JP4539322B2 - Image forming apparatus and phase adjustment method in the apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して前記複数の像担持体を回転駆動しながら、前記複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置に関するものであり、特に複数の像担持体間での回転位相関係を調整する技術に関するものである。 The present invention relates to a toner image formed on each of the plurality of image carriers while connecting the at least one image carrier to each of the plurality of drive motors and rotating the plurality of image carriers. In particular, the present invention relates to a technique for adjusting the rotational phase relationship among a plurality of image carriers.
カラー画像を形成する装置として、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、それぞれが互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションが、中間転写ベルトなどの転写媒体の移動方向に沿って配置されている。また、各画像形成ステーションでは、感光体ドラムなどの像担持体が所定の回転速度で回転駆動されるとともに、像担持体の周囲に帯電部、像書込部および現像部が配置されている。そして、全ての像担持体を回転駆動しながら、各像担持体に形成されるトナー像が転写媒体上で重ね合わされてカラー画像が形成される。 As an apparatus for forming a color image, a so-called tandem color image forming apparatus is known. In this image forming apparatus, a plurality of image forming stations that form toner images of different colors are arranged along the moving direction of a transfer medium such as an intermediate transfer belt. In each image forming station, an image carrier such as a photosensitive drum is rotated at a predetermined rotational speed, and a charging unit, an image writing unit, and a developing unit are disposed around the image carrier. Then, while rotating all the image carriers, the toner images formed on the respective image carriers are superimposed on the transfer medium to form a color image.
このように複数の像担持体を回転駆動するために、従来より大きく分けて、(1)単一の駆動モータを用いるとともに、該駆動モータの回転駆動力を輪列により各像担持体に伝達して駆動する方式と、(2)複数の駆動モータを用いる方式とが存在している。特に後者の方式として、各色ごとに専用の駆動モータを設けたものが数多く提案されている。例えば特許文献1に記載の装置では、4色の像担持体が設けられるとともに、これら4色の像担持体をそれぞれ回転駆動するために4つの駆動モータが設けられている。そして、各駆動モータを制御することで各色の像担持体を独立して回転させることが可能となっている。 In order to rotationally drive a plurality of image carriers in this way, it is roughly divided from the conventional ones. (1) A single drive motor is used and the rotational driving force of the drive motor is transmitted to each image carrier by a train wheel. And (2) a method using a plurality of drive motors. In particular, as the latter method, a number of methods in which a dedicated drive motor is provided for each color have been proposed. For example, in the apparatus described in Patent Document 1, four color image carriers are provided, and four drive motors are provided to rotationally drive the four color image carriers. And by controlling each drive motor, it is possible to rotate the image carrier of each color independently.
ところで、このように複数の駆動モータを用いたタンデム装置では、各像担持体の軸ぶれ、各像担持体に直結されたギアの偏心などの要因により周期的な色ずれが発生することがある。そこで、この周期的な色ずれを補正するために、4つの駆動モータを個別に制御している。つまり、各駆動モータを個別に制御することによって、4色の像担持体の回転位相を個別に制御して各色の像担持体間での回転位相関係を調整している。これにより、周期的な色ずれを抑えて画像品質の向上を図っている。 By the way, in such a tandem apparatus using a plurality of drive motors, periodic color misregistration may occur due to factors such as shaft runout of each image carrier and eccentricity of a gear directly connected to each image carrier. . Therefore, in order to correct this periodic color shift, the four drive motors are individually controlled. That is, by controlling each drive motor individually, the rotational phases of the four color image carriers are individually controlled to adjust the rotational phase relationship between the respective color image carriers. As a result, periodic color misregistration is suppressed and image quality is improved.
ところで、特許文献1に記載の装置では、4つの像担持体間での回転位相調整を次のようにして行っている。この装置では、駆動モータを制御するモータ制御部に対してモータ起動指令が与えられると、全ての駆動モータの駆動を開始する。そして、全ての駆動モータの回転速度が定常回転速度(本発明の「目標回転速度」に相当)に達するのを待って、4色のうち基準色となるイエローの像担持体(本発明の「基準像担持体」に相当)と、残りの像担持体との回転位相差の検出を開始する。すなわち、基準像担持体に対応して設けられたフォトセンサによりイエロー像担持体の基準位置(ホームポジション)が検出され、該センサから検出信号が出力されると、時間計測用カウンタ値をクリアした後、一定周期で該カウント値をインクリメントする。そして、残りの像担持体、例えばマゼンタ像担持体に対応して設けられたフォトセンサによりマゼンタ像担持体の基準位置(ホームポジション)が検出された時点で上記カウント値のインクリメントを停止する。こうして得られたカウント値は位置誤差情報に相当するため、この位置誤差情報が駆動モータの位置制御ループにフィードバックされ、上記位置誤差を解消するように駆動モータが制御される。その結果、イエローとマゼンタとの間で像担持体の回転位相がほぼ一致することとなり、両色の間での周期的な色ずれが抑制される。 Incidentally, in the apparatus described in Patent Document 1, the rotational phase adjustment between the four image carriers is performed as follows. In this apparatus, when a motor activation command is given to the motor control unit that controls the drive motor, the drive of all the drive motors is started. Then, after waiting for the rotation speeds of all the drive motors to reach the steady rotation speed (corresponding to the “target rotation speed” of the present invention), the yellow image carrier (reference “ The detection of the rotational phase difference between the reference image carrier and the remaining image carriers is started. That is, when the reference position (home position) of the yellow image carrier is detected by a photosensor provided corresponding to the reference image carrier, and the detection signal is output from the sensor, the counter value for time measurement is cleared. Thereafter, the count value is incremented at a constant cycle. Then, the increment of the count value is stopped when the reference position (home position) of the magenta image carrier is detected by the photosensor provided corresponding to the remaining image carrier, for example, the magenta image carrier. Since the count value thus obtained corresponds to position error information, this position error information is fed back to the position control loop of the drive motor, and the drive motor is controlled so as to eliminate the position error. As a result, the rotational phase of the image carrier is substantially the same between yellow and magenta, and the periodic color shift between the two colors is suppressed.
このような回転位相差の検出および回転位相調整は印字指令に対応して実行されるものであり、各像担持体にトナー像を形成する前に行う必要がある。したがって、印字指令から1枚目のプリント出力までの時間、つまりファーストプリント時間を短縮するためには、回転位相差の検出処理および回転位相の調整処理を可能な限り早期に行うことが要求される。しかしながら、従来装置では、基準色をイエローに固定しているため、上記要求に十分に応えることができなかった。というのも、全ての駆動モータの回転速度が定常回転速度に達した後に最初に検出信号を出力するセンサが常にイエロー用のフォトセンサであるというわけではなく、他のトナー色のセンサとなることもあるからである。したがって、基準像担持体たるイエロー用像担持体に対応して設けられたフォトセンサから検出信号が出力されるまでにマゼンタ、シアンやブラックなどのセンサから検出信号が出力されたとしても、それらの検出信号は有効的に使用されず、次の検出信号が出力されるのを待って回転位相差が求められている。 Such detection of rotational phase difference and rotational phase adjustment are performed in response to a print command, and must be performed before a toner image is formed on each image carrier. Therefore, in order to shorten the time from the print command to the first print output, that is, the first print time, it is required to perform the rotational phase difference detection process and the rotational phase adjustment process as early as possible. . However, in the conventional apparatus, since the reference color is fixed to yellow, the above requirement cannot be sufficiently met. This is because the sensor that outputs the detection signal first after the rotational speeds of all the drive motors reach the steady rotational speed is not always a photo sensor for yellow, but a sensor for other toner colors. Because there is also. Therefore, even if a detection signal is output from a sensor such as magenta, cyan, or black before a detection signal is output from a photosensor provided corresponding to the yellow image carrier that is a reference image carrier. The detection signal is not used effectively, and the rotational phase difference is obtained after the next detection signal is output.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、所定の目標回転速度で回転する複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して前記複数の像担持体を回転駆動しながら、前記複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、像担持体間での回転位相差の早期検出および回転位相の早期調整を可能とすることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and at least one image carrier is connected to each of a plurality of drive motors that rotate at a predetermined target rotational speed to rotationally drive the plurality of image carriers. However, in an image forming apparatus that forms a color image by superimposing toner images formed on each of the plurality of image carriers, early detection of the rotational phase difference between the image carriers and early adjustment of the rotational phase are performed. The purpose is to make it possible.
