JP2007114290A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】クリーニングローラが転写体にアドバンスした時等に生じるカラーレジずれを、小型で安価に防止することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】感光体ドラム１２に接触した状態で従動回転する中間転写ベルト１４により感光体ドラム１２に形成された画像を記録媒体に転写すると共に、中間転写体ベルト１４に対して接離可能に設けられたクリーニングローラ１６により中間転写ベルト１４から転写画像が記録媒体に転写された後の中間転写ベルト１４表面に残留する残留成分を中間転写ベルト１４に接触した状態でクリーニングする画像形成装置において、感光体ドラム１２を回転させるＰＲモータ６０ａの回転数を検出し、クリーニングローラ１６が中間転写ベルト１４に接触した状態にあるときに、クリーニングローラ１６を回転させるクリーニングモータ６０ｂが上記検出された回転数に応じた回転数で回転するようにクリーニングモータ６０ｂを制御する。
【選択図】図１

Description

本発明は、画像を担持する像担持体と該像担持体に対して従動回転すると共に該像担持体から画像が転写される転写体と該転写体をクリーニングするクリーニングローラを備えた画像形成装置に関する。

従来より、帯電した感光体を画像データに基づいて露光し、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）の４色毎の現像器を周方向に沿って実装した回転式現像装置により感光体上に各色毎にトナー像を順次形成し、このトナー像を中間転写体に順次転写した後、更にその転写画像を記録媒体に二次転写した上で、定着装置により記録媒体上のトナー像を定着させることにより、記録媒体上にカラー画像を形成する４サイクル方式の画像形成装置が知られている。

なお、中間転写体から記録媒体に転写画像を転写した後の転写体表面に残留する残留成分は、中間転写体に対してアドバンス／リトラクト（接離）が可能なクリーニングローラを用い、クリーニングローラを中間転写体にアドバンスさせてクリーニングする。

ところで、中間転写体には、独自のモータで回転するのではなく、感光体に接触した状態で感光体の回転に対して従動回転するように構成されたものがある。このような構成において、感光体を回転させるモータ及びクリーニングローラを回転させるモータは独立したフィードバックループ（或いはオープンループ）で回転制御するのが一般的である。

このような画像形成装置では、クリーニングローラを中間転写体に対してアドバンスさせると、中間転写体に対する負荷変動が生じ、中間転写体の回転速度が変動し、中間転写体に当接する感光体の回転速度が変動する。感光体の回転速度が変動した後もクリーニングローラをそのままの速度で回転させると、それが感光体に対する新たな負荷変動要因となり、副走査方向（プロセス方向）に色ずれ（カラーレジずれ）が発生してしまう、という問題があった。従って、カラーレジずれの発生を抑えるためには、感光体の回転速度の変動に応じてクリーニングローラの回転速度を制御する必要がある。

なお、ＹＭＣＫの４つのモータ間で共通のＡＰＣ回路と各モータ個別のＡＦＣ回路とを設け、全てのモータのＡＦＣがロックしたとき（所定の制御範囲外になったとき）だけ、全モータに共通するＡＰＣが作動し、ＹＭＣＫの４つのモータを目標回転数で同期運転する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

また、ＹＭＣ用の各色の感光体ドラムをギアやベルト或いはローラを介して１つのモータで駆動（３つの感光体ドラムを１つのモータで同期回転）し、残りのＫ色の感光体ドラムを他のモータで駆動させる２モータ式の画像形成装置も知られている（例えば、特許文献２参照。）。
特開２００１−０６９７７５号公報 特開２００３−０２９４９２号公報

しかしながら、上記特許文献１に記載のような複数のモータを同期回転させる従来の画像形成装置では、２種類の回路を切り替えて用いるため、回路構成が複雑化すると共に従来の回路構成を用いることができず、製造コストがアップする。また、上記特許文献２の技術を用いて１個のモータで感光体とクリーニングローラの双方を回転させる場合には、高価なギア列が必要になると共に、モータ自体をトルクアップさせる必要があり、モータが大型化する。

本発明は上述した問題を解決するためになされたものであり、像担持体に対して従動回転する転写体をクリーニングするクリーニングローラが転写体にアドバンスした時等に生じるカラーレジずれを、従来の回路構成を用いて小型で安価に防止することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、画像を担持する像担持体と、像担持体を回転させる像担持体モータと、前記像担持体に接触した状態で従動回転し、前記像担持体に担持された画像が転写されると共に、該転写された転写画像を記録媒体に転写する転写体と、前記転写体に対して接離可能に設けられ、前記転写体から前記転写画像が前記記録媒体に転写された後の前記転写体の表面に残留する残留成分を、前記転写体に接触した状態でクリーニングするクリーニングローラと、前記クリーニングローラを回転させるクリーニングモータと、前記像担持体モータの回転数を検出する像担持体モータ回転数検出手段と、前記クリーニングローラが前記転写体に接触した状態で、前記検出された像担持体モータの回転数に応じた回転数で前記クリーニングモータが回転するように前記クリーニングモータを制御する制御手段と、を含んで構成されている。

このように、クリーニングローラが転写体に接触した状態では、像担持体モータ回転数検出手段で検出された像担持体モータの回転数に応じた回転数でクリーニングモータが回転するようにクリーニングモータを制御するようにしたため、例えばクリーニングモータのアドバンス等による負荷変動で像担持体モータの回転数が変動しても、クリーニングモータを像担持体モータの回転変動に合わせて回転させることができるため、像担持体モータに対する負荷変動要因を削減することができる。従って、副走査方向のカラーレジずれを防止することができる。

