JP2001281957A

JP2001281957A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2001281957A
Application number: JP2000099322A
Authority: JP
Inventors: Michio Kawase; 道夫川瀬
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2000-03-31
Filing date: 2000-03-31
Publication date: 2001-10-10

Abstract

(57)【要約】【課題】振動波モータで夫々駆動される複数の感光ドラ
ムと電磁モータで駆動されるポリゴンミラーとを高精度
に協調駆動できる画像形成装置を提供する。【解決手段】複数色の感光ドラムを夫々の振動波モータ
により駆動し、感光ドラムに潜像形成のために露光を行
うためのポリゴンミラーを電磁モータにより駆動させる
際、ポリゴンミラーの回転速度に応じた周期で第１の信
号を形成する基準信号形成手段と、振動波モータの駆動
速度を検知して駆動速度に応じた周期を有する第２の信
号を形成する速度検出手段と、前記第１の信号と第２の
信号の位相差に応じて、該位相差が予め決められた所定
の位相差となるように振動波モータの駆動速度を制御す
る速度調定手段を有する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電気−機械エネル
ギー変換素子としての圧電素子によって弾性体に振動波
を発生させ、その振動エネルギーにより移動体に駆動力
を与える振動波モータ等の振動波装置を駆動源として備
えた画像形成装置に係り、特に、他の駆動装置と協調動
作させる制御装置を備えた画像形成装置に関するもので
ある。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気−機械エネルギー変換素子と
しての圧電素子によって振動体に振動波を発生させ、そ
の振動エネルギーにより移動体に駆動力を与える振動波
モータ等の振動波駆動装置が提案されている。

【０００３】これらの振動波駆動装置は、オートフォー
カスレンズの焦点距離調節機構の駆動源や半導体製造装
置の位置決め用アクチュエータ等に適用される他、カラ
ー画像形成装置における複数の感光ドラムの駆動源およ
び、転写材を転写位置に搬送する無端ベルト状の転写材
搬送ベルトの駆動源として用いることが提案されてい
る。

【０００４】ここで画像形成装置の構成を簡単に説明す
ると、画像信号を光信号に変換し、感光ドラム上を走
査、露光する露光手段を有し、感光ドラム上に静電潜像
を形成し、その静電潜像を現像器により現像し、感光ド
ラム上に可視トナー像を形成した後、転写紙等の転写材
上に転写後、定着ローラ等の定着器によりトナー像を転
写材に定着させるようにしており、感光ドラムの駆動源
としては、振動波モータが提案される前にはＤＣブラシ
レスモータやステッピングモータなどが用いられてい
た。

【０００５】ＤＣブラシレスモータの場合は、高速回転
で駆動し、ギアやタイミングベルトなどで減速して用い
るのが一般的である。感光ドラムの駆動に際しては、モ
ータの一定周期にて発生する駆動むら（ワウ・フラッ
タ）、減速手段での振動、ギアのかみ合い等による、回
転むらが画像の品位に影響を与える。駆動むらに起因す
る感光ドラムの回転速度むらは、感光ドラム上をラスタ
スキャンされ画像形成する際に、副走査方向のライン間
隔を不均一とさせてしまう。

【０００６】特に、多色の画像を重ねるカラー画像形成
装置においては、各色の画像記録の均一性を実現させる
だけでなく、各色の画像のレジストレーションを正確に
合わせることも、画像品位の高い再生画像を得るために
は重要である。

【０００７】すなわち、画像形成において、わずかな、
濃度むらや画像伸縮が生じた場合、単色画像では目立ち
にくいレベルの画像品位の劣化であっても、複数色重ね
合わせた時には、色むらやモアレ等の見苦しい画像とな
ってしまう。例えば、６００ＤＰＩ（dot perinch）の
ラスターラインでは、４２．３μｍ毎のライン間隔のむ
らが人間の視覚には濃度むらとして検出され、カラー画
像の場合は、色ずれ、色むら、濃度むらとして知覚され
てしまう。

【０００８】更に、中間記録媒体や記録媒体担持体の駆
動手段においても、その駆動むらにより、副走査方向の
ライン間隔を不均一にさせたり、各色のレジストレーシ
ョンずれを引き起こしてしまう。

【０００９】特に、減速手段での振動やギア等のかみ合
い周期での回転むらは容易に取り除けないことが多く、
各種の駆動形態が提案されている。例えば、減速手段を
用いずにモータ駆動軸を感光ドラムに直接接続するよう
な、ダイレクト駆動方式が提案されている。このような
ダイレクト駆動は、機械的駆動伝達手段での回転むらを
著しく減少させることが可能であり、機械的駆動伝達手
段に起因する回転むらを減少させるのに有効である。

【００１０】ところが、一般に、ＤＣブラシレスモータ
は、低速回転で動作させた場合は、高速回転時よりも駆
動むらが悪化する。近年、画像形成装置の高速化が検討
されているが、プロセス速度は１００〜２５０ｍｍ／ｓ
程度であり、プロセス速度が２５０ｍｍ／ｓ、感光ドラ
ム径がφ６０ｍｍとすると、感光ドラムや記録媒体担持
体をダイレクト駆動する場合のモータ回転数は、７９．
６ｒｐｍと低速駆動が必要になる。

【００１１】更に、印字用紙に厚紙やＯＨＰといった、
多様なマテリアルを用いる場合、定着プロセスでの画像
品位を低下させないために、通常のプロセス速度の１／
２〜１／４程度に減速して画像形成する場合も有り得
る。

【００１２】このような時には、感光ドラムの回転数も
１／２〜１／４に減速する必要があり、モータ回転数は
３９．８〜１９．９ｒｐｍとなる。このような低速時に
おいては、感光ドラムをＤＣモータでダイレクト駆動す
ると、その回転むらが無視し得ないものとなり、再生画
像は著しい画像品位の劣化を招くことにもなる。

【００１３】従来、感光ドラムや、回転する部材に転写
材を保持して複数色のトナー画像をこの転写材に順次転
写させる転写材担持手段の駆動モータ等の駆動源として
用いられるＤＣモータの制御は、モータのロータに着磁
した磁石の磁極パターンを検知することにより回転数を
検出し、ＰＬＬ（フェーズロックループ）制御するよう
にしている。

【００１４】一般に、ＤＣブラシレスモータで用いられ
る回転数は、１０００から２０００ｒｐｍであるのに比
べ、３９．８〜１９．９ｒｐｍの極低速駆動を行う場合
には、十分に小さい駆動むらを実現するのが困難であっ
た。

【００１５】また、感光ドラムの駆動にステッピングモ
ータを用いる場合についても各種の提案がなされてい
る。ＤＣブラシレスモータの場合と同様に、減速手段を
用いて感光ドラムを駆動するもの、或いは、ダイレクト
駆動するものなどである。

【００１６】特に、ステッピングモータの場合には、低
速駆動への回転数の変更が比較的容易で、通常は、駆動
する相信号を低周波にすることで実現される。

【００１７】ところが、ダイレクト駆動などで用いられ
るような低速駆動の際には、ステップ角における振動が
大きくなり、回転むらが大きくなる。

【００１８】従って、特に、低速駆動に際して画像のむ
らを生じていた。このような低速駆動に際して、マイク
ロステップ駆動方式などの駆動電流制御方式も提案され
ているが十分な効果が得られていない。

【００１９】一方、前記走査露光手段としては、画像信
号をレーザ光のパルス幅変調信号に変換し、ポリゴンミ
ラーを回転させ、感光ドラム上にレーザ光を走査させて
潜像画像を形成する方式がある。

【００２０】このようなレーザ走査方式の画像形成装置
では、感光ドラムの画像領域外において、走査されるレ
ーザ光を検知するビーム検知手段（以下、ＢＤ検知手段
と呼ぶ）を有し、前記ＢＤ検知手段からの検知信号に同
期して、画像信号に応じたレーザ光を変調し、潜像を形
成するようにしている。

【００２１】そして、転写材の搬送方向を副走査方向と
すれば、副走査方向とほぼ直交する方向（主走査方向と
呼ぶ）にレーザ光を走査することにより、逐次、１ライ
ン単位での潜像形成が行われる。

【００２２】レーザ走査式の画像形成装置においては、
感光ドラムの回転むらにより、副走査方向のラインピッ
チが不均一になるとピッチむら等の見苦しい画像とな
る。

【００２３】このため、各色のトナー画像を形成して順
次重ね合わせることにより、カラー画像を形成する画像
形成装置においては、感光ドラムの僅かな回転むらが、
著しい色むらを引き起しかねない。

