JP2005328677A - Rotating body driving device and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、感光体ドラム等の回転体を駆動する回転体駆動装置に関するものである。 The present invention relates to a rotating body driving device that drives a rotating body such as a photosensitive drum.
画像形成装置においては、感光体ドラムや転写ベルト(搬送ベルト)等を駆動する駆動手段としてステッピングモータが広く使用されている。ステッピングモータの適正な駆動制御に関して、例えば上記特許文献1には、チョッピング制御に基づくチョッピング定電流の駆動時間を検出し、検出された駆動時間に応答して、チョッピング定電流の値を変更して電流値の適正化を図るようにした駆動制御装置が開示されている。また、上記特許文献2には、感光体を駆動するステッピングモータの駆動パルスを、光書き込みユニットの非走査時に発生させるようにしたものが開示されている。 In image forming apparatuses, stepping motors are widely used as drive means for driving a photosensitive drum, a transfer belt (conveyance belt), and the like. Regarding the appropriate drive control of the stepping motor, for example, the above-mentioned Patent Document 1 detects the drive time of the chopping constant current based on the chopping control, and changes the value of the chopping constant current in response to the detected drive time. There has been disclosed a drive control device that is adapted to optimize the current value. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 discloses a driving pulse generated by a stepping motor that drives a photosensitive member when the optical writing unit is not scanned.
しかしながら、ステッピングモータからの駆動列中に樹脂製ギヤが存在する場合には、機内温度が高温になると線膨張でギヤ径が大きくなるため、ギヤのバックラッシュが無くなって駆動伝達負荷が大きくなってしまうことがあるという問題があった。 However, when a resin gear is present in the drive train from the stepping motor, the gear diameter increases due to linear expansion when the internal temperature becomes high, and therefore the gear backlash is eliminated and the drive transmission load increases. There was a problem that sometimes.
また、逆に、機内が低温になると樹脂製ギヤが収縮し、内径の摺動部の抵抗負荷が大きくなってしまうという問題もある。さらに、ステッピングモータ自身も温度によりトルクが変動する場合もある。 On the other hand, when the inside of the machine becomes low temperature, the resin gear contracts, and there is a problem that the resistance load of the sliding portion having the inner diameter becomes large. Further, the torque of the stepping motor itself may vary depending on the temperature.
本発明は、従来の駆動装置における上述の問題を解決し、装置内温度に関わらず常にステッピングモータのトルクマージンを最適に保つことのできる回転体駆動装置を提供することを課題とする。 An object of the present invention is to solve the above-mentioned problems in the conventional driving device and to provide a rotating body driving device that can always keep the torque margin of the stepping motor optimal regardless of the temperature in the device.
前記の課題は、本発明により、回転体を駆動する駆動手段としてステッピングモータを用いた回転体駆動装置において、装置内の温度を検知する温度検知手段を設け、該温度検知手段で検知した温度に基づいて前記ステッピングモータの駆動電流値を制御することにより解決される。 According to the present invention, in the rotating body drive device using the stepping motor as the driving means for driving the rotating body according to the present invention, the temperature detecting means for detecting the temperature in the apparatus is provided, and the temperature detected by the temperature detecting means is set. This is solved by controlling the drive current value of the stepping motor based on the above.
また、前記回転体が、前記ステッピングモータにより駆動される回転軸に対して着脱可能に設けられていると好適である。 In addition, it is preferable that the rotating body is detachably provided on a rotating shaft driven by the stepping motor.
また、前記の課題は、本発明により、請求項1又は2に記載の回転体駆動装置を備える画像形成装置により解決される。
また、前記回転体が像担持体であると好適である。
また、前記像担持体を複数個備えてカラー画像の形成が可能であると好適である。
In addition, according to the present invention, the above problem is solved by an image forming apparatus including the rotating body driving device according to claim 1.
The rotating body is preferably an image carrier.
In addition, it is preferable that a plurality of the image carriers are provided to form a color image.
また、前記像担持体とその周囲に配設される作像に関わる機器をプロセスカートリッジとして一体化し、該プロセスカートリッジが装置本体に着脱可能に構成されていると好適である。 In addition, it is preferable that the image carrier and an apparatus related to image formation disposed around the image carrier are integrated as a process cartridge, and the process cartridge is configured to be detachable from the apparatus main body.
