JP2006215269A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 複数の感光ドラムの回転位相を調整することにより色ずれを抑制する多色画像形成装置において、感光ドラムの回転位相検出に必要な時間を短縮し、キャリブレーション時間が長くなってしまうことがない画像形成装置を提供する。
【解決手段】 像担持用の複数の回転体と、これら回転体を駆動する、複数のモータを備え、回転体のホームポジションを検出する手段と、モータに対して、速度制御および位置制御を行うモータ制御手段と、回転体のホームポジションを検出した結果から各回転体間の位相差を検出する手段を備え、各回転体間の位相差を調整することにより色ずれを抑制する多色画像形成装置において、１つの回転体につき、すくなくとも２個所以上のホームポジション検出点と前記ホームポジション検出点を検出する一つの検出手段と、該複数のホームポジション検出点のそれぞれを識別するホームポジション検出点識別手段とを備えた。
【選択図】 図１

Description

本発明は画像形成装置に関し、例えば電子写真方式の画像形成装置および制御装置に関するものである。

図１５は、４色すなわち、イエロー（以下Ｙと記述する）、マゼンタ（以下Ｍと記述する）、シアン（以下Ｃと記述する）、ブラック（以下Ｋと記述する）の画像形成手段を備えたカラー画像形成装置を示すもので、同図において、１は静電潜像を形成する感光ドラム（ａ、ｂ、ｃ、ｄは各々Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ用を示す）で、６は各感光ドラムを駆動するモータである。

２は画像信号に応じて露光を行い感光ドラム１上に静電潜像を形成するレーザスキャナ、３は用紙を各色の画像形成部に順次搬送する、無端状の搬送ベルト、４は、モータとギア等でなる駆動手段と接続され、搬送ベルト３を駆動する駆動ローラ、６ｅは駆動ローラ４を駆動するモータ、５は用紙に転写されたトナーを溶融、固着する定着器である。

ＰＣからプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリンタ可能状態となると、用紙カセットから用紙が供給され搬送ベルト３に到達し、搬送ベルト３により用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。搬送ベルト３による用紙搬送とタイミングを合せて、各色の画像信号が各レーザスキャナ２に送られ、感光ドラム３上に静電潜像が形成され、図示しない現像器により、静電潜像がトナーで現像され、図示しない転写部で用紙上に転写される。同図においては、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルトから分離され、定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。

また、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光ドラムと搬送ベルトは、図示しない、アクチュエータにより当接および離間状態を切り替えることができる。黒のみの印刷を行うモノカラーモードでは、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光ドラムと搬送ベルトを離間し、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光ドラムおよび各色用の現像器の駆動を行わず、Ｙ、Ｍ、Ｃの感光ドラムおよび各色用の現像器の劣化、消耗を防止する。

ところで、以上延べたように構成される多色画像形成装置では、各色の画像形成位置の不一致が、色ずれとなって画像に現れ、画質の劣化をまねいてしまう。色ずれには、各色の現像装置の組み付け時の位置ずれなどにより発生する定常的な色ずれ（以下、ＤＣ色ずれと記述する）と、回転体の軸のフレなどにより発生する周期的な色ずれ（以下、ＡＣ色ずれと記述する）に大別できる。

このうち、ＡＣ色ずれ対策として、各色の回転体の回転位相を個別に制御し、各色の色ずれ発生周期の位相を揃え、色ずれを小さくする手法が知られている。

例えば、本出願人によって別途出願中の特許文献１では、ソフトウェアサーボによりモータを速度制御および位置制御するモータ制御手段を備え、各色の回転体の回転位相を個別に制御するとともに、同時に複数のモータを起動あるいは停止させる場合に、各モータの相対回転数が最小になるように制御することで、安価に精度よく、かつファーストプリントタイムが長くなってしまうことがない画像形成装置を提供する方法を提案した。
特開２００３−２１９４３号公報

しかしながら、前記出願の方法では、以下のような短所があった。
回転体の回転位相を調整する際の基準となる、回転体のホームポジション検出点が、回転体１個あたり、１個所しかない。このため、ホームポジション検出点を検出するまでに、最大で回転体が１回転分する時間必要であり、その分、各色の回転体の回転位相確認や、位相制御といったキャリブレーション時間が長くなっていた。

本発明は、以上の点に鑑み、ホームポジション検出に必要な時間を短縮し、キャリブレーション時間が長くなってしまうことがない画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は上述した課題を解決するためになされたものであり、以下の構成を備える。

（１）像担持用の複数の回転体と、これら回転体を駆動する、複数のモータを備え、回転体のホームポジションを検出する手段と、モータに対して、速度制御および位置制御を行うモータ制御手段と、回転体のホームポジションを検出した結果から各回転体間の位相差を検出する手段を備え、各回転体間の位相差を調整することにより色ずれを抑制する多色画像形成装置において、１つの回転体につき、すくなくとも２個所以上のホームポジション検出点と前記ホームポジション検出点を検出する一つの検出手段と、該複数のホームポジション検出点のそれぞれを識別するホームポジション検出点識別手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。

