(57)【要約】【課題】高画質画像が得られる画像形成装置の速度補正装置を提供する。【解決手段】回転体54、回転体を駆動するモーター26、モーターの動作を制御するモーター制御手段43、速度指令データを記憶してその指令信号をモーター制御手段に出力する速度指令メモリー41を備えた画像形成装置1と、回転体54の回転速度を計測する速度計測手段72、演算手段73、画像形成装置の速度指令メモリー41に速度指令データを出力するインターフェース手段74を備えた速度補正装置7を有し、速度補正装置7を画像形成装置1に取付けた状態で、速度計測手段72で、モーター26が一定速度の基準回転速度で回転しているときの回転体54の回転速度を計測し、演算手段73で、モーター26の基準回転速度から算出される回転体の速度変動の無い速度と、前記計測データとを比較して回転体54の速度変動成分を抽出し、その速度変動成分を打ち消すための速度指令データを生成し、インターフェース手段74で速度指令データを速度指令メモリー41に記憶させる。【選択図】図１
2008102333.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転体と、その回転体を駆動するモーターと、そのモーターの動作を制御するモーター制御手段と、速度指令データを記憶してその指令信号を前記モーター制御手段に出力する速度指令メモリーとを備えた画像形成装置と、
前記回転体の回転速度または周速度度を計測する速度計測手段と、演算手段と、前記画像形成装置の速度指令メモリーに速度指令データを出力するインターフェース手段とを備えた速度補正装置とを有し、
前記速度補正装置を前記画像形成装置に着脱可能に取り付けた状態で、
前記速度計測手段で、前記モーターが一定速度の基準回転速度で回転しているときの前記回転体の回転速度または周速度を計測し、
前記演算手段で、前記モーターの前記基準回転速度から算出される回転体の速度変動の無い速度と、前記計測データとを比較して回転体の速度変動成分を抽出し、その速度変動成分を打ち消すための速度指令データを生成し、
前記インターフェース手段で、前記速度指令データを前記速度指令メモリーに送信して記憶させる
ことを特徴とする画像形成装置の速度補正装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置の速度補正装置において、前記回転体が、感光体ドラム、感光体ベルト、前記モーターからの駆動力を減速する減速機のギア、中間転写ベルト、前記感光体ベルトまたは中間転写ベルトを駆動するローラのうちの少なくとも１つであることを特徴とする画像形成装置の速度補正装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置の速度補正装置において、前記演算手段が、前記回転体の回転によって周期的に発生する変動周波数であって、かつ前記画像形成装置によって形成される画像の品質に影響を与える変動周波数を抽出するバンドパスフィルターを備えていることを特徴とする画像形成装置の速度補正装置。
【請求項４】
請求項１または２記載の画像形成装置の速度補正装置において、前記回転体または前記モーターの１回転を検知する１回転センサーを設け、その１回転センサーの検知信号に基づいて前記演算手段で前記回転体または前記モーターの１回転分の前記速度指令データを生成することを特徴とする画像形成装置の速度補正装置。
【請求項５】
請求項４記載の画像形成装置の速度補正装置において、前記１回転センサーによって検知された１回転する時間を複数に分割して、前記速度指令データを分割した時間毎に前記速度指令メモリーに記憶することを特徴とする画像形成装置の速度補正装置。
【請求項６】
請求項１,４,５のいずれか１項記載の画像形成装置の速度補正装置において、前記モーターと前記速度計測手段で計測される回転体との間に変速ギアが設けられ、前記回転体が１回転するための１回転周波数と前記変速ギアが１回転するための１回転周波数との比が整数倍であることを特徴とする画像形成装置の速度補正装置。
【請求項７】
回転体と、その回転体を駆動するモーターと、そのモーターの動作を制御するモーター制御手段と、速度指令データを記憶してその指令信号を前記モーター制御手段に出力する速度指令メモリーとを備えた画像形成装置と、
前記回転体の回転速度または周速度度を計測する速度計測手段と、演算手段と、前記画像形成装置の速度指令メモリーに速度指令データを出力するインターフェース手段とを備えた速度補正装置とを有し、
前記速度補正装置を前記画像形成装置に着脱可能に取り付け、
前記モーターを一定速度の基準回転速度で回転させて、そのときの前記回転体の回転速度または周速度を前記速度計測手段で計測し、その計測データを前記演算手段に入力して、
