【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、感光体上にレーザビームによって静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して転写材に転写する画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ドラム状の感光体を回転させながら、その表面上にレーザビームによって静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して転写材に転写する画像形成装置は、複写機、プリンタ、ファクシミリなど広く実施されている。このような感光体を用いた画像形成装置は、感光体の回転変動が潜像の書き込みや転写に影響を及ぼし、出力画像の濃度むら（バンディング）を発生させる原因となる。そのため、感光体の回転軸にフライホイールを取り付け、感光体自身や感光体周辺の駆動による速度変動をフライホイールによる慣性エネルギーにより安定化させている。しかしながら、重いフライホイールを取り付けることにより装置が大型化するばかりでなく、保守性にも問題があった。
【０００３】
また、別の方法として、感光体表面や回転軸上のギヤ等にブレーキ材を当接させて感光体の回転むらを減少させる手段が知られている。しかし、ブレーキ材を当接させるとモータの負荷が増大するため、大型のモータが必要になるとともに、トルクアップさせる必要もあり、コストアップになってしまう。また、ブレーキ材の経時変化による圧力変動も問題になってくる。
【０００４】
このため、特開平１０−１７１３０２号公報では、感光体の駆動歯車を半ピッチずらした２枚重ねによる構成にて噛み合い振動を減少させる方法が提案されている。さらにまた、感光体の回転軸にエンコーダを取り付け、エンコーダの出力変化から感光体の回転変動を算出し、感光体駆動モータの回転速度をエンコーダの回転速度変化に合わせ制御する方法が知られている。
【０００５】
【特許文献１】
特開平１０−１７１３０２号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これらの手法では、メカ機構が複雑になったり、高価なエンコーダが必要になるなど、製造コストも高くなるという問題がある。
【０００７】
上述したように、感光体を用いた画像形成装置における出力画像の濃度ムラ（バンディング）は、感光体の回転が一定ではなく、周期的に回転ムラがあることに起因しているが、感光体の回転ムラの主原因としては、駆動モータのコギングトルクがある。一般的にモータでは、図４に示す一般的な駆動モータの出力トルク変動特性から明らかなように、駆動モータはその回転角に対して出力トルクが周期的に変化する。この周期的に変化するトルクは、コギングトルクあるいはディテントトルクと呼ばれており、モータ構成内での永久磁石の磁束による回転子磁極と固定子磁極間の吸引力が主因であり、モータ構成上避けられない現象である。
【０００８】
そこで、本発明は、上述したような駆動モータから生じる周期的なトルク変動に着目し、このトルク変動を利用してメカ機構を複雑にすることなく、バンディングのない画像を得ることができる画像形成装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
前記目的を達成するため、第１の手段は、駆動モータによって回転する感光体上にレーザ発生手段からのレーザビームによって静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して転写材に転写する画像形成装置において、前記レーザ発生手段の発振周期を前記駆動モータの回転特性と同期させたことを特徴としている。
【００１０】
第２の手段は、第１の手段において前記駆動モータの回転周期特性が前記駆動モータのコギングトルク周期であることを特徴としている。このようにレーザ発生手段の発振周波数を画像ムラ発生の主要因である駆動モータのコギングトルク周期と同期させることにより、画像ムラのない出力画像を得ることができる。
【００１１】
第３の手段は、第１または第２の手段において、前記駆動モータが回転角度センサを内蔵し、この回転角度センサの出力信号によって前記レーザ発生手段の発振を制御することを特徴としている。このように、駆動モータに内蔵された回転角度センサの出力信号とレーザ発生手段の発振を同期させたことにより、簡便かつ確実にコギングトルクとレーザ光発振の同期を取ることができる。
【００１２】
第４の手段は、第２の手段において、前記駆動モータのコギングトルク周期データを格納するメモリを備え、このメモリからのデータに基づいて前記レーザ発生手段の発振周期を制御して前記駆動モータのコギングトルク周期と同期させることを特徴としている。このように駆動モータのコギングトルク周期データをメモリに格納すると、駆動モータの回転特性を随時センシングする必要がなく、さらに簡便に画像ムラのない出力画像を得ることができる。
【００１３】
第５の手段は、第１ないし第４の手段において、前記感光体の回転軸と前記駆動モータの回転軸とを同一軸上にあることを特徴としている。感光体の回転軸と駆動モータの回転軸とを同一軸とする構成の場合には、駆動モータに要求されるトルクが大きくなるために、コギングトルクによって生じる回転ムラが顕著になるが、この構成によりコギングトルクによる影響を確実に打ち消すことができる。
【００１４】
