JP2006018518A - Drive control device - Google Patents

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JP2006018518A JP2004194829A JP2004194829A JP2006018518A JP 2006018518 A JP2006018518 A JP 2006018518A JP 2004194829 A JP2004194829 A JP 2004194829A JP 2004194829 A JP2004194829 A JP 2004194829A JP 2006018518 A JP2006018518 A JP 2006018518A
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Mikio Kamoshita
幹雄 鴨下
Masahiko Kato
昌彦 加藤
Koichi Kudo
宏一 工藤
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To prevent generation of banding and displacement due to characteristics of a drive transmission mechanism and to prevent deterioration of image quality due to a low resonance frequency in a one-step timing belt type transmission mechanism when control for accurate follow-up on a target position is carried out for driving a drive object such as a photosensitive drum or an intermediate transfer belt in an image forming apparatus. <P>SOLUTION: A brushless motor 111 drives the photosensitive drum 101 via a motor shaft timing pulley 109, a timing belt 108, a relay shaft large timing pulley 107, a relay shaft small timing pulley 105, a timing belt 104, and a drum shaft timing pulley 103. Each of components for a two-step timing belt transmission mechanism is constructed with an equal deceleration ratio, and a contact angle of the timing belt with the timing pulley is constructed to be equal to that constructed in a first-step timing belt transmission mechanism. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ、印刷装置に関し、特に像担持体、中間転写体、紙転写体等の駆動対象を駆動する駆動手段に関する。   The present invention relates to a copying machine, a printer, a plotter, a facsimile, and a printing apparatus, and more particularly, to a driving unit that drives a driving object such as an image carrier, an intermediate transfer member, and a paper transfer member.

複写機やプリンタ等の電子写真方式の画像形成装置において、駆動制御系、駆動伝達系に関係するバンディングや位置ずれを小さくするための提案がある(例えば、特許文献1 参照。)。その提案によれば、複数のモータと伝達機構を有し、該複数のモータと伝達機構によりそれぞれ駆動される複数の駆動対象が、接して駆動される複数駆動手段を備えた画像形成装置において、複数駆動手段は、それぞれタイミングベルトを介して駆動対象の駆動軸タイミングプーリとモータ軸タイミングプーリとを連結し、各モータの駆動により複数の駆動対象を回転する複数駆動手段であり、画質速度変動の周波数は、駆動対象の表面速度、駆動軸タイミングプーリのピッチ円直径、駆動対象の直径、駆動軸タイミングプーリのピッチ、画質速度変動許容値の関数との関係で定められている。ただし、この従来技術はモータ駆動軸から駆動対象の軸に対して1段の減速のみで駆動を伝える場合に対応している。   In an electrophotographic image forming apparatus such as a copying machine or a printer, there is a proposal for reducing banding and misalignment related to a drive control system and a drive transmission system (see, for example, Patent Document 1). According to the proposal, in an image forming apparatus including a plurality of drive units that have a plurality of motors and a transmission mechanism, and a plurality of drive targets that are respectively driven by the plurality of motors and the transmission mechanism are driven in contact with each other. The plurality of drive units are a plurality of drive units that connect a drive shaft timing pulley to be driven and a motor shaft timing pulley through a timing belt, respectively, and rotate the plurality of drive targets by driving each motor. The frequency is determined by the relationship between the surface speed of the driving target, the pitch circle diameter of the driving shaft timing pulley, the diameter of the driving target, the pitch of the driving shaft timing pulley, and the image quality speed fluctuation allowable value. However, this prior art corresponds to the case where the drive is transmitted from the motor drive shaft to the drive target shaft by only one stage of deceleration.

図15は伝達系が1段の減速系からなる画像形成装置の構成図である。
同図において符号81は感光体ドラム、82はドラム駆動軸、83はドラム軸タイミングプーリ、84はタイミングベルト、85はモータ軸タイミングプーリ、86はドラム駆動用モータ、87はロータリエンコーダ、88は中間転写ベルト、89はベルト駆動軸、90はベルト駆動軸タイミングプーリ、91はタイミングベルト、92はモータ軸タイミングプーリ、93はベルト駆動用モータ、94は画像領域外に設けたエンコーダスケール、95は信号を読み取る光ヘッド、96は紙転写ローラをそれぞれ示す。
駆動対象の1つである感光体81は、ドラム駆動軸82、ドラム軸タイミングプーリ83、タイミングベルト84、モータ軸タイミングプーリ85などの伝達系を介して駆動源であるドラム駆動用モータ86に連結され駆動される。ドラム駆動軸82には、ロータリエンコーダ87によるセンサが取り付けられている。
FIG. 15 is a configuration diagram of an image forming apparatus in which the transmission system is a one-stage deceleration system.
In the figure, reference numeral 81 is a photosensitive drum, 82 is a drum driving shaft, 83 is a drum shaft timing pulley, 84 is a timing belt, 85 is a motor shaft timing pulley, 86 is a drum driving motor, 87 is a rotary encoder, and 88 is an intermediate. The transfer belt 89 is a belt drive shaft, 90 is a belt drive shaft timing pulley, 91 is a timing belt, 92 is a motor shaft timing pulley, 93 is a belt drive motor, 94 is an encoder scale provided outside the image area, and 95 is a signal. The optical head 96 reads a paper transfer roller.
The photosensitive member 81 that is one of the driving targets is connected to a drum driving motor 86 that is a driving source through a transmission system such as a drum driving shaft 82, a drum shaft timing pulley 83, a timing belt 84, and a motor shaft timing pulley 85. And driven. A sensor by a rotary encoder 87 is attached to the drum drive shaft 82.

2つめの駆動対象である中間転写ベルト88は、ベルト駆動軸89、駆動軸タイミングプーリ90、タイミングベルト91、モータ軸タイミングプーリ92などの伝達系を介して駆動源であるベルト駆動用モータ93に連結され駆動される。中間転写ベルト装置は、中間転写ベルト88と画像領域外に設けられたエンコーダスケール(スリット)94を有する。また、その信号を読み取る光ヘッド(ベルトセンサ)95が対向面上に取り付けられている。スリットと光ヘッドの代わりにロータリエンコーダ(図示せず)によるセンサがベルト駆動軸89に取り付けられる場合もある。
3つめの駆動対象である紙転写ローラ96も駆動軸タイミングプーリ(図示せず)、タイミングベルト(図示せず)、モータ軸タイミングプーリ(図示せず)などの伝達系を介して駆動源であるモータ(図示せず)に連結され駆動される。
中間転写ベルト88と感光体ドラム81は接して回転する。また中間転写ベルト88と紙転写ローラ96は、紙を介して接して回転する。
さらに中間転写ベルトや感光体は、帯電ローラ(図示せず)やクリーニングブレード(図示せず)が隣接している。
同図は中間転写ベルトを用いた間接転写方式の画像形成装置を示しているが、中間転写ベルトを用いず、搬送ベルトにより送られてくる紙に感光体ドラムから直接転写する、いわゆる直接転写方式の画像形成装置も一般に多用されている。
感光体ドラムと、転写機構を含むその周辺装置をまとめて画像形成部と呼ぶ。
The second transfer target intermediate transfer belt 88 is transferred to a belt driving motor 93 which is a driving source through a transmission system such as a belt driving shaft 89, a driving shaft timing pulley 90, a timing belt 91, and a motor shaft timing pulley 92. Connected and driven. The intermediate transfer belt device includes an intermediate transfer belt 88 and an encoder scale (slit) 94 provided outside the image area. Further, an optical head (belt sensor) 95 for reading the signal is attached on the facing surface. A sensor based on a rotary encoder (not shown) may be attached to the belt drive shaft 89 instead of the slit and the optical head.
The third paper transfer roller 96 to be driven is also a drive source through a transmission system such as a drive shaft timing pulley (not shown), a timing belt (not shown), a motor shaft timing pulley (not shown). It is connected to and driven by a motor (not shown).
The intermediate transfer belt 88 and the photosensitive drum 81 rotate in contact with each other. Further, the intermediate transfer belt 88 and the paper transfer roller 96 rotate in contact with each other through the paper.
Further, the intermediate transfer belt and the photosensitive member are adjacent to a charging roller (not shown) and a cleaning blade (not shown).
This figure shows an indirect transfer type image forming apparatus using an intermediate transfer belt, but the so-called direct transfer system, which does not use an intermediate transfer belt, but directly transfers from a photosensitive drum to paper fed by a conveyor belt. In general, the image forming apparatus of FIG.
The photosensitive drum and its peripheral device including the transfer mechanism are collectively referred to as an image forming unit.

図16は駆動系のハードウエアを説明するための図である。
まず全体の制御を受け持つマイクロコンピュータ150が設けられている。このマイクロコンピュータ150は、マイクロプロセッサ(CPU)151とリードオンリーメモリー(ROM)152、ランダムアクセスメモリ(RAM)153がそれぞれバス154を介して接続されている。また、前記光ヘッド(ベルトセンサ)95を介してのエンコーダスケール(スリット)94の出力、あるいは、ロータリエンコーダ87によるセンサ(95’)出力は状態検出用のインターフェイス155、155’、バス154を介して前記マイクロコンピュータ150に入力されている。ここに、前記状態検出用のインターフェイス155、155’はエンコーダ出力を処理してデジタル数値に変換するもので、エンコーダパルスの数を計数するカウンタ(図示せず)を備えている。この際、この状態検出用のインターフェイス155、155’はエンコーダ、87、94が持つ原点情報を利用することで、感光体ドラム81や中間転写ベルト88の移動位置との対応付け(相関)をとる機能を備えている。
さらに前記モータ93、86は、前記マイクロコンピュータ150に対して前記バス154、駆動用のインターフェイス156、156’及びドライバ157、157’を介して接続されている。前記駆動用のインターフェイス156、156’は前記マイクロコンピュータ150における演算結果のデジタル信号をアナログ信号に変換して、駆動装置であるモータ駆動用ドライバ157、157’に与え、モータに印加する電流や電圧を制御する。この結果中間転写ベルト88や感光体ドラム81は所定の目標位置に追従するように駆動される。この時の中間転写ベルト88や感光体ドラム81の位置は、ロータリエンコーダによるセンサ出力、あるいは、エンコーダスケール(スリット)の出力が、状態検出用のインターフェイス155、155’により検出されてマイクロコンピュータ150に取り込まれる。
FIG. 16 is a diagram for explaining the hardware of the drive system.
First, a microcomputer 150 that is responsible for overall control is provided. In the microcomputer 150, a microprocessor (CPU) 151, a read only memory (ROM) 152, and a random access memory (RAM) 153 are connected via a bus 154. The output of the encoder scale (slit) 94 through the optical head (belt sensor) 95 or the output of the sensor (95 ′) from the rotary encoder 87 is sent via the state detection interfaces 155 and 155 ′ and the bus 154. Are input to the microcomputer 150. The state detection interfaces 155 and 155 ′ process encoder outputs and convert them into digital numerical values, and include a counter (not shown) for counting the number of encoder pulses. At this time, the state detection interfaces 155 and 155 ′ use the origin information of the encoders 87 and 94 to associate (correlate) with the movement positions of the photosensitive drum 81 and the intermediate transfer belt 88. It has a function.
Further, the motors 93 and 86 are connected to the microcomputer 150 via the bus 154, driving interfaces 156 and 156 ′, and drivers 157 and 157 ′. The driving interfaces 156 and 156 ′ convert the digital signal of the calculation result in the microcomputer 150 into an analog signal, and supply the analog signal to the motor driving drivers 157 and 157 ′ that are driving devices. To control. As a result, the intermediate transfer belt 88 and the photosensitive drum 81 are driven so as to follow a predetermined target position. The positions of the intermediate transfer belt 88 and the photosensitive drum 81 at this time are detected by the state detection interfaces 155 and 155 ′ from the sensor output by the rotary encoder or the output of the encoder scale (slit). It is captured.

