(57)【要約】【課題】各モータが起動してから回転速度が一定となるまでの時間がばらついていても、転写ベルトにおける局所的な撓みの発生を防止することができる駆動装置及び方法の提供。【解決手段】転写ベルト７３の外周面上に当接された複数の感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍを回転駆動させる駆動装置は、各感光体ドラム７１の回転駆動源としてのモータ２と、駆動力伝達ユニット３と、制御部４とを含む。駆動力伝達ユニット３は、モータ２から感光体ドラム７１の回転軸に駆動力を伝達する。制御部４は、転写ベルト７３の回転方向の下流側に位置している感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍから順に回転速度が一定となるように、各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍを起動させる起動タイミングを制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
無端状のベルト部材の外周面上に当接された複数の像担持体を回転駆動させる駆動装置であって、
各像担持体の回転駆動源としてのモータと、
前記モータから前記像担持体の回転軸に駆動力を伝達する駆動力伝達ユニットと、
前記無端状のベルト部材の回転方向の下流側に位置している像担持体から順に回転速度が一定となるように、前記モータを起動させる起動タイミングを制御する制御手段と、
を含む、駆動装置。
【請求項２】
前記制御手段は、モータが起動してから前記モータの回転速度が一定となるまでの時間を計測し、前記計測された時間に基づいて前記起動タイミングを決定する、請求項１に記載の駆動装置。
【請求項３】
前記決定された起動タイミングを記憶している記憶手段を更に含み、
前記制御手段は、前記記憶手段が記憶している前記起動タイミングに基づいて前記モータを起動させる、請求項２に記載の駆動装置。
【請求項４】
無端状のベルト部材の外周面上に当接された複数の像担持体を回転駆動させる像担持体の駆動方法であって、
各像担持体の回転駆動源としてのモータを起動させるステップと、
前記モータが起動してから前記モータの回転速度が一定となるまでの期間を計測するステップと、
前記計測した期間に基づいて、前記無端状のベルト部材の回転方向の下流側に位置している像担持体から順に回転速度が一定となるように、前記モータを起動させるタイミングを決定するステップと、
前記モータの回転を停止させるステップと、
前記決定したタイミングで前記モータを起動させるステップと、
を含む、像担持体の駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に用いられる駆動装置、特に、無端状のベルト部材の外周面上に当接された複数の像担持体を回転駆動させる駆動装置及び駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
カラープリンタやカラー複写機等のカラー画像形成装置としては、ブラック、イエロー、シアン及びマゼンダの４色に対応する感光体ドラムの表面にトナー像を形成し、これらのトナー像を転写ベルトに多重転写した後これを記録紙に転写して定着する、いわゆるタンデム式のカラー画像形成装置がある。タンデム式のカラー画像形成装置では、各色成分用の感光体ドラムは転写ベルト上に当接して配置されている。また、タンデム式のカラー画像形成装置は、各感光体ドラムや転写ベルト等の被駆動装置を回転駆動させるための駆動装置を有する。駆動装置としては、回転駆動源としてのモータと、モータの回転を被駆動装置に伝達する伝達装置とを含むものがある。
【０００３】
一般的に、駆動装置は、被駆動装置毎に設けられ、モータの動作を他の駆動装置のモータの動作に同期させて制御を行う。このような駆動装置としては、例えば、複数のモータの回転開始及び終了の動作を同期させる装置や（特許文献１）、各モータの回転速度を同一の速度に合わせる装置が知られている（特許文献２）。
【特許文献１】特開平１０−４２５９３号公報
【特許文献２】特開平１０−１８６９５２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、各モータが起動してから回転速度が一定となるまでの時間は、そのモータにかかる負荷や径の公差等の影響を受ける。特に、タンデム式のカラー画像形成装置において、各感光体ドラムの回転駆動源としてのモータにかかる負荷がそれぞれ異なると、各モータが起動してから回転速度が一定となるまでの時間にはばらつきが生じる。この場合、各感光体ドラムが回転を開始してから回転速度が一定となるまでの時間もばらつくため、各感光体ドラムと当接されている転写ベルトには局所的に撓みが生じてしまう。しかしながら、特許文献１及び２のように、モータの動作を他の駆動装置のモータの動作に同期させる制御を行っても、転写ベルトにおける局所的な撓みの発生を防止することが困難である。
【０００５】
