JP2008113490A - Rotator drive controller and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、回転体を複数の目標速度に制御する駆動制御装置及びこれを用いる画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a drive control device that controls a rotating body to a plurality of target speeds and an image forming apparatus using the drive control device.
デジタル複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置における感光体や転写ベルトなどは常に一定の速度で駆動されるが、その駆動用モータを制御するモータ制御には、通常は少なくとも速度ディスクリミネータ方式による速度制御が用いられている。 Photosensitive members and transfer belts in image forming apparatuses such as digital copying machines and laser printers are always driven at a constant speed. Usually, at least a speed discriminator method is used for motor control for controlling the driving motor. Speed control is used.
例えば、特許文献1には、定着装置及び定着装置前後の用紙搬送手段を駆動するサーボモータを、速度ディスクリ回路を含む制御回路で制御するものが記載されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-228561 describes a servo motor that drives a fixing device and a sheet conveying unit before and after the fixing device by a control circuit including a speed discrete circuit.
また、特許文献2には、用紙搬送手段や感光体ドラム、あるいは現像器や定着装置等を駆動するモータを、速度ディスクリミネータ部を含むASICで制御するものが記載されている。 Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-228561 describes a motor that drives a paper conveying unit, a photosensitive drum, a developing device, a fixing device, or the like with an ASIC including a speed discriminator.
また、特許文献3には、DCモータを感光体ドラムや用紙搬送手段の駆動源として用いた画像形成装置において、そのDCモータを、速度ディスクリミネータを含むASICで制御するものが記載されている。
しかしながら、上記各特許文献においては、いずれも、少なくとも速度ディスクリミネータによりモータを駆動制御することは記載されているが、複写機やプリンターのように複数の目標値があるときに、それらに対応した最適な制御ゲインを決定する方法についての記載はない。 However, in each of the above patent documents, it is described that the motor is driven and controlled by at least a speed discriminator. However, when there are a plurality of target values such as a copying machine or a printer, these are dealt with. There is no description on how to determine the optimum control gain.
一般的には、従来は、それぞれの速度にあわせたゲインを、それぞれで試行錯誤的に求めており、複数の目標速度に対応した最適な制御ゲインの決定が容易ではないという問題があった。 In general, conventionally, gains corresponding to the respective speeds are obtained by trial and error, and there is a problem that it is not easy to determine an optimal control gain corresponding to a plurality of target speeds.
そこで、本発明の目的は、モータの制御を少なくとも速度ディスクリミネータによる速度制御により実施して駆動制御する回転体駆動制御装置であって、標準速度を含む複数の目標速度を有する駆動制御系において、それらに対応した最適な制御ゲインを容易に決定することができる駆動制御装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is a rotating body drive control device for controlling and driving a motor by at least speed control by a speed discriminator, and in a drive control system having a plurality of target speeds including standard speeds. Another object of the present invention is to provide a drive control device that can easily determine an optimal control gain corresponding to them.
また、複数の目標速度に対応した最適な制御ゲインを容易に決定することができる駆動制御装置を用いて、画像形成装置の像担持体(感光体ベルト,感光体ドラム,転写ベルト,転写ドラム等)や転写材搬送ベルト駆動系、あるいは画像読取装置等において、複数の速度条件に対しても標準の速度と同様に最適な条件で画像の入出力を可能とすることを目的とする。 In addition, an image carrier (photosensitive belt, photosensitive drum, transfer belt, transfer drum, etc.) of an image forming apparatus is used by using a drive control device that can easily determine an optimal control gain corresponding to a plurality of target speeds. ), A transfer material conveyance belt drive system, an image reading apparatus, or the like. The object is to enable input / output of an image under a plurality of speed conditions under optimum conditions as well as a standard speed.
前記の課題は、本発明により、標準の速度を含む複数の目標速度を有する駆動制御装置であって、DCモータの制御をすくなくとも速度ディスクリによる速度制御により実施し、前記モータによって駆動される回転体を制御する回転体駆動制御装置において、標準の速度と目標速度の比に応じてフィードバック制御のゲインを決定することにより解決される。 According to the present invention, there is provided a drive control device having a plurality of target speeds including standard speeds, and the DC motor is controlled by speed control using a speed discriminator at least, and is driven by the motor. In the rotating body drive control device for controlling the body, the problem is solved by determining the gain of the feedback control in accordance with the ratio between the standard speed and the target speed.
また、前記制御ゲインの数を前記目標速度の数よりも少なく設定し、前記標準の速度と目標速度の比によって算出される最適なゲインよりも小さなゲインを前記設定したゲインの中から選択して用いると好ましい。 Further, the number of the control gains is set to be smaller than the number of the target speeds, and a gain smaller than the optimum gain calculated by the ratio of the standard speed to the target speed is selected from the set gains. It is preferable to use it.
また、前記設定したゲインが、標準の速度に最適な標準ゲインを含み、目標速度が標準速度である場合は、前記標準ゲインを制御ゲインとして用いると好ましい。 In addition, when the set gain includes a standard gain that is optimum for a standard speed and the target speed is a standard speed, it is preferable to use the standard gain as a control gain.
また、前記制御ゲインとして、標準の速度に最適な標準ゲインと、最も遅い目標速度に対応する低ゲインの、2つの制御ゲインを設定し、目標速度が標準速度以上の場合は前記標準ゲインを用い、目標速度が標準の速度よりも遅い場合は前記低ゲインを用いると好ましい。 Two control gains are set as the control gain, the standard gain that is optimal for the standard speed and the low gain that corresponds to the slowest target speed. If the target speed is equal to or higher than the standard speed, the standard gain is used. When the target speed is slower than the standard speed, it is preferable to use the low gain.
また、オペアンプを用いて前記フィードバック制御のゲインを出力するよう構成し、標準の速度と目標速度の比に応じて前記オペアンプの入力抵抗値を変更すると好ましい。 Further, it is preferable that the gain of the feedback control is output using an operational amplifier, and the input resistance value of the operational amplifier is changed according to the ratio between the standard speed and the target speed.
また、前記オペアンプの入力抵抗が可変抵抗であると好ましい。
また、前記オペアンプの入力抵抗として選択可能なそれぞれ抵抗値の異なる抵抗を目標速度の数だけ備え、該抵抗群の中から標準の速度と目標速度の比に応じた抵抗値の抵抗を選択して用いると好ましい。
The input resistance of the operational amplifier is preferably a variable resistance.
In addition, resistors having different resistance values that can be selected as input resistors of the operational amplifier are provided for the number of target speeds, and a resistor having a resistance value corresponding to the ratio between the standard speed and the target speed is selected from the resistance group. It is preferable to use it.
前記の課題は、本発明により、請求項1〜7のいずれか1項に記載の回転体駆動制御装置を備える画像形成装置により解決される。
また、前記回転体駆動制御装置により駆動制御される回転体が像担持体であると好ましい。
According to the present invention, the above problem is solved by an image forming apparatus including the rotating body drive control device according to any one of
Further, it is preferable that the rotating body driven and controlled by the rotating body drive control device is an image carrier.
また、前記像担持体が感光体ドラムであると好ましい。
また、前記像担持体が感光体ベルトであると好ましい。
また、前記像担持体が中間転写ドラムであると好ましい。
The image carrier is preferably a photosensitive drum.
The image carrier is preferably a photosensitive belt.
The image carrier is preferably an intermediate transfer drum.
また、前記像担持体が中間転写ベルトであると好ましい。
また、前記回転体駆動制御装置により駆動制御される回転体が記録材担持体であると好ましい。
The image carrier is preferably an intermediate transfer belt.
Further, it is preferable that the rotating body driven and controlled by the rotating body drive control device is a recording material carrier.
また、前記記録材担持体が転写ドラムであると好ましい。
また、前記記録材担持体が転写搬送ベルトであると好ましい。
また、複数の像担持体を有し、各像担持体上に形成した各色画像を前記像担持体上または前記記録材担持体に担持させた記録材上に順次重ね転写してカラー画像を形成すると好ましい。
The recording material carrier is preferably a transfer drum.
The recording material carrier is preferably a transfer conveyance belt.
Also, it has a plurality of image carriers, and each color image formed on each image carrier is sequentially superimposed and transferred onto the image carrier or the recording material carried on the recording material carrier to form a color image It is preferable.
