JP2005266373A - Image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものであり、より詳しくは像担持体等、高精度に速度制御を必要とする被駆動体の速度異常検知を行う検知部を設けた画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile machine, or a printer, and more specifically, includes a detection unit that detects a speed abnormality of a driven body that requires speed control with high accuracy, such as an image carrier. The present invention relates to an image forming apparatus.
電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置は、感光体ドラム上に形成された静電潜像に荷電トナーを付着させて現像剤像を形成し、この現像剤像を直接に又は一度中間転写体に転写した後、記録紙に転写定着させて画像形成を行っている。 Image forming apparatuses such as electrophotographic copying machines, printers, facsimiles, and the like form a developer image by attaching charged toner to an electrostatic latent image formed on a photosensitive drum, and directly form the developer image. Alternatively, once the image is transferred to an intermediate transfer member, the image is formed by transferring and fixing it onto a recording sheet.
この画像形成装置において鮮明な画像を形成するためには感光体ドラムの回転速度を一定に保持することが必要であり、回転変動などの速度ムラがある場合には転写画像等は鮮明とはならず種々の不良が発生する。そのため、負荷変動が生じても感光体ドラムの一定速度回転を維持するための速度制御が以前より行われている。 In order to form a clear image in this image forming apparatus, it is necessary to keep the rotational speed of the photosensitive drum constant, and when there is a speed variation such as rotational fluctuation, the transferred image is not clear. Various defects occur. Therefore, speed control for maintaining a constant speed rotation of the photosensitive drum has been performed even before a load change occurs.
一方、感光体ドラムはその回転軸にモータからの駆動トルクが伝達されることによって回転駆動されるが、動力伝達経路にはギヤ列やカップリングなどが介在するため、回転方向にガタが発生して感光体ドラムの定速回転を妨げるという問題や、バックラッシュ等に起因したガタが存在するという問題があった。そのため、DCモータ等の回転軸に直接設置する速度検出手段のみによって行うフィードバック制御では制御対象である感光体ドラムなどの高精度な定速回転制御は望めない状況にあった。 On the other hand, the photosensitive drum is driven to rotate when the driving torque from the motor is transmitted to its rotating shaft. However, since the power transmission path includes a gear train, a coupling, and the like, backlash occurs in the rotational direction. There is a problem that the constant speed rotation of the photosensitive drum is hindered, and there is a problem that there is a backlash due to backlash or the like. For this reason, in feedback control performed only by speed detection means installed directly on a rotating shaft such as a DC motor, high-precision constant-speed rotation control of the photosensitive drum or the like to be controlled cannot be expected.
そこで、DCモータ等の回転シャフトではなく、感光体ドラムなどの被駆動体に直接回転速度検出装置を設置し、高精度に定速回転制御を行う方法が使用されているが、現在の画像形成装置では被駆動体に直接設置される速度検出装置それ自体が正常に作動しない場合には装置の動作そのものを停止させて画像形成の無駄をなくす方法が採用されている。 Therefore, a method is used in which a rotational speed detection device is directly installed on a driven body such as a photosensitive drum instead of a rotating shaft such as a DC motor to perform constant-speed rotational control with high accuracy. In the apparatus, when the speed detection apparatus itself installed directly on the driven body does not operate normally, a method is employed in which the operation of the apparatus is stopped to eliminate waste of image formation.
しかし、一時的な負荷変動や復帰性のある故障状態であっても、すべて画像形成動作を停止させてしまうのではユーザの機器使用効率の低下をきたすことになる。このような問題の解決のため特許文献1ではモータ故障と負荷異常を判別することができ、初期動作時における一時的な過負荷状態にも適切に対処できる画像形成装置が提案されている。
しかしながら、モータ故障ではなく速度検知装置自体の故障もある。例えば、速度検知のためのエンコーダが壊れたり、汚れたりすることによってフィードバック信号が得られず、過負荷状態として判断されて画像形成動作が停止する場合もある。かかる場合、直ちに保守点検のために画像形成装置を停止させていたのでは作業効率を著しく低下させる。 However, there is a failure of the speed detection device itself instead of a motor failure. For example, a feedback signal may not be obtained due to a broken or dirty encoder for speed detection, and an image forming operation may be stopped due to an overload condition. In such a case, if the image forming apparatus is immediately stopped for maintenance and inspection, the work efficiency is significantly reduced.
一方、画像形成装置において問題となる速度変動は被駆動体の一回転における低周波の速度変動である。この低周波の速度変動に対してカラーとモノクロでは可視感度特性に大きな相違がある。低周波の速度変動に対してカラーでは可視感度が低くなる(非表示)のに対し、モノクロでは図12の単色モードに対する可視感度曲線が示すように、ラインスピードが73mm/秒時においては50Hz以下で人間の目に感知されなくなっていくため可視感度が高くなり、高精度な速度制御をしなくても十分な画像品質を得ることが可能である。 On the other hand, the speed fluctuation that is a problem in the image forming apparatus is a low-frequency speed fluctuation in one rotation of the driven body. There is a large difference in visible sensitivity characteristics between color and monochrome with respect to this low frequency fluctuation. In contrast to the low-frequency speed fluctuation, the visible sensitivity is low in color (not displayed), whereas in monochrome, the visible sensitivity curve for the monochromatic mode in FIG. 12 shows that the line speed is 50 Hz or less at 73 mm / sec. As a result, the visual sensitivity is increased because the human eye is no longer perceived, and sufficient image quality can be obtained without high-precision speed control.
ラインスピードが上昇すると、その周波数はより高くなる。従って、カラー複写機等において各色の感光体ドラム又は中間転写体ベルト等の被駆動体に設けられた速度検知装置が故障しても、定速回転の精度を要しない単色モードで使用する場合には駆動モータに直接設定された速度検知装置を使用して速度制御を行えば十分な画像品質を確保することが可能である。 As the line speed increases, the frequency becomes higher. Therefore, in the case of using in a single color mode that does not require the accuracy of constant speed rotation even if the speed detection device provided on the driven body such as the photosensitive drum of each color or the intermediate transfer belt is broken in a color copying machine or the like. If the speed control is performed using a speed detection device set directly on the drive motor, sufficient image quality can be ensured.