この発明にかかる画像形成装置の一態様は、所定の目標回転速度で回転する複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して複数の像担持体を回転駆動しながら、複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置であって、上記目的を解決するため、複数の像担持体の各々に対応して設けられ、それぞれが対応する像担持体の基準位置を検出して検出信号を出力する複数の検出手段と、複数の像担持体のうちの1つを基準像担持体とし、該基準像担持体に対する残りの像担持体の回転位相差を複数の検出手段からの検出信号の出力タイミング差に基づき求めるとともに、該回転位相差に基づき複数の駆動モータを制御して複数の像担持体間での回転位相関係を調整する位相制御手段とを備え、位相制御手段は、ほぼ同時に複数の駆動モータが駆動開始された後に最初に検出信号を出力した検出手段に対応する像担持体を基準像担持体として設定することを特徴としている。 According to one aspect of the image forming apparatus of the present invention, at least one image carrier is connected to each of a plurality of drive motors rotating at a predetermined target rotational speed, and the plurality of image carriers are rotationally driven. An image forming apparatus that forms a color image by superimposing toner images formed on each of a plurality of image carriers, and is provided corresponding to each of the plurality of image carriers to solve the above object. A plurality of detection means for detecting a reference position of each corresponding image carrier and outputting a detection signal; and one of the plurality of image carriers as a reference image carrier, and the rest with respect to the reference image carrier The rotation phase difference between the image carriers is determined based on the output timing differences of the detection signals from the plurality of detection means, and the plurality of drive motors are controlled based on the rotation phase difference to rotate the rotation phases between the image carriers. Adjust the relationship A phase control unit, and the phase control unit sets, as a reference image carrier, an image carrier corresponding to the detection unit that outputs a detection signal first after a plurality of drive motors are started to drive substantially simultaneously. It is said.
また、この発明にかかる位相調整方法の一態様は、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して複数の像担持体を回転駆動しながら、複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、複数の像担持体間での回転位相関係を調整する位相調整方法であって、上記目的を達成するため、複数の駆動モータの駆動をほぼ同時に開始する工程と、駆動モータの駆動開始後に最初に検出信号を出力した検出手段に対応する像担持体を基準像担持体とし、該基準像担持体に対する残りの像担持体の回転位相差を複数の検出手段からの検出信号の出力タイミング差に基づき求める工程と、回転位相差に基づき複数の駆動モータを制御して回転位相関係の調整を行う工程とを備えたことを特徴としている。 According to one aspect of the phase adjustment method of the present invention, at least one image carrier is connected to each of the plurality of drive motors, and the plurality of image carriers are driven to rotate. In the image forming apparatus for forming a color image by superimposing the toner images formed on each of the image forming apparatus, a phase adjustment method for adjusting the rotational phase relationship between a plurality of image carriers, and for achieving the above object, The step of starting the driving of the plurality of drive motors almost simultaneously, and the image carrier corresponding to the detection means that first output the detection signal after the drive motor has started to be used as a reference image carrier, and the rest of the reference image carrier A step of obtaining a rotational phase difference of the image carrier based on output timing differences of detection signals from a plurality of detection means, and a step of adjusting a rotational phase relationship by controlling a plurality of drive motors based on the rotational phase difference. It is characterized by comprising and.
このように構成された発明(画像形成装置および該装置における位相調整方法)では、複数の駆動モータが設けられており、駆動モータの駆動がほぼ同時に開始される。このため、像担持体の回転位相が一致している場合には、複数の検出手段から検出信号がほぼ同時に出力される。しかしながら、回転位相が不一致となっている場合には、検出信号の出力タイミングが相互に相違しており、しかも該出力タイミング差は回転位相差を反映したものとなる。ただし、検出信号の出力順序は非定常である。そこで、この発明では、駆動モータの駆動開始後に最初に検出信号を出力した検出手段に対応する像担持体が基準像担持体として設定され、該基準像担持体に対する残りの像担持体の回転位相差を複数の検出手段からの検出信号の出力タイミング差に基づき求めている。つまり、像担持体間での回転位相状態を問わず、いかなる場合にも、最初に出力された検出信号に基づき回転位相差を求めることができる。したがって、基準像担持体を固定している従来装置に比べて、像担持体間での回転位相差を早期に検出することができるとともに、像担持体間での回転位相調整も早期に行うことができる。その結果、ファーストプリント時間の短縮を効果的に図ることができる。 In the invention thus configured (image forming apparatus and phase adjusting method in the apparatus), a plurality of drive motors are provided, and the drive motors are started almost simultaneously. For this reason, when the rotational phases of the image carrier are in agreement, detection signals are output almost simultaneously from the plurality of detection means. However, when the rotational phases do not match, the output timings of the detection signals are different from each other, and the output timing difference reflects the rotational phase difference. However, the output order of the detection signals is unsteady. Therefore, in the present invention, the image carrier corresponding to the detection means that first outputs the detection signal after the driving of the drive motor is set as the reference image carrier, and the rotational position of the remaining image carrier relative to the reference image carrier. The phase difference is obtained based on output timing differences of detection signals from a plurality of detection means. That is, regardless of the rotational phase state between the image carriers, the rotational phase difference can be obtained based on the detection signal output first. Therefore, the rotational phase difference between the image carriers can be detected at an early stage and the rotational phase adjustment between the image carriers can be performed at an early stage as compared with the conventional apparatus in which the reference image carrier is fixed. Can do. As a result, it is possible to effectively shorten the first print time.
ここで、検出信号の出力タイミング差に基づき回転位相差を求めるにあたって、駆動モータの回転周波数を検出して該回転周波数に対応したパルス信号を出力する周波数発生器を用いてもよい。すなわち、複数の駆動モータの各々に対応して周波数発生器を設け、基準像担持体に対応して設けられた検出手段からの検出信号の出力と、残りの像担持体に対応して設けられた検出手段からの検出信号の出力との間に出力されるパルス信号をカウントして得られるパルス数を回転位相差として求めることができる。このパルス信号は時々刻々と変化する駆動モータの回転駆動状態を反映したものであるため、駆動モータが定常状態となっている最中はもちろんのこと、非定常状態となっている間、例えば回転速度を加速している最中であっても、パルス信号を参照することで駆動モータの回転駆動状態を正確に把握することができる。特に、駆動モータの駆動開始後に最初の検出信号が出力されるタイミングでは、回転速度が加速中であることが多く、該パルス信号を用いることで像担持体間の回転位相差を正確に求めることができる。 Here, when obtaining the rotational phase difference based on the output timing difference of the detection signal, a frequency generator that detects the rotational frequency of the drive motor and outputs a pulse signal corresponding to the rotational frequency may be used. That is, a frequency generator is provided corresponding to each of the plurality of drive motors, the detection signal output from the detection means provided corresponding to the reference image carrier and the remaining image carriers are provided. The number of pulses obtained by counting the pulse signals output between the detection signals output from the detection means can be obtained as the rotational phase difference. Since this pulse signal reflects the rotational drive state of the drive motor that changes from moment to moment, not only while the drive motor is in the steady state, but also during the unsteady state, for example, rotation Even when the speed is being accelerated, the rotational drive state of the drive motor can be accurately grasped by referring to the pulse signal. In particular, at the timing when the first detection signal is output after the drive motor starts driving, the rotational speed is often accelerating, and the rotational phase difference between the image carriers can be accurately obtained by using the pulse signal. Can do.
また、例えば、駆動モータの回転駆動を開始した後に該駆動モータの回転速度が目標回転速度に達するとレディ信号が位相制御手段に出力される装置において、位相制御手段がレディ信号の出力前に回転位相差を求めるように構成してもよい。このように、レディ信号の出力を待たずに回転位相差を検出することができ、これによりファーストプリント時間の短縮を図ることができる。 Also, for example, in a device in which a ready signal is output to the phase control means when the rotational speed of the drive motor reaches the target rotational speed after the drive motor starts to rotate, the phase control means rotates before the ready signal is output. You may comprise so that a phase difference may be calculated | required. In this way, the rotational phase difference can be detected without waiting for the output of the ready signal, thereby shortening the first print time.