【００２４】画像形成装置の中でも、複数色のトナー像
を順次、極めて正確に重ね合わせる必要があるカラー画
像形成装置においては、カラートナーが担持される像担
持体としての感光ドラムや、これら複数の感光ドラムと
の転写位置に転写材を搬送するための転写材搬送手段と
しての転写材搬送ベルトの回転むらが極めて小さく、画
像位置ずれをなくすようなモータが特に必要とされ、こ
のような用途に対して回転速度むらが極めて小さく、安
価で、小型の振動波モータを使用することは大変有効で
あるが、やはり感光ドラム等の駆動源として振動波モー
タを用いた場合にも同様に回転ムラ等を考慮する必要が
ある。

【００２５】振動波モータ等の振動波駆動装置の制御方
法に関しては、従来多くの提案がなされており、代表的
なものとしては、振動波モータの電気−機械エネルギー
変換素子としての圧電素子に印加する電圧信号（駆動信
号）の周波数や振幅を変化させることにより動作速度を
制御する方法がある。

【００２６】ここで、駆動信号の周波数および振幅と動
作（回転）速度との関係は、図３に示すようになる。

【００２７】すなわち、回転速度は、振動体の共振周波
数をピークとして、高周波数側にはなだらかに低下し、
低周波数側には急激に低下するという特性を有する。ま
た、回転速度は駆動信号の振幅が大きくなるほど大きく
なるという特性を有する。

【００２８】ところで、周波数を変化させて速度を制御
する（以下、周波数速度制御という）場合は、入力電圧
に対して比較的細かい周波数分解能が得られるＶＣＯ
（電圧制御発振器）が用いられる場合が多い。但し、コ
スト面からはＶＣＯのようなアナログ回路を用いずにデ
ジタル回路（ゲートアレイ）を用いた方が好ましい。

【００２９】ところが、ゲートアレイを用いる場合は、
クロック信号の周波数によって駆動信号の周波数が決ま
り、そのクロック周波数には限界があるため、ＶＣＯほ
ど周波数分解能が上げられず、その結果、振動波モータ
の速度を段階的にしか制御できず、速度むらが大きくな
り易いという欠点がある。

【００３０】一方、振幅を変化させて速度を制御する
（以下、振幅速度制御という）場合は、デジタル回路に
よる周波数速度制御に比べれば速度むらの少ない制御を
行うことができる。但し、振幅速度制御により正確な速
度制御を行うためには、駆動周波数を共振周波数より高
くかつ共振周波数に近い周波数に常時設定しておく必要
があるが、共振周波数は温度等の環境や負荷の変化によ
って変動するため、正確な速度制御が難しいという欠点
がある。

【００３１】そこで、例えば、（１）特開平３−２３９
１６８号公報や特開平４−２２２４７６号公報には、振
動波モータの振動周波数を検出して駆動信号の周波数が
常に共振周波数の近傍となるように制御する一方、動作
速度については実際の動作速度を検出しながら目標速度
との差を小さくするように駆動信号の振幅を変化させる
制御方法が提案されている。

【００３２】また、（２）特開平６−２３７５８４号公
報には、起動時に周波数のみを変化させて動作速度を目
標速度に近づけ、その後駆動信号の振幅のみを制御して
動作速度を制御する制御方法が提案されている。これら
の従来の制御方法によれば、デジタル回路において速度
むらの少ない制御を行うことが可能である。

【００３３】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
振動波モータを駆動源とした装置においては、単独のモ
ータやアクチュエータとしての、速度むらや位置精度が
問題となることが多く、複数の振動波モータ等の振動波
装置間の速度むらが問題となることがなかったばかり
か、長時間の駆動といった応用例も殆どなかった。

【００３４】従って、例えば複数の振動波モータを高精
度のモータとして使用する場合、特に、相互に協調して
動作させる必要がある用途においては、少なくとも１つ
以上の振動波モータの駆動状態が、振動波モータ以外の
形式の駆動モータや他の振動波モータの駆動状態と僅か
に異なるとき、振動波モータを搭載している装置全体の
性能を著しく低下させてしまうことが考えられる。

【００３５】例えば、振動波モータを電子写真方式のカ
ラー画像形成装置に応用する場合では、感光ドラムなど
の像担持体や、記録材を搬送する転写材搬送ベルト等の
記録材ハンドリング手段の駆動に振動波モータが用いら
れる。

【００３６】特に、回転むらや位置制御誤差をなくすこ
とが、画像品位の著しい向上には欠かせないからであ
る。

【００３７】また、レーザ露光走査系については、１万
回転から３万回転程度の高速回転が必要となるため、ポ
リゴンミラーの回転軸に、ベアリングや、ベアリングを
用いないエア軸受などを利用したＤＣブラシレスモータ
が使われることが多い。このような、振動波モータ以外
の駆動手段と、少なくとも１つ以上の振動波モータとの
間で協調して動作させる必要がある。

【００３８】このように従来の画像形成装置において
は、特に、感光ドラムを低速に駆動する場合の回転むら
に起因して、画像劣化を引き起こすという問題があっ
た。

【００３９】レーザ走査式の画像形成装置においては、
レーザ走査する周期を可変とすることが困難であり、副
走査方向のピッチむらが目立ち易いという問題があっ
た。

【００４０】特に、カラー画像形成装置においては、各
色の感光ドラムの回転むらによって、再生されたカラー
画像の色むらといった著しい画像劣化を引き起こすとい
う問題があった。

【００４１】特に、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋのトナー色に対応し
て、各色独立の画像形成部を持ち、高速にカラー画像形
成を行うようなカラー画像形成装置においては、近年、
４つの感光ドラム、４つのレーザ走査手段を持つ方式が
提案され、各色の画像のレジストレーションを精密に合
わせることが重要な課題となっている。

【００４２】すなわち、各色のトナー画像のレジストレ
ーションが精密に合っていない場合には、特に、文字部
や細線のエッジ部にはみ出たトナー画像部分が生じて大
変見苦しくなる。また、階調画像についても、各色のト
ナー像の重なりが均一とならないため、不自然な色むら
として見苦しい画像となる。主走査方向のレジストレー
ションについては、レジストレーションずれがあると、
各色のトナー画像の重なり部分にはみ出す領域が生じて
しまうため、画像信号の書き出しタイミングを調整する
ことにより、４色のトナー画像を精密に合わせる方式が
提案されている。

【００４３】副走査方向のレジストレーションについて
も、１ライン単位での画像信号の書き出しタイミングを
調整することにより、１ライン単位での副走査方向のレ
ジストレーションを精密に合わせる方式が提案されてい
る。

【００４４】しかしながら、レーザ走査式の画像形成装
置では、副走査方向の１ライン未満の微少なレジストレ
ーション調整は困難であった。例えば、レーザ走査光学
系を構成するミラーを可動式にするなどして、レーザビ
ームの光路を微調整することにより、１ライン未満の微
少な副走査レジストレーション補正を行う方式などが提
案されているが、レーザ走査光学系が複雑になり、ミラ
ー等を精密に可動させる手段が必要となるなど、装置が
複雑になり、大型化、コストアップ、複雑な調整工程が
必要になる等といったデメリットがあった。

【００４５】レーザ走査式の画像形成装置において、感
光ドラムを振動波モータで回転駆動させ、感光ドラムの
回転むらを低減させる方式が提案されているが、振動波
モータ以外の駆動形式の駆動手段（モータ）の回転と精
密に協調動作させることができず、再生画像のライン間
隔むらを低減させることができないという問題があっ
た。

【００４６】また、中間記録媒体や記録媒体担持体の回
転駆動に振動波モータを用いた場合、複数色の画像を順
次重ね合わせるときのレジストレーションを精密に合わ
せられないという問題があった。

【００４７】本出願に係る発明の目的は、振動波モータ
を含む複数のモータにより個々に駆動される被駆動体が
互いに協調して動作する場合、被駆動体が他の駆動体と
高精度に協調駆動できる振動波装置を備えた画像形成装
置を提供しようとするものである。

【００４８】

【課題を解決するための手段】本発明の画像形成装置の
代表的な構成は、振動型モータを含む複数の駆動手段に
よりそれぞれ駆動される複数の画像形成のための被駆動
体が互いに協調して作動し、前記複数の駆動手段の内所
定の１つの駆動手段の駆動状態に対して他の駆動手段を
同期駆動する駆動制御手段を有する画像形成装置であっ
て、前記１つの駆動手段の回転速度に応じた周期で第１
の信号を形成する基準信号形成手段と、前記他の駆動手
段の駆動速度を検知して駆動速度に応じた周期を有する
第２の信号を形成する速度検出手段と、前記第１の信号
と第２の信号の位相差に応じて、該位相差が予め決めら
れた所定の位相差となるように他の駆動手段の駆動速度
を制御する速度調定手段とを有することを特徴とする画
像形成装置とするものである。

