JP3129882B2 - 多色画像形成装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばカラー複写機、
カラープリンタ等とされる、電子写真方式等を利用した
複数の現像器を有する多色画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】図１０はこのような多色画像形成装置の
一例を示す構成図である。同図において、多色画像形成
装置は、像担持体である感光ドラム９が矢印方向に回転
自在に担持され、感光ドラム９の周りにコロナ帯電器２
２、光学系２３、現像器選択ユニット１、転写装置１
１、クリーニング器２６が配置されている。

【０００３】光学系２３は、原稿走査部と色分解フィル
タからなり、色分解された光像、またはこれに相当する
光像１０を感光ドラム９に照射する例えば図示のような
レーザビーム露光装置である。

【０００４】コロナ帯電器２２により一様に帯電された
感光ドラム９に、各分解色ごとに光像１０を照射し、潜
像を形成する。現像器選択ユニット１は、中心軸２１の
回りに色の異なるトナーを収容した４個の現像器ａ、
ｂ、ｃ、ｄを配設し、所定の現像器を感光ドラム９に対
向した現像位置へと回転させて感光ドラム９上の潜像を
現像し、感光ドラム９上にトナーによって画像を形成す
る。

【０００５】更に、感光ドラム９上のトナー画像は、記
録材カセット２７より搬送系及び転写装置１１を介して
感光ドラム９と対向した位置に、図中点線で示した経路
に従って供給された記録材に転写される。転写装置１１
は、転写ドラム１１ａ、転写コロナ帯電器１１ｂ、記録
材を静電吸着させるための吸着コロナ帯電器１１ｃと対
向する吸着ローラ１１ｇ、内側コロナ帯電器１１ｄ、及
び外側コロナ帯電器１１ｅを有し、回転駆動されるよう
に軸支された転写ドラム１１ａの周面開口域には誘電体
からなる記録材担持シート１１ｆが円筒上に一体的に張
設されている。転写ドラム１１ａが回転するに従って、
感光ドラム９上のトナー像は転写帯電器１１ｂにより順
次記録材担持シート１１ｆに担持された記録材上に転写
され、多色カラー画像が形成される。

【０００６】このようにして所望数のトナー像の転写が
終了すると、記録材は転写ドラム１１ａから分離手段２
８によって分離され、熱ローラ定着器２９を介してトレ
イ３０に排紙される。

【０００７】他方、転写後、感光ドラム９及び記録材担
持シート１１ｆはそれらの表面の残留トナーをそれぞれ
のクリーニング手段であるクリーニング器２６及び転写
クリーナ３４で清掃された後、再度画像形成工程に供せ
られる。

【０００８】図１１に示す現像器選択ユニット１の駆動
系構成図において、回転体である現像器選択ユニット１
は、その回転面に各現像器に対応して固定されたセンサ
フラグ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを備えている。また、現
像器選択ユニット１の回転面に、ステッピングモータ６
の駆動力を伝達する駆動ギヤ５が係合されている。

【０００９】これにより、現像器選択ユニット１の位置
切換えはステッピングモータ６を駆動することにより駆
動ギヤ５を介して行っている。

【００１０】また、上記のセンサフラグ２ａ、２ｂ、２
ｃ、２ｄを検知するフラグセンサ３及び現像器の有無及
び現像器内のトナーの有無を検知する現像器有無兼トナ
ー有無センサ１２が設けられ、両者はそれぞれモーター
制御回路７内の中央処理装置ＣＰＵに接続されている。
又、この中央処理装置ＣＰＵにはメモリ７ａ及びモータ
ードライバ７ｂが接続され、モータードライバ７ｂには
更に上記のステッピングモータ６が接続されている。

【００１１】現像器の選択位置決め動作は、フラグセン
サ３が各現像器ａ、ｂ、ｃ、ｄに対応したセンサフラグ
２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄを検知し、モータ制御回路７で
ステッピングモータ６の駆動ステップ数をカウントする
ことにより行う。

