(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
タイミングベルトを用いた動力伝達系を介して駆動源の回転駆動力を回転体に伝達する回転体駆動方法を実行するに当たって、該駆動源の回転角変位の測定値に基づいて該駆動源の回転駆動を制御する回転体駆動制御方法において、
該駆動源の回転駆動の制御を、該タイミングベルトの回転変動に基づいて修正し、
上記駆動源の回転角変位を測定し、該測定値とその制御目標値とを比較して該測定値が該制御目標値に近づくように該駆動源の回転駆動を制御し、
該制御目標値と比較する該測定値を、該タイミングベルトの回転変動に基づいて補正するものであり、
上記駆動源の回転駆動力を、上記タイミングベルトと上記回転体の回転軸に設けられた従動プーリとを介して該回転体に伝達し、
該駆動源を一定の回転速度で回転させた状態で該タイミングベルトを一回転させたときの該従動プーリの回転角変位を測定し、
該従動プーリの回転角変位の測定値に基づいて、上記駆動源の回転角変位の測定値に対する補正を行うことを特徴とする回転体駆動制御方法。
【請求項２】
タイミングベルトを用いた動力伝達系を介して駆動源の回転駆動力を回転体に伝達する回転体駆動方法を実行するに当たって、該駆動源の回転角変位の測定値に基づいて該駆動源の回転駆動を制御する回転体駆動制御方法において、
該駆動源の回転駆動の制御を、該タイミングベルトの回転変動に基づいて修正し、
上記駆動源の回転角変位を測定し、該測定値とその制御目標値とを比較して該測定値が該制御目標値に近づくように該駆動源の回転駆動を制御し、
該制御目標値を、該タイミングベルトの回転変動に基づいて補正するものであり、
上記駆動源の回転駆動力を、上記タイミングベルトと上記回転体の回転軸に設けられた従動プーリとを介して該回転体に伝達し、
該駆動源を一定の回転速度で回転させた状態で該タイミングベルトを一回転させたときの該従動プーリの回転角変位を測定し、
該従動プーリの回転角変位の測定値に基づいて、上記制御目標値に対する補正を行うことを特徴とする回転体駆動制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２の回転体駆動制御方法において、
上記タイミングベルトに設けられたマークの検知を基準とするタイミングを上記従動プーリの回転角変位の測定と一致させながら、上記補正を行うことを特徴とする回転体駆動制御方法。
【請求項４】
駆動源と、
タイミングベルトを用いて該駆動源の回転駆動力を該回転体に伝達する動力伝達系と、
該駆動源の回転角変位を測定する回転角変位測定手段とを有し、
該回転角変位測定手段による測定値に基づいて該駆動源の回転駆動を制御し該回転体を回転駆動する回転体駆動装置において、
該タイミングベルトの回転変動を測定する回転変動測定手段と、
該駆動源の回転駆動の制御を、該回転変動測定手段による測定結果に基づいて修正する回転駆動制御修正手段とを設け、
上記回転体駆動装置を、上記回転角変位測定手段による測定値と上記駆動源の制御目標値とを比較して該測定値が該制御目標値に近づくように該駆動源の回転駆動を制御するよう構成し、
上記回転駆動制御修正手段によって、該制御目標値と比較する該測定値を上記回転変動測定手段による測定結果に基づいて補正するものであり、
上記動力伝達系を、タイミングベルトと上記回転体の回転軸に設けられた従動プーリとから構成し、
上記回転変動測定手段を、上記駆動源を一定の回転速度で回転させた状態で該タイミングベルトを一回転させたときの上記従動プーリの回転角変位を測定するよう構成したことを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項５】
駆動源と、
タイミングベルトを用いて該駆動源の回転駆動力を該回転体に伝達する動力伝達系と、
該駆動源の回転角変位を測定する回転角変位測定手段とを有し、
該回転角変位測定手段による測定値に基づいて該駆動源の回転駆動を制御し該回転体を回転駆動する回転体駆動装置において、
該タイミングベルトの回転変動を測定する回転変動測定手段と、
該駆動源の回転駆動の制御を、該回転変動測定手段による測定結果に基づいて修正する回転駆動制御修正手段とを設け、
上記回転体駆動装置を、上記回転角変位測定手段による測定値と上記駆動源の制御目標値とを比較して該測定値が該制御目標値に近づくように該駆動源の回転駆動を制御するよう構成し、
上記回転駆動制御修正手段によって、該制御目標値を上記回転変動測定手段による測定結果に基づいて補正するものであり、
上記動力伝達系を、タイミングベルトと上記回転体の回転軸に設けられた従動プーリとから構成し、
上記回転変動測定手段を、上記駆動源を一定の回転速度で回転させた状態で該タイミングベルトを一回転させたときの上記従動プーリの回転角変位を測定するよう構成したことを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項６】
請求項４または５の回転体駆動装置において、
上記タイミングベルトにタイミング検知用のマークを設け、
該マークの検知を基準とするタイミングを上記回転変動測定手段による測定と一致させながら、上記回転駆動制御修正手段による補正を行うタイミング制御手段を設けたことを特徴とする回転体駆動装置。
【請求項７】
回転体からなる像担持体と、
該像担持体を回転駆動する駆動装置とを有し、
該像担持体の回転によって、該像担持体表面への画像形成や該像担持体表面に担持した画像の搬送等を行う画像形成装置において、
上記駆動装置として、請求項４，５，又は６の回転体駆動装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項７の画像形成装置において、
複数の色にそれぞれ対応した複数の像担持体を有し、
各像担持体を回転駆動する駆動装置として、請求項４，５，又は６の回転体駆動装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
読み取り対象となる画像の表面に対向して走行し、該画像の情報を読み取る走行体と、
該走行体を該読み取り対象となる画像表面に対向させつつ移動させる走行体駆動装置とを有し、
該走行体駆動装置として、請求項４，５，又は６の回転体駆動装置を用いたことを特徴とする画像読み取り装置。
【請求項１０】
駆動源の回転駆動の制御をコンピュータによって行うときに使用する制御プログラムを記録した記録媒体であって、
該制御プログラムが、請求項１，２，又は３の回転体駆動制御方法の制御プログラムであることを特徴とする記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、駆動源を用いた回転体駆動制御方法、回転体駆動装置、この回転体駆動装置を用いた画像形成装置及び画像読み取り装置、並びに回転体駆動制御方法に基づいた制御プログラムを記録した記録媒体に係るものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、駆動源を用いた回転体駆動制御方法を適用したり回転体駆動装置を用いたりしている装置としては、画像形成装置や画像読み取り装置以外に、工作機械や計測装置等がある。そして、例えば上記画像形成装置内で回転駆動される回転体としては、感光体ドラムや転写ドラムなどがある。また、駆動源の一例として、モータが知られている。
そして、回転体の駆動には、上記モータの駆動力を回転体に伝えるための動力伝達系として歯車列やタイミングベルトが用いられていた。このうち、タイミングベルトを用いた動力伝達系は、歯車列と異なりレイアウト設計の自由度が大きく、また、一歯の変動が生じにくいといった特徴がある。モータから回転体までの動力伝達系にタイミングベルトを用いた例としては、例えば、特開平１１−１６４５７８号公報があげられる。タイミングベルトは一般的に、ベルト部材内部に心線が設けられている。これは、ベルトの耐屈曲性を増すためやベルトの長さを正確に保つため、及び正確に動力を伝えるためである。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、タイミングベルトは、心線がベルト内部で正確な位置を取るように製作することは難しい。例えば、心線の位置がベルトの厚み方向で常に同じ位置にならず、ベルト表面に近づいたり裏面に近づいたりすることなどがある。このような心線の位置ずれその他のベルトの特性から、タイミングベルトの回転駆動時に回転速度変動や回転角変動など種々の回転変動が生じやすいという欠点がある。そのため、タイミングベルトを用いた動力伝達系を介して回転体の駆動を行うことは従来、高精度駆動系には適さないとされていた。