前記演算手段で、前記モーターの前記基準回転速度から算出される回転体の速度変動の無い速度と、前記計測データとを比較して回転体の速度変動成分を抽出し、その速度変動成分を打ち消すための速度指令データを生成し、
その速度指令データを前記インターフェース手段を介して前記速度指令メモリーに送信して記憶させ、
記憶後に前記速度補正装置を前記画像形成装置から取り外し、
前記記憶した速度指令データを前記速度指令メモリーから読み出して前記モーター制御手段に出力する
ことを特徴とする画像形成装置の速度補正方法。
【請求項８】
請求項７記載の画像形成装置の速度補正方法において、前記回転体が、感光体ドラム、感光体ベルト、前記モーターからの駆動力を減速する減速機のギア、中間転写ベルト、前記感光体ベルトまたは中間転写ベルトを駆動するローラのうちの少なくとも１つであることを特徴とする画像形成装置の速度補正方法。
【請求項９】
請求項７記載の画像形成装置の速度補正方法において、前記演算手段が、前記回転体の回転によって周期的に発生する変動周波数であって、かつ前記画像形成装置によって形成される画像の品質に影響を与える変動周波数を抽出するバンドパスフィルターを備えていることを特徴とする画像形成装置の速度補正方法。
【請求項１０】
請求項７または８記載の画像形成装置の速度補正方法において、前記回転体または前記モーターの１回転を検知する１回転センサーを設け、その１回転センサーの検知信号に基づいて前記演算手段で前記回転体または前記モーターの１回転分の前記速度指令データを生成することを特徴とする画像形成装置の速度補正方法。
【請求項１１】
請求項１０記載の画像形成装置の速度補正方法において、前記１回転センサーによって検知された１回転する時間を複数に分割して、前記速度指令データを分割した時間毎に前記速度指令メモリーに記憶することを特徴とする画像形成装置の速度補正方法。
【請求項１２】
請求項７,１０,１１のいずれか１項記載の画像形成装置の速度補正方法において、前記モーターと前記速度計測手段で計測される回転体との間に変速ギアが設けられ、前記回転体が１回転するための１回転周波数と前記変速ギアが１回転するための１回転周波数との比が整数倍であることを特徴とする画像形成装置の速度補正方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式を用いる画像形成装置の速度補正装置ならびに速度補正方法に係り、特に画像形成装置での減速ギヤの偏芯、ゆがみ等で発生するバンディングを低減する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
下記の特許文献１には、予め回転体駆動モーターを一定角速度で回転させ、このときの駆動軸の回転速度変動情報を記憶手段に記憶し、その記憶手段から回転速度変動（変化）の情報を読み出して駆動モーターの速度を変更する方法が記載されている。
【特許文献１】特許第２,７５４,５８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
電子写真方式の画像形成装置には、感光体上にレーザー走査により静電潜像を形成し、現像手段で前記静電潜像にトナーを付着させてトナー画像を形成する。そしてこのトナー画像を第１の転写手段で中間転写ベルトに転写し、次に第２の転写手段で中間転写ベルトから用紙にトナー画像を転写する構成のものがある。
【０００４】
この画像形成装置では、感光体ドラムや感光体ベルトの駆動ローラー、中間転写ベルトの駆動ローラー等の回転及び搬送にモーターと減速機を用いるのが一般的である。
【０００５】
減速機は、コストの面から主にギヤが用いられる。そのためギヤの偏芯、ギヤ歯の単一ピッチ誤差、累積ピッチ誤差等により、モーターを一定速度で回転させても、減速機の出力軸には回転変動が現れる。この回転変動は、感光体または中間転写ベルト上の画像ムラを引き起こし、画質劣化の原因になる。
【０００６】
従来、転写ドラム軸に取り付けたエンコーダにより回転変動を検出し、それを打ち消すようにモーターを制御する方法が提案されている。
【０００７】
しかし、減速機の回転変動を高い周波数まで正確に検出するには、高精度のエンコーダが必要になり、装置コストの増加を招く。そのため低コストのエンコーダを用い、感光体または感光体駆動ローラー、あるいは中間転写ベルト駆動ローラーの１回転という比較的低周波の成分の補正しか行えなかった。
【０００８】
本発明の目的は、画像乱れのない高画質画像が得られる画像形成装置の速度補正装置ならびに速度補正方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、回転体と、その回転体を駆動するモーターと、そのモーターの動作を制御するモーター制御手段と、速度指令データを記憶してその指令信号を前記モーター制御手段に出力する速度指令メモリーとを備えた画像形成装置と、