【００１２】次に図１２のタイミングチャートを参照し
て、この従来の現像器の選択位置決め動作について説明
する。

【００１３】現像器選択ユニット１が駆動されると、あ
る現像器（例えばａ）のセンサフラグ２ａをフラグセン
サ３により検知し、現像器ａの位置を認識する。次に現
像器選択ユニット１を所定の現像プロフィール（Ｐ０−
Ｐ１−Ｐ２−Ｐ３）により駆動し、現像器ａが感光ドラ
ム１に対向した位置で停止し現像を行う。即ち、現像器
ａの位置を認識する（６１）と同時にモータ制御回路７
がステッピングモータ６の駆動ステップ数のカウントを
開始し、まず所定ステップ数に到達するまで加速する
（６２）。次に所定ステップ数に達するまで一定の回転
速度、即ち駆動周波数を維持した後、所定の減速動作、
即ちスローダウンを行い（６３）、停止する（６４）。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、各現像器は
現像スリーブ、トナー等を有しており、通常数百グラム
から１キログラム以上の重量となることもある。従っ
て、複数の現像器を保持する現像器選択ユニットを回転
させるには、特にその起動時及び停止時に大きな慣性負
荷を制御することが要求され、そのため、起動加速時及
び減速動作時の時間を長くする必要がある。しかしなが
ら、現像器選択時間を長くすると装置のスループットが
低下するため、時間的な制約があり、できるだけ短時間
での起動及び減速が望まれている。

【００１５】通常ステッピングモータの制御では一般的
にトルクに余裕を持たせた設計をするので、制御対象と
なる現像器の停止位置のずれについて考慮する必要はな
い。しかしながら、現像器選択ユニットの場合、現像器
のトナーの消費や摺動部の摩耗等により各現像器の重量
が変化するため、負荷バランスの変動が非常に大きくな
る。例えば図１３に示すように、４個の現像器ａ、ｂ、
ｃ、ｄのうち隣り合う現像器ａ、ｄがトナー充填直後
で、残りの現像器ｂ、ｃがトナーなしの状態のときは最
もモータへの負荷が大きくなる。

【００１６】従って、ステッピングモータに対して図１
２に示すような一つの駆動プロフィールを設定したとし
ても、現像器等の条件の変化によって不十分な減速動作
が発生する場合もある。この場合、ステッピングモータ
が脱調して現像器選択ユニット１が所望の位置に停止せ
ず、目標の停止位置を、例えば図１３に示すように、Ｃ
Ｔａｏｖだけ超えて停止するという不具合が生じる。

【００１７】また、ステッピングモータの駆動プロフィ
ールを、最悪の条件に合わせて、制約された時間内で余
裕のある減速動作を行うように設定した場合には、現像
器選択ユニット１の慣性力が小さいとき、低速域におい
て振動や騒音が顕著になるという問題があった。

【００１８】従って、本発明の目的は、回転体である現
像器選択ユニットを駆動するステッピングモータに対し
て複数の駆動プロフィールを設定し、負荷の大きさに応
じて最適の駆動プロフィールを選択することにより、回
転体の回転負荷が大きくなった場合でもステッピングモ
ータが脱調せずに正常に作動し、回転体の停止位置精度
を良好に維持し、かつ装置の振動や騒音を抑制すること
のできる多色画像形成装置を提供することである。

【００１９】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
多色画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明
は、像担持体と、この像担持体に形成された潜像をそれ
ぞれ異なる色のトナーで現像する複数の現像器を備え、
前記複数の現像器のうちの一つを前記像担持体の現像位
置へ移動させる回転体と、前記回転体を駆動するステッ
ピングモータと、前記回転体が停止した位置と正規の停
止位置とのずれ量を検知する検知手段と、を有する多色
画像形成装置において、前記検知手段によって検知され
たずれ量が大きくなるにつれて、前記ステッピングモー
タのトータル駆動ステップ数を変えることなく、前記ス
テッピングモータの、減速カーブを小さくする、又は駆
動最高周波数を小さくする、又は駆動電流を大きくする
ことを特徴とする多色画像形成装置である。