第６の手段は、第１ないし第４の手段において、前記感光体の回転軸と前記駆動モータの回転軸とは減速機構を介して接続されていることを特徴としている。感光体の回転軸と駆動モータの回転軸との間にギヤの組合せやタイミングベルトなどを用いた減速機構を構成した場合には、駆動モータの必要トルクが小さくて済むことから、駆動モータのコギングトルクが感光体の回転に及ぼす影響も軽減されるが、この構成によりコギングトルクによる影響を確実に打ち消すことができる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の各実施の形態において、同等とみなせる各部には同一参照番号を付し、重複する説明は適宜省略する。
【００１６】
＜第１の実施形態＞
図１は本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の駆動機構部の概略構成を示す図、図２は駆動モータの出力トルク変動とレーザダイオードの発振トリガの関係を説明するための図である。
【００１７】
画像形成装置は、画像情報にしたがって発光するレーザダイオード１からのレーザビームをドラム状の感光体２の表面上に照射して静電潜像を作成し、この静電潜像を現像して転写紙などの転写材に転写するもので、その構成は周知なので、詳細な構造を示す図面及び説明は省略する。感光体２の周囲には図示していないが、帯電器、現像器、クリーナなどが配置されている。この実施の形態では、感光体２の回転軸（図示しない）と駆動モータ３の回転軸（図示しない）が同一軸上に配置している。図示していない駆動モータドライブ回路の出力電圧値、または出力電流値に対応して駆動モータ３が回転し、駆動モータ３の回転軸が感光体２の回転軸と同一軸になっているので、駆動モータ３の回転が直接伝達され、感光体２が回転する。帯電器により回転する感光体２の表面は、プラスまたはマイナスに帯電され、その後レーザダイオード１からのレーザ光により露光されて潜像が形成される。その潜像は、現像器によりトナーが付着されることで現像され、その現像された像（画像）は転写ベルト４に転写され、最終的には転写材（図示しない）などに画像が印刷される。その後、クリーナによって感光体２の表面がクリーニングされ、上記工程を繰り返すことで画像の複写またはプリントが行なわれる。駆動モータ３に内蔵された回転角度センサ（図示しない）の出力がレーザ発振コントローラ５に入力されており、感光体１の表面に潜像を形成するためのレーザ光は、駆動モータ３のコギングトルクに同期してレーザダイオード１から発振される。
【００１８】
コギングトルクとレーザ光の発振周期の関係は、図２に示すように、コギングトルクが大きいときには、感光体２の回転が速くなるので、レーザ光の発振周期も早くなるように設定する。一方、コギングトルクが小さい場合には、感光体２の回転が遅くなるので、レーザ光の発振周期も遅くなるように設定する。このことにより、感光体２の表面上では、一定間隔でレーザ光が照射されるので、濃度ムラ（バンディング）のない潜像が得られる。
【００１９】
＜第２の実施形態＞
図３は本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の駆動機構部の概略構成を示す図である。駆動モータ３のコギングトルクは、上述したようにモータの構成上により発生するものであるため、発生周期や変動の大きさは一定である。そこで、この第２の実施の形態においては、画像形成装置に使用する駆動モータごとにコギングトルクデータをデータ格納のためのメモリ６に保持し、そのデータに基づいてレーザ発振コントローラ５によりレーザダイオード１を発振させ、レーザ光を出力させるようにしている。この手段を用いることにより、駆動モータ３のコギングトルク状態を随時センシングする機構を省略することができる。
【００２０】
上述した第１および第２の実施の形態では、駆動モータ３の回転軸と感光体２の回転軸が同一軸の場合について示したが、駆動モータ３の回転軸と感光体２の回転軸との間に減速ギヤ機構を介している場合についても同様の構成が可能であり、同様の効果が得られる。
【００２１】
【発明の効果】
以上のように、本発明によれば、レーザ発生手段の発振周期を駆動モータの回転特性と同期させたことにより、駆動モータの回転が速くなるときはレーザ光の発振周期も早くなるように、そして駆動モータの回転が遅くなるときはレーザ光の発振周期も遅くなるように設定することで、画像ムラのない出力画像が得られる画像形成装置を実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の駆動機構部の概略構成を示す図である。
【図２】駆動モータの出力トルク変動とレーザダイオードの発振トリガの関係を説明するための図である。
【図３】本発明の第２の実施の形態に係る画像形成装置の駆動機構部の概略構成を示す図である。
【図４】一般的な駆動モータの出力トルク変動特性を示す図である。
【符号の説明】
１ レーザダイオード
２ 感光体
３ 駆動モータ
４ 転写ベルト
５ レーザ発振コントローラ
６ メモリ[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus that forms an electrostatic latent image on a photoconductor by a laser beam, develops the electrostatic latent image, and transfers the developed image to a transfer material.