図17は減速比を変えた場合の駆動プーリと従動プーリの関係を説明するための図である。同図(a)は1:16の1段減速にした場合のプーリの図、同図(b)は1:16の減速比を1:4ずつの2段減速にした場合の1段目のプーリーの図、をそれぞれ示す。
同図において符号161は駆動プーリとしてのモータプーリ、162は従動プーリ、163はタイミングベルトをそれぞれ示す。
上記従来技術はモータ駆動軸から駆動対象の軸に対して1段の減速のみで駆動を伝える場合に対応している。しかしながら、駆動プーリ161の最小径の限界があるため、必要とされる減速比が大きい場合は、1段のみで減速しようとすると必然的に従動プーリ162の直径が大きくなる。これを2段減速にした場合、従動プーリ162におけるタイミングベルト163の巻き付け角が等しくなるように構成すると同図(a)、(b)のようになる。ただし、2段減速の場合は同図(b)の組み合わせをもう1組用いる。
FIG. 17 is a diagram for explaining the relationship between the drive pulley and the driven pulley when the reduction ratio is changed. The figure (a) is a diagram of the pulley when the first stage reduction of 1:16 is performed, and the figure (b) is the first stage when the reduction ratio of 1:16 is reduced to two stages of 1: 4. Pulley diagrams are shown respectively.
In the figure, reference numeral 161 denotes a motor pulley as a driving pulley, 162 denotes a driven pulley, and 163 denotes a timing belt.
The prior art described above corresponds to the case where the drive is transmitted from the motor drive shaft to the drive target shaft by only one stage of deceleration. However, since there is a limit on the minimum diameter of the drive pulley 161, if the required reduction ratio is large, the diameter of the driven pulley 162 will inevitably increase when attempting to reduce the speed by only one stage. When this is a two-stage deceleration, the winding angle of the timing belt 163 in the driven pulley 162 is configured to be equal to each other as shown in FIGS. However, in the case of two-stage deceleration, another set of combinations shown in FIG.

伝達系の共振周波数は、ばね定数と慣性モーメントの値により決まり、ばね定数が小さく、慣性モーメントが大きいと共振周波数が低くなる。ばね定数は、タイミングベルトの剛性と、プーリに接触していない部分の長さ(同図では、太い黒線部分)に反比例する。慣性モーメントは、プーリーの材質が同じ場合、半径の4乗に比例する。したがって、1段タイミングベルト系伝達機構は、2段タイミングベルト系伝達機構に比べて明らかに、ばね定数が小さく、慣性モーメントが大きくなるため、共振周波数が低く、バンディングに対して不利である。   The resonance frequency of the transmission system is determined by the values of the spring constant and the moment of inertia. The spring frequency is small, and the resonance frequency is low when the moment of inertia is large. The spring constant is inversely proportional to the rigidity of the timing belt and the length of the portion not in contact with the pulley (the thick black line portion in the figure). The moment of inertia is proportional to the fourth power of the radius when the material of the pulley is the same. Therefore, the first-stage timing belt transmission mechanism is clearly disadvantageous to banding because the spring constant is small and the moment of inertia is larger than the two-stage timing belt transmission mechanism, and the resonance frequency is low.

特開2002−351280号公報JP 2002-351280 A

駆動伝達機構の共振周波数を高く設定できるようにし、バンディングの少ない、高画質の画像卯が得られる画像形成装置を提供する。   Provided is an image forming apparatus in which a resonance frequency of a drive transmission mechanism can be set high, and a high-quality image wrinkle with less banding can be obtained.

請求項1に記載の発明では、位置センサを有する駆動対象と、位置制御手段と、前記駆動対象を駆動するモータと、該モータを駆動する駆動手段と、を少なくとも有する前記駆動対象に前記モータのトルクを減速して伝達する伝達機構であって、前記位置センサからの信号をフィードバックし、前記駆動手段を駆動して、前記位置制御手段により前記駆動対象を目標位置に追従させる駆動制御装置において、前記伝達機構は少なくとも2段のタイミングベルト系伝達機構によって構成され、前記位置制御手段の開ループ交差周波数をFcmとし、前記駆動伝達系とベルト巻き付け角が等しく、且つ等しい減速比を有する1段のタイミングベルト系伝達機構で構成される位置制御手段の開ループ交差周波数をFc1とするとき、
Fcm>Fc1
となるようなFcmで前記駆動対象を目標位置に追従させることを特徴とする。
請求項2に記載の発明では、請求項1に記載の駆動制御装置において、前記少なくとも2段のタイミングベルト系伝達機構の伝達機構共振周波数をFrmとするとき、前記Fcmに対し、
Frm>Fcm
となるようなFrmを設定したことを特徴とする。
According to the first aspect of the present invention, the driving object having at least a driving object having a position sensor, a position control means, a motor for driving the driving object, and a driving means for driving the motor is included in the driving object. A transmission mechanism that decelerates and transmits torque, feedbacks a signal from the position sensor, drives the driving unit, and causes the position control unit to follow the target to be driven by the position control unit; The transmission mechanism is constituted by at least a two-stage timing belt system transmission mechanism, the open loop crossing frequency of the position control means is Fcm, the belt transmission angle is the same as that of the drive transmission system and has the same reduction ratio. When the open loop crossing frequency of the position control means constituted by the timing belt transmission mechanism is Fc1,
Fcm> Fc1
The drive target is made to follow a target position with an Fcm such that
In the invention according to claim 2, in the drive control device according to claim 1, when the transmission mechanism resonance frequency of the at least two-stage timing belt transmission mechanism is Frm,
Frm> Fcm
Frm is set such that

請求項3に記載の発明では、請求項1または2に記載の駆動制御装置において、前記モータのトルクリップル周波数をFtrとするとき、該Ftrは前記FcmとFrmのいずれにも等しくならないように設定したことを特徴とする。
請求項4に記載の発明では、請求項1ないし3のいずれか1つに記載の駆動制御装置において、前記タイミングベルトのピッチ周波数をFtpとしたとき、該Ftpは前記FcmとFrmのいずれにも等しくならないように設定したことを特徴とする。
請求項5に記載の発明では、請求項1ないし4のいずれか1つに記載の駆動制御装置において、前記位置制御手段は、滑らかな立ちあがりでモータを駆動することを特徴とする。
請求項6に記載の発明では、請求項1ないし5のいずれか1つに記載の駆動制御装置において、前記駆動対象は中間転写ベルト、もしくは紙搬送ベルトであることを特徴とする。
According to a third aspect of the present invention, in the drive control device according to the first or second aspect, when the torque ripple frequency of the motor is Ftr, the Ftr is set so as not to be equal to either Fcm or Frm. It is characterized by that.
According to a fourth aspect of the present invention, in the drive control device according to any one of the first to third aspects, when the pitch frequency of the timing belt is Ftp, the Ftp is in any of the Fcm and Frm. It is characterized by being set not to be equal.
According to a fifth aspect of the present invention, in the drive control device according to any one of the first to fourth aspects, the position control means drives the motor with a smooth start-up.
According to a sixth aspect of the present invention, in the drive control device according to any one of the first to fifth aspects, the drive target is an intermediate transfer belt or a paper transport belt.

請求項7に記載の発明では、請求項1ないし6のいずれか1つに記載の駆動制御装置において、前記駆動対象は感光体ドラムであることを特徴とする。
請求項8に記載の発明では、請求項7に記載の駆動制御装置において、前記感光体ドラムは1個のみ使用の1ドラム型の画像形成部を構成していることを特徴とする。
請求項9に記載の発明では、請求項7に記載の駆動制御装置において、前記感光体ドラムは複数個使用したタンデム型の画像形成部を構成していることを特徴とする。
請求項10に記載の発明では、請求項8または9に記載の駆動制御装置において、前記画像形成部は、直接転写方式の画像形成部であることを特徴とする。
請求項11に記載の発明では、請求項8または9に記載の駆動制御装置において、前記画像形成部は、間接転写方式の画像形成部であることを特徴とする。
According to a seventh aspect of the present invention, in the drive control device according to any one of the first to sixth aspects, the drive target is a photosensitive drum.
According to an eighth aspect of the present invention, in the drive control device according to the seventh aspect of the present invention, the photosensitive drum constitutes a one-drum type image forming unit that uses only one photosensitive drum.
According to a ninth aspect of the present invention, in the drive control apparatus according to the seventh aspect of the present invention, the photosensitive drum constitutes a tandem-type image forming unit that uses a plurality of the photosensitive drums.
According to a tenth aspect of the present invention, in the drive control device according to the eighth or ninth aspect, the image forming unit is a direct transfer type image forming unit.
According to an eleventh aspect of the present invention, in the drive control device according to the eighth or ninth aspect, the image forming unit is an indirect transfer type image forming unit.

本発明は、
1;駆動対象を目標位置により高精度に追従でき、ギヤ駆動に比べて騒音の小さい
2;安定な位置制御手段が実現できるため、信頼性の高い
3;トルク変動による振動を抑えることができるため速度変動の小さい
4;タイミングベルトとタイミングプーリーの歯の接離による外乱振動を抑えることがで
きるため速度変動の小さい
5;フィードバック系の遅れによる追従誤差やオーバーシュートによる振動の励起を抑え
ることができ、駆動対象を目標位置により高精度に追従できる
6:バンディングが小さく、位置ずれを抑えた高画質な
画像形成装置を提供する事を可能にする。
The present invention
1: The target to be driven can be tracked with high accuracy by the target position, and noise is lower than that of gear drive 2; a stable position control means can be realized, so that 3 is highly reliable; vibration due to torque fluctuation can be suppressed. Speed fluctuation is small 4; disturbance vibration due to contact and separation of timing belt and timing pulley teeth can be suppressed, so speed fluctuation is small 5; Tracking error due to delay in feedback system and excitation of vibration due to overshoot are suppressed Therefore, it is possible to provide a high-quality image forming apparatus with small banding and suppressed positional deviation.

図1は本発明を適用した感光体ドラム駆動装置の構成図である。
同図において符号101は感光体ドラム、102はドラム軸、103はドラム軸タイミングプーリ、104はタイミングベルト、105は中継軸小タイミングプーリ、106は中継軸、107は中継軸大タイミングプーリ、108はタイミングベルト、109はモータ軸タイミングプーリ、110はモータ軸、111はブラシレスモータ、112はロータリエンコーダ、113は駆動制御回路をそれぞれ示す。
ブラシレスモータ111から感光体ドラム101を回転駆動させる点は、基本的には従来技術で示した構成と同様である。ただし、ブラシレスモータ111は、2段タイミングベルト系伝達機構を介してドラムを回転させる。タイミングプーリーの比は、1段目、2段目ともに1:4になっている。
位置センサは、ドラム軸にインクリメンタルエンコーダ112が取りつけられている。駆動制御回路113は、位置センサの信号をフィードバックして位置制御手段で演算した結果をもってブラシレスモータ111に電流を与える。
FIG. 1 is a configuration diagram of a photosensitive drum driving device to which the present invention is applied.
In the figure, reference numeral 101 is a photosensitive drum, 102 is a drum shaft, 103 is a drum shaft timing pulley, 104 is a timing belt, 105 is a relay shaft small timing pulley, 106 is a relay shaft, 107 is a relay shaft large timing pulley, and 108 is A timing belt, 109 is a motor shaft timing pulley, 110 is a motor shaft, 111 is a brushless motor, 112 is a rotary encoder, and 113 is a drive control circuit.
The point that the photosensitive drum 101 is rotationally driven from the brushless motor 111 is basically the same as the configuration shown in the prior art. However, the brushless motor 111 rotates the drum via a two-stage timing belt transmission mechanism. The ratio of the timing pulley is 1: 4 for both the first stage and the second stage.
In the position sensor, an incremental encoder 112 is attached to the drum shaft. The drive control circuit 113 feeds a current to the brushless motor 111 based on a result calculated by the position control means by feeding back a signal from the position sensor.

