる制御手段を示す模式図である。

【図５】同期検知センサの信号を駆動パルスに用いる制
御手段を示す模式図である。

【図６】従来のデジタル画像形成装置の全体構成を示す
断面図である。

【符号の説明】

２１像担持体Ａ主走査方向Ｌレーザ光ｈ画像書込領域２８ステッピングモータ４０書込ユニット４１レーザ光の光源４２回転多面鏡４３ポリゴンモータ５１同期検知センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】回転する像担持体表面にレーザ光を照射
してその主走査方向に角度走査する書込ユニットと、そ
の副走査方向に静電潜像を形成するために駆動パルスの
入力に応じて像担持体を回転駆動するステッピングモー
タとを備えた画像形成装置において、上記像担持体の定常回転時に、上記書込ユニットで走査
されるレーザ光が、上記像担持体の画像書込領域を外れ
たとき上記ステッピングモータに駆動パルスが入力され
るようにそのパルスタイミングを制御可能な制御手段を
有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】上記画像書込領域における副走査方向の
画粗密度をｉとし、上記ステッピングモータのステップ
角をｓとし、上記像担持体の周速度をｖとし、該像担持
体の駆動軸回転数をｗとし、ステッピングモータから像
担持体駆動までの減速比をＰとするとき、ｐ＝２５．４ ×３６０ｗ／６０ｉｓｖの関係が満たされることを特徴とする請求項１記載の画
像形成装置。
【請求項３】上記書込ユニットが、レーザ光の光源
と、該光源から照射されたレーザ光を偏向走査するため
の回転多面鏡と、該回転多面鏡を回転させるポリゴンモ
ータと、上記回転多面鏡により走査されるレーザ光を検
知して書き込み動作の制御信号を得るための同期検知セ
ンサと、を有するものであって、上記制御手段が、上記
ステッピングモータの駆動パルスを上記同期検知センサ
の検知信号と同期させ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４】上記同期検知センサが、上記像担持体の
画像書込領域外に位置するレーザ光を検知可能であり、
上記制御手段が、上記同期検知センサの検知信号を上記
駆動パルスに用いることを特徴とする請求項３記載の画
像形成装置。