また、前記プロセスカートリッジを複数個備えてカラー画像の形成が可能であると好適である。
また、前記回転体が記録媒体を搬送する搬送ベルトの駆動ローラであると好適である。
Further, it is preferable that a plurality of the process cartridges are provided to form a color image.
Further, it is preferable that the rotating body is a driving roller of a conveying belt that conveys a recording medium.
本発明の回転体駆動装置または画像形成装置によれば、装置内の温度を検知する温度検知手段を設け、該温度検知手段で検知した温度に基づいてステッピングモータの駆動電流値を制御するので、回転体を駆動するステッピングモータのトルクマージンを最適にすることができ、マージンが大きいことによる振動・騒音を抑制できるとともに、マージンが小さいことによるモータ脱調を防止することができる。 According to the rotating body driving device or the image forming apparatus of the present invention, the temperature detecting means for detecting the temperature in the apparatus is provided, and the driving current value of the stepping motor is controlled based on the temperature detected by the temperature detecting means. The torque margin of the stepping motor that drives the rotating body can be optimized, vibration and noise due to the large margin can be suppressed, and motor step-out due to the small margin can be prevented.
請求項2の構成により、回転体がステッピングモータにより駆動される回転軸に対して着脱可能に設けられているので、回転体の交換を容易に行なうことができる。 With the configuration of the second aspect, since the rotating body is detachably provided on the rotating shaft driven by the stepping motor, the rotating body can be easily replaced.
請求項4の構成により、前記回転体が像担持体であるので、像担持体を駆動するステッピングモータのトルクマージンを最適にすることができ、像担持体の振動や速度むらを抑制して画質の低下を防ぐことができる。 According to the configuration of the fourth aspect, since the rotating body is an image carrier, the torque margin of a stepping motor that drives the image carrier can be optimized, and image quality can be suppressed by suppressing vibration and speed unevenness of the image carrier. Can be prevented.
請求項5の構成により、像担持体を複数個備えてカラー画像の形成が可能なので、複数個の像担持体の駆動が最適化され、色ズレを抑制して高画質なカラー画像を得ることができる。 According to the configuration of claim 5, since a plurality of image carriers are provided and a color image can be formed, the driving of the plurality of image carriers is optimized, and a color image with high quality can be obtained by suppressing color shift. Can do.
請求項6の構成により、像担持体とその周囲に配設される作像に関わる機器をプロセスカートリッジとして一体化し、該プロセスカートリッジが装置本体に着脱可能に構成されているので、プロセスカートリッジを容易に交換することができる。 According to the configuration of the sixth aspect, the image carrier and the apparatus related to image formation disposed around the image carrier are integrated as a process cartridge, and the process cartridge is configured to be detachable from the apparatus main body. Can be replaced.
請求項7の構成により、プロセスカートリッジを複数個備えてカラー画像の形成が可能なので、複数個のプロセスカートリッジの交換が容易であるとともに、各プロセスカートリッジの像担持体の駆動が最適化され、色ズレを抑制して高画質なカラー画像を得ることができる。 According to the configuration of the seventh aspect, since a plurality of process cartridges are provided and a color image can be formed, the plurality of process cartridges can be easily replaced, and the driving of the image carrier of each process cartridge is optimized, and the color A high-quality color image can be obtained while suppressing the shift.
請求項8の構成により、搬送ベルトの駆動を最適化することができる。特に、複数個の像担持体あるいは複数個のプロセスカートリッジを備える構成においては、用紙搬送速度のむらを抑制することで色ズレを防ぎ、高画質なカラー画像を得ることができる。 With the configuration of the eighth aspect, the driving of the conveyor belt can be optimized. In particular, in a configuration including a plurality of image carriers or a plurality of process cartridges, it is possible to prevent color misregistration by suppressing unevenness in the sheet conveyance speed and obtain a high-quality color image.
