JP2006084669A - カラー画像形成装置における感光体駆動制御 - Google Patents

Abstract

【課題】感光体それぞれにエンコーダを具備することなく、低コストで、精度の高い回転が得られる感光体駆動装置及びこれを有する画像形成装置を提供することを課題とする。
【解決手段】潜像を担持する感光体９が、回転位相検知センサ１５を備える大口径ドラムギヤ２を介してホール素子付きのＤＣブラシレスモータ１で駆動され、大口径ドラムギヤ２及びホール素子付きのＤＣブラシレスモータ１で回転位相を検出し、大口径ドラムギヤ２を強制的に等速で回転させてＤＣブラシレスモータ１からホール素子情報を取得することを特徴とする。
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の電子写真プロセスを用いた画像形成装置の感光体駆動装置に関する。

カラー画像形成の代表的方法は、複数の感光体上に形成される色の異なるトナー画像を直接転写紙に重ねながら転写させる直接転写方式と、複数の感光体上に形成される色の異なるトナー画像を中間転写体に重ねながら転写させ、しかる後に転写紙に一括して転写させる中間転写方式がある。
複数の感光体を転写紙または中間転写体に対向させ並べて配置することから、タンデム方式と呼ばれ、感光体毎にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色に対して静電潜像の形成、現像などの電子写真プロセスを実行させ、直接転写方式では走行中の転写紙上に、中間転写方式においては走行中の中間転写体上に転写する。
これらの各方式を用いたタンデム方式のカラー画像形成装置では、直接転写方式にあっては、転写紙を支持しながら走行する無端ベルトを、中間転写方式にあっては、感光体から画像を受け取り担持する無端ベルトを採用するのが一般的である。そして４個の感光体を含む作像ユニットをベルトの一走行辺に並べて設置する。
上記タンデム方式のカラー画像形成装置では、各色のトナー画像を精度よく重ねることが色ズレの発生を防止することが重要である。

そこで、特許文献１では、感光体ドラム、中間転写ローラ及び転写ローラの各外径を整数倍の系列に設定することによって、各ローラ自体の偏心或いは駆動系の振動に起因する画像の位置ズレが感光体ドラムの回転周期に同期して発生するように、予めドラムの各回転位相における画像の位置ズレの修正値を像露光のタイミング調整時間に換算してＲＯＭに記憶し、感光体ドラムの備えるエンコーダからのエンコーダ信号（ＥＮＣ）によりＣＰＵからドラムの回転周期に応じたライン記録タイミングを規定する水平同期信号（ＨＳＹＮ）をＬＥＤドライバに出力するように構成している。
しかしながら、上記制御では、４個の感光体それぞれにエンコーダ（回転位相検出部）を具備しなくてはならず、本体コストが高くなるという欠点がある。また、たとえ同じ型で成型されたギヤであっても、累積噛み合いピッチ誤差がばらつくために、制御が複雑になり、補正精度も落ちてしまうという欠点がある。
特開平９−２４４４２２号公報

上記問題点に鑑み、本発明は、感光体それぞれにエンコーダを具備することなく、低コストで、精度の高い回転が得られる感光体駆動装置及びこの感光体駆動装置を有する画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明は、以下を特徴とする。
１．潜像を担持する感光体は、回転位相検知センサを備える大口径ドラムギヤを介してホール素子付きのＤＣブラシレスモータで駆動され、大口径ドラムギヤ及びホール素子付きのＤＣブラシレスモータで回転位相を検出することを特徴とする画像形成装置の感光体駆動装置である。
２．前記感光体駆動装置は、前記大口径ドラムギヤを強制的に等速で回転させてＤＣブラシレスモータからホール素子情報を取得することを特徴とする。
３．前記感光体駆動装置は、前記大口径ドラムギヤの回転位相検知センサの情報とＤＣブラシレスモータからホール素子情報とにより、ＤＣブラシレスモータの回転を制御する ことを特徴とする。
４．画像形成装置は、１ないし３のいずれかに記載の感光体駆動装置を有することを特徴とする。

本発明により、感光体それぞれにエンコーダを具備することなく、低コストで、精度の高い回転が得られる感光体駆動装置及びこれを有する画像形成装置を提供することができる。

以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明はこの発明の最良の形態の例であって、いわゆる当業者は特許請求の範囲内で、変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、以下の説明が特許請求の範囲を限定するものではない。

図１に、本発明に係る大口径ドラムギヤ及びＤＣブラシレスモータを用いた画像形成装置の一例を示す図である。
感光体９はカップリング１０により大口径ドラムギヤ２と連結されており、ＤＣブラシレスモータ１により駆動される。なお、図中５は軸受、６＆７は側板、８はカップリング当接用のスプリングを示す。
一般的に大口径ギヤ２は小モジュールを採用し、できるだけ多くの歯数を確保することで、ギヤの噛み合いピッチを小さくし、感光体上の画像ムラを目立たなくなるように設定されている。

図２は、大口径ドラムギヤとＤＣブラシレスモータの構成の一例を示す図である。
通常は、ＤＣブラシレスモータ１の駆動軸であるピニオンギヤ１１によって、大口径ドラムギヤ２は回転する。このとき、モータ駆動制御部１３からの信号（ＰＬＬ制御）によって制御される。本発明では、逆の考え方で、大口径ドラムギヤ２を強制的に等速回転させ、その時にモータから取得可能なホール素子データをデータ記憶部１２に取り込むことでマシンにエンコーダを搭載せずに、かつ、ギヤによってばらつく「累積噛み合いピッチ誤差」を認識することが可能となる。強制的な等速回転は、工場等で高精度の等速回転が可能なモータを感光体9に替えて連結することにより行う。また、図中の１５はギヤの回転位相検知センサ、１４は大口径ドラムギヤ２に設置された回転タイミング検知用のリブである。このセンサからの情報は、ＤＣブラシレスモータからの情報と同じくデータ記憶部１２に取り込まれ、ホール素子データとドラムギヤの回転位相の照合に用いられる。

