JP4447729B2 - Image forming apparatus - Google Patents

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【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は画像形成装置に関し、回転精度の良好な駆動手段である振動波モータで像担持体や移動体を駆動する、プリンタや複写機、ファクシミリ装置等の画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
従来、回転精度良好な駆動手段、例えば振動波モータは、金属製の例えば円環形状に形成された弾性体の片面に圧電素子を接着剤により接着し、該圧電素子に形成された駆動用の圧電素子群に夫々位相の異なる交流電圧を印加することにより、弾性体上に2つの定在波を励起し、これらの定在波の合成によって、屈曲振動である進行性振動波を形成する。一方、弾性体の他面側には、例えば円環形状の部材がバネ等の加圧手段を介して加圧され、該弾性体に形成される進行性振動波による摩擦駆動により、該部材を移動させ、あるいは該弾性体を移動させていた。また、駆動回路には交流波を生成する駆動パルス発生部と、モ―タに取り付けられたエンコーダからモータの回転速度をフィードバックする制御系とをもっている。
【0003】
この振動波モータは回転精度良好、過渡的負荷変動に強い性質をもっており、色ズレ・ピッチムラ、紙送りショックに有利であることから、現在、複写機等の画像形成装置の感光体ドラムや転写ベルトの駆動用に用いられつつある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】
しかしならが、転写ベルトと感光体ドラムとの駆動手段として振動波モータを用いる画像形成装置であって、前記転写ベルトと前記感光体ドラムとはそれぞれを駆動する複数の振動波モータの停止時及び駆動立ち上げ時/立ち下げ時には非接触であり、複数の振動波モータが定速回転に移行してから接触し、定速回転を行っているうちに離れるような画像形成装置においては、振動波モータの制御系の制御ゲインを、振動波モータの駆動立ち上げ時/立ち下げ時及び定速回転時を通して一定値としていた、もしくは駆動立ち上げ時/立ち下げ時と、定速回転時とで切り換えを行い、2つの値をとっていたため、前記転写ベルトと前記感光体ドラムとが接触する瞬間に発生する突発的な負荷増大に対しては制御余裕がなくなり、負荷重でエラー停止することがあった。
【0005】
本発明は従来の上記課題を解決するものであり、その目的は、像担持体と移動体が接触する瞬間に発生する突発的な負荷増大に対して制御余裕をもたせ、エラー停止させることのない画像形成装置を提供するものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するための本発明に係る代表的な構成は、回転可能な像担持体と、トナー像又は記録材を担持しながら回転可能な転写ベルトと、前記転写ベルトに向かって像担持体上に形成されたトナー像を転写する転写手段と、前記像担持体及び前記転写ベルトを駆動する振動波モータと、前記振動波モータを閉ループ制御する制御手段と、を有し、前記振動波モータの駆動停止時、駆動立ち上げ時及び駆動立ち下げ時は前記転写ベルトと前記像担持体とは離間しており、前記振動波モータが立ち上げ動作後に前記転写ベルトが定速で回転する定速駆動しているときに前記転写ベルトと前記像担持体とが当接する画像形成装置において、前記振動波モータの駆動立ち上げ動作の区間に設けられた加速ゲインと、前記加速ゲインの次の区間に設けられ、前記転写ベルトが定速で回転しているときに前記像担持体と前記転写ベルトとが当接するタイミングを含む区間に設けられた当接ゲインと、前記当接ゲインの次の区間に設けられ、前記振動波モータが減速を開始するまでの区間に設けられた作像ゲインとが設定されることで前記制御手段は前記振動波モータを制御し、前記像担持体と前記転写ベルトとの離間は前記作像ゲインの区間中に行われ、前記作像ゲインの応答性は、前記加速ゲインの応答性よりもきつく設定されて、前記転写ベルトと前記像担持体が離間しても前記振動波モータが駆動可能に設定されており、前記当接ゲインの応答性は、前記加速ゲインと前記当接ゲインと前記作像ゲインの中で最も緩く設定されていることを特徴とする。
【0007】
上記構成にあっては、振動波モータが定速駆動に移行してから移動体を像担持体に接触させる際に、そのための制御ゲインによって駆動することにより、接触による突発的な負荷増大に対しても制御余裕をもつようになる。このため、エラー停止することなく、安定した画像形成を行うことができる。
【0008】
【発明の実施の形態】
次に図面を参照して本発明の一実施形態に係る画像形成装置について説明する。
【0009】
〔第1実施形態〕
図1は第1実施形態に係るカラー電子写真画像形成装置の一態様である4色フルカラー複写機の全体構成を示す縦断面説明図である。
【0010】
{画像形成装置の全体構成}
まず、図1を参照してカラー画像形成装置の全体構成について説明する。図1に示すカラー画像形成装置は、読取装置Aと記録装置Bとが一体的に構成され、読取装置Aで読み取った原稿情報に基づいて記録装置Bで転写材Pにカラー画像を形成するカラー複写機として構成されている。
【0011】
読取装置Aは、プラテンガラス1に載置した原稿に対し、光源2から光照射し、その反射光をミラー3a,3b,3c及びレンズ4を介して光電変換素子5に至らせ、該素子5によってデジタルの電気信号に変換する。尚、前記光源2及びミラー3aは第1キャリッジ6に搭載され、またミラー3b,3cは第2キャリッジ7に搭載され、原稿読み取りに際して矢印a方向へ移動する。
【0012】
プラテンガラス1の上部には原稿を一枚ずつプラテンガラス1上へ供給する原稿供給装置8が取り付けられている。尚、この原稿給送装置8に代えて原稿をプラテンガラス1上に押圧する原稿圧板を取り付けるようにしてもよい。
【0013】
前記読取装置Aで読み取った電気信号は画像処理部9及びインターフェース部10を介して記録装置Bへ伝送され、そこで転写材にカラー画像が記録される。この記録装置Bは水平方向に4個の画像形成手段Y,M,C,Kが並設されており、転写材Pの搬送方向上流側(図1の右側)から下流側(図1の左側)へ順にイエローY、マゼンタM、シアンC、ブラックKの各色トナー像を形成するようになっている。
【0014】
