JP4237593B2 - 駆動制御装置、駆動制御方法、画像形成装置、画像読取装置及びプログラム - Google Patents
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Description
また、請求項2の発明は、請求項1の駆動制御装置において、上記補正値として、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると上記加算手段が判断したときの該検出回転位置と該目標回転位置との差分を用いることを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、回転位置を検出しながら、各検出時刻の検出回転位置とその検出時刻に位置すべき回転位置を示す予め設定された目標回転位置との比較を行い、その結果に応じて各検出時刻の検出回転位置がその検出時刻に対応する目標回転位置に追従するように回転の加速度を増減しながら、停止状態から所望の回転速度まで増速させる回転体の駆動制御方法において、上記比較の結果、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断した場合、該検出回転位置と該目標回転位置との差分を小さくする補正値を、該目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算し、該検出時刻における加算後の目標回転位置と該検出回転位置との比較の結果に応じて回転の加速度を増減することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の駆動制御方法において、上記補正値として、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断したときの該検出回転位置と該目標回転位置との差分を用いることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、回転体と、該回転体の駆動制御を行う駆動制御手段とを備えた画像形成装置において、上記駆動制御手段として、請求項1又は2の駆動制御装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の画像形成装置において、上記回転体は、表面にトナー像を担持した状態で回転するドラム状の像担持体であることを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項5の画像形成装置において、上記回転体は、記録材を搬送する搬送ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項5の画像形成装置において、上記回転体は、表面にトナー像を担持した状態で表面移動する無端ベルト状の像担持体を張架する駆動ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項5の画像形成装置において、上記回転体は、表面に記録材を担持した状態で表面移動する無端ベルト状の記録材搬送部材を張架する駆動ローラであることを特徴とするものである。
また、請求項10の発明は、請求項5の画像形成装置において、表面にトナー像を担持する像担持体を複数有し、上記回転体は、複数の像担持体の少なくとも1つであることを特徴とするものである。
また、請求項11の発明は、原稿面に対して光を照射し、あるいは原稿面に対して照射された光の反射光を受光する走行体と、該走行体を該原稿面に沿って走行させるための駆動力を伝達する駆動力伝達経路上に設けられる回転体の駆動制御を行う駆動制御手段とを備えた画像読取装置において、上記駆動制御手段として、請求項1又は2の駆動制御装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項12の発明は、回転位置を検出しながら、各検出時刻の検出回転位置とその検出時刻に位置すべき回転位置を示す予め設定された目標回転位置との比較を行い、その結果に応じて各検出時刻の検出回転位置がその検出時刻に対応する目標回転位置に追従するように回転の加速度を増減しながら、停止状態から所望の回転速度まで増速させる回転体の駆動制御装置に設けられるコンピュータを機能させるためのプログラムにおいて、上記比較の結果、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断した場合、該検出回転位置と該目標回転位置との差分を小さくする補正値を、該目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算し、該検出時刻における加算後の目標回転位置と該検出回転位置との比較の結果に応じて回転の加速度を増減する加算手段として、上記コンピュータを機能させることを特徴とするものである。
そして、本発明によれば、検出回転位置が目標回転位置よりも進んでいる場合、これらの差分を小さくする補正値がその目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算される。よって、目標回転位置に対する回転体の回転位置の進み度合いが小さくなる。その結果、回転体の回転位置を目標回転位置に追従させるべく回転体の加速度を小さくする度合いを小さくすることができる。したがって、回転体の加速度を小さくすることによる起動時間のロスが少なくなる。
以下、本発明を、画像形成装置であるカラー複写機に適用した一実施形態(以下、「実施形態1」という。)について説明する。
図12は、本実施形態1に係るカラー複写機の概略構成図である。