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図1は、本発明を画像形成装置の感光体ドラムを駆動する駆動装置に適用した回転体駆動装置の一例を示す構成図である。この図において、画像形成装置の本体フレームを構成する前側板14と後側板15は、ステー16,16により連結されている。後側板15の外側(奥側)には本体ブラケット17が固定されている。感光体ドラム1には前フランジ18と奥フランジ19が圧入され、これらが一体化され、これらによってドラムユニット2が構成されている。前フランジ18と奥フランジ19は、感光体駆動軸20に着脱可能に固定され、該駆動軸20とドラムユニット2が一体となって回転するように構成されている。なお奥フランジ19は、後述する連結手段26によって駆動軸20に対して着脱可能に連結されている。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
FIG. 1 is a configuration diagram showing an example of a rotating body driving device in which the present invention is applied to a driving device for driving a photosensitive drum of an image forming apparatus. In this figure, a
前側板14には、複数のネジ21によって位置決め部材22が着脱可能に固定され、この位置決め部材22に、軸受23を介して前フランジ18が回転自在に支持されている。また、前フランジ18に駆動軸20の手前側端部が着脱可能に嵌合している。この前フランジ18と駆動軸20の手前側部分は、前側板14に形成された孔を貫通している。
A
駆動軸20の奥側の部分は、後側板15と本体ブラケット17を貫通して延び、円筒状のホルダ25に保持された一対の転がり軸受(図示せず)に回転自在に支持されている。ホルダ25はネジによって後側板15に着脱可能に固定されている。駆動軸20の奥側の端部には、樹脂製ギヤである大口径ギヤ3が取り付けられている。駆動手段としてのステッピングモータ4は本体ブラケット17に固定され、その出力軸に固定された出力ギヤ5が上述の大口径ギヤ3に噛み合わされている。ステッピングモータ4の回転は出力ギア5と大口径ギヤ3を介して駆動軸20に伝えられ、その駆動軸20の回転が連結手段26を介して奥フランジ19に伝達され、これによってドラムユニット2が回転駆動される。
The rear portion of the
図2は、ドラムユニット2の奥フランジ19を駆動軸20から離脱させた様子を示している。図2に示すように、感光体ドラム1の端部開口内には別部材の奥フランジ19が圧入されている。そのフランジの内周面には周方向に所定のピッチにて軸方向に延びる複数の溝14が設けられている。
FIG. 2 shows a state where the
一方、駆動軸20には、係合部材27や圧縮バネ28等からなる連結手段26が組み付けられている。係合部材27は回転軸20に対して回転しないよう構成されている。その係合部材27のドラム対向面には、奥フランジ19の溝14に対応して周方向に所定のピッチにて配置される爪部29が形成されており、溝14と爪部29とがカップリング連結することにより、上記ステッピングモータ4から感光体ドラム1に駆動力が伝達される。
On the other hand, a
ところで、図1に示した位置決め部材22を前側板14から外すことにより、ドラムユニット2を画像形成装置の本体フレームから手前側に抜き出すことができる。また、逆の操作によってドラムユニット2を本体フレームに組み付け、該ユニット2を駆動軸20に対して固定することができる。すなわち、ドラムユニット2を駆動軸20に対して着脱することが可能である。
By removing the
さて、図1に示すように、ステッピングモータ4の近傍には、機内温度を測定する温度センサー6が設けられている。この温度センサー6の出力は、図示しない制御部、例えば画像形成装置本体の制御部等にあるCPUに送られる。本例では、図3のフローチャートに示すように、感光体ドラムのセット(S1)後、ジョブの要求があると(S2)、温度センサ6により機内温度を測定する(S3)。そして、その温度情報に基づいて、ステッピングモータ4の駆動電流値を設定し(S4)、プリント動作が開始される(S5)。 As shown in FIG. 1, a temperature sensor 6 for measuring the in-machine temperature is provided in the vicinity of the stepping motor 4. The output of the temperature sensor 6 is sent to a CPU in a control unit (not shown), for example, a control unit of the image forming apparatus main body. In this example, as shown in the flowchart of FIG. 3, when there is a job request after setting the photosensitive drum (S1) (S2), the temperature inside the apparatus is measured by the temperature sensor 6 (S3). Based on the temperature information, the drive current value of the stepping motor 4 is set (S4), and the printing operation is started (S5).
