JPH11143331A

JPH11143331A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH11143331A
Application number: JP9303902A
Authority: JP
Inventors: Teruhiko Fujikura; 照彦藤倉; Toshikazu Azuma; 敏和東; Tomonobu Tamura; 友伸田村; Akira Takasu; 亮高須
Original assignee: Minolta Co Ltd
Current assignee: Minolta Co Ltd
Priority date: 1997-11-06
Filing date: 1997-11-06
Publication date: 1999-05-28
Anticipated expiration: 2017-11-06
Also published as: JP3530997B2; US6118963A

Abstract

(57)【要約】【課題】ハーフステップ駆動されるステッピングモー
タによって回転駆動されながら露光走査される感光体ド
ラムを有する画像形成装置において、露光開始位置がば
らつかないようにすること。【解決手段】先ず、ステッピングモータをフルステッ
プで駆動させることによって、どの駆動パルス（矢印
Ｆ）でもロータが安定位置（ロータの突極がステータの
突極と対向する位置）をとるようにし、露光走査の開始
前に、ハーフステップ駆動に切り換えるようにする。切
り換えた後は、偶数パルス目（矢印Ｈｂ）で、ロータが
安定位置をとることとなるので、そのタイミングで露光
走査の開始を指示する。こうすることにより、露光走査
の開始時の感光体ドラムの位置決め精度が向上する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
し、特に、ステッピングモータで回転駆動される感光体
ドラムを備えた画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】副走査方向に回転されながら、主走査方
向に一定の周期でレーザ光による露光を受け、静電潜像
が形成される感光体ドラムにおいては、その回転速度が
不安定であると、走査ラインの間隔に疎密が生じ仕上が
り画像の質が低下してしまう。そのため、最近では、感
光体ドラムの駆動源としてモータ類のなかで比較的制動
性能の高いステッピングモータが使用されている。

【０００３】また、ステッピングモータはハーフステッ
プ駆動され、これにより感光体ドラムは、より滑らかに
回転される。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、各ステ
ップ毎に、ロータの突極がステータの突極に対向する位
置と隣り合う突極の中間位置とをとりながら回転するこ
ととなるハーフステップ駆動を採用すると、ステップ角
精度が悪くなってしまう。即ち、ロータ側の一の突極
が、ステータ側の隣合う二つの突極の中間に位置すると
き、ステータ側の前記二つの突極各々がロータ側の前記
一の突極を引き寄せる力は、必ずしも均等とはならない
ため、ロータ側の前記一の突極はステータ側の前記二つ
の突極の内の一方の突極の方向に偏位してしまうからで
ある。

【０００５】したがって、ロータの突極がステータの突
極の中間に位置するタイミングで、静電潜像の形成開始
が行われると、感光体ドラム上の静電潜像の形成開始位
置が目標とした位置から副走査方向にばらついてしま
う。本発明は、上記の課題に鑑み、ハーフステップ駆動
されるステッピングモータによって回転駆動されながら
露光走査される感光体ドラムを有する画像形成装置であ
って、静電潜像の形成開始位置がばらつかない画像形成
装置を提供することを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
め、本発明に係る画像形成装置は、基本ステップ角より
も小さいステップ角で駆動されるステッピングモータに
よって副走査方向に回動されながら、主走査方向にレー
ザ光の照射を受けて露光され、静電潜像が形成される感
光体ドラムを備えた画像形成装置であって、前記ステッ
ピングモータにおけるステータ側の励磁されたいずれか
一の突極とロータ側のいずれか一の突極が対向するタイ
ミングで、前記感光体ドラムへの露光走査を開始させる
露光開始手段を備えたことを特徴とする。