そこで、本発明は、各モータが起動してから回転速度が一定となるまでの時間がモータ毎に異なる場合であっても、転写ベルトにおける局所的な撓みの発生を防止できる駆動装置及び駆動方法を提供する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前記課題を解決するために、発明１は、無端状のベルト部材の外周面上に当接された複数の像担持体を回転駆動させ、各像担持体の回転駆動源としてのモータと、駆動力伝達ユニットと、制御手段とを含む駆動装置を提供する。駆動力伝達ユニットは、前記モータから前記像担持体の回転軸に駆動力を伝達する。制御手段は、前記無端状のベルト部材の回転方向の下流側に位置している像担持体から順に回転速度が一定となるように、前記モータを起動させる起動タイミングを制御する。
【０００７】
モータが起動してから回転速度が一定となるまでの時間は、そのモータにかかる負荷や径の公差等の影響を受ける。具体的に、複数の像担持体が転写ベルト上に当接されているタンデム式の画像形成装置において、各像担持体を回転駆動させるためのモータにかかる負荷がそれぞれ異なると、各モータが起動してから回転速度が一定となるまでの時間はばらついてしまう。この場合、各像担持体が回転を開始してから回転速度が一定となるまでの時間もばらつくため、転写ベルトには局所的に撓みが生じてしまう。しかし、この駆動装置は、転写ベルトの回転方向の下流側の像担持体から順に回転速度が一定となるように、モータの回転を制御する。すると、転写ベルトには、転写ベルトを回転方向の下流側へ引っ張ろうとする力が転写ベルトの回転方向の下流側から順にかかる。従って、転写ベルトが撓む現象を防止することができる。
【０００８】
発明２は、前記発明１において、前記制御手段が、モータが起動してから前記モータの回転速度が一定となるまでの時間を計測し、前記計測された時間に基づいて前記起動タイミングを決定する駆動装置を提供する。
【０００９】
これにより、モータの負荷や径の公差等の影響によりモータの回転速度が一定となるまでの時間がモータ毎に異なる場合であっても、駆動装置は、確実に転写ベルトの回転方向の下流側に位置する像担持体から順に回転速度を一定にすることができる。
【００１０】
発明３は、前記発明２において、前記決定された起動タイミングを記憶している記憶手段を更に含み、前記制御手段は、前記記憶手段が記憶している前記起動タイミングに基づいて前記モータを起動させる駆動装置を提供する。
【００１１】
記憶されている起動タイミングは、各モータの回転速度が一定となるまでの時間に基づいて、転写ベルトの回転方向の下流側に位置する像担持体から順に回転速度が一定となるように決定された情報である。従って、駆動装置は、転写ベルトが撓む現象を確実に防止することができる。
【００１２】
また、前記課題を解決するために、発明４は、無端状のベルト部材の外周面上に当接された複数の像担持体を回転駆動させる方法であって、以下のステップを有する像担持体の駆動方法を提供する。
◎各像担持体の回転駆動源としてのモータを起動させるステップ
◎前記モータが起動してから前記モータの回転速度が一定となるまでの期間を計測するステップ
◎前記計測した期間に基づいて、前記無端状のベルト部材の回転方向の下流側に位置している像担持体から順に回転速度が一定となるように、前記モータを起動させるタイミングを決定するステップ
◎前記モータの回転を停止させるステップ
◎前記決定したタイミングで前記モータを起動させるステップ。
【００１３】
無端状のベルト部材が転写ベルトであるとする。この駆動方法により、モータを起動させると、転写ベルト部材を回転方向の下流側へ引っ張ろうとする力が転写ベルト部材の回転方向の下流側から順にかかる。従って、転写ベルト部材が撓む現象を防止することができる。
【発明の効果】
【００１４】
本発明の駆動装置または駆動方法によると、各モータが起動してから回転速度が一定となるまでの時間がモータ毎に異なる場合であっても、転写ベルトにおける局所的な撓みの発生を防止することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
＜実施形態＞
図１は、本実施形態に係る駆動装置１の断面構成及びその周辺装置との接続を示した図である。図１の駆動装置１は、画像形成装置７と接続されており、図２に示すように画像形成装置７内に設けられた各感光体ドラム７１（像担持体に相当）のそれぞれを駆動するための装置として用いられる。
【００１６】
画像形成装置７は、タンデム式のカラー画像形成装置であって、図２に示すように、ブラック、イエロー、シアン及びマゼンダの各色に対応している感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍ（以下、単に感光体ドラム７１と記す場合がある）と、転写装置７２とを含む。各色の感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍは、後述する転写ベルト７３（無端状のベルト部材に相当）の回転方向の下流側から順に外周面上に沿って配置され、転写ベルト７３と当接されている。転写装置７２は、転写ベルト７３、駆動ローラ７４ａ及び従動ローラ７４ｂを含む。転写ベルト７３は、駆動ローラ７４ａと従動ローラ７４ｂとの間に掛け渡されて循環駆動される。駆動ローラ７４ａは、各感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍを駆動するための駆動装置１とは別の駆動装置により回転駆動される。