（２）上記（１）の構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる透過光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を透過する複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、光を透過する部分の大きさを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、光の透過時間によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする。

（３）上記（１）または（２）の構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる透過光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を遮断する複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、光を遮断する部分の大きさを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、光の遮断時間によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする。

（４）上記（１）〜（３）いずれかの構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる反射光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を反射する複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、光を反射する部分の大きさを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、光の反射時間によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする。

（５）上記（１）〜（４）いずれかの構成において、ホームポジション検出点識別手段は、モータ回転速度情報と、ホームポジション検出部からの検出信号の出力時間幅から、複数のホームポジション検出点を識別し、そのおのおのにおいて、モータが一定の回転速度を保つ定常回転中以外でも、ホームポジションを検出することを特徴とする。

（６）上記（１）の構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる透過光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を遮断する一つの部材からなり、前記の光遮断部材を回転体の半周分にわたって設け、該部材の２つのエッジのそれぞれにより、回転体のホームポジションを検出することを特徴とする。

（７）上記（１）〜（６）いずれかの構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる反射光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を反射する一つの部材からなり、前記の光反射部材を回転体の半周分にわたって設け、ホームポジション検出点識別手段は、該部材の２つのエッジのそれぞれにより、回転体のホームポジションを検出することを特徴とする。

（８）上記（１）〜（７）いずれかの構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる透過光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を透過する複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、光を透過する部分の光透過量を変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、光の透過量によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする。

（９）上記（１）〜（８）いずれかの構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる反射光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を反射する複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、光を反射する部分の反射率を変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、光の反射量によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする。

（１０）上記（１）〜（９）いずれかの構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、磁気センサと、回転体と同期して回転し、かつ磁気センサの近傍を通過する、１つの磁性部材からなり、前記の磁性部材を回転体の半周分にわたって設け、該部材の２つのエッジのそれぞれにより、回転体のホームポジションを検出することを特徴とする。

（１１）上記（１）〜（１０）いずれかの構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、磁気センサと、回転体と同期して回転し、かつ磁気センサの近傍を通過する、複数の磁性部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、磁性体のサイズを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、磁気センサの感知時間によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする。

（１２）上記（１）〜（１１）いずれかの構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、磁気センサと、回転体と同期して回転し、かつ磁気センサの近傍を通過する、複数の磁性部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、磁性体の磁性の強さを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、磁気センサの感知量によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする。

（１３）上記（１）〜（１２）いずれかの構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、２つの接点と、回転体と同期して回転し、かつ２つの接点に接触するように通過する、１つの導通部材からなり、前記の導通部材を回転体の半周分にわたって設け、該部材の２つのエッジのそれぞれにより、回転体のホームポジションを検出することを特徴とする。

（１４）上記（１）〜（１３）いずれかの構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、２つの接点と、回転体と同期して回転し、かつ２つの接点に接触するように通過する、複数の導通部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、導通部分の大きさ変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、導通時間の長さによりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする。

（１５）上記（１）〜（１４）いずれかの構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、２つの接点と、回転体と同期して回転し、かつ２つの接点に接触するように通過する、複数の導通部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、導通部分の抵抗値を変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、導通時の抵抗によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする。

（１６）上記（１）〜（１５）いずれかの構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、スイッチと、回転体と同期して回転し、かつスイッチに接触し、スイッチを動作させるよう通過する、複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、スイッチに接触する部分の大きさを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、スイッチ動作時間によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする。

（１７）上記（１）〜（１６）いずれかの構成において、ホームポジション検出点を検出する検出手段は、スイッチと、回転体と同期して回転し、かつスイッチに接触し、スイッチを動作させるよう通過する、複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、スイッチに接触する部分の大きさを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、スイッチ動作時間によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする。

（１８）上記（１）〜（１７）いずれかの構成において、ホームポジション検出点識別手段は、複数のホームポジション検出点を識別する閾値を保持する手段と、ホームポジション検出点を検出した結果と該識別閾値を比較する手段を持ち、比較した結果により、複数のホームポジション検出点のどの検出点を検出したのかを判断することを特徴とする。

（１９）上記（１）〜（１８）いずれかの構成において、ホームポジション検出点識別手段は、複数のホームポジション検出点のどの検出点を検出したのかを示す、ホームポジション検出点信号を出力することを特徴とする。

（２０）上記（１）〜（１９）いずれかの構成において、位相差算出部分は、ホームポジション検出部のホームポジション検出点信号に応じて、位相差算出結果を補正することを特徴とする。

（２１）上記（１）〜（２０）いずれかの構成において、デジタル信号処理により、ホームポジション検出を行うことを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載の画像形成装置。