このカラー複写機の装置本体110は、その外装ケース111内の中央よりもやや右寄りに、ドラム状の像担持体としての感光体(以下、「感光体ドラム」という。)112を備えている。感光体ドラム112の周りには、その上に設置されている帯電器113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114、中間転写ユニット115、クリーニング装置116、除電器117などである。これらの帯電器113、回転型現像装置114、クリーニング装置116、除電器117の上には、潜像形成手段としての光書込み装置、例えばレーザ書込み装置118が設置されている。回転型現像装置114は、現像ローラ121を有する現像器120A、120B、120C、120Dを備えている。これら現像器120A、120B、120C、120Dにはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーがそれぞれ収納されている。そして、中心軸まわりに回動して各色の現像器120A、120B、120C、120Dを選択的に感光体ドラム112の外周に対向する現像位置へ移動させる。
レーザ書込み装置118は、画像読取装置129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る。そして、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ドラム112に照射して感光体ドラム112を露光することで感光体ドラム112上に静電潜像を形成する。画像読取装置129は装置本体110の上面に設けられた原稿台130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。記録媒体搬送路132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132には、中間転写ユニット115及び転写装置126より手前に搬送ローラとしてのレジストローラ133が設置されている。また、中間転写ユニット115及び転写装置126より下流側に、搬送ベルト134、定着装置135、排紙ローラ136が配置されている。
装置本体110は給紙装置150上に載置される。給紙装置150内には、複数の給紙カセット151が多段に設けられ、給紙ローラ152のいずれか1つが選択的に駆動されて給紙カセット151のいずれか1つから記録媒体が送り出される。この記録媒体は装置本体110内の自動給紙路137を通して記録媒体搬送路132へ搬送される。また、装置本体110の右側には、手差しトレイ138が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ138から挿入された記録媒体は装置本体110内の手差し給紙路139を通して記録媒体搬送路132へ搬送される。装置本体110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、記録媒体搬送路132を通して排紙ローラ136により排出された記録媒体が排紙トレイへ収容される。
次に、感光体ドラム112は、帯電器113により一様に帯電され、画像読取装置129から画像処理部を介してレーザ書込み装置118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118から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム112上の静電潜像は回転型現像装置114の3色目の現像器120Cにより現像されて3色目の画像となる。そして、この感光体ドラム112上の3色目の画像は転写装置125により中間転写ベルト124上に1色目の画像、2色目の画像と重ねて転写される。感光体ドラム112は、3色目の画像の転写後にクリーニング装置116でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器117で除電される。
さらに、感光体ドラム112は、帯電器113により一様に帯電され、画像読取装置129から画像処理部を介してレーザ書込み装置118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118から照射されて静電潜像が形成される。この感光体ドラム112上の静電潜像は回転型現像装置114の4色目の現像器120Dにより現像されて4色目の画像となる。そして、この感光体ドラム112上の4色目の画像が転写装置125により中間転写ベルト124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。感光体ドラム112は、4色目の画像の転写後にクリーニング装置116でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器117で除電される。
そして、レジストローラ133がタイミングをとって回転して記録媒体が送り出され、この記録媒体は転写装置126により中間転写ベルト124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134で搬送されて定着装置135によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ136により排紙トレイへ排出される。また、中間転写ベルト124はフルカラー画像の転写後にクリーニング装置127でクリーニングされて残留トナーが除去される。
この回転体駆動装置は、駆動源としてのモータ11、駆動伝達部材としてのギヤ12,13、駆動プーリ14、従動プーリ15、テンションプーリ16、タイミングベルト17、及びエンコーダ18を用いて構成されている。ギア13は駆動プーリ14に同軸となるように取り付けられている。モータ11はギヤ12、13を介して駆動プーリ14を回転駆動する。モータ11のモータ軸には、エンコーダ18が取り付けられている。タイミングベルト17は、駆動プーリ14と従動プーリ15とに掛け渡され、テンションプーリ16によって一定の張力がかかるようになっている。駆動対象としての回転体19は、軸20を介して従動プーリ15との同軸度が保たれるように取り付けられている。この回転体駆動装置では、最終的に、モータ11を等速で回転させて、回転体19を所望の一定速度で回転駆動する。