【００１７】
（１）駆動装置の構成
駆動装置１は、図１及び図４に示すように、各感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍの回転駆動源としてのモータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ（以下、単にモータ２と記す場合がある）、駆動力伝達ユニット３Ｂ，３Ｙ，３Ｃ，３Ｍ（以下、単に駆動力伝達ユニット３と記す場合がある）、制御部４及び記憶部５を含む。
【００１８】
モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍは、各感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍに対応して設けられている。モータ２としては、例えば電流が通電することにより回転するＤＣ（Direct-Current）モータが挙げられる。
【００１９】
駆動力伝達ユニット３Ｂ，３Ｙ，３Ｃ，３Ｍは、各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍの駆動力を感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍの回転軸それぞれに伝達するためのものであって、モータ２と同様に、各感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍに対応して設けられる。駆動力伝達ユニット３は、図１及び図３に示すように、モータ回転軸３１、複数の遊星ローラ３２、リング３３、キャリアローラ３４、出力軸３５、センサ３６及び固定体３７を含む。
【００２０】
モータ回転軸３１は、モータ２の回転を外部に出力する。複数の遊星ローラ３２は、モータ回転軸３１の外周面とリング３３の内周面との間に圧接された状態で位置している。尚、本実施形態では、遊星ローラ３２が３つの場合を例にとる。各遊星ローラ３２の縁部は、ゴムや樹脂等の弾性体で形成されている。リング３３は、３つの遊星ローラ３２を取り囲むように位置しており、各遊星ローラ３２と内周面で接している。キャリアローラ３４は、遊星ローラ３２から見てモータ２の反対側に位置しており、遊星ローラ３２の回転軸３２ａにより遊星ローラ３２と連結されている。そしてキャリアローラ３４は、固定体３７の一部に位置している軸受３５ａを介して出力軸３５と連結されている。キャリアローラ３４の縁部はマグネット３４ａで形成されている。出力軸３５は、モータ回転軸３１と同一軸心上で、キャリアローラ３４の回転を外部、具体的には感光体ドラム７１の回転軸に出力する。センサ３６は、固定体３７の内周面に位置しており、キャリアローラ３４の回転速度が一定となるとこれを検知する。尚、以下より、各駆動力伝達ユニット３Ｂ，３Ｙ，３Ｃ，３Ｍに設けられたセンサ３６を、センサ３６Ｂ，３６Ｙ，３６Ｃ，３６Ｍと記す場合がある。固定体３７は、モータ２の外側に位置しており、モータ回転軸３１、３つの遊星ローラ３２、リング３３、キャリアローラ３４及びセンサ３６を取り囲んでいる。
【００２１】
制御部４は、モータ２及び固定体３７の外側に位置している。そして、制御部４は、図１及び図４に示すように、モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍ、センサ３６Ｂ，３６Ｙ，３６Ｃ，３６Ｍ、記憶部５及び画像形成装置７内の各感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍと接続されており、各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍの駆動制御を統括して行う。制御部４の構成については後述する。
【００２２】
記憶部５は、図４に示すように、起動タイミングテーブル５ａを記憶している。図５及び７は、記憶部５が記憶している起動タイミングテーブル５ａの概念説明図である。図５及び７の起動タイミングテーブル５ａは、モータの名称と起動タイミングとを１コードとして記憶している。起動タイミングとは、制御部４が各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍを起動させる際のタイミングである。例えば、図５の起動タイミングテーブル５ａでは、モータ２Ｂが起動してから１msec後にモータ２Ｙを起動させるための起動タイミングが記憶されている。
【００２３】
（２）駆動力伝達ユニットの動作
ここで、駆動力伝達ユニット３の動作について、図３を用いて簡単に説明する。
【００２４】