また、駆動モータの回転駆動状態を反映したパルス信号に基づき回転位相差を求めるように構成しているため、駆動モータの回転速度を増加させている間においても回転位相差を求めることができる。 Further, since the rotational phase difference is obtained based on the pulse signal reflecting the rotational driving state of the drive motor, the rotational phase difference can be obtained even while the rotational speed of the drive motor is increased.
また、上記のようにしてレディ信号の出力前に回転位相差を検出した場合には、さらにレディ信号の出力前に複数の駆動モータを制御して複数の像担持体間での回転位相関係を調整するように構成してもよい。このようにレディ信号の出力前に回転位相差の検出のみならず、回転位相の調整までも行うことでファーストプリント時間をさらに短縮することができる。もちろん、駆動モータの全てについてレディ信号が出力された後に、位相制御手段が駆動モータを制御して複数の像担持体間での回転位相関係を調整するように構成してもよい。この場合には、全駆動モータが目標回転速度で安定して回転駆動されている状態で駆動モータの制御が行われるため、レディ信号の出力前に制御する装置よりも回転位相調整の安定性という面では優れている。 When the rotational phase difference is detected before the ready signal is output as described above, the rotational phase relationship among the plurality of image carriers is further controlled by controlling the plurality of drive motors before the ready signal is output. You may comprise so that it may adjust. Thus, the first print time can be further shortened by performing not only the detection of the rotational phase difference but also the adjustment of the rotational phase before the output of the ready signal. Of course, after the ready signal is output for all of the drive motors, the phase control means may control the drive motor to adjust the rotational phase relationship among the plurality of image carriers. In this case, since the drive motor is controlled in a state where all the drive motors are stably rotated at the target rotation speed, the rotation phase adjustment is more stable than the device that controls before the ready signal is output. Excellent in terms.
また、この発明にかかる画像形成装置の他の態様は、所定の目標回転速度で回転する複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して複数の像担持体を回転駆動しながら、複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置であって、上記目的を解決するため、複数の像担持体の各々に対応して設けられ、それぞれが対応する像担持体の基準位置を検出して検出信号を出力する複数の検出手段と、複数の像担持体のうちの1つを基準像担持体とし、該基準像担持体に対する残りの像担持体の回転位相差を複数の検出手段からの検出信号の出力タイミング差に基づき求めるとともに、該回転位相差に基づき複数の駆動モータを制御して複数の像担持体間での回転位相関係を調整する位相制御手段とを備え、位相制御手段は、ほぼ同時に複数の駆動モータが駆動開始され、駆動モータの回転速度が目標回転速度に達したことを示すレディ信号が全駆動モータについて出力された後に最初に検出信号を出力した検出手段に対応する像担持体を基準像担持体として設定することを特徴としている。 According to another aspect of the image forming apparatus of the present invention, at least one image carrier is connected to each of a plurality of drive motors rotating at a predetermined target rotational speed to rotate the plurality of image carriers. An image forming apparatus for forming a color image by superimposing toner images formed on each of a plurality of image carriers while being driven, and corresponding to each of the plurality of image carriers to solve the above-described object. A plurality of detection means for detecting a reference position of each corresponding image carrier and outputting a detection signal; and one of the plurality of image carriers as a reference image carrier, the reference image carrier The rotational phase difference of the remaining image carrier relative to the body is obtained based on the output timing difference of the detection signals from the plurality of detection means, and the plurality of drive motors are controlled based on the rotational phase difference between the plurality of image carriers. Rotational phase relationship And a phase control means for adjusting, wherein the plurality of drive motors are started to be driven almost simultaneously, and a ready signal indicating that the rotation speed of the drive motor has reached the target rotation speed is output for all the drive motors. An image carrier corresponding to the detection means that first outputs a detection signal later is set as a reference image carrier.
また、この発明にかかる位相調整方法の他の態様は、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体をそれぞれ接続して複数の像担持体を回転駆動しながら、複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、複数の像担持体間での回転位相関係を調整する位相調整方法であって、上記目的を達成するため、複数の駆動モータの駆動をほぼ同時に開始する工程と、駆動モータの回転速度が目標回転速度に達したことを示すレディ信号が全駆動モータについて出力された後に最初に検出信号を出力した検出手段に対応する像担持体を基準像担持体とし、該基準像担持体に対する残りの像担持体の回転位相差を複数の検出手段からの検出信号の出力タイミング差に基づき求める工程と、回転位相差に基づき複数の駆動モータを制御して回転位相関係の調整を行う工程とを備えたことを特徴としている。 According to another aspect of the phase adjustment method of the present invention, at least one image carrier is connected to each of a plurality of drive motors, and the plurality of image carriers are rotated and driven. A phase adjustment method for adjusting a rotational phase relationship between a plurality of image carriers in an image forming apparatus that forms a color image by superimposing toner images formed on each of the bodies, and to achieve the above object A step of starting the driving of a plurality of drive motors almost simultaneously, and a detection means for outputting a detection signal first after a ready signal indicating that the rotation speed of the drive motor has reached the target rotation speed is output for all the drive motors An image carrier corresponding to the reference image carrier is used as a reference image carrier, and the rotational phase difference of the remaining image carriers relative to the reference image carrier is obtained based on output timing differences of detection signals from a plurality of detection means. When it is characterized by comprising the step of adjusting the plurality of control to the rotational phase relationship drive motor based on the rotational phase difference.
このように構成された発明(画像形成装置および該装置における位相調整方法)では、駆動モータの回転速度が目標回転速度に達したことを示すレディ信号が全駆動モータについて出力された後に回転位相差の導出および回転位相調整が行われる。したがって、レディ信号の出力を待って回転位相差の導出および回転位相調整を行う点で従来装置と共通するが、基準像担持体の設定方式については大きく相違する。すなわち、本発明では、レディ信号が全駆動モータについて出力された後に最初に検出信号を出力した検出手段に対応する像担持体が基準像担持体として設定され、該基準像担持体に対する残りの像担持体の回転位相差を複数の検出手段からの検出信号の出力タイミング差に基づき求めている。つまり、レディ信号が全駆動モータについて出力された時点(定常初期時点)での像担持体間での回転位相状態を問わず、いかなる場合にも、定常初期時点後に最初に出力された検出信号に基づき回転位相差を求めることができる。したがって、基準像担持体を固定している従来装置に比べて、像担持体間での回転位相差を早期に検出することができるとともに、像担持体間での回転位相調整も早期に行うことができる。その結果、ファーストプリント時間の短縮を効果的に図ることができる。 In the invention configured as above (image forming apparatus and phase adjustment method in the apparatus), the rotation phase difference is output after the ready signal indicating that the rotation speed of the drive motor has reached the target rotation speed is output for all the drive motors. And rotation phase adjustment are performed. Therefore, it is common to the conventional apparatus in that the rotation phase difference is derived and the rotation phase adjustment is performed after the ready signal is output, but the reference image carrier setting method is greatly different. That is, in the present invention, the image carrier corresponding to the detection means that first outputs the detection signal after the ready signal is outputted for all the drive motors is set as the reference image carrier, and the remaining image with respect to the reference image carrier is set. The rotational phase difference of the carrier is determined based on the output timing differences of the detection signals from the plurality of detection means. In other words, regardless of the rotational phase state between the image carriers at the time when the ready signal is output for all the drive motors (steady initial time), the detection signal output first after the normal initial time is used in any case. Based on this, the rotational phase difference can be obtained. Therefore, the rotational phase difference between the image carriers can be detected at an early stage and the rotational phase adjustment between the image carriers can be performed at an early stage as compared with the conventional apparatus in which the reference image carrier is fixed. Can do. As a result, it is possible to effectively shorten the first print time.
