(57)【要約】【課題】  感光体等の回転体の回転状況を簡単にして精度よく検知でき、適正な回転制御を行えるようにする。【解決手段】  回転駆動される感光体１自身の円周上全周に亘って設けられて所定間隔で着磁された磁性体１７から発生する磁界を位置固定の磁気抵抗素子１８により検知することにより、感光体１が回転した際に磁気抵抗素子１８の抵抗値が磁性体１７の着磁領域１７ａ毎に変化することで感光体１の回転情報を偏心等の影響を受けることなく精度よく検知することができ、感光体１の適正な回転制御が可能となるようにした。【選択図】    図３
2005208151.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転自在に支持された回転体と、
この回転体を回転駆動する回転駆動手段と、
前記回転体の円周上全周に亘って設けられて所定間隔で着磁された磁性体と、
位置固定されて設けられ前記回転体上の前記磁性体から発生する磁界を検知する磁気抵抗素子と、
この磁気抵抗素子により検知される前記回転体の回転情報に基づいて前記回転駆動手段を駆動制御する駆動制御手段と、
を備える回転体駆動装置。
【請求項２】
前記磁気抵抗素子がトンネル接合型磁気抵抗素子である、請求項１記載の回転体駆動装置。
【請求項３】
前記磁気抵抗素子は、前記回転体の回転に伴い前記磁性体上を摺動する、請求項１又は２記載の回転体駆動装置。
【請求項４】
前記磁気抵抗素子は、前記磁性体の一つの着磁領域に対して複数個に細分化されている、請求項１，２又は３記載の回転体駆動装置。
【請求項５】
前記回転体が、静電潜像が形成される円筒状の感光体である、請求項１ないし４の何れか一記載の回転体駆動装置。
【請求項６】
前記磁性体は、前記感光体の非画像域に設けられている、請求項５記載の回転体駆動装置。
【請求項７】
請求項５又は６記載の回転体駆動装置と、
当該回転駆動装置中の前記感光体周りに配設された画像形成プロセス部材と、
を備える画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、円筒ドラム状の感光体等の回転体を駆動する回転体駆動装置及びこの回転体駆動装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置においては、モータ自体の回転速度変動、回転軸の偏心、ギヤの偏心やピッチ誤差などの影響により、感光体等の回転体に回転ムラが発生し、副走査方向の走査ラインのピッチムラが生じ、これが、「バンディング」と称される縞状の濃度ムラとなり、画質を劣化させる問題があった。
【０００３】
このような問題を解決するために、例えば特許文献１によれば、ロータリエンコーダを用いて当該ロータリエンコーダからの出力をフィードバックさせてモータの回転を補正することで、その回転ムラを制御するようにしている。
【０００４】
【特許文献１】特開平７−１２９０３４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところが、特許文献１のような従来技術では、感光体ドラムの回転速度を検出する際、充分な効果を得ようとして検出精度を高めようとすると、高価なエンコーダを必要とすることが多く、コスト高となってしまう。また、仮に高精度なエンコーダを用いても、取付精度が重要であり、感光体ドラムの回転軸心とエンコーダの入力軸心とを精度よく合わせなければ、正確に速度検知できない、という問題もある。即ち、軸偏心等による回転ねじれを起因とする回転ムラに対しては検知精度が悪いものである。
【０００６】
また、特許文献１の図７等に示される光学式エンコーダの場合、発光素子、受光素子、レンズ等の光学素子を必要とし、高精度にするためには高価な光学素子を用いる必要があり、コスト高となってしまう。また、感光体の表面速度を検出する場合、トナー等によりエラー信号が発生しやすく、センサ数を増やす等の冗長化対策が必要となり、コスト高となってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、感光体等の回転体の回転状況を簡単にして精度よく検知でき、適正な回転制御を行えるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