図2は或るタイミングベルト系伝達機構の伝達特性のボード線図である。同図(a)は2段伝達系、同図(b)は1段伝達系の線図である。
駆動伝達系の性能を示す1つの方法に、周波数伝達関数というのがある。これは、正弦波の入力信号に対する出力信号の変化を、ゲインと位相の変化で示すもので、これらの関係を示すグラフをボード線図と呼んでいる。ゲインが局部的に上昇している場合、そのピーク位置を共振周波数と呼ぶ。条件の組み合わせによって、系が安定になる場合と、不安定になる場合とがある。
同図はモータの発生トルクから駆動伝達系を介して制御対象の駆動軸角度までの周波数特性を示すものである。
同図(b)の1段伝達系における共振周波数(Fr1と称す)は、およそ1440Hzであるのに対し、同図(a)の2段伝達系における共振周波数(Frmと称す)は、およそ2580Hzとなっており、2段伝達系の共振周波数の方が1段伝達系のそれの2倍近くになっている。
一般に前記のように定めた2段タイミングベルト系伝達機構の共振周波数Frmは、1段タイミングベルト系伝達機構共振周波数Fr1より高くなる。
FIG. 2 is a Bode diagram of transmission characteristics of a certain timing belt transmission mechanism. FIG. 4A is a diagram of a two-stage transmission system, and FIG. 4B is a diagram of a one-stage transmission system.
One method for indicating the performance of a drive transmission system is a frequency transfer function. This shows the change of the output signal with respect to the input signal of the sine wave by the change of the gain and the phase, and a graph showing these relations is called a Bode diagram. When the gain increases locally, the peak position is called the resonance frequency. Depending on the combination of conditions, the system may be stable or unstable.
This figure shows the frequency characteristics from the torque generated by the motor to the drive shaft angle to be controlled through the drive transmission system.
The resonance frequency (referred to as Fr1) in the one-stage transmission system in FIG. 2B is approximately 1440 Hz, whereas the resonance frequency (referred to as Frm) in the two-stage transmission system in FIG. The resonance frequency of the two-stage transmission system is nearly twice that of the one-stage transmission system.
Generally, the resonance frequency Frm of the two-stage timing belt transmission mechanism determined as described above is higher than the resonance frequency Fr1 of the first-stage timing belt transmission mechanism.

図3は駆動制御系に着目したブロック図である。
同図において符号131は感光体ドラム等の制御対象、132は基準信号発生器、133は目標値伝達関数、134は補正伝達関数、135は位置制御手段をそれぞれ示す。
この伝達系により、初期速度0、初期加速度0が与えられるため、滑らかな起動が得られ、駆動対象のスタート時の目標位置軌道を滑らかにするとともに、その時に必要なモータ電流をフィードフォワードで与える。基準信号発生器132からの基準信号は、目標角速度ωref、時間tとすると、次のランプ関数になる。
refo=ωref×t
目標位置は、目標値伝達関数133により滑らかな目標位置軌道になる。また、フィードフォワード電流は、目標値伝達関数に制御対象の伝達関数の逆数を乗算する補正伝達関数34により与える。同図において実線で示した流れが一巡伝達特性のブロックである。
FIG. 3 is a block diagram focusing on the drive control system.
In the figure, reference numeral 131 denotes a control object such as a photosensitive drum, 132 a reference signal generator, 133 a target value transfer function, 134 a correction transfer function, and 135 a position control means.
Since this transmission system gives an initial speed of 0 and an initial acceleration of 0, smooth start-up is obtained, the target position trajectory at the start of the drive target is smoothed, and the motor current required at that time is given in feedforward . The reference signal from the reference signal generator 132 becomes the following ramp function when the target angular velocity ωref and time t are given.
refo = ωref × t
The target position becomes a smooth target position trajectory by the target value transfer function 133. The feedforward current is given by a correction transfer function 34 that multiplies the target value transfer function by the inverse of the transfer function to be controlled. The flow shown by the solid line in FIG.

図4は図3に示した制御駆動系のボード線図である。同図(a)は2段伝達系、同図(b)は1段伝達系の線図である。
同図において、0dBと交差するところが開ループ交差周波数である。同図(a)において、2段タイミングベルト系伝達機構の位置制御手段の開ループ交差周波数をFcm、同図(b)において、1段のタイミングベルト系で構成される位置制御手段の開ループ交差周波数をFc1とすると、同図では、
Fcm=Fc1≒250Hz
にしてあり、共振周波数Frm近傍において位相が180°遅れになるが、このときゲインは0dBより小さいため系は安定状態であるが、共振周波数Fr1近傍ににおいて位相が180°遅れになり、そのときゲインは0dBより大きくなっているため、1段タイミングベルト系伝達機構駆動系は不安定になる。
FIG. 4 is a Bode diagram of the control drive system shown in FIG. FIG. 4A is a diagram of a two-stage transmission system, and FIG. 4B is a diagram of a one-stage transmission system.
In the figure, the crossing point with 0 dB is the open loop crossing frequency. In FIG. 4A, the open loop crossing frequency of the position control means of the two-stage timing belt transmission mechanism is Fcm, and in FIG. If the frequency is Fc1,
Fcm = Fc1≈250 Hz
The phase is delayed by 180 ° in the vicinity of the resonance frequency Frm. At this time, since the gain is smaller than 0 dB, the system is in a stable state, but the phase is delayed by 180 ° in the vicinity of the resonance frequency Fr1. Since the gain is greater than 0 dB, the one-stage timing belt transmission mechanism drive system becomes unstable.

図5は2段タイミングベルト系伝達機構駆動系の応答を示す図である。
図6は1段タイミングベルト系伝達機構駆動系の応答を示す図である。同図(a)は駆動開始から2秒後まで、同図(b)は1.9秒後から2秒後までの様子をそれぞれ示す図である。
両図の縦軸は目標位置から検出位置の追従誤差を示す。
図5において1.1秒を過ぎた辺りから、位置ずれは数μm以内に納まっている。
図6においては時間とともに追従誤差が大きくなって振動している。安定に駆動するには、Fcm>Fc1にする必要がある。すなわち、位置制御手段を調整して(ゲインを下げて)、Fc1をより小さい値に下げなければならない。逆に言えば、1段タイミングベルト系伝達機構駆動系と、2段タイミングベルト系伝達機構駆動系において、ともに安定して駆動させるためには、FcmはFc1より高い周波数に設定することができる。
FIG. 5 is a diagram showing the response of the two-stage timing belt system transmission mechanism drive system.
FIG. 6 is a diagram showing the response of the first stage timing belt transmission mechanism drive system. FIG. 4A shows the state from the start of driving to 2 seconds later, and FIG. 4B shows the state from 1.9 seconds to 2 seconds later.
The vertical axis in both figures indicates the tracking error from the target position to the detected position.
In FIG. 5, the positional deviation is within a few μm after 1.1 seconds.
In FIG. 6, the tracking error increases with time and vibrates. In order to drive stably, it is necessary to satisfy Fcm> Fc1. In other words, the position control means must be adjusted (gain reduced) to reduce Fc1 to a smaller value. In other words, Fcm can be set to a frequency higher than Fc1 in order to stably drive both the first-stage timing belt system transmission mechanism drive system and the second-stage timing belt system transmission mechanism drive system.

3相15極のブラシレスモータを使うものとして、モータ1回転のトルクリップルが30回であるとする。感光体ドラム1を30rpmで回転させると、ブラシレスモータ11は、合計のプーリー比が16あるので、480rpmになる。したがって、トルクリップル周波数Ftrは、
Ftr=480×30/60=240Hz
になる。
図4より2段タイミングベルト系伝達機構の位置制御手段の開ループ交差周波数Fcmは、
Fcm=240 [rad/s] =38.2[Hz]
共振周波数Frmは、
Frm=2520 [rad/s] =401[Hz]
となり、FtrをFcm、およびFrmから離れた周波数領域に持っていけるので、安定な制御が実現できる。
Assuming that a three-phase 15-pole brushless motor is used, the torque ripple of one rotation of the motor is 30 times. When the photosensitive drum 1 is rotated at 30 rpm, the brushless motor 11 has a total pulley ratio of 16, and thus becomes 480 rpm. Therefore, the torque ripple frequency Ftr is
Ftr = 480 × 30/60 = 240 Hz
become.
From FIG. 4, the open loop crossing frequency Fcm of the position control means of the two-stage timing belt transmission mechanism is
Fcm = 240 [rad / s] = 38.2 [Hz]
The resonance frequency Frm is
Frm = 2520 [rad / s] = 401 [Hz]
Thus, since Ftr can be brought to a frequency region away from Fcm and Frm, stable control can be realized.

図1のドラムを30rpmで回転させる。モータ軸タミングプーリー9と中継軸小タイミングプーリ5の歯数を60、中継軸大タイミングプーリ7とドラム軸タイミングプーリ3の歯数を240とする。
モータ軸タミングプーリー9と中継軸大タイミングプーリ7に掛け渡されたタイミングベルト8のピッチ周波数Ftp1は、モータ回転数480rpm、モータ軸タミングプーリー9の歯数60より、
Ftp1=480/60×60=480Hz
中継軸小タイミングプーリ5とドラム軸タイミングプーリ3に掛け渡されたタイミングベルト4のピッチ周波数Ftp2は、ドラム回転数30rpm、ドラム軸タイミングプーリ3の歯数240より、
Ftp2=30/60×240=120Hz
となる。図4のFcm=38.2[Hz]、Frm=401[Hz]に対しどちらも離れた周波数領域に持っていけるので、安定な制御が実現できる。Ftp1、Ftp2は、前述のトルクリップル周波数Ftr=240Hzとも離れている。
The drum of FIG. 1 is rotated at 30 rpm. The number of teeth of the motor shaft timing pulley 9 and the relay shaft small timing pulley 5 is 60, and the number of teeth of the relay shaft large timing pulley 7 and the drum shaft timing pulley 3 is 240.
The pitch frequency Ftp1 of the timing belt 8 spanned between the motor shaft tamming pulley 9 and the relay shaft large timing pulley 7 is based on the motor rotation speed 480 rpm and the number of teeth 60 of the motor shaft tamming pulley 9.
Ftp1 = 480/60 × 60 = 480 Hz
The pitch frequency Ftp2 of the timing belt 4 spanned between the relay shaft small timing pulley 5 and the drum shaft timing pulley 3 is based on the drum rotation speed of 30 rpm and the number of teeth 240 of the drum shaft timing pulley 3.
Ftp2 = 30/60 × 240 = 120 Hz
It becomes. Since both Fcm = 38.2 [Hz] and Frm = 401 [Hz] in FIG. 4 can be brought to a frequency region distant from each other, stable control can be realized. Ftp1 and Ftp2 are separated from the aforementioned torque ripple frequency Ftr = 240 Hz.

