JP3153331B2 - カラ−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、例えばデジタルカラ−
複写機，デジタルカラ−プリンタ，デジタルカラ−ＦＡ
Ｘ等に利用しうる。

【０００２】

【従来の技術】一般に複写機では、感光体ドラムを回転
しながら（又はベルトを移動しながら）、形成する像に
応じた光を感光体の表面に照射し、感光体上に静電潜像
を形成し、現像器のトナ−によって静電潜像を可視化
し、可視化されたトナ−像を所定の記録紙に転写し、記
録紙上の像を定着した後で記録紙を排紙する。カラ−複
写機の場合、例えばＢＫ（黒），Ｃ（シアン），Ｍ（マ
ゼンタ）及びＹ（イエロ−）の各色独立した現像器を備
え、感光体上にＢＫ，Ｃ，Ｍ及びＹ色の各画像を順次に
形成してそれらを重ね合わせ、それによってフルカラ−
画像を再現する。また、各々の現像器は、感光体に接触
する状態と、感光体から離れた状態とに位置決め可能に
構成され、例えばＢＫ色を現像する時には、ＢＫ色の現
像器を感光体に接触する状態に位置決めし、他色のトナ
−が飛翔するのを避けるために、Ｃ，Ｍ，Ｙ各色の現像
器は、感光体から離れた状態（退避位置）に位置決めさ
れる。画像形成の進行に伴なって、即ち現像する色の変
更に伴なって、各現像器の位置は感光体に接触する状態
と感光体から離れる状態とに順次切換えられる。

【０００３】ところで、ドラム等の感光体表面に接触す
る現像器の現像ロ−ラ部分は、その周辺が感光体表面と
同じ方向に移動するように（逆方向に）回転しており、
その周速は感光体表面よりも速い。このため、現像器を
退避位置から動かして感光体表面に接触させると、感光
体にはその回転速度を早める方向に力が加わり、感光体
の回転速度がそれ以前より速くなる。逆に、現像器を感
光体表面に当接した状態から退避位置に動かすと、感光
体の回転速度を早める方向の力がなくなり、感光体の回
転速度がそれ以前より遅くなる。感光体を駆動する電気
モ−タは、一般にＰＬＬ制御などによって精密に速度制
御されているが、現像器の脱着による急激なトルク変化
に対しては速度制御が間に合わず、一時的に速度むらが
発生し、形成される画像上にジッタと呼ばれる不具合い
が生じる。

【０００４】原稿からの反射光を直接感光体上に照射す
る、アナログ方式の複写機の場合には、照射光が感光体
の移動方向にある程度の幅を有しているので、感光体の
短時間の速度変化は特に画像に影響を及ぼさない。しか
しデジタル複写機の場合には、細く絞られたレ−ザビ−
ムを感光体に照射して画像を書込むので、感光体の速度
変化は、それが短時間であっても画像に大きな影響を及
ぼす。速度むらがなくなるのを待ってから画像の書込み
を開始すれば画像上のジッタはなくなるが、その場合、
画像形成の所要時間が長くなるのは避けらない。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】従って本発明は、感光
体に対して現像器の脱着等を行なう場合であっても、感
光体の走査速度に生じるむらを小さくし、画像上のジッ
タを低減することを課題とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明のカラ−画像形成装置は、感光体の表面に記
録する画像に対応するレ−ザビ−ムを照射して静電潜像
を形成し、該静電潜像を現像して可視化する画像形成プ
ロセスを複数回繰り返し複数色の像を重ね合せてカラ−
画像を形成する、カラ−画像形成装置において：前記感
光体を駆動する直流電気モ−タ（１０）；該直流電気モ
−タの回転速度を目標値に制御する速度制御手段（２
０）；前記直流電気モ−タに流れる電流波形の交流成分
を抽出し、該交流成分に基づいて、該電気モ−タもしく
は前記感光体の速度むらを検出する、速度むら検出手段
（３０）；前記感光体に与える制動力を発生するととも
に該制動力のオン／オフ切換が電気的に自在なブレ−キ
手段（４０）；及び前記速度むら検出手段の検出した速
度むらに応じて、前記ブレ−キ手段を制御する制動力制
御手段（５０）；を備える。