【００４９】

【発明の実施の形態】（第１の実施の形態）図１は本発
明の第１の実施の形態を示す４つの感光ドラムを有する
電子写真方式の画像形成装置の概略図である。

【００５０】図１において、転写材搬送ベルトローラ３
４８は、不図示の振動波モータ１１により駆動され、
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ色のトナー像形成に関与する各感光ドラ
ム３４２，３４３，３４４，３４５は、それぞれ不図示
の振動波モータ１２，１３，１４，１５により、独立に
駆動される。

【００５１】また、これら５つの振動波モータ１１〜１
５は、各々独立の駆動制御回路により制御される。説明
の簡単のため、１個分の振動波モータの駆動制御回路の
ブロック図を図２に示す。各振動波モータ間の協調動作
は、図示しないＣＰＵ部により行われる。

【００５２】以下、図面を参照して本発明の実施の形態
を詳細に説明する。

【００５３】図１に示すカラー画像形成装置は、カラー
リーダ部とカラープリンタ部によって構成されている。

【００５４】カラーリーダ部の構成図１において、１０１はＣＣＤ、３１１はＣＣＤ１０１
の実装された基板、３１２は画像処理部、３０１は原稿
台ガラス、３０２は原稿給紙装置、３０３および３０４
は原稿を照明する光源（ハロゲンランプ及び蛍光灯）、
３０５および３０６は光源３０３，３０４の光を原稿に
集光する反射傘、３０７〜３０９はミラー、３１０は原
稿からの反射光又は投影光をＣＣＤ１０１上に集光する
レンズ、３１４はハロゲンランプ３０３，３０４と反射
傘３０５，３０６とミラー３０７を収容するキャリッ
ジ、３１５はミラー３０８，３０９を収容するキャリッ
ジ、３１３は他のＩＰＵ等とのインターフェイス（Ｉ／
Ｆ）部である。なお、キャリッジ３１４は速度Ｖで、キ
ャリッジ３１５は速度Ｖ／２で、ＣＣＤ１０１の電気的
走査（主走査）方向に対して直交する方向に機械的に移
動することによって、原稿の全面を走査（副走査）す
る。

【００５５】カラープリンタ部の構成図１において、３１７はＭ画像形成部、３１８はＣ画像
形成部、３１９はＹ画像形成部、３２０はＫ画像形成部
で、それぞれの構成は同一なのでＭ画像形成部３１７を
詳細に説明し、他の画像形成部の説明は省略する。

【００５６】Ｍ画像形成部３１７において、３４２は感
光ドラムで、レーザ露光部２１０からの光によって、そ
の表面に潜像が形成される。３２１は帯電器で、１５０
ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転する感光ドラム３４２の表面
を所定の電位に帯電させ、潜像形成の準備をする。

【００５７】帯電器３２１は、不図示のスリーブを２５
５ｍｍ／ｓｅｃの速度で回転させることにより、低抵抗
のフェライトキャリアで誘電ブラシを形成することによ
り帯電を行う。３２２は現像器で、感光ドラム３４２上
の潜像を現像して、トナー画像を形成する。

【００５８】なお、現像器３２２には、現像バイアスを
印加して現像するためのスリーブ３４５が含まれてい
る。３２３は転写帯電器で、転写材搬送ベルト３３３の
背面から放電を行い、感光ドラム３４２上のトナー画像
を転写材搬送ベルト３３３上の記録紙などの転写材へ転
写する。この転写後、感光ドラム３４２上に残留したト
ナー５０３は帯電器３２１に一旦取り込まれ、静電的特
性を変化させて再び感光ドラム３４２上に戻し、現像器
３２２がこれを回収して再利用する。

【００５９】次に、記録紙などの上へ画像を形成する手
順を説明する。

【００６０】カセット３４０，３４１に格納された記録
紙等はピックアップローラ３３８，３３９により１枚毎
給紙ローラ３３６，３３７で１５０ｍｍ／ｓｅｃで移動
する転写材搬送ベルト３３３上に供給される。給紙され
た記録紙は、吸着帯電器３４６で帯電させられる。

【００６１】３４８は転写材搬送ベルトローラで、転写
材搬送ベルト３３３を駆動し、かつ、吸着帯電器３４６
と対になって記録紙等を帯電させ、転写材搬送ベルト３
３３に記録紙等を吸着させる。

【００６２】３４７は紙先端センサで、転写材搬送ベル
ト３３３上の記録紙等の先端を検知する。なお、紙先端
センサの検出信号はプリンタ部からカラーリーダ部へ送
られて、カラーリーダ部からプリンタ部にビデオ信号を
送る際の副走査同期信号として用いられる。

【００６３】この後、記録紙等は、転写材搬送ベルト３
３３によって搬送され、画像形成部３１７〜３２０にお
いてＭＣＹＫの順にその表面にトナー画像が形成され
る。

【００６４】Ｋ画像形成部３２０を通過した記録紙等
は、転写材搬送ベルト３３３からの分離を容易にするた
め、除電帯電器３４９で除電された後、転写材搬送ベル
ト３３３から分離される。３５０は剥離帯電器で、記録
紙等が転写材搬送ベルト３３３から分離する際の剥離放
電による画像乱れを防止するものである。分離された記
録紙等は、トナーの吸着力を補って画像乱れを防止する
ために、定着前帯電器３５１，３５２で帯電された後、
定着器３３４でトナー画像が熱定着された後、３３５の
排紙トナーに排紙される。また、転写材搬送ベルト３３
３は内外除電器３５３によって除電される。

【００６５】各色の感光ドラムの画像形成について、同
様の構成となっているため、１色分のレーザ露光走査系
について説明する。

【００６６】図１０はポリゴンモータ２０６の構成を示
す図、図１１はポリゴンモータの駆動回路を含む全体の
駆動回路のブロック図である。

【００６７】図１０、図１１において、８０１はポリゴ
ンモータ２０６のロータで、永久磁石に１回転あたり４
組の磁極パターンが着磁されている。また、ロータ８０
１に固定されている支軸８０２を介してポリゴンミラー
２１８が固定されている。本実施形態では、ポリゴンミ
ラー２１８は８面のものを用いている。

【００６８】ポリゴンモータ２０６が回転すると、ＦＧ
センサ２０７は、ロータ８０１に着磁されている磁極パ
ターンから、１回転あたり４個のパルスを発生し、ＦＧ
波形整形回路２１４で整形されて、ＦＧパルスが出力さ
れる。

【００６９】図１１において、ＦＧパルスは、ＰＬＬ制
御回路２２１に入力され、水晶発振器７０１からの基準
クロックＣＬＫに基づき予め決められた目標周波数信号
と位相比較され、所定のポリゴンモータ回転数で回転す
るように、モータ駆動回路２１０から駆動信号がポリゴ
ンモータ２０６に送られ、駆動制御される。このように
して、いわゆるフェーズロックループ（ＰＬＬ）制御に
より、ポリゴンモータ２０６の回転数は、高精度で回転
制御される。本実施例では、説明の簡単化のため、振動
波モータ２０２の制御装置２２０にも、ポリゴンモータ
の基準クロックＣＬＫが送られる構成としている。この
ように構成することにより、構成が簡単になり、低コス
トを実現できるばかりか、ポリゴンミラーの回転による
レーザー走査系の回転数と感光ドラム等回転数とを、精
度良く一致させることができる。

【００７０】勿論、画像品位に問題を生じない場合に
は、基準クロックＣＬＫの生成手段（例えば、水晶発振
器）を別々に設けても良い。

【００７１】一方、レーザ２０５から発光されたレーザ
光は、ロータ８０１と同一回転をするポリゴンミラー２
１８により走査され、ＢＤセンサ２０３にて主走査方向
の基準信号であるＢＤ信号を出力する。従って、ＢＤ信
号は、ＦＧパルスが１回出力される間に２個出力される
構成になっている。レーザ光は感光ドラム２０１上を走
査し、ＢＤ信号に同期したビデオ信号によって、感光ド
ラム上に１ライン単位の静電潜像が順次形成される。

【００７２】図１２は、図１０に示したＢＤ検知センサ
２０３からのＢＤ信号とＦＧ波形整形回路２１４からの
ＦＧパルスとの関係を説明するタイミングチャートで、
９０１がＢＤ信号、９０２がＦＧパルスである。