以上説明したように、本発明によれば、ホームポジション検出に必要な時間を短縮し、キャリブレーション時間が長くなってしまうことがない画像形成装置を提供する。

以下、本発明を図示の実施例に基いて詳細に説明する。

本発明の実施例１を説明する。

本発明の実施例に係る画像形成装置の構成は図１５と同様である。同図において、感光ドラム１ａ〜ｄについて、本発明により各ドラムの位相検知を行う。他の構成および動作は従来例と同様なので説明を省略する。

図２は本装置の制御システムの概略構成を示す。

１０は画像形成装置としてのプリンタである。１１はプリンタ内の各装置を制御するプリンタ制御部である。１２はプリンタ内の各装置へ電力を供給する電源である。１３はプリンタ内の各部の状況を検知するセンサ類である。１４はプリンタ制御部の指示によりモータ類を制御する駆動制御部である。１５はプリンタ内の各装置の動力源であるモータ類である。１６はプリンタの動作状況をユーザに報知する表示部である。１７はプリンタとホストコンピュータとの通信を行う通信コントローラである。１８はプリンタに印刷するデータを転送するホストコンピュータである。４９、５０は、感光ドラムのホームポジションを検出するホームポジションセンサとホームポジション検出部である。

図１、３、４、５は本発明に係る主要部の構成を示す。

２０はＤＳＰ、４０はＤＣブラシレスモータ、３０はモータへの電力を制御するドライバ、１はモータにより駆動される感光ドラムである。感光ドラムと一体に回転し、感光ドラムを駆動するギア５２にはフラグ４８ａ、４８ｂを設け、感光ドラムの回転に伴い、いわゆるフォトインタラプタを用いたホームポジションセンサ４９の光路を遮るようにする。４８ａと４８ｂのフラグは、ギアの回転軸を中心に対向する位置に設置し、フラグの幅は差をつける。例えば、４８ａは幅１ｍｍ、４８ｂは幅２ｍｍのフラグとする。これにより感光ドラム１回転につき幅の異なる２回のパルス信号が出力される。例えばフラグ通過中は、Ｈレベルの信号が出力されるものとする。

ホームポジション検出部は、前述のパルス信号のパルス幅の違いにより、二つのフラグの識別を行う。

ホームポジションセンサ用フラグとしては、感光ドラムや、感光ドラムと一体のシャフトにフラグを設け、このフラグがフォトセンサを遮光するような構成としても良い。

また、反射光検出タイプのフォトセンサと、感光ドラムと同期して回転する反射部材を用いたり、磁気センサと、感光ドラムと同期して回転する磁性部材を用いたり、いわゆるマイクロスイッチと、感光ドラムと同期して回転する該マイクロスイッチを動作させる部材を用いたり、接点と、感光ドラムと同期して回転し該接点と接触する導電性部材を用いて、信号を出力するように構成してもよい。

５０は、各ドラムのホームポジションを検出するホームポジション検出部であり、ホームポジションセンサ識別部とカウンタを備える。

ＤＳＰはＤＣブラシレスモータからのロータ位置信号により相切り替え制御、プリンタ制御部からの制御信号によるモータの始動、停止制御、およびプリンタ制御部からの速度信号と速度検知手段の出力とを比較し、ドライバを介して速度制御をおこなう。

ＤＳＰのブロック図を図５に示す。２１はプログラムコントローラ、２２は加減算や論理演算、積和演算をおこなう算術ユニット、２３はデータ用メモリ、２４はプログラム用メモリ、２５はデータメモリバス、２６はプログラムメモリバス、２７はシリアルポート、２８はタイマ、２９はＩ／Ｏポートである。このように、メモリをデータ用とプログラム用に独立させ、バスもデータバスとプログラムバスに分離し、乗算と加算を１マシンサイクルで実行する算術ユニットを持つことで高速な演算を可能としている。

ＤＣブラシレスモータ４０はＵ、Ｖ、Ｗの３相スター結線されたコイル４３とロータ４４をもつ。さらにロータの位置検出手段としてロータの磁極を検知する３個のホール素子４２を備え、その出力はＤＳＰに接続されている。また、ロータの外周上に設けられた磁気的パターン４５と磁気センサ４１からなる回転速度検知手段を持ち、その出力はＤＳＰに接続されている。

３０はＤＣブラシレスモータを駆動するドライバであり、ハイ側トランジスタ３１とロー側トランジスタ３２を各３個備え、それぞれコイル４３のＵ、Ｖ、Ｗに接続されている。

ＤＳＰはホール素子が発生するロータ位置信号ＨＵ〜Ｗにより、ロータの位置を特定し、相切り替え信号を生成する。相切り替え信号ＵＵ〜Ｗ、ＬＵ〜Ｗは、ドライバの各トランジスタをオンオフ制御し励磁する相を順次切り替えロータを回転させる。