本願発明はかかる状況に鑑みてなされたものであり、カラー機などの高精度に速度制御を行う必要のある画像形成装置において、被駆動体に設けられた速度検知装置が故障をしても、画像形成動作を停止することなく、モータ自体に設けられた速度検知装置によって高精度な速度制御を必要としないモード(例えば単色モード)での動作を可能とする画像形成装置を提供しようとするものである。 The present invention has been made in view of such a situation, and in an image forming apparatus such as a color machine that needs to perform speed control with high accuracy, even if a speed detection device provided on a driven body fails, An image forming apparatus capable of operating in a mode (for example, a single color mode) that does not require high-precision speed control by a speed detection device provided in the motor itself without stopping the image forming operation. It is.
上記目的を達成するため本願第一の発明にかかる画像形成装置は、像担持体等の被駆動体、被駆動体を回転駆動する駆動モータ、駆動モータの駆動力を被駆動体へ伝達する動力伝達部材、駆動モータの回転速度を検知する第一速度検知手段、駆動モータの駆動力が動力伝達部材を介して伝達された被駆動体の回転速度を検知する第二速度検知手段、駆動モータの速度指令値と第一速度検知手段による検知結果から前記駆動モータの基準速度値を演算して基準速度制御を行い、さらにこの速度基準値と第二速度検知手段による検知結果から被駆動体の回転変動値を演算して変動抑制制御を行う速度制御手段、第二速度検知手段の検知結果と所定の基準値とを比較して被駆動体の回転速度の異常を検知する速度異常検知手段を有して構成されている。 In order to achieve the above object, an image forming apparatus according to a first invention of the present application includes a driven body such as an image carrier, a drive motor that rotationally drives the driven body, and power that transmits the driving force of the drive motor to the driven body. A transmission member, first speed detection means for detecting the rotation speed of the drive motor, second speed detection means for detecting the rotation speed of the driven body to which the driving force of the drive motor is transmitted via the power transmission member, Based on the speed command value and the detection result of the first speed detection means, the reference speed value of the drive motor is calculated to perform reference speed control, and further, the rotation of the driven body is determined from the speed reference value and the detection result of the second speed detection means. Speed control means for calculating fluctuation values and performing fluctuation suppression control, and speed abnormality detection means for detecting abnormalities in the rotational speed of the driven body by comparing the detection result of the second speed detection means with a predetermined reference value. Configured .
上記画像形成装置では、所定の基準値として速度指令値を使用するのが好ましく、第二速度検知手段の検知結果と速度指令値との差が所定の許容範囲を超えたときに、速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断するように構成する。 In the image forming apparatus, it is preferable to use a speed command value as a predetermined reference value, and when the difference between the detection result of the second speed detection means and the speed command value exceeds a predetermined allowable range, a speed abnormality detection is performed. The means is configured to determine that the rotational speed of the driven body is abnormal.
上記画像形成装置の速度制御手段は、駆動モータの速度指令値と第一速度検知手段による検知結果から駆動モータの基準速度値を算出する基準速度演算手段と、基準速度値と第二速度検知手段による検知結果から被駆動体の回転変動値を算出する回転変動演算手段とから構成される。 The speed control means of the image forming apparatus includes a reference speed calculation means for calculating a reference speed value of the drive motor from a speed command value of the drive motor and a detection result by the first speed detection means, a reference speed value and a second speed detection means. And a rotation fluctuation calculating means for calculating a rotation fluctuation value of the driven body from the detection result obtained by the above.
駆動モータの制御方法としては二つの方法が適用可能である。一つは、算出された基準速度値と回転変動値を加算した値を速度指令値に対する回転変動抑制値として入力し、被駆動体の変動抑制制御を行う。そして、速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、基準速度値のみを回転変動抑制値として被駆動体の変動抑制制御を行い、そのまま画像形成動作の継続を可能とする方法である。 Two methods are applicable as the control method of the drive motor. One is to input a value obtained by adding the calculated reference speed value and the rotation fluctuation value as a rotation fluctuation suppression value with respect to the speed command value, and to perform fluctuation suppression control of the driven body. When the speed abnormality detecting means determines that the rotational speed of the driven body is abnormal, the fluctuation control of the driven body is performed using only the reference speed value as the rotational fluctuation suppression value, and the image forming operation can be continued as it is. It is a method.
他の一つは、駆動モータの速度指令値と回転変動値を加算した値を回転変動抑制値として入力し、被駆動体の変動抑制制御を行う。速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、基準速度値のみを回転変動抑制値として被駆動体の変動抑制制御を行い、そのまま画像形成動作の継続を可能とする方法である。 The other one inputs a value obtained by adding the speed command value of the drive motor and the rotation fluctuation value as a rotation fluctuation suppression value, and performs fluctuation suppression control of the driven body. If the speed abnormality detection means determines that the rotational speed of the driven body is abnormal, the fluctuation control of the driven body is performed using only the reference speed value as the rotational fluctuation suppression value, and the image forming operation can be continued as it is. Is the method.
速度異常検知手段を設けた画像形成装置では、画像形成動作をそのまま継続するか否かの判断を使用者に委ねるための選択手段を設けて構成することが好ましい。 In the image forming apparatus provided with the speed abnormality detecting means, it is preferable to provide a selecting means for entrusting the user with a decision as to whether or not to continue the image forming operation.