【０００７】また第２番の発明では、前記ブレ−キ手段
は、制動トルクの大きさを２段階以上に切換自在に構成
され、前記制動力制御手段は、速度むら検出手段の検出
した速度むらの大きさに応じてブレ−キ手段の制動トル
クを切換える、ように構成される。

【０００８】また第３番の発明では、更に、前記速度む
ら検出手段が検出した速度むら信号を位相調整し、速度
補償信号として前記直流電気モ−タに印加する速度補償
手段（６０）を備える。

【０００９】また第４番の発明では、速度制御手段（２
０）は、ＰＬＬ制御回路である。

【００１０】なお上記括弧内に示した記号は、後述する
実施例中の対応する要素の符号を参考までに示したもの
であるが、本発明の各構成要素は実施例中の具体的な要
素のみに限定されるものではない。

【００１１】

【作用】本発明においては、感光体を駆動する直流電気
モ−タに流れる電流波形の交流成分を抽出し、該交流成
分に基づいて、速度むら検出手段が該電気モ−タもしく
は前記感光体の速度むらを検出する。電流波形の交流成
分を抽出することによって、速度むらを容易に検出する
ことができる。例えば、現像器を退避位置から感光体表
面に当接する位置に動かすと、感光体の速度が早くな
り、大きな速度むらが検出される。大きな速度むらが検
出されると、制動力制御手段は、制動力をオンするよう
にブレ−キ手段を制御する。急激な速度変化に対して
は、速度制御手段の制御だけでは速度の修正に時間がか
かるが、ブレ−キ手段が発生する制動力によって、感光
体が急速に減速されるので、短時間で速度変化を修正し
目標速度に戻すことができる。

【００１２】また第２番の発明では、検出した速度むら
の大きさに応じて適切な制動トルクを発生することがで
きるので、より精密な速度制御が実現する。

【００１３】また第３番の発明では、検出された速度む
らをフィ−ドバックするように、直流電気モ−タの付勢
エネルギ−の補償を実施するので、より精密な速度制御
が実現する。

【００１４】また第４番の発明では、ＰＬＬ制御回路で
前記直流電気モ−タの回転速度を目標値に制御するの
で、精密に速度制御できる。

【００１５】

【実施例】本発明を実施する一形式のデジタルカラ−プ
リンタの主要部分の外観を図１に示す。図１を参照して
説明する。画像を形成する感光体ドラム２の周囲には、
帯電チャ−ジャ１，現像ユニット４，転写チャ−ジャ７
１，分離チャ−ジャ７２，クリ−ニングユニット６，及
び除電チャ−ジャ５が配設されており、現像ユニット４
には、黒現像部４bk，シアン現像部４ｃ，マゼンタ現像
部４ｍ及びイエロ−現像部４ｙが順番に並んで配置され
ている。これらの現像部は、各々、感光体ドラム２の表
面に対向する位置に設けられた現像ロ−ラを備えてお
り、各々の現像ロ−ラは感光体ドラム２に対して進退移
動しうる構成になっている。即ち、黒色の現像をする時
には、黒現像部４bkの現像ロ−ラを感光体ドラム２の表
面に当接して、他の現像ロ−ラは退避し、シアン色の現
像をする時には、シアン現像部４ｃの現像ロ−ラを感光
体ドラム２の表面に当接して、他の現像ロ−ラは退避
し、マゼンタ色の現像をする時には、マゼンタ現像部４
ｍの現像ロ−ラを感光体ドラム２の表面に当接して、他
の現像ロ−ラは退避し、イエロ−色の現像をする時に
は、イエロ−現像部４ｙの現像ロ−ラを感光体ドラム２
の表面に当接して、他の現像ロ−ラは退避する。