さらにＤＳＰは速度制御を行うために、回転速度目標値と回転速度情報を比較し、速度誤差情報を得る。また、位置制御を行うために、回転速度情報を積分したロータの位置情報と、位置目標値と比較し、位置誤差情報を得る。上記、速度誤差情報と位置誤差情報からモータ操作量を演算し、その結果に応じて、相切り替え信号ＵＵ〜ＷはＰＷＭ信号として出力される。そのＰＷＭ信号のＤＵＴＹに応じて、駆動電流のチョッピングが行われ、モータの回転速度を制御する。

また、ロー側トランジスタを全相オンすることにより、モータにブレーキをかけることができる。

さらに、駆動制御部は、プリンタ制御部に、速度誤差および位置誤差が所定の範囲内にあるか否かをしめす、モータレディ信号を出力する。

次に、ホームポジション検出部および駆動制御部、プリンタ制御部の動作について説明する。なお、説明では、基準となる回転体を感光ドラム１ａとし、感光ドラム１ｂに対する制御について記述しているが、他の感光ドラム１ｃ、１ｄに対する制御も同様である。

駆動制御部は、プリンタ制御部から、画像形成を実行するために、全モータの起動を指示されると（図６ステップ１）、モータ制御部は、各モータに対して速度制御および位置制御を行い、各モータの相対速度差を最小にするように、各モータを所定の加速カーブに従い速度指令および位置指令を更新して、加速していく（図６ステップ２）。全モータが定常回転速度に達したら加速を終了する（図６ステップ３）。

全モータの加速が終了し、定常回転速度に達したら、プリンタ制御部は、ホームポジション検出部に、回転位相の検出実行を指示する。

ホームポジション検出部は、プリンタ制御部からドラムの回転位相検出実行を指示されると、各感光ドラムの回転位相の検出を開始する。

なお、プリンタ制御部は、ホームポジション検出部に、ドラムの定常回転速度に応じて、フラグ４８ａ、４８ｂを識別する閾値をあらかじめ設定しておく。例えば、ドラムの定常回転速度が１ｒｐｓで、フラグが直径２０ｍｍの円周上に設置されている場合、４８ａは幅１ｍｍ、４８ｂは幅２ｍｍとすると、４８ａは、約１６ｍｓ、４８ｂは約３２ｍｓのパルスとなる。そこで、４８ａの識別閾値は１２ｍｓ〜１９ｍｓ、４８ｂの識別閾値は２５ｍｓ〜３８ｍｓと設定する。この閾値は、センサの応答時間等により、適宜調整してもよい。

ホームポジション検出部は、回転位相差の検出開始を指示されると（図７ステップ１）、時間計測用カウンタ値ｃｎｔを一旦０にクリアし（図７ステップ２）、一定周期で増加させる。ホームポジションセンサからの信号の立ち上がりエッジでカウント値ｃｎｔの値を、変数ｃｎｔ１に保存し（図７ステップ３、４）、ホームポジションセンサからの信号の立下りエッジでカウント値ｃｎｔの値を変数ｃｎｔ２に保存する。次に、ｃｎｔ２とｃｎｔ１の差、すなわち信号のパルス幅を求め（図７ステップ５、６）、該パルス幅を、あらかじめ設定してあるフラグ識別閾値と比較する（図７ステップ７、８）。４８ａまたは、４８ｂの識別閾値内にあれば、いずれかのフラグを検出したものとして、カウンタ値ｃｎｔのインクリメントを停止し、ホームポジション検出終了信号と、どのフラグを検出したのかを示すホームポジション検出点信号と、時間計測値Ｔを、プリンタ制御部に出力する（図７ステップ９）。

なお時間計測値は、ｃｎｔ１＋（ｃｎｔ２−ｃｎｔ１）／２により求める。すなわち、位相検出開始からフラグの中心を検出するまでの時間とする。

また、フラグ識別閾値を比較して、フラグ識別閾値内にない場合は、ｃｎｔ１とｃｎｔ２の値を破棄し、カウンタ値ｃｎｔのインクリメントを継続し、次のフォトセンサからの信号の立ち上がりエッジを待つ。

カウンタ値ｃｎｔが所定の値に達した場合、カウンタ値ｃｎｔのインクリメントを停止する。

ホームポジション検出部の動作は、感光ドラム１ａ、１ｂとも同様である。

プリンタ制御部は、感光ドラム１ａ、１ｂのホームポジション検出終了信号を受信すると、ホームポジション検出点信号と、時間計測値Ｔから感光ドラム１ａ、１ｂの位相差を求める。

感光ドラム１ａ、１ｂの時間計測値がＴａ、Ｔｂであり、ホームポジション検出点信号が、ドラム１ａ、１ｂともフラグ４８ａだった場合、
位相差Ｐは、Ｐ＝（Ｔｂ−Ｔａ）／ドラム１回転分の時間×３６０度となる。

