JP3785780B2 - カラー画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データに応じて変調ビームを放出する画像変調手段によって画像が形成される感光体と、該感光体と転接するとともに前記画像を現像したトナー像が転写される中間転写体、もしくは記録媒体とを単一の回転駆動源により駆動するカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、感光体ドラムにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像器を付設するとともに、該感光体ドラム外周に対面して転動する転写ドラムの外周に記録紙を静電吸着して、前記感光体ドラム外周面に現像されたトナー像を、感光体ドラムの１回転毎に前記転写ドラムに吸着した記録紙に転写するカラー画像形成装置は、特開平５ー３５０４０号公報（先行例１）に開示されている。
【０００３】
前記先行例１の技術は、感光体ドラム外周に上流側から下流側に向かって４個の現像器が付設され、下流側の現像器の現像領域を外れた部分から上流側の現像器に至る外周部分が１頁分の画像形成領域として用いられ、該画像形成領域と前記４個の現像器に対応する外周部分によって感光体ドラムが形成されるために、１頁分の画像を記録媒体に転写形成するのに、記録媒体が４回転する必要があり時間がかかるという問題がある。
【０００４】
この問題点を解決するために、特開平９−６８８３６号公報（先行例２）に開示するように、中間転写体の外周面に対面して転動する感光体ドラムを２個所定間隔離間配置し、それぞれの感光体ドラムに２個ずつの現像器を配設し、中間転写体の２回転で４色のカラー画像を形成する構成が考えられる。
【０００５】
このような先行例２には、図８及び図９に示す装置を用いて図１０に示す制御回路にて制御することができる。尚、図８及び図９は後述する本発明の実施形態にも用いられるが、これらの図を用いて問題点を説明する。
【０００６】
ポリゴンミラー２１を有する走査光学系２０は、反射ミラー２２、２３を介して画像データがそれぞれの感光体ドラム３０、及び３１に走査され、感光体ドラム３０にてブラック及びマゼンタの画像を現像器２４、２５により現像してトナー像を形成し、感光体ドラム３１にてシアン及びイエローの画像を現像器２６、２７により現像してトナー像を形成し、こららのトナー像を中間転写体３２上にて重ね合わせを行い搬送通路５８、５９を通る記録収納カセット３６の内の記録紙に一括転写してカラー画像を得ることができる。
【０００７】
感光体ドラム３０、３１及び中間転写体３２は、ＰＬＬ制御にて回転制御が行われるＤＣブラスレスモータ３４から図示しない減速ギア列により駆動力が伝達される。この減速ギア列はモータ３４の回転を、それぞれ整数倍することにより感光体ドラム３０、３１、中間転写体３２が１回転するように構成されている。 また、感光体ドラム３０、３１の回転を整数倍することにより中間転写体３２が１回転するように構成されている。これにより中間転写体及び感光体ドラムは常に同じ位相位置を保つことができる。
また、中間転写体３２の回転は１回転毎、ＯＤセンサ１によって検出されるように構成されている。
【０００８】
このように構成された装置において、図示しない操作盤により図１１に示すように画像出力要求（ＰＲＩＮＴＲＥＱｎ）されると、ポリンゴンミラ２１のスキャナモータ及びモータ３４が回転を開始する。ついで、垂直同期要求（ＶＳＲＥＱｎ）により垂直同期出力が許可（ＶＳＥＮＢｎ）され所定の画像形成タイミングが実行される。
【０００９】
中間転写体３２の最初の１回転の位置信号がＯＤセンサ１により検出され、さらにそれに追従して入来したＰＤセンサ４からの信号により、同期クロック発生器７は同期クロック信号を出力し、垂直同期制御回路２ではＰＤセンサ４からの信号をカウントして感光体３０及び３１の垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）をｔｄ１及びｔｄ２だけ遅延して出力する。
【００１０】
また、ライン同期制御回路５では、前記同期クロック信号を所定時間カウントして、ライン同期制御信号（ＬＳＹＮＣ１ｎ），（ＬＳＹＮＣ２ｎ）を出力して、前記垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）に同期して、ビデオデータのブラック及びシアンに対応する変調信号（ＶＤＯ１），（ＶＤＯ２）を出力する。
前記変調信号がポリゴンミラー２１により走査され、感光体ドラム３０及び３１に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器２４及び２６によって現像され、トナー像が中間転写体３２に転写される。
【００１１】
同様にして、中間転写体３２の最初の２回転の位置信号がＯＤセンサ１により検出され、さらにそれに追従してＰＤセンサ４からの信号が入来すると、同期クロック発生器７は同期クロック信号を出力し、垂直同期制御回路２ではＰＤセンサ４からの信号をカウントして感光体３０及び３１の垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）をｔｄ１及びｔｄ２だけ遅延して出力する。
【００１２】
この垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）に同期してビデオデータのマゼンタ及びイエローに対応する変調信号を出力する。この変調信号がポリゴンミラー２１により走査され、感光体ドラム３０及び３１に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器２４及び２６によって現像され、トナー像が中間転写体３２に転写される。
【００１３】
第２回目の中間転写体への転写中に中間転写体上に重ね合わせられたトナー像は、記録紙に一括転写して定着器に搬送して定着される。また、記録紙に転写中に中間転写体のクリーニングがクリーナー３３によって行われ次の画像形成の準備が行われる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる技術においては、中間転写体の１回転の位置信号を検出するＯＤセンサは画像形成可能な感光体に最も近い位置に配置することが、遅延時間を短くして短時間に画像形成する意味から望ましいことである。
しかしながら、中間転写体の残留トナーを除去するクリーナ、駆動源との連結ギア、帯電機構、除電機構等の付設機構のためにＯＤセンサは感光体ドラムからの離れた位置における配置を余儀なくされる。
【００１５】
また、複数の感光体を用いる場合は、下流側に配置される感光体は上流側の感光体よりさらに離間することになり、該下流側の感光体にとってはＯＤセンサの検出信号から画像形成までの遅延時間がさらに長くなり、この間に記録紙への転写やクリーナー等による負荷変動のために感光体の回転速度が変動し、垂直同期信号と感光体画像形成位置がずれて色ズレが発生する。
【００１６】
この色ズレを防止する方法として、前記先行例１では、第１色に対する像担持体の位置が検出されてから回転多面鏡の位置が検出されるまでの時間と、第２色に対する前記時間との差を検出して、回転多面鏡の回転速度を制御し、この差が所定値より小さいときに光走査を開始するものであり、回転多面鏡の速度を調整制御するために高度の技術を必要とする。
【００１７】
本発明は、上述の事情に鑑み、色ズレを防止したカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
また本発明の他の目的は、中間転写体の速度が変動しても、それに対応して中間転写体及び感光体ドラムを回転駆動する駆動源の回転速度が変化し、互いに周面が対面して転動する両者の周面の移動量が等しく対応するとともに、該移動量を駆動源が送出する回転位相信号をカウントすることによりビデオデータの送出を制御する画像形成装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本第１発明は、請求項１記載のように、画像変調手段より画像データに応じて出力された変調ビームを光走査手段により前記変調ビームを露光して画像が形成される感光体と、該感光体と転接するとともに前記画像を現像したトナー像が転写される中間転写体とを単一の回転駆動源により回転駆動するカラー画像形成装置であって、
前記中間転写体の１回転毎に発生する第１の検出信号を入来させて前記変調ビームの垂直同期タイミングを取る垂直同期信号を出力する垂直同期制御回路を具えた画像形成装置において、
前記垂直同期制御回路に前記第１の検出信号と、前記単一の回転駆動源の回転位相に対応する位相パルス（以下第２の検出信号という）と、前記光走査手段の１ライン走査毎に発生する検出信号若しくは変調ビームの画像変調クロック信号（以下第３の検出信号という）を入来させて、
該制御回路内で第１の検出信号検出ごとに第２の検出信号をカウントして第１の遅延処理を行った後に、前記第３の検出信号をカウントして第２の遅延処理を行い該回路より垂直同期信号を出力することを特徴とする。
【００１９】