すなわち、それぞれ像担持体としての感光体ドラム11(11Y,11M,11C,11K)を備えている。この感光体ドラム11は、駆動手段(不図示)によって、図1の時計回りに方向に回転駆動される。感光体ドラム11の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラム11表面を均一に帯電する帯電手段12(12Y,12M,12C,12K)、画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光体ドラム11上の静電潜像を形成するスキャナ部13(13Y,13M,13C,13K)、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段14(14Y,14M,14C,14K)、感光体ドラム11上のトナー像を転写材に転写させる転写ローラで構成した転写部材15(15Y,15M,15C,15K)が配設されている。
【0015】
次に各部の構成について、順次説明する。なお、4個の画像形成手段は同一構成であるため、ここでは1つの画像形成手段を例示して説明する。
【0016】
感光体ドラム11は、例えばアルミニウムシリンダの外周面に有機光導伝体層(OPC感光体)を塗布して構成したものである。感光体ドラム11は、その両端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一方の端部に振動波モータ50(50Y,50M,50C,50K)からの駆動力が伝達されることにより、図中時計回りに回転駆動される。
【0017】
帯電手段12は前記感光体ドラム11の表面を一様に帯電させるものであり、この帯電手段12によって帯電させた感光体ドラム11の表面にスキャナ部13からの露光によって静電潜像を形成するものである。スキャナ部13は、図示しない短焦点結像レンズを先端に装着したLEDアレイよりなり、図示しない駆動回路によって画信号に応じてLEDが点灯制御され、これが帯電済みの感光体ドラム11の表面を選択的に露光して静電潜像を形成する。
【0018】
現像手段14は画像形成色に対応した色トナーを収納した現像器によって構成され、現像時には対応する現像器のトナー容器14a内のトナーを送り機構によって塗布ローラ14bに送り込み、磁石14cを内蔵して回転する現像ローラ14dの外周にトナーを薄層塗布し、且つトナーへ電荷を付与(摩擦帯電)する。この現像ローラ14dと、静電潜像が形成された感光体ドラム11との間に現像バイアスを印加することにより、静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像するものである。
【0019】
そして、現像されたトナー像を転写部材15への転写バイアス印加によって転写材Pに転写する。前記それぞれの画像形成手段によるトナー像転写位置へ転写材Pを順次搬送するために、前記4個の感光体ドラム11Y,11M,11C,11Kに接するように、感光体ドラム11と転写手段としての転写部材15の間を循環移動する無端ベルト状の移動体である転写搬送ベルト16が配設されている。この転写搬送ベルト16は転写材を搬送する搬送手段を構成する。
【0020】
転写搬送ベルト16の上流側は第1支持部材としての従動ローラ17で支持され、下流側は第2支持部材としての駆動ローラ18によって支持され、適度なテンションを付与するテンションローラ19,20によって支持されている。そして、駆動ローラ18の軸端に駆動連結された振動波モータ51によって駆動回転する。また、転写搬送ベルト16の搬送方向上流側(図1の右側)には吸着帯電器21が設けられている。転写材Pの搬送に際しては前記吸着帯電器21にバイアス電圧を印加することで、転写搬送ベルト16に静電吸着力を生じさせ、該ベルト16に転写材Pを吸着して搬送するようになっている。
【0021】
上記画像形成装置によって画像形成するには、サイズに応じてカセット22a,22bに収納した転写材Pを、給送ローラ23a,23bによって1枚ずつ分離給送するとともに、搬送ローラ対24により転写搬送ベルト16に吸着して上流側から下流側へ搬送する。このとき先端センサ31により転写材Pの先端を検出するとともに、搬送される転写材Pの枚数を検出する。前記先端センサ31の検出信号は感光体ドラム11及び駆動ローラ18を駆動するそれぞれの振動波モータ50,51の制御を切り換える際に必要となる画像形成タイミングをモニタするために用いられる。そして、前記転写材Pの搬送と同期するようにしてそれぞれの画像形成手段がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色トナー像を形成し、そのトナー像を転写搬送ベルト16で搬送する転写材Pに順次重ね転写することで、転写材にカラー画像を形成する。
【0022】
尚、本実施形態の画像形成装置は転写材Pへのトナー転写効率が良いために感光体ドラム11や転写搬送ベルトに対するクリーニング手段は設けていないが、このようなクリーニング手段を設けてもよいことはいうまでもない。
【0023】
前記のようにしてカラー画像が転写された転写材Pを転写搬送ベルト16によって搬送し、除電帯電器25で除電した後、転写搬送ベルト16から分離する。尚、前記除電帯電器25と隣接して剥離帯電器26が設けられており、転写材Pが転写搬送ベルト16から分離する際の剥離放電による画像乱れを防止するようにしている。
【0024】
そして、転写搬送ベルト16から分離した転写材Pを定着前帯電器27によって帯電することでトナーの吸着力を補って画像乱れを防止し、定着手段28を通過させることで熱定着させ、排出ローラ対29で装置上部の排出部30へ排出する。
【0025】
尚、本実施形態の画像形成装置にあっては前記振動波モータ50,51の駆動停止時、駆動立ち上げ時及び立ち下げ時は転写搬送ベルト16が感光体ドラム11に非接触であり、前記振動波モータ50,51が定速駆動しているときに転写搬送ベルト16が感光体ドラム11に接触し、あるいは離隔するように構成されている。ここで、前記「接触」とは感光体ドラム11と転写搬送ベルト16が直接接触している場合のみならず、両者間に転写材Pが介在している場合も含む意味である。
【0026】
{振動波モータの駆動制御}
次に前記感光体ドラム11及び転写搬送ベルト16を駆動する振動波モータ50,51の駆動制御について説明する。尚、ここでは転写搬送ベルトを駆動する振動波モータ51を例示して説明する。
【0027】
振動波モータ51の駆動は、図2に示すように閉ループ制御を行うものであり、振動波モータ51に取り付けられた、該振動波モータ51の回転速度をモニタするモニタ手段としてのロータリエンコーダ60から、速度差検出部61で振動波モータ51の回転速度の目標値である目標速度との速度差を検出する。その速度差を駆動周波数発生部62内に入力し、周波数制御部63に与える。周波数制御部63にて生成された駆動周波数は駆動パルス発生部64に入力され駆動パルスを発生させる。振動波モータ51の回転速度の目標値である目標速度値、振動波モータ51の駆動開始時の駆動周波数である初期周波数、周波数制御部63の制御ゲイン及び駆動パルス発生部64で発生される駆動パルスのパルス幅はRAM65に格納された値をレジスタ66に取り込んで各ブロックに送られる。駆動パルス発生部64から出力された駆動パルスは主にトランスからなる交流電圧発生部67に入力され、交流電圧発生部67は振動波モータ51内の圧電素子群に入力されるそれぞれ位相の異なる交流電圧を生成する。この交流電圧を振動波モータ51内の圧電素子群に印加することにより、弾性体上に2つの定在波を励起し、これらの定在波の合成によって、屈曲振動である進行性振動波を形成する。一方、弾性体の他面側には、例えば円環形状の部材がバネ等の加圧手段を介して加圧され、該弾性体に形成される進行性振動波による摩擦駆動により、該部材を移動させ、あるいは該弾性体を移動させて振動波モータ51は回転する。