この角変位制御装置は、上記エンコーダ18の出力信号に基づいてモータ11の角変位をデジタル制御することで、回転体19の回転速度を制御する電圧制御系である。この角変位制御装置は、マイクロコンピュータ21、バス22、指令発生装置23、比較手段及び制御手段としてのモータ駆動用インターフェース装置24、駆動信号出力手段としてのモータ駆動装置25、及びエンコーダ検出用インターフェース装置26を用いて構成されている。
上記指令発生装置23は、所定の検出時刻におけるモータ11の各目標角変位(目標回転位置)を指令する目標角変位指令信号を順次出力する。この指令発生装置23の出力側もバス22へ接続されている。
上記モータ駆動用インターフェース装置24は、モータ軸の検出角変位(検出回転位置)及び上記目標角変位指令信号に基づく目標角変位により、マイクロコンピュータ21による後述のフィードバック制御系の計算結果をパルス状の操作電圧(駆動信号)に変換する。
上記モータ駆動装置25は、パワー半導体素子(例えばトランジスタ)等で構成されている。このモータ駆動装置25は、上記モータ駆動用インターフェース装置24から出力されたパルス状の制御信号に基づいて動作し、モータ11に印加する電圧を制御する。
上記エンコーダ検出用インターフェース装置26は、エンコーダ18とともに回転位置検出手段を構成するものであり、エンコーダ18の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する。エンコーダ検出用インターフェース装置26は、エンコーダ18の出力パルスを計数するカウンタを備えている。そして、このカウンタのカウントした数値に、あらかじめ定められたパルス数対角変位の変換定数をかけてモータ軸の検出角変位に対応するデジタル数値に変換する。このモータ軸の検出角変位に対応するデジタル数値の信号は、バス22を介してマイクロコンピュータ21に送られる。
次に、本発明の特徴部分である、停止状態の回転体19を所望の回転速度まで起動させるまでの間の角変位制御装置の制御動作(以下、「制御例1」という。)について説明する。
図1は、停止状態の回転体19を所望の回転速度まで起動させるまでの間の本制御例1における角変位制御装置の制御の流れを示すフローチャートである。
図4は、本制御例1における起動中の回転体19について、エンコーダ18とエンコーダ検出用インターフェース装置26により検出された検出角変位と、指令発生装置23が発生させる目標角変位とを示すグラフである。図5は、従来装置における図4に対応したグラフである。これらのグラフは、横軸が時間であり、縦軸は停止位置を原点とした回転体19の累積角変位である。
なお、本実施形態でも、モータ11の回転方向を検出する手段が備わっていない安価な構成を採用しているので、モータ11の回転方向は認識されない。この場合、モータ11の回転方向を逆に認識してしまうと、検出角変位はマイナス側へ累積されるため、適切に駆動制御を行うことができない。そこで、本実施形態では、次のようにしてモータ11の回転方向を認識するようにしている。すなわち、2回目の検出時刻の検出角変位bと目標角変位Bとを比較する際、その検出角変位bは、通常は目標角変位Bよりも遅れていると判断される。よって、この比較の際に検出角変位bが目標角変位Bよりも進んでいると判断された場合には、それはモータ11の回転方向を逆に認識してしまっていることを意味する。したがって、この場合、認識している回転方向を逆にして、その検出角変位b及び以後に検出される検出角変位cを適切なものに補正する。
例えば、図6に示すように、目標角変位Bと検出角変位bとの差分よりも僅かに小さい値としてもよい。この場合、検出角変位bは、更新目標角変位B1’に対して僅かに進んだものとなるが、そのズレ分を補正するために変動するモータ11の回転駆動速度は僅かとなる。よって、この場合も、目標角変位に円滑に追従させることができ、回転体19を滑らかに回転させながら所望の一定速度まで起動することができる。
また、例えば、図7に示すように、目標角変位Bと検出角変位bとの差分よりも僅かに大きい値としてもよい。この場合、検出角変位bは、更新目標角変位B2’に対して僅かに遅れたものとなるが、そのズレ分を補正するために変動するモータ11の回転駆動速度は僅かとなる。よって、この場合も、目標角変位に円滑に追従させることができ、回転体19を滑らかに回転させながら所望の一定速度まで起動することができる。
次に、上記実施形態における角変位制御装置の他の制御例(以下、「参考例」という。)について説明する。
本参考例は、上記制御例1のように目標変更パターンは更新せず、予め決められた一定の目標変更パターンを用いる。なお、本参考例の制御動作を行う角変位制御装置のハードウェア構成については、上記制御例1と同様であるので、以下ではその制御動作についてのみ説明する。
図9は、本参考例における起動中の回転体19について、その検出角変位と目標角変位とを示すグラフである。
回転体19を停止状態から起動させる際、上記制御例1と同様に、まず、指令発生装置23から目標変更パターンに従った目標角変位Aがモータ駆動用インターフェース装置24に出力される(S11)。その後、マイクロコンピュータ21は、エンコーダ検出用インターフェース装置26から、その目標角変位Aに対応する時期の検出角変位aを取得する(S12)。ここで、本参考例では、マイクロコンピュータ21は、加算手段として機能し、取得した検出角変位aに、後述する補正値を加算する処理を行う(S13)。しかし、初回の取得時では、この補正値は0に設定されているので、その検出角変位aは、そのまま、モータ駆動用インターフェース装置24に送られる。モータ駆動用インターフェース装置24は、取得した検出角変位aと目標角変位Aとを比較し、検出角変位aが目標角変位Aに対して進んでいるか否かを判断する(S14)。この初回の判断では、検出角変位aは目標角変位Aに対して遅れているので、そのズレ分を補正するためにモータ11が回転駆動を開始し、モータ11の角変位が目標角変位に追従するように追値制御される(S15)。
しかも、本参考例によれば、目標変更パターンは一定であるので、回転体19が所望の一定速度にまで達する起動時間も一定とすることができる。