また、像担持体とクリーニングローラを独立したモータで回転させる構成であるため、従来の回路構成を用いて小型で安価にカラーレジずれを防止することができる。

なお、像担持体モータ回転数検出手段は、像担持体モータの回転数を検出することができれば特に限定されず、例えば、エンコーダを用いて回転数を検出するものであってもよいし、ホール素子を用いて回転数を検出するものであってもよい。

なお、前記クリーニングモータの回転数を検出するクリーニングモータ回転数検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出されたクリーニングモータの回転数と予め設定されたクリーニングモータの目標回転数との差分を前記検出された像担持体の回転数と予め設定された像担持体の目標回転数との差分で補正した補正差分に基づいてパルス幅変調した制御信号を生成し、該生成した制御信号に基づいて前記クリーニングモータを制御することができる。

これにより、クリーニングモータの回転数をＰＷＭ制御する場合には、像担持体モータの回転数の変動分だけクリーニングモータの回転数を変化させることができるため、像担持体モータに対する負荷変動要因を削減することができ、副走査方向のカラーレジずれを防止することができる。

なお、補正差分を演算する演算方法は特に限定されない。例えば、検出されたクリーニングモータの回転数に対して検出された像担持体の回転数と像担持体の目標回転数との差分を加減算し、この加減算結果とクリーニングモータの目標回転数との差分を求めることにより補正差分を求めてもよいし、クリーニングモータの目標回転数に対して検出された像担持体の回転数と像担持体の目標回転数との差分を加減算し、この加減算結果と検出したクリーニングモータの回転数との差分を求めることにより補正差分を求めてもよい。また、検出されたクリーニングモータの回転数とクリーニングモータの目標回転数との差分に対して、検出された像担持体の回転数と像担持体の目標回転数との差分を加減算して補正差分を求めてもよい。

また、前記クリーニングモータの目標回転数を前記像担持体モータの回転数に対応付けて記憶した記憶手段を更に有し、前記制御手段は、前記クリーニングモータの回転数が、前記検出された像担持体の回転数に対応付けられて記憶された目標回転数となるように制御することができる。

これにより、像担持体の回転数に対応した目標回転数でクリーニングモータを回転させることができる。従って、クリーニングモータの回転を像担持体の回転数の変動に応じて好適に制御することができ、副走査方向のカラーレジずれを防止できる。

このように記憶手段を用いる場合には、前記クリーニングモータの回転数を検出するクリーニングモータ回転数検出手段を更に備え、前記制御手段は、前記検出された像担持体の回転数に対応付けられて記憶された目標回転数を示す信号を、前記クリーニングモータの回転数の基準となる基準信号として設定し、前記検出されたクリーニングモータの回転数に対応した検出信号と前記設定した基準信号との周波数差及び位相差の少なくとも一方が無くなるように制御信号を生成し、該生成した制御信号に基づいて前記クリーニングモータを制御することができる。

また、クリーニングモータがステッピングモータのように加減速プロファイルに従って制御されるモータである場合には、以下のように制御できる。

前記制御手段は、前記クリーニングモータの回転数が前記検出された像担持体の回転数に対応して前記記憶手段に記憶された目標回転数となるように、予め定められた加減速プロファイルに応じて制御信号を生成し、該制御信号に基づいて前記クリーニングモータを制御することができる。

以上説明したように、本発明によれば、像担持体に対して従動回転する転写体をクリーニングするクリーニングローラが転写体にアドバンスした時等に生じるカラーレジずれを、従来の回路構成を用いて小型で安価に防止することができる、という優れた効果を奏する。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。

［第１の実施の形態］
本実施の形態の画像形成装置１０は、複数の現像器を周方向に沿って実装した回転式現像装置を含んで構成され、該複数の現像器によって複数色のトナー像を形成することでフルカラー画像を形成する、所謂４サイクル方式のカラー画像形成装置である。

図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１０の主要構成を示す図である。

画像形成装置１０には感光体ドラム１２（本発明の像担持体に相当）が回転可能に配設されている。感光体ドラム１２は、例えば、表面にＯＰＣ等よりなる感光体層が被覆された導電性円筒体からなるものが用いられている。感光体ドラム１２は、対応するモータ６０ａによって所定のプロセススピードで回転駆動される。

感光体ドラム１２の表面は、感光体ドラム１２の略直下に配置された不図示の帯電器によって所定の電位に帯電された後、不図示のＲＯＳ（Raster Output Scanner）によって、レーザービーム（LB）による画像露光が施される。これにより感光体ドラム１２の表面に静電潜像が形成される。静電潜像は、上述したように回転式現像装置によって現像される。現像装置の図示は省略するが、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の現像器を有し、これら現像器によって感光体ドラム１２表面に各色のトナー像を形成する。

カラー画像を印刷する場合には、感光体ドラム２の表面には、帯電・露光・現像の各工程が、ＹＭＣＫの各色に対応して４回繰り返される。その結果、当該感光体ドラム２の表面には、ＹＭＣＫの各色に対応したトナー像が順次形成される。

感光体ドラム１２上に順次形成されるトナー像は、感光体ドラム１２の外周に中間転写体としての中間転写ベルト１４（本発明の転写体に相当）が巻き付けられた一次転写位置において、中間転写ベルト１４上に互いに重ね合わされて一次転写される。中間転写ベルト１４上に多重に転写されたＹＭＣＫのトナー像は、不図示の二次転写ロールによって、所定のタイミングで給紙される記録用紙上に一括して二次転写される。