【０００４】
本発明は以上の背景に鑑みなされたものである。
その第一の目的は、タイミングベルトを用いた動力伝達系を介して回転体の駆動を行う回転体駆動系で高精度な駆動を行うことができる回転体駆動制御方法又は回転体駆動装置を提供することである。
また、その第二の目的は、画像形成装置、画像読み取り装置に用いられている回転体の駆動を高精度に行うことで、高品質な画像又は読み取り画像を得ることである。
また、その第三の目的は、タイミングベルトを用いた回転体駆動系を高精度に制御しやすい環境を構築することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、請求項１の回転体駆動制御方法は、タイミングベルトを用いた動力伝達系を介して駆動源の回転駆動力を回転体に伝達する回転体駆動方法を実行するに当たって、該駆動源の回転角変位の測定値に基づいて該駆動源の回転駆動を制御する回転体駆動制御方法において、該駆動源の回転駆動の制御を、該タイミングベルトの回転変動に基づいて修正し、上記駆動源の回転角変位を測定し、該測定値とその制御目標値とを比較して該測定値が該制御目標値に近づくように該駆動源の回転駆動を制御し、該制御目標値と比較する該測定値を、該タイミングベルトの回転変動に基づいて補正するものであり、上記駆動源の回転駆動力を、上記タイミングベルトと上記回転体の回転軸に設けられた従動プーリとを介して該回転体に伝達し、該駆動源を一定の回転速度で回転させた状態で該タイミングベルトを一回転させたときの該従動プーリの回転角変位を測定し、該従動プーリの回転角変位の測定値に基づいて、上記駆動源の回転角変位の測定値に対する補正を行うことを特徴とするものである。
請求項２の回転体駆動制御方法は、タイミングベルトを用いた動力伝達系を介して駆動源の回転駆動力を回転体に伝達する回転体駆動方法を実行するに当たって、該駆動源の回転角変位の測定値に基づいて該駆動源の回転駆動を制御する回転体駆動制御方法において、該駆動源の回転駆動の制御を、該タイミングベルトの回転変動に基づいて修正し、上記駆動源の回転角変位を測定し、該測定値とその制御目標値とを比較して該測定値が該制御目標値に近づくように該駆動源の回転駆動を制御し、該制御目標値を、該タイミングベルトの回転変動に基づいて補正するものであり、上記駆動源の回転駆動力を、上記タイミングベルトと上記回転体の回転軸に設けられた従動プーリとを介して該回転体に伝達し、該駆動源を一定の回転速度で回転させた状態で該タイミングベルトを一回転させたときの該従動プーリの回転角変位を測定し、該従動プーリの回転角変位の測定値に基づいて、上記制御目標値に対する補正を行うことを特徴とするものである。
請求項３の回転体駆動制御方法は、請求項１又は２の回転体駆動制御方法において、上記タイミングベルトに設けられたマークの検知を基準とするタイミングを上記従動プーリの回転角変位の測定と一致させながら、上記補正を行うことを特徴とするものである。
請求項１，２，及び３の回転体駆動制御方法においては、駆動源から回転体に回転駆動力を伝達する動力伝達系として設けているタイミングベルトの回転変動に基づいて駆動源の回転駆動の制御を修正する。これにより、タイミングベルトに回転変動が生じても、回転体の駆動には回転変動に起因する駆動誤差が生じないようにする。
請求項４の回転体駆動装置は、駆動源と、タイミングベルトを用いて該駆動源の回転駆動力を該回転体に伝達する動力伝達系と、該駆動源の回転角変位を測定する回転角変位測定手段とを有し、該回転角変位測定手段による測定値に基づいて該駆動源の回転駆動を制御し該回転体を回転駆動する回転体駆動装置において、該タイミングベルトの回転変動を測定する回転変動測定手段と、該駆動源の回転駆動の制御を、該回転変動測定手段による測定結果に基づいて修正する回転駆動制御修正手段とを設け、上記回転体駆動装置を、上記回転角変位測定手段による測定値と上記駆動源の制御目標値とを比較して該測定値が該制御目標値に近づくように該駆動源の回転駆動を制御するよう構成し、上記回転駆動制御修正手段によって、該制御目標値と比較する該測定値を上記回転変動測定手段による測定結果に基づいて補正するものであり、上記動力伝達系を、タイミングベルトと上記回転体の回転軸に設けられた従動プーリとから構成し、上記回転変動測定手段を、上記駆動源を一定の回転速度で回転させた状態で該タイミングベルトを一回転させたときの上記従動プーリの回転角変位を測定するよう構成したことを特徴とするものである。
請求項５の回転体駆動装置は、駆動源と、タイミングベルトを用いて該駆動源の回転駆動力を該回転体に伝達する動力伝達系と、該駆動源の回転角変位を測定する回転角変位測定手段とを有し、該回転角変位測定手段による測定値に基づいて該駆動源の回転駆動を制御し該回転体を回転駆動する回転体駆動装置において、該タイミングベルトの回転変動を測定する回転変動測定手段と、該駆動源の回転駆動の制御を、該回転変動測定手段による測定結果に基づいて修正する回転駆動制御修正手段とを設け、上記回転体駆動装置を、上記回転角変位測定手段による測定値と上記駆動源の制御目標値とを比較して該測定値が該制御目標値に近づくように該駆動源の回転駆動を制御するよう構成し、上記回転駆動制御修正手段によって、該制御目標値を上記回転変動測定手段による測定結果に基づいて補正するものであり、上記動力伝達系を、タイミングベルトと上記回転体の回転軸に設けられた従動プーリとから構成し、上記回転変動測定手段を、上記駆動源を一定の回転速度で回転させた状態で該タイミングベルトを一回転させたときの上記従動プーリの回転角変位を測定するよう構成したことを特徴とするものである。
請求項６の回転体駆動装置は、請求項４又は５の回転体駆動装置において、上記タイミングベルトにタイミング検知用のマークを設け、該マークの検知を基準とするタイミングを上記回転変動測定手段による測定と一致させながら、上記回転駆動制御修正手段による補正を行うタイミング制御手段を設けたことを特徴とするものである。
請求項４，５，及び６の回転体駆動装置においては、回転変動測定手段によってタイミングベルトの回転変動を測定する。そして、回転角変位測定手段の測定結果に基づいて行う駆動源の回転駆動の制御を、回転駆動制御修正手段によって上記回転変動に基づいて修正する。これにより、タイミングベルトに回転変動が生じても、回転体の駆動には回転変動に起因する駆動誤差が生じないように回転体を駆動する。
請求項７の画像形成装置は、回転体からなる像担持体と、該像担持体を回転駆動する駆動装置とを有し、該像担持体の回転によって、該像担持体表面への画像形成や該像担持体表面に担持した画像の搬送等を行う画像形成装置において、上記駆動装置として、請求項４，５，又は６の回転体駆動装置を用いたことを特徴とするものである。
ここで、像担持体の例を挙げておく。表面に潜像及び画像を担持する潜像担持体としての感光体ドラムや感光体ベルト、潜像担持体表面から転写された画像を担持する中間転写体としての中間転写ドラムや中間転写ベルト等である。
請求項８の画像形成装置は、請求項７の画像形成装置において、複数の色にそれぞれ対応した複数の像担持体を有し、各像担持体を回転駆動する駆動装置として、請求項４，５，又は６の回転体駆動装置を用いたことを特徴とするものである。
請求項７及び８の画像形成装置においては、画像形成装置の像担持体の回転のために請求項４，５，及び６の回転体駆動装置を用いる。駆動源の回転駆動力を像担持体に伝達する動力伝達系にタイミングベルトを用いているため、歯車列等を用いた場合に比してレイアウトの自由度が高く、かつ高精度な駆動を行うことができる。
請求項９の画像読み取り装置は、読み取り対象となる画像の表面に対向して走行し、該画像の情報を読み取る走行体と、該走行体を該読み取り対象となる画像表面に対向させつつ移動させる走行体駆動装置とを有し、該走行体駆動装置として、請求項４，５，又は６の回転体駆動装置を用いたことを特徴とするものである。
請求項９の画像読み取り装置においては、読み取り対象となる画像表面に対向させつつ移動させる走行体の駆動に、請求項４，５，又は６の回転体駆動装置を用いる。駆動源の回転駆動力を走行体に伝達する動力伝達系にタイミングベルトを用いているため、歯車列等を用いた場合に比してレイアウトの自由度が高く、かつ高精度な駆動を行うことができる。よって、画像の読み取りを正確に行うことができ、読み取り画像を得ることができる。
請求項１０の記録媒体は、駆動源の回転駆動の制御をコンピュータによって行うときに使用する制御プログラムを記録した記録媒体であって、該制御プログラムが、請求項１，２，又は３の回転体駆動制御方法の制御プログラムであることを特徴とするものである。