例えば、図10に示すように、目標角変位Bと検出角変位bとの差分よりも僅かに小さい値としてもよい。この場合、補正検出角変位b1’は、目標角変位Bに対して僅かに進んだものとなるが、そのズレ分を補正するために変動するモータ11の回転駆動速度は僅かとなる。よって、この場合も、目標角変位に円滑に追従させることができ、回転体19を滑らかに回転させながら所望の一定速度まで起動することができる。
また、例えば、図9に示すように、目標角変位Bと検出角変位bとの差分よりも僅かに大きい値としてもよい。この場合、補正検出角変位b2’は、目標角変位Bに対して僅かに遅れたものとなるが、そのズレ分を補正するために変動するモータ11の回転駆動速度は僅かとなる。よって、この場合も、目標角変位に円滑に追従させることができ、回転体19を滑らかに回転させながら所望の一定速度まで起動することができる。
次に、本発明を、画像形成装置であるカラー複写機に適用した他の実施形態(以下、「実施形態2」という。)について説明する。
図13は、本発明の実施形態2に係るカラー複写機の概略構成図である。図13において、無端ベルト状の像担持体である感光体ベルト201は、閉ループ状のNL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無端状の感光体ベルトである。この感光体ベルト201は、3本の支持回転体としての感光体搬送ローラ202,203,204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。
上記LSU206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214を得、この露光光線214により感光体ベルト201を走査して感光体ベルト201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215はループ状に形成された感光体ベルト201の継ぎ目を検知するものであり、継ぎ目センサ215が感光体ベルト201の継ぎ目を検知すると、感光体ベルト201の継ぎ目を回避するように、かつ、各色の静電潜像形成角変位が同一になるように、タイミングコントローラ216がLSU206の発光タイミングを制御する。
各現像器207〜210は、それぞれの現像色に対応したトナーを収納しており、感光体ベルト201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ベルト201に当接し、感光体ベルト201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。
中間転写ユニット211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ドラム状の像担持体である中間転写ドラム217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218とからなり、中間転写ドラム217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218が中間転写ドラム217から離間している。中間転写体クリーニング手段218は、中間転写ドラム217をクリーニングする時のみ中間転写ドラム217に当接し、中間転写ドラム217から記録材としての記録紙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220から給紙ローラ221により1枚ずつ用紙搬送路222に送り出される。
転写手段としての転写ユニット223は、中間転写ドラム217上のフルカラー画像を記録紙219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224と、中間転写ドラム217上のフルカラー画像を記録紙219に転写するための転写バイアスを中間転写ドラム217に印加する転写器225と、記録紙219にフルカラー画像が転写された後に記録紙219が中間転写ドラム217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ドラム217に印加する分離器226とから構成されている。
定着器227は、内部に熱源を有するヒートローラ228と、加圧ローラ229とから構成され、記録紙219上に転写されたフルカラー画像をヒートローラ228と加圧ローラ229との記録紙挟持回転に伴い圧力と熱を記録紙219に加えて記録紙219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。
感光体ベルト201と中間転写ドラム217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205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205が感光体ベルト201の表面を一様に−700V程度に帯電させる。次に、継ぎ目センサ215が感光体ベルト201の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト201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ベルト201にLSU206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214が照射され、感光体ベルト201は露光光線214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。
一方、ブラック現像器7は所定のタイミングで感光体ベルト201に当接される。ブラック現像器207内のブラックトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト201上の露光光線214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207により感光体ベルト201の表面に形成されたブラックトナー像は、中間転写ドラム217に転写される。感光体ベルト201から中間転写ドラム217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212により除去され、さらに除電器213によって感光体ベルト201上の電荷が除去される。