ここにおいて、前記第２検出信号は、ＤＣブラシレスモータのコミュテーション信号、もしくは速度信号によって生成されるパルス信号、またはステッピングモータの駆動パルス信号、若しくはモータに付設したエンコーダの出力信号が含まれる。
【００２０】
これらの信号は、負荷の影響によりモータが増減速しても送出される回転位相は変動しない。
よって、前記回転駆動源の回転速度が増減しても、前記中間転写体の１回転毎に送出する第１検出信号送出時から前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号を所定数（図２のｔｍ１、ｔｍ２に対応する定量数）カウントした後に送出す第１の遅延処理終了時点は常に等しい。
また、第２の遅延処理は光走査開始信号もしくは画像変調クロック信号を用いて画像出力を遅延させている。
【００２１】
そして、本第１発明は、感光体と転接するとともに前記画像を現像したトナー像が転写される中間転写体とを単一の回転駆動源により駆動し、前記単一の回転駆動源の回転位相に対応する位相パルスである前記第２検出信号を用いて第１の遅延処理を行った後に、前記第３の検出信号をカウントして第２の遅延処理を行い該回路より垂直同期信号を出力させているので、すくなくとも、前記第１検出出力送出時から第１の遅延処理までは負荷変動の影響を受ける長い時間の垂直同期時を前記回転駆動源が送出する回転位相に対応するパルスを用いて負荷の影響を排除し垂直同期信号を出力するように構成して、負荷の影響を受けないライン方向の前記画像変調手段の変調出力の頭だしを行っているので、色ズレを防止した画像形成装置を提供することができる。
【００２２】
また、本第２発明は、請求項２記載のように、画像変調手段より画像データに応じた出力された変調ビームを光走査手段により前記変調ビームを露光して画像が形成される感光体と、該感光体と転接するとともに前記画像を現像したトナー像が転写される記録媒体を保持する記録媒体保持手段とを単一の回転駆動源により回転駆動するカラー画像形成装置であって、
前記中間転写体の１回転毎に発生する第１の検出信号を入来させて前記変調ビームの垂直同期タイミングを取る垂直同期信号を出力する垂直同期制御回路を具えた画像形成装置において、
前記垂直同期制御回路に前記第１の検出信号と、前記単一の回転駆動源の回転位相に対応する位相パルス（以下第２の検出信号という）と、前記光走査手段の１ライン走査毎に発生する検出信号若しくは変調ビームの画像変調クロック信号（以下第３の検出信号という）を入来させて、
該制御回路内で第１の検出信号検出ごとに第２の検出信号をカウントして第１の遅延処理を行った後に、前記第３の検出信号をカウントして第２の遅延処理を行い該回路より垂直同期信号を出力することを特徴とする。
【００２３】
ここにおいて、「第２検出信号」とは、第１発明において説明したと同じ信号を意味する。
そして、これらの信号は、負荷の影響によりモータが増減速しても送出される回転位相は変動しない。
よって、前記回転駆動源の回転速度が増減しても、前記中間転写体の１回転毎に送出する第１検出信号送出時から前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号を所定数（図２のｔｍ１、ｔｍ２に対応する定量数）カウントした後に送出する第１の遅延処理終了時点は常に等しい。
また、第２の遅延処理は光走査開始信号もしくは画像変調クロック信号を用いて画像出力を遅延させている。
【００２４】
そして、本第２発明も、負荷変動の影響を受ける長い時間の垂直同期時を前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号を用いて負荷の影響を排除し、負荷の影響を受けない状態で垂直同期信号を出力して、感光体に静電潜像を形成する前記画像変調手段の変調出力の頭だしを行っているので、色ズレを防止した画像形成装置を提供することができる。
【００２５】
また、請求項３記載のように、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により前記回転駆動源の回転が制御されるとともに、
前記感光体の１回転周期が前記回転駆動源の１回転周期の整数倍に設定し、さらに、
前記中間転写体、または、前記記録媒体保持手段を前記回転駆動源の１回転周期の整数倍に構成することも本第１及び第２発明の有効な手段である。
【００２６】
このように構成することにより、回転駆動源から中間転写体（記録媒体保持手段）、並びに感光体への駆動力伝達は整数化ギア列にて行われるので、中間転写体（記録媒体保持手段）、並びに感光体は常に同じ位相位置を取る。
すなわち、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により前記回転駆動源の回転が制御されるので、回転駆動源の任意の角度位置から回転を開始し、感光体または中間転写体（記録媒体保持手段）が１回転すると、回転駆動源は最初の回転開始した角度位置に停止する。
【００２７】
よって、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により中間転写体（記録媒体保持手段）の任意の角度位置に前記始点と接触するように、遅延して同期させることが容易にでき、さらに色ズレを防止することができる。
【００２８】
また、請求項４に記載するように、前記第２検出信号は、ＤＣブラシレスモータのコミュテーション信号、もしくは速度信号によって生成されるパルス信号、またはステッピングモータの駆動パルス信号、若しくはモータに付設したエンコーダの出力信号であるように構成することも本第１及び第２発明の有効な手段である。
【００２９】
前記信号を計数することにより、モータの回転位相もしくは回転数を検出することができる。
よって、この信号を計数して所定数後に第２検出信号を出力することにより負荷の変動による影響を防止することができる。
【００３０】
従来から光走査手段の主走査開始位置検知信号は、光走査手段のライン走査の開始端、もしくは終了端にセンサを配置して、該センサにより走査する光ビームを検出して送出されるが、その検出時点から画像変調クロックにより遅延して画像変調出力を送出している。
前記センサが光走査手段のライン走査の開始端に配置されているときは、そのライン上に画像変調出力が走査され、ライン走査の終了端に配置されているときは次のラインの上に画像変調出力が走査される。
よって、光走査手段の主走査開始位置検知信号もしくは、前記画像変調クロックを用いることにより特別の手段を別設する必要がなく、コストが上昇せず経済的にカラー画像形成装置を提供することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例にすぎない。
【００３２】
図１は本発明の実施形態に係る電気制御ブロック構成図であり、図１０と同一部材は同一符号を用いる。
図１において、ＯＤセンサ１の出力、感光体ドラム及び中間転写体を駆動するＤＣブラシレスモータ３４のホールＵパルス信号の出力及び主走査開始信号であるＰＤセンサ４の出力は垂直同期制御回路２に入力される。
【００３３】
また、クロック発振器６のクロック信号は同期クロック発生器７に入力され、垂直同期制御回路２、ライン同期制御回路５、及び画像出力制御回路３に出力され、ＰＤセンサ４の出力は、同期クロック発生器７及びライン同期制御回路５に入力される。
また、垂直同期制御回路２の出力信号は画像出力制御回路３及びライン同期制御回路５に入力され、ライン同期制御回路５の出力信号は画像形成制御回路３に入力されるように構成されている。
また、ビデオデータ信号は直接に画像出力制御回路３に入力される。
【００３４】
そして、前記垂直同期制御回路２には、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応するホールＵ信号を用いて、ＯＤセンサ１の信号が入来後に前記ホールＵ信号を所定数計数遅延して第１遅延信号として出力する第１遅延手段と、前記第１遅延信号よりＰＤセンサ４の信号を所定数計数遅延して前記画像変調手段の出力タイミングを生成する第２の遅延手段とが設けられている。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態に用いられるＤＣブラシレスモ−タ３４を説明する。
図４に示すセンサ付きＤＣブラシレスモ−タ３４においては、フィ−ルドマグネット１１が複数極配置されたロータ２０はステ−タコイル１６を囲む回転構造から成っており、カップ状のロ−タヨ−ク１３の中心にシャフト１４が圧入などにより一体形成されている。又前記ロータのフィールドマグネット１１の下端外周部には図５に示すように、ＦＧ（フレキュエンシ−ジェネレ−タ）着磁パターン（ＦＧマグネット）１１Ａが着磁されている。
【００３６】
また軸受けブラケット（ハウジング）１５の柱部１５ａには、ステ−タコアにステ−タコイル（アマチュアコイル）１６が巻き付けられている。またハウジング１５の円形状の座部（機器取り付け部）１５ｂにはロ−タ２０の回転位相を検出するホ−ルセンサ１０８が転流切換えの数（相数、三相の場合は三個）に対応する数だけ基板Ａ上に配置されている。この基板Ａには後述するモ−タ駆動回路のＩＣなどが実装されている。
【００３７】
このホ−ルセンサ１０８の外周部のＦＧ着磁パターン１１Ａと対応する位置に、ロ−タ２０の回転速度を検出する固定ＦＧ基板で形成されているＦＧセンスコイル（ＦＧセンサ）１９が設けられている。