【0028】
尚、感光体ドラムを駆動する振動波モータ50も同様の構成によって制御されるものである。
【0029】
図3に示すように転写搬送ベルトを駆動する振動波モータ51の駆動には台形駆動が用いられるが、従来の振動波モータの制御方法は、前述したように、振動波モータの駆動時は一貫して1個の制御ゲインをとる場合、もしくは振動波モータの加減速(立ち上げ/立ち下げ)時には緩めの制御ゲインを設定し、定速(等速回転)時には位置精度、速度精度を保証するきつめの制御ゲインを設定していた場合がある。
【0030】
しかし、本実施形態のように転写搬送ベルトと感光体ドラムとがそれぞれを駆動する振動波モータの停止時及び立ち上げ/立ち下げ時には非接触であり、振動波モータが等速回転に移行してから接触し、等速回転を行っているうちに離れるという構成をとるものにおいては、転写搬送ベルトと感光体ドラムの当接時の最大負荷トルクを発生する負荷変動に過度に応答し、エラー停止する場合があった。
【0031】
そこで本実施形態では、転写搬送ベルト駆動用の振動波モータ51の制御ゲインに関し、振動波モータ51の立ち上げ/立ち下げ時(加減速ゲイン)、転写搬送ベルト16と感光体ドラム11の当接時を含む振動波モータ51が等速回転に移行してから転写搬送ベルト16と感光体ドラム11との接触後まで(当接ゲイン)、その後の転写搬送ベルト16と感光体ドラム11とが接触しており振動波モータ51が等速回転する間(作像時ゲイン)とで、異なる値を持つように設定するように構成した。
【0032】
同じ振動波モータの定速状態でも、最も緩めに設定する当接ゲインから画像形成に適切な位置精度、速度精度を保証する作像ゲインへと切り換えることで、転写搬送ベルト16と感光体ドラム11の当接時の突発的な負荷増大に対しても制御余裕が生まれる。このため、負荷重でエラー停止することはなくなり、当接後の作像時においても適切な制御ゲインでの画像形成を行うことができるようになる。
【0033】
尚、この実施形態では加減速ゲイン、当接ゲイン、作像ゲインが異なる値をもつようにした例を示したが、加速ゲインと減速ゲインとは必ずしも一致していなくてもよく、少なくとも振動波モータ51の立ち上げ時の加速ゲインと、当接ゲイン、作像ゲインとが異なる値を持つように設定すればよい。
【0034】
〔第2実施形態〕
次に第2実施形態として移動体を中間転写体として用いた画像形成装置について説明する。図4は第2実施形態に係る4色フルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面説明図である。尚、前述した第1実施形態と同一機能を有する部材については同一符号を付して説明を省略する。
【0035】
この電子写真画像形成装置は前述した第1実施形態の画像形成装置と同様に、4個のドラム状像担持体である感光体ドラム11(11Y,11M,11C,11K)が並設されている。4個の感光体ドラム上に画像を形成するプロセスについては、第1実施形態の画像形成装置での説明と同様なので省略し、移動体としての中間転写ベルト41の部分より説明を行う。
【0036】
各感光体ドラム11に対向して、無端の中間転写ベルト41が駆動ローラ42、従動ローラ43,44によって張架され配設されている。
【0037】
そして、感光体ドラム11及び前記駆動ローラ42を前述した第1実施形態と同様に振動波モータ50,51によって駆動し、且つ振動波モータ50,51の駆動停止時、駆動立ち上げ時及び立ち下げ時は転写搬送ベルト16が感光体ドラム11に非接触であり、前記振動波モータ50,51が定速駆動しているときに転写搬送ベルト16が感光体ドラム11に接触し、あるいは離隔するように構成されている。
【0038】
感光体ドラム11Y上に形成されたトナー像は、その回転により中間転写ベルト41と接触し、中間転写ベルト41の裏面に配設された転写部材15Yに所定のバイアスを印加することにより、中間転写ベルト41上に一次転写される。以下、これと同様の工程を残る3個の感光体ドラム11M,11C,11K及び転写部材15M、15C,15Kで繰り返し、一連の動作により中間転写ベルト41上に4色のトナー像を形成する。
【0039】
そして、中間転写ベルト41に形成されたトナー像は二次転写部45に移動され、二次転写ローラ46によって、レジストローラ対47により所定のタイミングで搬送される転写材上に一括して二次転写される。
【0040】
二次転写部45に転写材Pを搬送するプロセス、転写材に転写ざれたトナー画像を定着するプロセスについては、第1実施形態の画像形成装置の場合と同様であり、説明は省略する。
【0041】
このような中間転写ベルト41を用いた画像形成装置においても、振動波モータ50,51を前述した実施形態と同様に駆動制御することにより、前述した実施形態と同様の効果を得ることができる。
【0042】
【発明の効果】
本発明は前述のように構成したために、振動波モータが定速駆動に移行してから移動体を像担持体に接触させる際に、そのための制御ゲインによって駆動することにより、接触による突発的な負荷増大に対しても制御余裕をもつようになる。このため、エラー停止することなく、安定した画像形成を行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施形態に係るカラー電子写真画像形成装置の一態様である4色フルカラー複写機の全体構成を示す縦断面説明図である。
【図2】振動波モータの駆動制御構成を示すブロック図である。
【図3】振動波モータの駆動制御ゲインの説明図である。
【図4】第2実施形態に係る4色フルカラーレーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面説明図である。
【符号の説明】
A …読取装置
B …記録装置
P …転写材
1 …プラテンガラス
2 …光源
3a,3b,3c …ミラー
4 …レンズ
5 …光電変換素子
6 …第1キャリッジ
7 …第2キャリッジ
8 …原稿供給装置
9 …画像処理部
10 …インターフェース部
11 …感光体ドラム
12 …帯電手段
13 …スキャナ部
14 …現像手段
14a …トナー容器
14b …塗布ローラ
14c …磁石
14d …現像ローラ
15 …転写部材
16 …転写搬送ベルト