請求項１１の記録媒体においては、コンピューターのプログラムを記録する記録媒体に、タイミングベルトを用いた回転体駆動系で高精度な駆動を行うことができる回転体駆動制御方法をに基づいた制御プログラムを記録させる。このような記録媒体を設けることによって、記録媒体を介して本発明の制御プログラムを広めることが可能となり、実行しやすい環境となる。
【０００６】
【発明の実施の形態】
〔実施形態１〕
図１は、本発明の第１の実施形態における回転体駆動装置の説明図である。この図には、回転体駆動装置を構成している動力伝達系及び駆動源としてのモータと、駆動対象である回転体とを示している。
図１において、１は回転体を回転駆動するモータであり、このモータ１の回転トルクは動力伝達系を構成する歯車列２，３及びタイミングベルト４により従動プーリ５を介して回転体としての像担持体である感光体ドラム６の軸７に伝達される。モータ１は、例えば、直流電動機が用いられ、感光体ドラム６は軸７にしっかり固定されている。８はモータ１の軸の角変位を検出する回転角変位測定手段としてのエンコーダ８であり、このエンコーダ８はモータ軸（図示せず）に取り付けられている。１１は、例えば、フォトインタラプタ等のタイミングベルト４の原点マーク１２を検出するためのセンサである。タイミングベルト４は内側面に歯が設けられプーリと噛み合うよう形成された歯つきベルトである。その伝達駆動系に関しては、初期かみ合い位置においてマーキング等が施されており、相互の組み付け位相関係が常に一致するように設定されている。
【０００７】
図２は、図１に示した第１の実施形態において、モータ１の角変位をモータ軸エンコーダ８の出力信号に基づいてデジタル制御する制御系の構成を示している。図２において、２１は、マイクロプロセッサ２１ａ，リードオンリメモリ（ＲＯＭ）２１ｂ，ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２１ｃからなるマイクロコンピュータである。マイクロプロセッサ２１ａ、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）２１ｂ、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）２１ｃがそれぞれバス２２を介して接続されている。ＲＯＭ２１ｂには、後述によって求められたモータ軸角変位の補正係数がサンプリング周期に対応した形で入力されている。
【０００８】
２３はモータ１の角変位を指令する状態指令信号を出力する指令発生装置であり、この指令発生装置２３はモータの制御目標値である目標角変位指令信号を発生する。この指令発生装置２３の出力側もバス２２へ接続されている。２４はエンコーダ８の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する検出用インターフェース装置である。この検出用インターフェース装置２４は、エンコーダ８の出力パルスを計数するカウンタを備えており、このカウンタのカウントした数値に、あらかじめ定められたパルス数対角変位の変換定数をかけてモータ軸の角変位に変換する。センサ１１の出力である、タイミングベルト原点信号は、Ｉ／Ｏ２５を介してマイクロコンピュータ２１に取り込まれる。
【０００９】
２６は直流電動機駆動用のインターフェイスである。この直流電動機駆動用のインターフェイス２６は、補正されたモータ軸角変位および目標角変位により、マイクロコンピュータ２１によるフィードバック制御系（図３に示す）の計算結果を、モータ駆動装置２７を構成するパワー半導体、例えば、トランジスタを動作させるパルス状信号（制御信号）に変換する。直流電動機駆動装置２７は、直流電動機駆動用のインターフェイス２６からのパルス状信号に基づき動作し、モータ１に印加する電圧を制御する。この結果、モータ１は指令発生装置２３による所定の角変位に追値制御される。モータ１の角変位は、エンコーダ８とインターフェイス装置２４により検出され、マイクロコンピュータ２１に取り込まれ、制御が繰り返される。以上のようにして、回転角変位測定手段による測定値に基づいてモータ１の回転駆動を制御する。ここで、１０は、図１からモータ１、エンコーダ８を除いた機械系を示すブロックをあらわし、２８は動力伝達系（図１の歯車列２，３及びタイミングベルト４）をあらわすブロックである。
【００１０】
図３は、本実施形態１にかかる回転体の駆動制御を説明するためのブロック構成図である。図３において、３０は本実施形態における図１に示した回転体駆動系全体及び図２に示した直流電動機駆動用のインターフェイス２６、直流電動機駆動装置２７、インターフェイス装置２４を含む制御対象である。
【００１１】
エンコーダ８の出力を処理するインターフェイス装置２４の出力、すなわちモータ１の角変位情報Ｐ３０１（ｉ−１）は、演算部３１で回転駆動制御修正手段によって補正係数Ｈ（ｉ−１）が加えられる。その後モータ１の角変位に換算される。ブロック３１の換算結果はループ３２を経て演算部３３に与えられる。この演算部３３は指令発生装置２３から出力された制御目標値Ｒ（ｉ）とループ３２からの値との差ｅ（ｉ）を算出する。このｅ（ｉ）は制御コントローラ部３４に入力される。
【００１２】
制御コントローラ部３４は例えばＰＩ制御系で構成される。演算部３３で算出されたｅ（ｉ）は、積分ブロック３４ａで積分され、ブロック３４ｂで定数Ｋがかけられて演算部３４ｃに与えられる。また、同時に、演算部３３で算出されたｅ（ｉ）はブロック３４ｄで定数Ｋ３がかけられて演算部３４ｃに与えられる。演算部３４ｃは、プロック３４ｂ、３４ｄからの二つの入力信号を加えてモータ１の制御電圧ｕ（ｉ）を求める。
【００１３】
この演算部３４ｃで求めた制御電圧値ｕ（ｉ）が直流電動機駆動用のインターフェイス２６、直流電動機駆動装置２７を介してモータ１へ出力されて回転体６が回転し、以上のループ動作が繰返される。ここで、制御コントローラ部３４は、一例としてＰＩ制御系を用いたが、これに限定されるものではない。以上の演算すべては、マイクロコンピュータ２１内の数値演算で行われ、簡単に実現することができる。
【００１４】
次に、モータ角変位の測定値を補正するための補正係数Ｈ（ｉ−１）の求め方を説明する。補正係数Ｈ（ｉ−１）を求めるには、図４，図５，図６に示した系を用いる。
機械系としては、図４に示したように図１の系のドラム６の軸７にエンコーダ９を取り付けた系を用いる。
制御系としては、図５に示したようにエンコーダ９の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する検出用インターフェース装置２９が図２に加えられて取り付けられており、バス２２に接続されている。この検出用インターフェース装置２９は、エンコーダ９の出力パルスを計数するカウンタを備えており、このカウンタのカウントした数値に、あらかじめ定められたパルス数対角変位の変換定数をかけてドラム軸の角変位に変換する。このドラム軸の角変位が従動プーリ５の回転角変位である。
補正係数Ｈ（ｉ−１）を求めるために用いる制御系においては、図６に示したように、計測されたドラム軸の角変位は、図３と異なり、そのままフィードバック制御に用いられている。
【００１５】
図４，図５，図６に示した例により制御した結果、モータの角変位Ｒ（ｉ）、ドラム軸の角変位Ｄ（ｉ）およびタイミングベルトの原点検知信号の出力は、図７に示したようになる。ここで、Ｒ（ｉ），Ｄ（ｉ）はそれぞれ、エンコーダ８およびエンコーダ９の出力を処理したものであるθ１／θ２はドラム軸―モータ間の減速比を表す係数である。タイミングベルトの原点検知信号を元にすると、ドラム信号Ｄ（ｉ）には、タイミングベルト一回転させたとき即ち一周期によって、ドラム軸の角変位Ｄ（ｉ）に変動成分が発生している。ここで、従動プーリ５とドラム軸とは、ずれが生じないよう組み付けを行っている。よって、ドラム軸の角変位Ｄ（ｉ）に変動成分は、従動プーリ５の回転角変位と言える。
これをもとに、モータ角変位に関する補正係数を求める場合、以下の数１にそれぞれの値を代入することによって容易に求めることができる。
【数１】
0004092118.tif 000002
【００１６】
実際に制御するにあたっては、補正係数の測定開始とモータ駆動制御開始のタイミングを揃える必要がある。そこで、本実施形態においては、これらのタイミングを揃えるためのタイミング制御手段を設けている。タイミング制御手段は、一定電圧を加えることでタイミングベルトを空回転させ、原点マーク１２をセンサ１１で検知したタイミングを基準とする。そしてこの基準タイミングから、補正係数の測定を開始し、更に補正係数を得た後のモータ駆動制御を開始するものである。