【００３８】
かかるＤＣブラシレスモ−タ３４の回転を制御する制御装置の一例として図６に基づいて説明する。
この制御装置では、ＤＣブラシレスモ−タ３４の転流切換えや回転制御が行なわれる。
【００３９】
図４に示すＤＣブラシレスモ−タ３４では、ロ−タ２０の回転速度をＦＧセンスコイル１９とフィ−ルドマグネット１１上に設けたＦＧマグネット１１ＡによりＦＧ出力を検出し、またロ−タ２０の磁極位置をホ−ルセンサ１０８によつて検出する。ホ−ルセンサ１０８の検出出力はホ−ルアンプ１１０で増幅され、転流（相）切換部１１１ではホ−ルアンプ１１０の出力にしたがつてＵ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかに切換えてモ−タドライバ１１２を動作させる。
【００４０】
一方、ＤＣブラシレスモ−タ３４の速度制御を行なうためＦＧセンサ１９のＦＧ出力はＦＧアンプ１１３で増幅されて位相比較器１１４および速度比較器１１５夫々の入力端子に入力される。
また位相比較器１１４及び速度比較器１１５の他の入力端子にはクロック信号が基準発振器１２０から入力する。
そして、加算器１１６では位相比較器１１４と速度比較器１１５の誤差出力を加算する。
【００４１】
また補償器１１７では加算器１１６の出力に基づいて比例積分補償（ＰＩ補償）を行なう。
定電流回路１１８では補償器１１７の補償出力をもとにモ−タ電流を定電流にする。
またモ−タドライバ１１２は定電流回路１１８の出力にしたがってＤＣブラシレスモ−タ３４を駆動させる。また電流検知部１１９ではモ−タドライバ１１２の駆動出力（電流）を検出する。
【００４２】
以上のモ−タ制御装置ではＤＣブラシレスモ−タ３４の転流（相）の切換えは、ホ−ルセンサ１０８の出力により転流（相）切換えタイミング信号を生成し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかの相への切換え及びＤＣブラシレスモ−タ３４の回転制御を行なう。
またＦＧ着磁パターン（回転マグネット）１１ＡをＦＧセンサ１９により検出し、基準発振器から出力するクロック信号と周波数（速度）・位相差を比較してその誤差を出力し、制御系の定常偏差の減少、安定化のための補償を補償器１１７で行なう。
【００４３】
さらにＤＣブラシレスモ−タ３４の駆動電流は、オペアンプ（定電流回路１１８）で帰還させて、モ−タ電流を定電流にする。基準発振器１２０のクロック周波数に同期させて速度制御をすることができるので、モ−タの速度制御を精度良く行なうことができる。
【００４４】
図７は、ＤＣブラシレスモ−タ３４の極性位置、センサ出力、転流（相）切換えタイミング信号を示す図であり横軸方向の矢印が時間ｔ（機械角θ）である。
前記ロ−タ２０のＦＧ着磁パターン１１Ａはフィールドマグネット着磁ピッチに位置同期して形成され、具体的にはフィールドマグネットの着磁ピッチ内のＦＧ着磁数ｆとして上記ＤＣブラシレスモ−タの相数ｍ、任意の正の整数ｎ＝１、２、…とした場合にＦＧ着磁数ｆは、
ｆ＝２×ｍ×ｎ （１）式を満足させている。
たとえば、ｍ＝３相のとき、ｎ＝２としたときＦＧ着磁数ｆ＝８となり図７（２）のように８極と成る。
【００４５】
従って３相８極ＤＣブラシレスモ−タ３４ではｍ＝３、ｎ＝２のとき、ＦＧ出力（図７（３））は（８×８）／２＝３２となり、ロ−タ２０の一回転の間に図７（３）に示すＦＧ出力として３２個のパルス出力信号が得られる。
【００４６】
ＤＣブラシレスモ−タ３４の図５に示すＦＧパタ−ン１１Ａを検出するＦＧセンサ１９の出力はＦＧアンプ１１３で増幅され、位相比較器１１４及び速度比較器１１５に入力する。
【００４７】
一方、位相比較器１１４には基準発振器１２０のクロック信号とＦＧアンプ１１３のＦＧ出力に基づいて位相の比較が行なわれ、また速度比較器１１５では基準発振器１２０のクロック信号とＦＧアンプ１１３のＦＧ出力に基づいて速度の比較が行なわれる。
加算器１１６では位相比較器１１４の出力と速度比較器１１５の誤差出力を加算する。そして、補償器１１７では加算器１１６の出力に基づいて比例積分補償が行なわれる。
定電流回路１１８では補償器１１７の補償出力に応答して定電流をモ−タドライバ１１２に供給してモ−タドライバ１１２を動作させる。
【００４８】
また上記転流（相）切換部１１１では、ホールアンプ１１０からの各ホールＵ，Ｖ，Ｗの出力に基づいて転流（相）切換タイミング信号を生成する。
その切換タイミング信号により位相を１２０°ずつずらして図７（４）乃至図７（６）に示すようにホールＵ相、Ｖ相、Ｗ相の切換えを行い、モ−タドライバ１１２を動作させＤＣブラシレスモ−タ３４を駆動させることができる。
【００４９】
図８及び図９は、本発明の実施の形態を示す断面構成図及び斜視図である。
ポリゴンミラー２１を有する走査光学系２０は、反射ミラー２２、２３を介して画像データがそれぞれの感光体ドラム３０、及び３１に走査され、感光体ドラム３０にてブラック及びマゼンタの画像を現像器２４、２５により現像してトナー像を形成し、感光体ドラム３１にてシアン及びイエローの画像を現像器２６、２７により現像してトナー像を形成し、これらのトナー像を中間転写体３２上にて重ね合わせを行い搬送通路５８、５９を通る記録収納カセット３６の内の記録紙に一括転写してカラー画像を得ることができる。
【００５０】
感光体ドラム３０、３１及び中間転写体３２は、ＤＣブラスレスモータ３４から図示しない減速ギア列により駆動力が伝達される。この減速ギア列はモータ３４の回転を、それぞれ整数倍することにより感光体ドラム３０、３１、中間転写体３２が１回転するように構成されている。また、感光体ドラム３０、３１の回転を整数倍することにより中間転写体３２が１回転するように構成されている。これにより中間転写体及び感光体ドラムは常に同じ位相位置を保つことができる。
また、中間転写体３２の回転は１回転毎、ＯＤセンサ１によって検出されるように構成されている。
【００５１】
このように構成された実施の形態において、図２に示すように画像出力要求（ＰＲＩＮＴＲＥＱｎ）が入力されると、ポリンゴンミラ２１のスキャナモータ及びモータ３４が回転を開始する。
ついで、制御回路５３内で垂直同期要求（ＶＳＲＥＱｎ）が行われ、垂直同期出力が許可（ＶＳＥＮＢｎ）信号が垂直同期制御回路２に入力されるとともに、所定の画像形成タイミングが実行される。
【００５２】
スキャナモータが回転しているので、レーザ５４、５５（図９）は変調されない光ビームを放射して感光体上を走査し、ＰＤセンサ４は一定周期でパルス信号を送出している。
また、モータ３４の回転により該モータ３４からホールＵ信号が垂直同期制御回路２に入来している。
【００５３】
また、入来したＰＤセンサ４からの信号により、同期クロック発生器７は同期クロック信号を出力し垂直同期制御回路２、ライン同期制御回路５及び画像出力制御回路３に同期クロックを送出している。
【００５４】
中間転写体３２の最初の１回転の位置信号がＯＤセンサ１により検出されると、ホールＵ信号のパルスを所定数計数し、感光体ドラム３０に対応するｔｍ１、感光体ドラム３１に対応するｔｍ２の遅延が行われる。
尚、前記所定数は、図３において、中間転写体３２が感光体３０と接触する接点Ａ４（転写位置）と光ビームが感光体３０上に照射されるＡ′３（画像変調信号の出力開始点）との間の距離Ｌ１′と、中間転写体３２上の点Ａ３と前記接点Ａ４との間の距離Ｌ１とが等しいとすると、遅延距離ｔｍ１は、中間転写体３２上の画像が感光体３０から転写される点Ａ１（ＯＤセンサー出力位置）から点Ａ２（ＰＤセンサ出力位置）にまで回動する距離に対応する。
【００５５】
前記所定数のホールＵ信号のパルスを計数した後、ＰＤセンサ４からの信号パルスを計数し、感光体ドラム３０に対応するｔｄ１′及び感光体ドラム３１に対応するｔｄ２′だけ遅延して感光体３０及び３１の垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）を出力する。
【００５６】
また、ライン同期制御回路５では、前記同期クロック発生器７からの同期クロック信号を所定時間カウントして遅延（ｔｖ１、ｔｖ２）して、ライン同期制御信号（ＬＳＹＮＣ１ｎ），（ＬＳＹＮＣ２ｎ）を出力して、前記垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）に同期して、ビデオデータのブラック及びシアンに対応する変調信号（ＶＤＯ１），（ＶＤＯ２）を出力する。
【００５７】
前記変調信号がポリゴンミラー２１により走査され、感光体ドラム３０及び３１に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器２４及び２６によって現像され、トナー像が中間転写体３２に転写される。
【００５８】
同様にして、中間転写体３２の最初の２回転の位置信号がＯＤセンサ１により検出されると、ホールＵ信号のパルスを所定数計数し、ｔｍ１，ｔｍ２の遅延を行う。
前記所定数のホールＵ信号のパルスを計数した後、ＰＤセンサ４からの信号パルスを計数し、ｔｄ１′及びｔｄ２′だけ遅延して感光体３０及び３１の垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）を出力する。