前記回転体の回転速度または周速度度を計測する速度計測手段と、演算手段と、前記画像形成装置の速度指令メモリーに速度指令データを出力するインターフェース手段とを備えた速度補正装置とを備える。
【００１０】
そして前記速度補正装置を前記画像形成装置に着脱可能に取り付けた状態で、
前記速度計測手段で、前記モーターが一定速度の基準回転速度で回転しているときの前記回転体の回転速度または周速度を計測し、
前記演算手段で、前記モーターの前記基準回転速度から算出される回転体の速度変動の無い速度と、前記計測データとを比較して回転体の速度変動成分を抽出し、その速度変動成分を打ち消すための速度指令データを生成し、
前記インターフェース手段で、前記速度指令データを前記速度指令メモリーに送信して記憶させることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記回転体が、感光体ドラム、感光体ベルト、前記モーターからの駆動力を減速する減速機のギア、中間転写ベルト、前記感光体ベルトまたは中間転写ベルトを駆動するローラのうちの少なくとも１つであることを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第３の手段は前記第１の手段において、前記演算手段が、前記回転体の回転によって周期的に発生する変動周波数であって、かつ前記画像形成装置によって形成される画像の品質に影響を与える変動周波数を抽出するバンドパスフィルターを備えていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第４の手段は前記第１または第２の手段において、前記回転体または前記モーターの１回転を検知する１回転センサーを設け、その１回転センサーの検知信号に基づいて前記演算手段で前記回転体または前記モーターの１回転分の前記速度指令データを生成することを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第５の手段は前記第４の手段において、前記１回転センサーによって検知された１回転する時間を複数に分割して、前記速度指令データを分割した時間毎に前記速度指令メモリーに記憶することを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第６の手段は前記第１,第４,第５のいずれかの手段において、前記モーターと前記速度計測手段で計測される回転体との間に変速ギアが設けられ、前記回転体が１回転するための１回転周波数と前記変速ギアが１回転するための１回転周波数との比が整数倍であることを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第７の手段は、回転体と、その回転体を駆動するモーターと、そのモーターの動作を制御するモーター制御手段と、速度指令データを記憶してその指令信号を前記モーター制御手段に出力する速度指令メモリーとを備えた画像形成装置と、
前記回転体の回転速度または周速度度を計測する速度計測手段と、演算手段と、前記画像形成装置の速度指令メモリーに速度指令データを出力するインターフェース手段とを備えた速度補正装置とを有している。
【００１７】
そして前記速度補正装置を前記画像形成装置に着脱可能に取り付け、
前記モーターを一定速度の基準回転速度で回転させて、そのときの前記回転体の回転速度または周速度を前記速度計測手段で計測し、その計測データを前記演算手段に入力して、
前記演算手段で、前記モーターの前記基準回転速度から算出される回転体の速度変動の無い速度と、前記計測データとを比較して回転体の速度変動成分を抽出し、その速度変動成分を打ち消すための速度指令データを生成し、
その速度指令データを前記インターフェース手段を介して前記速度指令メモリーに送信して記憶させ、
記憶後に前記速度補正装置を前記画像形成装置から取り外し、
前記記憶した速度指令データを前記速度指令メモリーから読み出して前記モーター制御手段に出力することを特徴とするものである。
【００１８】
本発明の第８の手段は前記第７の手段において、前記回転体が、感光体ドラム、感光体ベルト、前記モーターからの駆動力を減速する減速機のギア、中間転写ベルト、前記感光体ベルトまたは中間転写ベルトを駆動するローラのうちの少なくとも１つであることを特徴とするものである。
【００１９】
本発明の第９の手段は前記第７の手段において、前記演算手段が、前記回転体の回転によって周期的に発生する変動周波数であって、かつ前記画像形成装置によって形成される画像の品質に影響を与える変動周波数を抽出するバンドパスフィルターを備えていることを特徴とするものである。
【００２０】
本発明の第１０の手段は前記第７または第８の手段において、前記回転体または前記モーターの１回転を検知する１回転センサーを設け、その１回転センサーの検知信号に基づいて前記演算手段で前記回転体または前記モーターの１回転分の前記速度指令データを生成することを特徴とするものである。