モータ回転軸３１は、モータ２の回転方向に回転する。すると、３つの遊星ローラ３２は、モータ回転軸３１を中心とし、リング３３の内周面に沿ってモータ回転軸３１の回転方向と同じ方向に公転する。更に、各遊星ローラ３２は、各遊星ローラ３２の回転軸３２ａを中心としてモータ回転軸３１の回転方向とは逆の方向に自転する。キャリアローラ３４は、遊星ローラ３２の公転に連動して回転する。即ち、キャリアローラ３４は、モータ回転軸３１の回転方向と同じ方向に回転する。この時、キャリアローラ３４は、モータ回転軸３１の回転が遊星ローラ３２の自転により減速された速度で回転する。
【００２５】
（３）制御部の構成
次に、制御部４の構成について説明する。制御部４は、図４に示すように、モータ駆動制御部４１Ｂ，４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍ（以下、単にモータ駆動制御部４１と記す場合がある）、計測部４２Ｂ，４２Ｙ，４２Ｃ，４２Ｍ（以下、単に計測部４２と記す場合がある）及びタイミング決定部４３を含む。
【００２６】
（３−１）モータ駆動制御部
モータ駆動制御部４１は、モータ２の駆動を制御する。具体的には、モータ駆動制御部４１は、記憶部５の起動タイミングテーブル５ａに基づいてモータ２を起動可能なように、図示しないタイマからの時刻情報を元にモータ２の駆動を制御するための駆動制御信号を生成し、モータ２に送信する。
【００２７】
（３−２）計測部
計測部４２は、駆動制御信号及びセンサ３６が検知し出力する信号に基づいて、モータ２が起動してからモータ２の回転速度が一定となるまでの時間を計測する。
【００２８】
（３−３）タイミング決定部
タイミング決定部４３は、各計測部４２Ｂ，４２Ｙ，４２Ｃ，４２Ｍにより計測された時間に基づいて、転写ベルト７３の回転方向の下流側に位置している感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍから順に回転速度が一定となるように、各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍの起動タイミングを決定する。そして、タイミング決定部４３は、決定した起動タイミングを記憶部５の起動タイミングテーブル５ａに記憶させる。
【００２９】
（４）駆動装置の動作
図６及び８は、制御部４の動作を説明するためのタイミングチャートであって、各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍの駆動制御信号及び各センサ３６Ｂ，３６Ｙ，３６Ｃ，３６Ｍが出力するロック信号を示す。ここで、図６及び図８の駆動制御信号は、モータ停止を“０”、駆動を“１”として表す。ロック信号は、キャリアローラ３４の回転速度が所定速度で一定となった場合を“０”、それ以外を“１”として表す。
【００３０】
先ず、画像形成装置７の電源がオンし画像形成装置７が起動すると、モータ駆動制御部４１Ｂ，４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍは、図５の起動タイミングテーブル５ａに基づいて各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍを起動させる。具体的には、始めにモータ駆動制御部４１Ｂがモータ２Ｂを起動させる。次いでモータ駆動制御部４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍは、モータ２Ｂの起動から１msec経過後にモータ２Ｙを、２msec経過後にモータ２Ｃを、３msec経過後にモータ２Ｍを、それぞれ起動させる。各計測部４２Ｂ，４２Ｙ，４２Ｃ，４２Ｍは、駆動制御信号及びロック信号の監視を開始する。尚、転写ベルト７３は、画像形成装置７の起動に基づいて回転を開始する。
【００３１】
モータ２の回転が所定速度で一定となると、キャリアローラ３６の回転速度も一定となる。すると、センサ３６は、ロック信号“０”を出力する。
【００３２】
各計測部４２Ｂ，４２Ｙ，４２Ｃ，４２Ｍは、駆動制御信号及びロック信号に基づいて、モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍが起動してから回転速度が一定となるまでの時間ＴＢ，ＴＹ，ＴＣ，ＴＭそれぞれを計測する。ここで、本実施形態における時間ＴＢ，ＴＹ，ＴＣ，ＴＭは、図６に示すように、それぞれ４msec，２msec，６msec，5msecであるとする。
【００３３】
次いで、タイミング決定部４３は、各計測部４２Ｂ，４２Ｙ，４２Ｃ，４２Ｍにより計測された時間ＴＢ，ＴＹ，ＴＣ，ＴＭに基づいて、転写ベルト７３の回転方向の下流側に位置している感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍから順に回転速度が一定となるように各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍを起動させるための起動タイミングを決定する。即ち、タイミング決定部４３は、図８に示すように、各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍのロック信号がこの順番で１msec毎に立ち下がるように、各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍの起動タイミングを調節する。より具体的には、タイミング決定部４３は、先ず各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍのロック信号が立ち下がるタイミングを決め、そのタイミングから各時間ＴＢ，ＴＹ，ＴＣ，ＴＭを時間のさかのぼる方向にとることで、各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍの起動タイミングを決定する。タイミング決定部４３は、このようにして決定した各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍの起動タイミングを記憶部５の起動タイミングテーブル５ａに上書きする（図７）。