【００５９】
また、ライン同期制御回路５では、前記同期クロック発生器７からの同期クロック信号を所定時間カウントして遅延（ｔｖ１、ｔｖ２）して、ライン同期制御信号（ＬＳＹＮＣ１ｎ），（ＬＳＹＮＣ２ｎ）を出力して、前記垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）に同期して、ビデオデータのマゼンタ及びイエローに対応する変調信号（ＶＤＯ１），（ＶＤＯ２）を出力する。
【００６０】
前記変調信号がポリゴンミラー２１により走査され、感光体ドラム３０及び３１に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器２４及び２６によって現像され、トナー像が中間転写体３２に転写される。
【００６１】
第２回目の中間転写体への転写中に中間転写体上に重ね合わせられたトナー像は、記録紙に一括転写して定着器に搬送して定着される。また、記録紙に転写中に中間転写体のクリーニングがクリーナー３３によって行われ次の画像形成の準備が行われる。
【００６２】
以上詳述したように、本実施の形態においては、回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号を用いて前記中間転写体の１回転毎に、第１検出信号を発生する第１検出信号出力手段の前記第１検出信号の発生時から前記画像変調手段の出力送出を許容するまでを遅延しているので、負荷の影響によりモータが増減速しても送出される回転位相は変動しない。
よって、前記回転駆動源の回転速度が増減しても、中間転写体の回転角度位置は、常に等しい。
【００６３】
尚、上記実施の形態においては、中間転写体を用いて説明したが、中間転写体の代わりに記録媒体を用いて直接感光体から転写してもよいことは勿論のことである。
【００６４】
以上詳述したように、本実施の形態は、画像が形成される感光体と転接する、前記画像を現像したトナー像が転写される中間転写体（または記録媒体）とを単一の回転駆動源により駆動するようになし、前記中間転写体（または記録媒体）の１回転毎に、第１検出信号を発生する第１検出信号出力手段の前記第１検出信号の発生時から前記画像変調手段の出力送出を許容するまでを前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号をカウントして遅延処理している。
そして、その時点から遅延して画像変調手段の出力送出を同期しているので、負荷の影響が排除され色ズレを防止した画像形成装置を提供することができる。
【００６５】
そして、「前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号」とは、１回転内において所定位置に対応する信号が送出可能な駆動源の信号を意味し、ＤＣブラシレスモータのコミュテーション信号、もしくは速度信号、ステッピングモータの駆動パルス信号、モータに付設したエンコーダの出力信号等が含まれる。
【００６６】
また、本実施の形態は、感光体の１回転周期が回転駆動源の１回転周期の整数倍に設定し、さらに、中間転写体、または、記録媒体保持手段を前記回転駆動源の１回転周期の整数倍になし、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により前記回転駆動源の回転が制御するように構成しているので、回転駆動源から中間転写体（記録媒体保持手段）、並びに感光体への駆動力伝達は整数化ギア列にて行われ、中間転写体（記録媒体保持手段）、並びに感光体は常に同じ位相位置を取ることができる。
【００６７】
すなわち、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により前記回転駆動源の回転が制御されるので、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により中間転写体（記録媒体保持手段）の任意の角度位置に前記始点と接触するように、遅延して同期させることが容易にでき、さらに色ズレを防止することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上に記載した如く本第１及び第２発明によれば、ＯＤセンサは感光体ドラムからの離れた位置における配置を余儀なくされる場合や、また、複数の感光体を用いる場合ＯＤセンサの検出信号から画像形成までの遅延時間が長くなり、この間に記録紙への転写やクリーナー等による負荷変動のために感光体の回転速度が変動した場合においても色ズレを防止したカラー画像形成装置を提供できる。
また本第１の発明によれば、中間転写体の速度が変動しても、それに対応して中間転写体及び感光体ドラムを回転駆動する駆動源の回転速度が変化し、互いに周面が対面して転動する両者の周面の移動量が等しく対応するとともに、該移動量を駆動源が送出する回転位相信号をカウントすることによりビデオデータの送出を制御する画像形成装置を提供できる。
【００６９】
また、請求項３記載の発明は、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により前記回転駆動源の回転が制御されるとともに、前記感光体の１回転周期が前記回転駆動源の１回転周期の整数倍に設定し、さらに、前記中間転写体、または、前記記録媒体保持手段を前記回転駆動源の１回転周期の整数倍に構成しているので、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により中間転写体（記録媒体保持手段）の任意の角度位置に前記始点と接触するように、遅延して同期させることが容易にでき、さらに色ズレを防止することができる。
【００７０】
また、請求項４記載する発明は、前記第２検出信号は、前記第１検出信号からＤＣブラシレスモータのコミュテーション信号、もしくは速度信号、またはステッピングモータの駆動パルス信号、もしくはモータに付設したエンコーダの出力信号を計時して所定時間後に出力されるように構成しているので、前記信号を計数することにより、容易にモータの回転位相もしくは回転数を検出することができ、これにより負荷の変動による影響を防止することができる。
【００７１】
また、本発明は、光走査手段の主走査開始位置検知信号又は画像変調手段の画像変調クロックをカウントして第２の遅延処理を行った後に該回路より垂直同期信号を出力する遅延送出するように構成しているので、従来のセンサ及び画像変調クロックが用いることができ、特別の手段を別設する必要がなく、コストが上昇せず経済的にカラー画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る電気制御回路のブロック構成図である。
【図２】 本実施の形態のタイミングチャート図である。
【図３】 中間転写体における遅延概念を示す説明図である。
【図４】 アウタ−ロ−タ形ＤＣブラシレシモ−タの構造例を示す断面図である。
【図５】 本発明に適用されるフィールドマグネットにＦＧ着磁パターンを形成してなるロータの概略図である。
【図６】 図４に示すＤＣブラシレスモ−タの駆動回路の例を示すブロック図である。
【図７】 図４に示すＤＣブラシレスモ−タのセンサ出力タイミングチャート図である。
【図８】 本発明に適用するカラー画像形成装置の要部を示す断面図である。
【図９】 図８の要部を示す斜視図である。
【図１０】 従来の電気制御回路のブロック図である。
【図１１】 従来の画像形成タイミングチャート図である。
【符号の説明】
１ ＯＤセンサ（第１検出信号出力手段）
２ 垂直同期制御回路（演算制御手段）
４ ＰＤセンサ（第２検出信号出力手段）
５ ライン同期制御回路（タイミング遅延手段）
３０、３１ 感光体ドラム
３２ 中間転写体
３４ ＤＣブラシレスモ−タ
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像データに応じて変調ビームを放出する画像変調手段によって画像が形成される感光体と、該感光体と転接するとともに前記画像を現像したトナー像が転写される中間転写体、もしくは記録媒体とを単一の回転駆動源により駆動するカラー画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、感光体ドラムにイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各現像器を付設するとともに、該感光体ドラム外周に対面して転動する転写ドラムの外周に記録紙を静電吸着して、前記感光体ドラム外周面に現像されたトナー像を、感光体ドラムの１回転毎に前記転写ドラムに吸着した記録紙に転写するカラー画像形成装置は、特開平５ー３５０４０号公報（先行例１）に開示されている。
【０００３】
前記先行例１の技術は、感光体ドラム外周に上流側から下流側に向かって４個の現像器が付設され、下流側の現像器の現像領域を外れた部分から上流側の現像器に至る外周部分が１頁分の画像形成領域として用いられ、該画像形成領域と前記４個の現像器に対応する外周部分によって感光体ドラムが形成されるために、１頁分の画像を記録媒体に転写形成するのに、記録媒体が４回転する必要があり時間がかかるという問題がある。
【０００４】