図7はタイミングベルト系伝達機構とギヤ伝達機構を組み合わせたドラム駆動制御装置の実施例を示す図である。
同図において符号114は大ギヤ、115は小ギヤをそれぞれ示す。
位置センサは、ドラム駆動軸102にインクリメンタルエンコーダ112が取りつけられている。駆動制御回路113は、位置センサの信号をフィードバックして位置制御手段で演算した結果をモータ111に電流で与える。モータ111は、ギヤ伝達機構とタイミングベルト系伝達機構を介してドラムを回転させる。ギヤ比は、1:4、タイミングプーリーの比は、1:4になっている。ギヤ伝達機構は剛性が高いので、共振周波数をタイミングベルト系伝達機構より高くできる。ギヤの噛み合いによる外乱は、2段目がタイミングベルト系伝達機構になっているので、ドラム101には、外乱が伝わりにくいため、単純なギヤ伝達機構に比べて速度変動を抑えることができる。
FIG. 7 is a diagram showing an embodiment of a drum drive control device in which a timing belt transmission mechanism and a gear transmission mechanism are combined.
In the figure, reference numeral 114 denotes a large gear, and 115 denotes a small gear.
In the position sensor, an incremental encoder 112 is attached to the drum drive shaft 102. The drive control circuit 113 feeds back the position sensor signal and the result calculated by the position control means to the motor 111 as a current. The motor 111 rotates the drum via a gear transmission mechanism and a timing belt transmission mechanism. The gear ratio is 1: 4, and the timing pulley ratio is 1: 4. Since the gear transmission mechanism has high rigidity, the resonance frequency can be made higher than that of the timing belt transmission mechanism. Since the disturbance due to the meshing of the gear is the timing belt transmission mechanism at the second stage, the disturbance is not easily transmitted to the drum 101, so that the speed fluctuation can be suppressed as compared with a simple gear transmission mechanism.

図8は2段タイミングベルト系伝達機構駆動系による中間転写ベルト駆動制御装置の実施例を示す図である。
同図において符号116は中間転写ベルト、117は駆動ローラ、118は従動プーリ、119はタイミングベルト、120は中継軸小タイミングプーリ、121はは中継軸、122は中継軸大タイミングプーリ、123はタイミングベルト、124はモータ軸タイミングプーリ、125はモータ軸、126はブラシレスモータ、127はエンコーダスリット、128はピックアップ、129は駆動制御回路をそれぞれ示す。
位置センサは、中間転写ベルト116上の表面か裏面にエンコーダスリット127が形成されている。ピックアップ128により信号を読み取る。駆動制御回路129は、位置センサの信号をフィードバックして位置制御手段で演算した結果をモータ126に電流で与える。モータ126は、2段タイミングベルト系伝達機構を介して駆動ローラ117を回転させ中間転写ベルト116を移動させる。タイミングプーリーの比は、1段目、2段目ともに1:4になっている。
FIG. 8 is a diagram showing an embodiment of an intermediate transfer belt drive control device using a two-stage timing belt system transmission mechanism drive system.
In the same figure, 116 is an intermediate transfer belt, 117 is a driving roller, 118 is a driven pulley, 119 is a timing belt, 120 is a relay shaft small timing pulley, 121 is a relay shaft, 122 is a relay shaft large timing pulley, and 123 is a timing. A belt, 124 is a motor shaft timing pulley, 125 is a motor shaft, 126 is a brushless motor, 127 is an encoder slit, 128 is a pickup, and 129 is a drive control circuit.
The position sensor has an encoder slit 127 formed on the front surface or the back surface of the intermediate transfer belt 116. A signal is read by the pickup 128. The drive control circuit 129 feeds back the position sensor signal and the result calculated by the position control means to the motor 126 as a current. The motor 126 rotates the driving roller 117 via the two-stage timing belt transmission mechanism to move the intermediate transfer belt 116. The ratio of the timing pulley is 1: 4 for both the first stage and the second stage.

本実施形態のベルト搬送装置の位置制御方法は、マイクロコンピュータにおける演算処理機能により実行される。マイクロコンピュータの代わりに数値演算処理能力が高いDSP(デジタルシグナルプロッセサ)を用いてもよい事は明らかである。
次に、本発明を適用した画像形成装置について説明する。
The position control method of the belt conveyance device of the present embodiment is executed by an arithmetic processing function in the microcomputer. It is obvious that a DSP (digital signal processor) having a high numerical processing capability may be used instead of the microcomputer.
Next, an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described.

図9は1ドラム型の画像形成部の概略構成図である。
同図において符号200は感光体ドラム、400は現像ユニット、500は中間転写ユニット、600は2次転写ユニット、700は定着ユニット700をそれぞれ示す。その他の符号は以下の説明の中で順次引用する。
カラー複写機、カラープリンタ等に用い得る画像形成部は、像担持体としての感光体ドラム200、帯電手段としての帯電チャージャ201、クリーニングブレード及びファーブラシからなる感光体クリーニング装置210、露光手段としての図示しない書き込み光学ユニット、現像手段としてのリボルバ現像ユニット400、中間転写ユニット500、2次転写ユニット600、及び定着ローラ対701を用いた定着ユニット700などで構成されている。
カラー複写機の場合は、同図に示す画像形成部のほか、図示しないカラー画像読み取り部(以下「カラースキャナ」という)、給紙部、及びこれらを駆動制御する制御部などによって構成されている。
上記カラースキャナは、原稿のカラー画像情報を、例えばレッド、グリーン、ブルー(以下、それぞれ「R」、「G」、「B」という)の色分解光ごとに読み取り、電気的な画像信号に変換する。そして、このカラースキャナで得たR、G、Bの色分解画像信号の強度レベルをもとにして、図示しない画像処理部で色変換処理を行い、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー(以下、それぞれ「Bk」、「C」、「M」、「Y」という)の画像データを得る。
FIG. 9 is a schematic configuration diagram of a one-drum type image forming unit.
In the figure, reference numeral 200 denotes a photosensitive drum, 400 denotes a developing unit, 500 denotes an intermediate transfer unit, 600 denotes a secondary transfer unit, and 700 denotes a fixing unit 700. Other symbols will be cited sequentially in the following description.
An image forming unit that can be used in a color copying machine, a color printer, and the like includes a photosensitive drum 200 as an image carrier, a charging charger 201 as a charging unit, a photosensitive member cleaning device 210 including a cleaning blade and a fur brush, and an exposure unit. A writing optical unit (not shown), a revolver developing unit 400 as developing means, an intermediate transfer unit 500, a secondary transfer unit 600, a fixing unit 700 using a fixing roller pair 701, and the like are included.
In the case of a color copier, in addition to the image forming unit shown in the figure, a color image reading unit (hereinafter referred to as a “color scanner”), a paper feeding unit, and a control unit that drives and controls these are included. .
The color scanner reads color image information of a document for each color separation light of, for example, red, green, and blue (hereinafter referred to as “R”, “G”, and “B”) and converts them into electrical image signals. To do. Then, based on the intensity levels of the R, G, and B color separation image signals obtained by this color scanner, color conversion processing is performed by an image processing unit (not shown), and black, cyan, magenta, yellow (hereinafter, respectively) Image data “Bk”, “C”, “M”, and “Y”) is obtained.

感光体ドラム200は図中に矢印Aで示すように半時計方向に回転し、その周囲には、帯電チャージャ201、感光体クリーニング装置210、リボルバ現像ユニット400の選択された現像器、中間転写ユニット500の中間転写体としての中間転写ベルト501などが配置されている。また、書き込み光学ユニットは、カラースキャナからのカラー画像データを光信号に変換して、帯電チャージャ201によって一様に帯電された感光体ドラム200の表面に、原稿の画像に対応したレーザ光Lを照射して光書き込みを行い、感光体ドラム200の表面に静電潜像を形成する。この書き込み光学ユニットは、例えば、光源としての半導体レーザ、レーザ発光駆動制御部、ポリゴンミラーとその回転用モータ、f/θレンズ、反射ミラーなどによって構成することができる。
また、上記リボルバ現像ユニット400は、Bkトナーを用いるBk現像器401、Cトナーを用いるC現像器402、Mトナーを用いるM現像器403、Yトナーを用いるY現像器404、及びユニット全体を半時計回りに回転させる現像リボルバ駆動部(図示せず)などによって構成されている。
リボルバ現像ユニット400に設置された各現像器401〜404は、静電潜像を現像するために現像材の穂を感光体ドラム200の表面に接触させて回転する現像材担持体としての現像スリーブと、現像剤を汲み上げて攪拌するために回転する現像剤パドル、及び現像スリーブを矢印で示す時計方向に回転させる現像スリーブ駆動部(いずれも図示せず)などで構成されている。
The photosensitive drum 200 rotates in a counterclockwise direction as indicated by an arrow A in the drawing, and a charging charger 201, a photosensitive member cleaning device 210, a selected developing device of the revolver developing unit 400, and an intermediate transfer unit are disposed around the photosensitive drum 200. An intermediate transfer belt 501 as an intermediate transfer member 500 is disposed. Further, the writing optical unit converts the color image data from the color scanner into an optical signal, and applies the laser beam L corresponding to the image of the document to the surface of the photosensitive drum 200 uniformly charged by the charging charger 201. Irradiation and optical writing are performed to form an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 200. This writing optical unit can be constituted by, for example, a semiconductor laser as a light source, a laser emission drive control unit, a polygon mirror and its rotation motor, an f / θ lens, a reflection mirror, and the like.
The revolver developing unit 400 includes a Bk developing unit 401 that uses Bk toner, a C developing unit 402 that uses C toner, an M developing unit 403 that uses M toner, a Y developing unit 404 that uses Y toner, and a half of the entire unit. A developing revolver driving unit (not shown) that rotates clockwise is configured.
Each of the developing devices 401 to 404 installed in the revolver developing unit 400 is a developing sleeve as a developer carrying member that rotates by bringing the ears of the developer into contact with the surface of the photosensitive drum 200 in order to develop the electrostatic latent image. And a developer paddle that rotates to draw up and stir the developer, and a developing sleeve drive section (not shown) that rotates the developing sleeve clockwise as indicated by an arrow.

この実施形態では、各現像機401〜404内のトナーはフェライトキャリアとの攪拌によって負極性に帯電され、また、各現像スリーブには図示しない現像バイアス印加手段としての現像バイアス電源により負の直流電圧Vdc(直流成分)に交流電圧Vac(交流成分)が重畳された現像バイアス電圧が印加され、各現像スリーブが感光体ドラム200の金属基体層に対して所定電圧にバイアスされている。カラー複写機本体の待機状態では、リボルバ現像ユニット400はBk現像機401が現像位置に位置するホームポジションで停止しており、コピースタートキーが押されると、原稿画像データの読み取りを開始し、そのカラー画像データに基づいて、レーザ光Lによる光書き込み、すなわち静電潜像形成が始まる(以下、Bk画像データによる静電潜像を「Bk静電潜像」という。C、M、Yについても同様)。
Bk静電潜像の先端部から現像可能にすべく、Bk現像位置に静電潜像の先端部が到達する前に、Bk現像スリーブの回転を開始してBk静電潜像をBkトナーで現像する。そして、以後Bk静電潜像の現像動作を続けるが、Bk静電潜像の後端部がBk現像位置を通過した時点で、速やかに次の色の現像機が現像位置に来るまで、リボルバ現像ユニット400が回転する。これは少なくとも、次の画像データによる静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。
In this embodiment, the toner in each of the developing machines 401 to 404 is negatively charged by stirring with the ferrite carrier, and each developing sleeve is negatively charged with a negative DC voltage by a developing bias power source as a developing bias applying means (not shown). A developing bias voltage in which an AC voltage Vac (AC component) is superimposed on Vdc (DC component) is applied, and each developing sleeve is biased to a predetermined voltage with respect to the metal substrate layer of the photosensitive drum 200. In the standby state of the color copying machine main body, the revolver developing unit 400 is stopped at the home position where the Bk developing machine 401 is located at the developing position. When the copy start key is pressed, reading of the original image data is started. Based on the color image data, light writing by the laser beam L, that is, formation of an electrostatic latent image is started (hereinafter, an electrostatic latent image by Bk image data is referred to as “Bk electrostatic latent image”. The same).
In order to enable development from the leading edge of the Bk electrostatic latent image, before the leading edge of the electrostatic latent image reaches the Bk development position, the rotation of the Bk developing sleeve is started and the Bk electrostatic latent image is cleaned with Bk toner. develop. Thereafter, the developing operation of the Bk electrostatic latent image is continued. When the rear end portion of the Bk electrostatic latent image passes the Bk developing position, the revolver is promptly moved until the next color developing device comes to the developing position. The developing unit 400 rotates. This is completed at least before the leading edge of the electrostatic latent image based on the next image data reaches the developing position.