また、光学部材を搭載して移動する移動体を有する画像読取装置を備え、前記回転体駆動制御装置により駆動制御される回転体が前記移動体の駆動に関わる部材であると好ましい。 Further, it is preferable that an image reading apparatus having a moving body that moves by mounting an optical member is provided, and the rotating body that is driven and controlled by the rotating body drive control device is a member that is related to driving of the moving body.
前記の課題は、本発明により、請求項1〜7のいずれか1項に記載の回転体駆動制御装置を備える画像読取装置であって、光学部材を搭載して移動する移動体を有し、前記回転体駆動制御装置により駆動制御される回転体が前記移動体の駆動に関わる部材である画像読取装置によって解決される。
According to the present invention, the subject is an image reading apparatus including the rotating body drive control device according to any one of
本発明の回転体駆動制御装置によれば、標準の速度と目標速度の比に応じてフィードバック制御のゲインを決定するので、複数の目標速度に対応した最適な制御ゲインを容易に決定することができる。また、制御ゲインが過大になったり過小になったりすることがなく、発振現象や充分な制御ができないという現象が発生せず、安定した制御を行なうことができる。 According to the rotating body drive control device of the present invention, the gain for feedback control is determined according to the ratio between the standard speed and the target speed, so that it is possible to easily determine the optimal control gain corresponding to a plurality of target speeds. it can. In addition, the control gain does not become excessively large or small, and an oscillation phenomenon or a phenomenon that sufficient control cannot be performed does not occur, and stable control can be performed.
請求項2の構成により、発振現象の発生を防止して安定した制御を行なうことができる。
請求項3の構成により、目標速度が標準速度である場合には標準ゲインにより高精度な速度制御を行なうことができる。
With the configuration of the second aspect, it is possible to perform stable control while preventing the occurrence of an oscillation phenomenon.
According to the configuration of the third aspect, when the target speed is the standard speed, the highly accurate speed control can be performed by the standard gain.
請求項4の構成により、制御ゲインを決定する回路構成を簡単・低コストに実現できるとともに、標準速度以外の目標速度においてはいずれの場合も最適なゲインよりも低いゲインに設定されるので、発振することがなく安定した制御を実現できる。
According to the configuration of
請求項5の構成により、オペアンプを用いた簡易な構成で複数の目標速度に対応する制御ゲインを決定することができる。
請求項6の構成により、可変抵抗を用いて複数の目標速度に対応することができる。
With the configuration of the fifth aspect, it is possible to determine control gains corresponding to a plurality of target speeds with a simple configuration using an operational amplifier.
With the configuration of the sixth aspect, it is possible to cope with a plurality of target speeds using a variable resistor.
請求項7の構成により、抵抗値の異なる複数の抵抗を用いて複数の目標速度に対応することができる。
請求項8の画像形成装置によれば、画像形成装置が備える回転体を高精度かつ安定して制御することができるため、高品質な画像の出力が可能となる。
With the configuration of the seventh aspect, it is possible to cope with a plurality of target speeds using a plurality of resistors having different resistance values.
According to the image forming apparatus of the eighth aspect, the rotating body included in the image forming apparatus can be controlled with high accuracy and stability, so that a high-quality image can be output.
請求項9の構成により、像担持体を高精度かつ安定して制御することができる。
請求項10の構成により、感光体ドラムを高精度かつ安定して制御することができる。
With the configuration of the ninth aspect, the image carrier can be controlled with high accuracy and stability.
With the structure of the tenth aspect, the photosensitive drum can be controlled with high accuracy and stability.
請求項11の構成により、感光体ベルトを高精度かつ安定して制御することができる。
請求項12に構成により、中間転写ドラムを高精度かつ安定して制御することができる。
With the structure of the eleventh aspect, the photosensitive belt can be controlled with high accuracy and stability.
According to the configuration of the twelfth aspect, the intermediate transfer drum can be controlled with high accuracy and stability.
請求項13の構成により、中間転写ベルトを高精度かつ安定して制御することができる。
請求項14の構成により、記録材担持体を高精度かつ安定して制御することができる。
With the configuration of the thirteenth aspect, the intermediate transfer belt can be controlled with high accuracy and stability.
According to the structure of the fourteenth aspect, the recording material carrier can be controlled with high accuracy and stability.
請求項15の構成により、転写ドラムを高精度かつ安定して制御することができる。
請求項16の光請求項により、転写搬送ベルトを高精度かつ安定して制御することができる。
With the configuration of the fifteenth aspect, the transfer drum can be controlled with high accuracy and stability.
According to the optical claim of the sixteenth aspect, the transfer / conveying belt can be controlled with high accuracy and stability.
請求項17の構成により、色ズレのない高品質なカラー画像を短時間で出力することの可能な画質・生産性に優れたカラー画像形成装置を実現することができる。 According to the configuration of the seventeenth aspect, it is possible to realize a color image forming apparatus excellent in image quality and productivity that can output a high-quality color image without color misregistration in a short time.
請求項18の構成により、原稿画像を高品質に読み取ることのできる画像読取装置を備えた画像形成装置を実現することができる。
請求項19の構成により、複数の速度条件に対しても標準の速度と同様に最適な条件で、光学部材を搭載した移動体を高精度に駆動し、高品質な読み取り画像を得ることができる。
With the configuration of the eighteenth aspect, it is possible to realize an image forming apparatus including an image reading apparatus that can read a document image with high quality.
According to the configuration of the nineteenth aspect, a moving body on which an optical member is mounted can be driven with high accuracy and a high-quality read image can be obtained under optimum conditions for a plurality of speed conditions in the same manner as standard speeds. .
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
まず、速度ディスクリミネータを用いた制御系の従来例について図1〜3を参照して説明する。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
First, a conventional control system using a speed discriminator will be described with reference to FIGS.
図1は、標準の速度以外に複数の目標速度を有する、速度ディスクリミネータを用いた制御系の従来例を示すブロック図である。この図において、速度に応じて基準クロック1が発信器等により発信され、速度ディスクリ部2に入力される。速度ディスクリ部2では、基準クロックとモータの回転速度を計測した例えばFG出力とが入力され、両者のクロックに応じて指令電圧が出力される(詳細は図2により後述する)。符号3は、上記の指令電圧出力を積分(平滑化)し、制御ループのゲイン等周波数特性の設定を行う積分アンプ部である。その積分アンプ部3の出力はPWM駆動するために、PWM発振部4に入力される。該PWM発振部4では、通常コンパレータおよび三角波等の基準信号を用いて、直流電動機駆動装置5を構成するパワー半導体、例えばトランジスタを動作させるパルス状信号に変換する。直流電動機駆動装置5は、そのパルス状信号に基づき動作し、モータ6に印加する電圧を制御する。この結果、モータ6は所望の速度で駆動される。ここで、基準クロックは複数の目標速度に応じて設定される。
FIG. 1 is a block diagram showing a conventional example of a control system using a speed discriminator having a plurality of target speeds in addition to a standard speed. In this figure, the
図2は、上記速度ディスクリ部2の動作を示す波形図である。モータ速度が遅い場合が図2(a)で、速い場合が(b)である。
図2(a)において、速度ディスクリ部2にFGクロックが入力されると基準クロックによるカウントが開始される。モータのほうが遅いので基準クロックのカウントが先に終了する。この間は、通常後述するB,C間電圧の1/2に設定される電圧Aが出力されている。その後はFGクロックが終了するまで、電圧Bが出力される。
FIG. 2 is a waveform diagram showing the operation of the
In FIG. 2A, when the FG clock is input to the
モータのほうが速い図2(b)の場合は、基準クロックのカウントよりもFGクロックが先に終了する。その間の出力は前記Aの出力と同じである。その後は基準クロックのカウントが終了するまで、電圧Cが出力される。従って、FGクロック周波数が基準クロックと同一の場合、出力はAである。後述する積分アンプ部では、通常反転増幅を用いるので、B出力の場合、積分アンプの出力は小さくなり減速指令となる。反対にC出力の場合、積分アンプの出力は大きくなり、加速指令となる。 In the case of FIG. 2B in which the motor is faster, the FG clock ends before the reference clock count. The output during that time is the same as the output of A. Thereafter, the voltage C is output until the reference clock is counted. Therefore, the output is A when the FG clock frequency is the same as the reference clock. Since the integration amplifier section described later normally uses inverting amplification, in the case of B output, the output of the integration amplifier becomes smaller and becomes a deceleration command. On the contrary, in the case of C output, the output of the integrating amplifier becomes large and becomes an acceleration command.