この問題点を解決するために、特開平９−６８８３６号公報（先行例２）に開示するように、中間転写体の外周面に対面して転動する感光体ドラムを２個所定間隔離間配置し、それぞれの感光体ドラムに２個ずつの現像器を配設し、中間転写体の２回転で４色のカラー画像を形成する構成が考えられる。
【０００５】
このような先行例２には、図８及び図９に示す装置を用いて図１０に示す制御回路にて制御することができる。尚、図８及び図９は後述する本発明の実施形態にも用いられるが、これらの図を用いて問題点を説明する。
【０００６】
ポリゴンミラー２１を有する走査光学系２０は、反射ミラー２２、２３を介して画像データがそれぞれの感光体ドラム３０、及び３１に走査され、感光体ドラム３０にてブラック及びマゼンタの画像を現像器２４、２５により現像してトナー像を形成し、感光体ドラム３１にてシアン及びイエローの画像を現像器２６、２７により現像してトナー像を形成し、こららのトナー像を中間転写体３２上にて重ね合わせを行い搬送通路５８、５９を通る記録収納カセット３６の内の記録紙に一括転写してカラー画像を得ることができる。
【０００７】
感光体ドラム３０、３１及び中間転写体３２は、ＰＬＬ制御にて回転制御が行われるＤＣブラスレスモータ３４から図示しない減速ギア列により駆動力が伝達される。この減速ギア列はモータ３４の回転を、それぞれ整数倍することにより感光体ドラム３０、３１、中間転写体３２が１回転するように構成されている。 また、感光体ドラム３０、３１の回転を整数倍することにより中間転写体３２が１回転するように構成されている。これにより中間転写体及び感光体ドラムは常に同じ位相位置を保つことができる。
また、中間転写体３２の回転は１回転毎、ＯＤセンサ１によって検出されるように構成されている。
【０００８】
このように構成された装置において、図示しない操作盤により図１１に示すように画像出力要求（ＰＲＩＮＴＲＥＱｎ）されると、ポリンゴンミラ２１のスキャナモータ及びモータ３４が回転を開始する。ついで、垂直同期要求（ＶＳＲＥＱｎ）により垂直同期出力が許可（ＶＳＥＮＢｎ）され所定の画像形成タイミングが実行される。
【０００９】
中間転写体３２の最初の１回転の位置信号がＯＤセンサ１により検出され、さらにそれに追従して入来したＰＤセンサ４からの信号により、同期クロック発生器７は同期クロック信号を出力し、垂直同期制御回路２ではＰＤセンサ４からの信号をカウントして感光体３０及び３１の垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）をｔｄ１及びｔｄ２だけ遅延して出力する。
【００１０】
また、ライン同期制御回路５では、前記同期クロック信号を所定時間カウントして、ライン同期制御信号（ＬＳＹＮＣ１ｎ），（ＬＳＹＮＣ２ｎ）を出力して、前記垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）に同期して、ビデオデータのブラック及びシアンに対応する変調信号（ＶＤＯ１），（ＶＤＯ２）を出力する。
前記変調信号がポリゴンミラー２１により走査され、感光体ドラム３０及び３１に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器２４及び２６によって現像され、トナー像が中間転写体３２に転写される。
【００１１】
同様にして、中間転写体３２の最初の２回転の位置信号がＯＤセンサ１により検出され、さらにそれに追従してＰＤセンサ４からの信号が入来すると、同期クロック発生器７は同期クロック信号を出力し、垂直同期制御回路２ではＰＤセンサ４からの信号をカウントして感光体３０及び３１の垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）をｔｄ１及びｔｄ２だけ遅延して出力する。
【００１２】
この垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）に同期してビデオデータのマゼンタ及びイエローに対応する変調信号を出力する。この変調信号がポリゴンミラー２１により走査され、感光体ドラム３０及び３１に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器２４及び２６によって現像され、トナー像が中間転写体３２に転写される。
【００１３】
第２回目の中間転写体への転写中に中間転写体上に重ね合わせられたトナー像は、記録紙に一括転写して定着器に搬送して定着される。また、記録紙に転写中に中間転写体のクリーニングがクリーナー３３によって行われ次の画像形成の準備が行われる。
【００１４】
【発明が解決しようとする課題】
かかる技術においては、中間転写体の１回転の位置信号を検出するＯＤセンサは画像形成可能な感光体に最も近い位置に配置することが、遅延時間を短くして短時間に画像形成する意味から望ましいことである。
しかしながら、中間転写体の残留トナーを除去するクリーナ、駆動源との連結ギア、帯電機構、除電機構等の付設機構のためにＯＤセンサは感光体ドラムからの離れた位置における配置を余儀なくされる。
【００１５】
また、複数の感光体を用いる場合は、下流側に配置される感光体は上流側の感光体よりさらに離間することになり、該下流側の感光体にとってはＯＤセンサの検出信号から画像形成までの遅延時間がさらに長くなり、この間に記録紙への転写やクリーナー等による負荷変動のために感光体の回転速度が変動し、垂直同期信号と感光体画像形成位置がずれて色ズレが発生する。
【００１６】
この色ズレを防止する方法として、前記先行例１では、第１色に対する像担持体の位置が検出されてから回転多面鏡の位置が検出されるまでの時間と、第２色に対する前記時間との差を検出して、回転多面鏡の回転速度を制御し、この差が所定値より小さいときに光走査を開始するものであり、回転多面鏡の速度を調整制御するために高度の技術を必要とする。
【００１７】
本発明は、上述の事情に鑑み、色ズレを防止したカラー画像形成装置を提供することを目的とする。
また本発明の他の目的は、中間転写体の速度が変動しても、それに対応して中間転写体及び感光体ドラムを回転駆動する駆動源の回転速度が変化し、互いに周面が対面して転動する両者の周面の移動量が等しく対応するとともに、該移動量を駆動源が送出する回転位相信号をカウントすることによりビデオデータの送出を制御する画像形成装置を提供することである。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本第１発明は、請求項１記載のように、画像変調手段より画像データに応じて出力された変調ビームを光走査手段により前記変調ビームを露光して画像が形成される感光体と、該感光体と転接するとともに前記画像を現像したトナー像が転写される中間転写体とを単一の回転駆動源により回転駆動するカラー画像形成装置であって、
前記中間転写体の１回転毎に発生する第１の検出信号を入来させて前記変調ビームの垂直同期タイミングを取る垂直同期信号を出力する垂直同期制御回路を具えた画像形成装置において、
前記垂直同期制御回路に前記第１の検出信号と、前記単一の回転駆動源の回転位相に対応する位相パルス（以下第２の検出信号という）と、前記光走査手段の１ライン走査毎に発生する検出信号若しくは変調ビームの画像変調クロック信号（以下第３の検出信号という）を入来させて、
該制御回路内で第１の検出信号検出ごとに第２の検出信号をカウントして第１の遅延処理を行った後に、前記第３の検出信号をカウントして第２の遅延処理を行い該回路より垂直同期信号を出力することを特徴とする。
【００１９】
ここにおいて、前記第２検出信号は、ＤＣブラシレスモータのコミュテーション信号、もしくは速度信号によって生成されるパルス信号、またはステッピングモータの駆動パルス信号、若しくはモータに付設したエンコーダの出力信号が含まれる。
【００２０】
これらの信号は、負荷の影響によりモータが増減速しても送出される回転位相は変動しない。
よって、前記回転駆動源の回転速度が増減しても、前記中間転写体の１回転毎に送出する第１検出信号送出時から前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号を所定数（図２のｔｍ１、ｔｍ２に対応する定量数）カウントした後に送出す第１の遅延処理終了時点は常に等しい。
また、第２の遅延処理は光走査開始信号もしくは画像変調クロック信号を用いて画像出力を遅延させている。
【００２１】
そして、本第１発明は、感光体と転接するとともに前記画像を現像したトナー像が転写される中間転写体とを単一の回転駆動源により駆動し、前記単一の回転駆動源の回転位相に対応する位相パルスである前記第２検出信号を用いて第１の遅延処理を行った後に、前記第３の検出信号をカウントして第２の遅延処理を行い該回路より垂直同期信号を出力させているので、すくなくとも、前記第１検出出力送出時から第１の遅延処理までは負荷変動の影響を受ける長い時間の垂直同期時を前記回転駆動源が送出する回転位相に対応するパルスを用いて負荷の影響を排除し垂直同期信号を出力するように構成して、負荷の影響を受けないライン方向の前記画像変調手段の変調出力の頭だしを行っているので、色ズレを防止した画像形成装置を提供することができる。
【００２２】