本願第二の発明にかかる画像形成装置は、駆動モータをステッピングモータとした場合の構成を示すものである。この画像形成装置は像担持体等の被駆動体、被駆動体を回転駆動するステッピングモータ、ステッピングモータの駆動力を被駆動体へ伝達する動力伝達部材、ステッピングモータの駆動力が動力伝達部材を介して伝達された被駆動体の回転速度を検知する第二速度検知手段、ステッピングモータの速度指令値によってステッピングモータの基準速度制御を行い、第二速度検知手段による検知結果からステッピングモータの回転変動値を演算して変動抑制制御を行う速度制御手段及び第二速度検知手段の検知結果と速度指令値を比較して被駆動体の回転速度の異常を検知する速度異常検知手段、を有して構成されている。 The image forming apparatus according to the second invention of the present application shows a configuration when the drive motor is a stepping motor. This image forming apparatus includes a driven body such as an image carrier, a stepping motor that rotationally drives the driven body, a power transmission member that transmits the driving force of the stepping motor to the driven body, and a driving force of the stepping motor that drives the power transmission member. The second speed detecting means for detecting the rotational speed of the driven body transmitted via the reference speed control of the stepping motor based on the speed command value of the stepping motor, and the rotation fluctuation of the stepping motor from the detection result by the second speed detecting means Speed control means for calculating the value and performing fluctuation suppression control, and speed abnormality detection means for detecting the abnormality of the rotational speed of the driven body by comparing the detection result of the second speed detection means with the speed command value It is configured.
本願第二の発明にかかる画像形成装置では、第二速度検知手段の検知結果と速度指令値との差が所定の許容範囲を超えたときに、速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断するように構成する。 In the image forming apparatus according to the second invention of the present application, when the difference between the detection result of the second speed detection unit and the speed command value exceeds a predetermined allowable range, the speed abnormality detection unit detects the rotational speed of the driven body. It is configured so as to be determined as abnormal.
上記画像形成装置の速度制御手段は次のように構成する。すなわち、ステッピングモータの速度指令値と第二速度検知手段による検知結果から被駆動体の回転変動値を算出する回転変動演算手段を設けて構成し、速度指令値と回転変動値を加算した値を回転変動抑制値として被駆動体の変動抑制制御を行う。そして、速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、速度指令値のみを基準として被駆動体の変動抑制制御を行って、そのまま画像形成動作の継続を可能とするように構成している。 The speed control means of the image forming apparatus is configured as follows. That is, a rotation fluctuation calculating means for calculating the rotation fluctuation value of the driven body from the speed command value of the stepping motor and the detection result by the second speed detection means is provided, and a value obtained by adding the speed command value and the rotation fluctuation value is obtained. A fluctuation suppression control of the driven body is performed as the rotation fluctuation suppression value. When the speed abnormality detecting means determines that the rotational speed of the driven body is abnormal, the fluctuation control of the driven body is performed based only on the speed command value, and the image forming operation can be continued as it is. It is configured as follows.
また、速度異常検知手段を設けた画像形成装置では、画像形成動作をそのまま継続するか否かの判断を使用者に委ねるための選択手段を設けて構成することが好ましい。上記構成の画像形成装置によれば、以下のような作用効果が得られる。 Further, the image forming apparatus provided with the speed abnormality detecting means is preferably provided with a selecting means for entrusting the user with a decision as to whether or not to continue the image forming operation. According to the image forming apparatus having the above configuration, the following operational effects can be obtained.
本願第一の発明にかかる画像形成装置によれば、駆動モータの回転速度を検知する第一速度検知手段と、駆動モータの駆動力が動力伝達部材を介して伝達された被駆動体の回転速度を検知する第二速度検知手段とから、それぞれの現実の速度を検知して変動抑制制御するので、被駆動体を高精度に速度制御することができ、さらに第二速度検知手段の検知結果と所定の基準値とを比較して被駆動体の回転速度の異常を検知できるので、画像形成の信頼性を高めることができる。 According to the image forming apparatus of the first invention of the present application, the first speed detecting means for detecting the rotational speed of the drive motor and the rotational speed of the driven body to which the driving force of the drive motor is transmitted via the power transmission member. The second speed detection means that detects the actual speed and controls the fluctuation suppression, so that the driven body can be controlled with high accuracy, and the detection result of the second speed detection means Since an abnormality in the rotational speed of the driven body can be detected by comparing with a predetermined reference value, the reliability of image formation can be improved.
また、速度指令値に対する回転変動幅を検知して速度異常を判断するように構成した場合は、速度変動が大きくなった時に速度異常と判断して知らせるので、高精細な画像を必要とするモードでの無駄な画像形成をなくすことができる。 In addition, when it is configured to detect the speed fluctuation by detecting the rotation fluctuation range with respect to the speed command value, it is determined that the speed is abnormal when the speed fluctuation becomes large, so a mode that requires a high-definition image is required. It is possible to eliminate useless image formation.
請求項3に記載の画像形成装置では、被駆動体の回転速度の変動抑制制御を基準速度値と回転変動値を加算した値を基礎として行っているので、駆動モータの回転速度に連動した高精度な速度制御が可能であるだけでなく、被駆動体に設けられた第二速度検知手段が故障しても基準速度値のみを回転変動抑制値として被駆動体の変動抑制制御を行うことができる。その結果、画像形成動作を停止させることなく高精度の速度制御を要しないモードでの動作が可能となる。
In the image forming apparatus according to
請求項4のように被駆動体の回転速度の変動抑制制御を、駆動モータに対する速度指令値からの回転変動値を基礎として行ってもほぼ同様の効果を期待することができる。 Even if the rotational speed fluctuation suppression control of the driven body is performed based on the rotational fluctuation value from the speed command value for the drive motor as in the fourth aspect, substantially the same effect can be expected.
請求項5に記載の画像形成装置では、速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断した場合に、基準速度値のみを回転変動抑制値として被駆動体の変動抑制制御を行って、画像形成動作を継続するか停止するかの選択手段を設けているので、使用者に判断を委ねることによって画像形成装置の使用効率を高めつつ無駄な画像形成を防止することができる。 In the image forming apparatus according to claim 5, when the speed abnormality detection unit determines that the rotational speed of the driven body is abnormal, the fluctuation suppression control of the driven body is performed using only the reference speed value as the rotational fluctuation suppression value. Since the selection means for continuing or stopping the image forming operation is provided, it is possible to prevent useless image formation while enhancing the use efficiency of the image forming apparatus by leaving the judgment to the user.
