JP2002229295A - 画像形成装置及び画像形成装置におけるモータの制御方法 - Google Patents
画像形成装置及び画像形成装置におけるモータの制御方法Info
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Abstract
画像形成装置においては、感光体駆動モータと中間転写
体駆動モータに余分な負荷トルクがかかって、モータに
余分なパワーが要求されるとともに、余分な電力が消費
されるという問題を解決する。 【解決手段】 像形成体駆動モータと中間転写体駆動モ
ータとを独立して制御可能な方法で制御する。
Description
し、特に、カラー画像形成装置の駆動系の改良に関す
る。
複数の像形成体上に形成された単色トナー像を中間転写
体に転写して一つのフルカラー画像を形成するカラー画
像形成装置においては、複数の像形成体の駆動制御、各
像形成体に対する像形成の時間の制御及び中間転写体の
駆動制御が極めて重要である。それぞれの制御間に整合
性が不足し、各像形成体間に、或いは像形成体と中間転
写体間に周速の違いがあったり、各像形成体に対するト
ナー像形成の時間が正規の時間から外れていたりする
と、色ずれや画像の乱れを生ずる。このために、前記の
各制御には高度に精密な制御技術が用いられている。
の起動停止制御に関しては、時間制御が行われており、
互いに接触している像形成体と中間転写体とは、同時に
起動し、同時に停止する時間制御が行われていた。
よる制御を行った場合に次のような問題があることが明
らかになった。
体の質量の違いや、これらの駆動系の慣性の違い等に起
因して、立ち上がり特性及び立ち下がり特性に違いが生
ずることが避けられない。従って、像形成体の立ち上が
り時の速度変化と中間転写体の立ち上がり時の速度変化
とは異なるし、また、これらの立ち下がり時の速度変化
が異なる。
写体駆動モータとを同時にオンしたとしても、像形成体
と中間転写体とは互いに異なった速度の変化を経て一定
の定常速度に到達する。このような異なった立ち上がり
特性を図1に示す。像形成体は曲線Aで示す立ち上がり
特性を示し、中間転写体は曲線Bで示す立ち上がり特性
を有するとする。両者は同一の定常速度Vで作動する
が、領域aにおいては、像形成体の周速が中間転写体の
周速よりも大であり、領域bにおいては中間転写体の周
速が像形成体の周速よりも大である。像形成体と中間転
写体とは接触しているので、このような立ち上がり特性
に違いがある場合に、領域aにおいては、像形成体駆動
モータに対して中間転写体及びその駆動系が負荷として
作用し、領域bにおいては、中間転写体駆動モータに対
して像形成体及びその駆動系が負荷として作用する。
周速の間の逆転現象や或いは一方の周速が他方の周速よ
りも大幅に上回る等の現象が生じて、駆動モータに余分
な負荷トルクがかかるという望ましくない現象が生ず
る。図1に示すような現象は起動時のみでなく、定常作
動時及び停止時においても生ずる。
の駆動系の設計に当たっては、駆動モータのパワー及び
モータの駆動電流を、本来の負荷のみでなく、前記のよ
うな余分な負荷をも考慮して設定する必要がある。
が必要になり、また、余分な電力が必要になって、コス
トの上昇及び電力消費量の上昇を招く。
ー画像形成装置における前記の問題を解決し、低コスト
で消費電力の少ないカラー画像形成装置を提供すること
を目的とする。
下記の発明により達成される。
各々に対応して設けられ、前記像形成体の各々を駆動す
る複数の像形成体駆動モータ、前記複数の像形成体に対
向して設けられた中間転写体、該中間転写体を駆動する
中間転写体駆動モータ及び、前記像形成体駆動モータと
前記中間転写体駆動モータとを制御する制御手段を有す
る画像形成装置であって、前記制御手段は、前記像形成
体駆動モータと前記中間転写体駆動モータとを独立して
制御可能な方法で制御することを特徴とする画像形成装
置。
と前記中間転写体の周速とが同一になるように、前記像
形成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータの立ち上
がり時の制御を行うことを特徴とする前記1に記載の画
像形成装置。
と前記中間転写体の周速とが同一になるように、前記像
形成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータの定常作
動時の制御を行うことを特徴とする前記1又は前記2に
記載の画像形成装置。
ータと前記中間転写体駆動モータの立ち上がり時におけ
る前記像形成体の移動距離と前記中間転写体の移動距離
とが同一になるような制御を行うことを特徴とする前記
1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
速が前記像形成体の周速よりも一定値遅いように前記像
形成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータとを制御