【００１６】画像を形成する場合、まず感光体ドラム２
の表面を、帯電チャ−ジャ１によって一様に高電位に帯
電させ、次に書込ユニット３から記録する像に対応して
変調したレ−ザ光を走査しながら感光体ドラム２の表面
に照射し、感光体ドラム２の表面に画像に対応する電位
分布、即ちネガの静電潜像を形成する。この静電潜像
は、現像ユニット４の所定の現像部の働きによりトナ−
で可視化される。この例では一回目の画像形成サイクル
では、黒色を形成し、二回目，三回目及び四回目でそれ
ぞれシアン，マゼンタ及びイエロ−の各色画像を形成
し、これらを感光体ドラム２上で重ね合わせ、フルカラ
−画像を再現する。一方、予め給紙コロ７によって給紙
されレジストロ−ラ８の位置で待機している転写紙９
は、感光体ドラム２上の画像形成のタイミングに合わせ
て、レジストロ−ラ８によって感光体上のトナ−像に重
なるように送り込まれる。そして感光体上のトナ−像
は、転写チャ−ジャ７１によって転写紙９に転写され、
トナ−像が転写された転写紙９は、分離チャ−ジャ７２
により感光体ドラム２から分離され、定着ユニット７３
を通ってトナ−像を定着した後、機外に排出される。な
お画像の転写終了後、感光体ドラム２の表面に残留した
トナ−は、クリ−ニングユニット６によって除去され
る。

【００１７】感光体ドラムの駆動系の構成を図２に示
す。図２を参照すると、直流モ−タでなるドラムモ−タ
１０の駆動軸は、プ−リ１１，ベルト１２及びプ−リ１
３を介して感光体ドラム２の軸２ａと連結されており、
ドラムモ−タ１０を駆動することにより、感光体ドラム
２を駆動することができる。また、ドラムモ−タ１０の
駆動軸には、その微小回転毎にパルス信号を出力するパ
ルス発生器２１が連結されている。更に、感光体ドラム
２の軸２ａには、電気的制御によってその制動トルクを
制御できるパウダブレ−キ４０が連結されている。

【００１８】感光体ドラム２の駆動系の電気回路の構成
を図３に示す。図３を参照して説明する。ドラムモ−タ
１０は、主として速度制御回路２０によって制御され
る。この速度制御回路２０は、ＰＬＬ制御回路を構成し
ている。即ち、ドラムモ−タ１０の回転に同期してパル
ス発生器２１から出力されるパルス信号は、波形整形回
路２５で波形整形された後、位相比較回路２２で基準信
号であるクロックパルスＣＬＫと位相比較され、両者の
位相差に対応する信号成分が、積分回路２３で積分さ
れ、その結果に応じてドライバ２４がドラムモ−タ１０
に通電量を決定する。なお、ドライバ２４はチョッパ形
式である。

【００１９】ドラムモ−タ１０の一端は抵抗器１５を介
して接地されている。従って、ドラムモ−タ１０に流れ
る電流に比例した電圧が、抵抗器１５の端子間に現われ
る。この電圧信号は、交流分を抽出するためのハイパス
フィルタ（ＨＰＦ）３５を通り、比較ユニット３０に入
力される。比較ユニット３０は、図４に示すように２つ
のアナログ比較器３１，３２とアンドゲ−ト３３を含ん
でおり、入力される信号Ｖinのレベルを２つのしきい値
電圧Ｖ１及びＶ２とそれぞれ比較し、比較結果に応じて
３種類の結果を出力する。即ち、Ｖin＜Ｖ１であるとＬ
１及びＬ２はＬ（低レベル）になり、Ｖ１＜Ｖin＜Ｖ２
であるとＬ１がＨ（高レベル）、Ｌ２がＬになり、Ｖ
１，Ｖ２＜ＶinであるとＬ１及びＬ２はＨになる。但
し、図５に示すようにＶ１＜Ｖ２である。

【００２０】図３を参照すると、比較ユニット３０が出
力する２ビットの制御信号は、ドライバ５０及び分周ユ
ニット６０に印加される。ドライバ５０の出力にはパウ
ダブレ−キ４０が接続されており、ドライバ５０は、Ｌ
１及びＬ２がＬ（Ｖin＜Ｖ１）であるとパウダブレ−キ
４０の制動力を０（即ちブレ−キオフ）にし、Ｌ１が
Ｈ、Ｌ２がＬ（Ｖ１＜Ｖin＜Ｖ２）であるとパウダブレ
−キ４０の制動力をＴ１にし、Ｌ１及びＬ２がＨ（Ｖ
１，Ｖ２＜Ｖin）であるとパウダブレ−キ４０の制動力
をＴ２にする。但し、Ｔ１＜Ｔ２である。