【００２１】
本発明の第１１の手段は前記第７または第１０の手段において、前記１回転センサーによって検知された１回転する時間を複数に分割して、前記速度指令データを分割した時間毎に前記速度指令メモリーに記憶することを特徴とするものである。
【００２２】
本発明の第１２の手段は前記第７,第１０,第１１のいずれかの手段において、前記モーターと前記速度計測手段で計測される回転体との間に変速ギアが設けられ、前記回転体が１回転するための１回転周波数と前記変速ギアが１回転するための１回転周波数との比が整数倍であることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２３】
本発明は前述のような構成になっており、画像乱れのない高画質画像が得られる画像形成装置の速度補正装置ならびに速度補正方法を提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
次に本発明の実施形態を図と共に説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の感光体駆動手段及び速度補正装置の概略構成図である。
【００２５】
画像形成装置１の装置制御回路４２は、感光体ドラム５４を駆動するモーター２６のほか図示されていない他のモーター等、装置の各種動作を制御する。
【００２６】
感光体駆動手段は、モーター２６、モーターギヤ３２、減速機であるギヤＡ３６、そのギヤＡ３６と同軸で回転するギヤＢ３４、ギヤボックス３３などで構成される。感光体ドラム５４は、感光体軸３８に取り付けられ、接合ギヤ３５を介して前記感光体駆動手段で駆動される。
【００２７】
感光体ドラム５４の１回転を検知する１回転センサー７８は例えば発光素子と受光素子の対からなる光学センサーであり、発光素子から出射した光の反射光を受光素子で受光し、その光量に応じてON,OFF信号を出力するものである。感光体ドラム５４の１回転を検知するために、感光体ドラム５４の端部にあたる非画像形成領域の表面にマーカーが設けられており、このマーカーは光の反射を抑える例えばつや消し黒色のマーカーである。感光体ドラム５４の回転に伴ってこのマーカーが前記１回転センサー７８の下を通過する際の反射光量の変化を検知して、感光体ドラム５４の１回転を検知することができる。
【００２８】
モーター制御回路４３は、記憶手段である回転速度指令メモリー４１に記憶された速度指令データに従ってモーター２６が回転するようにモーター制御を行う。モータードライバ４４はそのモーター制御回路４３が出力する信号に応じて、モーター駆動電圧パルスをモーター２６に供給する。モーター２６には、例えばＤＣブラシレスモーターまたはステッピングモータが用いられる。
【００２９】
速度補正装置７は、画像形成装置１の感光体軸３８に接続される感光体軸カップリング７５と、それにつながるエンコーダ７２と、演算回路７３と、インターフェース回路７４とを有し、図に示すような接続関係になっている。
【００３０】
前記感光体駆動手段における回転速度変動の一例を図２に示す。同図において横軸は時間、縦軸は変動量をとっている。一例として感光体ドラム５４の１回転周波数を３Ｈｚ、減速ギアであるギアＡ３６とギアＢ３４の１回転周波数を９Ｈｚ、モーター２６の１回転周波数を２７Ｈｚとした。
【００３１】
感光体ドラム５４の１回転周波数の変動成分は、主に接合ギア３５の感光体軸３８に対する取り付けの偏芯などで、同図（ａ）のようになる。ギアＡ３６,ギアＢ３４の偏芯は、同図（ｂ）に示す周期的な回転変動になる。またモーター２６と一体回転するモーターギヤ３２の偏芯は、同図（ｃ）に示す周期的な回転変動になる。そして感光体軸３８に現れる回転変動はこれらを合成した波形となり、同図（ｄ）に示す周期的な変動になる。
【００３２】
次に本実施形態に係る感光体駆動手段と速度補正装置の動作を説明する。  
画像形成装置１を製造ラインで組み立てた後、それの感光体軸３８にカップリング７５を介して速度補正装置７を接続する。この接続に伴い図に示すように、速度補正装置７のインターフェース回路７４は画像形成装置１の回転速度指令メモリー４１並びに装置制御回路４２に接続される。また、画像形成装置１の１回転センサー７８は、速度補正装置７の演算回路７３に接続される。
【００３３】
速度補正装置７のコマンドスイッチ(図示せず)等の指示で、装置制御回路４２からモーター２６を一定速度の基準回転速度で回転させる。この回転力はモーターギア３２、ギアＡ３６、ギアＢ３４、接合ギア３５ならびに感光体ドラム５４を介して感光体軸３８に伝達される。この感光体軸３８の回転速度は速度補正装置７のエンコーダ７２により計測される訳であるが、この計測データはモーター２６以降のモーターギア３２、ギアＡ３６、ギアＢ３４、接合ギア３５、感光体ドラム５４ならびに感光体軸３８での偏芯などに起因する速度変動を含んだ計測データである。
