JPH06324062A - 感光体の角速度検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 感光体ドラムに対してエンコーダを配置し、
回転角速度の変化の情報を得る装置において、エンコー
ダ板に対して等角度に４個以上の偶数個の検知部材を配
置し、エンコーダ板の誤差をキャンセルする演算手段を
用いて、正確な角速度の変化の値を得るようにする。 【構成】 感光体ドラムの軸に対して、円板に等間隔に
マーク３２……を設けたエンコーダ板３１を配置し、前
記エンコーダ板３１の周囲に、等角度に検知部材ＳＡ〜
ＳＤを配置する。前記検知部材から得られる角速度の情
報ａ〜ｄをタイマー３５ａ〜３５ｄに入力し、そのタイ
マー装置からの情報Ａ〜Ｄを演算器を構成するＣＰＵ３
６に入力する。そして、エンコーダ板の誤差をキャンセ
ルして、正確な検知情報を得て、モータ２５に対する印
加パルスの出力を行い、感光体ドラムを定速回転させ
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、電子写真複写機におけ
る感光体等の回転を制御する装置に関し、特に、感光体
の軸に設けたエンコーダ板に、４個以上の検知部材を配
置し、各検知部材での信号の誤差を打ち消す状態で、感
光体の正確な回転信号を得ることができるようにする感
光体の角速度検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真複写機等のように、電子写真方
式を用いてコピーを作成する画像形成装置においては、
感光体ドラム２の回転ムラを非常に小さくする状態で駆
動を行う必要があり、そのために、例えば、図４に示さ
れるような駆動機構を設けている。前記図４に示される
例は、感光体ドラム２に対する駆動系の構成を示してい
るもので、感光体ドラム２の軸２０は、カラー電子写真
複写機のフレーム２１に対して軸受２２を介して支持
し、フレームの外側に駆動装置を設けている。前記感光
体ドラム２の軸２０には、フレーム２１の内側に、軸２
０の位置決め部材２３を配置し、感光体ドラムの支持位
置を一定に規制する手段を構成している。また、前記フ
レーム２１の外側に配置する駆動装置では、モータ２５
と、ギヤ装置２６による駆動伝達手段を設け、軸２０に
固定した入力ギヤ２７に対する駆動を行うようにする。
さらに、前記軸２０に対して、エンコーダ装置３０とブ
レーキ装置２４とを設けておき、感光体ドラムの回転速
度の検知と、感光体ドラムに対して一定の負荷を付与し
て、回転ムラが生じることを防止する機構を構成してい
る。前記構成に加えて、前記軸２０の端部に回転慣性体
２８を配置し、前記回転慣性体２８は、感光体ドラム２
の軸２０に対して固定保持させている。そして、両部材
を一体に回転させることにより、回転慣性体の回転モー
メントを大きな値に設定できることから、モータ２５か
らギヤ装置を介して感光体ドラムを回転させる際に、前
記感光体ドラムに回転振動を加えるような作用に対し
て、回転慣性体により振動を減衰させることができる。

【０００３】例えば、感光体ドラムに対しては、ギヤの
噛み合いや、感光体ドラムに対して配置するクリーニン
グ装置のブラシの押圧作用、現像装置の現像ローラによ
る回転振動等が加えられるが、そのような感光体ドラム
に対する振動の原因を打ち消すように、回転慣性体によ
る定速回転の作用が発揮されることになる。なお、前記
感光体ドラムに対する駆動系において、軸２０にはブレ
ーキ装置２４を配置して、感光体ドラムの回転に対し
て、一定の値のブレーキ作用を付与することによって、
駆動系に一定の値の負荷を付与することを行い、感光体
ドラムの回転変動が発生しにくい状態に形成している。
また、前記感光体ドラムの回転速度を検知するために、
エンコーダ装置３０を設けており、前記エンコーダから
出力される感光体ドラムの回転速度の情報を用いて、モ
ータ２５に対する印加パルスの制御の作用等を行うこと
や、感光体ドラムに対する画像の書き込みのタイミング
を設定することができるようにする。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】電子写真複写機におい
ては、用紙の移動速度に対して、感光体ドラムの回転速
度を一致させるようにして、各感光体ドラムを回転ムラ
なく駆動することが必要とされる。また、感光体ドラム
を駆動するためには、各感光体ドラムに対して駆動モー
タを配置し、減速ギヤ装置等を介して、感光体ドラムに
対する駆動を行うような機構が用いられる。ところが、
感光体ドラムをギヤ装置を用いて駆動する機構では、モ
ータの回転速度のムラの影響を受けることや、ギヤの歯
の噛み合いに際して生じる振動等が影響する。さらに、
感光体ドラムの回転に影響を与える振動としては、クリ
ーニング装置のブラシの回転振動や、現像装置の現像ロ
ーラの回転ムラ等があり、それ等の感光体ドラムに対応
させて配置する部材からの振動等が、感光体ドラムを定
速で回転させる際の障害となって出現する。