図3は、上記積分アンプ部の構成例を示す回路図である。図示例では、オペアンプを用いた反転増幅器で構成されている。全体のゲインはオペアンプの入力抵抗R1の逆数に比例することは明らかである。 FIG. 3 is a circuit diagram showing a configuration example of the integration amplifier unit. In the illustrated example, an inverting amplifier using an operational amplifier is used. It is clear that the overall gain is proportional to the reciprocal of the input resistance R1 of the operational amplifier.
また、図2からわかるように速度ディスクリ(弁別)にはモータ速度によって決まるクロックを使っているので、クロックf1を使ってあらわすと、全体のゲインはf1・R1の逆数によって決定されることがわかる。 Further, as can be seen from FIG. 2, since the speed discriminating uses a clock determined by the motor speed, if expressed using the clock f1, the overall gain is determined by the reciprocal of f1 · R1. Recognize.
従って、目標速度が1/2になると、クロックf2はf1/2になるので、全体の制御ゲインは1/(f2・R1)=2/(f1・R1)、すなわちf1のときの2倍になることがわかる。今f1のときが標準の速度とすると、通常、制御系の設計はf1において最適になるように設計する。そのときの積分ゲインでf2を制御すると、ゲインは最適値の2倍になり、発振現象を起こしかねない。同様に目標速度が2倍になると、クロックf3は2・f1となり制御ゲインは1/(f1・R1・2)となりゲインが最適ゲインの1/2になってしまい、十分な制御ができないという現象になる。なお、これにより位相特性は変わることがない。図4に、標準速度と、目標速度が1/2の場合及び目標速度が2倍の場合を比較して示すので参照されたい。 Therefore, when the target speed is halved, the clock f2 becomes f1 / 2, so that the overall control gain is 1 / (f2 · R1) = 2 / (f1 · R1), that is, twice that at f1. I understand that If the standard speed is now f1, the control system is usually designed to be optimal at f1. If f2 is controlled by the integral gain at that time, the gain becomes twice the optimum value, which may cause an oscillation phenomenon. Similarly, when the target speed is doubled, the clock f3 becomes 2 · f1 and the control gain becomes 1 / (f1 · R1 · 2), and the gain becomes 1/2 of the optimum gain. become. This does not change the phase characteristics. FIG. 4 shows a comparison between the standard speed and the case where the target speed is ½ and the case where the target speed is double.
次に、本発明に係る速度ディスクリミネータを用いた制御系について説明する。なお、図1の従来例と同一もしくは同等の部分には同じ符号を用いるとともに重複する説明を省略する。 Next, a control system using the speed discriminator according to the present invention will be described. In addition, the same code | symbol is used for the same or equivalent part as the prior art example of FIG. 1, and the overlapping description is abbreviate | omitted.
図5において、符号13は速度の比率を計算する計算部で、標準の速度と目標速度から、標準速度/目標速度を計算し、標準速度での積分アンプ入力抵抗R1にその値をかけた値を選択する。積分アンプ部14では、その値に応じて入力抵抗R1を変更する。具体的には、図6に示すように可変抵抗R61を用いることや、図7に示すように、目標速度の数だけ並べた抵抗列をセレクタで選択することで実現できる。なお、標準の速度は目標速度の1つであり、標準の速度に制御する(目標速度=標準速度の)場合、両者の比、すなわち標準速度/目標速度=1である。
In FIG. 5,
また、ここでは、速度ディスクリミネータ方式のみによる制御を例にして記述したが、速度ディスクリ(速度ディスクリミネータ方式による制御)とパルスの位相制御(PLL制御)を併用した制御系においても同様に実施可能である。 In addition, here, the control using only the speed discriminator method is described as an example, but the same applies to a control system using both speed discriminator (control by the speed discriminator method) and pulse phase control (PLL control). Can be implemented.
ところで、実際の場合、目標速度すべてのオペアンプ入力を並べるとコストがかかる上、設置面積も大きくなるという問題が生じる。そこで、配置抵抗を目標速度の数よりも少なくすることが考えられる。 By the way, in actual cases, arranging the operational amplifier inputs for all the target speeds increases the cost and also increases the installation area. Therefore, it can be considered that the placement resistance is less than the number of target speeds.
例えば図8に示すように、目標速度がいくつあろうとも、配置する抵抗を2つにする構成が可能である。この場合、標準の速度における最適なゲインを決定するための抵抗R81と、目標速度がもっとも遅い場合の標準速度/目標速度を抵抗81にかけた値の抵抗R82を用意する。そして、標準速度以外の速度に制御する場合においては、目標速度が標準速度よりも速い場合は抵抗81を用い、目標速度が標準の速度よりも遅い場合は抵抗R82を選択して用いる。これにより、(標準速度以外では)いずれの場合も各目標速度に最適なゲインよりも低いゲインに設定されるので、発振することがなく安定した制御を行うことができる。なお、標準速度に制御する場合は抵抗R81を用いる。ここでは、制御ゲインが2つの場合で説明したが、ゲインを3つ(3段階)など任意の数に設定することも可能である。 For example, as shown in FIG. 8, a configuration in which two resistors are arranged is possible regardless of the target speed. In this case, a resistor R81 for determining an optimum gain at a standard speed and a resistor R82 having a value obtained by multiplying the resistor 81 by the standard speed / target speed when the target speed is the slowest are prepared. When the target speed is controlled to a speed other than the standard speed, the resistor 81 is used when the target speed is faster than the standard speed, and the resistor R82 is selected and used when the target speed is slower than the standard speed. Thus, in any case (except for the standard speed), the gain is set lower than the optimum gain for each target speed, so that stable control can be performed without oscillation. In addition, when controlling to a standard speed, resistance R81 is used. Here, the case where there are two control gains has been described, but it is also possible to set the gain to an arbitrary number such as three (three steps).
この場合の制御系としては図9に示すような構成例になる。図9においては、速度比計算部13の出力をゲイン選択部15に入力させ、該ゲイン選択部15からの出力に基づいて積分アンプ部14で入力抵抗を選択する。
The control system in this case has a configuration example as shown in FIG. In FIG. 9, the output of the speed
図10は、上記本発明に係る速度ディスクリミネータを用いた制御系を適用した回転体駆動制御装置の実施例を示す斜視図である。図示例は、画像形成装置の回転体として、ドラム状の回転体を制御する駆動制御装置の例である。本例におけるドラム状回転体としては、像担持体である感光体ドラムもしくは中間転写ドラム、記録材を担持(保持)して回転する転写ドラムがある。 FIG. 10 is a perspective view showing an embodiment of a rotating body drive control device to which a control system using the speed discriminator according to the present invention is applied. The illustrated example is an example of a drive control device that controls a drum-like rotating body as a rotating body of the image forming apparatus. Examples of the drum-shaped rotating body in this example include a photosensitive drum or an intermediate transfer drum that is an image carrier, and a transfer drum that rotates by carrying (holding) a recording material.
図10において、符号501は回転体を回転駆動する駆動源としてのモータであり、このモータ501の回転トルクは動力伝達系を構成する歯車列503及びタイミングベルト504によりドラム状回転体505の軸506に伝達される。モータ501は直流電動機が用いられ、感光体ドラムもしくは転写ドラム505は軸506にしっかり固定されている。モータ501にはFG出力が備えられており、モータの回転に応じてパルスを出力する。なお、エンコーダは、モータFG以外にも、例えばドラム軸505に取り付けたエンコーダでも、ドラム505表面に書かれた一定間隔のラインを読み取る方式でもかまわない。
In FIG. 10,
図11は、上記本発明に係る速度ディスクリミネータを用いた制御系を適用した回転体駆動制御装置の別の実施例を示す斜視図である。図示例は、画像形成装置の回転体として、無端ベルト状の回転体を制御する駆動制御装置の例である。本例における無端ベルト状回転体としては、像担持体である感光体ベルトもしくは中間転写ベルト、記録材を担持(保持)して搬送する搬送ベルトもしくは転写搬送ベルトがある。 FIG. 11 is a perspective view showing another embodiment of the rotating body drive control device to which the control system using the speed discriminator according to the present invention is applied. The illustrated example is an example of a drive control device that controls an endless belt-like rotating body as a rotating body of the image forming apparatus. Examples of the endless belt-like rotating body in this example include a photosensitive belt or an intermediate transfer belt, which is an image carrier, and a conveyance belt or a transfer conveyance belt that carries (holds) and conveys a recording material.