図1は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。この装置1は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の4色のトナー(現像剤)を重ね合わせてフルカラー画像を形成するカラー印字処理、およびブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する単色印字処理を選択的に実行する画像形成装置である。この画像形成装置1では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令(印字指令)がメインコントローラ(図示省略)に与えられると、このメインコントローラからの指令に応じてエンジンコントローラ(図示省略)がエンジン部EG各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシート(記録材)Sに画像形成指令に対応する画像を形成する。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The apparatus 1 includes a color printing process for forming a full color image by superposing four color toners (developers) of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), and black (K ) To selectively execute monochromatic printing processing for forming a monochrome image using only toner. In this image forming apparatus 1, when an image forming command (printing command) is given to a main controller (not shown) from an external device such as a host computer, an engine controller (not shown) is operated in accordance with the command from the main controller. Each part EG is controlled to execute a predetermined image forming operation, and an image corresponding to the image forming command is formed on a sheet (recording material) S such as a copy sheet, a transfer sheet, a sheet, and an OHP transparent sheet.
図1において、本実施形態の画像形成装置1は、ハウジング本体2と、ハウジング本体2の前面(同図の右手側面)に開閉自在に装着された第1の開閉部材3と、ハウジング本体2の上面に開閉自在に装着された第2の開閉部材(排紙トレイを兼用している)4とを有している。
1, an image forming apparatus 1 according to the present embodiment includes a housing body 2, a first opening / closing
ハウジング本体2内には、電源回路基板、メインコントローラおよびエンジンコントローラを内蔵する電装品ボックス5が設けられている。また、画像形成ユニット6、転写ベルトユニット9および給紙ユニット10もハウジング本体2内に配設されている。一方、第1の開閉部材3側には、定着ユニット12が配設されている。なお、この実施形態では、画像形成ユニット6および給紙ユニット10内の消耗品は、ハウジング本体2に対して着脱自在に構成されている。そして、これらの消耗品および転写ベルトユニット9については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
In the housing main body 2, an
転写ベルトユニット9は、ハウジング本体2の下方に配設され後述するブラック用駆動モータにより回転駆動される駆動ローラ14と、駆動ローラ14の斜め上方に配設される従動ローラ15と、この2本のローラ14、15間に張架されて図示矢印方向D16へ循環駆動される中間転写ベルト16と、中間転写ベルト16の表面に当接されるベルトクリーナ17とを備えている。この従動ローラ15は駆動ローラ14に対して斜め上方(図1中の左手上方)に配置されている。このため、中間転写ベルト16は傾斜状態のまま方向D16に回転移動する。また、中間転写ベルト16を駆動した際のベルト搬送方向D16が下向き(図1の右下向き)になるベルト面16aは下方に位置している。本実施形態においては、ベルト面16aがベルト駆動時のベルト張り面(駆動ローラ14により引っ張られる面)となっており、各色の感光体ドラム(像担持体)20の周速よりも遅い周速を有している。このように中間転写ベルト16の周速を各感光体ドラム20の周速よりも遅くなるように設定することで、感光体ドラム20は中間転写ベルト16に回転を抑える向きに引っ張られるようにして駆動している。
The
駆動ローラ14は、2次転写ローラ19のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ14の周面には、厚さ3mm程度、体積抵抗率が105Ω・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する2次転写バイアス発生部から2次転写ローラ19を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ14に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、2次転写部へシートSが進入する際の衝撃が中間転写ベルト16に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
The
また、本実施形態においては、駆動ローラ14の径を従動ローラ15の径より小さくしている。これにより、2次転写後のシートSがシートS自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ15をベルトクリーナ17のバックアップローラとして兼用させている。このベルトクリーナ17は、搬送方向下向きのベルト面16a側に設けられており、図1に示すように、残留トナーを除去するクリーニングブレード17aと、除去したトナーを搬送するトナー搬送部材とを備えている。そして、クリーニングブレード17aは従動ローラ15への中間転写ベルト16の巻きかけ部において中間転写ベルト16に当接して2次転写後に中間転写ベルト16の表面に残留しているトナーをクリーニング除去する。
In the present embodiment, the diameter of the driving
駆動ローラ14および従動ローラ15は転写ベルトユニット9の支持フレーム(図示省略)に回転自在に支持されている。また、中間転写ベルト16の搬送方向下向きのベルト面16a裏面には、後述する各画像形成ステーションY,M,C,Kの感光体ドラム20に対向して1次転写ローラ21が設けられている。これら4つの1次転写ローラ21は上記支持フレームに対して回転自在に軸支され、図示を省略する1次転写バイアス発生部と電気的に接続されており、適当なタイミングで1次転写バイアス発生部から1次転写バイアスが印加される。
The driving
上記支持フレームは、駆動ローラ14を回動中心として矢印方向D21にハウジング本体2に対して回動自在となっている。そして、図示を省略するアクチュエータを作動させることで支持フレームが回動してイエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の画像形成ステーションY,M,Cの感光体ドラム20に対向して配置された1次転写ローラ21が感光体ドラム20に向かって近接し、また感光体ドラム20から離間移動する。このため、イエロー、マゼンタおよびシアン用の1次転写ローラ21が感光体ドラム20に向かって近接移動すると、中間転写ベルト16を挟んで該感光体ドラム20に当接する(図1中の実線)。そして、この当接位置が1次転写位置となっており、該1次転写位置でトナー像が中間転写ベルト16に転写される。逆に、イエロー、マゼンタおよびシアン用の1次転写ローラ21が感光体ドラム20から離間移動すると、画像形成ステーションY,M,Cの感光体ドラム20と中間転写ベルト16とは互いに離間する(図1中の破線)。一方、ブラック(K)の画像形成ステーションKの感光体ドラム20に対向して配置された1次転写ローラ21については、中間転写ベルト16を挟んで該感光体ドラム20に当接されたまま回転するように構成されている。したがって、図1の実線で示すように、全1次転写ローラ21を感光体ドラム20側に位置させることでカラー印字処理が実行可能となる。一方、同図の破線で示すように、ブラック用の1次転写ローラ21を残して他の1次転写ローラ21を感光体ドラム20から離間させることでモノクロ印字処理のみを実行しつつ中間転写ベルト16が画像形成ステーションY,M,Cから離間してイエロー、マゼンタおよびシアン色については非印字状態とすることができる。なお、ブラック用の1次転写ローラ21についても、必要に応じて感光体ドラム20から離間移動させるように構成してもよい。
The support frame is rotatable with respect to the housing main body 2 in the arrow direction D21 with the
また、転写ベルトユニット9の支持フレームには、駆動ローラ14に近接してテストパターンセンサ18が設置されている。このテストパターンセンサ18は、中間転写ベルト16上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。
A
画像形成ユニット6は、複数(本実施形態では4つ)の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションY(イエロー用),M(マゼンタ用),C(シアン用),K(ブラック用)を備えている。各画像形成ステーションY,M,C,Kにはそれぞれ、本発明の「像担持体」に相当する感光体ドラム20が設けられている。また、各感光体ドラム20の周囲には、帯電部22、像書込部23、現像部24および感光体クリーナ25が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。なお、図1において、画像形成ユニット6の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上、一部の画像形成ステーションのみに符号を付けて他の画像形成ステーションについては符号を省略する。また、各画像形成ステーションY,M,C,Kの配置順序は任意である。
The image forming unit 6 includes image forming stations Y (for yellow), M (for magenta), C (for cyan), and K (for black) that form a plurality (four in this embodiment) of different color images. I have. Each of the image forming stations Y, M, C, and K is provided with a
各画像形成ステーションY,M,C,Kの感光体ドラム20は1次転写位置TR1で中間転写ベルト16の搬送方向下向きのベルト面16aに当接されるように配置されている。その結果、各画像形成ステーションY,M,C,Kも駆動ローラ14に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。また、これらの感光体ドラム20はそれぞれ専用の駆動モータに接続され、図示矢印D20に示すように、中間転写ベルト16の搬送方向に所定周速で回転駆動される。なお、感光体ドラム20の駆動機構および駆動制御については後で詳述する。
The
帯電部22は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム20の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム20の回転動作に伴って感光体ドラム20に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部(図示省略)に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電位置で感光体ドラム20の表面を帯電させる。
The charging
像書込部23は、発光ダイオードやバックライトを備えた液晶シャッタ等の素子を感光体ドラム20の軸方向(図1の紙面に対して垂直な方向)に列状に配列したアレイ状書込ヘッドを用いており、感光体ドラム20から離間配置されている。また、アレイ状書込ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトである。そのため、感光体ドラム20に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。
The