【００２０】本発明の一実施態様によると、現像器の交
換または現像器へのトナー補充が行われたとき、前記減
速カーブ、又は前記駆動最高周波数、又は前記駆動電流
を初期値に戻す。

【００２１】

【実施例】以下、本発明に係る多色画像形成装置を図面
に則して更に詳しく説明する。次に説明する実施例で
は、本発明の多色画像形成装置は、図１０に示す多色画
像形成装置に具現化されるものとする。従って、多色画
像形成装置の全体的構成、機能についての詳しい説明は
省略し、本発明の特徴部について説明する。

【００２２】実施例１ 本発明による多色画像形成装置の第１の実施例につい
て、図１ないし図７、及び前出の図１１を参照して説明
する。尚、図１はステッピングモータの駆動プロフィー
ルを示すタイミングチャート、図２ないし図６は現像器
選択ユニットの回転制御状態を示す模式図、図７は現像
器選択ユニットの制御プロセスを示すフローチャートで
ある。

【００２３】下記の説明は、現像器ａを感光ドラム９に
対向する位置に移動する場合を例にとり実際の制御につ
いて行う。尚、ここでは現像器選択ユニット１が現像位
置にあるとき、センサフラグ２ａ、２ｂ、２ｃ、２ｄが
センサ３により検知できる位相関係が成立しているもの
とする。

【００２４】先ず、ステッピングモータ（以後、単にモ
ータとする）に電源が投入され、起動される（図２、図
７のステップ１）。このとき負荷の状態は分からないの
で、現像器ａに対して回転方向に一つ先行して隣接する
現像器ｄのセンサフラグ２ｄがセンサ３を通過したとき
（ステップ２）からモータの駆動ステップ数ＣＴｄａの
カウントを開始する（図３、ステップ３）。

【００２５】次に現像器選択ユニット１は、図１に示す
駆動プロフィール（Ｐ０−Ｐ１−Ｐ２−Ｐ３）に従って
駆動される。即ち、開始時（Ｐ０）から所定の駆動周波
数に到達するまで（Ｐ１）加速された後、所定の回転速
度、即ち駆動周波数が維持された状態で駆動ステップ数
がカウントされ、この駆動ステップ数が所定数（Ｐ２）
に達したとき（ステップ４）から減速動作、即ちスロー
ダウンにはいり（ステップ５）、スローダウン終了後、
Ｐ３で停止する（ステップ６）。正常な動作が行われた
場合には、図４に示すように現像器ａは感光ドラム９の
対向位置にあり、且つ現像器ａのセンサフラグ２ａはセ
ンサ３の対向位置にある。

【００２６】しかしながら、負荷が大き過ぎたり、現像
器選択ユニット１のバランスが悪い場合にはオーバーラ
ンが生じ、図５に示すように、現像器ａが感光ドラム９
に対して、即ちセンサフラグ２ａがセンサ３に対してＣ
Ｔａｏｖだけ進行方向にずれてしまう。

【００２７】ここで、センサフラグ２ａがセンサ３に対
向する位置から外れているか否かを検知し（ステップ
７）、外れていないときには次の工程、即ち現像工程に
入る。一方、センサフラグ２ａがセンサ３に対向する位
置から外れていることが検知されたときには、モータを
再起動して（ステップ８）、下記の工程に移る。即ち、
現像器ａの次の現像器ｂのセンサフラグ２ｂまでの駆動
ステップ数ＣＴａｂ’のカウントを開始し（ステップ
９）、図６に示すように、センサフラグ２ｂがセンサ３
に対向する位置に来たことを確認したとき（ステップ１
０）、このカウントを終了する（ステップ１１）。そし
て、このカウント値ＣＴａｂ’と理論上の駆動ステップ
数ＣＴａｂとの差を算出し、オーバーランした移動量Ｃ
Ｔａｏｖとする（ステップ１２）。

