JP2001296753A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 各振動波モータの立上げ時の速度差を低減し
て画像形成可能な画像形成装置を提供する。 【解決手段】 回転する感光体ドラムにトナー像を形成
し、該トナー像を転写部材15によって転写して画像を形
成する電子写真画像形成装置において、感光体ドラム11
と、該感光体ドラム11と前記転写部材15の間に設けられ
た転写搬送ベルト16を接触させた状態でそれぞれ振動波
モータ50，51によって駆動開始するに際し、前記感光体
ドラム11と転写搬送ベルト16を駆動するそれぞれの振動
波モータ50，51が異なる初期駆動周波数で駆動するよう
構成したことを特徴とする。

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、回転精度の良好な駆動手段である振動波モータで像
担持体や移動体を駆動する、プリンタや複写機、ファク
シミリ装置等の画像形成装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転精度良好な駆動手段、例えば
振動波モータは、金属製の例えば円環形状に形成された
弾性体の片面に圧電素子を接着剤により接着し、該圧電
素子に形成された駆動用の圧電素子群に夫々位相の異な
る交流電圧を印加することにより、弾性体上に２つの定
在波を励起し、これらの定在波の合成によって、屈曲振
動である進行性振動波を形成する。一方、弾性体の他面
側には、例えば円環形状の部材がバネ等の加圧手段を介
して加圧され、該弾性体に形成される進行性振動波によ
る摩擦駆動により、該部材を移動させ、あるいは該弾性
体を移動させていた。また、駆動回路には交流波を生成
する駆動パルス発生部と、モ―タに取り付けられたエン
コーダからモータの回転速度をフィードバックする制御
系とをもっている。

【０００３】この振動波モータは回転精度良好、過渡的
負荷変動に強い性質をもっており、色ズレ・ピッチム
ラ、紙送りショックに有利であることから、現在、複写
機等の画像形成装置の感光体ドラムや転写搬送ベルトの
駆動用に用いられつつある。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしならが、転写ベ
ルトと感光体ドラムとが常に接した状態で駆動開始／停
止させ、且つ転写ベルト及び感光体ドラムの駆動手段と
して振動波モータを用いる画像形成装置にあっては、振
動波モータの駆動開始時の駆動周波数である初期周波数
を、慣性や負荷の異なる転写ベルトと感光体ドラムとを
駆動する各振動波モータで同一周波数としていた。

【０００５】そのために、各振動波モータを同時に駆動
開始させた場合においても、最初の目標速度である初速
で回り始める瞬間で速度の立ち上がり方に差が生じ、そ
の結果、転写ベルトと感光体ドラムとが擦れてしまい、
感光体ドラム表面に傷を生じさせて現像不良を起こすお
それがあった。さらに感光体ドラムの寿命を短くする要
因となる可能性があった。

【０００６】本発明は従来の上記課題を解決するもので
あり、その目的は、各振動波モータの立上げ時の速度差
を低減して画像形成可能な画像形成装置を提供するもの
である。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
の本発明に係る代表的な構成は、像担持体上の像を移動
体又は移動体に担持された転写材に転写する画像形成装
置において、像担持体と、該像担持体と前記転写手段の
間に設けられた移動体を接触させた状態でそれぞれ振動
波モータによって駆動開始するに際し、前記像担持体と
前記移動体を駆動するそれぞれの振動波モータが異なる
初期駆動周波数で駆動するよう構成したことを特徴とす
る。

【０００８】上記構成にあっては、慣性や負荷の異なる
前記移動体と像担持体とを駆動する各振動波モータの立
上げ時の速度差を低減でき、像担持体表面の傷の発生を
抑え、像担持体の寿命を延ばすことができる。