17 …従動ローラ
18 …駆動ローラ
19,20 …テンションローラ
21 …吸着帯電器
22a,22b …カセット
23a,23b …給送ローラ
24 …搬送ローラ対
25 …除電帯電器
26 …剥離帯電器
27 …定着前帯電器
28 …定着手段
29 …排出ローラ対
30 …排出部
31 …先端センサ
41 …中間転写ベルト
42 …駆動ローラ
43,44 …従動ローラ
45 …二次転写部
46 …二次転写ローラ
47 …レジストローラ対
50,51 …振動波モータ
60 …ロータリエンコーダ
61 …速度差検出部
62 …駆動周波数発生部
63 …周波数制御部
64 …駆動パルス発生部
65 …RAM
66 …レジスタ
67 …交流電圧発生部
[0001]
BACKGROUND OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly, to an image forming apparatus such as a printer, a copier, or a facsimile machine that drives an image carrier or a moving body with a vibration wave motor that is a driving means with good rotational accuracy.
[0002]
[Prior art]
Conventionally, a driving means with good rotational accuracy, such as a vibration wave motor, has a piezoelectric element bonded to one side of an elastic body made of metal, for example, in an annular shape, and a driving element formed on the piezoelectric element. By applying alternating voltages having different phases to the piezoelectric element group, two standing waves are excited on the elastic body, and a progressive vibration wave that is a bending vibration is formed by combining these standing waves. Meanwhile, on the other surface side of the elastic body, for example, an annular member is pressed through a pressing means such as a spring, and the member is moved by frictional driving by a progressive vibration wave formed on the elastic body. It was moved or the elastic body was moved. The drive circuit has a drive pulse generator for generating an AC wave and a control system for feeding back the rotational speed of the motor from an encoder attached to the motor.
[0003]
This vibration wave motor has good rotation accuracy and is strong against transient load fluctuations, and is advantageous for color misalignment, pitch unevenness, and paper feed shock. Therefore, at present, the photosensitive drum and transfer belt of image forming apparatuses such as copiers are used. It is being used for driving.
[0004]
[Problems to be solved by the invention]
However, it is an image forming apparatus that uses a vibration wave motor as a driving means for the transfer belt and the photosensitive drum, and the transfer belt and the photosensitive drum are stopped when a plurality of vibration wave motors that respectively drive the stop and In an image forming apparatus that is non-contact at the time of start-up / falling of the drive, contacts a plurality of vibration wave motors after shifting to constant speed rotation, and leaves while performing constant speed rotation, vibration waves The control gain of the motor control system was set to a constant value during drive start-up / down and constant-speed rotation of the vibration wave motor, or switched between drive start-up / fall-down and constant speed rotation Since there are two values, there is no control margin for sudden load increase that occurs at the moment when the transfer belt and the photosensitive drum come into contact with each other. It had to be stopped.