なお、中間転写ベルト１４は、複数のロールによって張架されており、感光体ドラム１２に接触した状態で感光体ドラム１２に対して従動回転するように構成されている。

また、中間転写ベルト１４上に一次転写された画像が二次転写された後の残留成分は、クリーニングローラ１６によってクリーニングされる。クリーニングローラ１６は、中間転写ベルト１４に対してアドバンス／リトラクト（接離）可能に配置されている。クリーニングローラ１６は、不図示のアドバンス／リトラクト用のモータによって、クリーニング動作を行わない間は中間転写ベルト１４から離間した状態（リトラクトした状態）となり、クリーニングする際に中間転写ベルト１４の表面にアドバンスするように構成されている。また、アドバンス状態にあるときには回転用のモータ（クリーニングモータ）６０ｂによって回転する。これにより、中間転写ベルト１４上の残留成分がクリーニングされる。

なお、中間転写ベルト１４からトナー像が二次転写された記録用紙は、不図示の定着装置へと搬送され、定着装置の加熱ロール及び加圧ロールによって熱及び圧力でトナー像が記録用紙上に定着される。

感光体ドラム１２や、クリーニングローラ１６、不図示の現像装置等を回転駆動するモータは、各モータに対応して設けられたドライバによって駆動され、各ドライバは、画像形成装置１０のメインコントロールユニット（ＭＣＵ）５０によって制御される。

図２は、この画像形成装置におけるモータ制御系の構成を示すブロック図である。

ＭＣＵ５０は、感光体ドラム１２や、クリーニングローラ１６、現像装置や、記録媒体搬送用のローラに対して回転力を与えるＤＣモータ（モータ）の回転数を制御する。なお、図２では、感光体ドラム１２を回転させるモータ（ＰＲモータ）６０ａと、クリーニングローラ１６を回転させるモータ（クリーニングモータ）６０ｂのみを図示し、それ以外のモータの図示は省略した。

ＭＣＵ５０は、ＣＰＵ５２、クロック発生部５４及び処理部５６を有する。クロック発生部５４は、例えば１０ＭＨｚのクロック信号を発生し、ＣＰＵ５２及び処理部５６に対して出力する。ＣＰＵ５２は、処理部５６などにバス接続され、クロック発生部５４から入力されたクロック信号に同期して処理部５６などを制御する。処理部５６は、各モータに対応した複数のデジタル処理回路（図２ではＰＲモータ６０ａ、クリーニングモータ６０ｂに合わせて２つのデジタル処理回路５８ａ、５８ｂのみが図示されている）を有し、ＡＳｌＣ（Application Specific Integrated Circuit）として１チップ化されている。

デジタル処理回路５８ａ、５８ｂは、後述する加算部７６の機能が異なる他は各々同一の回路であり、クロック発生部５４から処理部５６に対して入力されたクロック信号に同期して動作し、それぞれ回転検出器（ＦＧ＝Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）６２ａ、６２ｂから出力されたパルスに応じて、ドライバ６４ａ、６４ｂを介してＰＲモータ６０ａ、クリーニングモータ６０ｂをＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御する。

ドライバ６４ａ、６４ｂは、デジタル処理回路５８ａ、５８ｂの制御により、モータ６０ａ、６０ｂに対して電流を供給し、モータ６０ａ、６０ｂは、ドライバ６４ａ、６４ｂから供給される電流に応じて回転する。回転検出器６２ａ、６２ｂは、例えばモータ６０ａ、６０ｂの回転軸と同軸で共に回転するホール素子、発光素子及び受光素子（図示せず）などを有し、モータ６０ａ、６０ｂの回転に応じてパルスを生成し、デジタル処理回路５８ａ、５８ｂに対して出力する。なお、回転検出器６２ａ、６２ｂは、ホール素子により構成されたものに限定されず、例えばエンコーダにより構成されていてもよい。

以下、モータ６０ａ、６０ｂなど複数ある構成部分の、いずれかを特定せずに示す場合には、末尾の添字ａ、ｂを省略して、単に「モータ６０」などと略記し、特定して説明する場合には、末尾の添字ａ、ｂを付加して説明する。

デジタル処理回路５８は、カウンタ７０、レジスタ７２、差分算出部７４、加算部７６、乗算部７８及び変調パルス生成部８０を含んで構成されている。

カウンタ７０は、回転検出器６２から入力されるパルスに対し、パルス幅をクロック信号に同期してカウントすることによって計測し、カウント値（デジタルデータ）として差分算出部７４及びＣＰＵ５２に対して出力する。例えば、図３に示すように、モータの回転に同期して周波数５００Ｈｚでデューティー比が５０％のパルスを回転検出器６２が発生し、クロック発生部５４からデジタル処理回路５８に１０ＭＨｚのクロック信号が入力される場合、カウンタ７０は、１ｍＳ（半周期）のパルス幅を１０ＭＨｚのクロック信号に同期してカウントし、カウント値１００００（1[mS] ÷ (1/10[MHz]=10000、ここで１００００は１０進数）をＣＰＵ５２及び差分算出部７４に対して出力する。このとき、カウンタ７０は、差分算出部７４に対し、カウント値を例えば１６ｂｉｔのデジタルデータに変換して出力する。

レジスタ７２は、ユーザインターフェイス（図示せず）及びＣＰＵ５２を介して入力される初期値、及び設定値などを記憶し、デジタル処理回路５８を構成する各部に所定の値を出力する。レジスタ７２が記憶する値には、モータ６０の目標周波数（目標回転数）、モータ６０起動時のパルスを規定する起動信号、後述するフィードバックレート（ＦＢレート）、及び変調パルス生成部８０に対する設定値がある。

具体的には、レジスタ７２は、モータ６０の目標周波数に対応するパルス幅の値（カウント値）を１６ｂｉｔのデータとして差分算出部７４に対して出力したり、モータ６０の起動時のパルスを規定する起動信号を加算部７６に対して出力したり、変調パルス生成部８０に対する設定値を設定制御信号により変調パルス生成部８０に対して出力したり、ＦＢレートを乗算部７８に対して出力したりする。なお、ＦＢレートは、モータの回転ぶれ（ワウフラッター）を抑えるため、後述する加算部７６の出力値を乗算によって丸めるために用いられるレートで、ここでは１／２ⁿ（ｎは１〜１６までの整数）で規定される。