中間転写ユニット500は、後述する複数のローラに張架された中間転写体である中間転写ベルト501などで構成されている。この中間転写ベルト501の周りには、2次転写ユニット600の転写材担持体である2次転写ベルト601、2次転写電荷付与手段である2次転写バイアスローラ605、中間転写体クリーニング手段であるベルトクリーニングブレード504、潤滑剤塗布手段である潤滑剤塗布ブラシ505などが対向するように配設されている。
この中間転写ベルト501は、1次転写電荷付与手段である1次転写バイアスローラ507、ベルト駆動ローラ508、ベルトテンションローラ509、2次転写対向ローラ510、クリーニング対向ローラ511、及びアースローラ512に張架されている。各ローラは導電性材料で形成され、1次転写バイアスローラ507以外の各ローラは接地されている。
1次転写バイアスローラ507には、定電流または定電圧制御された1次転写電源801により、トナー像の重ね合わせ数に応じて所定の大きさの電流又は電圧に制御された転写バイアスが印加されている。また、中間転写ベルト501は、図示しない駆動モータによって矢印B方向に回転駆動されるベルト駆動ローラ508により、矢印方向に駆動される。
中間転写ベルト501は、半導体、または絶縁体で形成され、単層または多層構造となっている。
The intermediate transfer unit 500 includes an intermediate transfer belt 501 that is an intermediate transfer member stretched around a plurality of rollers to be described later. Around the intermediate transfer belt 501 are a secondary transfer belt 601 that is a transfer material carrier of the secondary transfer unit 600, a secondary transfer bias roller 605 that is a secondary transfer charge applying unit, and an intermediate transfer member cleaning unit. A belt cleaning blade 504, a lubricant application brush 505 that is a lubricant application means, and the like are arranged to face each other.
The intermediate transfer belt 501 is stretched around a primary transfer bias roller 507, a belt driving roller 508, a belt tension roller 509, a secondary transfer counter roller 510, a cleaning counter roller 511, and a ground roller 512 serving as a primary transfer charge applying unit. It is built. Each roller is formed of a conductive material, and each roller other than the primary transfer bias roller 507 is grounded.
The primary transfer bias roller 507 is applied with a transfer bias controlled to a predetermined current or voltage according to the number of superimposed toner images by a primary transfer power source 801 controlled at a constant current or voltage. ing. The intermediate transfer belt 501 is driven in the arrow direction by a belt driving roller 508 that is driven to rotate in the arrow B direction by a drive motor (not shown).
The intermediate transfer belt 501 is formed of a semiconductor or an insulator and has a single layer or a multilayer structure.

感光体ドラム200上のトナー像を中間転写ベルト501に転写する転写部(以下「1次転写部」という)では、1次転写バイアスローラ507、及びアースローラ512で中間転写ベルト501を感光体ドラム200側に押し当てるように張架することにより、感光体ドラム200と中間転写ベルト501との間に所定幅のニップ部を形成している。
潤滑剤塗布ブラシ505は、板状に形成された潤滑剤としてのステアリン酸亜鉛506を研磨し、この研磨された微粒子を中間転写ベルト501に塗布するものである。この潤滑剤塗布ブラシ505も、中間転写ベルト501に対して隣接可能に構成され、所定のタイミングで中間転写ベルト501に接触するように制御される。
In a transfer portion (hereinafter referred to as “primary transfer portion”) that transfers the toner image on the photosensitive drum 200 to the intermediate transfer belt 501, the intermediate transfer belt 501 is moved to the photosensitive drum by the primary transfer bias roller 507 and the earth roller 512. A nip portion having a predetermined width is formed between the photosensitive drum 200 and the intermediate transfer belt 501 by being stretched so as to be pressed against the side 200.
The lubricant application brush 505 polishes zinc stearate 506 as a lubricant formed in a plate shape and applies the polished fine particles to the intermediate transfer belt 501. The lubricant application brush 505 is also configured to be adjacent to the intermediate transfer belt 501 and is controlled to contact the intermediate transfer belt 501 at a predetermined timing.

2次転写ユニット600は、3つの支持ローラ602、603、604に張架された2次転写ベルト601などで構成され、2次転写ベルト601の支持ローラ602と603間の張架部が2次転写対向ローラ510に対して圧接可能になっている。3つの支持ローラ602、603、604の一つは、図示しない駆動手段によって回転駆動される駆動ローラであり、その駆動ローラにより2次転写ベルト601が図中に矢印Cで示す方向に駆動される。
2次転写バイアスローラ605は、2次転写手段であり、2次転写対向ローラ510との間に中間転写ベルト501と2次転写ベルト601を挟持するように配設され、定電流制御される2次転写電源802によって所定電流の転写バイアスが印加されている。また、上記2次転写ベルト601、及び2次転写バイアスローラ605が、2次転写対向ローラ510に対して圧接する位置と離間する位置とを取り得るように、支持ローラ602、及び2次転写バイアスローラ605を矢印方向に駆動する図示しない離接機構が設けられている。その離間位置にある2次転写ベルト601及び支持ローラ602を、図1に2点鎖線で示している。
The secondary transfer unit 600 includes a secondary transfer belt 601 stretched between three support rollers 602, 603, and 604, and the stretched portion between the support rollers 602 and 603 of the secondary transfer belt 601 is a secondary. It can be pressed against the transfer facing roller 510. One of the three support rollers 602, 603, and 604 is a drive roller that is rotationally driven by a drive unit (not shown), and the secondary transfer belt 601 is driven in the direction indicated by an arrow C in the drawing. .
The secondary transfer bias roller 605 is a secondary transfer unit, and is disposed so as to sandwich the intermediate transfer belt 501 and the secondary transfer belt 601 between the secondary transfer counter roller 510 and is subjected to constant current control. A transfer bias having a predetermined current is applied by the next transfer power source 802. Further, the support roller 602 and the secondary transfer bias are set so that the secondary transfer belt 601 and the secondary transfer bias roller 605 can take a position where they are pressed against and separate from the secondary transfer counter roller 510. A separation mechanism (not shown) for driving the roller 605 in the direction of the arrow is provided. The secondary transfer belt 601 and the support roller 602 at the separated positions are indicated by a two-dot chain line in FIG.

650はレジストローラ対であり、2次転写バイアスローラ605と2次転写対向ローラ510とに挟持された中間転写ベルト501と2次転写ベルト601の間に、所定のタイミングで転写材である転写紙Pを送り込む。
2次転写ベルト601の定着ローラ対701側の支持ローラ603に張架されている部分には、転写材除電手段である転写紙除電チャージャ606と、転写材担持体除電手段であるベルト除電チャージャ607とが対向している。また、2次転写ベルト601の図中下側の支持ローラ604に張架されている部分には、転写材担持体クリーニング手段であるクリーニングブレード608が当接している。
転写紙除電チャージャ606は、転写紙に保持されている電荷を除電することにより、転写紙自体のこしの強さで転写紙を2次転写ベルト601から良好に分離できるようにするものである。ベルト除電チャージャ607は、2次転写ベルト601上に残留する電荷を除電するものである。また、上記クリーニングブレード608は、2次転写ベルト601の表面に付着した付着物を除去してクリーニングするものである。
Reference numeral 650 denotes a registration roller pair, which is a transfer sheet that is a transfer material at a predetermined timing between the intermediate transfer belt 501 and the secondary transfer belt 601 sandwiched between the secondary transfer bias roller 605 and the secondary transfer counter roller 510. P is sent.
The portions of the secondary transfer belt 601 that are stretched by the support roller 603 on the fixing roller pair 701 side are provided with a transfer sheet neutralization charger 606 that is a transfer material neutralization unit and a belt neutralization charger 607 that is a transfer material carrier neutralization unit. Are facing each other. Further, a cleaning blade 608 serving as a transfer material carrier cleaning means is in contact with a portion of the secondary transfer belt 601 that is stretched around a lower support roller 604 in the drawing.
The transfer paper neutralization charger 606 neutralizes the charge held on the transfer paper so that the transfer paper can be satisfactorily separated from the secondary transfer belt 601 with the strength of the transfer paper itself. The belt neutralization charger 607 neutralizes the charge remaining on the secondary transfer belt 601. Further, the cleaning blade 608 is for removing the adhering matter adhering to the surface of the secondary transfer belt 601 for cleaning.

このように構成したカラー複写機において、画像形成サイクルが開始されると、感光体ドラム200は、図示しない駆動モータによって矢印Aで示す半時計方向に回転され、中間転写ベルト501はベルト駆動ローラ508によって矢印で示す時計回りに回転される。その中間転写ベルト501の回転に伴ってBkトナー像形成、Cトナー像形成、Mトナー像形成、Yトナー像形成が1次転写バイアスローラ507に印加される電圧による転写バイアスにより1次転写が行われ、最終的にBk、C、M、Yの順に中間転写ベルト501上に重ねてトナー像が形成される。   In the color copying machine configured as described above, when the image forming cycle is started, the photosensitive drum 200 is rotated in the counterclockwise direction indicated by the arrow A by a driving motor (not shown), and the intermediate transfer belt 501 is driven by the belt driving roller 508. Is rotated clockwise as indicated by an arrow. As the intermediate transfer belt 501 rotates, Bk toner image formation, C toner image formation, M toner image formation, and Y toner image formation are performed by the transfer bias by the voltage applied to the primary transfer bias roller 507. Finally, a toner image is formed on the intermediate transfer belt 501 in the order of Bk, C, M, and Y.