ホームポジション検出点信号がフラグ４８ｂだった場合、時間計測値に、フラグ４８ａとフラグ４８ｂとの時間差に相当する分の時間差Ｔｆａｂを加算する。本実施例では、フラグ４８ａと４８ｂは１８０度離して設置しているため、Ｔｆａｂ＝ドラム半周分の時間、を加算するものとする。

例えば、ドラム１ａはフラグ４８ａを検出し、ドラム１ｂはフラグ４８ｂを検出した場合、位相差Ｐは
Ｐ＝（Ｔｂ＋Ｔｆａｂ−Ｔａ）／ドラム１回転分の時間×３６０度、となる。

次に、ＡＣ色ずれを抑制するような、基準となる回転体との理想的な回転位相差から、前記位相差Ｐを減算し、各ドラムの位相ずらし量を求める。位相ずらし量が＋の場合は、位相を進める方向、位相ずらし量が−の場合は、位相を遅らせる方向とする。

例えば、現在の位相差が２０度で、理想的な回転位相差が５０度だった場合は、５０−３０＝２０となり、２０度位相を進ませる。

また、位相ずらし量の絶対値が１８０度を越えた場合は、その値が＋であれば３６０度を減算、−であれば３６０度を加算し、新たな位相ずらし量とする。すなわち、位相ずらし量が３００度だった場合、３００−３６０＝−６０となり、３００度進ませる代わりに６０度遅らせる。位相ずらし量が−３００度だった場合は、−３００＋３６０＝６０となり、３００度遅らせる代わりに６０度進ませる。

求めた位相ずらし量は、駆動制御部に指示する。駆動制御部は、指示された位相ずらし量を、位置制御ループに入力し、所定の位相となるように位置制御を行う。

なお、前記、各回転体の理想的な回転位相差は、各ドラムの回転位相を、基準となるドラムに対して所定の位相ずつ、ずらして色ずれ量を検出し、最良の回転位相を求める色ずれ調整シーケンスを実行することによりあらかじめ求めておく。

プリンタ制御部は各ドラムの時間計測値が、ドラム半周分以上の値だった場合、位相検出ＮＧとし、位相差検出シーケンスを終了する。または、何回かリトライ処理をしてもよい。

プリンタ制御部は、回転位相検出実行指示から、ドラム半周分の時間以上待っても、各ドラムのホームポジション検出終了信号が受信できない場合は、位相検出ＮＧとし、位相差検出シーケンスを終了する。または、何回かリトライ処理をしてもよい。

本発明の実施例２を説明する。

本装置の画像形成装置構成、制御システムの概略構成は実施例１と同様なので説明を省略する。

フラグの識別にモータ回転情報も用いる点が第１実施例と異なる。、
本回路の動作を図８、９に基づいて説明する。

駆動制御部は、プリンタ制御部から、画像形成を実行するために、全モータの起動を指示されると（図８ステップ１）、モータ制御部は、各モータに対して速度制御および位置制御を行い、各モータの相対速度差を最小にするように、各モータを所定の加速カーブに従い速度指令および位置指令を更新して、加速していく（図８ステップ２）。また、駆動制御部は、モータ駆動中は、ホームポジション検出部に各ドラムモータ回転速度情報を出力する。全モータが定常回転速度に達したら加速を終了する（図８ステップ３）。

このように、全モータを加速することで、加速から定常回転速度に達する間での各ドラムの位相のずれが抑えられるため、モータ加速中に、回転位相の検出を行っても、実用上問題ない精度で回転位相の検出ができる。

プリンタ制御部は、全モータの起動を確認したら、ホームポジション検出部に、回転位相の検出実行を指示する。

ホームポジション検出部は、プリンタ制御部からドラムの回転位相検出実行を指示されると、各ドラムの回転位相の検出を開始する。

なお、プリンタ制御部は、ホームポジション検出部に、ドラムモータの定常回転速度と、定常回転速度に応じた、フラグ４８ａ、４８ｂを識別する閾値をあらかじめ設定しておく。例えば、ドラムモータの定常回転速度が１８００ｒｐｍで、ギア比が、１：３０では、ドラムの回転速度が１ｒｐｓとなり、フラグが直径２０ｍｍの円周上に設置されている場合、４８ａは幅１ｍｍ、４８ｂは幅２ｍｍとすると、４８ａは、約１６ｍｓ、４８ｂは約３２ｍｓのパルスとなる。そこで、ドラムモータ定常回転速度を１８００ｒｐｍ、４８ａの識別閾値は１２ｍｓ〜１９ｍｓ、４８ｂの識別閾値は２５ｍｓ〜３８ｍｓと設定する。モータ加速中は、フラグ通過中にモータ速度が変化するため、誤検出しないようなフラグ識別閾値範囲とする。