【００３４】
この計測データは演算回路７３に入力される。演算回路７３では、モーター２６自体の前記基準回転速度から算出される感光体軸３８の理想的な回転速度(速度変動の無い一定回転速度で、例えば図２(ｄ)における横軸に相当する直線)と、前記計測データとが比較されて差が求められ、その差から、演算回路７３は図２（ｄ）のハッチング部に相当する感光体ドラム５４の回転変動成分を抽出する。
【００３５】
さらに演算回路７３では、バンドパスフィルターを用いて必要な帯域の変動周波数を抽出し、感光体ドラム５４の回転速度変動を打ち消すようなモーター回転速度指令データを生成する。
【００３６】
例えば感光体ドラム５４の１回転周波数の３Ｈｚ以下の周波数成分は、基本的に駆動系の起因ではなく、周期性がない場合があり、この３Ｈｚ以下の周波数成分を用いて補正すると、感光体ドラム５４の回転速度変動が増す場合がある。また実際には数百Ｈｚ以上の高周波の変動が存在するが、そのような変動は画像上で視覚的に認識し難いため問題にならず、むしろ補正を行う際の誤差要因になる。
【００３７】
そのため視覚的に画像に影響を与える感光体ドラム５４の１回転の周波数成分、モーター２６の１回転の周波数成分、ギアＡ３６,ギアＢ３４の１回転の周波数成分の低減を目指して、３Ｈｚ以下の周波数成分ならびに数百Ｈｚ以上の高周波成分を除くために前述のバンドパスフィルターを用いる。
【００３８】
前記演算回路７３から出力されたモーター回転速度指令データは、インターフェース回路７４を介して画像形成装置１の回転速度指令メモリー４１に送られて記憶される。このモーター回転速度指令データは、例えばモーターを駆動するパルス周波数データである。
【００３９】
感光体ドラム５４が１回転する時間(１回転時間)を複数の整数に分割し、その分割時間毎に前記モーター回転速度指令データ(パルス周波数データ)をメモリーの各領域に割り当てる。前述の分割数は多いほど、精密な速度補正がなされる。モーター２６の回転時、モーター制御回路４３は装置制御回路４２から出力される制御クロック信号に従って、順次、前記パルス周波数データを回転速度指令メモリー４１から読み出し、それを指令信号としてモータードライバー４４によりモーター２６を回転する。
【００４０】
感光体ドラム５４の１回転時間を用いる場合は、感光体ドラム５４の１回転を検知する１回転センサー７８を設けて、回転速度変動を正確に１回転分計測する。そして周期的な変動を演算回路７３のバンドパスフィルターで抽出すれば、データの始点と終点は一致するため、そのデータを基にした１回転分のモーター回転速度指令データ(パルス周波数データ)を繰り返し使用して、連続回転を継続することが可能になる。１回転分の回転速度変動を数回計測し、平均化してモーター回転速度指令データ(パルス周波数データ)を生成すれば、より正確に変動を低減することができる。
【００４１】
またギヤＢ３４あるいはモーター２６の1回転を検知し、その１回転時間を整数分割して、パルス周波数データをメモリーに割り当てもよい。
【００４２】
モーター２６の1回転の周波数成分は変動が他の要因に比べ相対的に大きく、この成分に限り補正するだけでもバンディングの低減効果は大きい。この場合は、回転速度指令メモリー４１の容量も少なくて済み、また速度補正装置７の計測時間も少なくなるため、コスト低減の効果が大きい。
【００４３】
モーター２６、ギヤＡ３６、ギヤＢ３４、接合ギヤ３５のそれぞれが１回転するための１回転周波数と、感光体ドラム５４が１回転するための１回転周波数とを整数比にすることが望ましい。整数比であれば、接合ギヤ３５、すなわち感光体ドラム５４の１回転時間だけで、モーター２６、ギヤＡ３６、ギヤＢ３４を含めた回転変動を誤差なく記録可能になる。
【００４４】
例えばギヤＡ３６、ギヤＢ３４の1回転周波数を整数比でない９．５Ｈｚとすると、回転速度変動は図２（ｂ）の点線で示すようになる。感光体ドラム５４の１回転時間である一点鎖線の時間において変動は０にならず、計測したデータの変動成分が始点と終点で一致しない。そのため、このようなデータを元に補正を行うと誤差が生じ、変動成分を低減できない。
【００４５】
このような周波数比で誤差を無くすには、それぞれのギアの回転周波数比が整数となるまで、感光体ドラム５４を回転させて回転変動成分を抽出する必要がある。感光体ドラム５４の１回転周波数を３Ｈｚ、ギアＡ３６,ギアＢ３４の１回転周波数を９Ｈｚとすれば、感光体ドラム５４の１回転でギアＡ３６,ギアＢ３４は３回転し、比が整数(本実施形態では1:３) であるため感光体ドラム５４は１回転で済む。
【００４６】