[0005]
SUMMARY OF THE INVENTION The present invention solves the above-mentioned conventional problems, and its object is to provide a control margin against sudden load increase that occurs at the moment when the image carrier and the moving body come into contact with each other, without causing an error stop. An image forming apparatus is provided.
[0006]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, a representative configuration according to the present invention includes a rotatable image carrier, a transfer belt that is rotatable while carrying a toner image or a recording material, and an image carrier that faces the transfer belt. A transfer means for transferring the toner image formed thereon; a vibration wave motor for driving the image carrier and the transfer belt; and a control means for controlling the vibration wave motor in a closed loop. When the drive is stopped, when the drive is started up, and when the drive is turned off, the transfer belt and the image carrier are separated from each other, and the transfer belt rotates at a constant speed after the vibration wave motor starts up. in the transfer belt and the image image forming apparatus and carrying member abuts when driving, the acceleration gain provided in the section of the drive start-up operation of the vibration wave motor, the next section of the acceleration gain And a contact gain provided in a section including a timing at which the image carrier and the transfer belt contact each other when the transfer belt rotates at a constant speed, and a section next to the contact gain. And an image forming gain provided in a section until the vibration wave motor starts decelerating, so that the control means controls the vibration wave motor, and the image carrier, the transfer belt, Is separated during the image forming gain section, and the response of the image forming gain is set to be tighter than the response of the acceleration gain, so that the transfer belt and the image carrier are separated from each other. The vibration wave motor is set to be drivable, and the contact gain responsiveness is set to be the loosest among the acceleration gain, the contact gain, and the image forming gain.
[0007]
In the above configuration, when the moving body is brought into contact with the image carrier after the vibration wave motor shifts to the constant speed driving, driving by the control gain for the moving body prevents the sudden load increase due to the contact. However, it has a control margin. Therefore, stable image formation can be performed without stopping the error.
[0008]
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION
Next, an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0009]
[First Embodiment]
FIG. 1 is an explanatory longitudinal sectional view showing the overall configuration of a four-color full-color copying machine which is an aspect of a color electrophotographic image forming apparatus according to the first embodiment.
[0010]
{Overall configuration of image forming apparatus}
First, the overall configuration of the color image forming apparatus will be described with reference to FIG. In the color image forming apparatus shown in FIG. 1, a reading apparatus A and a recording apparatus B are integrally configured, and a color that forms a color image on a transfer material P by a recording apparatus B based on document information read by the reading apparatus A. It is configured as a copier.
[0011]
The reading device A irradiates the original placed on the platen glass 1 with light from the light source 2 and causes the reflected light to reach the photoelectric conversion element 5 via the mirrors 3 a, 3 b, 3 c and the lens 4. To convert it into a digital electrical signal. The light source 2 and the mirror 3a are mounted on the first carriage 6, and the mirrors 3b and 3c are mounted on the second carriage 7 and move in the direction of arrow a when reading the document.
[0012]
A document supply device 8 for supplying documents one by one onto the platen glass 1 is attached to the top of the platen glass 1. Instead of the document feeder 8, a document pressure plate that presses the document onto the platen glass 1 may be attached.
[0013]
The electric signal read by the reading device A is transmitted to the recording device B via the image processing unit 9 and the interface unit 10, and a color image is recorded on the transfer material there. In this recording apparatus B, four image forming units Y, M, C, and K are arranged in parallel in the horizontal direction, and the upstream side (right side in FIG. 1) of the transfer material P in the conveyance direction to the downstream side (left side in FIG. 1). ), Toner images of respective colors of yellow Y, magenta M, cyan C, and black K are formed in order.
[0014]
That is, the photosensitive drum 11 (11Y, 11M, 11C, 11K) is provided as an image carrier. The photosensitive drum 11 is rotationally driven in a clockwise direction in FIG. 1 by a driving means (not shown). A charging means 12 (12Y, 12M, 12C, 12K) for uniformly charging the surface of the photosensitive drum 11 in order according to the rotation direction, and a laser beam is irradiated around the photosensitive drum 11 based on image information. A scanner unit 13 (13Y, 13M, 13C, 13K) that forms an electrostatic latent image on the drum 11, and developing means 14 (14Y, 14M, 14C, 14K) that attaches toner to the electrostatic latent image and develops it as a toner image. ), A transfer member 15 (15Y, 15M, 15C, 15K) constituted by a transfer roller for transferring the toner image on the photosensitive drum 11 to a transfer material is disposed.
[0015]
Next, the configuration of each unit will be described sequentially. Since the four image forming units have the same configuration, here, one image forming unit will be described as an example.
[0016]
The photoconductor drum 11 is configured by applying an organic photoconductive layer (OPC photoconductor) to the outer peripheral surface of an aluminum cylinder, for example. Both ends of the photosensitive drum 11 are rotatably supported by a support member, and the driving force from the vibration wave motor 50 (50Y, 50M, 50C, 50K) is transmitted to one end thereof. It is rotated clockwise in the figure.