【００１７】
以上、第１の実施形態によれば、タイミングベルト特有の回転変動、特にその一周期によって生じる変動を補正制御し、高精度なタイミングベルト駆動系を提供することができる。
【００１８】
〔実施形態２〕
次に、本発明の第２の実施形態にかかる回転体駆動装置について説明する。この第２の実施形態では、上記第１の実施形態と同様に回転体駆動装置として図１に示す動力伝達系２，３，４、モータ１、エンコーダ８および図２に示す駆動制御系が用いられる。これによって、回転体６を駆動するものである。
【００１９】
図８は、第２の実施形態に用いる制御系のブロック図を示す。ここでは、図３と異なり、演算ブロック３６において、制御目標値としての目標角変位Ｒ（ｉ）から、前記補正係数ＨＲ（ｉ）が引き算されており、この結果とエンコーダの出力とがブロック３３に入力されている。
ここで、第２の実施形態における目標角変位の補正係数は、第１の実施形態同様に図４，図５，図６およびその結果得られる図７を用いて簡単に求められ、その結果は数１に記述した式を用いて得ることができる。
上述のように、この第２の実施形態によれば、タイミングベルト特有の回転変動、特に、その一周期によって生じる変動を修正して制御し、高精度なタイミングベルト駆動系を提供することができる。
【００２０】
尚、上記実施形態１及び２の回転体駆動装置においては、タイミングベルト特有の変動として、特にその一回転によって生じる回転変動からくる駆動誤差を修正するものである。しかし、本発明が適用できるのは、タイミングベルト一回転単位で生じる回転変動だけはない。例えば、一定の時間単位で生じる回転変動や、複数回転単位で生じる回転変動を考慮したモータの駆動制御を行うように変形させることも可能である。
また、上記タイミングベルトの回転変動としては、例えば、回転速度変動、回転加速度変動、回転加加速度変動、回転位置変動などがある。また、これら４つの回転変動に限るものではない。
【００２１】
〔実施形態３〕
図９は、本発明の第３の実施形態にかかる画像形成装置の説明図であり、カラー画像が形成可能なカラー複写機である。図９において、１１０は第３の実施形態の装置本体である。この装置本体１１０は、その外装ケース１１１内の中央よりもやや右寄りに、像担持体としてのドラム状の感光体（感光体ドラム）１１２を備えている。感光体１１２の周りには、その上に設置されている帯電器１１３から矢示の回転方向（反時計方向）へ順に次のものが配置されている。それは、現像手段としての回転型現像装置１１４、中間転写ユニット１１５、クリーニング装置１１６、除電器１１７などである。
【００２２】
これらの帯電器１１３、回転型現像装置１１４、クリーニング装置１１６、除電器１１７の上には、露光手段としての光書込み装置、例えばレーザ書込み装置１１８が設置される。回転型現像装置１１４は、現像ローラ１２１を有する現像器１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄを備えている。これら現像器１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄにはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーがそれぞれ収納されている。そして、中心軸まわりに回動して各色の現像器１２０Ａ、１２０Ｂ、１２０Ｃ、１２０Ｄを選択的に感光体１１２の外周に対向する現像位置へ移動させる。
【００２３】
中間転写ユニット１１５は複数のローラ１２３に像担持体としての無端状の中間転写体、例えば、中間転写ベルト１２４が掛け渡され、この中間転写ベルト１２４は感光体１１２に当接される。中間転写ベルト１２４の内側には転写装置１２５が設置され、中間転写ベルト１２４の外側には転写装置１２６及びクリーニング装置１２７が設置されている。クリーニング装置１２７は中間転写ベルト１２４に対して接離自在に設けられる。
【００２４】
レーザ書込み装置１１８は、画像読み取り装置１２９から図示しない画像処理部を介して各色の画像信号が入力される。そして、各色の画像信号により順次に変調されたレーザ光Ｌを一様帯電状態の感光体１１２に照射して感光体１１２を露光することで感光体１１２上に静電潜像を形成する。画像読み取り装置１２９は装置本体１１０の上面に設けられた原稿台１３０上にセットされた原稿Ｇの画像を色分解して読み取り、電気的な画像信号に変換する。記録媒体搬送路１３２は右から左へ用紙等の記録媒体を搬送する。記録媒体搬送路１３２には、中間転写ユニット１１５及び転写装置１２６より手前にレジストローラ１３３が設置されている。また、中間転写ユニット１１５及び転写装置１２６より下流側に搬送ベルト１３４、定着装置１３５、排紙ローラ１３６も配置されている。
【００２５】
装置本体１１０は給紙装置１５０上に載置される。給紙装置１５０内には、複数の給紙カセット１５１が多段に設けられ、給紙ローラ１５２のいずれか１つが選択的に駆動されて給紙カセット１５１のいずれか１つから記録媒体が送り出される。この記録媒体は装置本体１１０内の自動給紙路１３７を通して記録媒体搬送路１３２へ搬送される。また、装置本体１１０の右側には、手差しトレイ１３８が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ１３８から挿入された記録媒体は装置本体１１０内の手差し給紙路１３９を通して記録媒体搬送路１３２へ搬送される。装置本体１１０の左側には、図示しない排紙トレイが着脱自在に取り付けられ、記録媒体搬送路１３２を通して排紙ローラ１３６により排出された記録媒体が排紙トレイへ収容される。
【００２６】
この第３の実施形態において、カラーコピーをとる時には、原稿台１３０上に原稿Ｇをセットし、図示しないスタートスイッチを押すと、複写動作が開始される。まず、画像読み取り装置１２９が原稿台１３０上の原稿Ｇの画像を色分解して読み取る。同時に、給紙装置１５０内の給紙カセット１５１から給紙ローラ１５２で選択的に記録媒体が送り出され、この記録媒体は自動給紙路１３７、記録媒体搬送路１３２を通してレジストローラ１３３に突き当たって止まる。
【００２７】
感光体１１２は、反時計方向に回転し、複数のローラ１２３のうちの駆動ローラの回転で中間転写ベルト１２４が時計方向へ回転する。感光体１１２は、回転に伴い、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置１１８に加えられる１色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。
【００２８】
この感光体１１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の１色目の現像器１２０Ａにより現像されて１色目の画像となり、この感光体１１２上の１色目の画像は転写装置１２５により中間転写ベルト１２４に転写される。感光体１１２は、１色目の画像の転写後にクリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。
【００２９】
続いて、感光体１１２は、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置１１８に加えられる２色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体１１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の２色目の現像器１２０Ｂにより現像されて２色目の画像となる。そして、この感光体１１２上の２色目の画像は転写装置１２５により中間転写ベルト１２４上に１色目の画像と重ねて転写される。感光体１１２は、２色目の画像の転写後にクリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。
【００３０】
次に、感光体１１２は、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置１１８に加えられる３色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体１１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の３色目の現像器１２０Ｃにより現像されて３色目の画像となる。そして、この感光体１１２上の３色目の画像は転写装置１２５により中間転写ベルト１２４上に１色目の画像、２色目の画像と重ねて転写される。感光体１１２は、３色目の画像の転写後にクリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。