次に、帯電器205が感光体ベルト201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215が感光体ベルト201の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト201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ベルト201にLSU206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214が照射され、感光体ベルト201は露光光線214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。
一方、感光体ベルト201には所定のタイミングでシアン現像器208が当接される。シアン現像器208内のシアントナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト201上の露光光線214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208により感光体ベルト201の表面に形成されたシアントナー像は、中間転写ドラム217上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体ベルト201から中間転写ドラム217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212により除去され、さらに除電器213によって感光体ベルト201上の電荷が除去される。
次に、帯電器205が感光体ベルト201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215が感光体ベルト201の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト201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ベルト201にLSU206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214が照射され、感光体ベルト201は露光光線214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。
一方、感光体ベルト201には所定のタイミングでマゼンタ現像器209が当接される。マゼンタ現像器209内のマゼンタトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト201上の露光光線214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209により感光体ベルト201の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写ドラム217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。感光体ベルト201から中間転写ドラム217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12により除去され、さらに除電器213によって感光体ベルト201上の電荷が除去される。
さらに、帯電器205が感光体ベルト201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215が感光体ベルト201の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト201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ベルト201にLSU206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214が照射され、感光体ベルト201は露光光線214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。
一方、感光体ベルト201には所定のタイミングでイエロー現像器210が当接される。イエロー現像器210内のイエロートナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト201上の露光光線214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210により感光体ベルト201の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写ドラム217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、中間転写ドラム217上にフルカラー画像が形成される。感光体ベルト201から中間転写ドラム217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212により除去され、さらに除電器213によって感光体ベルト201上の電荷が除去される。
中間転写ドラム217上に形成されたフルカラー画像は、これまで中間転写ドラム217から離間していた転写ユニット223が中間転写ドラム17に接触し、転写器225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220から用紙搬送路222に沿って搬送されてきた記録紙219へ転写器225により一括して転写される。