[0017]
The charging unit 12 uniformly charges the surface of the photosensitive drum 11, and forms an electrostatic latent image on the surface of the photosensitive drum 11 charged by the charging unit 12 by exposure from the scanner unit 13. Is. The scanner unit 13 is composed of an LED array with a short focus imaging lens (not shown) attached to the tip, and the LED is controlled to be turned on according to an image signal by a driving circuit (not shown), which selects the surface of the charged photosensitive drum 11 Exposure is performed to form an electrostatic latent image.
[0018]
The developing means 14 is composed of a developing unit containing color toner corresponding to the image forming color. During development, the toner in the toner container 14a of the corresponding developing unit is fed to the application roller 14b by a feeding mechanism, and a magnet 14c is built in. A thin layer of toner is applied to the outer periphery of the rotating developing roller 14d, and a charge is applied to the toner (friction charging). By applying a developing bias between the developing roller 14d and the photosensitive drum 11 on which the electrostatic latent image is formed, toner is attached to the electrostatic latent image and developed as a toner image.
[0019]
The developed toner image is transferred onto the transfer material P by applying a transfer bias to the transfer member 15. In order to sequentially transfer the transfer material P to the toner image transfer position by the respective image forming means, the photosensitive drum 11 and the transfer means are in contact with the four photosensitive drums 11Y, 11M, 11C, and 11K. A transfer conveyance belt 16, which is an endless belt-like moving body that circulates between the transfer members 15, is provided. This transfer / conveying belt 16 constitutes a conveying means for conveying the transfer material.
[0020]
The upstream side of the transfer conveyance belt 16 is supported by a driven roller 17 as a first support member, and the downstream side is supported by a drive roller 18 as a second support member, and is supported by tension rollers 19 and 20 that apply appropriate tension. Has been. Then, it is driven to rotate by a vibration wave motor 51 drivingly connected to the shaft end of the driving roller 18. Further, an adsorption charger 21 is provided on the upstream side (right side in FIG. 1) of the transfer conveyance belt 16 in the conveyance direction. When the transfer material P is conveyed, a bias voltage is applied to the adsorption charger 21 to generate an electrostatic adsorption force on the transfer conveyance belt 16, and the transfer material P is adsorbed to the belt 16 and conveyed. ing.
[0021]
In order to form an image with the image forming apparatus, the transfer material P stored in the cassettes 22a and 22b is separated and fed one by one by the feeding rollers 23a and 23b according to the size, and transferred and conveyed by the conveying roller pair 24. Adsorbed to the belt 16 and conveyed from the upstream side to the downstream side. At this time, the leading edge sensor 31 detects the leading edge of the transfer material P and also detects the number of transfer materials P to be conveyed. The detection signal of the tip sensor 31 is used to monitor the image forming timing required when switching the control of the respective vibration wave motors 50 and 51 for driving the photosensitive drum 11 and the driving roller 18. Then, each image forming unit forms a toner image of each color of yellow, magenta, cyan, and black in synchronization with the conveyance of the transfer material P, and the toner image is transferred to the transfer material P conveyed by the transfer conveyance belt 16. By sequentially superimposing and transferring, a color image is formed on the transfer material.
[0022]
Note that the image forming apparatus according to the present embodiment does not include a cleaning unit for the photosensitive drum 11 and the transfer conveyance belt because the toner transfer efficiency to the transfer material P is good. However, such a cleaning unit may be provided. Needless to say.
[0023]
The transfer material P on which the color image has been transferred as described above is transported by the transfer transport belt 16, neutralized by the charge eliminating charger 25, and then separated from the transfer transport belt 16. In addition, a peeling charger 26 is provided adjacent to the charge eliminating charger 25 so as to prevent image disturbance due to peeling discharge when the transfer material P is separated from the transfer conveyance belt 16.
[0024]
Then, the transfer material P separated from the transfer conveyance belt 16 is charged by the pre-fixing charger 27 to supplement the toner adsorption force to prevent image disturbance, and is passed through the fixing means 28 to be thermally fixed, and the discharge roller It discharges to the discharge part 30 of the apparatus upper part by 29.
[0025]
In the image forming apparatus according to the present embodiment, the transfer conveyance belt 16 is not in contact with the photosensitive drum 11 when the driving of the vibration wave motors 50 and 51 is stopped, when the driving is started, and when the driving is started. When the vibration wave motors 50 and 51 are driven at a constant speed, the transfer / conveying belt 16 contacts or is separated from the photosensitive drum 11. Here, the “contact” means not only the case where the photosensitive drum 11 and the transfer conveyance belt 16 are in direct contact but also the case where the transfer material P is interposed therebetween.
[0026]
{Drive control of vibration wave motor}
Next, drive control of the vibration wave motors 50 and 51 for driving the photosensitive drum 11 and the transfer conveyance belt 16 will be described. Here, the vibration wave motor 51 that drives the transfer conveyance belt will be described as an example.