【００３１】
さらに、感光体１１２は、帯電器１１３により一様に帯電され、画像読み取り装置１２９から画像処理部を介してレーザ書込み装置１１８に加えられる４色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置１１８から照射されて静電潜像が形成される。この感光体１１２上の静電潜像は回転型現像装置１１４の４色目の現像器１２０Ｄにより現像されて４色目の画像となる。そして、この感光体１１２上の４色目の画像が転写装置１２５により中間転写ベルト１２４上に１色目の画像、２色目の画像、３色目の画像と重ねて転写されることでフルカラー画像が形成される。感光体１１２は、４色目の画像の転写後にクリーニング装置１１６でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器１１７で除電される。
【００３２】
そして、レジストローラ１３３がタイミングをとって回転して記録媒体が送り出され、この記録媒体は転写装置１２６により中間転写ベルト１２４上のフルカラー画像が転写される。この記録媒体は、搬送ベルト１３４で搬送されて定着装置１３５によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ１３６により排紙トレイへ排出される。また、中間転写ベルト１２４はフルカラー画像の転写後にクリーニング装置１２７でクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００３３】
以上、４色重ね画像を形成する動作について説明したが、３色重ね画像を形成する場合には感光体１１２上に３つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト１２４上に重ねて転写される。その後に記録媒体に一括して転写され、２色重ね画像を形成する場合には感光体１１２上に２つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト１２４上に重ねて転写された後に記録媒体に一括して転写される。また、単色画像を形成する場合には、感光体１１２上に１つの単色画像が形成されて中間転写ベルト１２４上に転写された後に記録媒体に転写される。
【００３４】
上述のようなカラー複写機においては、感光体ドラム１１２及び中間転写ベルト１２４の回転精度が最終画像の品質に大きく影響する。そこで、感光体ドラム１１２及び中間転写ベルト１２４を回転駆動するための駆動装置に、実施形態１又は２の回転体駆動装置を用いている。これによって、感光体ドラム１１２及び中間転写ベルト１２４を高精度に駆動制御できるようにしている。
【００３５】
この第３の実施形態によれば、感光体ドラム１１２及び中間転写ベルト１２４の像担持体の駆動制御を前記第１又は第２の実施形態いずれかの回転体駆動装置により行っている。よって、感光体ドラム１１２及び中間転写ベルト１２４の駆動制御の精度を向上させることができ、高品質な画像を得ることができる。
【００３６】
〔実施形態４〕
図１０は本発明の第４の実施形態にかかる画像形成装置の説明図であり、カラー画像が形成可能なカラー複写機である。像担持体としてのベルト上の感光体（感光体ベルト）２１１を備えている。この感光体ベルト２１１は、閉ループ状のＮＬのベルト基材の外周面上に、有機光半導体（ＯＰＣ）等の感光層が薄膜状に形成された感光体ベルトである。この感光体ベルト２１１は、３本の感光体搬送ローラ２１２〜２１４によって支持され、駆動モータ（図示せず）によって矢印Ａ方向に回動する。
【００３７】
感光体ベルト２１１の周りには、矢印Ａで示す感光体ベルト２１１回転方向へ順に、帯電器２１５、露光手段としての露光光学系（以下ＬＳＵという）２１６、ブラック，イエロー，マゼンタ，シアンの各色の現像器２１７〜２２０、中間転写ユニット２２１、感光体クリーニング手段２２２及び除電器２２３が設けられている。帯電器２１５は、−４〜５ｋＶ程度の高電圧が図示しない電源装置から印加され、感光体ベルト２１１の帯電器２１５に対向した部分を帯電して一様な帯電電位を与える。
【００３８】
ＬＳＵ２１６は、レーザ駆動回路（図示せず）により階調変換手段（図示せず）からの各色の画像信号を順次に光強度変調やパルス幅変調してその変調信号で半導体レーザ（図示せず）を駆動することにより露光光線２２４を得、この露光光線２２４により感光体ベルト２１１を走査して感光体ベルト２１１上に各色の画像信号に対応する静電潜像を順次に形成する。継ぎ目センサ２２５はループ状に形成された感光体ベルト２１１の継ぎ目を検知するものであり、継ぎ目センサ２２５が感光体ベルト２１１の継ぎ目を検知すると、感光体ベルト２１１の継ぎ目を回避するように、かつ、各色の静電潜像形成位置が同一になるように、タイミングコントローラ２２６がＬＳＵ２１６の発光タイミングを制御する。
【００３９】
各現像器２１７〜２２０は、それぞれの現像色に対応したトナーを収納しており、感光体ベルト２１１上の各色の画像信号に対応した静電潜像に応じたタイミングで選択的に感光体ベルト２１１に当接し、感光体ベルト２１１上の静電潜像をトナーにより現像して各色の画像とすることで、４色重ねの画像によるフルカラー画像を形成する。
【００４０】
中間転写ユニット２２１は、アルミニウム等の金属の素管に導電性の樹脂等からなるベルト状のシートを巻いた像担持体としての中間転写ドラム２２７と、ゴム等をブレード状に形成した中間転写体クリーニング手段２２８とからなり、中間転写ドラム２２７上に４色重ねの画像が形成されている間は中間転写体クリーニング手段２２８が中間転写ドラム２２７から離間している。中間転写体クリーニング手段２２８は、中間転写ドラム２２７をクリーニングする時のみ中間転写ドラム２２７に当接し、中間転写ドラム２２７から記録媒体としての記録紙２２９に転写されずに残ったトナーを除去する。記録紙は、記録紙カセット２３０から給紙ローラ２３１により１枚ずつ用紙搬送路２３２に送り出される。
【００４１】
転写手段としての転写ユニット２３３は、中間転写ドラム２２７上のフルカラー画像を記録紙２２９に転写するものであり、導電性のゴム等をベルト状に形成した転写ベルト２３４と、中間転写ドラム２２７上のフルカラー画像を記録紙２２９に転写するための転写バイアスを中間転写ドラム２２７に印加する転写器２３５と、記録紙２２９にフルカラー画像が転写された後に記録紙２２９が中間転写ドラム２２７に静電的に張り付くのを防止するようにバイアスを中間転写ドラム２２７に印加する分離器２３６とから構成されている。
定着器２３７は、内部に熱源を有するヒートローラ２３８と、加圧ローラ２３９とから構成されている。そして、記録紙２２９上に転写されたフルカラー画像をヒートローラ２３８と加圧ローラ２３９との記録紙挟持回転に伴い圧力と熱を記録紙２２９に加えて記録紙２２９にフルカラー画像を定着させてフルカラー画像を形成する。
【００４２】
以上のように構成された第４の実施形態について、以下その動作を説明する。ここで、静電潜像の現像は、ブラック、シアン、マゼンタ、イエローの順で行われるものとして説明を進める。
感光体ベルト２１１と中間転写ドラム２２７は、それぞれの駆動装置（図示せず）により、矢印Ａ、Ｂ方向にそれぞれ駆動される。この状態で、まず、帯電器２１５に−４〜５ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加され、帯電器２１５が感光体ベルト２１１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。次に、継ぎ目センサ２２５が感光体ベルト２１１の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト２１１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト２１１にＬＳＵ２１６からブラックの画像信号に対応したレーザビームの露光光線２２４が照射され、感光体ベルト２１１は露光光線２２４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【００４３】