【００２１】分周ユニット６０は、比較ユニット３０が
出力する２ビットの制御信号を入力し、クロックパルス
ＣＬＫの基準周波数ｆを分周した信号を出力する。但
し、Ｌ１及びＬ２がＬ（Ｖin＜Ｖ１）である時には信号
は出力されず、Ｌ１がＨ、Ｌ２がＬ（Ｖ１＜Ｖin＜Ｖ
２）であるとＢ１×ｆの周波数の信号を出力し、Ｌ１及
びＬ２がＨ（Ｖ１，Ｖ２＜Ｖin）であるとＢ２×ｆの周
波数の信号を出力する。Ｂ１及びＢ２は分周比に対応す
る係数である。これらの信号は、ドライバ６５を介して
ドラムモ−タ１０に印加される。ドライバ６５は、抵抗
器とコンデンサの直列回路を含んでおり、基準周波数ｆ
の信号に対して出力する信号の位相をずらす機能を有す
る。

【００２２】ドラムモ−タ１０が定常状態で、即ち定速
で安定して回転している時には、図５に示すように、ド
ラムモ−タ１０に流れる電流波形の交流成分は振幅が非
常に小さい。従ってこの時には、ハイパスフィルタ３５
の出力信号の振幅が小さく、比較ユニット３０の出力信
号Ｌ１及びＬ２は共にＬになる。このため、ドライバ５
０によってパウダブレ−キ４０の制動力は解除された状
態を維持する。ところが、現像ロ−ラを退避位置から感
光体ドラム２の表面に当接する位置に動かすと、現像ロ
−ラの回転力が感光体ドラム２に伝わり、感光体ドラム
２の速度を上げる方向の力がドラムモ−タ１０にも加わ
る。ドラムモ−タ１０は、このような外部からの力を受
けると発振状態になり、図５に示すように電流波形に振
幅の大きな交流成分が現われる。交流成分の振幅がしき
い値Ｖ１及びＶ２を越えると、それぞれ、比較ユニット
３０が出力する信号Ｌ１及びＬ２がＨになる。この場
合、ドライバ５０はパウダブレ−キ４０を付勢して、そ
れの制動力を発生させる。従って、現像ロ−ラの回転力
によってドラムモ−タ１０の回転速度が急激に変化し目
標値を上まわろうとする時に、パウダブレ−キ４０の制
動力によって、その速度変化が抑制され、ドラムモ−タ
１０は短い時間で目標速度に戻る。

【００２３】なお、現像ロ−ラを感光体ドラム２の表面
に当接する位置から退避位置に戻す場合には、感光体ド
ラム２に加わる現像ロ−ラの回転トルクがなくなるので
ドラムモ−タ１０の回転速度がそれまでに比べて遅くな
る方向に変化し、その時にも比較ユニット３０の出力に
信号が現われるが、その場合にはパウダブレ−キ４０は
作動しない。

【００２４】また、立上げ時のようにドラムモ−タ１０
の目標速度を上げて加速する過渡状態においては、比較
ユニット３０が出力する信号Ｌ１，Ｌ２に基づいて分周
ユニット６０が出力する信号が、ドライバ６５を制御し
てドラムモ−タ１０に通常より多くの電流を流すので、
この電流によってドラムモ−タ１０の発生トルクを通常
より増加し、立上げ時のトルク不足を補い、立上げ時間
を短縮することができる。

【００２５】なおこの実施例では、パウダブレ−キ４０
に、制動トルクの大きさを２段階に変更しうるものを用
いているが、印加電流の大きさに応じて連続的に制動ト
ルクが変化するものを用いても良いし、オン／オフの切
換えだけのブレ−キを用いても本発明は実施しうる。ま
た例えば定常状態でもある程度小さい制動トルクを常時
感光体ドラムに印加しておき、減速が必要な時には制動
トルクを増大し、加速が必要な時には制動トルクを減少
するように制御を変更してもよい。

【００２６】

【発明の効果】以上のとおり本発明によれば、感光体を
駆動する直流電気モ−タに流れる電流波形の交流成分を
抽出し、該交流成分に基づいて、速度むら検出手段が該
電気モ−タもしくは前記感光体の速度むらを検出するの
で、速度むらを容易に検出することができる。例えば現
像器を退避位置から感光体表面に当接する位置に動かす
と、感光体の速度が早くなり、大きな速度むらが検出さ
れ、その結果、制動力制御手段は、制動力をオンするよ
うにブレ−キ手段を制御する。急激な速度変化に対して
は、ＰＬＬ制御のような速度制御手段の制御だけでは速
度の修正に時間がかかるが、ブレ−キ手段が発生する制
動力によって、感光体が急速に減速されるので、短時間
で速度変化を修正し目標速度に戻すことができる。