【００２８】このオーバーラン量ＣＴａｏｖが大きいほ
ど慣性負荷が大きいことになるので、スローダウンにか
ける時間も長くすることが必要になる。そこで、例えば
次の表１に示すようなオーバーラン量ＣＴａｏｖに応じ
て、図１に示すスローダウンカーブＳｌｄ１〜Ｓｌｄ３
から選択して（ステップ１３）、これをメモリしてお
き、次回に現像器２ａが選択するときに選択されたスロ
ーダウンカーブにより、スローダウンを開始し（ステッ
プ１４）、スローダウンを終了する（ステップ１５）。
但し、いずれのカーブを選択したとしても、トータルの
駆動ステップ数は変わらず、駆動時間は制限時間内で変
化する。

【００２９】

【表１】

【００３０】尚、表１のオーバーラン量ＣＴａｏｖ及び
スローダウンカーブＳｌｄは一例であって、必ずしもこ
れらの値及び形状でなくてもよく、負荷の系によって適
切な表を作成することができる。

【００３１】また、現像器有無兼トナー有無センサ１２
により現像器の交換およびトナー補充が検知されたとき
は、駆動プロフィールをデフォルト（初期値）に戻し再
度適切な駆動プロフィールを選択する。

【００３２】実施例２ 次に、図８のステッピングモータの駆動プロフィールを
示すタイミングチャートを参照して、本発明の多色画像
形成装置の第２の実施例について説明する。尚、本実施
例は、第１の実施例と同一の構成及びオーバーラン量Ｃ
Ｔａｏｖを算出するまでのプロセスを有しているのでそ
れらの説明は省略する。

【００３３】本実施例は、オーバーラン量ＣＴａｏｖが
大きい程慣性負荷が大きいことに着目し、慣性力そのも
のを小さくするように、駆動最高速、即ち駆動最高周波
数を次の表２に従って、Ｐｒｆ１、Ｐｒｆ２、Ｐｒｆ３
のいずれかに変更するものである。即ち、オーバーラン
量ＣＴａｏｖが大きい程、駆動最高速が小さくなるよう
に設定されている。但し、第１の実施例と同様に、いず
れの駆動プロフィールを選択したとしても、トータルの
駆動ステップ数は変わらず、駆動時間は制限時間内で変
化する。

【００３４】

【表２】

【００３５】尚、表２のオーバーラン量ＣＴａｏｖ及び
スローダウンカーブＰｒｆは一例であって、必ずしもこ
れらの値及び形状でなくてもよく、負荷の系によって適
切な表を作成することができる。

【００３６】また、現像器有無兼トナー有無センサ１２
により現像器の交換およびトナー補充が検知されたとき
は、駆動プロフィールをデフォルトに戻し再度適切な駆
動プロフィールを選択する。

【００３７】実施例３ 次に、図９のステッピングモータの駆動プロフィールを
示すタイミングチャートを参照して、本発明の多色画像
形成装置の第３の実施例について説明する。尚、本実施
例は、第１の実施例と同一の構成及びオーバーラン量Ｃ
Ｔａｏｖを算出するまでのプロセスを有しているのでそ
れらの説明は省略する。

【００３８】本実施例は、通常モータに流し込む電流が
増加すれば、モータの出力トルクが増大することに着目
し、負荷が大きい時程、即ちオーバーラン量ＣＴａｏｖ
が大きい時程、現像器選択ユニットの駆動電流を大きく
するように設定したものである。本実施例では、次の表
３に示すように、オーバーラン量ＣＴａｏｖが大きくな
るに従い、Ｉ１、Ｉ２、Ｉ３の順に大きい駆動電流の内
いずれかを選択し、次回の現像器２ａを選択するときに
前回の選択された駆動電流により駆動する。

【００３９】

【表３】

【００４０】また、現像器有無兼トナー有無センサ１２
により現像器の交換およびトナー補充が検知されたとき
は、駆動電流をデフォルトに戻す。

【００４１】また、駆動電流は、モータ駆動時には常に
表３の値をとるということをせずに、例えばスローダウ
ン時のみ表３の値をとるようにしてもよい。

【００４２】なお、表３のオーバーラン量ＣＴａｏｖ及
び駆動電流１、Ｉ２、Ｉ３は一例であって、必ずしもこ
れらの値でなくてもよく、負荷の系によって適切な表を
作成することができる。