【００７３】図１０に示したポリゴンミラー２１８は８
面で、ロータ８０１の磁極パターンが、１回転あたり４
個のパルスを発生するので、ＢＤ信号９０１が２個出力
される間に、ＦＧパルスが１個出力される。また、前述
のように、ロータ８０１とポリゴンミラー２１８は固定
されているので同一回転をし、必ずＦＧパルス９０２を
基準にして位相差時間Ｔ０をもってＢＤ信号９０１が出
力される。

【００７４】図２は図１に示す振動波モータの制御装置
の構成を示すブロック図である。

【００７５】いま、各振動波モータの駆動を制御する制
御装置の基準となるクロックとして、図１１に示すよう
に、発振器７０１から出力されるクロックを共通の基準
のクロックとして使用する場合を例に説明する。また、
クロックは、ＰＬＬ制御回路２１１にも入力され、ポリ
ゴンミラーモータ２０６の駆動制御にも用いられる。ま
た、画像形成のためのビデオ信号用クロック、レーザ駆
動用のクロックとしても用いる。

【００７６】なお、画像形成のためのビデオ信号クロッ
ク、レーザ駆動用のクロックと、上記各振動波駆動用ク
ロックやポリゴンミラーモータの駆動制御用クロックと
を共用しない場合も、本発明の主旨を逸脱しない範囲で
応用可能である。

【００７７】本実施の形態では、ビデオ信号系、ポリゴ
ンミラーモータ系、振動波モータ系のクロックを共通と
しているが、本発明の主旨から逸脱しない範囲での各種
応用が可能であることは言うまでもない。例えば、ビデ
オ信号系のクロックと駆動系のクロックとを別々の発振
器で構成することも可能である。

【００７８】図２において、１はパルス発生器であり、
入力される周波数データとパルス幅データに応じたパル
スを２相出力する。これら２相のパルスは、９０°の位
相差をもって出力される（Ａ相駆動用パルス，Ｂ相駆動
用パルス）。パルス発生器１は、回路にかかるコストを
安くするためにすべてデジタル回路により構成されてい
る。ここで、パルス発生器１の構成および動作を図５を
用いて説明する。

【００７９】図５はパルス発生器１の内部回路を示すブ
ロック図で、８は駆動パルスの周期を決めるための１０
ビットのカウンタであり、ダウンカウントのみを行う。
このカウンタ８では、カウント値が０となったときにキ
ャリー出力がハイレベルとなる。キャリー出力がロード
入力に接続されているので、カウンタ８は駆動周波数デ
ータを周期としたリングカウンタとなる。

【００８０】９ａおよび９ｂは駆動パルスのパルス幅を
決定するための９ビットのカウンタであり、ダウンカウ
ントのみを行う。これらカウンタ９ａ，９ｂでは、ロー
ド入力がハイレベルになるとパルス幅データをロード
し、カウント値が０となったときにキャリー出力がハイ
レベルとなる。なお、カウンタ９ａがＡ相駆動用、カウ
ンタ９ｂがＢ相駆動用である。

【００８１】１０は１０ビットイコールコンパレータで
あり、カウンタ８のカウント値と、周波数データを２ビ
ット右にシフトした値とが一致したとき、すなわちカウ
ンタ８が周波数データの４分の１をカウントした時に出
力がハイレベルとなる。

【００８２】１１ａおよび１１ｂはＲＳフリップフロッ
プであり、駆動パルスの立ち上がりをＳ入力、立ち下が
りをＲ入力で決められるように構成されている。ＲＳフ
リップフロップ１１ａはＡ相用であり、カウンタ８のキ
ャリー出力で立ち上がり、カウンタ９ａのキャリー出力
で立ち下がる。すなわち周波数データを周期として、パ
ルス幅データに応じた時間だけハイレベルとなるパルス
を出力する。

【００８３】ＲＳフリップフロップ１１ｂはＢ相用であ
り、イコールコンパレータ１０の出力がハイレベルにな
ったときに立ち上がり、カウンタ９ｂのキャリー出力で
立ち下がる。この結果、ＲＳフリップフロップ１１ｂ
は、周波数とパルス幅はＡ相と同じであるが、９０°時
間的に位相差を持つパルスを出力する。本説明において
周波数データとは駆動パルス周期の指令値であるので、
実際の周波数は周波数データの逆数に比例した値とな
る。

【００８４】なお、本実施の形態では、説明を簡単にす
るためにＡ相とＢ相の位相差は常に同じで振動波モータ
の回転方向は１方向のみとしているが、モータを両方回
転させる場合は不図示のセレクタを用いて回転方向に応
じてＲＳフリップフロップ１１ａ，１１ｂの出力を入れ
替えればよい。

【００８５】図２に戻り、２は昇圧手段であり、例えば
図４に示すような回路構成を有する。昇圧手段２では、
パルス発生器１で出力されたパルスの周波数で、そのパ
ルス幅に応じた電圧に昇圧される。

【００８６】３は振動波モータ（ＵＳＭ）であり、位置
的に１／４λだけずらして配置されている電気−機械エ
ネルギー変換素子としての各圧電素子（図示せず）に昇
圧手段３で昇圧された２相の交流電圧（Ａ相駆動信号、
Ｂ相駆動信号）が印加される。この２相の駆動信号が各
圧電素子に入力されると、振動体の駆動部の摩擦駆動面
が円または楕円運動し、この摩擦駆動面に加圧接触して
いる移動体が摩擦駆動される。この移動体には、例えば
出力軸が回転中心に固定され、該出力軸に感光ドラム
や、転写材搬送ベルトローラが直結されて駆動力が伝達
される。

【００８７】４は振動波モータの回転を検出するエンコ
ーダであり、振動波モータ３の出力軸をエンコーダ４の
軸に取り付けることにより上記回転を検出する。エンコ
ーダ４からは振動波モータ３の回転に応じたパルスが出
力される。エンコーダ４からのパルスは速度差検出器５
と、ＢＤ速度差検出器２１に入力される。

【００８８】速度差検出器５では、エンコーダ４からの
パルスの周期と目標とするパルス周期の差を検出してい
る。出力値はパルス周期により検出するので、駆動速度
の逆数と目標速度の逆数の差に比例した数値になる。

【００８９】図６に速度差検出器の回路構成を表すブロ
ック図を示す。図６において、１３は立ち上がりエッジ
を検出する手段であり、エンコーダパルスの立ち上がり
エッジが入るとクロックの１周期の間ハイレベルとなる
ような信号Ｌ１３が出力される。立ち上がりエッジ検出
手段１３は図示しないフリップフロップやアンドゲート
などで構成される。１４は８ビットダウンカウンタであ
り、ロード入力がハイレベルとなると目標とするエンコ
ーダパルスの周期に相当する目標速度データをロードす
る。ロード入力がローレベルの時は１ずつカウントダウ
ンされ、次のエンコーダパルスの立ち上がりエッジまで
の時間をカウントする。

【００９０】１５はイネーブル付きのレジスタであり、
イネーブル入力がハイレベルの時に８ビットの入力（Ｄ
［７．．０］）がレジスタに書き込まれ、イネーブル入
力がローレベルの時はレジスタの値が保持されるような
構成になっている。

【００９１】図６のような構成により、エンコーダパル
ス入力がローレベルからハイレベルになったときに、８
ビットダウンカウンタ１４値がレジスタ１５に書き込ま
れると同時に８ビットダウンカウンタ１４のデータがロ
ードされる。すなわち、エンコーダパルスの周期と目標
周期の差をクロックでカウントした値が常にレジスタ１
５に更新されることになる。

【００９２】図６に、ＢＤ速度差検出器２１の構成例を
示す。また、図９に速度差検出器５、ＢＤ速度差検出器
２１の動作を説明するタイミングチャートの例を示す。

【００９３】図６において、６１はＢＤ信号の立ち上が
りエッジを検出する立ち上がりエッジ検出手段であり、
ＢＤ信号の立ち上がりエッジが入るとクロックの１周期
の間ハイレベルとなるような信号Ｌ６１が出力される。
ＢＤ信号の立ち上がりエッジ検出手段６１は、不図示の
フリップフロップやアンドゲート等で構成される。

【００９４】６２は８ビットアップカウンタであり、ロ
ード入力がハイレベルとなると目標とするＢＤ信号とエ
ンコーダパルスの時間差に相当する目標ＢＤ速度差デー
タをロードする。通常、目標ＢＤ速度差データとしてゼ
ロがロードされる。即ち、ポリゴンモータの速度と、振
動波装置の速度との速度差として、許容できる目標ＢＤ
速度差データを設定する。ロード入力がローレベルの時
は１ずつカウントアップされる。

【００９５】６３はイネーブル付きのレジスタであり、
イネーブル入力Ｌ１３がハイレベルの時に８ビットの入
力（Ｄ［７．．０］）がレジスタに書き込まれ、イネー
ブル入力Ｌ１３がローレベルの時は、レジスタ６３の値
が保持されるようになっている。