次に、現像部24の詳細について、画像形成ステーションKを代表して説明する。この現像部24は、トナーを貯留するトナー貯留容器26と、このトナー貯留容器26内に配設された2つのトナー撹拌供給部材28,29と、トナー撹拌供給部材29に近接配置された仕切部材30と、仕切部材30の上方に配設されたトナー供給ローラ31と、トナー供給ローラ31および感光体ドラム20に当接して所定の周速で図示矢印方向に回転する現像ローラ33と、現像ローラ33に当接される規制ブレード34とから構成されている。
Next, details of the developing
そして、各現像部24では、トナー撹拌供給部材29により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材30の上面に沿ってトナー供給ローラ31に供給される。また、こうして供給されたトナーは供給ローラ31を介して現像ローラ33の表面に供給される。そして、現像ローラ33に供給されたトナーは規制ブレード34により所定厚さの層厚に規制され、感光体ドラム20へと搬送される。そして、現像ローラ33と電気的に接続された現像バイアス発生部(図示省略)から現像ローラ33に印加される現像バイアスによって、現像ローラ33と感光体ドラム20とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ33から感光体ドラム20に移動して、像書込部23により形成された静電潜像が顕像化される。
In each developing
また、この実施形態では、感光体ドラム20の回転方向D20において1次転写位置TR1の下流側に、感光体ドラム20の表面に当接して感光体クリーナ25が設けられている。この感光体クリーナ25は、感光体ドラム20の表面に当接することで1次転写後に感光体ドラム20の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
In this embodiment, a
給紙ユニット10は、シートSが積層保持されている給紙カセット35と、給紙カセット35からシートSを一枚ずつ給送するピックアップローラ36とからなる給紙部を備えている。第1の開閉部材3内には、2次転写領域TR2へのシートSの給紙タイミングを規定するレジストローラ対37と、駆動ローラ14および中間転写ベルト16に圧接される2次転写手段としての2次転写ローラ19と、定着ユニット12と、排紙ローラ対39と、両面プリント用搬送路40を備えている。
The
2次転写ローラ19は、中間転写ベルト16に対して離当接自在に設けられ、2次転写ローラ駆動機構(図示省略)により離当接駆動される。定着ユニット12は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ45と、この加熱ローラ45を押圧付勢する加圧ローラ46とを有している。そして、シートSに2次転写された画像は、加熱ローラ45と加圧ローラ46で形成するニップ部で所定の温度でシートSに定着される。本実施形態においては、中間転写ベルト16の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト16に対して画像形成ユニット6と反対側の空間に定着ユニット12を配設することが可能になり、電装品ボックス5、画像形成ユニット6および中間転写ベルト16への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。
The secondary transfer roller 19 is provided so as to be able to come into contact with and separate from the
また、こうして定着処理を受けたシートSは排紙ローラ対39を経由してハウジング本体2の上面部に設けられた第2の開閉部材(排紙トレイ)4に搬送される。また、シートSの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートSの後端部が排紙ローラ対39後方の反転位置まで搬送されてきた時点で排紙ローラ対39の回転方向を反転し、これによりシートSは両面プリント用搬送路40に沿って搬送される。そして、レジストローラ対37の手前で再び搬送経路に乗せられるが、このとき、2次転写領域TR2において中間転写ベルト16と当接して画像を転写されるシートSの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートSの両面に画像を形成することができる。
Further, the sheet S thus subjected to the fixing process is conveyed to a second opening / closing member (discharge tray) 4 provided on the upper surface portion of the housing body 2 via the
図2は中間転写ベルトと各色の感光体ドラムとの配置関係を示す模式図であり、また図3は感光体ドラムを回転駆動する駆動機構を示す図であり、図4はエンジンコントローラのうち感光体ドラムの回転位相を制御する電気的構成を示すブロック図である。以下、これらの図面を参照しつつ、感光体ドラム20を駆動する駆動機構および駆動制御について詳述する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the positional relationship between the intermediate transfer belt and the photosensitive drums of the respective colors. FIG. 3 is a diagram showing a driving mechanism for rotating the photosensitive drum. FIG. It is a block diagram which shows the electrical structure which controls the rotation phase of a body drum. Hereinafter, a drive mechanism and drive control for driving the
この実施形態にかかる画像形成装置1では、4色の感光体ドラム20が設けられているが、これらの感光体ドラム20をそれぞれ回転駆動するために4つの駆動モータ50(50Y,50M,50C,50K)が設けられている。そして、各駆動モータ50を制御することで各色の感光体ドラム(像担持体)20を独立して回転させることが可能となっている。なお、感光体ドラム20を回転駆動する駆動機構の構成は互いに同一であるため、ここでは、イエロー用の駆動機構についてのみ説明し、その他のトナー色については同一または相当符号を付して説明を省略する。
In the image forming apparatus 1 according to this embodiment, four color
この実施形態では、イエロー用駆動モータ50Yとして、DCブラシレスモータが採用されている。この駆動モータ50Yの回転軸にはモータピニオン51が取り付けられるとともに、このモータピニオン51に対してアイドルギア52が歯合配置されている。また、このアイドルギア52と同軸にアイドルギア53が取り付けられており、駆動モータ50Yの回転駆動力がモータピニオン51を介してアイドルギア52に伝達されると、アイドルギア52,53が一体的に回転する。一方、アイドルギア53は感光体ドラム20の回転軸と同軸に取り付けられた感光体ギア54と歯合されており、上記のようにしてアイドルギア53が回転駆動されることで、感光体ドラム20Yが回転駆動される。この実施形態では、感光体ドラム20を132rpmで回転させながら画像形成を行うために、例えば駆動モータ50Yの目標回転速度ならびにモータピニオン51、ギア52〜54のギア構成を以下のように設定することができる。
In this embodiment, a DC brushless motor is employed as the
(1)駆動モータ50Yの目標回転速度:1905rpm
(2)モータピニオン51について
歯数:12
ピッチ円直径:6.4mm
(3)アイドルギア52について
歯数:48
ピッチ円直径:25.5mm
(4)アイドルギア53について
歯数:30
ピッチ円直径:16.0mm
(5)感光体ギア54について
歯数:108
ピッチ円直径:57.5mm
このように構成されたギア群からなる駆動力伝達機構を用いることで、駆動モータ50Yの回転速度が目標回転速度(1905rpm)に達した時点では、モータピニオン51およびギア52により回転速度は476rpmに減速され、さらにギア52,53により所望の回転速度(132rpm)まで減速される。
(1) Target rotational speed of
(2) About
Pitch circle diameter: 6.4mm
(3) About
Pitch circle diameter: 25.5mm
(4) About
Pitch circle diameter: 16.0mm
(5) About the
Pitch circle diameter: 57.5mm
By using the driving force transmission mechanism including the gear group configured as described above, when the rotation speed of the
また、この実施形態では、感光体ドラム20の回転軸に直結された感光体ギア54は感光体ドラム20の直径(30mm)よりも大口径となっており、その外周部の一箇所に凹部55が形成されている。そして、凹部55の回転軌跡上に反射型光学センサ56が回転位相検出センサとして配置されている。このため、感光体ドラム20の基準位置が回転位相検出センサ56を通過するたびに回転位相検出センサ56から検出信号がエンジンコントローラに設けられた位相制御ユニット57のパルスカウンタ58に出力される。すなわち、この実施形態では、回転位相検出センサ56が本発明の「検出手段」に相当しており、回転位相検出センサ56からの出力信号に基づき感光体ドラム20が基準位置を通過したか否かを正確に検出することができるとともに、感光体ドラム20の回転位相を検出することができる。
Further, in this embodiment, the
また、駆動モータ50Yには、周波数発生器59Yが設けられており、駆動モータ50Yの回転速度に応じた周波数信号(以下「FG信号」という)を生成して駆動モータ50Yを制御するモータ回転制御部60Yとパルスカウンタ58に出力する。周波数発生器59Yの構成については特に限定されるものではないが、この実施形態では駆動モータ50Yの1回転を60等分したパルス信号がFG信号として出力されるように構成されている。したがって、周波数発生器59Yから出力されるFG信号は時々刻々と変化する駆動モータ50Yの回転駆動状態を反映したものとなり、駆動モータ50Yが目標回転速度に達して定常状態となっている最中はもちろんのこと、非定常状態となっている間、例えば回転速度を加速している最中であっても、FG信号を参照することで駆動モータ50Yの回転駆動状態を正確に把握することができる。
Further, the
各駆動モータ50および駆動機構は上記のように構成されているが、装置1がホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令(印字指令)を待っている間、全駆動モータ50は回転を停止している。そして、印字指令が与えられると、メインコントローラはエンジン部EGの動作指示に適した形式のジョブデータに変換し、エンジンコントローラに送出する。これを受けたエンジンコントローラは位相制御ユニット57に対して駆動指令を与えて感光体ドラム20を所望の目標回転速度(132rpm)で回転させる。より具体的には、位相制御ユニット57は図4に示すようにパルスカウンタ58、比較部61および回転速度設定部62を有しており、次に説明する処理を実行することで感光体ドラム20間での回転位相を調整した後、各感光体ドラム20を所望の回転速度(132rpm)で定常回転させる。
Each
図5は感光体ドラムの間での回転位相を調整する動作を示すフローチャートである。また、図6は基準色の決定動作を示すフローチャートである。また、図7は回転位相差の導出および位相調整動作を示すフローチャートである。さらに図8は回転位相差の導出および位相調整動作を示す図である。以下、これらの図を参照しつつ回転位相差の検出動作および回転位相の調整動作について詳述する。 FIG. 5 is a flowchart showing an operation for adjusting the rotational phase between the photosensitive drums. FIG. 6 is a flowchart showing the reference color determining operation. FIG. 7 is a flowchart showing the derivation of the rotational phase difference and the phase adjustment operation. Further, FIG. 8 is a diagram showing the derivation of the rotational phase difference and the phase adjustment operation. Hereinafter, the rotational phase difference detection operation and the rotational phase adjustment operation will be described in detail with reference to these drawings.