一方、ブラック現像器２１７は所定のタイミングで感光体ベルト２１１に当接される。ブラック現像器２１７内のブラックトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト２１１上の露光光線２２４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみブラックトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。ブラック現像器２１７により感光体ベルト２１１の表面に形成されたブラックトナー像は、中間転写ドラム２２７に転写される。感光体ベルト２１１から中間転写ドラム２２７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段２２２により除去され、さらに除電器２２３によって感光体ベルト２１１上の電荷が除去される。
【００４４】
次に、帯電器２１５が感光体ベルト２１１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ２２５が感光体ベルト２１１の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト２１１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト２１１にＬＳＵ２１６からシアンの画像信号に対応したレーザビームの露光光線２２４が照射され、感光体ベルト２１１は露光光線２２４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【００４５】
一方、感光体ベルト２１１には所定のタイミングでシアン現像器２１８が当接される。シアン現像器２１８内のシアントナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト２１１上の露光光線２２４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみシアントナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。シアン現像器２１８により感光体ベルト２１１の表面に形成されたシアントナー像は、中間転写ドラム２２７上にブラックトナー像と重ねて転写される。感光体ベルト２１１から中間転写ドラム２２７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段２２２により除去され、さらに除電器２２３によって感光体ベルト２１１上の電荷が除去される。
【００４６】
次に、帯電器２１５が感光体ベルト２１１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ２２５が感光体ベルト２１１の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト２１１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト２１１にＬＳＵ２１６からマゼンタの画像信号に対応したレーザビームの露光光線２２４が照射され、感光体ベルト２１１は露光光線２２４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【００４７】
一方、感光体ベルト２１１には所定のタイミングでマゼンタ現像器２１９が当接される。マゼンタ現像器２１９内のマゼンタトナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト２１１上の露光光線２２４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみマゼンタトナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。マゼンタ現像器２１９により感光体ベルト２１１の表面に形成されたマゼンタトナー像は、中間転写ドラム２２７上にブラックトナー像、シアントナー像と重ねて転写される。感光体ベルト２１１から中間転写ドラム２２７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段２２２により除去され、さらに除電器２２３によって感光体ベルト２１１上の電荷が除去される。
【００４８】
さらに、帯電器２１５が感光体ベルト２１１の表面を一様に−７００Ｖ程度に帯電させる。そして、継ぎ目センサ２２５が感光体ベルト２１１の継ぎ目を検知してから、感光体ベルト２１１の継ぎ目を回避するように一定時間が経過した後に感光体ベルト２１１にＬＳＵ２１６からイエローの画像信号に対応したレーザビームの露光光線２２４が照射され、感光体ベルト２１１は露光光線２２４が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
【００４９】
一方、感光体ベルト２１１には所定のタイミングでイエロー現像器２２０が当接される。イエロー現像器２２０内のイエロートナーは負の電荷が予め与えられており、感光体ベルト２１１上の露光光線２２４の照射により電荷が無くなった部分（静電潜像部分）にのみイエロートナーが付着し、いわゆるネガポジプロセスによる現像が行われる。イエロー現像器２２０により感光体ベルト２１１の表面に形成されたイエロートナー像は中間転写ドラム２２７上にブラックトナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像と重ねて転写され、中間転写体２１７上にフルカラー画像が形成される。感光体ベルト２１１から中間転写ドラム２２７に転写されなかった残留トナーは感光体クリーニング手段２２２により除去され、さらに除電器２２３によって感光体ベルト２１１上の電荷が除去される。
【００５０】
中間転写ドラム２２７上に形成されたフルカラー画像は、これまで中間転写ドラム２２７から離間していた転写ユニット２３３が中間転写ドラム２２７に接触し、転写が行われる。このとき、転写器２３５に＋１ｋＶ程度の高電圧が電源装置（図示せず）から印加されることで、記録紙カセット２３０から用紙搬送路２３２に沿って搬送されてきた記録紙２２９へ転写器２３５により一括して転写される。
【００５１】
また、分離器２３６には記録紙２２９を引き付ける静電力が働くように電圧が電源装置から印加され、記録紙２２９が中間転写ドラム２２７から剥離される。続いて、記録紙２２９は、定着器２３７に送られ、ここでヒートローラ２３８と加圧ローラ２３９とによる挟持圧、ヒートローラ２３８の熱によってフルカラー画像が定着されて排紙ローラ２４０により排紙トレイ２４１へ排出される。
【００５２】
また、転写ユニット２３３により記録紙２２９上に転写されなかった中間転写ドラム２２７上の残留トナーは中間転写体クリーニング手段２２８により除去される。中間転写体クリーニング手段２２８は、フルカラー画像が得られるまで中間転写ドラム２２７から離間した位置にあり、フルカラー画像が記録紙２２９に転写された後に中間転写ドラム２２７に接触して中間転写ドラム２２７上の残留トナーを除去する。
以上の一連の動作によって１枚分のフルカラー画像形成が終了する。
【００５３】
このようなカラー複写機においては、像担持体としての感光体ベルト２１１及び中間転写ドラム２２７の回転精度が最終画像の品質に大きく影響する。よって、感光体ベルト２１１及び中間転写ドラム２２７の特に高精度な駆動制御が望まれる。
そこで、この第４の実施形態では、感光体ベルト２１１及び中間転写ドラム２２７を回転駆動するための駆動装置に、実施形態１又は２の回転体駆動装置を用いている。
この第４の実施形態によれば、感光体ベルト２１１及び中間転写ドラム２２７の駆動制御を前記第１，２いずれかの実施形態の回転体駆動装置により行っている。よって、感光体ベルト２１１及び中間転写ドラム２２７の駆動制御の精度を向上させることができ、高品質な画像を得ることができる。
【００５４】
〔実施形態５〕
図１１は、本発明の第５の実施形態にかかる画像形成装置の説明図である。この第５の実施形態は、タンデム方式の画像形成装置である。この第５の実施形態においては、複数色の各色画像をそれぞれ形成する複数の画像形成ユニット３２１Ｂｋ、３２１Ｍ、３２１Ｙ、３２１Ｃを有している。複数色とは、例えばブラック（以下Ｂｋという）、マゼンタ（以下Ｍという）、イエロー（以下Ｙという）、シアン（以下Ｃという）である。そして、これら画像形成ユニット３２１Ｂｋ、３２１Ｍ、３２１Ｙ、３２１Ｃが垂直方向に配列されている。また、この画像形成ユニット３２１Ｂｋ、３２１Ｍ、３２１Ｙ、３２１Ｃには、それぞれ各色に対応したドラム状の感光体からなる感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃを有している。更に、帯電装置（例えば接触帯電装置）３２３Ｂｋ、３２３Ｍ、３２３Ｙ、３２３Ｃ、現像装置３２４Ｂｋ、３２４Ｍ、３２４Ｙ、３２４Ｃ、クリーニング装置３２５Ｂｋ、３２５Ｍ、３２５Ｙ、３２５Ｃなども有している。