なお、レジスタ７２に記憶される値は、ユーザインターフェイス（図示せず）又はカウンタ７０と、ＣＰＵ５２とを介して変更できる。

差分算出部７４は、カウンタ７０から入力されるカウント値と、レジスタ７２から入力される目標周波数に対応するパルス幅の値（カウント値）とを比較し、回転検出器６２により検出された回転周波数（回転数）の目標周波数に対する差分を算出し、加算部７６に対して出力する。検出された回転周波数の目標周波数に対する差分は、検出された回転周波数が目標周波数よりも遅いことを示す差分（プラス側の差分）と、検出された回転周波数が目標周波数よりも速いことを示す差分（マイナス側の差分）との２値からなり、それぞれ１８ｂiｔのデータとして加算部７６に対して出力される。

なお、プラス側の差分は０以上の値であり、マイナス側の差分は０以下の値である。すなわち、検出された回転周波数が目標周波数よりも遅い場合には、マイナス側の差分は０となり、検出された回転周波数が目標周波数よりも速い場合には、プラス側の差分は０となる。

加算部７６は、差分算出部７４からプラス側の差分及びマイナス側の差分が入力されると、プラス側の差分及びマイナス側の差分を合わせて累積加算し、２４ビットのデータとして乗算部７８に対して出力する。ただし、クリーニングモータ６０ｂに対応するデジタル処理回路５８ｂの加算部７６は、以下の演算結果を乗算部７８に出力する。

クリーニングモータ６０ｂの回転を制御するデジタル処理回路５８ｂには、クリーニングモータ６０ｂの目標周波数と回転検出器６２ｂにより検出された回転周波数との差分だけでなく、ＰＲモータ６０ａに対応するデジタル処理回路５８ａの差分算出部７４で算出された差分（ＰＲモータ６０ａの目標周波数と回転検出器６２ａにより検出された回転周波数との差分）も入力される（図２の点線）。デジタル処理回路５８ｂの加算部７６は、クリーニングモータ６０ｂの目標周波数と回転検出器６２ｂにより検出された回転周波数との差分を、ＰＲモータ６０ａの目標周波数と回転検出器６２ａにより検出された回転周波数との差分で補正した補正差分を演算して２４ビットのデータとして乗算部７８に出力する。詳細は後述する。

なお、加算部７６は、レジスタ７２から起動信号が入力された場合、即ち、モータ６０の起動時の所定の期間（初期制御期間）には、起動信号に応じた所定の値を乗算部７８に対して出力する。

乗算部７８は、加算部７６から入力される２４ｂｉｔのデータと、レジスタ７２から入力されるＦＢレート（１／２ⁿ）とを乗算し、例えば２０ｂｉｔのデータとして変調パルス生成部８０に対して出力する。

変調パルス生成部８０は、乗算部７８から入力される２０ｂｉｔのデータと、レジスタ７２から入力される設定制御信号（所定の設定値を示す信号）により、パルス幅変調したパルスを生成し、ドライバ６４に対して出力する。ただし、モータ６０の起動時には、レジスタ７２から入力される設定制御信号により、所定の期間（初期制御期間）に所定のパルスを出力するようにしてもよい。例えば、初期制御期間には、変調パルス生成部８０は、デューティ比が５０％未満のパルスを少なくとも１回以上出力することにより、モータ６０の目標周波数に対する回転周波数のオーバーシュートを低減する。

なお、デジタル処理回路５８それぞれのレジスタ７２は、ＣＰＵ５２の制御によって、個別の初期値及び設定値などを記憶する。個々のレジスタ７２に記憶する値を個別に変えることによって、ＭＣＵ５０は、モータ６０それぞれに対して異なる制御をすることができる。

次に、デジタル処理回路５８のＰＷＭ制御の動作について説明する。以下に説明する制御は、クリーニングモータ６０ｂを除く他のモータ６０の制御に適用される。

モータ６０が回転すると、回転検出器６２は、モータ６０の回転に応じたパルスを発生し、カウンタ７０に対して出力する。カウンタ７０は、回転検出器６２から入力されたパルスのパルス幅に対応するカウント値をカウントし、差分算出部７４に対して出力する。差分算出部７４は、カウンタ７０から入力されたカウント値と、レジスタ７２から入力されたモータ６０の目標周波数に対応するカウント値とを比較し、プラス側の差分及びマイナス側の差分を算出する。この差分は加算部７６に出力される。

例えば、ここでカウント値10000dec（2710hex）を目標周波数に対応するカウント値とし、仮にモータの回転に応じて回転検出器６２から出力されるパルスからカウントされたカウント値が11111dec（2B67hex）であった場合には、検出された回転周波数が目標周波数よりも遅いため、2B67hex-2710hex=457hexをプラス側差分として算出し、マイナス側差分として０を算出する。

なお、感光体ドラム１２に対応するデジタル処理回路５８ａの差分算出部７４で算出された差分は、このデジタル処理回路５８ａの加算部７６だけでなく、クリーニングローラ１６に対応するデジタル処理回路５８ｂの加算部７６にも出力される。デジタル処理回路５８ｂの処理については後述する。

加算部７６は、差分算出部７４により算出されたプラス側の差分及びマイナス側の差分を累積加算して２４ｂｉｔのデータを算出し、乗算部７８に対して出力する。乗算部７８は、モータのワウフラが発生しないよう、加算部７６から入力された２４ｂｉｔのデータをレジスタ７２から入力されたＦＢレートによって丸め、２０ｂｉｔのデータとして変調パルス生成部８０に対して出力する。