【０００５】そこで、前述したような感光体ドラムの回
転ムラを防止するために、エンコーダからの情報を用い
る方法として、例えば、特開昭６２−１７８９８２号公
報や、特開昭５６−１３２８６６号公報等に示されるよ
うな手段を用いることが提案されている。前記従来例の
うち、特開昭６２−１７８９８２号公報に示される例に
おいては、サーボモータ速度制御用のパルスを発生させ
るためのロータリーエンコーダを、感光体ドラムの軸に
対してカップリングを介して直接取り付けるようにして
いる。ところが、前記従来例のように、軸に対してカッ
プリングを介してエンコーダを取り付ける手段を用いる
場合には、前記カップリングの機械的な誤差や、取り付
けのガタ等により、感光体ドラムの回転の角速度の検知
の誤差が生じることが避けられないものとなる。

【０００６】前記従来例とは別に、特開昭５６−１３２
８６６号公報に示される例では、透明回転板にスリット
を設けたものを感光体ドラムの軸に直接取り付ける手段
を用いている。しかし、前記従来例では、透明回転板の
取り付け孔と、軸とのはめ合い隙間等があると、回転板
の偏心による角速度の検出誤差が生じることは避けられ
ない。そこで、偏心した状態で取り付けられるという問
題を解消するために、感光体ドラムの軸に対して回転板
を取り付ける際の組立精度を良好に維持することが要求
されている。前述したような問題を解決するために、本
発明者らは、検知部材を２個感光体軸の中心に対して対
称的に配置し、回転円板の偏心の影響を取り除く手段を
提案している。しかし、それでもなお、エンコーダ板を
軸に設けた状態で、エンコーダ板にそりが生じたり、検
知用マークの位置のムラ等があったりすることにより、
回転速度の検知誤差が生じることがある。そこで、前述
したような問題を防ぐためには、製作コストが高価なガ
ラス製の透明回転板を用いて構成する必要がある。

【０００７】

【発明の目的】本発明は、前述したような従来の感光体
ドラムの駆動制御機構の問題を解消するもので、感光体
ドラムの軸に対してエンコーダ板を取り付けるととも
に、前記エンコーダ板に対して４個以上の偶数個の検知
部材を等角度で配置し、複数の検知部材から得られる検
知信号を平均化することにより、エンコーダ板の取り付
け誤差や、エンコーダ板のマークの乱れ等を解消し、回
転角速度を正確に検知し得るような装置を提供すること
を目的としている。

【０００８】

【課題を解決するための手段および作用】本発明は、電
子写真方式を用いて感光体にトナー画像を形成する装置
に関する。本発明においては、前記感光体の回転軸に結
合されて一体に回転するエンコーダ板に、等ピッチで光
学パターンを形成し、前記エンコーダ板に設けた光学パ
ターンを検出するために、前記エンコーダ板の周囲に４
個以上の偶数個の検知部材を、エンコーダ板の回転中心
に対して等間隔で配置し、前記複数個の検知部材により
得られる信号の周期を測定するための手段と、各検知部
材により得られた信号の周期を平均化するための演算手
段を配置して構成している。

【０００９】そして、前述したように構成したことによ
り、本発明においては、それぞれの検知部材から得られ
る信号を、演算器で平均化することによって、エンコー
ダの円板のそりや、円板に設けるマークのパターンの乱
れ等が原因となる検知情報の誤差等を容易に補正するこ
とができる。また、エンコーダ板の軸に対する取り付け
部のはめ合いによって取り付け誤差が生じ、その取り付
け誤差に起因する検知誤差も容易に補正することができ
るので、比較的安価なエンコーダ板を用いても、感光体
ドラムの回転角速度の情報を高精度で得ることができ
る。

【００１０】

【実施例】図示される例にしたがって、本発明の感光体
の角速度検出装置を説明する。図１に示される例は、前
記図４に示されるような駆動系を有する感光体ドラムの
駆動軸に対して、エンコーダ板を設けた場合を示してい
る。前記図１に示される例において、感光体ドラム２の
軸２０には、取り付け部材３３を介して、エンコーダ装
置３０を取り付けている。前記エンコーダ装置３０は、
図２に示されるように、円板状のエンコーダ板３１に対
して放射方向に多数のマーク３２……を等間隔に形成し
たものを用いており、前記エンコーダ板としては、薄い
金属製の円板に対して、エッチング等の手段によりスリ
ットを形成し、前記スリットをマークとして用いること
ができる。そして、前記図４に示されたような駆動機構
を用いて、感光体ドラムに対する駆動を行う際に、エン
コーダ板が感光体ドラムとともに回転し、エンコーダ板
に対して等角度に配置する複数の検知部材ＳＡ〜ＳＤに
より、マークの検知情報を出力させるようにする。