【００２７】また第２番の発明では、検出した速度むら
の大きさに応じて適切な制動トルクを発生することがで
きるので、より精密な速度制御が実現する。

【００２８】また第３番の発明では、検出された速度む
らをフィ−ドバックするように、直流電気モ−タの付勢
エネルギ−の補償を実施するので、より精密な速度制御
が実現する。

【００２９】また第４番の発明では、ＰＬＬ制御回路で
前記直流電気モ−タの回転速度を目標値に制御するの
で、精密に速度制御できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 プリンタの画像形成部の主要部分を示す正面
図である。

【図２】 感光体ドラムを駆動する機構を示す平面図で
ある。

【図３】 感光体ドラムの駆動電気系を示すブロック図
である。

【図４】 図３の比較ユニットの構成を示す電気回路図
である。

【図５】 実施例各部の信号波形の例を示すタイムチャ
−トである。

【符号の説明】

１：帯電チャ−ジャ ２：感光体ドラム ３：書込ユニット ４：現像ユニット ５：除電チャ−ジャ ６：クリ−ニングユニット ７：給紙コロ ８：レジストロ−ラ ９：転写紙 １０：ドラムモ−タ １１，１３：プ−リ １２：ベルト １５：抵抗器 ２０：速度制御回路 ２１：パルス発生器 ２２：位相比較回路 ２３：積分回路 ２４：ドライバ ２５：波形整形回路 ３０：比較ユニット ３５：ハイパスフィルタ ４０：パウダブレ−キ ５０：ドライバ ６０：分周ユニット ６５：ドライバ ７１：転写チャ−ジャ ７２：分離チャ−ジャ ７３：定着ユニット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平４−136868（ＪＰ，Ａ) 特開 昭59−7964（ＪＰ，Ａ) 特開 昭58−136059（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−31402（ＪＰ，Ａ) 特開 平７−79522（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−246181（ＪＰ，Ａ) 特開 昭63−178778（ＪＰ，Ａ) 特開 昭57−148593（ＪＰ，Ａ) 特開 平５−11579（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−204459（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−261382（ＪＰ，Ａ) 特開 昭52−68693（ＪＰ，Ａ) 特開 平４−366971（ＪＰ，Ａ) 実開 昭63−63099（ＪＰ，Ｕ) 特公 平６−85248（ＪＰ，Ｂ２) 特公 平５−687（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G08G 21/14 G08G 21/00 370 - 512 B41J 2/525 G03G 15/01 G03G 21/00 350 H04N 1/29

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 感光体の表面に記録する画像に対応する
   レ−ザビ−ムを照射して静電潜像を形成し、該静電潜像
   を現像して可視化する画像形成プロセスを複数回繰り返
   し複数色の像を重ね合せてカラ−画像を形成する、カラ
   −画像形成装置において： 前記感光体を駆動する直流電気モ−タ； 該直流電気モ−タの回転速度を目標値に制御する速度制
   御手段； 前記直流電気モ−タに流れる電流波形の交流成分を抽出
   し、該交流成分に基づいて、該電気モ−タもしくは前記
   感光体の速度むらを検出する、速度むら検出手段； 前記感光体に与える制動力を発生するとともに該制動力
   のオン／オフ切換が電気的に自在なブレ−キ手段；及び
   前記速度むら検出手段の検出した速度むらに応じて、前
   記ブレ−キ手段を制御する制動力制御手段； を設けたことを特徴とする、カラ−画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記ブレ−キ手段は、制動トルクの大き
   さを２段階以上に切換自在に構成され、前記制動力制御
   手段は、速度むら検出手段の検出した速度むらの大きさ
   に応じてブレ−キ手段の制動トルクを切換える、前記請
   求項１記載のカラ−画像形成装置。
3. 【請求項３】 前記速度むら検出手段が検出した速度む
   ら信号を位相調整し、速度補償信号として前記直流電気
   モ−タに印加する速度補償手段を備える、前記請求項１
   記載のカラ−画像形成装置。
4. 【請求項４】 前記速度制御手段はＰＬＬ制御回路であ
   る、前記請求項１記載のカラ−画像形成装置。