例えばBkトナー像形成は次のように行われる。帯電チャージャ201は、コロナ放電によって感光体ドラム200の表面を負電荷で所定電位に一様に帯電する。そして、図示しない書き込み光学ユニットにより、Bkカラー画像信号に基づいてレーザ光によるラスタ露光を行う。このラスタ像が露光されたとき、当初一様帯電された感光体ドラム200の表面の露光された部分は、露光光量に比例する電荷が消失し、bk静電潜像が形成される。
このBk静電潜像に、Bk現像機401のBk現像ローラ上の負帯電されたBkトナーが接触することにより、感光体ドラム200の電荷が残っている部分にはトナーが付着せず、電荷の無い部分つまり露光された部分にはトナーが吸着し、静電潜像と相似なBkトナー像が形成される。この感光体ドラム200上に形成されたBkトナー像は、感光体ドラム200と接触状態で等速駆動している中間転写ベルト501の表面に転写される。以下、感光体ドラム200から中間転写ベルト501へのトナー像の転写を「ベルト転写」という。
上記ベルト転写後の感光体ドラム200の表面に残留している若干の未転写残留トナーは、感光体ドラム200の再使用に備えて、感光体クリーニング装置210で清掃される。
For example, Bk toner image formation is performed as follows. The charging charger 201 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 200 to a predetermined potential with a negative charge by corona discharge. Then, raster exposure with laser light is performed based on the Bk color image signal by a writing optical unit (not shown). When this raster image is exposed, the charge proportional to the exposure light amount disappears in the exposed portion of the surface of the photosensitive drum 200 that is initially uniformly charged, and a bk electrostatic latent image is formed.
When the negatively charged Bk toner on the Bk developing roller of the Bk developing machine 401 comes into contact with this Bk electrostatic latent image, the toner does not adhere to the remaining portion of the photosensitive drum 200, and the charge is charged. Toner is adsorbed on the portion without exposure, that is, the exposed portion, and a Bk toner image similar to the electrostatic latent image is formed. The Bk toner image formed on the photosensitive drum 200 is transferred to the surface of the intermediate transfer belt 501 that is driven at a constant speed in contact with the photosensitive drum 200. Hereinafter, the transfer of the toner image from the photosensitive drum 200 to the intermediate transfer belt 501 is referred to as “belt transfer”.
Some untransferred residual toner remaining on the surface of the photosensitive drum 200 after the belt transfer is cleaned by the photosensitive member cleaning device 210 in preparation for the reuse of the photosensitive drum 200.

感光体ドラム200側ではBk画像形成工程の次にC画像形成工程に進み、所定のタイミングでカラースキャナによるC画像データの読み取りが始まり、そのC画像データによるレーザ光書き込みによって、感光体ドラム200の表面にC静電潜像を形成する。
そして、先のBk静電潜像の後端部が通過した後で、且つC静電潜像の先端部が到達する前にリボルバ現像ユニット400の回転動作が行われ、C現像機402が現像位置にセットされ、C静電潜像がCトナーで現像される。
以後、C静電潜像領域の現像を続けるが、C静電潜像の後端部が通過した時点で、先のBk現像機401の場合と同様にリボルバ現像ユニットの回転動作を行い、次のM現像機403を現像位置に移動させる。これもやはり次のM静電潜像の先端部が現像位置に到達する前に完了させる。
なお、M及びYの画像形成工程については、それぞれのカラー画像データ読み取り、静電潜像形成、現像の動作が上述のBk、Cの工程と同様であるので説明は省略する。
中間転写ベルト501上には、感光体ドラム100上に順次形成されるBk、C、M、Yのトナー像が、同一面に順次位置合わせされて転写される。それにより、中間転写ベルト501上には最大で4色が重ね合わされたトナー像が形成される。
カラースキャナの構成によっては、1回の読取走査によって3色分を同時に読み取り、画像データをメモリに格納し、必要に応じて画像形成部に転送する方式のものあり、同様に本発明を適用できる。
On the photosensitive drum 200 side, the process proceeds to the C image forming process after the Bk image forming process, and reading of the C image data by the color scanner starts at a predetermined timing. A C electrostatic latent image is formed on the surface.
Then, after the rear end portion of the previous Bk electrostatic latent image passes and before the front end portion of the C electrostatic latent image arrives, the revolver developing unit 400 is rotated, and the C developing device 402 is developed. The C electrostatic latent image is developed with C toner.
Thereafter, the development of the C electrostatic latent image area is continued. When the rear end of the C electrostatic latent image passes, the revolver developing unit is rotated in the same manner as in the case of the Bk developing machine 401, and the next The M developing machine 403 is moved to the developing position. This is also completed before the leading edge of the next M electrostatic latent image reaches the developing position.
Note that the M and Y image forming steps are the same as the Bk and C steps described above because the operations of reading color image data, forming an electrostatic latent image, and developing are the same as those described above.
On the intermediate transfer belt 501, Bk, C, M, and Y toner images sequentially formed on the photosensitive drum 100 are sequentially aligned and transferred on the same surface. As a result, a toner image in which a maximum of four colors are superimposed is formed on the intermediate transfer belt 501.
Depending on the configuration of the color scanner, there is a system in which three colors are simultaneously read by one reading scan, image data is stored in a memory, and transferred to an image forming unit as necessary. The present invention can be similarly applied. .

上記画像形成動作が開始される時期に、転写紙Pは図示しない転写紙カセット又は手差しトレイなどの給紙部から給送され、レジストローラ対650のニップで待機している。2次転写対向ローラ510及び2次転写バイアスローラによりニップが形成された2次転写部に中間転写ベルト501上のトナー像の先端がさしかかるときに、ちょうど転写紙Pの先端がこのトナー像の先端に一致するようにレジストローラ対650が駆動され、転写紙Pとトナー像とのレジスト合わせが行われる。
そして、転写紙Pが中間転写ベルト501上のトナー像と重ねられて2次転写部を通過する。このとき、2次転写電源802によって2次転写バイアスローラ605に印加される電圧による転写バイアスにより、中間転写ベルト501上の4色重ねトナー像が転写紙上に一括転写される。
そして、2次転写ベルト601の移動方向における2次転写部の下流側に配置した転写紙除電チャージャ606との対向部を通過するとき、転写紙Pは除電され、2次転写ベルト601から剥離して定着ローラ対701に向けて送られる。
この定着ローラ対701のニップ部でトナー像が溶融定着され、図示しない排出ローラ対で装置本体外に送り出され、図示しないコピートレイに表向きにスタックされ、フルカラーコピーを得る。
At the time when the image forming operation is started, the transfer paper P is fed from a paper feed unit such as a transfer paper cassette or a manual feed tray (not shown) and is waiting at the nip of the registration roller pair 650. When the leading edge of the toner image on the intermediate transfer belt 501 approaches the secondary transfer portion where the nip is formed by the secondary transfer counter roller 510 and the secondary transfer bias roller, the leading edge of the transfer paper P is just the leading edge of the toner image. The registration roller pair 650 is driven so as to match the above, and registration of the transfer paper P and the toner image is performed.
Then, the transfer paper P is superimposed on the toner image on the intermediate transfer belt 501 and passes through the secondary transfer portion. At this time, the four-color superimposed toner image on the intermediate transfer belt 501 is collectively transferred onto the transfer paper by a transfer bias by a voltage applied to the secondary transfer bias roller 605 by the secondary transfer power source 802.
The transfer paper P is neutralized and separated from the secondary transfer belt 601 when it passes through a portion facing the transfer paper neutralization charger 606 disposed downstream of the secondary transfer portion in the moving direction of the secondary transfer belt 601. To the fixing roller pair 701.
The toner image is melted and fixed at the nip portion of the fixing roller pair 701, sent out of the apparatus main body by a pair of discharge rollers (not shown), and stacked on a copy tray (not shown) so as to obtain a full color copy.

一方、上記ベルト転写後の感光体ドラム200の表面は、感光体クリーニング装置210でクリーニングされ、除電ランプ202で均一に除電される。
また、転写紙Pにトナー像を転写した後の中間転写ベルト501の表面に残留したトナーは、図示しない離接機構によって中間転写ベルト501に押圧されるベルトクリーニングブレード504によってクリーニングされる。
ここで、リピートコピーの時は、カラースキャナの動作及び感光体ドラム200への画像形成は、1枚目の4色目(Y)の画像形成工程に引き続き、所定のタイミングで2枚目の1色目(Bk)の画像形成工程に進む。また、中間転写ベルト501の方は、1枚目の4色重ねトナー像の転写紙への一括転写工程に引き続き、表面の上記ベルトクリーニングブレード504でクリーニングされた領域に、2枚目のBkトナー像がベルト転写されるようにする。その後は、1枚目と同様動作になる。
On the other hand, the surface of the photosensitive drum 200 after the belt transfer is cleaned by the photosensitive member cleaning device 210 and is uniformly discharged by the discharging lamp 202.
Further, the toner remaining on the surface of the intermediate transfer belt 501 after the toner image is transferred to the transfer paper P is cleaned by a belt cleaning blade 504 pressed against the intermediate transfer belt 501 by a not-shown separation / contact mechanism.
Here, at the time of repeat copy, the operation of the color scanner and the image formation on the photosensitive drum 200 are performed at a predetermined timing following the first color (Y) image formation process of the first sheet and the first color of the second sheet. The process proceeds to the image forming process (Bk). Further, the intermediate transfer belt 501 has a second Bk toner in the area cleaned by the belt cleaning blade 504 on the surface following the batch transfer process of the first four-color superimposed toner image to the transfer paper. The image is transferred to the belt. After that, the operation is the same as the first sheet.

以上は、4色フルカラーコピーを得るコピーモードであったが、3色コピーモード、2色コピーモードの場合は、指定された色と回数の分について、上記同様の動作を行うことになる。
また、単色コピーモードの場合は、所定枚数が終了するまでの間、リボルバ現像ユニット400の所定色の現像機のみを現像動作状態にして、ベルトクリーニングブレード504を中間転写ベルト501に押圧させた状態のままの位置にしてコピー動作を行う。
なお、同図は間接転写方式の画像形成部を示しているが、紙に直接複数回転写するいわゆる直接転写方式もある。
The above is a copy mode for obtaining a four-color full-color copy. In the three-color copy mode and the two-color copy mode, the same operation as described above is performed for the designated color and the number of times.
In the single color copy mode, only the predetermined color developing machine of the revolver developing unit 400 is in the developing operation state until the predetermined number of sheets is completed, and the belt cleaning blade 504 is pressed against the intermediate transfer belt 501. The copy operation is performed at the same position.
The figure shows an indirect transfer type image forming unit, but there is also a so-called direct transfer method in which the image is directly transferred onto a sheet a plurality of times.

図10、図11は複数の感光体ドラムを用いた画像形成部の概略構成図である。
図10は直接転写方式、図11は間接転写方式を示す図である。
両図において符号141は感光体、142は転写装置、143はシート搬送ベルト、144は中間転写ベルト、145は2次転写ベルト、146は給紙装置、147は定着装置、148は感光体クリーニング装置、149はベルトクリーニング装置、をそれぞれ示す。
先の図9には1ドラム型の画像形成部を示したが、画像形成のスピードが要求される場合、複数の感光体ドラムを用いるいわゆるタンデム型の画像形成装置が用いられる。
タンデム型の電子写真装置には、図10に示すように、各感光体141上の画像を転写装置142により、シート搬送ベルト143で搬送するシートsに順次直接転写する直接転写方式のものと、図11に示すように、各感光体141上の画像を1次転写装置142によりいったん中間転写体144に順次転写して後、その中間転写体144上の画像を2次転写装置145によりシートsに一括転写する間接転写方式のものとがある。2次転写装置145は転写搬送ベルトであるが、ローラ形状の方式もある。
10 and 11 are schematic configuration diagrams of an image forming unit using a plurality of photosensitive drums.
FIG. 10 shows a direct transfer method, and FIG. 11 shows an indirect transfer method.
In both figures, reference numeral 141 denotes a photoconductor, 142 denotes a transfer device, 143 denotes a sheet conveying belt, 144 denotes an intermediate transfer belt, 145 denotes a secondary transfer belt, 146 denotes a paper feeding device, 147 denotes a fixing device, and 148 denotes a photoconductor cleaning device. Reference numeral 149 denotes a belt cleaning device.
FIG. 9 shows the one-drum type image forming unit. However, when image forming speed is required, a so-called tandem type image forming apparatus using a plurality of photosensitive drums is used.
As shown in FIG. 10, the tandem type electrophotographic apparatus includes a direct transfer system in which an image on each photoconductor 141 is directly transferred onto a sheet s conveyed by a sheet conveying belt 143 by a transfer device 142. As shown in FIG. 11, the image on each photoconductor 141 is sequentially transferred to the intermediate transfer member 144 once by the primary transfer device 142, and then the image on the intermediate transfer member 144 is transferred to the sheet s by the secondary transfer device 145. There are indirect transfer systems that batch transfer. The secondary transfer device 145 is a transfer conveyance belt, but there is also a roller-shaped method.