【０００９】

【発明の実施の形態】次に図面を参照して本発明の一実
施形態に係る画像形成装置について説明する。

【００１０】〔第１実施形態〕図１は第１実施形態に係
るカラー電子写真画像形成装置の一態様である４色フル
カラー複写機の全体構成を示す縦断面説明図である。

【００１１】｛画像形成装置の全体構成｝まず、図１を
参照してカラー画像形成装置の全体構成について説明す
る。図１に示すカラー画像形成装置は、読取装置Ａと記
録装置Ｂとが一体的に構成され、読取装置Ａで読み取っ
た原稿情報に基づいて記録装置Ｂで転写材Ｐにカラー画
像を形成するカラー複写機として構成されている。

【００１２】読取装置Ａは、プラテンガラス１に載置し
た原稿に対し、光源２から光照射し、その反射光をミラ
ー３ａ，３ｂ，３ｃ及びレンズ４を介して光電変換素子
５に至らせ、該素子５によってデジタルの電気信号に変
換する。尚、前記光源２及びミラー３ａは第１キャリッ
ジ６に搭載され、またミラー３ｂ，３ｃは第２キャリッ
ジ７に搭載され、原稿読み取りに際して矢印ａ方向へ移
動する。

【００１３】プラテンガラス１の上部には原稿を一枚ず
つプラテンガラス１上へ供給する原稿供給装置８が取り
付けられている。尚、この原稿給送装置８に代えて原稿
をプラテンガラス１上に押圧する原稿圧板を取り付ける
ようにしてもよい。

【００１４】前記読取装置Ａで読み取った電気信号は画
像処理部９及びインターフェース部10を介して記録装置
Ｂへ伝送され、そこで転写材にカラー画像が記録され
る。この記録装置Ｂは水平方向に４個の画像形成手段
Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋが並設されており、転写材Ｐの搬送方向
上流側（図１の右側）から下流側（図１の左側）へ順に
イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＫの各色
トナー像を形成するようになっている。

【００１５】すなわち、それぞれ像担持体としての感光
体ドラム11（11Ｙ，11Ｍ，11Ｃ，11Ｋ）を備えている。
この感光体ドラム11は、駆動手段（不図示）によって、
図１の時計回りに方向に回転駆動される。感光体ドラム
11の周囲には、その回転方向に従って順に、感光体ドラ
ム11表面を均一に帯電する帯電手段12（12Ｙ，12Ｍ，12
Ｃ，12Ｋ）、画像情報に基づいてレーザービームを照射
し感光体ドラム11上の静電潜像を形成するスキャナ部13
（13Ｙ，13Ｍ，13Ｃ，13Ｋ）、静電潜像にトナーを付着
させてトナー像として現像する現像手段14（14Ｙ，14
Ｍ，14Ｃ，14Ｋ）、感光体ドラム11上のトナー像を転写
材に転写させる転写ローラで構成した転写部材15（15
Ｙ，15Ｍ，15Ｃ，15Ｋ）が配設されている。

【００１６】次に各部の構成について、順次説明する。
なお、４個の画像形成手段は同一構成であるため、ここ
では１つの画像形成手段を例示して説明する。

【００１７】感光体ドラム11は、例えばアルミニウムシ
リンダの外周面に有機光導伝体層（ＯＰＣ感光体）を塗
布して構成したものである。感光体ドラム11は、その両
端部を支持部材によって回転自在に支持されており、一
方の端部に振動波モータ50（50Ｙ，50Ｍ，50Ｃ，50Ｋ）
からの駆動力が伝達されることにより、図中時計回りに
回転駆動される。

【００１８】帯電手段12は前記感光体ドラム11の表面を
一様に帯電させるものであり、この帯電手段12によって
帯電させた感光体ドラム11の表面にスキャナ部13からの
露光によって静電潜像を形成するものである。スキャナ
部13は、図示しない短焦点結像レンズを先端に装着した
ＬＥＤアレイよりなり、図示しない駆動回路によって画
信号に応じてＬＥＤが点灯制御され、これが帯電済みの
感光体ドラム11の表面を選択的に露光して静電潜像を形
成する。