この装置では、外部装置からの印字指令に応じてエンジンコントローラから位相制御ユニット57に駆動指令が与えられると、全色について感光体ドラム20の駆動が開始される(ステップS1)。このとき、パルスカウンタ58にはFG信号のパルス出力は与えられておらず、比較部61から与えられる信号に基づき回転速度設定部62は予め設定された加速度で各駆動モータ50を駆動させるように制御信号を各モータ回転制御部60Y,60M,60C,60Kに与える。これによって、モータ回転制御部60Y,60M,60C,60Kがそれぞれ駆動モータ50Y,50M,50C,50Kを作動させて感光体ドラム20の駆動を開始する。
In this apparatus, when a drive command is given from the engine controller to the
このように各感光体ドラム20を回転させるために各駆動モータ50(50Y,50M,50C,50K)を作動させると、図8に示すように、駆動開始から徐々に駆動モータ50の回転速度が加速されていく。この実施形態では、回転駆動の開始から約0.5秒で駆動モータ50の回転速度が目標回転速度に達するように設定している。また、駆動モータ50の回転に伴ってFG信号が出力される。このFG信号は駆動モータ50の回転状態を反映したものであり、回転速度の上昇に伴ってFG信号のパルス間隔は短くなっていく。つまり、FG信号をモニタすることで定常状態か非定常状態かを問わず駆動モータ50Yの回転駆動状態を正確に把握することができる。一方、駆動モータ50により感光体ドラム20が回転駆動されて感光体ドラム20の基準位置が回転位相検出センサ56を通過すると、回転位相検出センサ56から検出信号が位相制御ユニット57のパルスカウンタ58に出力される。この検出信号は感光体ドラム20の回転位相を検出する信号、つまり回転位相検出信号として機能するものであり、各色の回転位相検出信号を参照することで基準色に対する他の色(以下「調整色」という)の感光体ドラム20の回転位相差を求めることができる。なお、この実施形態では、4色のうち最初に回転位相検出信号が出力されるトナー色を基準色としている(ステップS2)。
When the drive motors 50 (50Y, 50M, 50C, 50K) are operated to rotate the
このステップS2では、図6に示すように、最初の回転位相検出信号が検出される(ステップS21)と、その最初の検出信号がいずれのトナー色の回転位相検出センサ56から出力されたものであるのかを判断して基準色を決定する(ステップS22〜S28)。つまり、
回転位相検出センサ56Kから出力:基準色はブラック、
回転位相検出センサ56Yから出力:基準色はイエロー、
回転位相検出センサ56Mから出力:基準色はマゼンタ、
回転位相検出センサ56Cから出力:基準色はシアン、
と判断される。また、こうして基準色が決定されると、位相制御ユニット57のパルスカウンタ58に記憶されているFGパルス数FGC(0)をクリアする(ステップS29)。このFGパルス数FGC(0)はFG信号のパルス数をカウントすることにより得られる値であり、後述するように本実施形態ではFGパルス数FGC(0)が回転位相差を示す指標値として利用される。
In step S2, as shown in FIG. 6, when the first rotation phase detection signal is detected (step S21), the first detection signal is output from the rotation
Output from rotational
Output from the rotational
Output from rotational
Output from rotational
It is judged. When the reference color is determined in this way, the FG pulse number FGC (0) stored in the
上記のようにして基準色が決定され、その基準色のFGパルス数FGC(0)がクリアされた後、基準色の駆動モータ50に対応して設けられた周波数発生器59から出力されるFG信号に基づきパルスカウンタ58がFGパルスのカウントを開始する(ステップS3)。そして、残りのトナー色(第1調整色〜第3調整色)の各々について位相調整を行う(ステップS4)。
After the reference color is determined as described above and the FG pulse number FGC (0) of the reference color is cleared, the FG output from the frequency generator 59 provided corresponding to the
この位相調整処理においては、位相制御ユニット57が以下のように作動して第n調整色(n=1,2、3)について基準色に対する回転位相差を求め、その回転位相差に基づき駆動モータ50を加減速制御して回転位相を調整する。すなわち、FGパルス数FGC(n)をクリアする(ステップS41)。そして、ステップS42で回転位相検出信号が検出されると、現時点での基準色FGパルス数FGC(0)を回転位相ずれ量(位相差)RDとして記憶する(ステップS43)。こうして、基準色に対する第n調整色の回転位相ずれ量RD(n)を求めることができる。
In this phase adjustment process, the
また、回転位相検出信号の検出とともに、当該調整色の駆動モータ50に対応して設けられた周波数発生器59から出力されるFG信号に基づきパルスカウンタ58がFGパルスのカウントを開始する(ステップS44)。そして、駆動モータ50の回転速度が目標回転速度に到達してレディ(READY)信号が出力されるまでに、以下の関係式、
FGC(n)=FGC(0)+RD(n)
が満足されるように当該調整色の駆動モータ50を加減速制御する(ステップS45)。これにより、基準色よりも遅れていた調整色の感光体ドラム20の位相が基準色の感光体ドラム20に追いつき回転位相差は解消され、レディ(READY)信号が出力される時点では既に両者の回転位相が一致され、両色の感光体ドラム20は所定の回転速度で定常回転される。
In addition to the detection of the rotational phase detection signal, the pulse counter 58 starts counting FG pulses based on the FG signal output from the frequency generator 59 provided corresponding to the
FGC (n) = FGC (0) + RD (n)
The acceleration / deceleration control is performed on the
以上のように、この実施形態によれば、全駆動モータ50の回転駆動開始後に最初に出力された回転位相検出信号に対応するトナー色を基準色としている、つまり当該トナー色の感光体ドラム20を本発明の「基準像担持体」として設定し、該基準像担持体と調整色の感光体ドラム20との回転位相差を求めて位相調整を行うように構成している。このため、基準色を予め設定している場合に比べて次のような作用効果が得られる。すなわち、基準色を固定している装置では基準像担持体の基準位置を検出して回転位相検出センサ56から回転位相検出信号が出力されるのを待って回転位相差を求める必要がある。これに対し、本実施形態では、最初に出力された回転位相検出信号に基づき回転位相差を求めることができる。つまり、回転位相検出信号が出力されると、直ちに回転位相差の導出処理を実行することができる。したがって、感光体ドラム(像担持体)20間での回転位相差の早期検出および回転位相の早期調整を行うことができ、優れたファーストプリント時間で高品質なカラー画像を形成することができる。
As described above, according to this embodiment, the toner color corresponding to the rotation phase detection signal that is output first after the rotation drive of all the
また、この実施形態では、駆動モータ50の各々に対応して設けられた周波数発生器59によって駆動モータ50の回転周波数を検出して該回転周波数に対応したFG信号を得ている。このFG信号は時々刻々と変化する駆動モータ50の回転駆動状態を反映したものである。このため、FG信号を参照することで駆動モータ50の回転駆動状態を正確に把握することができ、感光体ドラム20の回転位相差を正確に求めることができる。特に、この実施形態では、駆動モータ50の回転開始からレディ信号が出力されるまでに回転位相ずれ量RD(n)を導出するとともに、その回転位相ずれ量RD(n)に基づき感光体ドラム20の間での回転位相調整を行っている。このように、感光体ドラム(像担持体)20間での回転位相差の早期検出および回転位相の早期調整が行われており、ファーストプリント時間のさらなる短縮が可能となる。
In this embodiment, the frequency generator 59 provided corresponding to each drive
図9は本発明にかかる画像形成装置の他の実施形態を示すフローチャートである。また、図10は図9の実施形態における回転位相差の導出および位相調整動作を示す図である。この実施形態では、先の実施形態と同様に、レディ(READY)信号が出力されるまでに回転位相検出信号とFG信号とに基づき基準色の感光体ドラム20に対する調整色の感光体ドラム20の回転位相差を求めている。しかしながら、ステップS46でレディ信号が出力された後、つまり全駆動モータ50の回転速度は定常状態に達した後で該調整色の駆動モータ50を駆動制御して回転位相を調整している。このように、本実施形態では、駆動モータ50が目標回転速度で安定して回転駆動されている状態で駆動モータ50の制御を行っているため、回転位相調整をより安定して行うことができる。
FIG. 9 is a flowchart showing another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. FIG. 10 is a diagram showing the derivation of the rotational phase difference and the phase adjustment operation in the embodiment of FIG. In this embodiment, as in the previous embodiment, the adjustment color of the