変調パルス生成部８０は、乗算部７８から入力される２０ｂｉｔのデータと、レジスタ７２から入力される設定制御信号により、パルス幅変調したパルスを生成し、ドライバ６４に対して出力する。ドライバ６４は、変調パルス生成部８０から入力されたパルスに従ってモータ６０を駆動する。

これにより、モータの回転スピードが遅い場合には、上記差分だけパルス幅がプラスされたパルスが出力され、モータの回転スピードが速い場合には、パルス幅から上記差分だけマイナスしたパルスが出力される。

ただし、モータ６０の起動時には、レジスタ７２が起動信号を加算部７６に対して出力し、変調パルス生成部８０からドライバ６４に対して所定のパルスが出力されて、モータ６０が駆動される。

次に、クリーニングモータ６０ｂのＰＷＭ制御について説明する。

クリーニングモータ６０ｂが回転すると、上記と同様に回転検出器６２ｂからクリーニングモータ６０ｂの回転に応じたパルスが出力され、カウンタ７０で入力されたパルスのパルス幅に対応するカウント値をカウントし、差分算出部７４に対して出力する。差分算出部７４は、カウンタ７０から入力されたカウント値と、レジスタ７２から入力されたクリーニングモータ６０ｂの目標周波数に対応するカウント値とを比較し、プラス側の差分及びマイナス側の差分を算出する。以下、ここで算出されたプラス側の差分を差分Ｂｐ、マイナス側の差分を差分Ｂｍと呼称する。差分算出部７４は、差分Ｂｐおよび差分Ｂｍを加算部７６に出力する。

デジタル処理回路５８ｂの加算部７６には、上記差分算出部７４により算出された差分Ｂｐ及び差分Ｂｍだけでなく、感光体ドラム１２に対応するデジタル処理回路５８ａの差分算出部７４で算出されたプラス側の差分及びマイナス側の差分が入力される。以下、感光体ドラム１２側のデジタル処理回路５８ａから入力されたプラス側の差分を差分Ａｐ、マイナス側の差分を差分Ａｍと呼称する。

加算部７６は、差分Ｂｐから差分Ａｐを減算すると共に、差分Ｂｍから差分Ａｍを減算し、この２つの減算結果を累積加算した結果（補正差分）を２４ビットのデータとして乗算部７８に出力する。

乗算部７８は、加算部７６から入力された２４ｂｉｔのデータをレジスタ７２から入力されたＦＢレートによって丸め、２０ｂｉｔのデータとして変調パルス生成部８０に対して出力する。

変調パルス生成部８０は、乗算部７８から入力される２０ｂｉｔのデータと、レジスタ７２から入力される設定制御信号により、パルス幅変調したパルスを生成し、ドライバ６４に対して出力する。ドライバ６４は、変調パルス生成部８０から入力されたパルスに従ってクリーニングモータ６０ｂを駆動する。

これにより、クリーニングローラ１６の中間転写ベルト１４に対するアドバンス等によって感光体ドラム１２の回転数が変動した場合、その変動に対応してクリーニングローラ１６の回転数も調整される。具体的には、感光体ドラム１２のモータ６０ａの回転スピードが遅くなった場合には、クリーニングローラ１６のモータ６０ｂに対応する変調パルス生成部８０から、その遅くなった差分だけパルス幅がマイナスされたパルスが出力され、クリーニングローラ１６の回転数を減速させることができ、感光体ドラム１２のモータ６０ａの回転スピードが速い場合には、パルス幅からその差分だけプラスしたパルスが出力され、クリーニングローラの回転数を加速させることができる。

以上説明したように、感光体ドラム１２のＰＲモータ６０ａの速度変動に対してクリーニングローラ１６のクリーニングモータ６０ｂの速度を加減速することにより、ＰＲモータ６０ａの回転数の変動に応じてクリーニングモータ６０ｂの回転数を制御させることができるため、ＰＲモータ６０ａに対する負荷変動要因を削減することができ、副走査方向のカラーレジずれを防止することができる。

なお、上記では、感光体ドラム１２側の差分Ａｐ、Ａｍを、クリーニングローラ１６側の加算部７６に出力したが、差分Ａｐ、Ａｍに代えて、感光体ドラム１２側の加算部の累積加算の結果をクリーニングローラ１６側の加算部７６に出力して補正差分を算出するようにしてもよい。これによっても、変調パルス生成部８０には上記と同一の補正差分が出力されることとなるため、ＰＲモータ６０ａに応じてクリーニングモータ６０ｂの速度を好適に調整することができる。

また、上記では、感光体ドラム１２側の差分Ａｐ、Ａｍを、クリーニングローラ１６側の差分Ｂｐ、Ｂｍに対して直接オフセットすることによって補正差分を求めクリーニングローラ１６の回転数を調整する例について説明したが、これに限定されず、例えば、モータ６０ｂの回転数をカウントするカウンタ７０のカウント値に対して差分Ａｐ、Ａｍをそのまま累積加算して補正差分を求めてもよい。これによっても、変調パルス生成部８０には上記と同一の補正差分が出力されることとなるため、ＰＲモータ６０ａに応じてクリーニングモータ６０ｂの速度を好適に調整することができる。

また、クリーニングローラ１６の目標回転数を感光体ドラム１２の速度変動に応じて変更するようにしてもよい。この場合には、レジスタ７２に設定する目標回転数の値を変更する。具体的には、モータ６０ｂの予め定められた基準の目標回転数に対して差分Ａｐおよび差分Ａｍを累積加算した値をモータ６０ｂの目標回転数としてモータ６０ｂのデジタル処理回路５８ｂのレジスタ７２に設定する。これによっても、変調パルス生成部８０には上記と同一の補正差分が出力されることとなるため、ＰＲモータ６０ａに応じてクリーニングモータ６０ｂの速度を好適に調整することができる。