【００１９】現像手段14は画像形成色に対応した色トナ
ーを収納した現像器によって構成され、現像時には対応
する現像器のトナー容器14ａ内のトナーを送り機構によ
って塗布ローラ14ｂに送り込み、磁石14ｃを内蔵して回
転する現像ローラ14ｄの外周にトナーを薄層塗布し、且
つトナーへ電荷を付与（摩擦帯電）する。この現像ロー
ラ14ｄと、静電潜像が形成された感光体ドラム11との間
に現像バイアスを印加することにより、静電潜像にトナ
ーを付着させてトナー像として現像するものである。

【００２０】そして、現像されたトナー像を転写部材15
への転写バイアス印加によって転写材Ｐに転写する。前
記それぞれの画像形成手段によるトナー像転写位置へ転
写材Ｐを順次搬送するために、前記４個の感光体ドラム
11Ｙ，11Ｍ，11Ｃ，11Ｋに接するように、感光体ドラム
11と転写手段としての転写部材15の間を循環移動する無
端ベルト状の移動体である転写搬送ベルト16が配設され
ている。この転写搬送ベルト16は転写材を搬送する搬送
手段を構成する。

【００２１】転写搬送ベルト16の上流側は第１支持部材
としての従動ローラ17で支持され、下流側は第２支持部
材としての駆動ローラ18によって支持され、適度なテン
ションを付与するテンションローラ19，20によって支持
されている。そして、駆動ローラ18の軸端に駆動連結さ
れた振動波モータ51によって駆動回転する。また、転写
搬送ベルト16の搬送方向上流側（図１の右側）には吸着
帯電器21が設けられている。転写材Ｐの搬送に際しては
前記吸着帯電器21にバイアス電圧を印加することで、転
写搬送ベルト16に静電吸着力を生じさせ、該ベルト16に
転写材Ｐを吸着して搬送するようになっている。

【００２２】上記画像形成装置によって画像形成するに
は、サイズに応じてカセット22ａ，22ｂに収納した転写
材Ｐを、給送ローラ23ａ，23ｂによって１枚ずつ分離給
送するとともに、搬送ローラ対24により転写搬送ベルト
16に吸着して上流側から下流側へ搬送する。このとき先
端センサ31により転写材Ｐの先端を検出するとともに、
搬送される転写材Ｐの枚数を検出する。前記先端センサ
31の検出信号は感光体ドラム11及び駆動ローラ18を駆動
するそれぞれの振動波モータ50，51の制御を切り換える
際に必要となる画像形成タイミングをモニタするために
用いられる。そして、前記転写材Ｐの搬送と同期するよ
うにしてそれぞれの画像形成手段がイエロー、マゼン
タ、シアン、ブラックの各色トナー像を形成し、そのト
ナー像を転写搬送ベルト16で搬送する転写材Ｐに順次重
ね転写することで、転写材にカラー画像を形成する。

【００２３】尚、本実施形態の画像形成装置は転写材Ｐ
へのトナー転写効率が良いために感光体ドラム11や転写
搬送ベルトに対するクリーニング手段は設けていない
が、このようなクリーニング手段を設けてもよいことは
いうまでもない。

【００２４】前記のようにしてカラー画像が転写された
転写材Ｐを転写搬送ベルト16によって搬送し、除電帯電
器25で除電した後、転写搬送ベルト16から分離する。
尚、前記除電帯電器25と隣接して剥離帯電器26が設けら
れており、転写材Ｐが転写搬送ベルト16から分離する際
の剥離放電による画像乱れを防止するようにしている。

【００２５】そして、転写搬送ベルト16から分離した転
写材Ｐを定着前帯電器27によって帯電することでトナー
の吸着力を補って画像乱れを防止し、定着手段28を通過
させることで熱定着させ、排出ローラ対29で装置上部の
排出部30へ排出する。

【００２６】尚、本実施形態の画像形成装置にあっては
前記感光体ドラム11と転写搬送ベルト16とは常時接触し
た状態であり、前記振動波モータ50，51はその状態で駆
動し、また駆動停止する。ここで、前記「接触」とは感
光体ドラム11と転写搬送ベルト16が直接接触している場
合のみならず、両者間に転写材Ｐが介在している場合も
含む意味である。