することを特徴とする前記1に記載の画像形成装置。
速が前記像形成体の周速よりも一定値遅いように前記像
形成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータの立ち上
がり時の制御を行うことを特徴とする前記1又は前記5
に記載の画像形成装置。
速が前記像形成体の周速よりも一定値遅いように前記像
形成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータの定常作
動時の制御を行うことを特徴とする前記1、前記5又は
前記6に記載の画像形成装置。
成体駆動モータよりも早く前記中間転写体駆動モータを
オフすることを特徴とする前記1〜7のいずれか1項に
記載の画像形成装置。
転写体駆動モータとしてステッピングモータ又はDCモ
ータを用いたことを特徴とする前記1〜8のいずれか1
項に記載の画像形成装置。
動モータとを、互いに独立して制御可能な方法で制御す
ることを特徴とする画像形成装置におけるモータの制御
方法。
速と中間転写体の周速とが同一になるように、前記像形
成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータとを制御す
ることを特徴とする前記10に記載の画像形成装置にお
けるモータの制御方法。
と中間転写体の周速とが同一になるように、前記像形成
体駆動モータと前記中間転写体駆動モータとを制御する
ことを特徴とする前記10又は前記11に記載の画像形
成装置におけるモータの制御方法。
動距離と中間転写体の移動距離とが同一になるように、
前記像形成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータと
を制御することを特徴とする前記10〜12のいずれか
1項に記載の画像形成装置におけるモータの制御方法。
体の周速よりも一定値遅いように前記像形成体駆動モー
タと前記中間転写体駆動モータの立ち上がり時の制御を
行うことを特徴とする前記10に記載の画像形成装置に
おけるモータの制御方法。
体の周速よりも一定値遅いように前記像形成体駆動モー
タと前記中間転写体駆動モータの定常作動時の制御を行
うことを特徴とする前記10又は前記14に記載の画像
形成装置におけるモータの制御方法。
よりも早く前記中間転写体駆動モータをオフすることを
特徴とする前記10〜15のいずれか1項に記載の画像
形成装置におけるモータの制御方法。
間転写体駆動モータとしてステッピングモータ又はDC
モータを用いたことを特徴とする前記10〜16のいず
れか1項に記載の画像形成装置におけるモータの制御方
法。
かかるカラー画像形成装置を説明する。図2は本発明の
実施の形態に係るカラー画像形成装置の全体構成を示
す。
ナー像を形成するイエロー画像形成部1Y、マゼンタト
ナー像を形成するマゼンタ画像形成部1M、シアントナ
ー像を形成するシアン画像形成部1C及び黒トナー像を
形成する黒画像形成部1Kにより、中間転写体10にフ
ルカラートナー像を形成し、中間転写体10から記録紙
Pにフルカラートナー像を転写して記録紙P上にフルカ
ラートナー像を形成するものである。
のドラム状の感光体2Y、スコロトロン帯電器からな
り、感光体2Yに一様な帯電電位を付与する帯電装置3
Y、レーザ光源からの光ビームで感光体2Yをドット露
光する露光装置4Y、感光体2Y上に帯電と露光とによ
り形成された静電潜像を現像してイエロートナー像を形
成する現像装置5Y、感光体2Y上のトナー像を中間転
写体10に転写するスコトロン帯電器からなる転写装置
6Y及び感光体2Yをクリーニングするクリーニング装
置7Yを有する。
成部1Yにおける前記したと同様な機能を有する像形成
体としての感光体2M、帯電装置3M、露光装置4M、
現像装置5M、転写装置6M及びクリーニング装置7M
を有し、シアン画像形成部1Cはイエロー画像形成部1
Yにおける前記したと同様な機能を有する像形成体とし
ての感光体2C、帯電装置3C、露光装置4C、現像装
置5C、転写装置6C及びクリーニング装置7Cを有
し、黒画像形成部1Kはイエロー画像形成部1Yにおけ
る前記したと同様な機能を有する像形成体としての感光
体2K、帯電装置3K、露光装置4K、現像装置5K、
転写装置6K及びクリーニング装置7Kを有する。
ローラ11B及び従動ローラ11Cに張架され、矢印で
示す方向に回動する。中間転写体10の周辺には、イエ
ロー画像形成部1Y、マゼンタ画像形成部1M、シアン
画像形成部1C、黒画像形成部1K、中間転写体10上
のトナー像を記録紙Pに転写するコロトロン帯電器から
なる転写装置12、中間転写体10から記録紙Pを分離
するコロトロン帯電器からなる分離装置13及び中間転
写体10をクリーニングするクリーニング装置14が配
置される。
おり、給紙ローラ21により給紙カセット20から搬出
され、レジストローラ22により、中間転写体10にお
けるトナー像の形成と同期して転写装置12の位置に給