しかし前述のように、感光体ドラム５４の１回転周波数３Ｈｚに対してギアＡ３６,ギアＢ３４の１回転周波数が９．５Ｈｚの場合、ギアＡ３６,ギアＢ３４が整数回転するには、感光体ドラム５４は６回転する必要がある。そのため、パルス周波数データを蓄積する必要メモリー容量が増すとともに、速度補正装置７による計測時間が長くなり好ましくない。
【００４７】
回転速度指令メモリー４１へ補正されたモーター回転速度指令が記憶された後、速度補正装置７は画像形成装置１から取り外される。画像形成装置１は速度補正装置７がない状態で、製品として出荷される。
【００４８】
画像形成装置１の動作時、モーター制御回路４３は回転速度指令メモリー４１に記憶されたモーター回転速度指令データを、１回転センサー７８の検知信号に応じて始点を合わせながら(同期をとりながら)出力する。このようにしてモーター２６を回転させることで、モーターギヤ３２、ギヤＡ３６、ギヤＢ３４、感光体軸３８に取り付けられた接合ギヤ３５の偏芯、単一ピッチ誤差、累積ピッチ誤差等による回転変動を低減することができる。
【００４９】
速度補正装置７は、順次量産される多数の画像形成装置１に対応可能であるため、分解能の高いエンコーダを計測手段として使用可能であり、そのために高精度の補正が可能になり、感光体ドラム５４の速度変動が抑えられ、バンディングの少ない高画質画像が得られる。
【００５０】
また、画像形成装置１側に感光体ドラムの回転速度を補正するためのエンコーダが不要になり、装置の小型、低コスト化も可能になる。
【００５１】
本実施形態において、感光体ドラム５４、接合ギヤ３５、感光体軸３８を一体でユニットを構成した場合の処理について以下に述べる。
【００５２】
前記ユニットが画像形成装置１本体に対して交換可能であると、感光体ドラム５４、接合ギヤ３５、感光体軸３８のぞれぞれの偏芯、また接合ギヤ３５の単一ピッチ誤差、累積ピッチ誤差等ギヤの精度に起因する変動は、ユニット交換により変化する。
【００５３】
そのため、ユニットの交換によって変化する回転速度変動成分を除かずに演算回路７３でモーター回転速度指令データを回転速度指令メモリー４１に記憶させると、交換後に正しい補正が行えなくなる。ユニットの特性によっては、これらの成分を倍化させることもある。
【００５４】
そこで、交換される感光体ドラム５４の１回転以下の周波数成分を除き、かつ、接合ギヤ３５の噛み合い周波数成分以上の周波数を除く機能を有するバンドパスフィルターを演算回路７３に用いて、モーター回転速度指令データを生成して出力する。これにより、ユニット交換による速度変動の増加を防ぎ、感光体ドラム５４が交換されても、モーター１回転および他のギヤの偏芯成分の回転速度変動低減効果が維持できる。
【００５５】
図３は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の概略構成図である。  
画像形成装置１は、各色の現像ユニット５０１〜５０４を中間転写ベルト２０上に配置し、中間転写ベルト２０上にトナーによるカラー像を形成して、そのカラー像を用紙堆積手段４から搬送される用紙に転写し、定着器６０で熱と圧力でトナーを溶融定着してカラー画像を形成する。
【００５６】
現像ユニット５０１〜５０４は４式あり、黒色トナーを有するＫ現像ユニット５０１、シアン色トナーを有するＣ現像ユニット５０２、マゼンタ色トナーを有するＭ現像ユニット５０３、イエロー色トナーを有するＹ現像ユニット５０４から構成されている。
【００５７】
各現像ユニット５０１〜５０４は、トナーを貯めるトナーホッパ５３、トナー層を形成し感光体ドラム５４にトナーを接触させる現像ローラー５２、感光体ドラム５４上をクリーニングするドラムクリーナ５７、感光体ドラム５４上を帯電させる帯電器５５、感光体ドラム５４上に静電潜像を書き込む露光器５６で構成される。
【００５８】
各色の感光体ドラム５４は、図１に示すように、モーター２６、モーター制御回路４３、モータードライバ４４、回転速度指令メモリー４１、モーターギヤ３２、減速機であるギヤＡ３６、ギヤＡ３６と同軸で回転するギヤＢ３４、ギヤボックス３３を有して、ギヤＢ３４から接合ギヤ３５を介して感光体ドラム５４が回転駆動される。
【００５９】
感光体ドラム５４に速度補正装置７を取り付け、回転速度指令メモリー４１に感光体ドラム５４の回転速度変動を低減するためのモーター回転速度指令データを記憶させる。
【００６０】
中間転写ベルト２０は複数のローラーに張架され、第２の駆動ローラー３で搬送される。ベルトクリーナ９１は中間転写ベルト２０上の残留トナーを除去する。一次転写ローラー５８は、感光体ドラム５４に対向して中間転写ベルト２０の内側に配置されている。
【００６１】
用紙搬送経路８は、用紙を堆積する用紙堆積手段４から、ピックローラー９、分離ローラー１１を経て、二次転写ローラー３０と中間転写ベルト２０の間を通過し、搬送ベルト８１から定着器６０へ至る。
【００６２】