請求項１記載の発明の回転体駆動装置は、回転自在に支持された回転体と、この回転体を回転駆動する回転駆動手段と、前記回転体の円周上全周に亘って設けられて所定間隔で着磁された磁性体と、位置固定されて設けられ前記回転体上の前記磁性体から発生する磁界を検知する磁気抵抗素子と、この磁気抵抗素子により検知される前記回転体の回転情報に基づいて前記回転駆動手段を駆動制御する駆動制御手段と、を備える。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の回転体駆動装置において、前記磁気抵抗素子がトンネル接合型磁気抵抗素子である。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２記載の回転体駆動装置において、前記磁気抵抗素子は、前記回転体の回転に伴い前記磁性体上を摺動する。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１，２又は３記載の回転体駆動装置において、前記磁気抵抗素子は、前記磁性体の一つの着磁領域に対して複数個に細分化されている。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１ないし４の何れか一記載の回転体駆動装置において、前記回転体が、静電潜像が形成される円筒状の感光体である。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項５記載の回転体駆動装置において、前記磁性体は、前記感光体の非画像域に設けられている。
【００１４】
請求項７記載の発明の画像形成装置は、請求項５又は６記載の回転体駆動装置と、当該回転駆動装置中の前記感光体周りに配設された画像形成プロセス部材と、を備える。
【発明の効果】
【００１５】
請求項１記載の発明によれば、回転駆動される回転体自身の円周上全周に亘って設けられて所定間隔で着磁された磁性体から発生する磁界を位置固定の磁気抵抗素子により検知することにより、回転体が回転した際に磁気抵抗素子の抵抗値が磁性体の着磁領域毎に変化することで回転体の回転情報を偏心等の影響を受けることなく精度よく検知することができ、回転体の適正な回転制御が可能となる。
【００１６】
請求項２記載の発明によれば、磁気抵抗素子として磁気抵抗変化率の大きなトンネル接合型磁気抵抗素子を用いることにより、回転体の回転状況を検知する際のジッタを減少させることができ、より一層精度よく回転情報を検知することができる。
【００１７】
請求項３記載の発明によれば、磁気抵抗素子を、回転体の回転に伴い磁性体上を摺動するように配設させることで、磁性体と磁気抵抗素子との間の距離を常に一定に保つことができ、磁気抵抗素子の出力変動を小さくすることができ、回転体の回転状況を検知する際のジッタを減少させることができ、より一層精度よく回転情報を検知することができる。
【００１８】
請求項４記載の発明によれば、磁気抵抗素子を、磁性体の一つの着磁領域に対して複数個に細分化することにより、磁気抵抗素子から出力される回転情報となるパルス数を細分化して増大させることができ、より一層精度よく回転情報を検知することができる。
【００１９】
請求項５記載の発明によれば、回転体として感光体に適用したので、濃度ムラ等を低減させて良好なる画像形成に寄与することができる。
【００２０】
請求項６記載の発明によれば、本来の画像形成動作に支障なく感光体の回転情報の検知が可能となる。
【００２１】
請求項７記載の発明によれば、濃度ムラ等が低減した良好なる画像形成が可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
本発明を実施するための最良の形態について図面を参照して説明する。本実施の形態の回転体駆動装置は、ドラム状の感光体１を回転体とする画像形成装置用の回転体駆動装置への適用例を示す。
【００２３】