紙される。23は加熱源であるベルトと押圧ローラを有
する定着装置であり、記録紙Pを搬送しつつ、トナー像
を記録紙Pに定着する。定着装置23を通過した記録紙
Pは搬送ローラ24、25、26を経て排紙皿27に排
紙される。
れイエロートナー、マゼンタトナー、シアントナー、黒
トナーを収容するトナー容器であり、これらトナー容器
から各色のトナーが対応する現像装置5Y、5M、5
C、5Kに補給される。
電装置3Yによる帯電、露光装置4Yによる露光、現像
装置5Yによる現像が行われて感光体2Y上にイエロー
トナー像が、同様な帯電、露光及び現像により感光体2
M上にマゼンタトナー像が、同様な帯電、露光及び現像
により感光体2C上にシアントナー像が、同様な帯電、
露光及び現像により感光体2K上に黒トナー像がそれぞ
れ形成される。これらのカラートナー像が中間転写体1
0上に重ね合わせ転写されフルカラートナー像が形成さ
れるように、タイミング制御される。
転写装置12により記録紙Pに転写される。フルカラー
トナー像が定着装置23により記録紙Pに定着された後
に、記録紙Pは排紙皿27に排紙される。
それぞれクリーニング装置7Y、7M、7C、7Kによ
りクリーニングされて次の画像形成が可能な状態にな
る。中間転写体10はフルカラートナー像の転写後にク
リーニング装置14によりクリーニングされて次の画像
形成が可能な状態になる。現像により消費されたトナー
はトナー容器28Y、28M、28C、28Kから、対
応する現像装置5Y、5M、5C、5Kにそれぞれ補給
される。
す。感光体2Y、2M、2C、2Kを共通に示す感光体
2は同様に共通に示す感光体駆動モータMPにより歯車
g1〜g4を介して駆動される。中間転写体10は中間
転写体駆動モータMTにより歯車g5〜g8を介して駆
動される。
像形成装置の制御系のブロック図である。
Y、感光体2Mを駆動する感光体駆動モータMM、感光
体2Cを駆動する感光体駆動モータMC、感光体2Kを
駆動する感光体駆動モータMK、中間転写体10を駆動
する中間転写体駆動モータMTはそれぞれの駆動回路D
Y、DM、DC、DK、DTにより駆動され、これらの
駆動回路はマイクロコンピュータで構成された制御手段
CRと個々に制御線で接続される。感光体駆動モータM
Y、MM、MC、MK及び中間転写体駆動モータMTに
は、ステッピングモータ又はDCモータを用いることが
できる。
体10とは図2に示すように接触しており、これらの感
光体2Y、2M、2C、2Kと中間転写体10とは同一
の定常周速で移動するように駆動される。また、起動時
及び停止時には、感光体2Y、2M、2C、2Kと中間
転写体10とに対して、これらをほぼ同時に起動し、停
止させる同期制御が行われる。
写体の周速の逆転現象や大きな速度差を生ずる現象は、
感光体と中間転写体とをオン/オフする時間のみを同期
させ、両者の立ち上がり時の特性に対応した速度制御を
それぞれに対して独立に行わないために生ずる。
する感光体駆動モータMY、MM、MC、MKと中間転
写体10を駆動する中間転写体駆動モータMTとを独立
して制御可能な方法で制御することにより、以下に説明
するように、図1に示した起動時の速度の逆転現象等に
生ずる望ましくない現象が確実に防止される。前記のよ
うな望ましくない現象は、立ち上がり時のみでなく定常
速度で作動する定常作動時及び停止時にも生ずるが、本
実施の形態によりこれらの望ましくない現象が確実に防
止される。
Y、2M、2C及び2Kに接触しているために、中間転
写体10の周速が感光体2Y、2M、2C、2Kの周速
よりも大きい場合には、中間転写体駆動モータMTに極
めて大きな減速トルクがかかることになる。本実施の形
態においては、このような中間転写体駆動モータにかか
る余分な負荷が確実に防止される。
二つの方法のいずれかにより余分な負荷の発生を防止し
ている。なお、以下の説明において、感光体2Y、2
M、2C、2Kを感光体2とし、感光体駆動モ−タM
Y、MM、MC、MKをMPとして説明する。以下に説
明する内容は感光体2Y、2M、2C、2K及び感光体
駆動モータMY、MM、MC、MKのそれぞれについて
適用される。
一にする。図5(a)は感光体2と中間転写体10の周
速とを同一にした場合の両者の速度変化を示す。図5
(a)において、Labは感光体2の周速と中間転写体
10の周速とを示す。図示のように、両者の周速が起動
時からt0から定常速度Vに到達する時間t1までの立
ち上がり時及び時間t1以降の定常作動時において、L
abで示すように同一である。
は、制御手段CRにより、感光体駆動モータMPと中間
転写体駆動モータMTを制御することにより行われる。
駆動モータMTとしてステッピングモータを用いた場合
の制御の例について説明する。
けるステップ数、中間転写体駆動モータMTの立ち上が
り時におけるステップ数B、感光体2の周速V1
(n)、中間転写体10の周速V2(m)、感光体2の