［第２の実施の形態］
なお、上記第１の実施の形態では、クリーニングモータ６０ｂをＰＷＭ制御する例について説明したが、本実施の形態では、クリーニングモータ６０ｂの回転検出器６２ｂから出力されるパルスと別途生成されたクリーニングモータ６０ｂの回転の基準となる基準クロック信号とを比較し、この周波数差や位相差に応じて周波数差或いは位相差を補正するように制御パルスを生成してクリーニングモータ６０ｂを駆動制御（サーボ制御）する例について説明する。以下では、周波数差に応じて回転数を制御する場合を例に挙げて説明する。

本実施の形態に係る画像形成装置の主要構成は、第１の実施の形態の図１に示した構成と同一である。

図４は、本実施の形態の画像形成装置におけるモータ制御系の構成を示すブロック図である。ここでは、クリーニングモータ６０ｂを含み全てのモータ６０がサーボモータである場合を例に挙げる。なお、上記実施の形態の図２と同一の構成には同一符号を付して説明を省略する。なお、図４でも、ＰＲモータ６０ａ及びクリーニングモータ６０ｂのみ図示し、他のモータの図示は省略した。

このＭＣＵ５０は、ＣＰＵ５２、クロック発生部５４及び処理部５６の他、ＬＵＴ４４を有する。

図５に示すように、ＬＵＴ４４は、ＰＲモータ６０ａの回転数（周波数）とクリーニングモータ６０ｂの目標回転数（目標周波数）とを対応付けて記憶したテーブルである。このＬＵＴ４４は、ＣＰＵ５２を介してクリーニングモータ６０ｂに対応するデジタル処理部５８ｂのレジスタ９４に設定される。ＬＵＴ４４は、ＰＲモータ６０ａの回転速度が遅く（速く）なるとクリーニングモータ６０ｂの目標回転数も遅く（速く）なるように設定されている。すなわち、ＰＲモータ６０ａの回転速度とクリーニングモータ６０ｂの目標回転数とが正の相関関係となるようにＬＵＴ４４が設定されている。

本実施の形態におけるデジタル処理回路５８は、比較部８２、基準クロック生成部８４、レジスタ８６、パルス生成部８８を含んで構成されている。

基準クロック生成部８４は、モータの回転速度の基準となる基準クロック信号を生成して比較部８２に出力する。

比較部８２には、回転検出器６２から出力されたモータの実回転数を示すパルス及び基準クロック信号が入力される。比較部８２は、入力された２つの信号（パルス）の周波数差または位相差に応じた速度差信号をパルス生成部８８に出力する。

パルス生成部８８は、比較部８２から入力された速度差信号に基づいて、上記周波数差又は位相差を補正するような電流制御パルスを生成してドライバ６４に出力する。

レジスタ８６は、ＣＰＵ５２を介して入力される設定値（基準クロック信号の周波数を規定する信号）を記憶し、基準クロック生成部８４に出力する。なお、クリーニングモータ６０ｂに対応するレジスタ９４には、上記設定値の代わりにＬＵＴ４４がＣＰＵ５２によってセットされる。

処理部５６には、デジタル処理回路５８の他に、ＰＲモータ６０ａの回転検出器６２ａから出力されたＦＧパルスを、クロック発生部５４で発生されるクロック信号に同期してカウントすることにより、ＰＲモータ６０ａの回転数をカウント値（デジタルデータ）としてデジタル処理回路５８ｂの基準クロック生成部８４に出力するカウンタ９０が設けられている。

次に、本実施の形態における各モータ６０の速度制御について説明する。まず、クリーニングモータを除く他のモータ６０の速度制御について説明する。

モータ６０が回転すると、回転検出器６２からモータ６０の回転に応じたパルスが比較部８２に出力される。一方、基準クロック生成部８４は、レジスタに記憶された設定値が示す周波数の基準クロック信号を生成して、比較部８２に出力する。

比較部８２では、回転検出器６２からのパルスと基準クロック信号との周波数差が検出され、該検出結果を示す速度差信号が生成される。速度差信号は、パルス生成部８８に出力される。パルス生成部８８は、速度差信号に基づいて、モータ６０に供給する電流値を制御するための電流制御パルスを生成する。電流制御パルスは位相やゲイン等の信号特性が調整されてドライバ６４に出力される。ドライバ６４は入力された電流制御パルスに基づいてモータ６０に供給する電流値を制御することにより、モータ６０を正常速度で回転させる。

クリーニングモータ６０ｂの速度制御の場合には、ＣＰＵ５２を介してレジスタ８６に格納されたＬＵＴと、カウンタ９０から出力されたＰＲモータ６０ａの回転数のカウント値に基づいて、基準クロック信号を生成してクリーニングモータ６０ｂの速度を制御する。

具体的には、クリーニングモータ６０ｂが回転すると、回転検出器６２からモータ６０の回転に応じたパルスが比較部８２に出力される。一方、基準クロック生成部８４には、ＰＲモータ６０ａの周波数を示すカウント値がカウンタ９０から入力される。基準クロック生成部８４は、レジスタ８６に格納されたＬＵＴから、該入力したカウント値に対応するクリーニングモータ６０ｂの目標周波数を示す値を選択し（図５に示すＬＵＴの場合、カウント値がＡであれば、クリーニングモータの目標周波数ａを選択する）、該目標周波数の基準クロック信号を生成して、比較部８２に出力する。その後の比較部８２及びドライバ６４ｂの処理は、上記と同様であるため説明を省略する。