【０００７】また、前記ステッピングモータは基本ステ
ップ角の他にそのｍ分の１（ｍは２以上の整数）の小ス
テップ角でも駆動されるステッピングモータであって、
基本ステップ角駆動及び小ステップ角駆動の各々に対応
して、１パルス毎に１ステップ角ずつステッピングモー
タのロータを回転させるためのパルス信号を発生するパ
ルス信号発生手段を備え、前記露光開始手段は、前記パ
ルス信号発生手段に、基本ステップ角駆動のパルス信号
を発生させた後、前記パルス信号を小ステップ角駆動の
パルス信号に切換させるパルス信号切換部と、前記切換
時からの前記パルス信号のパルス数をカウントするパル
ス信号カウント部と有し、前記小ステップ駆動への切換
後、前記パルス信号カウント部がｍの倍数のカウント値
を計上するタイミングで前記感光体ドラムへの露光走査
を開始させることを特徴とする。

【０００８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
の実施の形態を、デジタルフルカラー複写機に適用した
場合を例にとり説明する。図１は、このデジタルフルカ
ラー複写機（以下、単に「複写機」という。）の正面図
を示している。

【０００９】この複写機は、いわゆるタンデム型複写機
と称されるものであり、筺体１０最下部に挿抜自在にセ
ットされた給紙カセット１１から、筺体左側壁１２に外
方へ突出姿勢で取着された排紙トレー１３に至るまでの
筺体下部空間に搬送ベルト１４が架設され、この搬送ベ
ルト１４上にベルト長手方向に沿って複数（図示例では
４個）の作像ユニット３０Ｃ，３０Ｍ，３０Ｙ，３０Ｋ
が列設され、搬送ベルト１４にて記録シートＳを搬送し
つつ各作像ユニットによって記録シートＳ上に各色成分
のトナー画像を転写し、各色の重ね合わせによりカラー
画像を形成するものである。

【００１０】筺体１０の上部にはイメージリーダ部１５
が配されており、ここで光学的に読み取った原稿画像は
画像処理部１６にて所要の画像処理がなされ、Ｙ（イエ
ロー），Ｍ（マゼンダ），Ｃ（シアン），Ｋ（ブラッ
ク）の各色成分に分解されて、前記作像ユニット３０Ｃ
〜３０Ｋの上部に配された光ユニット４０Ｃ〜４０Ｋの
レーザダイオード４１Ｃ〜４１Ｋを各色成分信号に基づ
き光変調駆動する。光変調されたレーザ光はポリゴンミ
ラー４２Ｃ〜４２Ｋにて主走査方向へスキャンされつつ
対応する色成分の作像ユニット３０Ｃ〜３０Ｋに導入さ
れる。作像ユニット３０Ｃ〜３０Ｋは感光体ドラム３１
Ｃ〜３１Ｋを中心としてその周囲に帯電チャージャ、現
像器等を配し、光変調されたレーザ光で、矢印ａの方向
に回動する感光体ドラムを露光しつつ、露光によって形
成される静電潜像を、現像器でトナーとして顕像化す
る、いわゆる静電複写方式で画像形成するユニット構造
体である。尚、各ユニットの現像器は、光ユニット４０
Ｃ〜４０Ｋの光変調色成分に対応して、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋ
のトナーを現像剤として感光体ドラムに供給する。

【００１１】各作像ユニット３０Ｃ〜３０Ｋの感光体ド
ラム直下位置には搬送ベルトを介して転写チャージャ１
７Ｃ〜１７Ｋが配されており、感光体ドラム表面のトナ
ー画像を搬送ベルト１４上の記録シートＳに転写するよ
うにしてある。搬送ベルト１４は、駆動ローラ１８、従
動ローラ１９及びテンションローラ２０で張架されてお
り、駆動ローラ１８が、図示しないモータによって矢印
ｂの向きに回転駆動されると、搬送ベルト１４は矢印ｃ
の方向に走行する。このとき、搬送ベルト１４の走行速
度が画像形成時の感光体ドラムの周速と一致するよう
に、前記モータの回転速度が制御される。また、テンシ
ョンローラ２０は、図示しない引っ張りばねで矢印ｄの
方向に引っ張られており、これによって、搬送ベルト１
４の張力が一定に保持される。