【００４３】また、本実施例による駆動電流の変更と第
１又は第２実施例の駆動プロフィールの変更とを組み合
わせてもよい。

【００４４】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
は、像担持体と、この像担持体に形成された潜像をそれ
ぞれ異なる色のトナーで現像する複数の現像器を備え、
複数の現像器のうちの一つを像担持体の現像位置へ移動
させる回転体と、回転体を駆動するステッピングモータ
と、回転体が停止した位置と正規の停止位置とのずれ量
を検知する検知手段と、を有する多色画像形成装置にお
いて、検知手段によって検知されたずれ量が大きくなる
につれて、ステッピングモータのトータル駆動ステップ
数を変えることなく、ステッピングモータの、減速カー
ブを小さくする、又は駆動最高周波数を小さくする、又
は駆動電流を大きくする構成とされるので、回転体の回
転負荷が大きくなった場合でもステッピングモータが脱
調せずに正常に作動し、ステッピングモータの駆動負荷
が大きくなるような場合にはステッピングモータがより
確実に作動するような駆動条件が設定され、回転体の停
止位置精度を良好に維持し、かつ装置の振動や騒音を抑
制することができ、従って良好な画像を得ることができ
る。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による多色画像形成装置の第１実施例に
適用するモータ駆動プロフィールを示すタイミングチャ
ートである。

【図２】第１実施例における現像器選択ユニットの制御
プロセスを示す第１の模式図である。

【図３】図２に続く第２の模式図である。

【図４】図３に続き目標位置に停止した状態を示す第３
の模式図である。

【図５】図２に続き目標位置をオーバーランした状態を
示す第４の模式図である。

【図６】図５に続き目標位置からのずれ量を計算する状
態を示す第５の模式図である。

【図７】第１実施例における現像器選択ユニットの制御
プロセスを示すフローチャートである。

【図８】本発明による多色画像形成装置の第２実施例に
適用するモータ駆動プロフィールを示すタイミングチャ
ートである。

【図９】本発明による多色画像形成装置の第３実施例に
適用するモータ駆動プロフィールを示すタイミングチャ
ートである。

【図１０】電子写真式多色画像形成装置の一例を示す概
略構成図である。

【図１１】図１０の多色画像形成装置の現像器選択ユニ
ットの駆動系構成図である。

【図１２】従来の多色画像形成装置に適用されたモータ
駆動プロフィールを示すタイミングチャートである。

【図１３】従来の現像器選択ユニットの制御プロセスを
示す模式図である。

【符号の説明】

１ 現像器選択ユニット ２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ センサフラグ ３ フラグセンサ ６ ステッピングモータ ７ モータ制御回路 ９ 像担持体（感光ドラム） １２ 現像器有無兼トナー有無センサ

フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭61−151564（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−151562（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−64775（ＪＰ，Ａ) 特開 平１−164162（ＪＰ，Ａ) 特開 昭60−260073（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−151563（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−210968（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−178249（ＪＰ，Ｕ) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 13/01 G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/00 550

Claims (2)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体と、この像担持体に形成された
   潜像をそれぞれ異なる色のトナーで現像する複数の現像
   器を備え、前記複数の現像器のうちの一つを前記像担持
   体の現像位置へ移動させる回転体と、前記回転体を駆動
   するステッピングモータと、前記回転体が停止した位置
   と正規の停止位置とのずれ量を検知する検知手段と、を
   有する多色画像形成装置において、 前記検知手段によって検知されたずれ量が大きくなるに
   つれて、前記ステッピングモータのトータル駆動ステッ
   プ数を変えることなく、前記ステッピングモータの、減
   速カーブを小さくする、又は駆動最高周波数を小さくす
   る、又は駆動電流を大きくすることを特徴とする多色画
   像形成装置。
2. 【請求項２】 現像器の交換または現像器へのトナー補
   充が行われたとき、前記減速カーブ、又は前記駆動最高
   周波数、又は前記駆動電流を初期値に戻すことを特徴と
   する請求項１の多色画像形成装置。