本願第二の発明のように駆動モータとしてステッピングモータを使用した場合には、ステッピングモータは速度指令値に追従して回転し、追従できない場合はモータ自身が停止するので、第一の発明に係る画像形成装置で駆動モータに直接設けた第一速度検出手段は不要となる。その結果、第二速度検知手段の検知結果のみで被駆動体を高精度に速度制御することが可能である。 When a stepping motor is used as the drive motor as in the second invention of the present application, the stepping motor rotates following the speed command value, and if the tracking cannot be performed, the motor itself stops. The first speed detection means provided directly on the drive motor in the image forming apparatus is not necessary. As a result, the driven body can be speed-controlled with high accuracy only by the detection result of the second speed detecting means.
また、速度指令値に対する回転変動値を検知して速度異常を判断するように構成しているので、速度変動が大きくなった時に速度異常と判断して、高精細な画像を必要とするモードでの無駄な画像形成を防止することができる。 In addition, since it is configured to detect the speed fluctuation by detecting the rotation fluctuation value with respect to the speed command value, it is determined that the speed is abnormal when the speed fluctuation becomes large, and in a mode that requires a high-definition image. It is possible to prevent unnecessary image formation.
この画像形成装置では被駆動体の回転速度の変動抑制制御を、回転変動値を基礎として行っているので、高精度な速度制御が可能であるだけでなく、被駆動体に設けられた第二速度検知手段が故障した場合には速度指令値のみで被駆動体の変動抑制制御を続行することができる。その結果、画像形成動作を停止させることなく高精度の速度制御を要しないモノクロモードでの動作の続行が可能となる。 In this image forming apparatus, fluctuation suppression control of the rotational speed of the driven body is performed based on the rotational fluctuation value, so that not only high-precision speed control is possible, but also the second speed provided on the driven body. When the speed detecting means fails, the fluctuation suppression control of the driven body can be continued only with the speed command value. As a result, it is possible to continue the operation in the monochrome mode that does not require highly accurate speed control without stopping the image forming operation.
請求項9に係る画像形成装置では、速度異常検知手段が被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、速度指令値のみを基準として被駆動体の変動抑制制御を可能とし、画像形成動作を継続するか停止するかの選択手段を設けているので、使用者は自ら選択判断することができ、その結果、画像形成装置の使用効率を高めつつ無駄な画像形成を防止することができる。 In the image forming apparatus according to claim 9, when the speed abnormality detection unit determines that the rotational speed of the driven body is abnormal, it is possible to perform fluctuation suppression control of the driven body based on only the speed command value, and image formation Since the selection means for continuing or stopping the operation is provided, the user can make a selection decision himself, and as a result, it is possible to prevent useless image formation while improving the use efficiency of the image forming apparatus. .
なお、被駆動体を像担持体である感光体又は中間転写体とすれば高精細な速度制御を必要とするカラーモードでの使用ができない場合であっても、画像形成動作を停止させることなく、高精細な速度制御を必要としないモノクロモードでの画像形成を続行することができる。以上のように請求項1から請求項10に記載の画像形成装置をカラー機に適用すれば、被駆動体に装着した速度検知装置が故障して速度制御が不安定となってもモノクロモードでの使用、例えばモノクロ文書の出力を続行できるという利用効率に優れた効果を奏することができる。
Note that if the driven body is a photoreceptor or an intermediate transfer body that is an image carrier, the image forming operation is not stopped even when it cannot be used in a color mode that requires high-definition speed control. Therefore, it is possible to continue image formation in the monochrome mode that does not require high-definition speed control. As described above, when the image forming apparatus according to any one of
以下、本発明の実施の形態を、添付図面を参照して説明する。図1は本願発明に係る画像形成装置を実施したカラー画像形成装置100の全体構成図である。このカラー画像形成装置100は、タンデム型カラー画像形成装置と称されるもので、原稿搬送部91、画像読取部92、図示しない画像処理部、画像形成部94、給紙部95、定着装置96、排紙部97及び自動両面コピーのための再搬送路98を備えて構成されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings. FIG. 1 is an overall configuration diagram of a color