【００１２】また、各感光体ドラム３１Ｃ〜３１Ｋの上
流側には、それぞれに対応してレジストセンサー３２Ｃ
〜３２Ｋが設けられており、このレジストセンサー３２
Ｃ〜３２Ｋによって、搬送ベルト１４上を搬送される記
録シートＳの先端が検出される。各レジストセンサー３
２Ｃ〜３２Ｋは、対応する感光体ドラムの転写位置から
検出位置迄の搬送路に沿った距離が、対応する感光体ド
ラムの露光位置から転写位置迄の感光体ドラムの周方向
で感光体ドラムが回転する向きに測った距離よりも長く
なるように設置されている。

【００１３】各感光体ドラム３１Ｃ〜３１Ｋは、個々に
設けられた５相のステッピングモータ３３Ｃ〜３３Ｋ
（図３）で回転駆動される。図２は、感光体ドラムとス
テッピングモータの結合状態を示す断面図である。本図
にしめすように、ステッピングモータ３３のロータ３３
１に取着された回転軸３３２と感光体ドラム３１の回転
軸３１１とは、減速機等を介することなく、公知の継ぎ
手方式によって直接連結されている。

【００１４】上記のように構成された複写機において、
給紙カセット１１からピックアップローラ２１、捌きロ
ーラ２２によって取り出された記録シートＳは、中間ロ
ーラ２３、２４でさらに下流側へと搬送され、回転停止
の状態のタイミングローラ２５にその先端を当接して待
機した後、所定のタイミングで回転駆動されるタイミン
グローラ２５によって、搬送ベルト１４上へと繰り出さ
れる。搬送ベルト１４で搬送される記録シートＳには、
Ｃ、Ｍ、Ｙ、Ｋの各色のトナー像が順次転写され、トナ
ー像が転写された記録シートＳは、搬送ベルト１４によ
り定着ユニット２６へと搬送され、ここで、像定着され
た後、排紙トレー１３へ排出される。

【００１５】図３は、主にステッピングモータ３３Ｃ〜
３３Ｋの駆動制御を行う駆動制御部５００のブロック図
である。本図に示すように、駆動制御部５００は、ＣＰ
Ｕ５１を中心にして、複写機全体を総括的に制御するメ
イン制御部６１、レジストセンサー３２Ｃ〜３２Ｋ、パ
ルス発生部５２、ドライバーユニット５３Ｃ〜５３Ｋ、
ＲＡＭ５８及びＲＯＭ５９が接続されて構成されてお
り、ＣＰＵ５１はＲＯＭ５９に格納されたプログラムに
したがって制御を行う。また、メイン制御部６１には、
前記光ユニット４０Ｃ〜４０Ｋを制御する光ユニット制
御部４００やイメージリーダ部１５、画像処理部１６
（不図示）が接続されている。

【００１６】パルス発生部５２は、ＣＰＵ５１が指示す
る周波数に対応する周期のクロックパルス（図４
（ａ））を発生する。このクロックパルスの周期を変更
することで、ステッピングモータの回転速度が可変に制
御される。ドライバーユニット５３Ｃ〜５３Ｋは、ＣＰ
Ｕ５１から入力される励磁モード切換信号に応じた励磁
相切換方式により、前記クロックパルスの周波数に応じ
た回転速度で、ステッピングモータ３３Ｃ〜３３Ｋを駆
動制御するものである。ここで、励磁モード切換信号と
は、５相励磁、４−５相励磁の励磁モードの内から一の
励磁モードを後述する励磁相制御部に指示するための信
号であり、ＨｉｇｈとＬｏｗで区別される。５相励磁を
指示するときはＨｉｇｈの信号が、４−５相励磁を指示
するときはＬｏｗの信号が出力される。