このように、計測した機内温度に基づいてステッピングモータ4の駆動電流値を制御することにより、感光体ドラム1を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適とすることができる。したがって、マージンが大きいことによる振動騒音を抑制できるとともに、マージンが小さいことによるモータ脱調を防止することができる。 Thus, by controlling the drive current value of the stepping motor 4 based on the measured in-machine temperature, the torque margin of the drive means for driving the photosensitive drum 1 can be optimized. Therefore, vibration noise due to a large margin can be suppressed, and motor step-out due to a small margin can be prevented.
図4,5は、画像形成装置のプロセスカートリッジの2つの実施例を示す断面構成図である。これらの図に示すプロセスカートリッジ40及び50は、感光体ドラム1を中心としてその周囲に配置される作像に関わる部材やユニットを一体的に構成し、駆動軸20に沿って着脱できるよう構成したものである。
4 and 5 are cross-sectional views showing two embodiments of the process cartridge of the image forming apparatus. The
図4のプロセスカートリッジ40は、感光体を帯電させる帯電手段7や感光体表面をクリーニングするクリーニング手段8等を、作像に関連する部材として感光体ドラム1(ドラムユニット2)と一体化してプロセスカートリッジを構成したものである。
The
また、図5のプロセスカートリッジ50は、帯電手段7及びクリーニング手段8に加えて現像手段9等を、作像に関連する部材として感光体ドラム1(ドラムユニット2)と一体化してプロセスカートリッジを構成したものである。
Further, the
なお、駆動手段としてのステッピングモータ4から駆動軸20までの駆動系の構成と、前フランジ18及び奥フランジ19を含むドラムユニット2の構成は図1,2で説明した例と同様であり、本プロセスカートリッジの実施例では、感光体ドラム1(ドラムユニット2)だけでなく、感光体の周囲に配置される部材やユニットを含めてプロセスカートリッジごと駆動軸20に沿って(画像形成装置本体から)着脱できる点に特徴がある。
The configuration of the drive system from the stepping motor 4 as the drive means to the
さて、プロセスカートリッジ40及び50の感光体ドラム1を駆動するステッピングモータ4の近傍には、機内温度を測定する温度センサー6が設けられている(図1参照)。そして、温度センサー6で計測した機内温度に基づいてステッピングモータ4の駆動電流値を制御することにより、感光体ドラム1を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適とすることができる。したがって、マージンが大きいことによる振動騒音を抑制できるとともに、マージンが小さいことによるモータ脱調を防止することができる。
A temperature sensor 6 for measuring the in-machine temperature is provided in the vicinity of the stepping motor 4 that drives the photosensitive drum 1 of the
次に、本発明を適用した画像形成装置について2例をあげて説明する。
図6に示す画像形成装置100は、スキャナ部60を有して複写機として構成されたものである。この複写機100は、装置本体の略中央部に感光体ドラム1を配設している。感光体ドラム1の周囲には、帯電手段61,現像手段62,クリーニング手段63等の作像に関連する機器が配置されている。スキャナ部60で読み取った原稿画像は、ミラーやレンズ等を介して感光体ドラム1に導かれ、感光体上に潜像が形成される。その潜像に現像手段62からトナーが付与されて可視化され、そのトナー像が給紙部64より給送された用紙上に転写される。トナー像を担持する用紙は定着装置65に送られ、用紙上にトナー像が定着された後、排紙トレイ66に排出される。
Next, two examples of the image forming apparatus to which the present invention is applied will be described.