【００５５】
感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃは、無端状搬送転写ベルト３２６と対向して垂直方向に配列され、搬送転写ベルト３２６と同じ周速で回転駆動される。この感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃは、それぞれ、帯電装置３２３Ｂｋ、３２３Ｍ、３２３Ｙ、３２３Ｃにより均一に帯電された後に、光書き込み装置からなる露光手段３２７Ｂｋ、３２７Ｍ、３２７Ｙ、３２７Ｃによりそれぞれ露光されて静電潜像が形成される。
【００５６】
光書き込み装置３２７Ｂｋ、３２７Ｍ、３２７Ｙ、３２７Ｃは、それぞれ、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色の画像信号により半導体レーザ駆動回路で半導体レーザを駆動して半導体レーザからのレーザビームをポリゴンミラーにより偏向走査し、このポリゴンミラーからの各レーザビームを図示しないｆθレンズやミラーを介して感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃに結像することにより、感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃを露光して静電潜像を形成する。
【００５７】
この感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃ上の静電潜像は、それぞれ現像装置３２４Ｂｋ、３２４Ｍ、３２４Ｙ、３２４Ｃにより現像されてＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像となる。したがって、帯電装置３２３Ｂｋ、３２３Ｍ、３２３Ｙ、３２３Ｃ、光書き込み装置３２７Ｂｋ、３２７Ｍ、３２７Ｙ、３２７Ｃ及び現像装置３２４Ｂｋ、３２４Ｍ、３２４Ｙ、３２４Ｃは、感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃ上にＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色の画像（トナー像）を形成する画像形成手段を構成している。
【００５８】
一方、普通紙、ＯＨＰシートなどの転写紙は、本実施形態の下部に設置された、給紙カセットを用いて構成された給紙装置３３０から転写紙搬送路に沿ってレジストローラ３３１に給紙され、レジストローラ３３１は１色目の画像形成ユニット（転写紙に最初に感光体上の画像を転写する画像形成ユニット）３２１Ｂｋにおける感光体ドラム３２２Ｂｋ上のトナー像とタイミングを合わせて転写紙を搬送転写ベルト３２６と感光体ドラム３２２Ｂｋとの転写ニップ部へ送出する。
【００５９】
搬送転写ベルト３２６は垂直方向に配列された駆動ローラ３３２及び従動ローラ３３３に掛け渡され、駆動ローラ３３２が図示しない駆動部により回転駆動されて搬送転写ベルト３２６が感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃと同じ周速で回転する。レジストローラ３３１から送出された転写紙は、搬送転写ベルト３２６により搬送され、感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃ上のＢｋ、Ｍ、Ｙ、Ｃ各色のトナー像がコロナ放電器からなる転写手段３３４Ｂｋ、３３４Ｍ、３３４Ｙ、３３４Ｃにより形成される電界の作用で順次に重ねて転写されることによりフルカラー画像が形成されると同時に、搬送転写ベルト３２６に静電的に吸着されて確実に搬送される。
【００６０】
この転写紙は、分離チャージャからなる分離手段３３６により徐電されて搬送転写ベルト３２６から分離された後に定着装置３３７によりフルカラー画像が定着され、排紙ローラ３３８により本実施形態の上部に設けられている排紙部３３９へ排出される。また、感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃは、トナー像転写後にクリーニング装置３２５Ｂｋ、３２５Ｍ、３２５Ｙ、３２５Ｃによりクリーニングされて次の画像形成動作に備える。
【００６１】
このようなカラー複写機においては、感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃの回転精度が最終画像の品質に大きく影響する。そこで、感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃを回転駆動するための駆動装置に、実施形態１又は２の回転体駆動装置を用いている。これによって、感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃを高精度に駆動制御できるようにしている。
【００６２】
この第５の実施形態によれば、複数の感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃの駆動制御を前記第１又は第２の実施形態いずれかの回転体駆動装置により行っている。よって、感光体ドラム３２２Ｂｋ、３２２Ｍ、３２２Ｙ、３２２Ｃの駆動制御の精度を向上させることができ、各色の画像を高品質に形成できると共に、各色画像間の位置ずれ等も防止でき、高品質な画像を得ることができる。
【００６３】
〔実施形態６〕
図１２は、本発明の第６の実施形態にかかる画像読み取り装置の説明図である。
図１２に示す画像読み取り装置において、４１１は読み取られる画像が形成された原稿である。４１２は原稿４１１が載置される原稿台、４１３は原稿４１１に光を照射する原稿照明系、４１４は反射光の光軸、４１５は読み取りり用の素子、４１６は結像レンズ、４１７は全反射ミラーを表している。読み取りり用の素子は、例えばＣＣＤ（ＣｈａｒｇｅＣｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）がある。また、４１８は、これらＣＣＤ４１５、レンズ４１６、ミラー４１７、等からなる走行体としての光電変換ユニットである。４１９、４２０は副走査駆動用のプーリ、４２１はワイヤ、４２２は駆動用の電動機、４００はイメージスキャナのハウジングを表している。原稿を読み取るための光電変換ユニット４１８は、駆動用のモータ４２２をハウジング４００に固定して、ワイヤ４２１とプーリ４１９、４２０など電動機の駆動力を伝達する手段を用いて、原稿４１１の副走査方向に駆動する。このとき蛍光灯などの読み取りり用照明系４１３で、原稿台４１２上の原稿４１１を照明し、その反射光束（光軸を４１４に示す）を複数のミラー４１７で折り返し、結像レンズ４１６を介して、ＣＣＤ４１５などのイメージセンサの受光部に原稿４１１の像を結像するようになっている。そして、この光電変換ユニット４１８により、原稿４１１の全面を走査することにより、画像表面に対向して移動し、原稿全体の画像情報を読み取る。また、読み取りり開始位置を示すセンサ４２３は原稿４１１の端部の下部に設置されていて、光電変換ユニット４１８は、ホームポジションＡから読み取りり開始位置Ｂの間に立上り等速の定常状態になるように設計されていて、Ａ点に達した後読み取りりを開始するようになっている。
【００６４】
そこで、この第６の実施形態では、光電変換ユニット４１８を駆動するための駆動装置に、実施形態１又は２の回転体駆動装置を用いている。具体的には、光電変換ユニット４１８を担持させたワイヤ４２１を駆動する回転体としてのプーリ４１９、４２０を駆動するプーリ４１９、４２０の駆動装置に実施形態１又は２の回転体駆動装置を用いている。
この第６の実施形態によれば、光電変換ユニット４１８の駆動制御を前記第１，２いずれかの実施形態の回転体駆動装置により行っている。よって、画像読み取り装置の走行体としての光電変換ユニット４１８の駆動制御の精度を向上させることができ、高品質な読み取り画像を得ることができる。
【００６５】
以上、実施形態１、２の回転体駆動装置、実施形態３乃至５の画像形成装置における像担持体を駆動するための駆動装置、実施形態６の画像読み取り装置に用いる回転体駆動装置は、その制御をコンピュータで行うことができる。