ホームポジション検出部は、回転位相差の検出開始を指示されると（図９ステップ１）、時間計測用カウンタ値ｃｎｔを一旦０にクリアし（図９ステップ２）、一定周期で増加させる。感光ドラム１ｂのフォトセンサからの信号の立ち上がりエッジでカウント値ｃｎｔの値を、変数ｃｎｔ１に保存するとともに、ドラムモータ回転速度を変数ｒｅｖ１に保存する（図９ステップ３、４）。さらに、フォトセンサからの信号の立下りエッジでカウント値ｃｎｔの値を変数ｃｎｔ２に保存し、ｃｎｔ２とｃｎｔ１の差、すなわち信号のパルス幅を求める（図９ステップ５、６）。

次に、ドラムモータ回転速度ｒｅｖ１とあらかじめ設定してあるドラムモータ定常回転速度の比をもとめ、その値により、フラグ識別閾値を補正する。
例えば、ｒｅｖ１＝９００ｒｐｓだった場合、１８００／９００＝２より、あらかじめ設定してあるフラグ識別閾値を２倍にする。あるいは、より正確に識別するために、信号の立下りエッジでモータ回転速度を変数ｒｅｖ２に保存し、ｒｅｖ１とｒｅｖ２の平均値と、あらかじめ設定してあるドラムモータ定常回転速度の比をもとめ、フラグ識別閾値を補正しても良い。

次に、前記信号のパルス幅を、補正したフラグ識別閾値と比較する（図９ステップ８、９）。４８ａまたは、４８ｂの識別閾値内にあれば、いずれかのフラグを検出したものとして、カウンタ値ｃｎｔのインクリメントを停止し、ホームポジション検出終了信号と、どのフラグを検出したのかを示すホームポジション検出点信号と、時間計測値Ｔを、プリンタ制御部に出力する（図９ステップ１０）。

その他の動作は実施例１と同様なので、説明を省略する。

本発明の実施例３を説明する。

本装置の画像形成装置構成、制御システムの概略構成は実施例１と同様なので説明を省略する。

光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する光遮断部材を回転体の半周分にわたって設け、該部材の２つのエッジのそれぞれにより、回転体のホームポジションを検出する点が実施例１と異なる。

本回路の動作を図１０、１１に基づいて説明する。

図１０に本実施例の構成を示す。、
感光ドラムと一体に回転し、感光ドラムを駆動するギア５２にはフラグ４８を設け、感光ドラムの回転に伴い、いわゆるフォトインタラプタを用いたフォトセンサ４９の光路を遮るようにする。４８は、回転体の半周分に渡って設ける。フラグ通過中は、Ｈレベルの信号が出力されるものとする。

あるいは、感光ドラムや、感光ドラムと一体のシャフトにフラグを設け、このフラグがフォトセンサを遮光するような構成としても良い。

また、反射光検出タイプのフォトセンサと、感光ドラムと同期して回転する反射部材を用いたり、磁気センサと、感光ドラムと同期して回転する磁性部材を用いたり、いわゆるマイクロスイッチと、感光ドラムと同期して回転する該マイクロスイッチを動作させる部材を用いたり、接点と、感光ドラムと同期して回転する導電性部材を用いて、信号を出力するように構成してもよい。

ホームポジション検出部は、前記信号の立ち上がりエッジ、または立下りエッジにより、ホームポジションを検出する。

プリンタ制御部、駆動制御部の動作は実施例１と同様なので説明を省略する。

ホームポジション検出部は、回転位相差の検出開始を指示されると（図１１ステップ１）、時間計測用カウンタ値ｃｎｔを一旦０にクリアし（図１１ステップ２）、一定周期で増加させる。感光ドラム１ｂのフォトセンサからの信号の立ち上がりエッジまたは、立下りエッジでカウント値ｃｎｔの値を、変数ｃｎｔ１に保存し（図１１ステップ３、４、５、６）、カウンタ値ｃｎｔのインクリメントを停止し、ホームポジション検出終了信号と、立ち上がりエッジまたは立下りエッジのどちらを検出したのかを示すホームポジション検出点信号と、時間計測値Ｔを、プリンタ制御部に出力する（図１１ステップ７）。

その他の動作は実施例１と同様なので説明を省略する。

本発明の実施例４を説明する。

本装置の画像形成装置構成、制御システムの概略構成は実施例１と同様なので説明を省略する。

光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を透過する複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、光を透過する部分の光透過量を変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、光の透過量によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出する点が実施例１と異なる。