また、本第２発明は、請求項２記載のように、画像変調手段より画像データに応じた出力された変調ビームを光走査手段により前記変調ビームを露光して画像が形成される感光体と、該感光体と転接するとともに前記画像を現像したトナー像が転写される記録媒体を保持する記録媒体保持手段とを単一の回転駆動源により回転駆動するカラー画像形成装置であって、
前記中間転写体の１回転毎に発生する第１の検出信号を入来させて前記変調ビームの垂直同期タイミングを取る垂直同期信号を出力する垂直同期制御回路を具えた画像形成装置において、
前記垂直同期制御回路に前記第１の検出信号と、前記単一の回転駆動源の回転位相に対応する位相パルス（以下第２の検出信号という）と、前記光走査手段の１ライン走査毎に発生する検出信号若しくは変調ビームの画像変調クロック信号（以下第３の検出信号という）を入来させて、
該制御回路内で第１の検出信号検出ごとに第２の検出信号をカウントして第１の遅延処理を行った後に、前記第３の検出信号をカウントして第２の遅延処理を行い該回路より垂直同期信号を出力することを特徴とする。
【００２３】
ここにおいて、「第２検出信号」とは、第１発明において説明したと同じ信号を意味する。
そして、これらの信号は、負荷の影響によりモータが増減速しても送出される回転位相は変動しない。
よって、前記回転駆動源の回転速度が増減しても、前記中間転写体の１回転毎に送出する第１検出信号送出時から前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号を所定数（図２のｔｍ１、ｔｍ２に対応する定量数）カウントした後に送出する第１の遅延処理終了時点は常に等しい。
また、第２の遅延処理は光走査開始信号もしくは画像変調クロック信号を用いて画像出力を遅延させている。
【００２４】
そして、本第２発明も、負荷変動の影響を受ける長い時間の垂直同期時を前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号を用いて負荷の影響を排除し、負荷の影響を受けない状態で垂直同期信号を出力して、感光体に静電潜像を形成する前記画像変調手段の変調出力の頭だしを行っているので、色ズレを防止した画像形成装置を提供することができる。
【００２５】
また、請求項３記載のように、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により前記回転駆動源の回転が制御されるとともに、
前記感光体の１回転周期が前記回転駆動源の１回転周期の整数倍に設定し、さらに、
前記中間転写体、または、前記記録媒体保持手段を前記回転駆動源の１回転周期の整数倍に構成することも本第１及び第２発明の有効な手段である。
【００２６】
このように構成することにより、回転駆動源から中間転写体（記録媒体保持手段）、並びに感光体への駆動力伝達は整数化ギア列にて行われるので、中間転写体（記録媒体保持手段）、並びに感光体は常に同じ位相位置を取る。
すなわち、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により前記回転駆動源の回転が制御されるので、回転駆動源の任意の角度位置から回転を開始し、感光体または中間転写体（記録媒体保持手段）が１回転すると、回転駆動源は最初の回転開始した角度位置に停止する。
【００２７】
よって、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により中間転写体（記録媒体保持手段）の任意の角度位置に前記始点と接触するように、遅延して同期させることが容易にでき、さらに色ズレを防止することができる。
【００２８】
また、請求項４に記載するように、前記第２検出信号は、ＤＣブラシレスモータのコミュテーション信号、もしくは速度信号によって生成されるパルス信号、またはステッピングモータの駆動パルス信号、若しくはモータに付設したエンコーダの出力信号であるように構成することも本第１及び第２発明の有効な手段である。
【００２９】
前記信号を計数することにより、モータの回転位相もしくは回転数を検出することができる。
よって、この信号を計数して所定数後に第２検出信号を出力することにより負荷の変動による影響を防止することができる。
【００３０】
従来から光走査手段の主走査開始位置検知信号は、光走査手段のライン走査の開始端、もしくは終了端にセンサを配置して、該センサにより走査する光ビームを検出して送出されるが、その検出時点から画像変調クロックにより遅延して画像変調出力を送出している。
前記センサが光走査手段のライン走査の開始端に配置されているときは、そのライン上に画像変調出力が走査され、ライン走査の終了端に配置されているときは次のラインの上に画像変調出力が走査される。
よって、光走査手段の主走査開始位置検知信号もしくは、前記画像変調クロックを用いることにより特別の手段を別設する必要がなく、コストが上昇せず経済的にカラー画像形成装置を提供することができる。
【００３１】
【発明の実施の形態】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態を例示的に詳しく説明する。但し、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれのみに限定する趣旨ではなく単なる説明例にすぎない。
【００３２】
図１は本発明の実施形態に係る電気制御ブロック構成図であり、図１０と同一部材は同一符号を用いる。
図１において、ＯＤセンサ１の出力、感光体ドラム及び中間転写体を駆動するＤＣブラシレスモータ３４のホールＵパルス信号の出力及び主走査開始信号であるＰＤセンサ４の出力は垂直同期制御回路２に入力される。
【００３３】
また、クロック発振器６のクロック信号は同期クロック発生器７に入力され、垂直同期制御回路２、ライン同期制御回路５、及び画像出力制御回路３に出力され、ＰＤセンサ４の出力は、同期クロック発生器７及びライン同期制御回路５に入力される。
また、垂直同期制御回路２の出力信号は画像出力制御回路３及びライン同期制御回路５に入力され、ライン同期制御回路５の出力信号は画像形成制御回路３に入力されるように構成されている。
また、ビデオデータ信号は直接に画像出力制御回路３に入力される。
【００３４】
そして、前記垂直同期制御回路２には、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応するホールＵ信号を用いて、ＯＤセンサ１の信号が入来後に前記ホールＵ信号を所定数計数遅延して第１遅延信号として出力する第１遅延手段と、前記第１遅延信号よりＰＤセンサ４の信号を所定数計数遅延して前記画像変調手段の出力タイミングを生成する第２の遅延手段とが設けられている。
【００３５】
次に、本発明の実施の形態に用いられるＤＣブラシレスモ−タ３４を説明する。
図４に示すセンサ付きＤＣブラシレスモ−タ３４においては、フィ−ルドマグネット１１が複数極配置されたロータ２０はステ−タコイル１６を囲む回転構造から成っており、カップ状のロ−タヨ−ク１３の中心にシャフト１４が圧入などにより一体形成されている。又前記ロータのフィールドマグネット１１の下端外周部には図５に示すように、ＦＧ（フレキュエンシ−ジェネレ−タ）着磁パターン（ＦＧマグネット）１１Ａが着磁されている。
【００３６】
また軸受けブラケット（ハウジング）１５の柱部１５ａには、ステ−タコアにステ−タコイル（アマチュアコイル）１６が巻き付けられている。またハウジング１５の円形状の座部（機器取り付け部）１５ｂにはロ−タ２０の回転位相を検出するホ−ルセンサ１０８が転流切換えの数（相数、三相の場合は三個）に対応する数だけ基板Ａ上に配置されている。この基板Ａには後述するモ−タ駆動回路のＩＣなどが実装されている。
【００３７】
このホ−ルセンサ１０８の外周部のＦＧ着磁パターン１１Ａと対応する位置に、ロ−タ２０の回転速度を検出する固定ＦＧ基板で形成されているＦＧセンスコイル（ＦＧセンサ）１９が設けられている。
【００３８】
かかるＤＣブラシレスモ−タ３４の回転を制御する制御装置の一例として図６に基づいて説明する。
この制御装置では、ＤＣブラシレスモ−タ３４の転流切換えや回転制御が行なわれる。
【００３９】
図４に示すＤＣブラシレスモ−タ３４では、ロ−タ２０の回転速度をＦＧセンスコイル１９とフィ−ルドマグネット１１上に設けたＦＧマグネット１１ＡによりＦＧ出力を検出し、またロ−タ２０の磁極位置をホ−ルセンサ１０８によつて検出する。ホ−ルセンサ１０８の検出出力はホ−ルアンプ１１０で増幅され、転流（相）切換部１１１ではホ−ルアンプ１１０の出力にしたがつてＵ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかに切換えてモ−タドライバ１１２を動作させる。
【００４０】
一方、ＤＣブラシレスモ−タ３４の速度制御を行なうためＦＧセンサ１９のＦＧ出力はＦＧアンプ１１３で増幅されて位相比較器１１４および速度比較器１１５夫々の入力端子に入力される。
また位相比較器１１４及び速度比較器１１５の他の入力端子にはクロック信号が基準発振器１２０から入力する。
そして、加算器１１６では位相比較器１１４と速度比較器１１５の誤差出力を加算する。
【００４１】