立ち上がり時における移動距離D1及び中間転写体10
の立ち上がり時における移動距離D2は次の(1)〜
(6)式で表される。 (1)感光体駆動モータMPのステップ数=N
(n)=中間転写体周速V2(m)、及び感光体移動距
離D1=中間転写体移動距離D2が成り立つように感光
体駆動モータMPと中間転写体駆動モータMTとを制御
する。感光体周速と中間転写体周速とを同一にするとい
う条件については、これらの立ち上がり時及び定常作動
時を通じて前記条件を維持する制御が行われる。
周器による制御パルス周波数の制御を、感光体駆動モー
タMPと中間転写体駆動モータMTとに対して独立して
行うことにより達成される。図5(a)に示す制御によ
り、中間転写体駆動モータMTに対して、感光体2の駆
動系に起因する余分な負荷がかかることが避けられる。
一定値遅くする。本実施の形態の他の例では、感光体周
速V1(n)と中間転写体周速V2(m)の差、即ち、
次の式(7)で示されるように差ΔVが一定値Kとなる
ような制御が行われる。このような制御も感光体駆動モ
ータMPと中間転写体駆動モータMTの制御パルスを独
立して制御することにより達成される。
す。図5(b)に示すように、中間転写体10の周速は
t0〜t1の立ち上がり時及びt1以降の定常作動時に
おいて、中間転写体10の周速Lbが感光体2の周速L
bよりも常に一定値K低い値となる。一定値Kとして
は、速度V1又はV2の0.2〜0.5%程度の微少値
が好ましい。
りも一定値遅くする制御は、中間転写体10及び感光体
2の立ち上がり時及び定常作動時を通じて行われる。
感光体2の駆動系の負荷が中間転写体駆動モータMTの
負荷トルクとなることが避けられる。
終了時、即ち、感光体2及び中間転写体10の停止時に
おいて、中間転写体10に余分な負荷がかからないよう
な制御が行われる。具体的には、制御手段CRが中間転
写体駆動モータMTをオフする時期を感光体駆動モータ
MPをオフする時期よりも僅かに早くする制御を行う。
この制御により、中間転写体駆動モータMTに対してか
かる余分な負荷がなくなる。
り、像形成体と中間転写体とを独立して制御することが
出来るので、これらの起動時、定常作動又は停止時にお
ける、立ち上がり特性又は立ち下がり特性に応じた制御
が可能になり、像形成体駆動モータ又は中間転写体駆動
モータに余分な負荷トルクがかかることが防止される。
その結果、これらのモータとして必要最小限のパワーを
持つものを使用することが可能になり、また、消費電力
を少なくすることができて、コスト低減及び消費エネル
ギーの低減が実現される。複数の像形成体と中間転写体
とを用いるカラー画像形成装置においては、中間転写体
駆動モータに像形成体の駆動系の負荷全体がかかって、
中間転写体駆動モータの負荷トルクが大きくなる場合が
あるが、前記請求項の発明により、カラー画像形成装置
において中間転写体にかかる余分な負荷を確実に避ける
ことが可能になり、コストの低減、消費エネルギーの低
減が確実に実現される。
周速と中間転写体の周速とが同一になるように制御する
ので、立ち上がり時における中間転写体駆動モータにか
かる余分な負荷が極めて良好に除去される。
周速と中間転写体の周速とが同一になるように制御する
ので、定常作動時における中間転写体駆動モータにかか
る余分な負荷が極めて良好に除去される。
り時おける感光体の移動距離と中間転写体の移動距離と
が同一になるように制御するので、立ち上がり時におけ
る中間転写体駆動モータにかかる余分な負荷が極めて良
好に除去される。
間転写体駆動モータにかかる余分な負荷が極めて良好に
除去される。
体の周速が常に感光体の周速を超えないように制御され
るので、立ち上がり時中間転写体にかかる余分な負荷が
極めて良好に除去される。
体の周速が常に感光体の周速を超えないように制御され
るので、定常作動時に中間転写体にかかる余分な負荷が
極めて良好に除去される。
中間転写体駆動モータにかかる余分な負荷がなくなり、
中間転写体駆動モータにかかる負荷が軽減される。
図である。
の全体構成を示す図である。
の制御系のブロック図である。
体の周速の変化を示すグラフである。
Claims (17)
- 【請求項1】 複数の像形成体、 該複数の像形成体の各々に対応して設けられ、前記像形
成体の各々を駆動する複数の像形成体駆動モータ、 前記複数の像形成体に対向して設けられた中間転写体、 該中間転写体を駆動する中間転写体駆動モータ及び、 前記像形成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータと
を制御する制御手段を有する画像形成装置であって、 前記制御手段は、前記像形成体駆動モータと前記中間転
写体駆動モータとを独立して制御可能な方法で制御する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 【請求項2】 前記制御手段は、前記像形成体の周速と
前記中間転写体の周速とが同一になるように、前記像形