【００１７】なお、ドライバーユニット５３Ｃ〜５３Ｋ
は、いずれも同様な構成なので、ドライバーユニット５
３Ｃを例にとって説明する。ドライバーユニット５３Ｃ
は、励磁相制御部５４Ｃ、電力増幅部５５Ｃ、電流検出
部５６Ｃ及び電圧制御部５７Ｃで構成される。励磁相制
御部５４Ｃは、前記クロックパルスを、励磁モード切換
信号がＨｉｇｈ（５相励磁）のときは図４（ｂ）に示す
ように８分周し、励磁モード切換信号がＬｏｗ（４−５
相励磁）のときは図４（ｃ）に示すように４分周して、
駆動パルス信号を生成する。励磁相制御部５４Ｃは、励
磁する相を、駆動パルス信号の各パルスの立ち上がりエ
ッジごとに切り換えて、ステッピングモータ３３Ｃの各
励磁相に駆動信号を分配する。即ち、ステッピングモー
タは、駆動パルス信号の１パルス毎に１ステップ角ずつ
回転される。また、励磁相制御部５４Ｃは、ＣＰＵ５１
からの起動・停止信号に従って、前記駆動信号の分配の
開始・停止を行う。

【００１８】電力増幅部５５Ｃは駆動信号を増幅して励
磁コイルに駆動電流を通電し、電流検出部５６Ｃは駆動
電流の電流値を検出し、電圧制御部５７は検出値に応じ
て励磁コイルに印加する電圧を制御するものであり、い
ずれも公知の回路で構成される。ここで、ステッピング
モータは、５相励磁方式によれば、ステップ角が基本ス
テップ角となるフルステップ駆動され、４−５相励磁方
式によれば、ステップ角が基本ステップ角の半分となる
ハーフステップ駆動される。

【００１９】さらに、５相励磁方式の場合は、１ステッ
プ毎に、図５（ｂ）に示すように、ロータは、その突極
がステータの突極と対向する位置をとりながら回転す
る。このようにロータと励磁されたステータの突極が対
向している状態を、ロータが安定位置にあるという。一
方、４−５相励磁方式の場合は、１ステップ毎に、図５
（ａ）に示すように、ロータは、安定位置と隣り合う突
極同士の中間位置（以下、単に「中間位置」という場合
がある。）とをとりながら回転する。したがって、一般
的に知られているように、４−５相励磁の場合は５相励
磁の場合よりもロータが滑らかに回転し、回転むらが少
なくなる。

【００２０】また、ＲＯＭ５９には、搬送ベルト１４
（図１）で搬送される記録シートＳの先端をレジストセ
ンサー３２Ｃ〜３２Ｋが検出してから、感光体ドラム３
１Ｃ〜３１Ｋに露光を開始するタイミングを図るための
ステップ数が格納されている。以下、各色Ｃ〜Ｋ別に設
けられた構成につき、いずれも同様なものについては、
重複説明を避けるため、添え字Ｃ〜Ｋを除いた符号で説
明する場合がある。図６に示すように、レジストセンサ
ー３２の検出位置から転写位置までの距離をＬとした場
合、搬送ベルト１４の走行速度と感光体ドラム３１の周
速とは同じに設定されているので、感光体ドラム３１へ
の露光は、記録シートの先端が検出された時点におい
て、転写位置から感光体ドラム３１の回転と逆向き周方
向に長さＬの位置から開始する必要がある。即ち、記録
シートの先端が検出された時から、角度α回転した時点
で露光開始させなければならない。この角度αをステッ
ピングモータ３３Ｃの基本ステップ角（フルステップ駆
動時のステップ角）で除して得られるステップ数Ｎが、
ＲＯＭ５９に格納されている。感光体ドラム３１Ｃ〜３
１Ｋは全て同じ径であり、各転写位置からレジストセン
サー３２Ｃ〜３２Ｋまでの距離は全て等しくなるように
設定されているので、前記ステップ数Ｎが、共通に用い
られる。

【００２１】ＣＰＵ５１は、先ず、ステッピングモータ
を５相励磁のフルステップで駆動させ、この状態でレジ
ストセンサーが記録シートの先端を検出すると、ステッ
ピングモータの駆動方式を４−５相励磁のハーフステッ
プに変更し、変更した時点から、駆動パルス信号のパル
ス数をカウントし、そのカウント値が２Ｎの値になった
ときに露光走査の開始を指示する。