このように、ＬＵＴに基づいて基準クロック信号を生成して出力するようにしたため、上述したようにＰＲモータ６０ａの回転速度が遅くなるとクリーニングモータ６０ｂの回転は減速され、速くなると加速されるように制御される。これにより、クリーニングモータ６０ｂのアドバンス等に生じる負荷変動でＰＲモータ６０ａの速度が変動しても、ＰＲモータ６０ａの回転数の変動に応じてクリーニングモータ６０ｂの回転数を制御することができるため、感光体ドラム１２のＰＲモータ６０ａに対する負荷変動要因を削減することができ、副走査方向のカラーレジずれを防止することができる。

なお、本実施の形態では、位相差に基づいた速度制御についての説明は省略したが、位相差に基づいて速度制御する場合も、上記と同様に基準クロック信号を生成して制御すればよい。また、周波数差及び位相差の双方に基づいて速度制御するようにしてもよい。

また、上記では、基準クロック生成部８４で生成された基準クロック信号と回転検出器６２から出力されたパルスとの周波数差を比較器８２で検出し、これに基づいて電流制御パルスを生成したが、これに限定されず、例えば、回転検出器６２から出力されたパルスの周波数をカウントするカウンタを設け、このカウンタのカウント値（デジタルデータ）と、ＬＵＴに記憶されているカウント値に応じた基準クロック信号の周波数に対応する基準値（デジタルデータ）とを比較した比較結果に基づいて、電流制御パルスを生成してもよい。これによっても、ＰＲモータ６０ａの速度変動に応じてクリーニングモータ６０ｂを回転させることができる。

［第３の実施の形態］
本実施の形態では、クリーニングモータ６０ｂがステッピングモータの場合を例に挙げて説明する。ステッピングモータは、周知の如く、入力パルス数に比例した回転速度が得られるように構成されたモータである。

本実施の形態に係る画像形成装置の主要構成は、第１の実施の形態の図１に示した構成と同一である。

図６は、本実施の形態の画像形成装置におけるモータ制御系の構成を示すブロック図である。ここでは、クリーニングモータ６０ｂがステッピングモータであって、ＰＲモータ６０ａを含む他のモータ６０がサーボモータである場合を例に挙げる。なお、上記実施の形態で説明した図２、図４と同一の構成には同一符号を付して説明を省略する。なお、図６でも、ＰＲモータ６０ａ及びクリーニングモータ６０ｂのみ図示し、他のモータの図示は省略した。

このＭＣＵ５０は、ＣＰＵ５２、クロック発生部５４及び処理部５６、そして第２の実施の形態で説明したＬＵＴ４４の他に、加減速プロファイルメモリ４６を有する。

加減速プロファイルメモリ４６には、クリーニングモータ６０ｂを加速、減速するとき或いは定速状態を維持するときの加減速プロファイルデータが記憶されている。

クリーニングモータ（ステッピングモータ）６０ｂの回転数制御では、加減速パターンが予め定められており、加速、減速させる、あるいは定速状態とするための制御パルスの周波数やステップ回数もこの加減速パターンに応じて決定される。加減速プロファイルメモリ４６に記憶されている加減速プロファイルデータは、この加減速パターンと、それに応じて定められる制御パルスの周波数及び必要なステップ回数が記憶されている。

例えば、クリーニングモータ６０ｂの速度０から定常速度に至るまでの加速域ＡＣは、図７に示すような加速パターンで段階的に加速するように上記加減速プロファイルデータが定められている。本実施の形態では、加減速プロファイルデータ（予め段階的に定められた加減速パターンとそれに応じた制御パルスの周波数及びステップ回数）に応じて制御パルスを生成し、クリーニングモータ６０ｂの回転を制御する。さらに本実施の形態では、定速域ＦＶにおいて、ＰＲモータ６０ａの速度変動が生じた場合には、それに応じてクリーニングモータ６０ｂの速度も変動させる。

クリーニングモータ６０ｂの回転を制御するデジタル処理回路５８ｂは、カウンタ９２、レジスタ９４、及びパルス生成部９６を含んで構成されている。

レジスタ９４は、ＣＰＵ５２を介して加減速プロファイルメモリ４６に記憶されている加減速プロファイルデータ及びＬＵＴ４４のテーブルが格納され、パルスの生成に必要なデータをパルス生成部９６に出力する。

カウンタ９２は、パルス生成部９６から出力された制御パルスのステップ回数をカウントし、パルス生成部９６に戻す。

パルス生成部９６は、カウンタ９２から入力されるカウント値で現在のステップ回数を確認しながら、レジスタ９４の加減速プロファイルデータを参照して、所定の周波数で制御パルスを生成して出力する。なお、パルス生成部９６には、カウンタ９０が接続されている。カウンタ９０は、前述したように、ＰＲモータ６０ａの回転検出器６２ａから出力されたＦＧパルスをクロック発生部５４で発生されるクロック信号に同期してカウントすることにより、ＰＲモータ６０ａの回転数をカウント値（デジタルデータ）として出力するカウンタである。パルス生成部９６は、カウンタ９０からのカウント値に基づいてＰＲモータ６０ａの速度変動に対応した速度でクリーニングモータ６０ｂが回転するように制御パルスを生成してドライバ６４ｂに出力する。

次に、クリーニングモータ６０ｂの速度制御について説明する。クリーニングモータ６０ｂは、回転速度を加速域、定速域、減速域に分けて回転させる。なお、ここでは、減速域については説明を省略する。

まず、レジスタ９４からの起動信号に応じてパルス生成部９６は制御パルスの生成を開始する。パルス生成部９６は、加速域ＡＣのプロファイルデータをレジスタ９４から読み出し、図７の加速域ＡＣの加速パターンに合わせ、カウンタ９２でカウントされたステップ回数を確認しながら段階的に周波数を変化させて制御パルスを生成し、ドライバ６４に出力する。