図３は、ホール素子及びリブセンサのデータの模式図を示す。
ＤＣブラシレスモータ１からのホール素子のデータは、図３に示すように、大まかに見ると一定間隔で刻まれるが、ミクロで見ると図２に示す大口径ドラムギヤ２の噛み合いピッチ誤差の影響で変動する。本発明ではこの情報を基に、「ドラムギヤを一定速度で回転させるためのホール素子データの傾向」を取得することを特徴とするものである。下側のグラフは、前述したギヤの回転位相検知センサからの入力信号である。この情報により、ホール素子データのホームポジション（０地点）を定義づけることが可能となり、これによって初めてデータ入手の意味をなすこととなる。

図４に、本発明に係る感光体駆動源の実施例を示す。
表はホール素子からの信号データの一例であり、架空のデータである。仮にほぼゼロの回転ムラでドラムギヤを駆動させたとしても、理想的なギヤでない限り、ＤＣブラシレスモータ１側に伝達した時点で噛み合いピッチ誤差による速度ムラ（＝ワウフラッター）が発生してしまう。もちろん、モータピニオンギヤの噛み合いピッチ誤差も影響を与えるのだが、一般的にピニオンギヤの歯数は少なく、大口径ドラムギヤ２に比べて噛み合いピッチ誤差の振幅が小さいために、問題視されないことが多い。
ホール素子からの信号間隔が短いということは、ＤＣブラシレスモータ１は速く回転しているということであり、すなわちこれは大口径ドラムギヤ２の噛み合いピッチが小さい（一定距離の間にギヤの歯が多く存在する）ことになる。このことを踏まえると、実使用にて大口径ドラムギヤ２を一定速度で回転するためには、ＤＣブラシレスモータ１の回転数を速くする必要があることになる。
逆に、ホール素子からの信号間隔が長いということは、ＤＣブラシレスモータ１が遅く回転していることになり、すなわちこれはドラムギヤの噛み合いピッチが大きい（一定距離の間にギヤの歯が少ない）ことになる。このことを踏まえると、実使用にて大口径ドラムギヤ２を一定速度で回転するためには、ＤＣブラシレスモータ１の回転数を遅くする必要があることになる。

図５は、大口径ドラムギヤ２を等速度で回転させた場合の大口径ドラムギヤ２、ＤＣブラシレスモータ１の回転速度、リブセンサ信号と時間の関係を示す図である。ここでのＤＣブラシレスモータ１の回転速度は、ホール素子信号間隔から算出したものである。端的に説明すると、大口径ドラムギヤ２を等速回転させている時のホール素子信号をトレースするように、ＤＣブラシレスモータ１を駆動させれば、このＤＣブラシレスモータ１と大口径ドラムギヤ２との組み合わせでは、高い精度で大口径ドラムギヤ２の等速回転を実現することが可能になる。
図６は、従来機におけるＤＣブラシレスモータ１を等速回転させたときを示す図である。昨今のカラー機では、感光体や大口径ドラムギヤ２にエンコーダを取り付けたり、感光体同士の距離を感光体周長に関連付けさせ、大口径ドラムギヤ２の累積ピッチ誤差を除去する構成が見受けられるが、前者はコスト的な問題、後者はレイアウト的な自由度の点で問題がある。

本発明に係る大口径ドラムギヤ及びＤＣブラシレスモータを用いた画像形成装置の一例を示す図である。 大口径ドラムギヤとＤＣブラシレスモータの構成の一例を示す図である。 ホール素子及びリブセンサのデータの模式を示す図である。 本発明に係る感光体駆動源の実施例を示す。 大口径ドラムギヤを等速度で回転させた場合の大口径ドラムギヤ、モータの回転速度、リブセンサ信号と時間の関係を示す図である。 従来機におけるＤＣブラシレスモータ１を等速回転させたときを示す図である。

符号の説明

１ ＤＣブラシレスモータ
２ 大口径ドラムギヤ
５ 軸受
６、７ 側板
８ スプリング
９ 感光体
１０ カップリング
１１ ピニオンギヤ
１２ データ記憶部
１３ モータ駆動制御部
１４ リブ
１５ 回転位相検知センサ

Claims (4)

1. 潜像を担持する感光体は、回転位相検知センサを備える大口径ドラムギヤを介してホール素子付きのＤＣブラシレスモータで駆動され、大口径ドラムギヤ及びホール素子付きのＤＣブラシレスモータで回転位相を検出する
   ことを特徴とする画像形成装置の感光体駆動装置。
2. 請求項１に記載の感光体駆動装置において、
   前記大口径ドラムギヤを強制的に等速で回転させてＤＣブラシレスモータからホール素子情報を取得する
   ことを特徴とする画像形成装置の感光体駆動装置。
3. 請求項１または２に記載の感光体駆動装置において、
   前記大口径ドラムギヤの回転位相検知センサの情報とＤＣブラシレスモータからホール素子情報とにより、ＤＣブラシレスモータの回転を制御する
   ことを特徴とする画像形成装置の感光体駆動装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の感光体駆動装置を有することを特徴とする画像形成装置

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