【００９６】図６のようなＢＤ速度差検出器２１の構成
により、イネーブル入力Ｌ１３は、振動波モータのエン
コーダパルスの立ち上がりエッジ信号であるので、ＢＤ
信号がローレベルからハイレベルになったときに、８ビ
ットカウンタ６２に目標ＢＤ速度差データとしてゼロが
ロードされ、エンコーダパルス入力がローレベルからハ
イレベルになったときに、８ビットカウンタ６２の値が
レジスタ６３に書き込まれる。即ち、エンコーダパルス
の周期とＢＤ信号の周期との差をクロックでカウントし
た値が常にレジスタ６３に更新して書き込まれることに
なる。

【００９７】６４はＢＤ速度差メモリであり、レジスタ
６３に保持されたＢＤ速度差データＬ６３がアドレスと
して入力され、入力された情報に応じてそれに対応する
ＢＤ速度差修正データＬ２１を出力する。ＢＤ速度差メ
モリ６４には、入力されるＢＤ速度差データに対して、
振動波モータのエンコーダパルスから求められる速度差
検出結果をどのように修正して、振動波モータの駆動制
御を行うかの情報が予め書き込まれている。

【００９８】図２に戻り、２２は加算器（アダー）であ
り、速度差検出器５の検出結果Ｌ１５とＢＤ速度差修正
データＬ２１とが入力され、それらの加算結果Ｌ２２が
新たな速度差検出結果として、各メモリ６ａ，６ｂのア
ドレスＬ２２として入力される。

【００９９】６ａは周波数制御用メモリ、６ｂはパルス
幅制御用メモリであり、それぞれ速度差検出器５の検出
結果と、Ｌ２１との加算結果Ｌ２２がアドレスとして入
力され、入力された情報に応じてそれに対応するデータ
を出力する。

【０１００】各メモリ６ａ，６ｂには、入力される速度
（エンコーダのパルス周期）に対して周波数（メモリ６
ａ）、パルス幅（メモリ６ｂ）をどのように制御するか
の情報が予め書き込まれている。

【０１０１】７ａは周波数制御用加算器（アダー）、７
ｂはパルス幅制御用加算器（アダー）である。加算器７
ａ，７ｂにはともに振動波モータ３の駆動がオフになっ
ている間は予め設定されている初期値（保持情報）が保
持されている。

【０１０２】振動波モータ３の駆動がオンになると、加
算器７ａは周波数制御用のメモリ６ａから入力される情
報をある一定間隔ごとに保持情報に加算して加算結果を
保持（し、ある一定間隔ごとに保持情報に加算して加算
結果を保持）する構成になっている。

【０１０３】加算器７ａ，７ｂの出力は、周波数データ
およびパルス幅データとしてパルス発生器１に入力され
る。加算器７ａ，７ｂは１６ビットで構成されており、
周波数制御用加算器７ａは加算結果の上位１０ビット
を、パルス幅制御用加算器７ｂは加算結果の上位８ビッ
トをそれぞれパルス発生器１に出力している。このこと
により、周波数やパルス幅が急激に変化することがない
ようになっている。

【０１０４】以上説明したような構成で振動波モータ３
の速度を制御するが、制御をどのように行うかはメモリ
６ａ，６ｂに書き込まれた情報に基づいて行われる。

【０１０５】以下、具体的な制御方法を詳細に説明す
る。

【０１０６】図７は周波数制御用のメモリ６ａに書き込
まれる情報をプロットした図である。メモリ６ａとして
は、アドレスが８ビット、データも８ビットのものを用
いている。

【０１０７】図７において、横軸はメモリ６ａのアドレ
ス、すなわち速度差検出器５から得られる値であり、符
号付きで表している。縦軸はメモリ６ａに記憶されてい
るデータ、すなわち周波数の加算量であり、符号付きで
表している。

【０１０８】例えば、振動波モータ３の１回転あたりの
パルス数が3600のエンコーダ４により、1.0 ｓ^-1を目標
速度とする制御を行う場合、速度差検出器５のクロック
を0.36ＭＨｚとすると、目標速度データは以下の式
（１）により100 という値が得られる。

【０１０９】 0.36［MHz]／（1.0 ［s^-1]×3600［p/r]) ＝100 ...（１）よって、速度差検出器５には目標速度データとして100
が入力される。振動波モータ３の駆動速度が目標よりも
遅いときは、速度検出器５でのダウンカウントが100 よ
りも多く行われるので、メモリ６ａからは０よりも小さ
い値（負の値）が出力される。一方、駆動速度が目標速
度よりも速いときはメモリ６ａからは０より大きい値
（正の値）が出力される。

【０１１０】このことより、アドレスが負の値のときは
駆動速度が目標速度よりも遅い時であるから、駆動周波
数を低くする方向、すなわちデータを正の値に設定すれ
ば目標速度に速度制御される。また、アドレスが正の値
のときは駆動速度が目標速度よりも速い時であるから、
データは負の値となるように設定すれば目標速度に制御
される。

【０１１１】図７において、Ａの領域はアドレスが−５
０、すなわち次式（２）により求められる速度6.6 ｓ^-1
よりも速い駆動速度が検出されたときの領域である。

【０１１２】 0.36［MHz]／{(100+50）×3600［p/r]} ＝0.67［s^-1] ...（２）図７において、Ａの領域では100 という一定のデータが
出力される。Ｂの領域はアドレスが−５０から−２０、
すなわち前述の式（２）を用いれば、0.67ｓ^-1から0.83
ｓ^-1の間の駆動速度が検出されたときの領域である。

【０１１３】この場合は図７で示されるように、検出さ
れたエンコーダパルス周期の差に比例したデータが出力
される。Ｃの領域は0.83ｓ^-1から1.25ｓ^-1の間の駆動速
度が検出されたときの領域である。

【０１１４】この場合も、Ｂの領域と同様に、検出され
たエンコーダパルス周期の差に比例したデータが出力さ
れるが、Ｂの領域よりもデータの変化率は小さくなって
いる。同様に、Ｄの領域（1.25ｓ^-1から2.0ｓ^-1）では
データの変化率がＣの領域よりも大きくなっており、Ｅ
の領域（2.0 ｓ^-1よりも遅い時）では−100 という一定
の値がデータとして出力される。

【０１１５】上述のように、領域に応じてデータの変化
率を変化させることによって、目標速度と検出された駆
動速度との速度差がある範囲（ＡとＥの領域）を超えた
ときは、振動波モータ３の動作が不安定にならない程度
でなるべく大きなデータの値で制御され、速度差が上記
範囲内ではあるがその速度差が比較的大きいとき（Ｂと
Ｄの領域にあるとき）は、速度差に応じて大きく周波数
が変更され、速度差が０に近くなると（Ｃの領域にある
とき）、速度差に応じて小さく周波数が変更されること
になる。

【０１１６】一方、図８はパルス幅制御用のメモリ６ｂ
に書き込まれる情報をプロットした図である。図８も図
７と同様にアドレス（速度情報）を横軸、データ（出
力）を縦軸として表されている。

【０１１７】図８において、領域Ａ〜Ｅは図７の領域と
同じ領域を示している。図８のようにデータを構成する
と、周波数の制御が大きく働くＡ，Ｂ，ＤおよびＥの領
域ではパルス幅制御用のメモリ６ｂからは一定の小さな
値が出力され、周波数の制御があまり働かないＣの領域
では、パルス幅制御用のメモリ６ｂからの出力は速度差
に応じた大きな値が出力されるようになる。

【０１１８】以上のように振動波モータ３の制御を行う
と、振動波モータ３の駆動速度が目標速度に対して離れ
ているときは、周波数の制御が主体となった重み付け速
度制御が行われるため、駆動速度は迅速に目標速度に近
づく。

【０１１９】そして、振動波モータ３の駆動速度が目標
速度に近づくと、パルス幅（電圧振幅）の制御が主体と
なった重み付け速度制御が行われ、ムラのない細かな速
度制御が行える。

【０１２０】なお、周波数制御およびパルス幅制御は常
に同時に行われているため、従来のような制御の切換に
よるモータの不安定動作を防止することができる。

【０１２１】また、本実施の形態では、図７における
Ａ，Ｅ領域および図８におけるＡ，Ｂ，Ｄ，Ｅ領域での
データを各アドレスに対して一定の値に設定した場合に
ついて説明したが、これら領域のデータをアドレスに応
じて変化させてもよい。

【０１２２】図１３は、ＢＤ速度差メモリ６４に書き込
まれる情報をプロットしたものの一例である。メモリ６
４としては、アドレスが８ビット、データも８ビットの
ものを用いている。