図11に示す回転体駆動制御装置は、エンドレスベルト20を回転駆動するための駆動手段としてのDCモータ31を備え、このモータ31の回転トルクは、動力伝達系を構成する減速系、例えばタイミングベルト33によって、エンドレスベルト20の駆動軸35および駆動ローラ34に伝達される。そして、エンドレスベルト20は、駆動ローラ34,従動ローラ21,22,23,24,25の周りに掛け回わされているため、パルスモータ31により駆動ローラ34が回動されると、それに伴ってエンドレスベルト20が移動する。ここで、従動ローラ24はテンションローラであり、ばね等のテンション部材によりベルトに強く押し付けられており、このテンションでベルトの動きを吸収する仕組みになっている。エンコーダ36は、従動ローラ24の角変位を検出する状態検出装置であり、従動ローラ24に対して、カップリングを介して取り付けられている。なお、エンコーダは、従動軸以外にも、例えばモータ軸に取り付けたエンコーダでも、ベルト20表面に書かれた一定間隔のラインを読み取る方式でもかまわない。
The rotating body drive control device shown in FIG. 11 includes a
図10,11の実施例において、回転体すなわちドラム1505あるいはエンドレスベルト20を回転駆動するモータ1501,31を、図9に示す制御系で駆動制御する場合、画像形成装置においては、まず等倍を複写・プリントするための標準速度が決まっている。また、駆動速度は、出力紙の種類や倍率、カラーやモノクロモード等の条件によりあらかじめ設定されている。従って、必要なオペアンプ入力の抵抗(積分アンプ部14の入力抵抗)は事前に用意できる。また、これらのモードは出力のスタートスイッチが押される前にユーザーが設定条件を入力するので、その際に(すなわち事前に)入力抵抗の選択が可能である。
10 and 11, when the
本発明による回転体駆動制御装置においては、標準の速度以外の複数の目標速度に対応する最適な制御ゲインを容易に決定することができるので、回転体を安定して高精度に制御することができる。また、本発明による回転体駆動制御装置を画像形成装置や画像読取装置の回転体の制御に用いた場合、複数の速度条件に対しても標準の速度と同様に最適な条件で感光体ドラムや感光体ベルトあるいは転写ベルトなどの回転体を安定して高精度に制御することができ、高品質な画像の出力あるいは入力が可能となる。 In the rotating body drive control device according to the present invention, the optimum control gain corresponding to a plurality of target speeds other than the standard speed can be easily determined, so that the rotating body can be stably controlled with high accuracy. it can. Further, when the rotating body drive control device according to the present invention is used for controlling the rotating body of the image forming apparatus or the image reading apparatus, the photosensitive drum or A rotating body such as a photosensitive belt or a transfer belt can be stably controlled with high accuracy, and high-quality image output or input is possible.
次に、本発明を、画像形成装置である電子写真方式の直接転写方式によるカラーレーザプリンタ(以下「レーザプリンタ」という)に適用した一つの実施形態について図12,13を参照して説明する。 Next, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic direct color transfer color laser printer (hereinafter referred to as “laser printer”) as an image forming apparatus will be described with reference to FIGS.
図12は、本発明を適用した画像形成装置の一例であるレーザプリンタの概略構成を示す断面図である。この図に示すレーザプリンタは、イエロー(Y),マゼンダ(M),シアン(C),黒(K)の各色の画像を形成するための4組の作像ユニット41Y,41M,41C,41K(以下、各符号の添字Y,M,C,Kは、それぞれイエロー,マゼンダ,シアン,黒用の部材であることを示す)が、転写紙Pの移動方向(図中の矢印Aに沿ってベルト60が走行する方向)における上流側から順に配置されている。この作像ユニット41Y,41M,41C,41Kはそれぞれ、像担持体としての感光体ドラム51Y,51M,51C,51Kを備えており、各感光体ドラム51の周囲には電子写真プロセスに必要な帯電器や現像ユニットなどが配置されている。また、各作像ユニット41Y,41M,41C,41Kの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
FIG. 12 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a laser printer as an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. The laser printer shown in this figure has four sets of
本レーザプリンタは、上記作像ユニット41Y,41M,41C,41Kのほか、光書込ユニット72、給紙カセット73,74、レジストローラ対75、転写紙Pを担持して各作像ユニットの転写位置を通過するように搬送する転写搬送部材としての転写搬送ベルト60を有するベルト駆動装置としての転写ユニット76、ベルト定着方式の定着ユニット77、排紙トレイ78等を備えている。また、手差しトレイMF、トナー補給容器TCを備え、図示していない廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースSの中に備えている。
In addition to the
上記光書込ユニット72は、光源,ポリゴンミラー,f−θレンズ,反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム51Y,51M,51C,51Kの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
The
図13は、上記転写ユニット76の概略構成を示す拡大図である。この転写ユニット76で使用した転写搬送ベルト60は、体積抵抗率が109〜1011Ωcmである高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はPVDF(ポリフッ化ビニリデン)である。この転写搬送ベルト60は、各トナー像形成部の感光体ドラム51Y,51M,51C,51Kに接触対向する各転写位置を通過するように、支持ローラ61〜68に掛け回されている。
FIG. 13 is an enlarged view showing a schematic configuration of the
これらの支持ローラのうち、転写紙移動方向上流側の入口ローラ61には、電源65aから所定電圧が印加された静電吸着ローラ80が対向するように転写搬送ベルト60の外周面に配置されている。この2つのローラ61,80の間を通過した転写紙Pは転写搬送ベルト60上に静電吸着される。
Among these support rollers, the
ローラ63は転写搬送ベルト60を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて矢印方向に回転する。
各転写位置において転写電界を形成する転写電界形成手段として、感光体ドラムに対向する位置には、転写搬送ベルト60の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材67Y,67M,67C,67Kを設けている。これらはスポンジ等を外周に設けたバイアスローラであり、各転写バイアス電源79Y,79M,79C,79Kからローラ心金に転写バイアスが印加される。この印加された転写バイアスの作用により、転写搬送ベルト60に転写電荷が付与され、各転写位置において該転写搬送ベルト60と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。また上記転写が行なわれる領域での転写紙と感光体の接触を適切に保ち、最良の転写ニップを得るために、バックアップローラ68を備えている。
A
Transfer
上記転写バイアス印加部材67Y,67M,67Cとその近傍に配置されるバックアップローラ68は、回転可能に揺動ブラケット93に一体的に保持され、回動軸94を中心として回動が可能である。この回動は、カム軸97に固定されたカム96が矢印の方向に回動することで時計方向に回動する。
The transfer
上記入り口ローラ61と吸着ローラ80は一体的に、入り口ローラブラケット90に支持され、軸91を回動中心として、図2の状態から時計方向に回動可能である。揺動ブラケット93に設けた穴95と、入り口ローラブラケット90に固植されたピン92が係合しており、前記揺動ブラケット93の回動と連動して回動する。これらのブラケット90,93の時計方向の回動により、バイアス印加部材67Y,67M,67Cとその近傍に配置されるバックアップローラ68は感光体51Y,51M,51Cから離され、入り口ローラ61と吸着ローラ80も下方に移動する。ブラックのみの画像の形成時に、感光体51Y,51M,51Cと転写搬送ベルト60の接触を避けることが可能となっている。
The
一方、転写バイアス印加部材67Kとその隣のバックアップローラ68は出口ブラケット98に回転可能に支持され、出口ローラ62と同軸の軸99を中心として回動可能にしてある。転写ユニット6を本体に対し着脱する際に、図示していないハンドルの操作により時計方向に回動させ、ブラック画像形成用の感光体51Kから、転写バイアス印加部材67Kとその隣のバックアップローラ68を離間させるようにしてある。
On the other hand, the transfer
駆動ローラ63に巻きつけられた転写搬送ベルト60の外周面には、ブラシローラとクリーニングブレードから構成されたクリーニング装置85が接触するように配置されている。このクリーニング装置85により転写搬送ベルト60上に付着したトナー等の異物が除去される。
A
転写搬送ベルト60の走行方向で駆動ローラ63より下流に、転写搬送ベルトの外周面を押し込む方向にローラ64を設け、駆動ローラ83への巻きつけ角を確保している。ローラ64より更に下流の転写搬送ベルト60のループ内に、押圧部材(ばね)69でベルトにテンションを与えるテンションローラ65を備えている。テンションローラには、図示しない制御のためのエンコーダがカップリングを介してとり付けられている。
A
先に示した図12中の一点鎖線は、転写紙Pの搬送経路を示している。給紙カセット73,74あるいは手差しトレイMFから給送された転写紙Pは、図示しない搬送ガイドにガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対75が設けられている一時停止位置に送られる。このレジストローラ対75により所定のタイミングで送出された転写紙Pは、転写搬送ベルト60に担持され、各作像ユニット41Y,41M,41C,41Kに向けて搬送され、各転写ニップを通過する。
The alternate long and short dash line in FIG. 12 indicates the conveyance path of the transfer paper P. The transfer paper P fed from the
各作像ユニット41Y,41M,41C,41Kの感光体ドラム51Y,51M,51C,51K上で現像された各トナー像は、それぞれ各転写ニップで転写紙Pに重ね合わされ、上記転写電界やニップ圧の作用を受けて転写紙P上に転写される。この重ね合わせの転写により、転写紙P上にはフルカラートナー像が形成される。
The toner images developed on the
トナー像転写後の感光体ドラム51Y,51M,51C,51Kの表面がクリーニング装置によりクリーニングされ、更に除電されて次の静電潜像の形成に備えられる。
The surfaces of the
一方、フルカラートナー像が形成された転写紙Pは、定着ユニット77でこのフルカラートナー像が定着された後、切換ガイドGの回動姿勢に対応して、第1の排紙方向Bまたは第2の排紙方向Cに向かう。第1の排紙方向Bから排紙トレイ78上に排出される場合、画像面が下となった、いわゆるフェースダウンの状態でスタックされる。一方第2の排紙方向Cに排出される場合には、図示していない別の後処理装置(ソータ、綴じ装置など)に向け搬送させるか、スイッチバック部を経て両面プリントのために再度レジストローラ対75に搬送される。