An
さて、本例の複写機100において、感光体ドラム1を駆動する駆動手段としてのステッピングモータ4から駆動軸20までの駆動系の構成と、前フランジ18及び奥フランジ19を含むドラムユニット2の構成は図1,2で説明した例と同様であり、感光体ドラム1(ドラムユニット2)を駆動軸20に沿って(画像形成装置本体から)着脱することができる。
In the copying
また、感光体ドラム1を駆動するステッピングモータ4の近傍には、機内温度を測定する温度センサー6が設けられており(図1参照)、その温度センサー6で計測した機内温度に基づいてステッピングモータ4の駆動電流値を制御することにより、感光体ドラム1を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適とすることができる。したがって、マージンが大きいことによる振動騒音を抑制できるとともに、マージンが小さいことによるモータ脱調を防止することができる。 Further, a temperature sensor 6 for measuring the temperature inside the machine is provided in the vicinity of the stepping motor 4 that drives the photosensitive drum 1 (see FIG. 1), and the stepping motor is based on the temperature inside the machine measured by the temperature sensor 6. By controlling the drive current value of 4, the torque margin of the drive means for driving the photosensitive drum 1 can be optimized. Therefore, vibration noise due to a large margin can be suppressed, and motor step-out due to a small margin can be prevented.
画像形成装置においては、感光体ドラム1を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適化できることにより、感光体ドラム上に形成されるトナー像の画質を向上させることができる。 In the image forming apparatus, the torque margin of the driving means for driving the photosensitive drum 1 can be optimized, so that the image quality of the toner image formed on the photosensitive drum can be improved.
図7に示す画像形成装置200は、カラープリンタとして構成されたものである。このカラープリンタ200は、装置本体の略中央部に転写搬送ベルト71を斜めに配設している。その転写搬送ベルト71の上部走行辺に沿って、下から順にマゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、黒(Bk)用の4つの作像ユニット70M,70C,70Y,70Bkが並んで配置されている。各作像ユニットの構成は同じであり、感光体ドラム1の周囲に帯電手段や現像手段,クリーニング手段等の作像に関連する機器が配置されている。
The
各色作像ユニット70M,70C,70Y,70Bkの斜め上方には光書込み装置72が設けられており、この光書込み装置72からのレーザ光は、帯電手段と現像手段の間から感光体ドラム1に照射される。
An
転写搬送ベルト71は駆動ローラや従動ローラ等の複数のローラに巻回張架され、記録紙を静電的に吸着させて搬送する。転写搬送ベルト71のループ内には、各色作像ユニットの感光体ドラム1と対向する位置に転写手段としての転写ブラシが設けられている。その転写ブラシの近傍には補助ローラが配置されている。 The transfer conveyance belt 71 is wound around a plurality of rollers such as a driving roller and a driven roller, and conveys the recording paper by electrostatically adsorbing it. In the loop of the transfer conveyance belt 71, a transfer brush as a transfer means is provided at a position facing the photosensitive drum 1 of each color image forming unit. An auxiliary roller is disposed in the vicinity of the transfer brush.
このカラープリンタ200におけるプリント動作について簡単に説明すると、各色作像ユニット70において、感光体ドラム1の表面は帯電手段によって所定の電位に均一に帯電される。パソコン等のホストマシーンより送られた画像データに基づいて光書込み装置72のLD(レーザダイオード)を駆動してレーザ光をポリゴンミラーに照射し、シリンダーレンズ等を介して反射光を感光体ドラム1上に導き静電潜像を形成する。この潜像に現像手段からトナーが付与されトナー像となる。
The printing operation in the
一方、給紙部73からは転写材として指定された用紙が給紙され、転写搬送ベルト71により搬送される。その用紙上に、各色作像ユニット70の感光体ドラム1から各色トナー像が重ね転写され、用紙上にフルカラー画像が形成される。モノクロプリントの場合は黒用の作像ユニット70Bkのみにおいてトナー像が形成され、用紙上に転写される。トナー像転写後の用紙は、転写搬送ベルト71から分離されて、定着装置50により定着される。定着を終えた用紙は、装置本体の上面に設けられた排紙トレイ75に排紙される。
On the other hand, a sheet designated as a transfer material is fed from the
さて、本例のカラープリンタ200において、感光体ドラム1を駆動する駆動手段としてのステッピングモータ4から駆動軸20までの駆動系の構成と、前フランジ18及び奥フランジ19を含むドラムユニット2の構成は図1,2で説明した例と同様であり、感光体ドラム1(ドラムユニット2)を駆動軸20に沿って(画像形成装置本体から)着脱することができる。
Now, in the
また、感光体ドラム1を駆動するステッピングモータ4の近傍には、機内温度を測定する温度センサー6が設けられており(図1参照)、その温度センサー6で計測した機内温度に基づいてステッピングモータ4の駆動電流値を制御することにより、感光体ドラム1を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適とすることができる。したがって、マージンが大きいことによる振動騒音を抑制できるとともに、マージンが小さいことによるモータ脱調を防止することができる。 Further, a temperature sensor 6 for measuring the temperature inside the machine is provided in the vicinity of the stepping motor 4 that drives the photosensitive drum 1 (see FIG. 1), and the stepping motor is based on the temperature inside the machine measured by the temperature sensor 6. By controlling the drive current value of 4, the torque margin of the drive means for driving the photosensitive drum 1 can be optimized. Therefore, vibration noise due to a large margin can be suppressed, and motor step-out due to a small margin can be prevented.