図１２、１３に本実施例のホームポジション検出部の構成をしめす。

感光ドラムを駆動するギア５２にはフラグ４８ａ、４８ｂを設け、感光ドラムの回転に伴い、いわゆるフォトインタラプタを用いたフォトセンサ４９の光路を遮るようにする。４８ａと４８ｂのフラグは、ギアの回転軸を中心に対向する位置に設置し、フラグの光透過率には差をつける。例えば、４８ａは透過率０％、４８ｂは透過率５０％とする。これにより感光ドラム１回転につき信号レベルの異なる２回のパルス信号が出力される。例えばフラグ非通過中は０Ｖ、フラグ４８ａ通過中は、５Ｖ、４８ｂ通過中は約２．５Ｖの信号が出力されるものとする。

あるいは、感光ドラムや、感光ドラムと一体のシャフトにフラグを設けるような構成としても良い。

また、反射光検出タイプのフォトセンサと、感光ドラムと同期して回転する反射部材を用いたり、磁気センサと、感光ドラムと同期して回転する磁性部材を用いたり、接点と、感光ドラムと同期して回転する導電性部材を用いて、信号を出力するように構成してもよい。

ホームポジション検出部は、カウンタ部およびフラグ識別部に加えて、Ａ／Ｄポートを備える。

プリンタ制御部、駆動制御部の動作は実施例１と同様なので説明を省略する。

ホームポジション検出部は、プリンタ制御部からドラムの回転位相検出実行を指示されると、各ドラムの回転位相の検出を開始する。

なお、プリンタ制御部は、ホームポジション検出部に、フラグ４８ａ、４８ｂを識別する閾値をあらかじめ設定しておく。例えば、４８ａの識別閾値は、４．５Ｖ以上、４８ｂの識別閾値は１．５Ｖ〜３．５Ｖと設定する。この閾値は、センサの劣化や、フラグの汚れ等を考慮し誤検出しないような値とする。

ホームポジション検出部は、回転位相差の検出開始を指示されると（図１４ステップ１）、時間計測用カウンタ値ｃｎｔを一旦０にクリアし（図１４ステップ２）、一定周期で増加させる。感光ドラム１ｂのフォトセンサからの信号の立ち上がりエッジでカウント値ｃｎｔの値を、変数ｃｎｔ１に保存し、フォトセンサからの信号レベルを検出する（図１４ステップ３、４）。信号レベルの検出は所定の期間連続して行い、その間の平均値を求めても良い。次に、信号レベルをあらかじめ設定してある、フラグ識別閾値を比較する（図１４ステップ５、６）。４８ａまたは、４８ｂの識別閾値内にあれば、いずれかのフラグを検出したものとして、カウンタ値ｃｎｔのインクリメントを停止し、ホームポジション検出終了信号と、どのフラグを検出したのかを示すホームポジション検出点信号と、時間計測値Ｔを、プリンタ制御部に出力する（図１４ステップ７）。

その他の動作は実施例１と同様なので説明を省略する。

実施例１の主要部の構成を説明する図 本発明の実施例に係る画像形成装置の制御システムの概略構成を説明する図 実施例１の主要部の構成を説明する図 実施例１の主要部の構成を説明する図 実施例１の主要部の構成を説明する図 実施例１の動作を説明する図 実施例１の動作を説明する図 実施例２の動作を説明する図 実施例２の動作を説明する図 実施例３の構成を説明する図 実施例３の動作を説明する図 実施例４の構成を説明する図 実施例４の構成を説明する図 実施例４の動作を説明する図 画像形成装置の全体を説明する図

符号の説明

１ 感光ドラム
２ レーザスキャナ
３ 搬送ベルト
４ 駆動ローラ
５ 定着器
６ モータ
１０ プリンタ
１１ プリンタ制御部
１２ 電源
１３ センサ類
１４ モータ制御部
１５ モータ類
１６ 表示部
１７ 通信コントローラ
１８ ホストコンピュータ
２０ ＤＳＰ
２１ プラグラムコントローラ
２２ａ ＡＬＵ
２２ｂ ＭＡＣ
２３ データメモリ
２４ プログラムメモリ
２５ データメモリバス
２６ プログラムメモリバス
２７ シリアルポート
２８ タイマ
２９ Ｉ／Ｏポート
３０ ドライバ
３１ ハイ側トランジスタ
３２ ロー側トランジスタ
３３ ナンドゲート
３４ 電流検出抵抗
４０ ＤＣブラシレスモータ
４１ 磁気センサ
４２ ホール素子
４３ コイル
４４ ロータ
４５ 磁気的パターン
４６ 回転体
４７ 回転軸
４８ フラグ
４９ ホームポジションセンサ
５０ ホームポジション検出部
５２ ギア

Claims (22)