On the other hand, the transfer paper P on which the full-color toner image is formed is fixed in the first discharge direction B or the second in accordance with the rotation posture of the switching guide G after the full-color toner image is fixed by the fixing
このような画像形成装置において、紙搬送ベルトの駆動ローラ63に対して、従動ローラのいずれかひとつ、もしくはモータに取り付けられたエンコーダにより、紙搬送ベルト60の駆動制御を行う。
In such an image forming apparatus, the drive control of the
以上により転写材搬送ベルト駆動系に本発明を用いることで、紙種等に応じて設定される複数の速度条件に対しても標準の速度と同様に最適な条件で同駆動系を高精度に駆動制御し、高品質な画像を得ることができる。 As described above, by using the present invention for the transfer material conveyance belt drive system, the drive system can be highly accurate under optimum conditions as well as the standard speed for a plurality of speed conditions set according to the paper type and the like. The drive can be controlled to obtain a high quality image.
次に、本発明を、中間転写方式によるカラー複写機に適用した一つの実施形態について図14を参照して説明する。
図14は、本発明を適用した画像形成装置の一例であるカラー複写機の概略構成を示す断面図である。この図において、複写機の装置本体201内の中央よりもやや右寄りに、像担持体としてのドラム状の感光体(感光体ドラム)210を備えている。感光体210の周りには、その上に設置されている帯電器211から矢示の回転方向(反時計方向)へ順に、現像手段としての回転型現像装置212,中間転写ユニット213,クリーニング装置214,除電器215などが配置されている。
Next, one embodiment in which the present invention is applied to an intermediate transfer type color copying machine will be described with reference to FIG.
FIG. 14 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a color copying machine as an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. In this figure, a drum-shaped photosensitive member (photosensitive drum) 210 as an image carrier is provided slightly to the right of the center in the apparatus
これらの帯電器211,回転型現像装置212,クリーニング装置214,除電器215の上には、露光手段としての光書込み装置、例えばレーザ書込み装置218が設置される。回転型現像装置212は、イエロー,マゼンタ,シアン,ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した現像器231Y,231M,231C,231Kを備え、中心軸まわりに回動して各色の現像器231Y,231M,231C,231Kを選択的に感光体210の外周に対向する現像位置へ移動させる。
On these charger 211, rotary developing
中間転写ユニット213は、複数の従動ローラローラおよび駆動ローラに像担持体としての無端状の中間転写体(本例では中間転写ベルト)219が掛け渡され、この中間転写ベルト219は感光体210に当接される。中間転写ベルト219の内側には一次転写装置220が設置され、中間転写ベルト219の外側には二次転写装置221及びクリーニング装置222が設置されている。クリーニング装置222は中間転写ベルト219に対して接離自在に設けられる。
In the
ここで、符号223は中間転写ベルト219にテンションを付与するテンションローラであり、制御のためのエンコーダ(図示せず)が取り付けられている。なおエンコーダの位置は、これまで同様、他の従動ローラ軸、モータ軸、ドラム表面、ベルト表面いずれでもかまわない。
Here,
中間転写ユニット213の下に位置する記録媒体搬送路224では右から左へ用紙等の記録媒体を搬送する。記録媒体搬送路224においては、中間転写ユニット213及び二次転写装置221より手前にレジストローラ225が設置され、中間転写ユニット213及び二次転写装置221 より下流側に搬送ベルト226,定着装置227,排紙ローラ228が配置されている。
A recording
レーザ書込み装置218は、画像読取装置200から図示しない画像処理部を介して各色の画像信号が入力され、各色の画像信号により順次に変調されたレーザ光Lを一様帯電状態の感光体210に照射して感光体210を露光することで感光体210上に静電潜像を形成する。画像読取装置200は、その本体上面に設けられた原稿台上にセットされた原稿Gの画像を色分解して読み取り、電気的な画像信号に変換する。
The
複写機本体201の下部には給紙装置230が配設される。給紙装置230内には、複数の給紙カセット231a〜231cが多段に設けられ、給紙ローラ232a〜232cのいずれか1つが選択的に駆動されて給紙カセット231のいずれか1つから記録媒体が送り出される。その記録媒体は複写機本体201内の自動給紙路229を通して記録媒体搬送路224へ搬送される。また、複写機本体201の右側には手差しトレイ216が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ216から挿入された記録媒体は記録媒体搬送路224へと搬送される。複写機本体201の左側には、図示しない排紙トレイが着脱自在に取り付けられ、排紙ローラ228により排出された記録媒体が排紙トレイへ収容される。
A
上記のように構成されたカラー複写機において、カラーコピーをとる時には、原稿台上に原稿Gをセットし、図示しないスタートスイッチを押すと、複写動作が開始される。まず、画像読取装置200が原稿台上の原稿Gの画像を色分解して読み取る。同時に、給紙装置230内の給紙カセット231から給紙ローラ232で選択的に記録媒体が送り出され、この記録媒体は自動給紙路229を通してレジストローラ225に突き当たって止まる。
In the color copying machine configured as described above, when making a color copy, when a document G is set on a document table and a start switch (not shown) is pressed, a copying operation is started. First, the
感光体210は反時計方向に回転し、中間転写ベルト219が時計方向へ回転する。感光体210は回転に伴い、帯電器211により一様に帯電され、画像読取装置200から画像処理部を介してレーザ書込み装置218に加えられる1色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置218から照射されて静電潜像が形成される。
The
この感光体210上の静電潜像は回転型現像装置212の1色目の現像器231Yにより現像されて1色目の画像となり、この感光体210上の1色目の画像は一次転写装置220により中間転写ベルト219に転写される。感光体210は、1色目の画像の転写後にクリーニング装置214でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器215で除電される。
The electrostatic latent image on the
続いて、感光体210は帯電器211により一様に帯電され、画像読取装置200から画像処理部を介してレーザ書込み装置218に加えられる2色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置218から照射されて静電潜像が形成される。この感光体210上の静電潜像は回転型現像装置212の2色目の現像器231Mにより現像されて2色目の画像となり、この感光体210上の2色目の画像は一次転写装置220により中間転写ベルト219上に1色目の画像と重ねて転写される。感光体210は、2色目の画像の転写後にクリーニング装置214でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器215で除電される。
Subsequently, the
また、感光体210は帯電器211により一様に帯電され、画像読取装置200から画像処理部を介してレーザ書込み装置218に加えられる3色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置218から照射されて静電潜像が形成される。この感光体210上の静電潜像は回転型現像装置212の3色目の現像器231Cにより現像されて3色目の画像となり、この感光体210上の3色目の画像は一次転写装置220により中間転写ベルト219上に1色目の画像、2色目の画像と重ねて転写される。感光体210は、3色目の画像の転写後にクリーニング装置214でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器215で除電される。
The
さらに、感光体210は帯電器211により一様に帯電され、画像読取装置200から画像処理部を介してレーザ書込み装置218に加えられる4色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置218から照射されて静電潜像が形成される。この感光体210上の静電潜像は回転型現像装置212の4色目の現像器231Kにより現像されて4色目の画像となり、この感光体210上の4色目の画像が一次転写装置220により中間転写ベルト219上に1色目の画像、2色目の画像、3色目の画像と重ねて転写されることでフルカラー画像が形成される。感光体210は、4色目の画像の転写後にクリーニング装置214でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器215で除電される。なお、作像色の順番は例示したY,M,C,Kに限定されるものではない。
Further, the
そして、レジストローラ225がタイミングをとって回転することにより記録媒体が送り出され、その記録媒体には二次転写装置221の作用により中間転写ベルト219上のフルカラー画像が転写される。この記録媒体は、搬送ベルト226で搬送されて定着装置227によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ228により排紙トレイへ排出される。また、中間転写ベルト219はフルカラー画像の転写後にクリーニング装置222でクリーニングされて残留トナーが除去される。
Then, the
以上、4色重ね画像を形成する動作について説明したが、3色重ね画像を形成する場合には感光体210上に3つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト219上に重ねて転写された後に記録媒体に一括して転写され、2色重ね画像を形成する場合には感光体210上に2つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト219上に重ねて転写された後に記録媒体に一括して転写される。また、単色画像を形成する場合には、感光体210上に1つの単色画像が形成されて中間転写ベルト219上に転写された後に記録媒体に転写される。
The operation for forming a four-color superimposed image has been described above. When a three-color superimposed image is formed, three different single-color images are sequentially formed on the
このようなカラー複写機においては、像担持体としての中間転写体の回転精度が最終画像の品質に大きく影響し、より高精度な像担持体(中間転写体)の駆動制御が望まれる。そこで、本実施形態では、中間転写ベルト219の駆動制御が本発明の制御系により行われる。