画像形成部94は複数のローラ群により張架され、周回駆動可能に支持された無端ベルト状の中間転写ベルト7を備えており、この中間転写ベルト7の外周面に沿って、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナー像を形成する4つの画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kが縦列して配置されている。
The
画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kは、それぞれ表面に潜像が形成される像担持体としての感光体1Y,1M,1C,1Kを有しており、各感光体の外周面に沿って動作順に、この感光体1Y,1M,1C,1Kの表面をそれぞれほぼ一様に帯電する帯電装置2Y,2M,2C,2K、各感光体表面上に静電潜像の書き込みを行う露光装置3Y,3M,3C,3K、感光体表面に形成された各潜像にトナーを転移させてトナー画像を形成する現像装置4Y,4M,4C,4K及び各感光体表面上のトナー像を中間転写ベルト7上に転写する一次転写装置5Y,5M,5C,5K、転写後の感光体表面を清掃するクリーニング装置6Y,6M,6C,6Kが配設されている。
The
原稿搬送部91と画像読取部92はカラー画像形成装置100の本体上部に搭載されている。原稿搬送部91は原稿台11とピックアップローラ12と搬送ローラ13とからなる給送ローラ等から構成される。原稿搬送部91の原稿台11上に記載面を上向きにして載置された原稿は、ピックアップローラ12により一枚づつ分離され、搬送ローラ13により原稿搬送路に送り込まれる。この原稿が画像読取部92の上面に配置されたスリットガラス14上を通過する際に、画像読取部92の光学系により画像が読み取られる。
The
画像読取部92は原稿を照射する光源Lとミラー21からなる走査ユニットA、反射光をガイドする二枚のルーフミラー22,23からなる走行体B、結像レンズ24及びCCDイメージセンサ25(以下、CCDセンサという)から構成されている。画像読取部92では、原稿がスリットガラス14上を通過する際に、走査ユニットAによって原稿を読み取り、その反射光を二枚のルーフミラー22,23を有する走行体Bおよび結像レンズ24によりCCDセンサ25上に導いて光画像を形成させる。
The
CCDセンサ25で読み取られた光画像は画像処理部(図示しない)に送られる。画像処理部では、この電子画像データにアナログ処理、A/D変換、シェーディング補正、色補正,中間調処理等を行った後、ディジタル化した各色の画像情報のデータを各画像形成ユニット10Y,10M,10C,10Kの露光装置3Y,3M,3C,3Kへと搬送する。
The optical image read by the
露光装置3Y,3M,3C,3Kでは、この各画像データをもとに半導体レーザを電気的に変調し、コリメータレンズを通して平行光に補整した後、多面体反射鏡(ポリゴンミラー)とfθレンズ等によって感光体1Y,1M,1C,1K上に副走査を行う。さらに感光体1Y,1M,1C,1Kを回転させることで主走査を行い、静電潜像を感光体1Y,1M,1C,1K上に再現する。
In the
露光に先立ち、感光体1Y,1M,1C,1K上には、帯電装置2Y,2M,2C,2Kのコロナ放電により所定の表面電荷が付与されているが、各色毎のレーザ光の照射により、露光部分の電荷が露光量に応じて減じられ,結果として画像情報データに応じた静電潜像がそれぞれの感光体1Y,1M,1C,1K上に形成される。
Prior to exposure, a predetermined surface charge is applied to the
静電潜像は、現像装置4Y,4M,4C,4Kから供給された各色現像剤のトナーにより可視化されてトナー画像となる。感光体1Y,1M,1C,1K上に形成された各色のトナー画像は一次転写装置5Y,5M,5C,5Kにより回動する中間転写ベルト7上の同一位置に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。
The electrostatic latent image is visualized with toner of each color developer supplied from the developing
一方、記録紙Pを収容する複数の用紙トレイ50には、バネ等の付勢手段により常時その自由端が上方向に付勢される可動板51が配置され、その上に配置される記録紙Pの最上位のものが給紙手段の一部を構成するピックアップローラ52に接触するように構成されている。
On the other hand, a plurality of
ピックアップローラ52に接触した記録紙Pは、その接触圧によって用紙トレイ50から取り出され、一枚ずつ分離されて給紙される。給紙された記録紙Pは複数の中間ローラ26にガイドされてレジストローラ27まで搬送される。搬送された記録紙Pはレジストローラ27により記録紙Pの曲がりが補正され、給紙タイミングがとられて二次転写装置8に送出され、中間転写ベルト7上の合成されたトナーによるカラー画像が記録紙P上に一括転写される。
The recording paper P that has come into contact with the
カラー画像が転写された記録紙Pは、図示しない搬送ガイド板に案内されながら、定着装置96に搬送される。記録紙P上のカラー画像は定着装置96により加熱定着処理される。現像剤像の溶融のため加熱された記録紙Pは、現像剤像の定着のため図示しない冷却ファンにより冷却され、排紙ローラ28に挟持されて機外の排紙トレイ29上に載置される。
The recording paper P onto which the color image has been transferred is conveyed to the fixing
ところで、画像情報により変調されたレーザ光により露光され静電潜像の形成されるドラム状の感光体1Y,1M,1C,1Kの回転駆動については、形成されるトナー画像を鮮明なものとするために高度に安定したムラのない速度制御が要求される。図2はこの感光体1Y,1M,1C,1Kの駆動制御部30を模式的に示した構成図である。以下、この駆動制御部30の構成と作動を黒色のトナー像を形成する感光体1Kに限定して説明する。他の感光体1Y,1M,1Cについても同様であるので、その他の説明は省略する。
By the way, with respect to the rotational driving of the drum-shaped
感光体1Kの中心に配置された回転シャフト31には透明板で構成された円盤状の速度検知板32が同軸に装着されている。この速度検知板32には円周に沿って光を遮断する細かなバーが等間隔に配列されている。このバーを両側から挟んでフォトカプラー33が配置され、全体で第二速度検知手段を形成する被駆動体速度エンコーダ34が構成されている。
A disc-shaped
感光体1Kの回転シャフト31の一端にはギヤが装着され、ギヤ列35を介して駆動モータであるブラシレスDCモータ36(以下単にDCモータという)の回転軸37に連結されている。DCモータ36が回転すると、その回転駆動力がギヤ列35を介して感光体1Kに伝達され感光体1Kが回転駆動される。
A gear is attached to one end of the
一方、DCモータ36の回転軸37にも感光体1Kの回転シャフト31と同じ構成によるモータ速度エンコーダ38が設けられており、これによって第一速度検知手段が形成されている。DCモータ36が駆動されるとギヤ列35を介して感光体1Kも回転駆動され、モータ速度エンコーダ38と被駆動体速度エンコーダ34から同時に検知速度信号が発生する。この検知速度信号は制御装置40に入力される。
On the other hand, the
この制御装置40の機能構成を表すブロック図を図3に示す。図4は制御装置40の動作例を示すブロック図である。なお、図3から図8において図2と同一符号を付した部分は同一物を表わす。図3に示す制御装置40は制御手順を決定するシーケンス制御部41とDCモータ36の速度を検知するモータ速度検知部42と被駆動体である感光体1Kの回転速度を検知する被駆動体速度検知部43及びDCモータ36を所定の速度で駆動するための速度制御部45から構成される制御手段のほか速度異常検知部44を含んで構成されている。
A block diagram showing the functional configuration of the