1. 像担持用の複数の回転体と、これら回転体を駆動する、複数のモータを備え、回転体のホームポジションを検出する手段と、モータに対して、速度制御および位置制御を行うモータ制御手段と、回転体のホームポジションを検出した結果から各回転体間の位相差を検出する手段を備え、各回転体間の位相差を調整することにより色ずれを抑制する多色画像形成装置において、１つの回転体につき、すくなくとも２個所以上のホームポジション検出点と前記ホームポジション検出点を検出する一つの検出手段と、該複数のホームポジション検出点のそれぞれを識別するホームポジション検出点識別手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
2. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる透過光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を透過する複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、光を透過する部分の大きさを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、光の透過時間によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
3. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる透過光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を遮断する複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、光を遮断する部分の大きさを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、光の遮断時間によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる反射光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を反射する複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、光を反射する部分の大きさを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、光の反射時間によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. ホームポジション検出点識別手段は、モータ回転速度情報と、ホームポジション検出部からの検出信号の出力時間幅から、複数のホームポジション検出点を識別し、そのおのおのにおいて、モータが一定の回転速度を保つ定常回転中以外でも、ホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる透過光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を遮断する一つの部材からなり、前記の光遮断部材を回転体の半周分にわたって設け、該部材の２つのエッジのそれぞれにより、回転体のホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１に記載の画像形成装置。
7. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる反射光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を反射する一つの部材からなり、前記の光反射部材を回転体の半周分にわたって設け、ホームポジション検出点識別手段は、該部材の２つのエッジのそれぞれにより、回転体のホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１〜６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる透過光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を透過する複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、光を透過する部分の光透過量を変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、光の透過量によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１〜７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、発光素子と受光素子からなる反射光検出タイプの光センサと、回転体と同期して回転し、かつ光センサの光路上を通過する、光を反射する複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、光を反射する部分の反射率を変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、光の反射量によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、磁気センサと、回転体と同期して回転し、かつ磁気センサの近傍を通過する、１つの磁性部材からなり、前記の磁性部材を回転体の半周分にわたって設け、該部材の２つのエッジのそれぞれにより、回転体のホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、磁気センサと、回転体と同期して回転し、かつ磁気センサの近傍を通過する、複数の磁性部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、磁性体のサイズを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、磁気センサの感知時間によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１〜１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、磁気センサと、回転体と同期して回転し、かつ磁気センサの近傍を通過する、複数の磁性部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、磁性体の磁性の強さを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、磁気センサの感知量によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする請求項１〜１１のいずれかに記載の画像形成装置。
13. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、２つの接点と、回転体と同期して回転し、かつ２つの接点に接触するように通過する、１つの導通部材からなり、前記の導通部材を回転体の半周分にわたって設け、該部材の２つのエッジのそれぞれにより、回転体のホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１〜１２のいずれかに記載の画像形成装置。
14. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、２つの接点と、回転体と同期して回転し、かつ２つの接点に接触するように通過する、複数の導通部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、導通部分の大きさ変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、導通時間の長さによりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１〜１３のいずれかに記載の画像形成装置。
15. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、２つの接点と、回転体と同期して回転し、かつ２つの接点に接触するように通過する、複数の導通部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、導通部分の抵抗値を変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、導通時の抵抗によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１〜１４のいずれかに記載の画像形成装置。
16. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、スイッチと、回転体と同期して回転し、かつスイッチに接触し、スイッチを動作させるよう通過する、１つの部材からなり、前記の部材を回転体の半周にわたって設け、ホームポジション検出点識別手段は、スイッチＯＮ、ＯＦＦの２つのエッジのそれぞれにより、ホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１〜１５のいずれかに記載の画像形成装置。
17. ホームポジション検出点を検出する検出手段は、スイッチと、回転体と同期して回転し、かつスイッチに接触し、スイッチを動作させるよう通過する、複数の部材からなり、前記の複数の部材のそれぞれは、スイッチに接触する部分の大きさを変えてあり、ホームポジション検出点識別手段は、スイッチ動作時間によりそれぞれの部材を判別し、そのおのおのにおいてホームポジションを検出することを特徴とする、請求項１〜１６のいずれかに記載の画像形成装置。
18. ホームポジション検出点識別手段は、複数のホームポジション検出点を識別する閾値を保持する手段と、ホームポジション検出点を検出した結果と該識別閾値を比較する手段を持ち、比較した結果により、複数のホームポジション検出点のどの検出点を検出したのかを判断することを特徴とする、請求項１〜１７のいずれかに記載の画像形成装置。
19. ホームポジション検出点識別手段は、複数のホームポジション検出点のどの検出点を検出したのかを示す、ホームポジション検出点信号を出力することを特徴とする、請求項１〜１８のいずれかに記載の画像形成装置。
20. 位相差算出部分は、ホームポジション検出部のホームポジション検出点信号に応じて、位相差算出結果を補正することを特徴とする、請求項１〜１９のいずれかに記載の画像形成装置。
21. デジタル信号処理により、ホームポジション検出を行うことを特徴とする請求項１〜２０のいずれかに記載の画像形成装置。
22. デジタル信号処理にＤＳＰまたはマイコンまたはＡＳＩＣを用いることを特徴とする請求項１〜２１のいずれかに記載の画像形成装置。