【００２２】感光体ドラムが露光走査される際には、感
光体ドラムをできるだけ滑らかに回転させるため、ステ
ッピングモータをハーフステップ駆動する。このとき、
駆動パルス信号の１パルス毎に、単に、ロータの突極が
安定位置と中間位置とを交互にとりながら回転するにす
ぎないので、どのパルス信号のときにロータが安定位置
にあるのかが判らない。そこで、本実施の形態では、先
ず、ステッピングモータを５相励磁のフルステップで駆
動させることによって、どのパルス（図７矢印Ｆ）でも
ロータが安定位置をとるようにし、露光走査の開始前
に、ハーフステップ駆動に切り換えるようにする。切り
換えた後は、偶数パルス目（図７矢印Ｈｂ）で、ロータ
が安定位置をとることとなるので、そのタイミングで露
光走査の開始を指示するのである。こうすることによ
り、露光走査の開始時の感光体ドラムの位置決め精度が
向上する。

【００２３】図８は、ＣＰＵ５１による主にドライバー
ユニット５３Ｃの制御内容を示したフローチャートであ
る。なお、他のドライバーユニット５３Ｍ〜５３Ｋに対
する制御内容も同様なので、その説明については省略す
る。先ず、メイン制御部６１からステッピングモータの
駆動指示があると（ステップＳ１でＹｅｓ）、ステッピ
ングモータ３３Ｃを５相励磁のフルステップ駆動させる
（ステップＳ２）。即ち、パルス発生部５２に対し所定
周期のクロックパルスの発生を指示すると共に、ドライ
バーユニット５３Ｃの励磁相制御部５４に対しステッピ
ングモータ３３Ｃの起動信号とＨｉｇｈの励磁モード切
換信号とを出力する。

【００２４】この状態で、搬送ベルト１４によって搬送
される記録シートＳの先端が、レジストセンサー３２Ｃ
によって検出されると（ステップＳ３でＹｅｓ）、励磁
モード切換信号をＨｉｇｈからＬｏｗに切り換えて４−
５相励磁のハーフステップ駆動させる（ステップＳ４）
と共に、内部カウンタによる駆動パルス信号のパルス数
のカウントを開始させる（ステップＳ５）。

【００２５】そして、前記内部カウンタが２Ｎの値を計
上すると（ステップＳ６でＹｅｓ）、ＣＰＵ５１は、メ
イン制御部６１に対し、感光体ドラム３１Ｃへの露光走
査開始を指示する信号を出力する（ステップＳ７）。こ
れにより、メイン制御部６１は、光ユニット制御部４０
０を制御して、感光体ドラム３１Ｃへの露光走査を開始
させる。

【００２６】続いて、メイン制御部６１からのステッピ
ングモータの停止指示を待って（ステップＳ８）、パル
ス発生部５２に対しクロックパルスの発生を停止させ、
励磁相制御部５４に対し停止信号を出力して、ステッピ
ングモータ３３Ｃを停止させる。なお、上記実施の形態
では、フルステップ駆動の後にハーフステップ駆動に切
り換え、切り換え後の偶数パルス目で、露光走査の開始
をさせることとしたが、例えば、以下のようにしてもよ
い。ステッピングモータの起動時にいわゆるブレーキ励
磁を行う。ブレーキ励磁を行うと、ロータは、その突極
がステータの突極に対向する位置で静止する。この状態
から、ステッピングモータを最初からハーフステップ駆
動で回転させ、回転開始時から偶数パルス目で露光走査
を開始させる。

【００２７】また、上記実施の形態では、露光走査時
に、基本ステップ角の１／２をステップ角とするハーフ
ステップ駆動する例について説明したが、本発明は、基
本ステップ角をさらに細かく分割して駆動するいわゆる
マイクロステップ駆動する場合についても適用すること
ができる。例えば、露光走査時に、基本ステップ角の１
／４をステップ角とするマイクロステップ駆動する場合
には、フルステップ駆動から当該マイクロステップ駆動
に切り換えた後は、駆動パルス信号の４の倍数目のパル
スでロータが安定位置をとることになるので、そのタイ
ミングで露光走査を開始させるようにする。即ち、基本
ステップ角をｍ分割したマイクロステップ駆動の場合
は、図８に示すフローチャートのステップＳ６におい
て、カウント値がＮのｍ倍の数になったときに、露光走
査開始指示を出す（ステップＳ７）ようにするのであ
る。