図11は本発明にかかる画像形成装置の別の実施形態を示すフローチャートである。この実施形態の特徴的構成は基準像担持体の設定タイミングおよび回転位相差の導出タイミングである。以下においては、同図を参照しつつ本実施形態の特徴的構成を中心に説明する。なお、その他の構成については上記実施形態と同様であるため、同一構成については同一符号を付して説明を省略する。 FIG. 11 is a flowchart showing another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. The characteristic configuration of this embodiment is the setting timing of the reference image carrier and the derivation timing of the rotational phase difference. In the following, the characteristic configuration of the present embodiment will be mainly described with reference to FIG. Since other configurations are the same as those in the above embodiment, the same components are denoted by the same reference numerals and description thereof is omitted.
この実施形態では、同図に示すように、駆動モータ50の回転速度が目標回転速度に達したことを示すレディ信号が全駆動モータ50について出力された時点(定常初期時点)の後に回転位相差の導出および回転位相調整が行われる。すなわち、ステップS211でイエロー、マゼンタ、シアンおよびブラック用感光体20Y,20M,20C,20Kにそれぞれ対応して設けられた駆動モータ50Y,50M,50C,50Kが目標回転速度に達してレディ(READY)信号が出力されると、次のステップS212に進んで定常初期時点後に最初に検出信号が出力されるのを待つ。
In this embodiment, as shown in the figure, the rotational phase difference after the time point when the ready signal indicating that the rotational speed of the
こうして検出信号の出力を待っている間、各駆動モータ50は目標回転速度で定常駆動されており、やがて最初の回転位相検出信号が検出される(ステップS212)。すると、上記実施形態と同様にして基準色を決定した(ステップS22〜S28)後、位相制御ユニット57のパルスカウンタ58に記憶されているFGパルス数FGC(0)をクリアする(ステップS29)。そして、基準色の駆動モータ50に対応して設けられた周波数発生器59から出力されるFG信号に基づきパルスカウンタ58がFGパルスのカウントを開始するとともに、残りのトナー色(第1調整色〜第3調整色)の各々について上記実施形態と同様にして位相調整を行う(図5のステップS4)。
Thus, while waiting for the output of the detection signal, each drive
以上のように、この実施形態は、レディ信号の出力を待って回転位相差の導出および回転位相調整を行う点で従来装置と共通するが、基準色の決定、つまり本発明の「基準像担持体」の設定方式については大きく相違する。すなわち、本実施形態では、定常初期時点後に最初に回転位相検出信号を出力した回転位相検出センサ56に対応する感光体ドラム20が基準像担持体として設定され、基準感光体ドラム(基準像担持体)20に対する残りの感光体ドラム(像担持体)20の回転位相差を回転位相検出センサ56からの回転位相検出信号の出力タイミング差に基づき求めている。つまり、レディ信号が全駆動モータ50について出力された時点(定常初期時点)での感光体ドラム20間での回転位相状態を問わず、いかなる場合にも、定常初期時点後に最初に出力された回転位相検出信号に基づき回転位相差を求めることができる。したがって、基準色を固定している従来装置に比べて、感光体ドラム20間での回転位相差を早期に検出することができるとともに、感光体ドラム20間での回転位相調整も早期に行うことができる。その結果、ファーストプリント時間の短縮を効果的に図ることができる。
As described above, this embodiment is common to the conventional apparatus in that the rotation phase difference is derived and the rotation phase adjustment is performed after the ready signal is output, but the determination of the reference color, that is, the “reference image holding” of the present invention is performed. The setting method of “body” is greatly different. That is, in the present embodiment, the
また、この実施形態においても、パルスカウンタ58からのFG信号に基づき回転位相ずれ量RD(n)を導出しているが、全駆動モータ50が目標回転速度で定常駆動されている状態(定常駆動状態)のまま回転位相ずれ量を導出するため、回転位相検出信号の出力タイミング差を正確に計測することができるものであれば、如何なる指標値を用いてもよい。例えば従来装置と同様に時間計測用カウンタ値を用いて回転位相ずれ量を導出するようにしてもよい。
Also in this embodiment, the rotational phase shift amount RD (n) is derived based on the FG signal from the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、駆動モータ50の回転駆動を開始した後、回転速度を直線的に増速しているが、ステップ状に増速してよい。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the rotational speed is linearly increased after the drive of the
また、上記実施形態では、感光体ドラム20の回転軸に直結された感光体ギア54に設けた凹部55を検出することで感光体ドラム20の基準位置を検出して回転位相検出センサ56から回転位相検出信号が出力しているが、回転位相検出方式についてはこれに限定されるものではなく、感光体ドラム20の基準位置を検出することができるものであれば任意である。例えば、感光体ドラム20の一部に該ドラム回転とともに回転移動する特徴部位を設け、さらに該特徴部位の回転軌跡上にセンサを配置してもよい。
In the above-described embodiment, the reference position of the
また、上記実施形態では駆動モータ50Y,50M,50C,50Kに感光体ドラム20Y,20M,20C,20Kをそれぞれ接続して各感光体ドラム20を回転駆動しているが、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の感光体ドラムをそれぞれ接続して4色の感光体ドラムを回転駆動するように構成してもよい。例えばブラック用感光体ドラム20Kについてはブラック用駆動モータで駆動する一方、イエロー、マゼンタおよびシアン用の感光体ドラムについてはカラー用駆動モータで駆動してもよい。このような装置においても、上記実施形態と同様に、(a)全駆動モータの駆動開始後に最初に回転位相検出信号を出力した回転位相検出センサ56に対応する感光体ドラム20を本発明の「基準像担持体」として設定したり、(b)定常初期時点後に最初に出力された回転位相検出信号を出力した回転位相検出センサ56に対応する感光体ドラム20を本発明の「基準像担持体」として設定した上で、回転位相差を導出し、該回転位相差に基づき感光体ドラム20の間での回転位相調整を行うことによって、感光体ドラム20間での回転位相差の早期検出および回転位相の早期調整が可能となり、優れたファーストプリント時間で高品質なカラー画像を形成することができる。
In the above-described embodiment, the
さらに、上記各実施形態は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色のトナーを用いてカラー画像を形成する装置に本発明を適用したものであるが、トナー色の種類および数については上記に限定されるものでなく、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の感光体ドラムなどの像担持体をそれぞれ接続して前記複数の像担持体を回転駆動しながら、前記複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置全般に適用することができる。 Further, in each of the above embodiments, the present invention is applied to an apparatus that forms a color image using toners of four colors of yellow, magenta, cyan, and black. The types and number of toner colors are described above. Without being limited thereto, the plurality of image carriers are connected to each of a plurality of drive motors, and at least one image carrier such as a photosensitive drum is connected to rotate the plurality of image carriers. The present invention can be applied to all image forming apparatuses that form a color image by superimposing toner images formed on each of the above.