[0002]
[Prior art]
An image forming apparatus that forms an electrostatic latent image by a laser beam on the surface of a drum-shaped photoreceptor while rotating the photoreceptor, develops the electrostatic latent image, and transfers the latent image to a transfer material includes a copier, a printer, a facsimile machine, and the like. It is widely implemented. In an image forming apparatus using such a photoreceptor, fluctuations in the rotation of the photoreceptor affect writing and transfer of a latent image, and cause density unevenness (banding) of an output image. For this reason, a flywheel is attached to the rotating shaft of the photoconductor, and speed fluctuations caused by driving the photoconductor itself and the periphery of the photoconductor are stabilized by inertial energy of the flywheel. However, mounting a heavy flywheel not only increases the size of the device, but also causes problems in maintainability.
[0003]
Further, as another method, a means for reducing the uneven rotation of the photoconductor by bringing a brake material into contact with the surface of the photoconductor or a gear on a rotating shaft or the like is known. However, when the brake material is brought into contact, the load on the motor increases, so that a large-sized motor is required, and it is necessary to increase the torque, which increases the cost. In addition, pressure fluctuation due to aging of the brake material also becomes a problem.
[0004]
For this reason, Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-171302 proposes a method of reducing the meshing vibration by a configuration in which two drive gears of the photoreceptor are shifted by a half pitch so as to overlap each other. Still further, a method is known in which an encoder is attached to a rotation shaft of a photoconductor, a rotation fluctuation of the photoconductor is calculated from a change in output of the encoder, and a rotation speed of a photoconductor drive motor is controlled in accordance with the rotation speed of the encoder. .
[0005]
[Patent Document 1]
JP 10-171302 A
[Problems to be solved by the invention]
However, these methods have a problem that manufacturing costs are high, for example, a mechanical mechanism becomes complicated or an expensive encoder is required.
[0007]
As described above, the density unevenness (banding) of an output image in an image forming apparatus using a photoconductor is caused by the fact that the rotation of the photoconductor is not constant and the rotation of the photoconductor is periodically uneven. The main cause of the rotation unevenness is the cogging torque of the drive motor. Generally, in a motor, the output torque of the drive motor periodically changes with respect to the rotation angle, as is apparent from the output torque fluctuation characteristics of the general drive motor shown in FIG. This periodically changing torque is called cogging torque or detent torque, which is mainly caused by the attractive force between the rotor magnetic pole and the stator magnetic pole due to the magnetic flux of the permanent magnet in the motor configuration. This is a phenomenon that cannot be achieved.
[0008]
Therefore, the present invention focuses on the periodic torque fluctuation generated from the driving motor as described above, and makes it possible to obtain an image without banding without complicating a mechanical mechanism by using the torque fluctuation. It is intended to provide a device.
[0009]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, the first means forms an electrostatic latent image on a photoreceptor rotated by a drive motor by a laser beam from a laser generating means, develops the electrostatic latent image, and forms the electrostatic latent image on a transfer material. In the image forming apparatus for transferring, the oscillation cycle of the laser generating means is synchronized with the rotation characteristics of the drive motor.
[0010]
The second means is characterized in that in the first means, the rotation cycle characteristic of the drive motor is a cogging torque cycle of the drive motor. By synchronizing the oscillation frequency of the laser generator with the cogging torque cycle of the drive motor, which is a main factor of the occurrence of image unevenness, an output image without image unevenness can be obtained.
[0011]
The third means is characterized in that in the first or second means, the drive motor has a built-in rotation angle sensor, and controls the oscillation of the laser generation means by an output signal of the rotation angle sensor. As described above, by synchronizing the output signal of the rotation angle sensor built in the drive motor and the oscillation of the laser generating means, it is possible to easily and reliably synchronize the cogging torque and the laser light oscillation.
[0012]
The fourth means is the second means, further comprising a memory for storing cogging torque cycle data of the drive motor, and controlling an oscillation cycle of the laser generation means based on the data from the memory to control the drive motor. It is characterized in that it is synchronized with the cogging torque cycle. When the cogging torque cycle data of the drive motor is stored in the memory as described above, it is not necessary to sense the rotation characteristics of the drive motor as needed, and an output image without image unevenness can be obtained more easily.
[0013]
According to a fifth aspect, in the first to fourth aspects, the rotation axis of the photoconductor and the rotation axis of the drive motor are on the same axis. In the case of a configuration in which the rotation axis of the photoconductor and the rotation axis of the drive motor are the same axis, the torque required for the drive motor is large, and the rotation unevenness caused by the cogging torque becomes remarkable. Thereby, the influence of the cogging torque can be reliably canceled.