In such a color copying machine, the rotational accuracy of the intermediate transfer member serving as the image carrier greatly affects the quality of the final image, and higher-precision drive control of the image carrier (intermediate transfer member) is desired. Therefore, in the present embodiment, drive control of the
この実施形態においては、像担持体219の駆動制御に本発明を用いることで、紙種等に応じて設定された複数の速度条件に対しても標準の速度と同様に最適な条件で同駆動系を高精度に駆動し、高品質な画像を得ることができる。
In this embodiment, by using the present invention for driving control of the
次に、本発明を、ベルト状感光体(像担持体)を用いる中間転写方式の画像形成装置に適用した一つの実施形態について図15を参照して説明する。
図15は、本発明を適用した画像形成装置の一例であるカラー複写機の要部構成を示す断面図である。この図において、像担持体としての感光体101は、閉ループ状のNi(ニッケル)のベルト基材の外周面上に、有機光半導体(OPC)等の感光層が薄膜状に形成された感光体ベルトである。この感光体101は3本の感光体搬送ローラ102〜104によって支持され、駆動モータ(図示せず)によって矢印A方向に回動する。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to an intermediate transfer type image forming apparatus using a belt-like photoreceptor (image carrier) will be described with reference to FIG.
FIG. 15 is a cross-sectional view showing the main configuration of a color copying machine as an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. In this figure, a
従動ローラ103はテンションローラであり、102が駆動ローラである。制御に用いるエンコーダはテンションローラ103に取り付けられている。なお、エンコーダの位置は、これまで同様、他の従動ローラ軸、モータ軸、ドラム表面、ベルト表面いずれでもかまわない。
The driven
感光体101の周りには、矢印Aで示す感光体回転方向へ順に、帯電器105、露光手段としての露光光学系(以下LSUという)106、ブラック,イエロー,マゼンタ,シアンの各色の現像器107〜110、中間転写ユニット111、感光体クリーニング手段112及び除電器113が設けられている。帯電器105は、−4〜5kV程度の高電圧が図示しない電源装置から印加され、感光体101の帯電器105に対向する部分を帯電して一様な帯電電位を与える。
Around the
LSU106は、レーザ駆動回路(図示せず)により階調変換手段(図示せず)からの各色の画像信号を順次に光強度変調やパルス幅変調してその変調信号で半導体レーザ(図示せず)を駆動することにより露光光線114を得、この露光光線114により感光体101を走査して感光体101上に各色の画像信号に対応する静電潜像を順次に形成する。継ぎ目センサ115はループ状に形成された感光体101の継ぎ目を検知するものであり、継ぎ目センサ115が感光体101の継ぎ目を検知すると、感光体101の継ぎ目を回避するように、かつ、各色の静電潜像形成位置が同一になるように、タイミングコントローラ116がLSU106の発光タイミングを制御する。
The
各現像器107〜110は、それぞれの現像色に対応したトナーを収納しており、感光体101上の各色の画像信号に対応した静電潜像に応じたタイミングで選択的に感光体101に当接し、感光体101上の静電潜像をトナーにより現像して各色の画像とすることで、4色重ねの画像によるフルカラー画像を形成する。
Each of the developing
中間転写ユニット111は、アルミニウム等の金属の素管に導電性の樹脂等からなるベルト状のシートを巻いた中間転写体としてのドラム117と、ゴム等をブレード状に形成した中間転写体クリーニング手段118とからなり、中間転写体117上に4色重ねの画像が形成されている間は中間転写体クリーニング手段118が中間転写体117から離間している。中間転写体クリーニング手段118は、中間転写体117をクリーニングする時のみ中間転写体117に当接し、中間転写体117から記録媒体としての記録紙119に転写されずに残ったトナーを除去する。記録紙は、記録紙カセット120から給紙ローラ121により1枚ずつ用紙搬送路122に送り出される。
The
転写手段としての転写ユニット123は、中間転写体117上のフルカラー画像を記録紙119に転写するものであり、導電性のゴム等をベルト状に形成した転写ベルト124と、中間転写体117上のフルカラー画像を記録紙119に転写するための転写バイアスを中間転写体117に印加する転写器125と、記録紙119にフルカラー画像が転写された後に記録紙119が中間転写体117に静電的に張り付くのを防止するようにバイアスを中間転写体117に印加する分離器126とから構成されている。
The
定着器127は、内部に熱源を有するヒートローラ128と、加圧ローラ129とから構成され、記録紙119上に転写されたフルカラー画像をヒートローラ128と加圧ローラ129との記録紙挟持回転に伴い圧力と熱を記録紙119に加えて記録紙119にフルカラー画像を定着させてフルカラー画像を形成する。以上のように構成された第6の実施例について、以下その動作を説明する。ここで、静電潜像の現像は、ブラック,シアン,マゼンタ,イエローの順で行われるものとして説明を進める。
The fixing
感光体101と中間転写体117は、それぞれの駆動源(図示せず)により、矢印A,B方向にそれぞれ駆動される。この状態で、まず、帯電器105に−4〜5kV程度の高電圧が電源装置(図示せず)から印加され、帯電器105が感光体101の表面を一様に−700V程度に帯電させる。次に、継ぎ目センサ115が感光体101の継ぎ目を検知してから、感光体101の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体101にLSU106からブラックの画像信号に対応したレーザビームの露光光線114が照射され、感光体101は露光光線114が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
The
一方、ブラック現像器107は所定のタイミングで感光体101に当接される。ブラック現像器107内のブラックトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体101上の露光光線114の照射により電荷が無くなった部分(静電潜像部分)にのみブラックトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。ブラック現像器107により感光体101の表面に形成されたブラックトナー像は、中間転写体117に転写される。感光体101から中間転写体117に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段112により除去され、さらに除電器113によって感光体101上の電荷が除去される。
On the other hand, the black developing
次に、帯電器105が感光体101の表面を一様に−700V程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ115が感光体101の継ぎ目を検知してから、感光体101の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体101にLSU106からシアンの画像信号に対応したレーザビームの露光光線114が照射され、感光体101は露光光線114が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
Next, the
一方、感光体101には所定のタイミングでシアン現像器108が当接される。シアン現像器108内のシアントナーは負の電荷が予め与えられており、感光体101上の露光光線114の照射により電荷が無くなった部分(静電潜像部分)にのみシアントナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。シアン現像器108により感光体101の表面に形成されたシアントナー像は、中間転写体117上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体101から中間転写体117に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段112により除去され、さらに除電器113によって感光体101上の電荷が除去される。
On the other hand, the
次に、帯電器105が感光体101の表面を一様に−700V程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ115が感光体101の継ぎ目を検知してから、感光体101の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体101にLSU106からマゼンタの画像信号に対応したレーザビームの露光光線114が照射され、感光体101は露光光線114が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
Next, the
一方、感光体101には所定のタイミングでマゼンタ現像器109が当接される。マゼンタ現像器109内のマゼンタトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体101上の露光光線114の照射により電荷が無くなった部分(静電潜像部分)にのみマゼンタトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。マゼンタ現像器109により感光体101の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写体117上にブラックトナー像、シアントナー像と重ねて転写される。感光体101から中間転写体117に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段112により除去され、さらに除電器113によって感光体101上の電荷が除去される。
On the other hand, a
さらに、帯電器105が感光体101の表面を一様に−700V程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ115が感光体101の継ぎ目を検知してから、感光体101の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体101にLSU106からイエローの画像信号に対応したレーザビームの露光光線114が照射され、感光体101は露光光線114が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
Further, the
一方、感光体101には所定のタイミングでイエロー現像器110が当接される。イエロー現像器110内のイエロートナーは負の電荷が予め与えられており、感光体101上の露光光線114の照射により電荷が無くなった部分(静電潜像部分)にのみイエロートナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。イエロー現像器110により感光体101の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写体117上にブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像と重ねて転写され、中間転写体117上にフルカラー画像が形成される。感光体101から中間転写体117に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段112により除去され、さらに除電器113によって感光体101上の電荷が除去される。
On the other hand, the yellow developing
中間転写体117上に形成されたフルカラー画像は、これまで中間転写体117から離間していた転写ユニット123が中間転写体117に接触し、転写器125に+1kV程度の高電圧が電源装置(図示せず)から印加されることで、記録紙カセット120から用紙搬送路122に沿って搬送されてきた記録紙119へ転写器125により一括して転写される。
In the full-color image formed on the