1…画像形成装置、 20,20Y,20M,20C,20K…感光体ドラム(像担持体)、 50,50Y,50M,50C,50K…駆動モータ、 56,56Y,56M,56C,56K…回転位相検出センサ(検出手段)、 57…位相制御ユニット、 58…パルスカウンタ、 59,59Y,59M,59C,59K…周波数発生器、 RD…回転位相ずれ量(回転位相差)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (9)
前記複数の像担持体の各々に対応して設けられ、それぞれが対応する像担持体の基準位置を検出して検出信号を出力する複数の検出手段と、
前記複数の像担持体のうちの1つを基準像担持体とし、該基準像担持体に対する残りの像担持体の回転位相差を前記複数の検出手段からの検出信号の出力タイミング差に基づき求めるとともに、該回転位相差に基づき前記複数の駆動モータを制御して前記複数の像担持体間での回転位相関係を調整する位相制御手段とを備え、
前記位相制御手段は、ほぼ同時に前記複数の駆動モータが駆動開始された後に最初に検出信号を出力した検出手段に対応する像担持体を基準像担持体として設定することを特徴とする画像形成装置。 At least one image carrier is connected to each of a plurality of drive motors that rotate at a predetermined target rotation speed, and the plurality of image carriers are rotationally driven to form each of the plurality of image carriers. In an image forming apparatus that forms a color image by superimposing toner images to be
A plurality of detection means provided corresponding to each of the plurality of image carriers, each detecting a reference position of the corresponding image carrier and outputting a detection signal;
One of the plurality of image carriers is used as a reference image carrier, and the rotational phase difference of the remaining image carriers with respect to the reference image carrier is obtained based on the output timing difference of the detection signals from the plurality of detection means. And a phase control means for adjusting the rotational phase relationship between the plurality of image carriers by controlling the plurality of drive motors based on the rotational phase difference,
The phase control means sets, as a reference image carrier, an image carrier corresponding to the detection means that first output a detection signal after the plurality of drive motors have started driving substantially simultaneously. .
前記位相制御手段は、前記基準像担持体に対応して設けられた検出手段からの検出信号の出力と、残りの像担持体に対応して設けられた検出手段からの検出信号の出力との間に出力される前記パルス信号をカウントして得られるパルス数を前記回転位相差として求める請求項1記載の画像形成装置。 A plurality of frequency generators provided corresponding to each of the plurality of drive motors, each detecting a rotation frequency of the corresponding drive motor and outputting a pulse signal corresponding to the rotation frequency;
The phase control means includes an output of a detection signal from a detection means provided corresponding to the reference image carrier and an output of a detection signal from a detection means provided corresponding to the remaining image carrier. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the number of pulses obtained by counting the pulse signals output therebetween is obtained as the rotational phase difference.
前記位相制御手段は前記レディ信号の出力前に前記回転位相差を求める画像形成装置。 3. The image forming apparatus according to claim 2, wherein a ready signal is output to the phase control unit when the rotational speed of the drive motor reaches the target rotational speed after the rotational drive of each drive motor is started.
The image forming apparatus in which the phase control means obtains the rotational phase difference before outputting the ready signal.
前記複数の像担持体の各々に対応して設けられ、それぞれが対応する像担持体の基準位置を検出して検出信号を出力する複数の検出手段と、
前記複数の像担持体のうちの1つを基準像担持体とし、該基準像担持体に対する残りの像担持体の回転位相差を前記複数の検出手段からの検出信号の出力タイミング差に基づき求めるとともに、該回転位相差に基づき前記複数の駆動モータを制御して前記複数の像担持体間での回転位相関係を調整する位相制御手段とを備え、
前記位相制御手段は、ほぼ同時に前記複数の駆動モータが駆動開始され、駆動モータの回転速度が前記目標回転速度に達したことを示すレディ信号が全駆動モータについて出力された後に最初に検出信号を出力した検出手段に対応する像担持体を基準像担持体として設定することを特徴とする画像形成装置。 At least one image carrier is connected to each of a plurality of drive motors that rotate at a predetermined target rotation speed, and the plurality of image carriers are rotationally driven to form each of the plurality of image carriers. In an image forming apparatus that forms a color image by superimposing toner images to be
A plurality of detection means provided corresponding to each of the plurality of image carriers, each detecting a reference position of the corresponding image carrier and outputting a detection signal;
One of the plurality of image carriers is used as a reference image carrier, and the rotational phase difference of the remaining image carriers with respect to the reference image carrier is obtained based on the output timing difference of the detection signals from the plurality of detection means. And a phase control means for adjusting the rotational phase relationship between the plurality of image carriers by controlling the plurality of drive motors based on the rotational phase difference,
The phase control means outputs a detection signal first after the plurality of drive motors start driving substantially simultaneously and a ready signal indicating that the rotation speed of the drive motor has reached the target rotation speed is output for all the drive motors. An image forming apparatus, wherein an image carrier corresponding to the output detection means is set as a reference image carrier.
前記複数の駆動モータの駆動をほぼ同時に開始する工程と、
前記駆動モータの駆動開始後に最初に検出信号を出力した検出手段に対応する像担持体を基準像担持体とし、該基準像担持体に対する残りの像担持体の回転位相差を前記複数の検出手段からの検出信号の出力タイミング差に基づき求める工程と、
前記回転位相差に基づき前記複数の駆動モータを制御して前記回転位相関係の調整を行う工程と
を備えたことを特徴とする位相調整方法。 At least one image carrier is connected to each of the plurality of drive motors, and the plurality of image carriers are rotationally driven, and the toner images formed on each of the plurality of image carriers are superimposed. In an image forming apparatus for forming a color image, a phase adjustment method for adjusting a rotational phase relationship between the plurality of image carriers,
Starting substantially simultaneously driving the plurality of drive motors;
An image carrier corresponding to a detection unit that first outputs a detection signal after the drive motor starts driving is used as a reference image carrier, and the plurality of detection units detects a rotational phase difference of the remaining image carriers relative to the reference image carrier. Obtaining based on the output timing difference of the detection signal from
Adjusting the rotational phase relationship by controlling the plurality of drive motors based on the rotational phase difference.
前記複数の駆動モータの駆動をほぼ同時に開始する工程と、
駆動モータの回転速度が前記目標回転速度に達したことを示すレディ信号が全駆動モータについて出力された後に最初に検出信号を出力した検出手段に対応する像担持体を基準像担持体とし、該基準像担持体に対する残りの像担持体の回転位相差を前記複数の検出手段からの検出信号の出力タイミング差に基づき求める工程と、
前記回転位相差に基づき前記複数の駆動モータを制御して前記回転位相関係の調整を行う工程と
を備えたことを特徴とする位相調整方法。 At least one image carrier is connected to each of the plurality of drive motors, and the plurality of image carriers are rotationally driven, and the toner images formed on each of the plurality of image carriers are superimposed. In an image forming apparatus for forming a color image, a phase adjustment method for adjusting a rotational phase relationship between the plurality of image carriers,
Starting substantially simultaneously driving the plurality of drive motors;
The image carrier corresponding to the detection means that first outputs the detection signal after the ready signal indicating that the rotational speed of the drive motor has reached the target rotational speed is output for all the drive motors is defined as the reference image carrier. Obtaining a rotational phase difference of the remaining image carrier relative to a reference image carrier based on output timing differences of detection signals from the plurality of detection means;
Adjusting the rotational phase relationship by controlling the plurality of drive motors based on the rotational phase difference.
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