図１は電子写真方式の画像形成装置の一例であるＬＥＤアレイプリンタの概略構造を示す側面図である。
【００２４】
プリンタは、図１に示すように、回転体であり静電潜像が形成されるドラム状の感光体１の他、感光体１の外周面を一様に帯電する帯電器２、帯電器２により一様に帯電された感光体１の外周面に静電潜像を形成するための光書込みヘッド３、感光体１の外周面に形成された静電潜像にトナーを付与してトナー像として顕像化させる現像器４、トナー像を給紙部（図示せず）から搬送された転写紙（図示せず）に転写させる転写器５、転写後に感光体１の外周面に残留した残留トナーを除去するクリーニング器６、転写紙に転写されたトナー像を定着させる定着器７等の画像形成プロセス部材を備えている。
【００２５】
感光体１は多層構造に形成され、最内層部に導電性基材としてのアルミニウム層が形成され、その外周部に酸化亜鉛を基材とする感光膜層が形成され、最外周部に保護膜層が形成されている。ここで、酸化亜鉛は、約３８０ｎｍの波長の近紫外光を吸収する特性があり、この酸化亜鉛を基材とする感光膜層を有する感光体１は、近紫外光に対する感光特性を持つ構造とされている。
【００２６】
光書込みヘッド３は、ガラス基板８、ガラス基板８の上に近紫外光を発光する多数の近紫外光ＬＥＤ素子が主走査方向にアレイ状に配列された近紫外光ＬＥＤアレイ９、この近紫外光ＬＥＤアレイ９を駆動するためのドライバ回路（図示せず）等の回路要素、各近紫外光ＬＥＤ素子から発光された近紫外光を感光体１の感光膜層上に収束させる集束レンズアレイ１０等から構成されている。
【００２７】
このような基本的な構成において、プリント時にプリンタコントローラから画像信号とクロック信号とが光書込みヘッド３に送信され、その画像信号に応じて近紫外光ＬＥＤアレイ９を形成する各近紫外光ＬＥＤ素子から近紫外光が発光され、この近紫外光が感光体１に照射されることにより感光体１の外周面に静電潜像が形成される。
【００２８】
感光体１に形成された静電潜像は現像器４からトナーが付与されることによりトナー像として顕像化され、顕像化されたトナー像が転写器５により転写紙に転写される。転写紙に転写されたトナー像は定着器７により定着され、トナー像が定着された転写紙が排紙部（図示せず）に排紙される。
【００２９】
ここに、本実施の形態にあっては、感光体１やその周辺のプロセス部材２，３，４，５，６は、作像プロセスユニット１１としてユニット化されている。このため、感光体１は図２に示すように、その中心軸１２が当該作像プロセスユニット１１を構成するためのユニットケース１３及び軸受１４により回転自在に支持されている。ユニットケース１３はプリンタ本体ケース（図示せず）の所定位置に着脱自在に取付け固定されるものであり、回転する感光体１に対しては位置固定部材となる。また、中心軸１２上には駆動ギヤ１５が一体に設けられ、回転駆動手段となるステッピングモータ、ＤＣモータ等のモータ１６（図４参照）、ギヤ列等を介して感光体１が回転駆動される構成とされている。
【００３０】
さらに、感光体１表面の非画像域、具体的には片側端部付近に位置させて磁性体１７がその円周上全周に亘って設けられている。この磁性体１７は、例えば図３に示すように、円周方向（回転方向）に所定間隔をもって隣接する部分とは逆極性となるように着磁された着磁領域１７ａを多数有する構成とされている。着磁領域１７ａの間隔は小さい方がよい。このような磁性体１７に近接対向させて、その磁性体１７が発生する磁界を検知するための磁気抵抗素子１８が支持アーム１９を介してユニットケース１３に位置固定されて設けられている。本実施の形態の場合、磁気抵抗素子１８は、例えば１つの着磁領域１７ａ分をカバーし得る程度の大きさとされている。また、本実施の形態にあっては、磁気抵抗素子１８は、図３に示すように、感光体１の回転に伴い磁気抵抗素子１８が磁性体１７上を摺動するよう接触させて設けられている。
【００３１】