【００１１】前記図１、２に示されるエンコーダ装置に
おいて、エンコーダ板の回転中心に対して、４つの検知
部材を等角度に配置している。前記４つの検知部材ＳＡ
〜ＳＤのうち、検知部材ＳＡとＳＣとを対角線上に配置
し、他の検知部材ＳＢ、ＳＤをそれぞれ９０°位相を違
えた位置に配置している。本発明に用いる検知部材とし
ては、円板が不透明な金属で構成されている場合には、
スリットの検知を行うために、発光ダイオードと受光部
材とを対抗させて配置した光センサ手段を用いることが
できる。また、不透明な板部材に対して、スリットを形
成せずに放射状の線を描いたものでエンコーダ板を構成
する場合には、反射型センサを用いることも可能であ
る。前記４つの検知部材ＳＡ〜ＳＤに対して、図３に示
されるように、タイマー３５ａ〜３５ｄをそれぞれ配置
して、タイマー装置３５を構成している。前記タイマー
装置では、タイマーとカウンターとを組み合わせた装置
として構成し、検知部材により得られた検知信号ａ〜ｄ
の周期を測定する機構を構成している。また、前記各タ
イマーから得られる周期信号Ａ〜Ｄを、演算器として構
成するＣＰＵ３６に入力し、タイマーからの周期情報を
平均化して、この平均値から感光体軸の角速度を算出
し、その値を基にして、モータ速度信号を、モータコン
トローラ３７を介してモータ２５に対する制御信号とし
て出力させるようにする。

【００１２】前記図３に示されるように、４つの検知部
材ＳＡ〜ＳＤを用いてエンコーダ板の回転ムラ等の信号
を得る場合に、各々の検知部材とタイマーから得られる
周期信号Ａ〜Ｄは、ＣＰＵ３６で｛（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）
／４｝の演算が行われる。ここで、Ｘ＝｛（Ａ＋Ｂ）／
２｝と、Ｙ＝｛（Ｃ＋Ｄ）／２｝の信号は、互いに９０
°ずれた成分（偶数時成分）がキャンセルされる。さら
に、Ｚ＝｛（Ｘ＋Ｙ）／２｝は、互いに１８０°ずれた
成分（一次成分）がキャンセルされる。すなわち、Ｚ＝
｛（Ｘ＋Ｙ）／２｝＝｛（Ａ＋Ｂ＋Ｃ＋Ｄ）／４｝は、
一次成分と、２、４、６……次成分のそれぞれがキャン
セルされるものとなる。したがって、本発明において
は、４つの検知部材を用いた場合に、エンコーダ板の偏
心があっても、その偏心による感光体ドラムの回転角速
度の検出誤差を容易に補正することができる。そして、
エンコーダの円板のそりや、マークの位置ずれ等に起因
する１、２、４、６……次の誤差成分を、容易に補正す
ることができる。

【００１３】また、本発明においては、前記４つの検知
部材を等角度で配置することの他に、例えば、６個の検
知部材を等角度で配置して、検知機構を構成することが
できる。そして、６個の検知部材をエンコーダ板に対し
て配置した場合には、前記図３の検知回路に、６つのタ
イマーを配置し、そのタイマーから得られる情報を演算
器により処理することによって、互いに隣接する検知部
材の間での信号の処理と、中心軸を介して対向する検知
部材の間での信号の処理等を行って、誤差成分を解消し
て、実際の感光体ドラムの回転ムラの補正を行うように
する。例えば、６つの検知部材を用いた場合に、それぞ
れの検知部材とタイマーから出力される信号を、Ａ〜Ｆ
とすると、演算器において平均化処理｛＝（Ａ＋Ｂ＋Ｃ
＋Ｄ＋Ｅ＋Ｆ）／６｝を行えば、検知誤差の一次成分
と、２、４、６……次成分と、３、６、９……次成分の
誤差をキャンセルすることができるものとされる。