[0027]
The driving of the vibration wave motor 51 is to perform closed loop control as shown in FIG. 2, and from a rotary encoder 60 attached to the vibration wave motor 51 as a monitoring means for monitoring the rotational speed of the vibration wave motor 51. Then, the speed difference detection unit 61 detects the speed difference from the target speed, which is the target value of the rotational speed of the vibration wave motor 51. The speed difference is input into the drive frequency generation unit 62 and given to the frequency control unit 63. The drive frequency generated by the frequency controller 63 is input to the drive pulse generator 64 to generate a drive pulse. The target speed value that is the target value of the rotational speed of the vibration wave motor 51, the initial frequency that is the drive frequency at the start of driving of the vibration wave motor 51, the control gain of the frequency control unit 63, and the drive generated by the drive pulse generation unit 64 As for the pulse width of the pulse, the value stored in the RAM 65 is taken into the register 66 and sent to each block. The drive pulse output from the drive pulse generator 64 is input to an AC voltage generator 67 mainly composed of a transformer. The AC voltage generator 67 is input to the piezoelectric element group in the vibration wave motor 51 and has different phases. Generate voltage. By applying this AC voltage to the piezoelectric element group in the vibration wave motor 51, two standing waves are excited on the elastic body, and a progressive vibration wave, which is a flexural vibration, is generated by combining these standing waves. Form. Meanwhile, on the other surface side of the elastic body, for example, an annular member is pressed through a pressing means such as a spring, and the member is moved by frictional driving by a progressive vibration wave formed on the elastic body. The vibration wave motor 51 rotates by moving or moving the elastic body.
[0028]
The vibration wave motor 50 for driving the photosensitive drum is also controlled by the same configuration.
[0029]
As shown in FIG. 3, trapezoidal driving is used to drive the vibration wave motor 51 that drives the transfer conveyance belt. However, as described above, the conventional vibration wave motor control method is consistent when the vibration wave motor is driven. When taking one control gain, or when accelerating / decelerating (starting / falling) the vibration wave motor, a loose control gain is set, and at constant speed (constant speed rotation), position accuracy and speed accuracy are guaranteed. A tight control gain may have been set.
[0030]
However, as in this embodiment, the transfer / conveyor belt and the photosensitive drum are not contacted when the vibration wave motor that drives them is stopped, and when the vibration wave motor is started up / down, and the vibration wave motor shifts to constant speed rotation. That are separated from each other while moving at a constant speed, responds excessively to load fluctuations that generate the maximum load torque when the transfer conveyance belt and the photosensitive drum come into contact, and stops error There was a case.
[0031]
Therefore, in the present embodiment, with respect to the control gain of the vibration wave motor 51 for driving the transfer conveyance belt 51, when the vibration wave motor 51 is started up / down (acceleration / deceleration gain), the transfer conveyance belt 16 and the photosensitive drum 11 are in contact with each other. After the vibration wave motor 51 including the time shifts to constant speed rotation until after the contact between the transfer conveyance belt 16 and the photosensitive drum 11 (contact gain), the subsequent transfer conveyance belt 16 and the photosensitive drum 11 contact each other. The vibration wave motor 51 is set to have a different value during the constant rotation (gain during image formation).
[0032]
Even when the same vibration wave motor is in a constant speed state, the transfer conveyance belt 16 and the photosensitive drum 11 can be switched from the contact gain that is set most loosely to the image formation gain that guarantees appropriate position accuracy and speed accuracy for image formation. A control margin is also created for a sudden load increase at the time of contact. For this reason, the error stop does not occur due to the load, and image formation with an appropriate control gain can be performed even during image formation after contact.
[0033]
In this embodiment, the acceleration / deceleration gain, the contact gain, and the image forming gain have different values. However, the acceleration gain and the deceleration gain do not necessarily coincide with each other, and at least the vibration wave What is necessary is just to set so that the acceleration gain at the time of starting of the motor 51, the contact gain, and the image forming gain have different values.
[0034]
[Second Embodiment]
Next, an image forming apparatus using a moving body as an intermediate transfer body will be described as a second embodiment. FIG. 4 is an explanatory longitudinal sectional view showing the overall configuration of the four-color full-color laser beam printer according to the second embodiment. Note that members having the same functions as those of the first embodiment described above are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
[0035]
The electrophotographic image forming apparatus is provided with four photosensitive drums 11 (11Y, 11M, 11C, and 11K) that are four drum-shaped image carriers, as in the image forming apparatus of the first embodiment described above. . Since the process of forming images on the four photosensitive drums is the same as that described in the image forming apparatus of the first embodiment, the description thereof will be omitted, and the description will be given starting from the intermediate transfer belt 41 as a moving body.
[0036]
Opposing each photoconductor drum 11, an endless intermediate transfer belt 41 is stretched and disposed by a driving roller 42 and driven rollers 43 and 44.
[0037]
Then, the photosensitive drum 11 and the driving roller 42 are driven by the vibration wave motors 50 and 51 in the same manner as in the first embodiment, and the driving of the vibration wave motors 50 and 51 is stopped, the driving is started, and the falling is stopped. In some cases, the transfer conveyance belt 16 is not in contact with the photosensitive drum 11, and the transfer conveyance belt 16 is in contact with or separated from the photosensitive drum 11 when the vibration wave motors 50 and 51 are driven at a constant speed. It is configured.
[0038]
The toner image formed on the photoreceptor drum 11Y comes into contact with the intermediate transfer belt 41 due to its rotation, and a predetermined bias is applied to the transfer member 15Y disposed on the back surface of the intermediate transfer belt 41, thereby intermediate transfer. Primary transfer is performed on the belt 41. Thereafter, the same process is repeated with the remaining three photosensitive drums 11M, 11C, and 11K and the transfer members 15M, 15C, and 15K, and a four-color toner image is formed on the intermediate transfer belt 41 by a series of operations.
[0039]
Then, the toner image formed on the intermediate transfer belt 41 is moved to the secondary transfer unit 45, and is then collectively transferred onto the transfer material conveyed at a predetermined timing by the registration roller pair 47 by the secondary transfer roller 46. Transcribed.