定着器６０は、バックアップローラー６４、弾性ローラー６３、加熱ローラー６２、定着ベルト６１を有する。定着ベルト６１は、弾性ローラー６３と加熱ローラー６２に掛け渡され、加熱ローラー６２あるいは他のローラーの回転により搬送される。用紙はバックアップローラー６４により弾性ローラー６３側に押し付けられる。加熱ローラー６２は、金属の中空シャフト内にハロゲンヒータ等の加熱手段を有し、定着ベルト６１を加熱する。弾性ローラー６３の表面はシリコンゴム等の弾性材で形成され、バックアップローラー６４の押し付けにより、ニップ部を弾性ローラー６３側に凸とし、用紙が定着ベルト６１に巻きつくのを防止する。
【００６３】
画像を形成する場合、感光体ドラム５４上を帯電器５６で帯電させ、露光器５５で画像に応じた光を照射して、感光体ドラム５４上の電位を落とす。その部位が感光体ドラム５４の回転により現像ローラー５２に達し、トナー層と接すると帯電しているトナーが画像位置に付着する。
【００６４】
このようにして形成された感光体ドラム５４上のトナー画像は、一次転写ローラー５８が中間転写ベルト２０を押し付ける部位で、中間転写ベルト２０上に転写される。
【００６５】
各現像ユニット５０１〜５０４の感光体ドラム５４上のトナー画像は、中間転写ベルト２０上に転写され、カラーのトナー画像が形成される。そして、中間転写ベルト２０の搬送により、二次転写ローラ−３０の部位で搬送されてきた用紙上にトナー画像は転写される。トナー画像が転写された用紙は、搬送ベルト８１により定着器６０に搬送され、熱と圧力によりトナーが溶融定着されカラー画像が形成される。
【００６６】
本実施形態では、分解能の高いエンコーダを計測手段とする速度補正装置７を使用して高精度の感光体ドラム５４の回転速度補正が可能になり、感光体ドラム５４の回転速度変動を抑えて、バンディングの少ない高画質画像が得られる。
【００６７】
また本実施形態では、感光体ドラム５４の駆動手段を個々に４式配置したが、1つのモーター２６を用い、ギヤ列を介して複数個(本実施形態では４個)の感光体ドラム５４を駆動する場合でも、同様に感光体ドラム５４の回転速度変動の低減効果が得られる。この構成はモーター２６の数が減少するため、より一層の小型化、低コスト化が可能になる。
【００６８】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の感光体駆動手段及び速度補正装置を説明する概略構成図である。
【００６９】
第１の実施形態と異なる点は、感光体ドラムの代わりに感光体ベルト５４１を用いた点である。感光体ベルト５４１は、駆動ローラー５４２と従動ローラー５４４の間に張り渡される。駆動ローラー５４２は駆動ローラーシャフト５４３に取り付けられ、接合ギヤ３５を介して感光体駆動手段で駆動される。
【００７０】
本実施形態の速度補正装置７では、エンコーダ７２ならびに感光体軸カップリング７５の替わりにレーザードップラ速度計７６を用いて感光体ベルト５４１の速度変動を直接計測する構成になっている。このレーザードップラ速度計７６は、回析レーザー光ドップラ方式を採用した非接触式の小型で高精度の速度計である。レーザードップラ速度計７６は速度計本体７６ａと検知端７６ｂとからなり、検知端７６ｂが非検知体である感光体ベルト５４１と対向している。
レーザードップラ速度計７６の出力は、第１の実施形態と同様に演算回路７３でモーター回転速度指令データに加工され、インターフェース回路７４を経て回転速度メモリー４１に記憶される。
【００７１】
速度補正装置７は、製造ライン等で画像形成装置１に取り付けられ、画像形成装置１の回転速度指令メモリー４１にモーター回転速度指令データを記憶させる。データを記憶した後、速度補正装置７は画像形成装置１から取り外され、次の画像形成装置１に取り付けられる。
【００７２】
画像形成装置１は記憶されたモーター回転速度指令データを基に、モーター２６を回転させることで、モーターギヤ３２、ギヤＡ３６、ギヤＢ３４、感光体駆動シャフト３８に取り付けられた接合ギヤ３５の偏芯、単一ピッチ誤差、累積ピッチ誤差等による回転変動を低減することができる。
【００７３】
画像形成装置本体に感光体速度を補正するためのエンコーダが不要になり、装置の小型、低コスト化も可能になる。
【００７４】
第１の実施形態と同様にエンコーダ７２を用いても同様の補正が可能であるが、レーザードップラ速度計７６を用いると、直接感光体ベルト５４１の搬送速度が計測可能になる。
【００７５】
感光体ベルト５４１を安定して駆動するため、駆動ローラー５４２では感光体ベルト５４１と接触する部分を、摩擦係数の高いゴム材で構成する。その場合、金属のローラーに比べ偏芯が大きく、さらに真円度も低下するため、搬送速度変動が大きくなる。
【００７６】
この変動は、駆動ローラー軸にエンコーダを接続しても計測できないが、レーザードップラ速度計７６で感光体ベルト５４１の表面を直接計測すれば、計測可能になる。そのためエンコーダを用いる場合より感光体ベルト５４１の搬送速度変動をより低減可能になる。