また、分離器126には記録紙119を引き付ける静電力が働くように電圧が電源装置から印加され、記録紙119が中間転写体117から剥離される。続いて、記録紙119は、定着器127に送られ、ここでヒートローラ128と加圧ローラ129とによる挟持圧、ヒートローラ128の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ130により排紙トレイ131へ排出される。
In addition, a voltage is applied from the power supply device to the
また、転写ユニット123により記録紙119上に転写されなかった中間転写体117上の残留トナーは中間転写体クリーニング手段118により除去される。中間転写体クリーニング手段118は、フルカラー画像が得られるまで中間転写体117から離間した位置にあり、フルカラー画像が記録紙119に転写された後に中間転写体117に接触して中間転写体117上の残留トナーを除去する。以上の一連の動作によって1枚分のフルカラー画像形成が終了する。
Further, residual toner on the
このようなカラー画像形成装置においては、像担持体である感光体ベルト101の回転精度が最終画像の品質に大きく影響し、より高精度な像担持体101の駆動制御が望まれる。
In such a color image forming apparatus, the rotational accuracy of the
この実施形態においては、感光体ベルト101の駆動制御に本発明を用いることで、紙種等に応じて設定される複数の速度条件に対しても標準の速度と同様に最適な条件で同駆動系を高精度に駆動し、高品質な画像を得ることができる。
In this embodiment, by using the present invention for driving control of the
次に、本発明を、タンデム型中間転写方式のカラー画像形成装置に適用した一つの実施形態について図16を参照して説明する。
図16は、本発明を適用した画像形成装置の一例であるカラー複写機の概略構成を示す断面図である。この図において、符号310は複写装置本体、320はそれを載せる給紙テーブル、330は複写装置本体310上に取り付けるスキャナ、340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。
Next, one embodiment in which the present invention is applied to a tandem type intermediate transfer type color image forming apparatus will be described with reference to FIG.
FIG. 16 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of a color copying machine which is an example of an image forming apparatus to which the present invention is applied. In this figure,
複写装置本体310には、中央に、無端ベルト状の中間転写体301を設ける。中間転写体301は、ベース層を、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、その上に弾性層を設けている。弾性層は、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で被っている。
The copying machine
そして、図16に示すとおり、図示例では4つの支持ローラ302〜305にベルト状中間転写体301を掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。このうちテンションローラ305には、駆動制御に用いるための図示しないエンコーダが取り付けられている。なお、エンコーダの位置は、これまで同様、他の従動ローラ軸、モータ軸、ドラム表面、ベルト表面いずれでもかまわない。
As shown in FIG. 16, in the illustrated example, the belt-shaped
この図示例では、第2の支持ローラ303の左に、画像転写後に中間転写体301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306を設けている。
In this illustrated example, an intermediate transfer
また、第1の支持ローラ302と第2の支持ローラ303間の中間転写体301の上辺部には、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つの作像ユニット311を横に並べて配置してタンデム画像形成部350を構成している。各作像ユニット311はそれぞれ感光体ドラム312を備えており、その感光体ドラム312の周囲には電子写真プロセスに必要な帯電器,現像装置,一次転写手段としての転写ローラ,クリーニング装置,除電器等が配置される。そして、タンデム画像形成部350の上には、露光装置307を配設している。
In addition, four
一方、中間転写体301を挟んでタンデム画像形成部350と反対の側には、二次転写装置315を備える。二次転写装置315は、図示例では、2つのローラ間に、無端ベルトである二次転写ベルト316を掛け渡して構成し、中間転写体301を介して第3の支持ローラ304に押し当てて配置し、中間転写体301上の画像をシートに転写する。
On the other hand, a
二次転写装置315の横には、シート上の転写画像を定着する定着装置317を設ける。本例の定着装置317は、無端ベルトである定着ベルトに加圧ローラを押し当てて構成する。
Next to the
上述した二次転写装置315は、画像転写後のシートを定着装置317へと搬送するシート搬送機能も備えている。もちろん、二次転写装置315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、このような二次転写装置315および定着装置317の下に、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308を備える。
The
さて、いまこのカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置340の原稿台341上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置340を開いてスキャナ330のコンタクトガラス331上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置340を閉じてそれで押さえる。
Now, when making a copy using this color copying machine, the document is set on the document table 341 of the
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340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331上へと移動して後、他方コンタクトガラス331上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ33を駆動し、第1走行体332および第2走行体333を走行する。そして、第1走行体332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333に向け、第2走行体333のミラーで反射して結像レンズ334を通して読取りセンサ335に入れ、原稿内容を読取る。
When a start switch (not shown) is pressed, when the document is set on the
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と駆動ローラで回転駆動して他の3つの支持ローラを従動回転し、中間転写体301を回転搬送する。同時に、各作像ユニット311でその感光体312を回転して各感光体312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301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301上に合成カラー画像を形成する。
When a start switch (not shown) is pressed, the other three support rollers are driven to rotate by a drive motor and a drive roller (not shown), and the
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、給紙テーブル320の給紙ローラ321の1つを選択回転し、ペーパーバンク322に多段に備える給紙カセット323の1つからシートを繰り出し、分離ローラ324で1枚ずつ分離して給紙路325に入れ、搬送ローラ326で搬送して複写機本体310内の給紙路327に導き、レジストローラ328に突き当てて止める。
On the other hand, when a start switch (not shown) is pressed, one of the
または、給紙ローラ329を回転して手差しトレイ336上のシートを繰り出し、分離ローラ337で1枚ずつ分離して手差し給紙路338に入れ、同じくレジストローラ328に突き当てて止める。
Alternatively, the sheet feed roller 329 is rotated to feed out the sheets on the
そして、中間転写体301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328を回転し、中間転写体301と二次転写装置215との間にシートを送り込み、二次転写装置215で転写してシート上にカラー画像を記録する。なお、レジストローラ328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。
Then, the
画像転写後のシートは、二次転写装置215で搬送して定着装置317へと送り込み、定着装置317で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪339で切り換えて排出ローラ342で排出し、排紙トレイ343上にスタックする。または、切換爪339で切り換えてシート反転装置308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342で排紙トレイ343上に排出する。
The sheet after the image transfer is conveyed by the
一方、画像転写後の中間転写体301は、中間転写体クリーニング装置306で、画像転写後に中間転写体301上に残留する残留トナーを除去し、タンデム画像形成部350による再度の画像形成に備える。
On the other hand, the
このようなカラー複写機においては、中間転写ベルト301の駆動精度が最終画像の品質に大きく影響しており、より高精度な駆動が望まれる。そこで、このようなカラー複写機の中間転写ベルト駆動系として、上述した本発明の駆動制御装置を用いる。
In such a color copying machine, the driving accuracy of the
この実施形態においては、中間転写ベルト301の駆動制御に本発明を用いることで、紙種等に応じて設定された複数の速度条件に対しても標準の速度と同様に最適な条件で同駆動系を高精度に駆動し、高品質な画像を得ることができる。
In this embodiment, by using the present invention for driving control of the
次に、本発明を、画像読取装置(の走行体駆動装置)に適用した一つの実施形態について図17を参照して説明する。
図17は、本発明を適用した画像読取装置の一例であるイメージスキャナの概略構成を示す断面図である。この図において、符号401は読み取られる原稿、402は原稿401が載置される原稿台、403は原稿401に光を照射する原稿照明系、404は反射光の光軸、405は読取り用の素子で例えばCCD(Charge Coupled Device)、406は結像レンズ、407は全反射ミラーを表している。また、408は、これらCCD405,レンズ406,ミラー407等からなる光電変換ユニット、409及び410は副走査駆動用のプーリー、411はワイヤ、418は駆動用の電動機(モータ)、412はイメージスキャナのハウジングを表している。
Next, an embodiment in which the present invention is applied to an image reading apparatus (running body driving apparatus) will be described with reference to FIG.