また、本実施の形態の回転体駆動装置の制御系の構成例として、このような磁気抵抗素子１８による検知出力は、図４に示すように、例えばＡ／Ｄ変換器２１を介して駆動制御手段として機能するＣＰＵ２２に取り込まれるように構成されている。このＣＰＵ２２はプリンタ内の各部を制御する他、本実施の形態では、特に、感光体１を回転駆動するモータ１６用のモータドライブ回路２３を駆動制御する。
【００３２】
このような構成において、ＣＰＵ２２による制御の下、モータドライブ回路２３によりモータ１６を回転させることにより、感光体１も所定方向に回転駆動される。このように感光体１が回転する際、磁気抵抗素子１８の抵抗値は磁性体１７の着磁領域１７ａが横切る毎に変化するので、この磁気抵抗素子１８の検知出力をＡ／Ｄ変換器２１を介してＣＰＵ２２に取り込むことにより、感光体１の回転情報としてその周速を検知することができる。この場合、感光体１自身に直接設けられている磁性体１７の各着磁領域１７ａを検知しているので、中心軸１２の偏心等の影響を受けることなく、精度よく周速を検知することができる。よって、感光体１の回転ムラが検知された場合には、ＣＰＵ２２により当該回転ムラを打ち消すようにモータドライブ回路２３を介してモータ１６の回転を駆動制御することで、感光体１の適正な回転制御が可能となる。
【００３３】
ここに、本実施の形態のようなプリンタへの適用例にあっては、着磁領域１７ａの間隔は小さい方がよいわけであるが、この着磁領域１７ａの間隔を小さくした場合、磁気抵抗素子１８を本実施の形態のように磁性体１７に接触させることにより、感光体１の機械的精度による、磁気抵抗素子１８の出力信号のバラツキを極力抑えることができ、より高精度な周速検知が可能となる。
【００３４】
また、本実施の形態を実施する上で、磁気抵抗素子１８としては、トンネル接合型磁気抵抗素子を用いることが好ましい。これは、磁気抵抗素子１８は感磁面積が小さい方がその出力のジッタを小さくできるものの、磁気抵抗素子１８の出力が低下してしまうことから、磁気抵抗変化率の大きなトンネル接合型磁気抵抗素子を用いることにより、その検知出力を増大させることで、検知出力の低下を抑えることができるからである。
【００３５】
なお、感光体１の周速検知の精度をより向上させるためには、例えば、図５に示すように、磁性体１７の一つの着磁領域１７ａに対して磁気抵抗素子を１７ａ，…，１８ｎの如く複数個に細分化して設け、個々の磁気抵抗素子１８ａ，…，１８ｎの検知出力を利用することも好適である。このようにすることにより、一つの着磁領域１７ａに対して一つの磁気抵抗素子１８のみがある場合に比較して、感光体１の１回転当りにおける磁気抵抗素子１８ａ，…，１８ｎの検知出力によるパルス数を実質的に複数倍に増やす、即ち、細分化させることができ、感光体１の周速検知の検知精度を複数倍高めることができる。
【００３６】
なお、本実施の形態では、説明を簡便にするため、単色（黒色）のプリンタへの適用例として説明したが、例えば、ＹＭＣＫの４色分の感光体を備えるタンデム方式のフルカラープリンタ等に適用し、各々の感光体の回転ムラを抑制することで、各色間の色ずれを抑制して良好なるカラー画像を形成することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３７】
【図１】本発明の一実施の形態の画像形成装置例としてプリンタ構成例を示す概略的な側面図である。
【図２】感光体付近の概略構成例を示す縦断正面図である。
【図３】感光体付近の概略構成例を示す縦断側面図である。
【図４】駆動制御系の概略構成例を示すブロック図である。
【図５】変形例の感光体付近の概略構成例を示す縦断側面図である。
【符号の説明】
【００３８】
１      感光体、回転体
２，３，４，５，６      画像形成プロセス部材
１６    回転駆動手段
１７      磁性体
１７ａ    着磁領域
１８      磁気抵抗素子
１８ａ，…，１８ｎ      磁気抵抗素子
２２      駆動制御手段
【図１】
2005208151.tif 000003
【図２】
2005208151.tif 000004
【図３】
2005208151.tif 000005
【図４】
2005208151.tif 000006
【図５】
2005208151.tif 000007