また、分離器226には記録紙219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219が中間転写ドラム217から剥離される。続いて、記録紙219は、定着器227に送られ、ここでヒートローラ228と加圧ローラ229とによる挟持圧、ヒートローラ228の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ230により排紙トレイ231へ排出される。
また、転写ユニット223により記録紙219上に転写されなかった中間転写ドラム217上の残留トナーは中間転写体クリーニング手段218により除去される。中間転写体クリーニング手段218は、フルカラー画像が得られるまで中間転写ドラム217から離間した角変位にあり、フルカラー画像が記録紙219に転写された後に中間転写ドラム217に接触して中間転写ドラム217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。
なお、図13に示したカラー複写機において、上記感光体ベルト201と、感光体搬送ローラ202〜204と、従動支持回転体としての感光体搬送ローラに取り付けた図示しないエンコーダと、駆動支持回転体としての感光体搬送ローラに取り付けた図示しない駆動モータと、前記ベルト駆動装置とを含むように感光体ベルト装置を構成することもできる。更に、この感光体ベルト装置は、保守・交換等が容易になるように、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジとして構成してもよい。
次に、本発明を、画像形成装置であるカラー複写機に適用した更に他の実施形態(以下、「実施形態3」という。)について説明する。
図14は、本発明の実施形態3に係るカラー複写機の概略構成図である。図14において、複数色、例えばブラック(以下Bkという)、マゼンタ(以下Mという)、イエロー(以下Yという)、シアン(以下Cという)の各画像をそれぞれ形成する複数の画像形成ユニット321Bk,321M,321Y,321Cが垂直方向に配列され、この画像形成ユニット321Bk,321M,321Y,321Cは、それぞれ、ドラム状の像担持体である感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322C、帯電装置(例えば接触帯電装置)323Bk,323M,323Y,323C、現像装置324Bk,324M,324Y,324C、クリーニング装置325Bk,325M,325Y,325Cなどから構成される。
光書き込み装置327Bk,327M,327Y,327Cは、それぞれY、M、C、Bk各色の画像信号により半導体レーザ駆動回路で半導体レーザを駆動して半導体レーザからのレーザビームをポリゴンミラー329Bk,329M,329Y,329Cにより偏向走査し、このポリゴンミラー329Bk,329M,329Y,329Cからの各レーザビームを図示しないfθレンズやミラーを介して感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cに結像することにより、感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cを露光して静電潜像を形成する。
この感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322C上の静電潜像は、それぞれ現像装置324Bk,324M,324Y,324Cにより現像されてBk、M、Y、C各色のトナー像となる。したがって、帯電装置323Bk,323M,323Y,323C、光書き込み装置327Bk,327M,327Y,327C及び現像装置324Bk,324M,324Y,324Cは、感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322C上にBk、M、Y、C各色の画像(トナー像)を形成する画像形成手段を構成している。
一方、普通紙、OHPシートなどの転写紙は、本画像形成装置の下部に設置された、給紙カセットを用いて構成された給紙装置330から転写紙搬送路に沿ってレジストローラ331に給紙され、レジストローラ331は1色目の画像形成ユニット(転写紙に最初に感光体ドラム上の画像を転写する画像形成ユニット)321Bkにおける感光体ドラム322Bk上のトナー像とタイミングを合わせて転写紙を無端状の搬送転写ベルト326と感光体ドラム322Bkとの転写ニップ部へ送出する。
上記搬送転写ベルト326は垂直方向に配列された駆動ローラ332及び従動ローラ333に掛け渡され、駆動ローラ332が図示しない駆動部により回転駆動されて搬送転写ベルト326が感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cと同じ周速で回転する。レジストローラ331から送り出された転写紙は、搬送転写ベルト326により搬送され、感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322C上のBk、M、Y、C各色のトナー像がコロナ放電器からなる転写手段334Bk,334M,334Y,334Cにより形成される電界の作用で順次に重ねて転写されることによりフルカラー画像が形成されると同時に、搬送転写ベルト326に静電的に吸着されて確実に搬送される。
この転写紙は、分離チャージャからなる分離手段236により徐電されて搬送転写ベルト326から分離された後に定着装置237によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ238により本実施例の上部に設けられている排紙部239へ排出される。また、感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cは、トナー像転写後にクリーニング装置325Bk,325M,325Y,325Cによりクリーニングされて次の画像形成動作に備える。
なお、図14に示したカラー複写機において、上記搬送転写ベルト326と、駆動ローラ332と、従動ローラ333と、駆動ローラ332を駆動する回転体駆動装置とを含むように搬送転写ベルト装置を構成することもできる。更に、この搬送転写ベルト装置は、保守・交換等が容易になるように、画像形成装置本体に対して着脱可能な搬送転写ベルトユニットとして構成してもよい。