【０１２３】図１３において、横軸はＢＤ速度差メモリ
のアドレス、即ちＢＤ速度差検出器２１のレジスタ６３
から得られる値であり、符号付きで表している。縦軸は
ＢＤ速度差メモリ６４に記憶されているデータ、即ち、
ＢＤ速度差修正データであり、符号付きで表している。

【０１２４】例えば、ポリゴンミラーによるレーザ走査
速度によって決まるＢＤ信号の周期が、振動波モータの
エンコーダパルスから求められる速度との速度差に応じ
て、図１３に示すようなメモリ６４内の情報に従ってＢ
Ｄ速度差修正データＬ２１を出力する。

【０１２５】（１）ＢＤ信号の周期とエンコーダパルス
の周期が同じ場合いま、ポリゴンミラーによるレーザ走査速度によって決
まるＢＤ信号の周期が、振動波モータのエンコーダパル
スから求められる速度とが等しく、速度差がゼロである
場合は、ＢＤ信号とエンコーダパルスとの位相差に応じ
て、ＢＤ速度差カウンタでＢＤ速度差として検出され
る。

【０１２６】即ち、ＢＤ信号の立ち上がりエッジが生成
されてから、エンコーダパルスの立ち上がりエッジが生
成されるまでの位相差に相当する時間をＢＤ速度差検出
器で検知することになるため、アップカウンタ６２は位
相差に相当するクロック数だけアップカウントを行い、
エンコーダパルスエッジが生成された時にレジスタ６３
にカウンタ６２のカウント値が書き込まれる。例えば、
カウント値として２０が書き込まれると、メモリ６４か
らＢＤ速度差修正データＬ２１＝−１０が出力され、加
算器２２に入力され、速度差検出器５の速度差情報Ｌ１
５と加算され、速度差情報Ｌ１５の値が減少するように
作用する。

【０１２７】ＢＤ速度差検出器２１の情報により修正さ
れた速度差情報Ｌ２２は、周波数制御用メモリ６ａ、及
び、パルス幅制御用メモリ６ｂのアドレスに入力され、
速度差情報Ｌ１５の値が減少させられているため、目標
速度データで設定される振動波モータの速度を若干速め
るように制御される。

【０１２８】一方、エンコーダパルスの立ち上がりエッ
ジが生成されてから、ＢＤ信号の立ち上がりエッジが生
成されるような場合、上述のときと逆位相に相当する
が、このようなときにはカウンタ６２がゼロクリアされ
る前にエンコーダパルスの立ち上がりエッジ生成された
時点でのカウンタ６２の値がレジスタ６３に書き込まれ
る。従って、ＢＤ信号よりエンコーダパルスが早く生成
される時間をＢＤ速度差検出器２１で検知することにな
る。

【０１２９】例えば、カウント値として−２０が書き込
まれると、メモリ６４からＢＤ速度差修正データＬ２１
＝＋１０が出力され、加算器２２に入力され、速度差検
出器５の速度差情報Ｌ１５と加算され、速度差情報Ｌ１
５の値が増加するように作用する。

【０１３０】ＢＤ速度差検出器２１の情報により修正さ
れた速度差情報Ｌ２２は、ＢＤ速度差修正データＬ２１
により速度差情報Ｌ１５の値が増加させられているた
め、目標速度データで設定される振動波モータの速度を
若干遅くするように制御される。

【０１３１】また、ＢＤ信号とエンコーダパルスとの位
相差がほぼゼロである場合には、ＢＤ速度差カウンタで
のＢＤ速度差修正データＬ２１＝ゼロが出力され、速度
差情報Ｌ１５の値がそのままＬ２２として出力されるた
め、目標速度データで設定される振動波モータの速度を
維持するように制御される。

【０１３２】このように、ポリゴンミラーによるレーザ
走査速度によって決まるＢＤ信号の周期と、振動波モー
タのエンコーダパルスから求められる速度とが等しく、
速度差がゼロである場合は、ＢＤ信号とエンコーダパル
スとの位相差に応じて、ＢＤ信号の周期とエンコーダパ
ルスの周期が同じで、かつ、所定の位相差以内に収まる
ように、ポリゴンモータの回転によるレーザ走査速度と
振動波モータの回転速度とを精密に協調動作させること
ができる。

【０１３３】また、ポリゴンミラーによりレーザ走査さ
れる回転位相と、振動波モータのエンコーダ位相を位相
制御することにより、１主走査周期で１つのエンコーダ
パルスが生成されるように、同期制御される。

【０１３４】（２）ＢＤ信号の周期よりも、エンコーダ
パルス周期が短い場合ＢＤ信号の周期よりも、エンコーダパルス周期が短い場
合は、ＢＤ信号の立ち上がりエッジが生成される前にエ
ンコーダパルスの立ち上がりエッジが生成される頻度が
多くなるため、負の値のカウント値が書き込まれる。

【０１３５】メモリ６４から正の値のＢＤ速度差修正デ
ータＬ２１が出力され、加算器２２に入力され、速度差
検出器５の速度差情報Ｌ１５と加算され、速度差情報Ｌ
１５の値が増加するように作用する。

【０１３６】ＢＤ速度差修正データＬ２１により速度差
情報Ｌ１５の値が増加させられているため、目標速度デ
ータで設定される振動波モータの速度を若干遅くするよ
うに制御される。従って、ＢＤ信号に同期するように、
精密に振動波モータの速度制御が行われる。

【０１３７】（３）ＢＤ信号の周期よりも、エンコーダ
パルス周期が長い場合ＢＤ信号の周期よりも、エンコーダパルス周期が長い場
合は、エンコーダパルスの立ち上がりエッジが生成され
る前にＢＤ信号の立ち上がりエッジが生成される頻度が
多くなるため、正の値のカウント値が書き込まれる。

【０１３８】メモリ６４から負の値のＢＤ速度差修正デ
ータＬ２１が出力され、加算器２２に入力され、速度差
検出器５の速度差情報Ｌ１５と加算され、速度差情報Ｌ
１５の値が減少するように作用する。ＢＤ速度差修正デ
ータＬ２１により速度差情報Ｌ１５の値が減少させられ
ているため、目標速度データで設定される振動波モータ
の速度を若干速くするように制御される。従って、ＢＤ
信号に同期するように、精密に振動波モータの速度制御
が行われる。

【０１３９】以上のように、振動波モータの駆動制御に
おいて、振動波モータと別に設けられた駆動手段の作動
に関連して発生されるタイミング信号により、振動波モ
ータの駆動状態を微調整するようにしたことにより、例
えば、本実施の形態のように、振動波モータとは別に設
けられたポリゴンミラーモータ（ＤＣブラシレスモー
タ）の作動に関連して発生されるＢＤ信号に同期するよ
うに、精密に振動波モータの速度の微調整制御が行われ
るため、レーザ走査周期と同期して、精密な振動波駆動
速度制御が可能となるので、振動波モータによる感光ド
ラムの回転とレーザ走査周期との相対的誤差が少なくな
る。

【０１４０】すなわち、本実施の形態における振動波モ
ータの制御は、目標速度のみに依存するのではなく、ポ
リゴンミラーの駆動モータであるＤＣブラシレスモータ
の回転を基準とし、感光ドラムの回転角を調整する、す
なわち前記ＤＣブラシレスモータの回転に同期して感光
ドラムを駆動する振動波モータを駆動制御するようにし
ている。

【０１４１】なお、説明の簡単化のため、１つの画像形
成部における、ポリゴンミラーモータと振動波モータに
より回転駆動される感光ドラムを例に説明を行ってきた
が、複数のトナー色に対応して、複数の画像形成部を有
するようなカラー画像形成装置についても、応用可能で
あることは言うまでもない。

【０１４２】このように、本実施の形態によれば、振動
波モータの回転むらによる、ライン間隔のバラツキがな
くなり、色むらや濃度むら、レジストレーションずれの
ない画像再生が可能となる。

【０１４３】（第２の実施の形態）図１４は第２の実施
の形態を示す。

【０１４４】本実施の形態では、速度差検出器５の出力
をメモリ６ａ，６ｂに入力させ、ＢＤ速度差検出器２１
は、加算器２３に入力するようにしたものである。

【０１４５】加算器２３は、パルス幅制御用メモリ６ｂ
のデータ出力Ｌ６ｂと、ＢＤ速度差検出器２１のＢＤ速
度差修正データＬ２１とを加算し、加算結果Ｌ２３をパ
ルス幅制御用加算器７ｂに入力するように構成してい
る。