そして、カウンタ９２でカウントされたステップ回数が加速域ＡＣから定速域ＦＶに切り替わるステップ回数に到達したときに、定速域ＦＶの制御に移行する。

定速域ＦＶでは、ＰＲモータ６０ａの回転数をカウンタ９０のカウント値に応じてクリーニングモータ６０ｂの回転数を制御する。具体的には、パルス生成部９６は、ＰＲモータ６０ａの周波数を示すカウント値がカウンタ９０から入力されると、レジスタ９４に格納されたＬＵＴから、該入力したカウント値に対応するクリーニングモータ６０ｂの目標回転数を示す値を選択する。そしてクリーニングモータ６０ｂが目標回転数で回転するように、レジスタ９４に格納された加減速プロファイルデータを参照しながら、段階的に周波数を変化させて制御パルスを生成し、ドライバ６４に出力する。すなわち、所望の回転数まで、レジスタ９４に格納されている加減速パターンに沿って回転数を変化させる。

このように、ＬＵＴに基づいてクリーニングモータ６０ｂの目標回転数を選択し、予め定められた加減速プロファイルに沿ってこの目標回転数となるように制御パルスを生成するようにしたため、ＰＲモータ６０ａの回転速度が遅くなるとクリーニングモータ６０ｂの回転は減速され、速くなると加速されるように制御される。

従って、クリーニングモータ６０ｂのアドバンス等に生じる負荷変動でＰＲモータ６０ａの速度が変動しても、ＰＲモータ６０ａの回転数の変動に応じてクリーニングモータ６０ｂの回転数を制御することができるため、感光体ドラム１２のＰＲモータ６０ａに対する負荷変動要因を削減することができ、副走査方向のカラーレジずれを防止することができる。

なお、上記第１〜第３の実施の形態では、ＰＲモータ６０ａの回転数の計測、及びそれに応じたクリーニングモータ６０ｂの速度制御をソフトウエアが介在することなくデジタル処理回路でフィードバック制御しているため、リアルタイムの処理が可能である。

第１〜第３の実施の形態に係る画像形成装置の主要構成を示す図である。 第１の実施の形態の画像形成装置におけるモータ制御系の構成を示すブロック図である。 カウンタによるカウント値の計測を説明する説明図である。 第２の実施の形態の画像形成装置におけるモータ制御系の構成を示すブロック図である。 ＰＲモータの回転数（周波数）とクリーニングモータの目標回転数（目標周波数）とを対応付けて記憶したＬＵＴの一例を示す図である。 第３の実施の形態の画像形成装置におけるモータ制御系の構成を示すブロック図である。 加減速パターン（加減速プロファイル）の一例を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 感光体ドラム
１４ 中間転写ベルト
１６ クリーニングローラ
４６ 加減速プロファイルメモリ
５８ デジタル処理回路
６０ モータ（６０ａ ＰＲモータ、６０ｂ クリーニングモータ）
６２ 回転検出器
６４ ドライバ
７０ カウンタ
７２ レジスタ
７４ 差分算出部
７６ 加算部
７８ 乗算部
８０ 変調パルス生成部
８２ 比較部
８４ 基準クロック生成部
８６ レジスタ
８８ パルス生成部
９０ カウンタ
９４ レジスタ
９６ パルス生成部

Claims (5)

1. 画像を担持する像担持体と、
   像担持体を回転させる像担持体モータと、
   前記像担持体に接触した状態で従動回転し、前記像担持体に担持された画像が転写されると共に、該転写された転写画像を記録媒体に転写する転写体と、
   前記転写体に対して接離可能に設けられ、前記転写体から前記転写画像が前記記録媒体に転写された後の前記転写体の表面に残留する残留成分を、前記転写体に接触した状態でクリーニングするクリーニングローラと、
   前記クリーニングローラを回転させるクリーニングモータと、
   前記像担持体モータの回転数を検出する像担持体モータ回転数検出手段と、
   前記クリーニングローラが前記転写体に接触した状態で、前記検出された像担持体モータの回転数に応じた回転数で前記クリーニングモータが回転するように前記クリーニングモータを制御する制御手段と、
   を含む画像形成装置。
2. 前記クリーニングモータの回転数を検出するクリーニングモータ回転数検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記検出されたクリーニングモータの回転数と予め設定されたクリーニングモータの目標回転数との差分を前記検出された像担持体の回転数と予め設定された像担持体の目標回転数との差分で補正した補正差分に基づいてパルス幅変調した制御信号を生成し、該生成した制御信号に基づいて前記クリーニングモータを制御する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記クリーニングモータの目標回転数を前記像担持体モータの回転数に対応付けて記憶した記憶手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記クリーニングモータの回転数が、前記検出された像担持体の回転数に対応付けられて記憶された目標回転数となるように制御する請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記クリーニングモータの回転数を検出するクリーニングモータ回転数検出手段を更に備え、
   前記制御手段は、前記検出された像担持体の回転数に対応付けられて記憶された目標回転数を示す信号を、前記クリーニングモータの回転数の基準となる基準信号として設定し、前記検出されたクリーニングモータの回転数に対応した検出信号と前記設定した基準信号との周波数差及び位相差の少なくとも一方が無くなるように制御信号を生成し、該生成した制御信号に基づいて前記クリーニングモータを制御する請求項３記載の画像形成装置。
5. 前記制御手段は、前記クリーニングモータの回転数が前記検出された像担持体の回転数に対応して前記記憶手段に記憶された目標回転数となるように、予め定められた加減速プロファイルに応じて制御信号を生成し、該制御信号に基づいて前記クリーニングモータを制御する請求項３記載の画像形成装置。

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