次に、本発明を、画像読取装置に適用した一実施形態(以下、「実施形態4」という。)について説明する。
図15は、本発明の実施形態4に係る画像読取装置の概略構成図である。この画像読取装置は、原稿901が載置される原稿台602、原稿901に光を照射する原稿照明系903、原稿を読み取るための走行体である光電変換ユニット908を備えている。さらに、画像読取装置は、副走査駆動用のプーリ909,910、ワイヤ911、駆動源としてのモータ11、ハウジング912を備えている。上記光電変換ユニット908は、CCD(Charge Coupled Device)905、結像レンズ906、全反射ミラー907等で構成されている。この光電変換ユニット908は、モータ11をハウジング912に固定して、ワイヤ911とプーリ909、910等からなる駆動力を伝達する手段を用いて、原稿901の副走査方向に駆動する。このとき蛍光灯等からなる原稿照明系903で、原稿台902上の原稿901を照明し、その反射光束(光軸を904で示す)を複数のミラー907で折り返し、結像レンズ906を介して、CCD905の受光部に原稿901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908により、原稿901の全面を走査することにより、原稿全体を読み取る。また、読み取り開始角変位を示すセンサ913が原稿901の端部の下部に設置されている。さらに、光電変換ユニット908は、ホームポジションAから読み取り開始角変位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る。この光電変換ユニット908がA点に達した後、読み取りが開始される。
図16は、上記駆動制御の実行に使用するコンピュータの一例であるパーソナルコンピュータ1001の正面図である。パーソナルコンピュータ1001に着脱可能な記録媒体1003には、パーソナルコンピュータ1001に制御のための演算、データ入出力等を実行させるためのプログラムが格納されている。パーソナルコンピュータ1001は、この記録媒体1003に格納されているプログラムを実行することにより、上記各実施形態における位置制御を実行できる。上記記録媒体1003としては、CD−ROM等の光ディスクやフレキシブルディスク等の磁気ディスクが挙げられる。また、上記プログラムは、記録媒体を用いずに通信ネットワークを介してパーソナルコンピュータ1001に取り込むようにしてもよい。
特に、上記制御例1では、上記補正値として、検出角変位bが目標角変位Bよりも進んでいるとマイクロコンピュータ21が判断したときのその検出角変位bと目標角変位Bとの差分を用いている。これにより、更新目標角変位B’,B1’,B2’と回転体19の検出角変位bとのズレがなくなり、回転体19を減速させる必要がなくなる。したがって、起動時間のロスを効率よく少なくすることができる。
また、上記参考例における駆動制御装置のマイクロコンピュータ21は、検出角変位bが目標角変位Bよりも進んでいると判断した場合、その検出角変位bと目標角変位Bとの差分を小さくする補正値を、検出角変位b及び以後の検出角変位cに加算する加算手段として機能する。この場合も、上記制御例1と同様に、起動時間のロスが少なくなる。
特に、上記参考例では、上記補正値として、検出角変位bが目標角変位Bに対して進んでいるとマイクロコンピュータ21が判断したときのその検出角変位bと目標角変位Bとの差分を用いている。これにより、目標角変位Bと回転体19の補正検出角変位b’,b1’,b2’とのズレがなくなり、回転体19を減速させる必要がなくなる。したがって、減速による起動時間のロスを効率よく少なくすることができる。
また、上述した実施形態1乃至3では、回転体を迅速に所定の回転速度まで起動させることが重要な画像形成装置であるカラー複写機において、その回転体19の駆動制御を行う駆動制御手段として、上述した駆動制御装置を用いるので、起動時間の短縮効果の有用性が高まる。
特に、上記実施形態1乃至3では、上記回転体19は、表面にトナー像を担持した状態で回転するドラム状の像担持体である感光体ドラム112、中間転写ドラム217、感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cである。よって、上述したように、上記カラー複写機のファーストプリントタイムを短縮することができる。
また、上記実施形態1では、上記回転体19は、記録材を搬送する搬送ローラとしてのレジストローラ133である。よって、上述したように、レジストローラと転写位置との間の距離を短くすることができ、カラー複写機の小型化を図ることができる。
また、上記実施形態1及び2では、上記回転体19は、表面にトナー像を担持した状態で表面移動する無端ベルト状の像担持体である感光体ベルト201、中間転写ベルト124を張架する駆動ローラである。よって、上述したように、上記カラー複写機のファーストプリントタイムを短縮することができる。
また、上記実施形態13では、上記回転体19は、表面に記録材を担持した状態で表面移動する無端ベルト状の記録材搬送部材である搬送転写ベルト326を張架する駆動ローラである。よって、上述したように、上記カラー複写機のファーストプリントタイムを短縮することができる。
また、上記実施形態3では、表面にトナー像を担持する像担持体である感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cを複数有し、上記回転体19は、これらの感光体ドラム322Bk,322M,322Y,322Cの少なくとも1つである。特に、プリントスピードが要求されるタンデム型のカラー複写機において、そのファーストプリントタイムの短縮化を図ることができる。