また補償器１１７では加算器１１６の出力に基づいて比例積分補償（ＰＩ補償）を行なう。
定電流回路１１８では補償器１１７の補償出力をもとにモ−タ電流を定電流にする。
またモ−タドライバ１１２は定電流回路１１８の出力にしたがってＤＣブラシレスモ−タ３４を駆動させる。また電流検知部１１９ではモ−タドライバ１１２の駆動出力（電流）を検出する。
【００４２】
以上のモ−タ制御装置ではＤＣブラシレスモ−タ３４の転流（相）の切換えは、ホ−ルセンサ１０８の出力により転流（相）切換えタイミング信号を生成し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のいずれかの相への切換え及びＤＣブラシレスモ−タ３４の回転制御を行なう。
またＦＧ着磁パターン（回転マグネット）１１ＡをＦＧセンサ１９により検出し、基準発振器から出力するクロック信号と周波数（速度）・位相差を比較してその誤差を出力し、制御系の定常偏差の減少、安定化のための補償を補償器１１７で行なう。
【００４３】
さらにＤＣブラシレスモ−タ３４の駆動電流は、オペアンプ（定電流回路１１８）で帰還させて、モ−タ電流を定電流にする。基準発振器１２０のクロック周波数に同期させて速度制御をすることができるので、モ−タの速度制御を精度良く行なうことができる。
【００４４】
図７は、ＤＣブラシレスモ−タ３４の極性位置、センサ出力、転流（相）切換えタイミング信号を示す図であり横軸方向の矢印が時間ｔ（機械角θ）である。
前記ロ−タ２０のＦＧ着磁パターン１１Ａはフィールドマグネット着磁ピッチに位置同期して形成され、具体的にはフィールドマグネットの着磁ピッチ内のＦＧ着磁数ｆとして上記ＤＣブラシレスモ−タの相数ｍ、任意の正の整数ｎ＝１、２、…とした場合にＦＧ着磁数ｆは、
ｆ＝２×ｍ×ｎ （１）式を満足させている。
たとえば、ｍ＝３相のとき、ｎ＝２としたときＦＧ着磁数ｆ＝８となり図７（２）のように８極と成る。
【００４５】
従って３相８極ＤＣブラシレスモ−タ３４ではｍ＝３、ｎ＝２のとき、ＦＧ出力（図７（３））は（８×８）／２＝３２となり、ロ−タ２０の一回転の間に図７（３）に示すＦＧ出力として３２個のパルス出力信号が得られる。
【００４６】
ＤＣブラシレスモ−タ３４の図５に示すＦＧパタ−ン１１Ａを検出するＦＧセンサ１９の出力はＦＧアンプ１１３で増幅され、位相比較器１１４及び速度比較器１１５に入力する。
【００４７】
一方、位相比較器１１４には基準発振器１２０のクロック信号とＦＧアンプ１１３のＦＧ出力に基づいて位相の比較が行なわれ、また速度比較器１１５では基準発振器１２０のクロック信号とＦＧアンプ１１３のＦＧ出力に基づいて速度の比較が行なわれる。
加算器１１６では位相比較器１１４の出力と速度比較器１１５の誤差出力を加算する。そして、補償器１１７では加算器１１６の出力に基づいて比例積分補償が行なわれる。
定電流回路１１８では補償器１１７の補償出力に応答して定電流をモ−タドライバ１１２に供給してモ−タドライバ１１２を動作させる。
【００４８】
また上記転流（相）切換部１１１では、ホールアンプ１１０からの各ホールＵ，Ｖ，Ｗの出力に基づいて転流（相）切換タイミング信号を生成する。
その切換タイミング信号により位相を１２０°ずつずらして図７（４）乃至図７（６）に示すようにホールＵ相、Ｖ相、Ｗ相の切換えを行い、モ−タドライバ１１２を動作させＤＣブラシレスモ−タ３４を駆動させることができる。
【００４９】
図８及び図９は、本発明の実施の形態を示す断面構成図及び斜視図である。
ポリゴンミラー２１を有する走査光学系２０は、反射ミラー２２、２３を介して画像データがそれぞれの感光体ドラム３０、及び３１に走査され、感光体ドラム３０にてブラック及びマゼンタの画像を現像器２４、２５により現像してトナー像を形成し、感光体ドラム３１にてシアン及びイエローの画像を現像器２６、２７により現像してトナー像を形成し、これらのトナー像を中間転写体３２上にて重ね合わせを行い搬送通路５８、５９を通る記録収納カセット３６の内の記録紙に一括転写してカラー画像を得ることができる。
【００５０】
感光体ドラム３０、３１及び中間転写体３２は、ＤＣブラスレスモータ３４から図示しない減速ギア列により駆動力が伝達される。この減速ギア列はモータ３４の回転を、それぞれ整数倍することにより感光体ドラム３０、３１、中間転写体３２が１回転するように構成されている。また、感光体ドラム３０、３１の回転を整数倍することにより中間転写体３２が１回転するように構成されている。これにより中間転写体及び感光体ドラムは常に同じ位相位置を保つことができる。
また、中間転写体３２の回転は１回転毎、ＯＤセンサ１によって検出されるように構成されている。
【００５１】
このように構成された実施の形態において、図２に示すように画像出力要求（ＰＲＩＮＴＲＥＱｎ）が入力されると、ポリンゴンミラ２１のスキャナモータ及びモータ３４が回転を開始する。
ついで、制御回路５３内で垂直同期要求（ＶＳＲＥＱｎ）が行われ、垂直同期出力が許可（ＶＳＥＮＢｎ）信号が垂直同期制御回路２に入力されるとともに、所定の画像形成タイミングが実行される。
【００５２】
スキャナモータが回転しているので、レーザ５４、５５（図９）は変調されない光ビームを放射して感光体上を走査し、ＰＤセンサ４は一定周期でパルス信号を送出している。
また、モータ３４の回転により該モータ３４からホールＵ信号が垂直同期制御回路２に入来している。
【００５３】
また、入来したＰＤセンサ４からの信号により、同期クロック発生器７は同期クロック信号を出力し垂直同期制御回路２、ライン同期制御回路５及び画像出力制御回路３に同期クロックを送出している。
【００５４】
中間転写体３２の最初の１回転の位置信号がＯＤセンサ１により検出されると、ホールＵ信号のパルスを所定数計数し、感光体ドラム３０に対応するｔｍ１、感光体ドラム３１に対応するｔｍ２の遅延が行われる。
尚、前記所定数は、図３において、中間転写体３２が感光体３０と接触する接点Ａ４（転写位置）と光ビームが感光体３０上に照射されるＡ′３（画像変調信号の出力開始点）との間の距離Ｌ１′と、中間転写体３２上の点Ａ３と前記接点Ａ４との間の距離Ｌ１とが等しいとすると、遅延距離ｔｍ１は、中間転写体３２上の画像が感光体３０から転写される点Ａ１（ＯＤセンサー出力位置）から点Ａ２（ＰＤセンサ出力位置）にまで回動する距離に対応する。
【００５５】
前記所定数のホールＵ信号のパルスを計数した後、ＰＤセンサ４からの信号パルスを計数し、感光体ドラム３０に対応するｔｄ１′及び感光体ドラム３１に対応するｔｄ２′だけ遅延して感光体３０及び３１の垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）を出力する。
【００５６】
また、ライン同期制御回路５では、前記同期クロック発生器７からの同期クロック信号を所定時間カウントして遅延（ｔｖ１、ｔｖ２）して、ライン同期制御信号（ＬＳＹＮＣ１ｎ），（ＬＳＹＮＣ２ｎ）を出力して、前記垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）に同期して、ビデオデータのブラック及びシアンに対応する変調信号（ＶＤＯ１），（ＶＤＯ２）を出力する。
【００５７】
前記変調信号がポリゴンミラー２１により走査され、感光体ドラム３０及び３１に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器２４及び２６によって現像され、トナー像が中間転写体３２に転写される。
【００５８】
同様にして、中間転写体３２の最初の２回転の位置信号がＯＤセンサ１により検出されると、ホールＵ信号のパルスを所定数計数し、ｔｍ１，ｔｍ２の遅延を行う。
前記所定数のホールＵ信号のパルスを計数した後、ＰＤセンサ４からの信号パルスを計数し、ｔｄ１′及びｔｄ２′だけ遅延して感光体３０及び３１の垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）を出力する。
【００５９】
また、ライン同期制御回路５では、前記同期クロック発生器７からの同期クロック信号を所定時間カウントして遅延（ｔｖ１、ｔｖ２）して、ライン同期制御信号（ＬＳＹＮＣ１ｎ），（ＬＳＹＮＣ２ｎ）を出力して、前記垂直同期信号（ＶＳＹＮＣ１ｎ）及び（ＶＳＹＮＣ２ｎ）に同期して、ビデオデータのマゼンタ及びイエローに対応する変調信号（ＶＤＯ１），（ＶＤＯ２）を出力する。
【００６０】
前記変調信号がポリゴンミラー２１により走査され、感光体ドラム３０及び３１に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器２４及び２６によって現像され、トナー像が中間転写体３２に転写される。
【００６１】
第２回目の中間転写体への転写中に中間転写体上に重ね合わせられたトナー像は、記録紙に一括転写して定着器に搬送して定着される。また、記録紙に転写中に中間転写体のクリーニングがクリーナー３３によって行われ次の画像形成の準備が行われる。
【００６２】
以上詳述したように、本実施の形態においては、回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号を用いて前記中間転写体の１回転毎に、第１検出信号を発生する第１検出信号出力手段の前記第１検出信号の発生時から前記画像変調手段の出力送出を許容するまでを遅延しているので、負荷の影響によりモータが増減速しても送出される回転位相は変動しない。