以下、図3及び図4に基づいてDCモータ36の周波数/電圧変換による可変速度制御を一例にして説明する。制御方法はこれに限らず、サーボ制御、PLLによる一定回転制御方法も考えられる。
Hereinafter, variable speed control by frequency / voltage conversion of the
シーケンス制御部41では画像形成動作の内容に従ってモータ速度指令値が決定され、モータ速度指令値は直流電圧値として速度制御部45に入力される。モータ速度エンコーダ38の波形出力はモータ速度検知部42において波形整形され、DCモータ36のモータ回転速度が直流電圧値に変換されて速度制御部45に入力される。速度制御部45ではモータ速度指令値の直流電圧とモータ回転速度の直流電圧値が加算され、その差分によりDCモータ36の基準速度値が算出される。
The
被駆動体速度エンコーダ34の波形出力も被駆動体速度検知部43において波形整形され、現在の感光体1Kの回転速度が直流電圧値に変換されて速度制御部45に入力される。この感光体1Kの回転速度は動力伝達部材であるギヤ列35がなければDCモータ回転速度と同じ値になるはずであるが、ギヤ列35のガタやバックラッシュ等に起因して回転変動が含まれる。そこで制御装置40の速度制御部45では、感光体1Kの回転速度を前記速度基準値に加算して、その差分により回転変動抑制値を算出する。
The waveform output of the driven
算出された回転変動抑制値はDCモータ36の駆動時間幅、例えばパルス幅又はクロック数などに変換されて制御装置40の速度制御部45からDCモータ36に入力される。その結果、感光体1Kの定速度駆動制御を高精度に行うことができるように構成されている。
The calculated rotation fluctuation suppression value is converted into a driving time width of the
一方、速度異常検知部44は感光体1Kの回転速度変動の異常を検知する。検知方法は被駆動体速度検知部43により検知された感光体1Kの回転速度を示す直流電圧値とシーケンス制御部41が指示する速度指令値を示す直流電圧値とを比較して、その差が予め設定された所定範囲を超える場合に速度異常と判断するのが一般的であるが、これに限るものではない。
On the other hand, the
図5及び図6は、それぞれ、この速度異常検知部44が感光体1Kの回転速度の異常と判断した場合の制御装置40の機能構成並びに動作例を示すブロック図である。この場合は、速度異常と判断された結果がシーケンス制御部41に伝達される。シーケンス制御部41ではその結果に応じて、図5、図6の×印が示すように被駆動体速度検知部43の出力結果の速度制御部45への入力を遮断する。その結果、DCモータ36は基準速度値のみを回転変動抑制値として変動抑制駆動され、画像形成動作は中断されることなく、そのまま継続する。
FIGS. 5 and 6 are block diagrams showing a functional configuration and an operation example of the
請求項4に記載の速度制御手段である制御装置40の動作例を図7に示す。この制御装置40では、感光体1Kの回転速度をモータ速度指令値と比較して、その差分により回転変動抑制値を算出する。また、現在のモータ回転速度とモータ速度指令値を比較して,その差分によりDCモータ36の基準速度値を算出する。この速度制御部45では切換スイッチ47によりいずれか一方の算出値を選択してDCモータ36の駆動部に速度指示できるように構成されている。
FIG. 7 shows an operation example of the
通常のモータ速度制御時は、算出された回転変動抑制値がDCモータ36の駆動時間幅を、例えばパルス幅又はクロック数などに変換されてDCモータ36に入力されている。速度異常検知部44が感光体1Kの回転速度の異常と判断した場合は、その検知結果がシーケンス制御部41に伝達される。シーケンス制御部41ではその結果に応じて、スイッチ47を切り替える。その結果、DCモータ36は基準速度値のみを変動抑制値として基準速度で回転駆動され、画像形成動作は中断されることなく、そのまま継続する。
During normal motor speed control, the calculated rotation fluctuation suppression value is input to the
なお、上記実施の形態では速度異常検知部44によって異常が判断された場合には、自動的にシーケンス制御部41のモータ速度の基準値を変更してDCモータ36の回転駆動を継続しているが、一端故障信号を発して画像形成動作を停止させることも可能である。そして、図示しない選択ボタンによって画像形成動作を続行するか否かの選択をユーザが行うように構成することも可能である。
In the above embodiment, when an abnormality is determined by the speed
以下に選択手段を設けた場合における本願発明にかかるカラー画像形成装置100の最適な速度制御方法の一例を、図8に示すフローチャートに従って説明する。DCモータ36の回転軸37に取り付けられたモータ速度エンコーダ38によって検出された速度信号と速度指令値から基準速度値が算出される(S−1)。一方、被駆動体速度エンコーダ34から検出された速度信号と算出された基準速度値から回転変動抑制値が算出される(S−2)。この回転変動抑制値は所定の基準値、通常は速度指令値と比較され、速度異常か否かが判断される(S−3)。
An example of the optimum speed control method of the color
回転変動値が所定の基準値から許容範囲内に収まっていれば被駆動体の回転速度制御は正常であり、基準速度値と回転変動抑制値を加算した値をその時点におけるDCモータ36の速度指令値としてモータ駆動部に入力する(S−4)。これによりDCモータ36は高度に安定した定速度で駆動される(S−5)。
If the rotational fluctuation value is within the allowable range from the predetermined reference value, the rotational speed control of the driven body is normal, and the value obtained by adding the reference speed value and the rotational fluctuation suppression value is the speed of the
被駆動体速度エンコーダ34から検出された速度信号によりモータ速度が異常と判断された場合には、ユーザの選択により故障モードで動作を継続するか否かが判断される(S−6)。ユーザが動作継続を選択する場合は回転変動抑制値を速度制御部45に入力することなく、モータ速度エンコーダ38からの検知結果から算出された基準速度値のみで変動抑制制御がなされ(S−7)、DCモータ36は定速度で駆動される。ユーザの選択で故障モードでの動作を停止する場合にはサービスコールを行うことになる(S−8)。
When it is determined that the motor speed is abnormal based on the speed signal detected from the driven
第二の実施の態様であるカラー画像形成装置100の駆動制御部60を図9に、その制御装置61の機能構成を表すブロック図を図10に示す。このカラー画像形成装置100の感光体1Kの駆動制御部60は駆動モータとしてステッピングモータ46が使用されている以外は図2に示す駆動制御部30と同じ構成であるので構成の説明を省略する。
A
また、ステッピングモータ46は速度指令値に追従して回転し、追従できない場合はモータ自体が停止するので、図10の機能構成図が示すように、第一の発明に係るカラー画像形成装置100でDCモータ36に直接設けた第一速度検知手段であるモータ速度エンコーダ38は不要となる。その結果、第二速度検知手段である被駆動体速度エンコーダ34のみで速度制御を行って目的を達成することができる。以下にその速度制御の方法を図10及び図11に従って示す。
Further, since the stepping