【００１４】前述したようにして、エンコーダ板に対し
て配置する４個以上の偶数個の検知部材からの信号を用
いて、互いに位相の異なる検知部材の間で信号の処理を
行うことにより、感光体ドラムの実際の回転角速度の変
化を検知することができる。そして、前記エンコーダ板
の回転角度の変化の情報にもとづいて、ＣＰＵに対して
あらかじめ設定している感光体ドラムの駆動情報と比較
し、モータコントローラ３７を介して駆動モータ２５に
対する印加パルスを制御する。したがって、前述したよ
うな構成を有する制御装置を用いることにより、本発明
においては、偶数個の検知部材と演算回路を構成するの
みで、感光体ドラムの回転角速度の変動値を正確に得る
ことができ、その検知された角速度の変化の値に応じ
た、モータに対する駆動の制御を行うことができる。前
述したように、感光体ドラムに対する回転角度の検知手
段を配置し、偶数個の検知部材により得られる回転角速
度の変動値を用いて、誤差成分をキャンセルすることに
より、本発明においては、円板に設けるマークの精度を
特に向上させる必要がなくなる。

【００１５】なお、前記図３に示されるような感光体ド
ラムの回転速度の検知と、駆動機構とを行うための装置
は、前記図４に示されるようなカラー電子写真複写機の
感光体ドラムに対する駆動手段として用いることができ
る。そして、カラー電子写真複写機に対して多数配置す
る感光体ドラムに対して、それぞれの軸にエンコーダ板
を配置し、各エンコーダ板に対して４個以上の偶数個の
検知部材を配置することにより、感光体ドラムに対する
駆動速度の調整の動作を容易に行うことができる。した
がって、前記図４のように、複数の感光体ドラムに対し
て、別個に駆動機構を配置した場合に、搬送ベルトによ
り定速で搬送される用紙に対して、感光体ドラムの回転
角速度にムラが生じたりして、重ねて転写するカラート
ナー画像の位置にずれが生じたりすることを防止でき、
鮮明なカラーコピーを作成することを可能にする。

【００１６】なお、前述したような感光体の角速度検出
装置は、感光体として、感光体ドラムを使用する場合の
みでなく、感光体ベルトを用いた画像形成装置に対して
も適用することが可能であり、その場合には、ベルトを
駆動する軸に対してエンコーダを配置することができ
る。さらに、前記エンコーダ板としては、透明なガラス
のような円板部材を使用することができるもので、その
ガラス板に形成するマークは、特に高精度に形成する必
要がなく、比較的安価なものとして構成することが可能
である。

【００１７】

【発明の効果】本発明の感光体の角速度検出装置は、前
述したように、多数の検知用マークを等間隔に配置した
円板に対して、対角線上に検知部材を対向させて配置
し、前記検知部材の組を複数個設け、それぞれの検知部
材から得られる信号を、演算器で平均化することによっ
て、エンコーダの円板のそりや、円板に設けるマークの
パターンの乱れ等が原因となる検知情報の誤差等を容易
に補正することができる。また、エンコーダ板の軸に対
する取り付け部で、はめ合い隙間によって生じるエンコ
ーダ板の取り付け誤差に起因する検知誤差も、容易に補
正することができるので、比較的安価なエンコーダ板を
用いても、感光体ドラムの回転角速度の変動の情報を高
精度で得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 感光体ドラムにエンコーダを設けた装置の側
面図である。

【図２】 エンコーダ板と検知部材の配置関係を示す正
面図である。

【図３】 エンコーダ装置に対する検知部材の信号処理
回路の構成を示すブロック図である。

【図４】 感光体ドラムの駆動装置の構成を示す側面図
である。

【符号の説明】

２ 感光体ドラム、 ２０ 感光体軸、 ２１
フレーム、２５ 駆動モータ、 ２７ 駆動ギヤ、
２８ 回転慣性体、３０ エンコーダ装置、 ３
１ エンコーダ板、３２ マーク、 ３３ エン
コーダ板取り付け部材、３５ タイマー装置、 ３６
ＣＰＵ、 ３７ モータコントローラ、ＳＡ・Ｓ
Ｂ・ＳＣ・ＳＤ 検知部材。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 電子写真方式を用いて感光体にトナー画
   像を形成する装置において、 前記感光体の回転軸に結合されて一体に回転するエンコ
   ーダ板に、等ピッチで光学パターンを形成し、 前記エンコーダ板に設けた光学パターンを検出するため
   に、前記エンコーダ板の周囲に４個以上の偶数個の検知
   部材を、エンコーダ板の回転中心に対して等間隔で配置
   し、 前記複数個の検知部材により得られる信号の周期を測定
   するための手段と、各検知部材により得られた信号の周
   期を平均化するための演算手段を配置することを特徴と
   する感光体の角速度検出装置。