FIG. 17 is a cross-sectional view showing a schematic configuration of an image scanner which is an example of an image reading apparatus to which the present invention is applied. In this figure,
原稿を読み取るための光電変換ユニット408は、駆動用のモータ418をハウジング412に固定して、ワイヤ411とプーリ409,410など電動機の駆動力を伝達する手段を用いて、原稿401の副走査方向に駆動される。このとき蛍光灯などの読取り用照明系403で原稿台402上の原稿401を照明し、その反射光束(光軸を符号404で示す)を複数のミラー407で折り返し、結像レンズ406を介して、CCD405などのイメージセンサの受光部に原稿401の像を結像するようになっている。そして、この光電変換ユニット408で原稿401の全面を走査することにより、原稿全体を読み取る。また、読取り開始位置を示すセンサ413は原稿401の端部の下部に設置されていて、光電変換ユニット408は、ホームポジションAから読取り開始位置Bの間に立上り、等速の定常状態になるように設計されていて、A点に達した後読取りを開始するようになっている。
A
そこで、本実施形態では、光電変換ユニット408の駆動制御が本発明のモータ制御装置により行われる。すなわち、モータ418には図10で説明した回転体駆動制御装置と同様にFG出力が備えられており、モータの回転に応じてパルスを出力する。なお、モータFG以外にも、エンコーダは、モータ418によって駆動される回転体に設けることができる。そしで、そのエンコーダの出力に基づいて、図5〜9で説明したような速度ディスクリミネータを用いた制御系によりモータ418を制御する。
Therefore, in the present embodiment, drive control of the
この実施形態によれば、光電変換ユニット408の駆動制御(光電変換ユニット408の駆動に関わる回転部材であるプーリ409の駆動制御)に本発明を用いることで、複数の速度条件に対しても標準の速度と同様に最適な条件で同駆動系を高精度に駆動し、高品質な読取画像を得ることができる。
According to this embodiment, the present invention is used for drive control of the photoelectric conversion unit 408 (drive control of the
以上、本発明を図示例により説明したが、本発明はこれに限定されるものではない。例えば、速度ディスクリミネータを用いた制御系の回路構成は適宜設計できるものである。また、上述したように、速度ディスクリ(速度ディスクリミネータ方式による制御)とパルスの位相制御(PLL制御)を併用した制御系においても同様に実施可能である。また、エンコーダも適宜な部材に設けることができる。 As mentioned above, although this invention was demonstrated by the example of illustration, this invention is not limited to this. For example, the circuit configuration of a control system using a speed discriminator can be designed as appropriate. Further, as described above, the present invention can be similarly implemented in a control system using both speed discriminating (control by the speed discriminator method) and pulse phase control (PLL control). An encoder can also be provided on an appropriate member.
画像形成装置においては、各種の回転体の駆動制御に本発明を適用できるものであり、作像方式によらず本発明を適用可能である。像担持体の数も任意であり、像担持体の数と中間転写体の有無を適宜組み合わせてカラー画像形成装置を構成可能である。また、作像部その他の各部の装置構成は任意である。もちろん、画像形成装置としてはプリンタに限らず、複写機やファクシミリ、あるいは複数の機能を備える複合機であっても良い。また、カラー画像形成装置に限らず、モノクロ装置にも本発明を適用することができる。 In the image forming apparatus, the present invention can be applied to drive control of various rotating bodies, and the present invention can be applied regardless of the image forming method. The number of image carriers is also arbitrary, and a color image forming apparatus can be configured by appropriately combining the number of image carriers and the presence or absence of an intermediate transfer member. In addition, the device configuration of the image forming unit and other units is arbitrary. Of course, the image forming apparatus is not limited to a printer, and may be a copier, a facsimile machine, or a multifunction machine having a plurality of functions. Further, the present invention can be applied not only to a color image forming apparatus but also to a monochrome apparatus.
画像読取装置においては、各部の装置構成は任意であり、例えば、CCD等の読取手段を固定配置した構成において、光源とミラーを搭載した走行体の駆動制御するものにも本発明を適用可能である。 In the image reading apparatus, the configuration of each part is arbitrary. For example, the present invention can be applied to a configuration in which a reading unit such as a CCD is fixedly arranged and which controls driving of a traveling body equipped with a light source and a mirror. is there.
1 基準クロック
2 速度ディスクリ部
3 積分アンプ部
4 PWM発振部
5 直流電動機駆動装置
6 モータ
11 標準速度
12 目標速度
13 速度比計算部
14 積分アンプ部
15 ゲイン選択部
20 エンドレスベルト(ベルト状回転体)
31 モータ
36 エンコーダ
60 転写搬送ベルト(ベルト状回転体)
101 感光体ベルト(ベルト状回転体)
219 中間転写ベルト(ベルト状回転体)
301 ベルト状中間転写体(ベルト状回転体)
408 光電変換ユニット(移動体)
409 プーリ(回転体)
418,501 モータ
505 ドラム状回転体
DESCRIPTION OF
31
101 Photosensitive belt (belt-shaped rotating body)
219 Intermediate transfer belt (belt-shaped rotating body)
301 belt-shaped intermediate transfer body (belt-shaped rotating body)
408 Photoelectric conversion unit (moving body)
409 Pulley (Rotating body)
418,501
Claims (19)
標準の速度と目標速度の比に応じてフィードバック制御のゲインを決定することを特徴とする回転体駆動制御装置。 A drive control apparatus having a plurality of target speeds including a standard speed, wherein the DC motor is controlled at least by speed control using a speed discriminator, and controls a rotating body driven by the motor. In
A rotating body drive control device characterized in that a gain of feedback control is determined in accordance with a ratio between a standard speed and a target speed.
目標速度が標準速度以上の場合は前記標準ゲインを用い、目標速度が標準の速度よりも遅い場合は前記低ゲインを用いることを特徴とする、請求項2に記載の回転体駆動制御装置。 As the control gain, two control gains are set, a standard gain that is optimal for a standard speed and a low gain that corresponds to the slowest target speed,
The rotating body drive control device according to claim 2, wherein the standard gain is used when the target speed is equal to or higher than the standard speed, and the low gain is used when the target speed is slower than the standard speed.
An image reading apparatus comprising the rotating body drive control device according to claim 1, wherein the image reading apparatus includes a moving body that moves by mounting an optical member, and is driven and controlled by the rotating body drive control device. An image reading apparatus, wherein the rotating body is a member related to driving of the moving body.
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