【０１４６】このように構成することにより、振動波モ
ータの速度制御は、目標速度に対して離れているときに
は周波数制御が主体となった重み付け速度制御が行われ
るため、駆動速度は迅速に目標速度に近づく。

【０１４７】そして、振動波モータの駆動速度が目標速
度に近づくと、パルス幅（電圧振幅）の制御が主体とな
った重み付け速度制御が行われる。ＢＤ信号の周期とエ
ンコーダパルスの周期の差は、極僅かなものであるた
め、パルス幅制御により、むらのない細かな速度制御を
行うのに適している。

【０１４８】また、ＢＤ速度差検出器２１のメモリ６４
には、例えば、図１３のようなＢＤ速度差修正データを
予め書き込んでおくことにより、細かな速度むらを修正
することが可能であるが、装置構成に応じて、各種のＢ
Ｄ速度差修正データを構成し直すことにより、最適な速
度制御が行えるようになることは言うまでもない。

【０１４９】（第３の実施の形態）図１５は第３の実施
の形態を示す。

【０１５０】複数の感光ドラムの駆動制御にそれぞれ独
立の振動波モータを用いるとともに、各感光ドラム上に
形成される各色のトナー画像を転写ベルト３３３上の記
録媒体に順次転写してカラー再生画像を得るような画像
形成装置において、転写ベルト３３３の駆動に振動波モ
ータ４０１を用いる。振動波モータ４０１には不図示の
駆動ローラが接続され、振動波モータ４０１の回転むら
は、転写ベルトの搬送速度むらとして、記録媒体の搬送
速度むらを引き起こしてしまう。

【０１５１】転写ベルトの搬送速度むらが発生すると、
各画像形成部３１７，３１８，３１９，３２０の転写位
置で順次転写される際の転写タイミングにバラツキを生
じ、各色の画像が精密に重ね合わせられないという、レ
ジストレーションずれを引き起こしてしまう。また、各
色の転写位置での転写工程で、転写ベルトの搬送速度む
らが発生すると、画像伸縮を発生し、各ラインの副走査
ピッチが均一にならない。

【０１５２】さらに、転写ベルトの搬送速度むらがない
場合でも、感光ドラムの回転速度と転写ベルトの搬送速
度との間に速度差を生ずると、画像伸縮及びレジストレ
ーションずれを発生してしまう。この速度差に速度差む
らがある場合でも、色むら、濃度むら等の画像劣化を引
き起こしてしまう。

【０１５３】そこで、本実施の形態では、複数の振動波
モータの駆動制御において、前記振動波モータと別に設
けられた駆動手段の作動に関連して発生されるタイミン
グ信号により、複数の振動波モータの駆動状態を微調整
するようにしたとともに、複数の振動波モータが互いに
協調して動作するようにしたものである。

【０１５４】図１５において、５０２は基準となるクロ
ック生成のための発振器であり、５０３，５０４，５０
５，５０６はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋのポリゴンミラーモータで
あり、５０７，５０８，５０９，５１０はＹ，Ｍ，Ｃ，
Ｋのレーザ走査光を検知するＢＤ検知手段であり、５１
１，５１２，５１３，５１４はＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの感光ド
ラムの駆動を行う振動波モータであり、５１５は転写ベ
ルト駆動を行う振動波モータであり、５１６，５１７，
５１８，５１９，５２０は各振動波モータの回転速度を
検出するためのエンコーダであり、５２１，５２２，５
２３，５２４，５２５は各振動波モータの駆動制御を行
う制御装置であり、５２６は各振動波モータの制御装置
への目標速度等の情報を設定するＣＰＵ（中央演算処理
装置）である。

【０１５５】各色のポリゴンミラーモータは、発振器５
０２からのクロックを共通の基準クロックとしてＰＬＬ
制御され、各ポリゴンモータは、所定の回転数で同一速
度となるように回転する。そして、発振器５０２のクロ
ックは、各振動波モータの制御装置に共通の基準クロッ
クとして入力される。

【０１５６】感光ドラムを駆動する各振動波モータの駆
動制御は、各振動波モータの回転に伴って発生されるエ
ンコーダパルスと、各感光ドラム上をラスタスキャンす
るレーザ走査光を検知する各ＢＤ検出手段で検知したＢ
Ｄ信号によって、各色独立に走査速度と感光ドラムの回
転速度の速度差及び位相差が略ゼロとなるように、振動
波モータの制御装置で制御される。

【０１５７】ここで、転写ベルトの振動波モータ５１５
の制御装置５２５には、ＫのＢＤ信号が入力され、Ｋの
感光ドラムの回転速度と等しくなるように、転写ベルト
の搬送速度が制御される。

【０１５８】このように構成したことにより、転写ベル
トの搬送速度とＹの感光ドラムの回転速度との速度差が
略ゼロとなり、視覚的に最も敏感なＫ色（黒色）のトナ
ー画像の画像伸縮が最も少なくなり、Ｋ色の画像に対し
て、その他の色の画像のレジストレーションを合わせる
ことにより、レジストレーションずれ、濃度むら等の画
像劣化のない美しい画像再現が可能となる。各色の副走
査方向のレジストレーション合わせのためには、よく知
られているように、画像データの書き出しタイミングを
調整することで容易に可能である。

【０１５９】また、本実施の形態に述べたような、転写
ベルト手段のほかにも、中間転写手段においても、同様
の効果があることは言うまでもない。

【０１６０】

【発明の効果】以上のように、本発明によれば、少なく
とも１つ以上の振動波モータにより駆動される画像形成
のための被駆動体と、例えば電磁モータ等の他の駆動手
段により駆動される画像形成のための被駆動体との回転
動作を互いに協調して行わせるようにしたことにより、
相対的な回転むらが低減でき、高精度の画像を提供する
ことができた。

【０１６１】特に、レーザ走査方式の画像形成装置にお
いては、ポリゴンミラーモータ等の振動波装置以外の駆
動手段で駆動され、1ライン毎の画像形成がなされる間
に、感光ドラム、転写ベルト、中間転写体などの振動波
装置で回転駆動される被駆動体の移動量を略等しくさせ
ることができ、振動波装置による再生画像のラインピッ
チを略均一にすることができる。

【０１６２】また、回転ムラのない速度制御が可能とな
り、特に、画像形成部の駆動へ応用すると、画像品位の
向上に効果がある。

【０１６３】このように、小型、低コストな簡単な構成
で画像形成装置における、複数の駆動手段を協調動作を
することにより、レジストレーションずれや色むらをな
くし、美しい再生画像が得られる。

【０１６４】また、互いの回転速度差により、高価な感
光ドラムなどの部品類を不用意に摺擦してしまうような
不具合を解消できる。それにより、装置や部品寿命を長
寿命化することができ、部品交換による装置のダウンタ
イムを低減させ、さらには、ランニングコストの低減を
図ることが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態におけるカラー画像
形成装置の概略断面図。