直接転写方式のものと、間接転写方式のものとを比較すると、前者は、感光体141を並べたタンデム型画像形成装置Tの上流側に給紙装置146を、下流側に定着装置147を配置しなければならず、シート搬送方向に大型化する欠点がある。
これに対し、後者は、2次転写位置145を比較的自由に設置することができる。
給紙装置146、および定着装置147をタンデム型画像形成装置Tと重ねて配置することができ、小型化が可能となる利点がある。
また、前者は、シート搬送方向に大型化しないためには、定着装置147をタンデム型画像形成装置Tに接近して配置することとなる。そのため、シートsがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置147を配置することができず、シートsの先端が定着装置7に進入するときの衝撃(特に厚いシートで顕著となる)や、定着装置147を通過するときのシート搬送速度と、転写搬送ベルトによるシート搬送速度との速度差により、定着装置147が上流側の画像形成に影響を及ぼしやすい問題点がある。
これに対し、後者は、シートsがたわむことができる十分な余裕をもって定着装置147を配置することができるから、定着装置147がほとんど画像形成に影響を及ぼさないようにすることができる。
Comparing the direct transfer type and the indirect transfer type, the former arranges the paper feeding device 146 on the upstream side of the tandem image forming apparatus T on which the photoconductors 141 are arranged, and the fixing device 147 on the downstream side. There is a drawback in that the size increases in the sheet conveying direction.
On the other hand, the latter can set the secondary transfer position 145 relatively freely.
The sheet feeding device 146 and the fixing device 147 can be arranged so as to overlap with the tandem image forming apparatus T, and there is an advantage that downsizing is possible.
In the former, in order not to increase the size in the sheet conveying direction, the fixing device 147 is disposed close to the tandem type image forming apparatus T. Therefore, the fixing device 147 cannot be disposed with a sufficient margin that the sheet s can bend, and an impact (particularly with a thick sheet) when the leading edge of the sheet s enters the fixing device 7 or fixing. There is a problem that the fixing device 147 tends to affect the image formation on the upstream side due to the speed difference between the sheet conveyance speed when passing through the apparatus 147 and the sheet conveyance speed by the transfer conveyance belt.
On the other hand, in the latter case, the fixing device 147 can be disposed with a sufficient margin that the sheet s can be bent, so that the fixing device 147 hardly affects the image formation.

以上のようなことから、最近は、タンデム型電子写真装置の中の、特に間接転写方式のものが注目されてきている。
そして、この種のカラー電子写真装置では、図11に示すように、1次転写後に感光体141上に残留する転写残トナーを、感光体クリーニング装置148で除去して感光体141表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えていた。また、2次転写後に中間転写体144上に残留する転写残トナーを、中間転写体クリーニング装置149で除去して中間転写体144表面をクリーニングし、再度の画像形成に備えていた。
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の形態につき説明する。
In view of the above, in recent years, indirect transfer type among tandem type electrophotographic apparatuses has been attracting attention.
In this type of color electrophotographic apparatus, as shown in FIG. 11, the transfer residual toner remaining on the photoconductor 141 after the primary transfer is removed by the photoconductor cleaning device 148 to clean the surface of the photoconductor 141. In preparation for another image formation. Further, the transfer residual toner remaining on the intermediate transfer member 144 after the secondary transfer is removed by the intermediate transfer member cleaning device 149 to clean the surface of the intermediate transfer member 144 to prepare for the image formation again.
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.

図12は本発明の一実施の形態になるタンデム型間接転写方式の電子写真装置を示す図である。
同図において符号1100は複写装置本体、1200はそれを載せる給紙テーブル、1300は複写装置本体1100上に取り付けるスキャナ、1400はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。
図13は中間転写体の構成例を示す図である。同図において符号10は中間転写体、11はベース層、12は弾性層、13はコート層をそれぞれ示す。
複写装置本体1100には、中央に、無端ベルト状の中間転写体10を設ける。中間転写体10は、図13に示すように、ベース層11を、例えば伸びの少ないフッ素系樹脂や伸びの大きなゴム材料に帆布など伸びにくい材料で構成された基層をつくり、その上に弾性層12を設ける。弾性層12は、例えばフッ素系ゴムやアクリロニトリル−ブタジエン共重合ゴムなどでつくる。
その弾性層12の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層13で被ってなる。
FIG. 12 is a view showing a tandem indirect transfer type electrophotographic apparatus according to an embodiment of the present invention.
In the figure, reference numeral 1100 denotes a copying apparatus main body, 1200 denotes a paper feed table on which the copying apparatus is mounted, 1300 denotes a scanner mounted on the copying apparatus main body 1100, and 1400 denotes an automatic document feeder (ADF) mounted thereon.
FIG. 13 is a diagram illustrating a configuration example of the intermediate transfer member. In the figure, reference numeral 10 denotes an intermediate transfer member, 11 denotes a base layer, 12 denotes an elastic layer, and 13 denotes a coat layer.
The copying machine main body 1100 is provided with an endless belt-shaped intermediate transfer member 10 in the center. As shown in FIG. 13, in the intermediate transfer member 10, a base layer 11 is made of a base layer made of a material that hardly stretches, such as a fluorine resin having a small elongation or a rubber material having a large elongation, and an elastic layer thereon. 12 is provided. The elastic layer 12 is made of, for example, fluorine-based rubber or acrylonitrile-butadiene copolymer rubber.
The surface of the elastic layer 12 is coated with, for example, a coating layer 13 having good smoothness by coating a fluorine resin.

そして、図12に示すとおり、図示例では3つの支持ローラ14、15、16に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、3つのなかで第2の支持ローラ15の左に、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置17を設ける。
また、3つのなかで第1の支持ローラ14と第2の支持ローラ15間に張り渡した中間転写体10上には、その搬送方向に沿って、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの4つの画像形成手段18を横に並べて配置してタンデム画像形成装置20を構成する。
そのタンデム画像形成装置20の上には、同図に示すように、さらに露光装置21を設ける。
Then, as shown in FIG. 12, in the illustrated example, it is wound around three support rollers 14, 15, and 16 so that it can be rotated and conveyed clockwise in the figure.
In this illustrated example, an intermediate transfer body cleaning device 17 for removing residual toner remaining on the intermediate transfer body 10 after image transfer is provided on the left of the second support roller 15 among the three.
Further, among the three images, four images of yellow, cyan, magenta, and black are arranged on the intermediate transfer member 10 stretched between the first support roller 14 and the second support roller 15 along the conveyance direction. The tandem image forming apparatus 20 is configured by arranging the forming units 18 side by side.
An exposure device 21 is further provided on the tandem image forming apparatus 20 as shown in FIG.

一方、中間転写体10を挟んでタンデム画像形成装置20と反対の側には、2次転写装置22を備える。2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写体10上の画像をシートに転写する。
2次転写装置22の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置25を設ける。定着装置25は、無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27を押し当てて構成する。
上述した2次転写装置22には、画像転写後のシートをこの定着装置25へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置22として、転写ローラや非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような2次転写装置22および定着装置25の下に、上述したタンデム画像形成装置20と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置28を備える。
On the other hand, a secondary transfer device 22 is provided on the side opposite to the tandem image forming apparatus 20 with the intermediate transfer body 10 interposed therebetween. In the illustrated example, the secondary transfer device 22 is configured by spanning a secondary transfer belt 24, which is an endless belt, between two rollers 23, and is pressed against the third support roller 16 via the intermediate transfer body 10. The image on the intermediate transfer body 10 is transferred to a sheet.
A fixing device 25 for fixing the transfer image on the sheet is provided beside the secondary transfer device 22. The fixing device 25 is configured by pressing a pressure roller 27 against a fixing belt 26 that is an endless belt.
The secondary transfer device 22 described above is also provided with a sheet transport function for transporting the sheet after image transfer to the fixing device 25. Of course, a transfer roller or a non-contact charger may be arranged as the secondary transfer device 22, and in such a case, it is difficult to provide this sheet conveying function together.
In the illustrated example, under such a secondary transfer device 22 and a fixing device 25, a sheet reversing device 28 for reversing the sheet to record images on both sides of the sheet in parallel with the tandem image forming device 20 described above. Is provided.

さて、いまこのカラー電子写真装置を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置1400の原稿台30上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置1400を開いてスキャナ1300のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置1400を閉じてそれで押さえる。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置1400に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス32上へと移動して後、他方コンタクトガラス32上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ1300を駆動し、第1走行体33および第2走行体34を走行する。そして、第1走行体33で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体34に向け、第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入れ、原稿内容を読み取る。
また、不図示のスタートスイッチを押すと、不図示の駆動モータで支持ローラ14、15、16の1つを回転駆動して他の2つの支持ローラを従動回転し、中間転写体10を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段18でその感光体40を回転して各感光体40上にそれぞれ、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの単色画像を形成する。そして、中間転写体10の搬送とともに、それらの単色画像を順次転写して中間転写体10上に合成カラー画像を形成する。
Now, when making a copy using this color electrophotographic apparatus, a document is set on the document table 30 of the automatic document feeder 1400. Alternatively, the automatic document feeder 1400 is opened, a document is set on the contact glass 32 of the scanner 1300, and the automatic document feeder 1400 is closed and pressed by it.
When a start switch (not shown) is pressed, when the document is set on the automatic document feeder 1400, the document is transported and moved onto the contact glass 32, and then the document is set on the other contact glass 32. At that time, the scanner 1300 is immediately driven to travel the first traveling body 33 and the second traveling body 34. Then, the first traveling body 33 emits light from the light source and further reflects the reflected light from the document surface toward the second traveling body 34 and is reflected by the mirror of the second traveling body 34 and passes through the imaging lens 35. The document is placed in the reading sensor 36 and the original content is read.
When a start switch (not shown) is pressed, one of the support rollers 14, 15 and 16 is rotationally driven by a drive motor (not shown), the other two support rollers are driven to rotate, and the intermediate transfer body 10 is rotated and conveyed. To do. At the same time, the individual image forming means 18 rotates the photoconductor 40 to form black, yellow, magenta, and cyan monochrome images on each photoconductor 40. Then, along with the conveyance of the intermediate transfer member 10, the single color images are sequentially transferred to form a composite color image on the intermediate transfer member 10.