よって、前記回転駆動源の回転速度が増減しても、中間転写体の回転角度位置は、常に等しい。
【００６３】
尚、上記実施の形態においては、中間転写体を用いて説明したが、中間転写体の代わりに記録媒体を用いて直接感光体から転写してもよいことは勿論のことである。
【００６４】
以上詳述したように、本実施の形態は、画像が形成される感光体と転接する、前記画像を現像したトナー像が転写される中間転写体（または記録媒体）とを単一の回転駆動源により駆動するようになし、前記中間転写体（または記録媒体）の１回転毎に、第１検出信号を発生する第１検出信号出力手段の前記第１検出信号の発生時から前記画像変調手段の出力送出を許容するまでを前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号をカウントして遅延処理している。
そして、その時点から遅延して画像変調手段の出力送出を同期しているので、負荷の影響が排除され色ズレを防止した画像形成装置を提供することができる。
【００６５】
そして、「前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号」とは、１回転内において所定位置に対応する信号が送出可能な駆動源の信号を意味し、ＤＣブラシレスモータのコミュテーション信号、もしくは速度信号、ステッピングモータの駆動パルス信号、モータに付設したエンコーダの出力信号等が含まれる。
【００６６】
また、本実施の形態は、感光体の１回転周期が回転駆動源の１回転周期の整数倍に設定し、さらに、中間転写体、または、記録媒体保持手段を前記回転駆動源の１回転周期の整数倍になし、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により前記回転駆動源の回転が制御するように構成しているので、回転駆動源から中間転写体（記録媒体保持手段）、並びに感光体への駆動力伝達は整数化ギア列にて行われ、中間転写体（記録媒体保持手段）、並びに感光体は常に同じ位相位置を取ることができる。
【００６７】
すなわち、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により前記回転駆動源の回転が制御されるので、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により中間転写体（記録媒体保持手段）の任意の角度位置に前記始点と接触するように、遅延して同期させることが容易にでき、さらに色ズレを防止することができる。
【００６８】
【発明の効果】
以上に記載した如く本第１及び第２発明によれば、ＯＤセンサは感光体ドラムからの離れた位置における配置を余儀なくされる場合や、また、複数の感光体を用いる場合ＯＤセンサの検出信号から画像形成までの遅延時間が長くなり、この間に記録紙への転写やクリーナー等による負荷変動のために感光体の回転速度が変動した場合においても色ズレを防止したカラー画像形成装置を提供できる。
また本第１の発明によれば、中間転写体の速度が変動しても、それに対応して中間転写体及び感光体ドラムを回転駆動する駆動源の回転速度が変化し、互いに周面が対面して転動する両者の周面の移動量が等しく対応するとともに、該移動量を駆動源が送出する回転位相信号をカウントすることによりビデオデータの送出を制御する画像形成装置を提供できる。
【００６９】
また、請求項３記載の発明は、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により前記回転駆動源の回転が制御されるとともに、前記感光体の１回転周期が前記回転駆動源の１回転周期の整数倍に設定し、さらに、前記中間転写体、または、前記記録媒体保持手段を前記回転駆動源の１回転周期の整数倍に構成しているので、前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により中間転写体（記録媒体保持手段）の任意の角度位置に前記始点と接触するように、遅延して同期させることが容易にでき、さらに色ズレを防止することができる。
【００７０】
また、請求項４記載する発明は、前記第２検出信号は、前記第１検出信号からＤＣブラシレスモータのコミュテーション信号、もしくは速度信号、またはステッピングモータの駆動パルス信号、もしくはモータに付設したエンコーダの出力信号を計時して所定時間後に出力されるように構成しているので、前記信号を計数することにより、容易にモータの回転位相もしくは回転数を検出することができ、これにより負荷の変動による影響を防止することができる。
【００７１】
また、本発明は、光走査手段の主走査開始位置検知信号又は画像変調手段の画像変調クロックをカウントして第２の遅延処理を行った後に該回路より垂直同期信号を出力する遅延送出するように構成しているので、従来のセンサ及び画像変調クロックが用いることができ、特別の手段を別設する必要がなく、コストが上昇せず経済的にカラー画像形成装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施の形態に係る電気制御回路のブロック構成図である。
【図２】 本実施の形態のタイミングチャート図である。
【図３】 中間転写体における遅延概念を示す説明図である。
【図４】 アウタ−ロ−タ形ＤＣブラシレシモ−タの構造例を示す断面図である。
【図５】 本発明に適用されるフィールドマグネットにＦＧ着磁パターンを形成してなるロータの概略図である。
【図６】 図４に示すＤＣブラシレスモ−タの駆動回路の例を示すブロック図である。
【図７】 図４に示すＤＣブラシレスモ−タのセンサ出力タイミングチャート図である。
【図８】 本発明に適用するカラー画像形成装置の要部を示す断面図である。
【図９】 図８の要部を示す斜視図である。
【図１０】 従来の電気制御回路のブロック図である。
【図１１】 従来の画像形成タイミングチャート図である。
【符号の説明】
１ ＯＤセンサ（第１検出信号出力手段）
２ 垂直同期制御回路（演算制御手段）
４ ＰＤセンサ（第２検出信号出力手段）
５ ライン同期制御回路（タイミング遅延手段）
３０、３１ 感光体ドラム
３２ 中間転写体
３４ ＤＣブラシレスモ−タ
Claims (4)
- 画像変調手段より画像データに応じて出力された変調ビームを光走査手段により前記変調ビームを露光して画像が形成される感光体と、該感光体と転接するとともに前記画像を現像したトナー像が転写される中間転写体とを単一の回転駆動源により回転駆動するカラー画像形成装置であって、
前記中間転写体の１回転毎に発生する第１の検出信号を入来させて前記変調ビームの垂直同期タイミングを取る垂直同期信号を出力する垂直同期制御回路を具えた画像形成装置において、
前記垂直同期制御回路に前記第１の検出信号と、前記単一の回転駆動源の回転位相に対応する位相パルス（以下第２の検出信号という）と、前記光走査手段の１ライン走査毎に発生する検出信号若しくは変調ビームの画像変調クロック信号（以下第３の検出信号という）を入来させて、
該制御回路内で第１の検出信号検出ごとに第２の検出信号をカウントして第１の遅延処理を行った後に、前記第３の検出信号をカウントして第２の遅延処理を行い該回路より垂直同期信号を出力することを特徴とするカラー画像形成装置。 - 画像変調手段より画像データに応じて出力された変調ビームを光走査手段により前記変調ビームを露光して画像が形成される感光体と、該感光体と転接するとともに前記画像を現像したトナー像が転写される記録媒体を保持する記録媒体保持手段とを単一の回転駆動源により回転駆動するカラー画像形成装置であって、
前記中間転写体の１回転毎に発生する第１の検出信号を入来させて前記変調ビームの垂直同期タイミングを取る垂直同期信号を出力する垂直同期制御回路を具えた画像形成装置において、
前記垂直同期制御回路に前記第１の検出信号と、前記単一の回転駆動源の回転位相に対応する位相パルス（以下第２の検出信号という）と、前記光走査手段の１ライン走査毎に発生する検出信号若しくは変調ビームの画像変調クロック信号（以下第３の検出信号という）を入来させて、
該制御回路内で第１の検出信号検出ごとに第２の検出信号をカウントして第１の遅延処理を行った後に、前記第３の検出信号をカウントして第２の遅延処理を行い該回路より垂直同期信号を出力することを特徴とするカラー画像形成装置。 - 前記回転駆動源が送出する回転位相に対応する信号により前記回転駆動源の回転が制御されるとともに、
前記感光体の１回転周期が前記回転駆動源の１回転周期の整数倍に設定し、さらに、
前記中間転写体、または、前記記録媒体保持手段を前記回転駆動源の１回転周期の整数倍に構成したことを特徴とする請求項１又は２記載のカラー画像形成装置。 - 前記第２検出信号は、ＤＣブラシレスモータのコミュテーション信号、もしくは速度信号によって生成されるパルス信号、またはステッピングモータの駆動パルス信号、若しくはモータに付設したエンコーダの出力信号であることを特徴とする請求項１又は２記載のカラー画像形成装置。
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