成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータの立ち上が
り時の制御を行うことを特徴とする請求項1に記載の画
像形成装置。 - 【請求項3】 前記制御手段は、前記像形成体の周速と
前記中間転写体の周速とが同一になるように、前記像形
成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータの定常作動
時の制御を行う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。 - 【請求項4】 前記制御手段は、前記像形成体駆動モー
タと前記中間転写体駆動モータの立ち上がり時における
前記像形成体の移動距離と前記中間転写体の移動距離と
が同一になるような制御を行うことを特徴とする請求項
1〜3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 【請求項5】 前記制御手段は、前記中間転写体の周速
が前記像形成体の周速よりも一定値遅いように前記像形
成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータとを制御す
ることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 【請求項6】 前記制御手段は、前記中間転写体の周速
が前記像形成体の周速よりも一定値遅いように前記像形
成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータの立ち上が
り時の制御を行うことを特徴とする請求項1又は請求項
5に記載の画像形成装置。 - 【請求項7】 前記制御手段は、前記中間転写体の周速
が前記像形成体の周速よりも一定値遅いように前記像形
成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータの定常作動
時の制御を行うことを特徴とする請求項1、請求項5又
は請求項6に記載の画像形成装置。 - 【請求項8】 前記制御手段は、停止時に、前記像形成
体駆動モータよりも早く前記中間転写体駆動モータをオ
フすることを特徴とする請求項1〜7のいずれか1項に
記載の画像形成装置。 - 【請求項9】 前記像形成体駆動モータ及び前記中間転
写体駆動モータとしてステッピングモータ又はDCモー
タを用いたことを特徴とする請求項1〜8のいずれか1
項に記載の画像形成装置。 - 【請求項10】 像形成体駆動モータと中間転写体駆動
モータとを、互いに独立して制御可能な方法で制御する
ことを特徴とする画像形成装置におけるモータの制御方
法。 - 【請求項11】 立ち上がり時における像形成体の周速
と中間転写体の周速とが同一になるように、前記像形成
体駆動モータと前記中間転写体駆動モータとを制御する
ことを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置にお
けるモータの制御方法。 - 【請求項12】 定常作動時における像形成体の周速と
中間転写体の周速とが同一になるように、前記像形成体
駆動モータと前記中間転写体駆動モータとを制御するこ
とを特徴とする請求項10又は請求項11に記載の画像
形成装置におけるモータの制御方法。 - 【請求項13】 立ち上がり時における像形成体の移動
距離と中間転写体の移動距離とが同一になるように、前
記像形成体駆動モータと前記中間転写体駆動モータとを
制御することを特徴とする請求項10〜12のいずれか
1項に記載の画像形成装置におけるモータの制御方法。 - 【請求項14】 前記中間転写体の周速が前記像形成体
の周速よりも一定値遅いように前記像形成体駆動モータ
と前記中間転写体駆動モータの立ち上がり時の制御を行
うことを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置に
おけるモータの制御方法。 - 【請求項15】 前記中間転写体の周速が前記像形成体
の周速よりも一定値遅いように前記像形成体駆動モータ
と前記中間転写体駆動モータの定常作動時の制御を行う
ことを特徴とする請求項10又は請求項14に記載の画
像形成装置におけるモータの制御方法。 - 【請求項16】 停止時に、前記像形成体駆動モータよ
りも早く前記中間転写体駆動モータをオフすることを特
徴とする請求項10〜15のいずれか1項に記載の画像
形成装置におけるモータの制御方法。 - 【請求項17】 前記像形成体駆動モータ及び前記中間
転写体駆動モータとしてステッピングモータ又はDCモ
ータを用いたことを特徴とする請求項10〜16のいず
れか1項に記載の画像形成装置におけるモータの制御方
法。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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