図11は第二の実施の形態として示す制御装置61の動作例を表したブロック図である。(a)は通常の速度制御時の場合であり、(b)は速度異常検知部44が速度異常と判断したときの回転速度制御動作を示すブロック図である。
FIG. 11 is a block diagram showing an operation example of the
シーケンス制御部41では画像形成作動の内容に従ってモータ速度指令値が決定され、モータ速度指令値は直流電圧値として速度制御部45に入力される。被駆動体速度エンコーダ34の波形出力が被駆動体速度検知部43において波形整形され、現在の感光体1Kの回転速度が直流電圧値に変換されて速度制御部45に入力される。速度制御部45では、感光体1Kの回転速度をモータ速度指令値と比較し、その差分から回転変動抑制値を算出する。
The
算出された回転変動抑制値はステッピングモータ46の駆動時間幅、例えばパルス幅又はパルス間隔などに変換されてステッピングモータ46の駆動部に入力される。その結果、感光体1Kの回転変動抑制制御を高精度に行うことができるように構成されている(図11(a))。
The calculated rotation fluctuation suppression value is converted into a driving time width of the stepping
一方、速度異常検知部44は感光体1Kの回転速度の異常を検知する。この場合は、異常判断の結果がシーケンス制御部41に伝達される。シーケンス制御部41はその結果に応じて、被駆動体速度検知部43の出力結果の速度制御部45への入力を遮断する(図11(b))。その結果、ステッピングモータ46はモータ速度指令値を目標値として回転駆動され、画像形成動作は中断されることなく、そのまま継続する。
On the other hand, the
なお、上記実施の形態では速度異常検知部44によって異常が判断された場合には、自動的にシーケンス制御部41のモータ速度指令値を変更してステッピングモータ46の回転駆動を継続しているがいるが、一端、故障信号を発して画像形成動作を停止させることも可能である。そして、図示しない選択ボタンによって画像形成動作を続行するか否かの選択をユーザが行うように構成することも可能であることはDCモータ36の場合と同様である。
In the above embodiment, when the abnormality is determined by the speed
本願発明に係る画像形成装置は上記した実施の形態に限定されるものではなく、被駆動対の速度制御方法は種々のものが知られている。従って、それらの制御方法に変更することが可能なことはもちろんである。また、被駆動体は感光体、中間転写体に限らず、通常は高度に安定した定速回転制御を必要とするものに適用することが可能である。 The image forming apparatus according to the present invention is not limited to the above-described embodiment, and various methods for controlling the speed of the driven pair are known. Therefore, it goes without saying that the control method can be changed. Further, the driven member is not limited to the photosensitive member and the intermediate transfer member, and can be applied to those that normally require highly stable constant speed rotation control.
1Y,1M,1C,1K 感光体(被駆動体)
7 中間転写ベルト(被駆動体)
10Y,10M,10C,10K 画像形成ユニット
30,60 駆動制御部
34 被駆動体速度エンコーダ(第二速度検知手段)
35 ギヤ列(動力伝達部材)
36 DCモータ(駆動モータ)
38 モータ速度エンコーダ(第一速度検知手段)
40,61 制御装置(速度制御手段)
41 シーケンス制御部
42 モータ速度検知部
43 被駆動体速度検知部
44 速度異常検知部(速度異常検知手段)
45 速度制御部
46 ステッピングモータ(駆動モータ)
47 切換スイッチ
94 画像形成部
100カラー画像形成装置
P記録紙
1Y, 1M, 1C, 1K photoconductor (driven body)
7 Intermediate transfer belt (driven body)
10Y, 10M, 10C, 10K
35 Gear train (power transmission member)
36 DC motor (drive motor)
38 Motor speed encoder (first speed detection means)
40, 61 Control device (speed control means)
41
45
47
Claims (10)
前記被駆動体を回転駆動する駆動モータと、
前記駆動モータの駆動力を前記被駆動体へ伝達する動力伝達部材と、
前記駆動モータの回転速度を検知する第一速度検知手段と、
前記駆動モータの駆動力が前記動力伝達部材を介して伝達された前記被駆動体の回転速度を検知する第二速度検知手段と、
前記駆動モータの速度指令値と前記第一速度検知手段による検知結果から前記駆動モータの基準速度値を算出して基準速度制御を行い、前記基準速度値と前記第二速度検知手段による検知結果から前記被駆動体の回転変動値を算出して変動抑制制御を行う速度制御手段と、
前記第二速度検知手段の検知結果と所定の基準値とを比較して前記被駆動体の回転速度の異常を検知する速度異常検知手段と、を有する画像形成装置。 A driven body;
A drive motor for rotationally driving the driven body;
A power transmission member for transmitting the driving force of the drive motor to the driven body;
First speed detecting means for detecting the rotational speed of the drive motor;
Second speed detection means for detecting the rotational speed of the driven body, to which the driving force of the drive motor is transmitted via the power transmission member;
From the speed command value of the drive motor and the detection result by the first speed detection means, the reference speed value of the drive motor is calculated to perform reference speed control, and from the reference speed value and the detection result by the second speed detection means Speed control means for calculating a rotation fluctuation value of the driven body and performing fluctuation suppression control;
An image forming apparatus comprising: a speed abnormality detection unit that detects a rotation speed abnormality of the driven body by comparing a detection result of the second speed detection unit with a predetermined reference value.