図１３は、上記駆動装置における駆動制御方法を実行するのに使用するコンピュータの一例を示した斜視図である。５１２は、プログラムを記録している記録媒体である。この記録媒体５１２には、パーソナルコンピュータ５１１に、図３又は図８で示した制御演算を実行させるためのプログラムが記録されている。パーソナルコンピュータ５１１は、この記録媒体５１２に記録されているプログラムを実行することにより、本制御方法を実行できる。かかるプログラムは、実施形態１、２の回転体駆動装置に適用する場合には、コンピュータによって回転体を回転駆動するための制御プログラムである。また、実施形態３乃至５の画像形成装置に適用する場合には、コンピュータによって画像形成装置の感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ドラム、中間転写ベルトなどの像担持体を回転駆動するための制御プログラムである。また、実施形態６の画像読み取り装置に適用する場合には、コンピュータによって光電変換ユニット４１８を回転駆動するための制御プログラムである。
【００６６】
そして、制御プログラムを記録する記録媒体を用いることによって、記録媒体を介して同様の駆動制御を複数のコンピュータで行うことができる。
【００６７】
上記実施形態１及び２においては、タイミングベルト特有の回転変動、特に、その一周期によって生じる回転変動の測定結果によって回転体の駆動制御を修正している。よって、タイミングベルトを用いた動力伝達系を介して回転体の駆動を行う回転体駆動系で高精度な駆動を行うことができる。
また、実施形態１においては、制御目標値Ｒ（ｉ）にモータ１の角変位情報Ｐ３０１（ｉ−１）が近づくようにモータの回転駆動制御を行う。この制御目標値Ｒ（ｉ）と角変位情報Ｐ３０１（ｉ−１）とを比較するのに先立って、角変位情報Ｐ３０１（ｉ−１）を従動プーリの回転角変位から得られた補正係数Ｈ（ｉ−１）で補正する。よって、実際のモータの回転駆動制御を行うときには、タイミングベルトの回転変動によって生じる従動プーリの回転角変位を考慮した、正確な駆動制御を行うことができる。
また、実施形態２においては、制御目標値Ｒ（ｉ）にモータ１の角変位情報Ｐ３０１（ｉ−１）が近づくようにモータの回転駆動制御を行う。この制御目標値Ｒ（ｉ）と角変位情報Ｐ３０１（ｉ−１）とを比較するのに先立って、制御目標値Ｒ（ｉ）を従動プーリの回転角変位から得られた補正係数Ｈ（ｉ−１）で補正する。よって、実際のモータの回転駆動制御を行うときには、タイミングベルトの回転変動によって生じる従動プーリの回転角変位を考慮した、正確な駆動制御を行うことができる。
また、実施形態１及び２においては、タイミングベルトを一回転させた時に生じる回転変動に基づいてモータの駆動制御を修正している。よって、タイミングベルト一回転単位で回転変動が生じても回転体の駆動制御を正確に行うことができる。
また、実施形態１及び２においては、原点マーク１２をセンサ１１で検知したタイミングを基準として、補正係数Ｈ（ｉ−１）の測定及びモータの駆動制御を開始させている。これによって、タイミングベルトを一回転させた時に生じる回転変動から得た補正係数Ｈ（ｉ−１）を、実際の駆動時にベルト一回転中での回転変動発生タイミングに対応させて正しく駆動制御を修正することができる。
また、実施形態３，４，及び５の画像形成装置においては、感光体ドラム、感光体ベルト、中間転写ドラム、中間転写ベルト等の像担持体のうち、それぞれの装置に設けられている像担持体を精度良く回転駆動することができる。よって、高品質な画像を得ることができる。また、タイミングベルトは歯車列に比して装置内部の部品のレイアウト自由度が高いため、画像形成装置内での有用性も高い。
また、実施形態６においては、光電変換ユニット４１８の駆動制御の精度を向上させることができ、高品質な読み取り画像を得ることができる。また、タイミングベルトは歯車列に比して装置内部の部品のレイアウト自由度が高いため、画像読み取り装置内での有用性も高い。
また、実施形態１乃至６で行う駆動制御方法を制御プログラム化し、コンピュータで制御することも可能である。このとき、制御プログラムを記録媒体に記録しておくと、記録媒体を介して同じ制御を複数の装置で実施できる。また、記録媒体を交換したり、複数の制御プログラムを記録した記録媒体を用い実行するプログラムを変更したりすることによって、実行させる制御プログラムを容易に変更することができる。
【００６８】
【発明の効果】
請求項１，２，及び３の回転体駆動制御方法によれば、回転体の駆動にはタイミングベルトの回転変動に起因する駆動誤差が生じないようモータを回転駆動制御することができる。よって、タイミングベルトを用いた動力伝達系を介して回転体の駆動を行う回転体駆動系で高精度な駆動を行うことができるという優れた効果がある。
請求項４，５，及び６の回転体駆動制御装置によれば、タイミングベルトに回転変動が生じても、回転体の駆動には回転変動に起因する駆動誤差が生じないようにすることができる。よって、タイミングベルトを用いた動力伝達系を介して回転体の駆動を行う回転体駆動系で高精度な駆動を行うことができるという優れた効果がある。
請求項７及び８の画像形成装置によれば、装置に用いられている回転体の駆動を高精度に行うことで、高品質な画像を得ることができるという優れた効果がある。また、動力伝達系としてタイミングベルトを用いているので、歯車列を用いる場合に比して装置内部の部品のレイアウト自由度が高まるという優れた効果もある。
請求項９の画像読み取り装置によれば、装置に用いられている回転体の駆動を高精度に行うことで、高品質な読み取り画像を得ることができるという優れた効果がある。また、動力伝達系としてタイミングベルトを用いているので、歯車列を用いる場合に比して装置内部の部品のレイアウト自由度が高まるという優れた効果もある。
請求項１０の記録媒体によれば、タイミングベルトを用いた回転体駆動系を高精度に制御しやすい環境を構築することができるという優れた効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における回転体、動力伝達系及びモータを示す図。
【図２】モータの角変位をモータ軸エンコーダの出力信号に基づいてデジタル制御する制御系の構成を示す図。
【図３】回転体の駆動制御を説明するためのブロック構成図。
【図４】計測したモータ角変位に関する補正係数を求めるための構成例を示す図。
【図５】計測したモータ角変位に関する補正係数を求める制御系を示す図。
【図６】モータ角変位をの補正係数Ｈ（ｉ−１）を求めるために用いる制御を説明するためのブロック構成図。
【図７】モータの角変位Ｒ（ｉ）、ドラム軸の角変位Ｄ（ｉ）およびタイミングベルトの原点検知信号の出力を示す図。
【図８】第２の実施形態に用いる制御系のブロック図。
【図９】本発明の第３の実施形態にかかる画像形成装置の説明図。
【図１０】本発明の第４の実施形態にかかる画像形成装置の説明図。
【図１１】本発明の第５の実施形態にかかる画像形成装置の説明図。
【図１２】本発明の第６の実施形態にかかる画像読み取り装置の説明図。
【図１３】本発明による回転体駆動制御方法を実行するのに使用するコンピュータの一例を示した斜視図。
【符号の説明】
１        モータ
２，３    歯車列
４        タイミングベルト
５        駆動プーリ
６        感光体ドラム
７        軸
８，９    エンコーダ
１０      ブロック
１１      センサ
１２      原点マーク
２１      マイクロコンピュータ
２１ａ    マイクロプロセッサ
２１ｂ    ＲＯＭ、２１ｃ…ＲＡＭ
２２      バス
２３      指令発生装置
２４      インターフェース装置
２５      Ｉ／Ｏ
２６      インターフェイス
２７      直流電動機駆動装置
２８      ブロック
２９      検出用インターフェース装置
３０      制御対象
３１      演算部
３２      ループ
３３      演算部
３４      制御コントローラ部
３４ａ    積分ブロック
３４ｂ    ブロック
３４ｃ    演算部
３４ｄ    ブロック
３６      演算ブロック
【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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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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