【図２】本発明の第１の実施の形態を示すブロック図。

【図３】第１の実施の形態の振動波モータの周波数回転
数特性を示すグラフ図。

【図４】図２の昇圧回路の構成図。

【図５】図２のパルス発生器のブロック図。

【図６】図２の速度検出器のブロック図。

【図７】第１の実施の形態の周波数制御用メモリの情報
を表す図。

【図８】第１の実施の形態のパルス幅制御用メモリの情
報を表す図。

【図９】第１の実施の形態のＢＤ信号とエンコーダパル
ス等のタイミングを説明するタイミングチャート。

【図１０】ポリゴンミラーモータとＢＤ信号検出手段の
構成を説明する図。

【図１１】感光ドラムと感動ドラムを駆動する振動波モ
ータとポリゴンミラーモータとからなる画像形成部の構
成図。

【図１２】ＢＤ信号とポリゴンミラーモータのＦＧパル
スとのタイミングを示すタイミングチャート。

【図１３】ＢＤ速度差修正用のメモリ６４に格納された
ＢＤ速度差修正情報を示す図。

【図１４】第２の実施の形態のＢＤ速度差修正を行う回
路図。

【図１５】第３の実施の形態の複数の振動波モータを協
調動作させる構成図。

【符号の説明】

１...パルス発生器２...昇圧手段３...振動波モータ４...エンコーダ５...速度差検出器６ａ...周波数制御用メモリ６ｂ...パルス幅制御用メモリ７ａ...周波数制御用加算器７ｂ...パルス幅制御用加算器８...１０ビットダウンカウンタ９ａ，９ｂ...９ビットダウンカウンタ１０...１０ビットイコールコンパレータ１１ａ，１１ｂ...ＲＳフリップフロップ１２...ビットシフト１３...立ち上がり検出ブロック１４...８ビットダウンカウンタ１５...ビットレジスタ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｈ０２Ｎ 2/00 Ｈ０２Ｐ 7/67 Ａ５Ｃ０７２Ｈ０２Ｐ 7/67 Ｈ０４Ｎ 1/29 Ｂ５Ｃ０７４Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｇ０３Ｇ 21/00 ３７２５Ｈ５７２ 1/29 Ｈ０４Ｎ 1/04 Ｄ５Ｈ６８０ // Ｂ４１Ｊ 2/44 Ｂ４１Ｊ 3/00 Ｄ９Ａ００１Ｆターム(参考） 2C362 BA08 BA32 BA33 BA34 BA39 BA50 BA52 CA22 CA39 CB47 CB80 2H027 DA17 DA18 DE07 EB04 ED02 ED06 ED24 EE03 EE04 EE06 2H030 AA01 AB02 AD17 BB02 BB21 BB42 BB52 BB71 2H032 AA05 BA09 BA18 BA23 CA02 DA03 2H035 CA07 CB01 CG01 5C072 AA03 BA17 CA06 DA04 HA02 HB16 JA07 XA01 5C074 AA10 BB03 BB26 CC22 CC26 DD13 DD24 EE05 EE06 FF15 GG12 5H572 AA12 AA13 BB04 CC01 DD08 DD09 DD10 EE01 GG02 GG06 JJ03 JJ13 JJ19 KK03 LL07 LL44 5H680 AA02 BB01 BC04 BC05 FF27 9A001 HH34 JJ35 KK42

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】振動型モータを含む複数の駆動手段によ
りそれぞれ駆動される複数の画像形成のための被駆動体
が互いに協調して作動し、前記複数の駆動手段の内所定
の１つの駆動手段の駆動状態に対して他の駆動手段を同
期駆動する駆動制御手段を有する画像形成装置であっ
て、前記１つの駆動手段の回転速度に応じた周期で第１の信
号を形成する基準信号形成手段と、前記他の駆動手段の
駆動速度を検知して駆動速度に応じた周期を有する第２
の信号を形成する速度検出手段と、前記第１の信号と第
２の信号の位相差に応じて、該位相差が予め決められた
所定の位相差となるように他の駆動手段の駆動速度を制
御する速度調定手段とを有することを特徴とする画像形
成装置。
【請求項２】振動型モータを含む複数の駆動手段によ
りそれぞれ駆動される複数の画像形成のための被駆動体
が互いに協調して作動し、前記複数の駆動手段の内所定
の１つの駆動手段の駆動状態に対して他の駆動手段を同
期駆動する駆動制御手段を有する画像形成装置であっ
て、前記１つの駆動手段の駆動により所定の動作が行われる
ごとに第１の信号を形成する基準信号形成手段と、前記
他の駆動手段の駆動速度を検知して駆動速度に応じた周
期を有する第２の信号を形成する速度検出手段と、第２
の信号と目標速度データに基づいて前記他の駆動手段の
速度を前記目標速度になるように制御する速度制御手段
と、前記第１の信号と第２の信号の位相差に応じて前記
速度制御での速度制御における補正を行い、該位相差が
所定の位相差となるように前記速度制御で制御される他
の駆動手段の駆動速度を微調定する速度調定手段とを有
することを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】前記基準信号形成手段は前記１つの駆動
手段の回転速度に応じた周期の第１の信号を形成するこ
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１つの駆動手段の回転速度をモニタ
ーするモニター手段から形成される回転速度に応じた周
期のモニター信号が基準の周期で形成される信号に対し
て所定の位相差関係となるように該１つの駆動手段の速
度を制御する回路が設けられることを特徴とする請求項
１、２または３に記載の画像形成装置。
【請求項５】振動波装置を含む複数の駆動手段により
それぞれ駆動される画像形成のための被駆動体が互いに
協調して動作し、協調関係にある被駆動体の一方の駆動
手段に対して前記振動波装置を同期駆動する駆動制御手
段を有する画像形成装置であって、前記駆動制御手段は、前記一方の駆動手段の駆動で所定
の動作を行うごとに発生する第１の信号と、前記振動波
装置の駆動状態を表す第２の信号に基づいて、前記第１
の信号に対して前記第２の信号が所定の位相差を有する
ように駆動制御することで、前記一方の駆動手段で駆動
される被駆動体と前記振動波装置で駆動される被駆動体
を同期駆動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】振動波装置を含む複数の駆動手段により
それぞれ駆動される画像形成のための被駆動体が互いに
協調して動作し、協調関係にある被駆動体の一方の駆動
手段に対して前記振動波装置を同期駆動する駆動制御手
段と、前記振動波装置の回転状態を検出する回転検出手
段と、前記一方の駆動手段の作動に関連してタイミング
信号を発生するタイミング信号生成手段とを有し、前記
駆動制御手段は、タイミング信号と前記回転検出からの
回転検出信号との位相差に基づいて、前記タイミング信
号に対して前記回転検出信号が所定の位相差を有するよ
うに駆動制御することで、前記一方の駆動手段で駆動さ
れる被駆動体と前記振動波装置で駆動される被駆動体を
同期駆動させることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】前記一方の駆動手段に同期駆動される前
記振動波装置を複数有し、前記駆動制御手段は、前記各
振動波装置ごとに設けられていることを特徴とする請求
項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項８】前記一方の駆動手段は電磁モータである
ことを特徴とする請求項５、６または７に記載の画像形
成装置。
【請求項９】前記駆動制御手段は、前記振動波装置の
目標値を前記タイミング信号に対して前記回転検出信号
が所定の位相差を有するように補正し駆動制御すること
で、前記一方の駆動手段と前記振動波装置を同期駆動さ
せることを特徴とする請求項６、７または８に記載の画
像形成装置。
【請求項１０】前記駆動制御手段は、周波数制御系と
パルス幅制御系とを有し、前記タイミング信号と前記回
転検出信号との位相差に応じた信号を前記パルス幅制御
系に与え、前記タイミング信号に対して前記回転検出信
号が所定の位相差を有するように補正し駆動制御するこ
とで、前記一方の駆動手段と前記振動波装置を同期駆動
させることを特徴とする請求項６、７または８に記載の
画像形成装置。
【請求項１１】前記振動波装置は、振動波が励起され
る振動体と、前記振動体と加圧接触する接触体とが相対
移動することを特徴とする請求項５ないし１０のいずれ
か一つに記載の画像形成装置。
【請求項１２】前記回転検知手段は、振動波装置の回
転速度を検知する速度検知手段であることを特徴とする
請求項６ないし１１のいずれか一つに記載の画像形成装
置。
【請求項１３】前記回転検知手段は、振動波装置の出
力軸の回転量を検知するロータリーエンコーダであるこ
とを特徴とする請求項６ないし１２のいずれか一つに記
載の画像形成装置。
【請求項１４】前記駆動制御手段は、前記タイミング
信号と前記回転検知手段からの回転検知信号との位相差
が略ゼロとなるように、前記振動波装置の回転を制御す
るようにしたことを特徴とする請求項５ないし１３のい
ずれか一つに記載の画像形成装置。
【請求項１５】前記駆動手段は、レーザービーム走査
系のポリゴンミラーモータであることを特徴とする請求
項５ないし１４のいずれか一つに記載の画像形成装置。
【請求項１６】前記タイミング信号は、前記レーザー
ビーム走査により主走査タイミングを生成する検知手段
からの検知信号と略等しいタイミングで生成されること
を特徴とする請求項１５に記載の画像形成装置。
【請求項１７】前記検知手段からの検知信号と前記振
動波装置の回転量検知信号との位相差、速度差のうち少
なくとも一方を検出する差検出手段を有することを特徴
とする請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】前記被駆動体は、転写材搬送方向に沿
って並列に配置された複数の潜像担持体であって、前記
複数の潜像担持体を各潜像担持体ごとに設けられた複数
の振動波装置により駆動することを特徴とする請求項５
ないし１７のいずれか一つに記載の画像形成装置。
【請求項１９】前記被駆動体は、複数の潜像担持体の
各転写位置に転写材を搬送する搬送手段であって、前記
振動波装置により前記搬送手段を駆動することを特徴と
する請求項５ないし１８のいずれか一つに記載の画像形
成装置。
【請求項２０】前記被駆動体は、潜像担持体上の画像
が順次転写されて重ね合わされた画像を保持する中間転
写手段と、転写材を前記中間転写手段との転写位置に搬
送する搬送手段であって、前記中間転写手段と前記搬送
手段の少なくとも一方を前記振動波装置により駆動する
ようにしたことを特徴とする請求項５ないし１８のいず
れか一つに記載の画像形成装置。