[0040]
The process of transporting the transfer material P to the secondary transfer unit 45 and the process of fixing the toner image transferred onto the transfer material are the same as in the case of the image forming apparatus of the first embodiment, and a description thereof will be omitted.
[0041]
Also in the image forming apparatus using the intermediate transfer belt 41, the same effect as that of the above-described embodiment can be obtained by controlling the vibration wave motors 50 and 51 in the same manner as in the above-described embodiment.
[0042]
【The invention's effect】
Since the present invention is configured as described above, when the moving body is brought into contact with the image carrier after the vibration wave motor shifts to the constant speed driving, driving by the control gain for the moving body makes sudden movement due to contact. A control margin is also provided for an increase in load. Therefore, stable image formation can be performed without stopping the error.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is an explanatory longitudinal cross-sectional view showing the overall configuration of a four-color full-color copying machine that is an aspect of a color electrophotographic image forming apparatus according to a first embodiment.
FIG. 2 is a block diagram showing a drive control configuration of a vibration wave motor.
FIG. 3 is an explanatory diagram of a drive control gain of a vibration wave motor.
FIG. 4 is an explanatory longitudinal cross-sectional view showing the overall configuration of a four-color full-color laser beam printer according to a second embodiment.
[Explanation of symbols]
A ... Reading device B ... Recording device P ... Transfer material 1 ... Platen glass 2 ... Light sources 3a, 3b, 3c ... Mirror 4 ... Lens 5 ... Photoelectric conversion element 6 ... First carriage 7 ... Second carriage 8 ... Document feeder 9 ... Image processor
10… Interface section
11… Photoreceptor drum
12 ... Charging means
13… Scanner section
14 ... Developing means
14a ... Toner container
14b ... Application roller
14c… Magnet
14d: Developing roller
15… Transfer member
16 Transfer transfer belt
17… driven roller
18… Drive roller
19, 20… tension roller
21… Adsorption charger
22a, 22b ... cassette
23a, 23b ... Feed roller
24… Conveying roller pair
25 ... Static elimination charger
26… Peeling charger
27… Pre-fixing charger
28… Fixing means
29… discharge roller pair
30… discharge section
31… Advanced sensor
41 ... Intermediate transfer belt
42… Drive roller
43, 44… driven roller
45 ... Secondary transfer section
46… Secondary transfer roller
47… Registration roller pair
50, 51… Vibration wave motor
60… Rotary encoder
61 Speed difference detector
62… Drive frequency generator
63 ... Frequency control unit
64… Drive pulse generator
65… RAM
66… Register
67… AC voltage generator

Claims (1)

回転可能な像担持体と、トナー像又は記録材を担持しながら回転可能な転写ベルトと、前記転写ベルトに向かって像担持体上に形成されたトナー像を転写する転写手段と、前記像担持体及び前記転写ベルトを駆動する振動波モータと、前記振動波モータを閉ループ制御する制御手段と、を有し、前記振動波モータの駆動停止時、駆動立ち上げ時及び駆動立ち下げ時は前記転写ベルトと前記像担持体とは離間しており、前記振動波モータが立ち上げ動作後に前記転写ベルトが定速で回転する定速駆動しているときに前記転写ベルトと前記像担持体とが当接する画像形成装置において、
前記振動波モータの駆動立ち上げ動作の区間に設けられた加速ゲインと、前記加速ゲインの次の区間に設けられ、前記転写ベルトが定速で回転しているときに前記像担持体と前記転写ベルトとが当接するタイミングを含む区間に設けられた当接ゲインと、前記当接ゲインの次の区間に設けられ、前記振動波モータが減速を開始するまでの区間に設けられた作像ゲインとが設定されることで前記制御手段は前記振動波モータを制御し、
前記像担持体と前記転写ベルトとの離間は前記作像ゲインの区間中に行われ、
前記作像ゲインの応答性は、前記加速ゲインの応答性よりもきつく設定されて、前記転写ベルトと前記像担持体が離間しても前記振動波モータが駆動可能に設定されており、
前記当接ゲインの応答性は、前記加速ゲインと前記当接ゲインと前記作像ゲインの中で最も緩く設定されていることを特徴とする画像形成装置。
A rotatable image carrier, a transfer belt that is rotatable while carrying a toner image or a recording material, a transfer unit that transfers a toner image formed on the image carrier toward the transfer belt, and the image carrier A vibration wave motor for driving the body and the transfer belt, and a control means for controlling the vibration wave motor in a closed loop, and when the vibration wave motor is stopped, when the drive is started up and when the drive is turned off, the transfer is performed. The belt and the image carrier are separated from each other, and the transfer belt and the image carrier are in contact with each other when the transfer belt is driven at a constant speed after the start-up operation of the vibration wave motor. In the image forming apparatus in contact,
Acceleration gain provided in the drive start-up operation section of the vibration wave motor, and provided in the section next to the acceleration gain, and when the transfer belt rotates at a constant speed, the image carrier and the transfer A contact gain provided in a section including a timing of contact with the belt, an image forming gain provided in a section next to the contact gain, and provided in a section until the vibration wave motor starts deceleration; Is set, the control means controls the vibration wave motor,
The separation between the image carrier and the transfer belt is performed during the image gain section,
The responsiveness of the image forming gain is set to be tighter than the responsiveness of the acceleration gain, and the vibration wave motor is set to be drivable even when the transfer belt and the image carrier are separated from each other.
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the responsiveness of the contact gain is set most loosely among the acceleration gain, the contact gain, and the image forming gain.
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