画像形成装置においては、感光体ドラム1を駆動する駆動手段のトルクマージンを最適化できることにより、感光体ドラム上に形成されるトナー像の画質を向上させることができる。また、本例のような複数の感光体を有するカラー画像形成装置においては、各色感光体ドラムの駆動最適化により、色ズレを抑制して高画質なカラー画像を得ることができる。 In the image forming apparatus, the torque margin of the driving means for driving the photosensitive drum 1 can be optimized, so that the image quality of the toner image formed on the photosensitive drum can be improved. Further, in a color image forming apparatus having a plurality of photoconductors as in this example, it is possible to obtain a high-quality color image by suppressing color misregistration by optimizing the driving of each color photoconductor drum.
なお、各色作像ユニット70において、感光体ドラム1(ドラムユニット2)のみを駆動軸20に沿って着脱する構成ではなく、図4,5で説明したプロセスカートリッジ40又は50のように、感光体ドラム1の周囲に配置される作像に関連する部材やユニットを含めてプロセスカートリッジとし、そのプロセスカートリッジを駆動軸20に沿って(画像形成装置本体から)着脱できる構成としても良い。
In each color image forming unit 70, only the photosensitive drum 1 (drum unit 2) is not detachable along the
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。回転体としては感光体ドラムに限らず、転写ドラム、感光体ベルトあるいは転写ベルト等の駆動ローラなど、適宜な回転体の駆動に本発明を適用可能である。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by the example of illustration, this invention is not limited to this. The rotating body is not limited to the photosensitive drum, and the present invention can be applied to driving an appropriate rotating body such as a transfer drum, a photosensitive belt, or a driving roller such as a transfer belt.
機内温度に応じた駆動手段の駆動電流値の制御は、温度が上がれば駆動電流値を大きくする(あるいは小さくする)、また、温度が下がれば駆動電流値を小さくする(あるいは大きくする)等、各装置の構成に対応する制御を行なえばよい。もちろん、駆動系の構成やプロセスカートリッジの構成、あるいは画像形成装置各部の構成等は、適宜変更可能である。 The control of the drive current value of the drive means according to the in-machine temperature increases (or decreases) the drive current value when the temperature rises, decreases (or increases) the drive current value when the temperature decreases, etc. Control corresponding to the configuration of each device may be performed. Of course, the configuration of the drive system, the configuration of the process cartridge, the configuration of each part of the image forming apparatus, and the like can be changed as appropriate.
1 感光体ドラム
2 ドラムユニット
3 大口径ギヤ
4 ステッピングモータ
5 出力ギヤ
6 温度センサー
7 帯電手段
8 クリーニング手段
9 現像手段
19 奥フランジ
20 感光体駆動軸(回転軸)
40,50 プロセスカートリッジ
70 作像ユニット
71 転写搬送ベルト
100 複写機
200 カラープリンタ
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
40, 50 Process cartridge 70 Image forming unit 71
Claims (8)
装置内の温度を検知する温度検知手段を設け、該温度検知手段で検知した温度に基づいて前記ステッピングモータの駆動電流値を制御することを特徴とする回転体駆動装置。 In a rotating body driving device using a stepping motor as a driving means for driving the rotating body,
A rotating body driving apparatus comprising temperature detecting means for detecting a temperature in the apparatus, and controlling a driving current value of the stepping motor based on the temperature detected by the temperature detecting means.
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