一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル1200の給紙ローラ42の1つを選択回転し、ペーパーバンク43に多段に備える給紙カセット44の1つからシートを繰り出し、分離ローラ45で1枚ずつ分離して給紙路46に入れ、搬送ローラ47で搬送して複写機本体1100内の給紙路48に導き、レジストローラ49に突き当てて止める。
または、給紙ローラ50を回転して手差しトレイ51上のシートを繰り出し、分離ローラ52で1枚ずつ分離して手差し給紙路53に入れ、同じくレジストローラ49に突き当てて止める。
そして、中間転写体10上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ49を回転し、中間転写体10と2次転写装置22との間にシートを送り込み、2次転写装置22で転写してシート上にカラー画像を記録する。
画像転写後のシートは、2次転写装置22で搬送して定着装置25へと送り込み、定着装置25で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪55で切り換えて排出ローラ56で排出し、排紙トレイ57上にスタックする。または、切換爪55で切り換えてシート反転装置28に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ56で排紙トレイ57上に排出する。
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the paper feed rollers 42 of the paper feed table 1200 is selectively rotated, the sheet is fed out from one of the paper feed cassettes 44 provided in the paper bank 43 in multiple stages, and the separation roller 45 Then, the sheets are separated one by one and put into the paper feed path 46, transported by the transport roller 47, guided to the paper feed path 48 in the copying machine main body 1100, and abutted against the registration roller 49 and stopped.
Alternatively, the sheet feed roller 50 is rotated to feed out the sheets on the manual feed tray 51, separated one by one by the separation roller 52, put into the manual feed path 53, and abutted against the registration roller 49 and stopped.
Then, the registration roller 49 is rotated in synchronization with the composite color image on the intermediate transfer member 10, the sheet is fed between the intermediate transfer member 10 and the secondary transfer device 22, and transferred by the secondary transfer device 22. A color image is recorded on the sheet.
The sheet after the image transfer is conveyed by the secondary transfer device 22 and sent to the fixing device 25, and heat and pressure are applied to the fixing device 25 to fix the transferred image. The paper is discharged at 56 and stacked on the paper discharge tray 57. Alternatively, it is switched by the switching claw 55 and put into the sheet reversing device 28, where it is reversed and guided again to the transfer position, and the image is recorded also on the back surface, and then discharged onto the discharge tray 57 by the discharge roller 56.

一方、画像転写後の中間転写体10は、中間転写体クリーニング装置17で、画像転写後に中間転写体10上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成装置20による再度の画像形成に備える。
ここで、レジストローラ49は一般的には接地されて使用されることが多いが、シートの紙粉除去のためにバイアスを印加することも可能である。
図14は画像形成手段の詳細を説明するための部分図である。
同図において符号60は帯電装置、61は現像装置、62は1次転写装置、63は感光体クリーニング装置、64は除電装置をそれぞれ示す。
さて、上述したタンデム画像形成装置20において、個々の画像形成手段18は、詳しくは、例えば同図に示すように、ドラム状の感光体40のまわりに、帯電装置60、現像装置61、1次転写装置62、感光体クリーニング装置63、除電装置64などを備えてなる。
On the other hand, the intermediate transfer body 10 after the image transfer is removed by the intermediate transfer body cleaning device 17 to remove residual toner remaining on the intermediate transfer body 10 after the image transfer, so that the tandem image forming apparatus 20 can prepare for another image formation.
Here, the registration roller 49 is generally used while being grounded, but it is also possible to apply a bias for removing paper dust from the sheet.
FIG. 14 is a partial view for explaining details of the image forming means.
In the figure, reference numeral 60 denotes a charging device, 61 denotes a developing device, 62 denotes a primary transfer device, 63 denotes a photosensitive member cleaning device, and 64 denotes a charge eliminating device.
In the tandem image forming apparatus 20 described above, the individual image forming means 18 includes, for example, a charging device 60, a developing device 61, and a primary device around a drum-shaped photoconductor 40 as shown in FIG. The image forming apparatus includes a transfer device 62, a photoconductor cleaning device 63, a charge removal device 64, and the like.

図9に示した1ドラム型の画像形成部においても、図10に示した直接方式のタンデム型画像形成部においても、また図11に示した間接方式のタンデム型画像形成部においても、それぞれの感光体ドラム、1次ないしは2次転写ベルト等の駆動伝達機構に、本発明の2段減速機構を用いることによって、バンディングが少なく、高画質の画像形成装置が得られる。   In the one-drum type image forming unit shown in FIG. 9, the direct type tandem type image forming unit shown in FIG. 10, and the indirect type tandem type image forming unit shown in FIG. By using the two-stage reduction mechanism of the present invention for the drive transmission mechanism such as the photosensitive drum, the primary or secondary transfer belt, an image forming apparatus with less banding and high image quality can be obtained.

本発明を適用した感光体ドラム駆動装置の構成図である。It is a block diagram of a photosensitive drum driving device to which the present invention is applied. 或るタイミングベルト系伝達機構の伝達特性のボード線図である。It is a Bode diagram of transmission characteristics of a certain timing belt system transmission mechanism. 駆動制御系に着目したブロック図である。It is a block diagram which paid its attention to the drive control system. 図3に示した制御駆動系のボード線図である。FIG. 4 is a Bode diagram of the control drive system shown in FIG. 3. 2段タイミングベルト系伝達機構駆動系の応答を示す図である。It is a figure which shows the response of a 2 step | paragraph timing belt type transmission mechanism drive system. 1段タイミングベルト系伝達機構駆動系の応答を示す図である。It is a figure which shows the response of a 1 step | paragraph timing belt type transmission mechanism drive system. タイミングベルト系伝達機構とギヤ伝達機構を組み合わせたドラム駆動制御装置の実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example of the drum drive control apparatus which combined the timing belt type | system | group transmission mechanism and the gear transmission mechanism. 2段タイミングベルト系伝達機構駆動系による中間転写ベルト駆動制御装置の実施例を示す図である。It is a figure which shows the Example of the intermediate transfer belt drive control apparatus by a 2 step | paragraph timing belt type transmission mechanism drive system. 1ドラム型の画像形成部の概略構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a one-drum type image forming unit. 複数の感光体ドラムを用いた画像形成部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an image forming unit using a plurality of photosensitive drums. 複数の感光体ドラムを用いた画像形成部の概略構成図である。It is a schematic block diagram of an image forming unit using a plurality of photosensitive drums. 本発明の一実施の形態になるタンデム型間接転写方式の電子写真装置を示す図である。1 is a diagram showing an electrophotographic apparatus of a tandem type indirect transfer system according to an embodiment of the present invention. 中間転写体の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an intermediate transfer member. 画像形成手段の詳細を説明するための部分図である。It is a partial view for explaining details of an image forming unit. 伝達系が1段の減速系からなる画像形成装置の構成図である。1 is a configuration diagram of an image forming apparatus in which a transmission system is a one-stage deceleration system. 駆動系のハードウエアを説明するための図である。It is a figure for demonstrating the hardware of a drive system. 減速比を変えた場合の駆動プーリと従動プーリの関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between a drive pulley and a driven pulley at the time of changing a reduction ratio.

符号の説明Explanation of symbols

101 感光体ドラム
103 ドラム軸タイミングプーリ
104 タイミングベルト
105 中継軸小タイミングプーリ
107 中継軸大タイミングプーリ
108 タイミングベルト
109 モータ軸タイミングプーリ
111 ブラシレスモータ
113 駆動制御回路
116 中間転写ベルト
101 Photosensitive drum 103 Drum shaft timing pulley 104 Timing belt 105 Relay shaft small timing pulley 107 Relay shaft large timing pulley 108 Timing belt 109 Motor shaft timing pulley 111 Brushless motor 113 Drive control circuit 116 Intermediate transfer belt

Claims (11)

位置センサを有する駆動対象と、位置制御手段と、前記駆動対象を駆動するモータと、該モータを駆動する駆動手段と、を少なくとも有する前記駆動対象に前記モータのトルクを減速して伝達する伝達機構であって、前記位置センサからの信号をフィードバックし、前記駆動手段を駆動して、前記位置制御手段により前記駆動対象を目標位置に追従させる駆動制御装置において、前記伝達機構は少なくとも2段のタイミングベルト系伝達機構によって構成され、前記位置制御手段の開ループ交差周波数をFcmとし、前記駆動伝達系とベルト巻き付け角が等しく、且つ等しい減速比を有する1段のタイミングベルト系伝達機構で構成される位置制御手段の開ループ交差周波数をFc1とするとき、
Fcm>Fc1
となるようなFcmで前記駆動対象を目標位置に追従させることを特徴とする駆動制御装置。
A transmission mechanism for decelerating and transmitting the torque of the motor to the drive target having at least a drive target having a position sensor, a position control means, a motor for driving the drive target, and a drive means for driving the motor. In the drive control device that feeds back a signal from the position sensor, drives the drive means, and causes the drive target to follow the target position by the position control means, the transmission mechanism has at least two timings. It is composed of a belt system transmission mechanism, and is composed of a one-stage timing belt system transmission mechanism in which the open loop crossing frequency of the position control means is Fcm, the belt winding angle is equal to that of the drive transmission system, and has the same reduction ratio. When the open loop crossing frequency of the position control means is Fc1,
Fcm> Fc1
A drive control device that causes the drive target to follow a target position with an Fcm such that
請求項1に記載の駆動制御装置において、前記少なくとも2段のタイミングベルト系伝達機構の伝達機構共振周波数をFrmとするとき、前記Fcmに対し、
Frm>Fcm
となるようなFrmを設定したことを特徴とする駆動制御装置。
In the drive control device according to claim 1, when the transmission mechanism resonance frequency of the at least two-stage timing belt transmission mechanism is Frm,
Frm> Fcm
A drive control device characterized by setting Frm such that
請求項1または2に記載の駆動制御装置において、前記モータのトルクリップル周波数をFtrとするとき、該Ftrは前記FcmとFrmのいずれにも等しくならないように設定したことを特徴とする駆動制御装置。   3. The drive control device according to claim 1, wherein when the torque ripple frequency of the motor is Ftr, the Ftr is set not equal to either Fcm or Frm. . 請求項1ないし3のいずれか1つに記載の駆動制御装置において、前記タイミングベルトのピッチ周波数をFtpとしたとき、該Ftpは前記FcmとFrmのいずれにも等しくならないように設定したことを特徴とする駆動制御装置。   4. The drive control device according to claim 1, wherein when the pitch frequency of the timing belt is Ftp, the Ftp is set so as not to be equal to either Fcm or Frm. 5. A drive control device. 請求項1ないし4のいずれか1つに記載の駆動制御装置において、前記位置制御手段は、滑らかな立ちあがりでモータを駆動することを特徴とする駆動制御装置。   5. The drive control apparatus according to claim 1, wherein the position control unit drives the motor with a smooth start-up. 6. 請求項1ないし5のいずれか1つに記載の駆動制御装置において、前記駆動対象は中間転写ベルト、もしくは紙搬送ベルトであることを特徴とする駆動制御装置。   6. The drive control apparatus according to claim 1, wherein the drive target is an intermediate transfer belt or a paper transport belt. 請求項1ないし6のいずれか1つに記載の駆動制御装置において、前記駆動対象は感光体ドラムであることを特徴とする駆動制御装置。   7. The drive control apparatus according to claim 1, wherein the drive target is a photosensitive drum. 請求項7に記載の駆動制御装置において、前記感光体ドラムは1個のみ使用の1ドラム型の画像形成部を構成していることを特徴とする駆動制御装置。   8. The drive control apparatus according to claim 7, wherein the photosensitive drum constitutes a one-drum type image forming unit in which only one photosensitive drum is used. 請求項7に記載の駆動制御装置において、前記感光体ドラムは複数個使用したタンデム型の画像形成部を構成していることを特徴とする駆動制御装置。   8. The drive control apparatus according to claim 7, wherein the photosensitive drum constitutes a tandem type image forming unit using a plurality of photosensitive drums. 請求項8または9に記載の駆動制御装置において、前記画像形成部は、直接転写方式の画像形成部であることを特徴とする駆動制御装置。   10. The drive control device according to claim 8, wherein the image forming unit is a direct transfer type image forming unit. 請求項8または9に記載の駆動制御装置において、前記画像形成部は、間接転写方式の画像形成部であることを特徴とする駆動制御装置。   10. The drive control apparatus according to claim 8, wherein the image forming unit is an indirect transfer image forming unit.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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