前記駆動モータの速度指令値と前記第一速度検知手段による検知結果を比較して、その差分から前記駆動モータの前記基準速度値を算出する基準速度演算手段と、
前記基準速度値と前記第二速度検知手段による検知結果を比較して、その差分から前記被駆動体の回転変動値を算出する回転変動演算手段とを有し、
前記基準速度値と前記回転変動値を加算した値を前記速度指令値に対する回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行い、
前記速度異常検知手段が前記被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、前記基準速度値のみを前記回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行って画像形成動作の継続を可能とした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。 The speed control means is
A reference speed calculation means for comparing the speed command value of the drive motor and the detection result by the first speed detection means, and calculating the reference speed value of the drive motor from the difference;
Comparing the reference speed value and the detection result by the second speed detecting means, and having a rotation fluctuation calculating means for calculating a rotation fluctuation value of the driven body from the difference,
Performing the fluctuation suppression control of the driven body using the value obtained by adding the reference speed value and the rotation fluctuation value as the rotation fluctuation suppression value with respect to the speed command value,
When the speed abnormality detection means determines that the rotational speed of the driven body is abnormal, the fluctuation suppression control of the driven body is performed using only the reference speed value as the rotational fluctuation suppression value, and the image forming operation is continued. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is configured as described above.
前記駆動モータの速度指令値と前記第一速度検知手段による検知結果を比較して、その差分から前記駆動モータの前記基準速度値を算出する基準速度演算手段と、
前記基準速度値と前記第二速度検知手段による検知結果を比較して、その差分から前記被駆動体の回転変動値を算出する回転変動演算手段とを有し、
前記速度指令値と前記回転変動値を加算した値を回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行い、
前記速度異常検知手段が前記被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、前記基準速度値のみを前記回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行って画像形成動作の継続を可能とした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。 The speed control means is
A reference speed calculation means for comparing the speed command value of the drive motor and the detection result by the first speed detection means, and calculating the reference speed value of the drive motor from the difference;
Comparing the reference speed value and the detection result by the second speed detecting means, and having a rotation fluctuation calculating means for calculating a rotation fluctuation value of the driven body from the difference,
Performing the fluctuation suppression control of the driven body using the value obtained by adding the speed command value and the rotation fluctuation value as a rotation fluctuation suppression value,
When the speed abnormality detection means determines that the rotational speed of the driven body is abnormal, the fluctuation suppression control of the driven body is performed using only the reference speed value as the rotational fluctuation suppression value, and the image forming operation is continued. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the image forming apparatus is configured as described above.
前記被駆動体を回転駆動するステッピングモータと、
前記ステッピングモータの駆動力を前記被駆動体へ伝達する動力伝達部材と、
前記ステッピングモータの駆動力が前記動力伝達部材を介して伝達された前記被駆動体の回転速度を検知する第二速度検知手段と、
前記ステッピングモータの速度指令値によって前記ステッピングモータの基準速度を制御し、前記第二速度検知手段による検知結果から前記ステッピングモータの回転変動値を算出して変動抑制制御を行う速度制御手段と、
前記第二速度検知手段の検知結果と前記速度指令値を比較して前記被駆動体の回転速度の異常を検知する速度異常検知手段と、を有する画像形成装置。 A driven body;
A stepping motor that rotationally drives the driven body;
A power transmission member for transmitting the driving force of the stepping motor to the driven body;
Second speed detection means for detecting the rotational speed of the driven body, to which the driving force of the stepping motor is transmitted via the power transmission member;
A speed control means for controlling a reference speed of the stepping motor according to a speed command value of the stepping motor, calculating a rotation fluctuation value of the stepping motor from a detection result by the second speed detection means, and performing fluctuation suppression control;
An image forming apparatus comprising: a speed abnormality detecting unit that detects a rotation speed abnormality of the driven body by comparing a detection result of the second speed detecting unit with the speed command value.
前記速度指令値と前記第二速度検知手段による検知結果を比較して、その差分から被駆動体の回転変動値を算出する回転変動演算手段を有し、
前記速度指令値と前記回転変動値を加算した値を回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行い、
前記速度異常検知手段が前記被駆動体の回転速度の異常と判断した場合には、前記速度指令値のみを前記回転変動抑制値として前記被駆動体の変動抑制制御を行って画像形成動作の継続を可能としたことを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。 The speed control means is
Comparing the speed command value and the detection result by the second speed detecting means, and having a rotation fluctuation calculating means for calculating a rotation fluctuation value of the driven body from the difference,
Performing the fluctuation suppression control of the driven body using the value obtained by adding the speed command value and the rotation fluctuation value as a rotation fluctuation suppression value,
When the speed abnormality detecting means determines that the rotational speed of the driven body is abnormal, the fluctuation suppression control of the driven body is performed using only the speed command value as the rotational fluctuation suppression value, and the image forming operation is continued. The image forming apparatus according to claim 7, wherein:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004079407A JP2005266373A (en) | 2004-03-19 | 2004-03-19 | Image forming device |
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JP (1) | JP2005266373A (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2012032431A (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-16 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus and method for controlling drive motor |
US8120675B2 (en) | 2006-10-17 | 2012-02-21 | Panasonic Corporation | Moving image recording/playback device |
-
2004
- 2004-03-19 JP JP2004079407A patent/JP2005266373A/en active Pending
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Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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JP2012032431A (en) * | 2010-07-28 | 2012-02-16 | Konica Minolta Business Technologies Inc | Image forming apparatus and method for controlling drive motor |
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