[0014]
According to a sixth aspect, in the first to fourth aspects, the rotation axis of the photoconductor and the rotation axis of the drive motor are connected via a speed reduction mechanism. If a speed reduction mechanism that uses a combination of gears or a timing belt between the rotation axis of the photoconductor and the rotation axis of the drive motor is used, the required torque of the drive motor is small, and the cogging of the drive motor is required. Although the influence of the torque on the rotation of the photoreceptor is reduced, the effect of the cogging torque can be reliably canceled by this configuration.
[0015]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. Note that, in the following embodiments, the same reference numerals are given to portions that can be regarded as equivalent, and redundant description will be omitted as appropriate.
[0016]
<First embodiment>
FIG. 1 is a diagram showing a schematic configuration of a drive mechanism of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a view for explaining a relationship between output torque fluctuation of a drive motor and an oscillation trigger of a laser diode. FIG.
[0017]
The image forming apparatus irradiates a laser beam from a laser diode 1 that emits light in accordance with image information onto the surface of a drum-shaped photosensitive member 2 to form an electrostatic latent image, and develops and transfers this electrostatic latent image. Since the transfer is performed on a transfer material such as paper and the configuration is well known, drawings and explanations showing detailed structures are omitted. Although not shown, a charger, a developing device, a cleaner, and the like are arranged around the photoconductor 2. In this embodiment, the rotation axis (not shown) of the photoconductor 2 and the rotation axis (not shown) of the drive motor 3 are arranged on the same axis. Since the drive motor 3 rotates according to the output voltage value or output current value of the drive motor drive circuit (not shown), and the rotation axis of the drive motor 3 is the same as the rotation axis of the photoconductor 2, The rotation of the drive motor 3 is directly transmitted, and the photoconductor 2 rotates. The surface of the photoconductor 2 that is rotated by the charger is charged to plus or minus, and is then exposed to laser light from the laser diode 1 to form a latent image. The latent image is developed by applying toner by a developing device, and the developed image (image) is transferred to the transfer belt 4 and finally the image is printed on a transfer material (not shown). You. Thereafter, the surface of the photoreceptor 2 is cleaned by a cleaner, and the above steps are repeated to copy or print an image. The output of a rotation angle sensor (not shown) built in the drive motor 3 is input to the laser oscillation controller 5, and the laser light for forming a latent image on the surface of the photoconductor 1 is generated by the cogging torque of the drive motor 3. The laser diode 1 oscillates in synchronism with.
[0018]
As shown in FIG. 2, the relationship between the cogging torque and the oscillation period of the laser beam is set so that when the cogging torque is large, the rotation of the photoconductor 2 is accelerated, so that the oscillation period of the laser beam is also accelerated. On the other hand, when the cogging torque is small, the rotation of the photoconductor 2 is slowed down, so that the oscillation cycle of the laser light is set to be slowed down. As a result, a laser beam is irradiated on the surface of the photoconductor 2 at regular intervals, so that a latent image without density unevenness (banding) can be obtained.
[0019]
<Second embodiment>
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of a drive mechanism of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention. Since the cogging torque of the drive motor 3 is generated due to the configuration of the motor as described above, the generation cycle and the magnitude of the fluctuation are constant. Therefore, in the second embodiment, cogging torque data is stored in a memory 6 for storing data for each drive motor used in the image forming apparatus, and based on the data, a laser diode controller 1 Is oscillated to output a laser beam. By using this means, a mechanism for occasionally sensing the cogging torque state of the drive motor 3 can be omitted.
[0020]
In the above-described first and second embodiments, the case where the rotation axis of the drive motor 3 and the rotation axis of the photoconductor 2 are the same axis has been described, but the rotation axis of the drive motor 3 and the rotation axis of the photoconductor 2 The same configuration is possible also in the case where a reduction gear mechanism is interposed between the two, and the same effect can be obtained.
[0021]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, by synchronizing the oscillation cycle of the laser generation means with the rotation characteristics of the drive motor, when the rotation of the drive motor becomes faster, the oscillation cycle of the laser light also becomes faster. By setting the oscillation cycle of the laser beam to be slow when the rotation of the drive motor is slow, it is possible to realize an image forming apparatus capable of obtaining an output image without image unevenness.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a schematic configuration of a drive mechanism of an image forming apparatus according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 2 is a diagram for explaining a relationship between output torque fluctuation of a drive motor and an oscillation trigger of a laser diode.
FIG. 3 is a diagram illustrating a schematic configuration of a drive mechanism of an image forming apparatus according to a second embodiment of the present invention.
FIG. 4 is a diagram showing output torque fluctuation characteristics of a general drive motor.
[Explanation of symbols]
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Laser diode 2 Photoconductor 3 Drive motor 4 Transfer belt 5 Laser oscillation controller 6 Memory