【００２８】なお、上記実施の形態では、複写機につい
て説明したが、本発明は、レーザプリンタやファクシミ
リなど感光体ドラムを利用した全ての画像形成装置に適
用可能である。

【００２９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明にかかる画
像形成装置によれば、ステータ側の励磁されたいずれか
一の突極とロータ側のいずれか一の突極が対向するタイ
ミング、即ち、ロータが安定位置をとるタイミングで感
光体ドラムへの露光走査が開始されるので、静電潜像の
形成開始位置がばらつかないといった効果が得られる。

【００３０】また、基本ステップ角駆動のパルス信号の
後、小ステップ角駆動のパルス信号に切換られ、当該切
換後、ｍの倍数のパルス数をカウントするタイミング、
即ち、ステータ側の励磁されたいずれか一の突極にロー
タ側のいずれか一の突極が対向するタイミングで感光体
ドラムへの露光走査が開始されるので、上記と同様の効
果が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施の形態に係る複写機の全体構成を
示す図である。

【図２】感光体ドラムとステッピングモータの連結状態
の一例を示す図である。

【図３】主にステッピングモータの駆動制御部の構成を
示すブロック図である。

【図４】クロックパルスと駆動パルスとの関係を示す図
である。

【図５】（ａ）は、ハーフステップ駆動時のロータの回
転の様子を示す図である。（ｂ）は、フルステップ駆動
時のロータの回転の様子を示す図である。

【図６】露光開始のタイミングを説明するための図であ
る。

【図７】フルステップ駆動からハーフステップ駆動に切
り替わる前後の駆動パルスを示す図である。

【図８】主に駆動制御部のＣＰＵによる、ドライバーユ
ニットに対する制御内容を記したフローチャートであ
る。

【符号の説明】

３１Ｃ、３１Ｍ、３１Ｙ、３１Ｋ感光体ドラム３３Ｃ、３３Ｍ、３３Ｙ、３３Ｋステッピングモータ４０Ｃ、４０Ｍ、４０Ｙ、４０Ｋ光ユニット５１ＣＰＵ５４Ｃ励磁相制御部６１メイン制御部４００光ユニット制御部

フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号ＦＩＧ０３Ｇ 21/00 ３５０ (72)発明者田村友伸大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内 (72)発明者高須亮大阪府大阪市中央区安土町二丁目３番13号大阪国際ビルミノルタ株式会社内

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】基本ステップ角よりも小さいステップ角
で駆動されるステッピングモータによって副走査方向に
回動されながら、主走査方向にレーザ光の照射を受けて
露光され、静電潜像が形成される感光体ドラムを備えた
画像形成装置であって、前記ステッピングモータにおけるステータ側の励磁され
たいずれか一の突極とロータ側のいずれか一の突極が対
向するタイミングで、前記感光体ドラムへの露光走査を
開始させる露光開始手段を備えたことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項２】前記ステッピングモータは基本ステップ
角の他にそのｍ分の１（ｍは２以上の整数）の小ステッ
プ角でも駆動されるステッピングモータであって、基本ステップ角駆動及び小ステップ角駆動の各々に対応
して、１パルス毎に１ステップ角ずつステッピングモー
タのロータを回転させるためのパルス信号を発生するパ
ルス信号発生手段を備え、前記露光開始手段は、前記パルス信号発生手段に、基本ステップ角駆動のパル
ス信号を発生させた後、前記パルス信号を小ステップ角
駆動のパルス信号に切換させるパルス信号切換部と、前記切換時からの前記パルス信号のパルス数をカウント
するパルス信号カウント部と有し、前記小ステップ駆動への切換後、前記パルス信号カウン
ト部がｍの倍数のカウント値を計上するタイミングで前
記感光体ドラムへの露光走査を開始させることを特徴と
する請求項１記載の画像形成装置。