【００３４】
そして、画像形成装置７の電源がオフすると、駆動制御部４１Ｂ，４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍは、モータ駆動制御信号“０”をモータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍに出力する。これにより、各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍは回転を停止する。また、画像形成装置７の電源がオフしたことにより、転写ベルト７３も回転を停止する。
【００３５】
再度、画像形成装置７の電源がオンすると、転写ベルト７３は回転を開始する。モータ駆動制御部４１Ｂ，４１Ｙ，４１Ｃ，４１Ｍは、図７の起動タイミングテーブル５ａに基づいて各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍを起動させる。具体的には、先ずモータ駆動制御部４１Ｂ，４１Ｃがモータ２Ｂ，２Ｃを起動させ、次いでモータ駆動制御部４１Ｍがモータ２Ｂ，２Ｃが起動してから２msec後にモータ２Ｍを起動させる。モータ駆動制御部４１Ｙは、モータ２Ｂ，２Ｃが起動してから３msec後にモータ２Ｙを起動させる。
【００３６】
これにより、図８に示すように、モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍはこの順で回転速度が一定となる。これに伴い、感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍもこの順で回転速度が一定となる。
【００３７】
（５）効果
駆動装置１は、転写ベルト７３の回転方向の下流側の感光体ドラム７１Ｂ，７１Ｙ，７１Ｃ，７１Ｍから順に回転速度が一定となるように、各モータ２Ｂ，２Ｙ，２Ｃ，２Ｍの回転を制御する。すると、転写ベルト７３には、転写ベルト７３を回転方向の下流側へ引っ張ろうとする力が転写ベルト７３の回転方向の下流側から順にかかる。従って、転写ベルト７３が撓む現象を防止することができる。
【００３８】
＜その他の実施形態＞
（ａ）上記実施形態では、モータ駆動制御部及び計測部が各感光体ドラムに対応して設けられた場合について記したが、これに限定されない。モータ駆動制御部及び計測部は、各モータの駆動制御及び各モータが起動してから回転速度が一定となるまでの時間の計測をそれぞれ統括して行うことができれば、それぞれ１つずつ設けられても良い。
【００３９】
（ｂ）上記実施形態では、制御部は、各モータを１msec毎に起動及び回転速度が一定となるように制御したが、各モータの起動間隔及び回転速度が一定となる間隔については、特に限定されない。
【産業上の利用可能性】
【００４０】
本発明の駆動装置及び駆動方法は、複写機、プリンタ及びファクシミリ装置の各機種や、これらの機能に更にスキャナ機能を併せ持つ複合機等の画像形成装置のうち、複数の感光体ドラムが転写ベルト上に当接された装置において、複数の感光体ドラムの回転を制御するための装置及び方法として適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００４１】
【図１】駆動装置の断面構成及びその周辺機器との接続を示した図。
【図２】駆動装置が用いられる画像形成装置の概略図。
【図３】駆動装置のIII-III線断面図。
【図４】制御部の機能構成及び制御部と接続された周辺装置を示したブロック図。
【図５】記憶部がはじめに記憶している起動タイミングテーブルの概念説明図。
【図６】制御部が図５の起動タイミングテーブルに基づいてモータを起動させた時のタイミングチャート。
【図７】制御部が起動タイミングを決定した後の起動タイミングテーブルの概念説明図。
【図８】制御部が図７の起動タイミングテーブルに基づいてモータを起動させた時のタイミングチャート。
【符号の説明】
【００４２】
１  駆動装置
２  モータ
３  駆動力伝達ユニット
４  制御部
５  記憶部
５ａ  起動タイミングテーブル
３２  遊星ローラ
３４  キャリアローラ
３５  出力軸
３６  センサ
３７  固定体
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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