また、上記実施形態4では、原稿面に対して光を照射し、あるいは原稿面に対して照射された光の反射光を受光する走行体としての光電変換ユニット908と、この光電変換ユニット908を原稿面に沿って走行させるための駆動力を伝達する駆動力伝達経路上に設けられる回転体である駆動プーリと、この駆動プーリに対して伝達される駆動力を発生させる駆動源としてのモータ11と、モータ11を制御する駆動制御装置とを備えた画像読取装置において、上記駆動制御装置として、上述した駆動制御装置を用いるので、画像読取装置の小型化を図ったり、読み取り指示があってから実際に読み取りを開始するまでの時間の短縮化を図ったりすることができる。
18 エンコーダ
19 回転体
21 マイクロコンピュータ
23 指令発生装置
24 モータ駆動用インターフェース装置
25 モータ駆動装置
26 エンコータ検出用インターフェース装置
908 光電変換ユニット
a,b,c 検出角変位
A,B,C 目標角変位
B’,B1’,B2’,C’,C1’,C2’ 更新目標角変位
b’,b1’,b2’,c’,c1’,c2’ 補正検出角変位
Claims (12)
- 回転位置を検出しながら、各検出時刻の検出回転位置とその検出時刻に位置すべき回転位置を示す予め設定された目標回転位置との比較を行い、その結果に応じて各検出時刻の検出回転位置がその検出時刻に対応する目標回転位置に追従するように回転の加速度を増減しながら、停止状態から所望の回転速度まで増速させる回転体の駆動制御装置において、
上記比較の結果、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断した場合、該検出回転位置と該目標回転位置との差分を小さくする補正値を、該目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算し、該検出時刻における加算後の目標回転位置と該検出回転位置との比較の結果に応じて回転の加速度を増減する加算手段を有することを特徴とする駆動制御装置。 - 請求項1の駆動制御装置において、
上記補正値として、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると上記加算手段が判断したときの該検出回転位置と該目標回転位置との差分を用いることを特徴とする駆動制御装置。 - 回転位置を検出しながら、各検出時刻の検出回転位置とその検出時刻に位置すべき回転位置を示す予め設定された目標回転位置との比較を行い、その結果に応じて各検出時刻の検出回転位置がその検出時刻に対応する目標回転位置に追従するように回転の加速度を増減しながら、停止状態から所望の回転速度まで増速させる回転体の駆動制御方法において、
上記比較の結果、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断した場合、該検出回転位置と該目標回転位置との差分を小さくする補正値を、該目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算し、該検出時刻における加算後の目標回転位置と該検出回転位置との比較の結果に応じて回転の加速度を増減することを特徴とする駆動制御方法。 - 請求項3の駆動制御方法において、
上記補正値として、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断したときの該検出回転位置と該目標回転位置との差分を用いることを特徴とする駆動制御方法。 - 回転体と、
該回転体の駆動制御を行う駆動制御手段とを備えた画像形成装置において、
上記駆動制御手段として、請求項1又は2の駆動制御装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5の画像形成装置において、
上記回転体は、表面にトナー像を担持した状態で回転するドラム状の像担持体であることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5の画像形成装置において、
上記回転体は、記録材を搬送する搬送ローラであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5の画像形成装置において、
上記回転体は、表面にトナー像を担持した状態で表面移動する無端ベルト状の像担持体を張架する駆動ローラであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5の画像形成装置において、
上記回転体は、表面に記録材を担持した状態で表面移動する無端ベルト状の記録材搬送部材を張架する駆動ローラであることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5の画像形成装置において、
表面にトナー像を担持する像担持体を複数有し、
上記回転体は、複数の像担持体の少なくとも1つであることを特徴とする画像形成装置。 - 原稿面に対して光を照射し、あるいは原稿面に対して照射された光の反射光を受光する走行体と、
該走行体を該原稿面に沿って走行させるための駆動力を伝達する駆動力伝達経路上に設けられる回転体の駆動制御を行う駆動制御手段とを備えた画像読取装置において、
上記駆動制御手段として、請求項1又は2の駆動制御装置を用いることを特徴とする画像読取装置。 - 回転位置を検出しながら、各検出時刻の検出回転位置とその検出時刻に位置すべき回転位置を示す予め設定された目標回転位置との比較を行い、その結果に応じて各検出時刻の検出回転位置がその検出時刻に対応する目標回転位置に追従するように回転の加速度を増減しながら、停止状態から所望の回転速度まで増速させる回転体の駆動制御装置に設けられるコンピュータを機能させるためのプログラムにおいて、
上記比較の結果、検出回転位置がその検出時刻の目標回転位置より進んでいると判断した場合、該検出回転位置と該目標回転位置との差分を小さくする補正値を、該目標回転位置及び以後の目標回転位置に加算し、該検出時刻における加算後の目標回転位置と該検出回転位置との比較の結果に応じて回転の加速度を増減する加算手段として、上記コンピュータを機能させることを特徴とするプログラム。
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