【００７７】
本実施形態においては、感光体ベルト５４１を中間転写ベルト２０に置き換え、駆動ローラー５４２を第２の駆動ローラー３とし、速度補正装置７を中間転写ベルト用の速度補正装置として同様の手順で中間転写ベルト２０の搬送速度変動を低減することも可能である。
第１の実施形態と組み合わせて、感光体ドラム５４の回転変動を低減し、さらに中間転写ベルト２０の搬送速度変動も低減することでより、一層の高画質化が図れる。
【００７８】
前記実施形態では感光体ベルト５４１や中間転写ベルト２０の搬送速度を計測したが、これらベルトを回転する駆動ローラーあるいは従動ローラの回転速度を計測しても構わない。
図５は、本発明の第３の実施形態の感光体駆動手段及び速度補正装置の概略構成図である。
【００７９】
同図に示すように感光体駆動手段３１は、モーター２６、モーターギヤ３２、減速機であるギヤＡ３６、そのギヤＡ３６と同軸で回転するギヤＢ３４、ギヤボックス３３、モーター制御回路４３、モータードライバ４４、回転速度指令メモリー４１により構成されている。
【００８０】
速度補正装置７は、感光体駆動手段３１のキヤＢ３４と噛み合う検知ギヤ３７、その検知ギヤ３７とエンコーダ７２をつなぐ伝達シャフト３９、装置制御回路４２、演算回路７３、ギヤ１回転センサー７９、指令信号およびモーター回転速度指令データをモーター制御回路４３に送るインターフェース回路７４から構成されている。
【００８１】
前記検知ギヤ３７は、それ自体のギヤの変動の影響が無いよう、画像形成装置１の感光体ドラム５４の図１に示す接合ギヤ３５より高精度なものを用い、この検知ギヤ３７を介して感光体駆動手段３１は速度補正装置７に接続される。
【００８２】
装置制御回路４２からの指令信号によりモーター２６が回転し、その回転に伴う検知ギヤ３７の回転速度をエンコーダ７２で計測する。検知ギヤ３７と噛合するギヤＢ３４の端面には、ギヤ１回転センサー７９が対向して設けられている。
【００８３】
エンコーダ７２の出力は、演算回路７３でギヤＢ３４の回転速度変動を低減するようなモーター回転速度指令データに加工され、インターフェース回路７４を経て回転速度指令メモリー４１に記憶される。モーター回転速度指令データは、ギヤ１回転センサー７９の信号を元にギヤ１回転分のデータとして構成される。
【００８４】
画像形成装置１の本体には、この処理を行った感光体駆動手段３１を組み付ける。画像形成装置１の印刷動作時、モーター２６は回転速度指令メモリー４１のモーター回転速度指令データに従い、ギヤＢ３４の回転変動を低減するよう回転する。これにより、モーターギヤ３２、ギヤＡ３６、ギヤＢ３４の偏芯、単一ピッチ誤差、累積ピッチ誤差等による回転変動を低減可能になる。
【００８５】
画像形成装置１の本体に感光体速度を補正するためのエンコーダが不要になり、装置の小型、低コスト化も可能になる。
【００８６】
前記実施形態では感光体ドラムなどの回転体の回転速度を計測したが、回転体の周速度を計測することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の感光体駆動手段及び速度補正装置の概略構成図である。
【図２】その感光体駆動手段の回転速度変動の一例を示す波形図である。
【図３】本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体の概略構成図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る画像形成装置の感光体駆動手段及び速度補正装置の概略構成図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る画像形成装置の感光体駆動手段及び速度補正装置の概略構成図である。
【符号の説明】
【００８８】
１…画像形成装置、７…速度補正装置、２０…中間転写ベルト、２６…モーター、３１…感光体駆動手段、３２…モーターギヤ、３３…ギヤボックス、３４…ギヤＢ、３５…接合ギヤ、３６…ギヤＡ、３７…検知ギヤ、３８…感光体軸、３９…伝達シャフト、４１…回転速度指令メモリー、４２…装置制御回路、４３…モーター制御回路、４４…モータードライバ、５４…感光体ドラム、７２…エンコーダ、７３…演算回路、７４…インターフェース回路、７５…感光体軸カップリング、７６…レーザードップラ速度計、７８…１回転センサー、７９…ギア１回転センサー、５４１…感光体ドラム。
【図１】
2008102333.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
2008102333.tif 000006
【図５】
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