【００２７】｛振動波モータの駆動制御｝次に前記感光
体ドラム11及び転写搬送ベルト16を駆動する振動波モー
タ50，51の駆動制御について説明する。尚、ここでは転
写搬送ベルトを駆動する振動波モータ51を例示して説明
する。

【００２８】振動波モータ51の駆動は、図２に示すよう
に閉ループ制御を行うものであり、振動波モータ51に取
り付けられた、該振動波モータ51の回転速度をモニタす
るモニタ手段としてのロータリエンコーダ60から、速度
差検出部61で振動波モータ51の回転速度の目標値である
目標速度との速度差を検出する。その速度差を駆動周波
数発生部62内に入力し、周波数制御部63に与える。周波
数制御部63にて生成された駆動周波数は駆動パルス発生
部64に入力され駆動パルスを発生させる。振動波モータ
51の回転速度の目標値である目標速度値、振動波モータ
51の駆動開始時の駆動周波数である初期周波数、周波数
制御部63の制御ゲイン及び駆動パルス発生部64で発生さ
れる駆動パルスのパルス幅はＲＡＭ65に格納された値を
レジスタ66に取り込んで各ブロックに送られる。駆動パ
ルス発生部64から出力された駆動パルスは主にトランス
からなる交流電圧発生部67に入力され、交流電圧発生部
67は振動波モータ51内の圧電素子群に入力されるそれぞ
れ位相の異なる交流電圧を生成する。この交流電圧を振
動波モータ51内の圧電素子群に印加することにより、弾
性体上に２つの定在波を励起し、これらの定在波の合成
によって、屈曲振動である進行性振動波を形成する。一
方、弾性体の他面側には、例えば円環形状の部材がバネ
等の加圧手段を介して加圧され、該弾性体に形成される
進行性振動波による摩擦駆動により、該部材を移動さ
せ、あるいは該弾性体を移動させて振動波モータ51は回
転する。

【００２９】尚、感光体ドラムを駆動する振動波モータ
50も同様の構成によって制御されるものである。

【００３０】前記振動波モータ50，51の駆動には台形駆
動が用いられるが、本実施形態にあっては図３に示すよ
うな、最初の目標速値である初期速度（初速）と等速回
転時の速度である最終到達速度とを結んだ比例直線上の
点を、目標速値として一定時間ごとに与えていき、次の
目標速値が与えられるまではその目標速値を保持するか
たちがとられる。従って、その回転速度の軌跡は実際に
は図４に示すような階段状の軌跡として表れる。

【００３１】しかしながら回転速度が０〜初速となる点
に注目してみると、従来のように振動波モータの駆動開
始時の駆動周波数である初期周波数を、慣性や負荷の異
なる転写搬送ベルトと感光体ドラムとを駆動する各振動
波モータとで同一周波数としていたときは（本実施形態
では転写搬送ベルト駆動のほうが感光体ドラム駆動より
も、慣性も負荷も大きい）、図５に示すように、転写搬
送ベルト駆動用振動波モータ51と感光体ドラム駆動用振
動波モータ50とでは、０〜初速に到達するまでの時間に
対する回転速度の立ち上がりカーブの傾きに違いが生じ
ていた。すなわち、傾き量の差分だけ速度差が生じてい
た。

【００３２】しかし、本実施形態では、慣性も負荷も大
きな転写搬送ベルト駆動用振動波モータ51の初期周波数
を、感光体ドラム駆動用の振動波モータ50の初期周波数
よりも等速回転時の駆動周波数に近い小さな値とするこ
とで、図６に示すように、０〜初速に達するまでの立ち
上がりカーブの傾きを略同等とすることができ、速度差
を低減できる。

【００３３】すなわち、慣性や負荷の大きさに応じてそ
れぞれの振動波モータ50，51を駆動する初期駆動周波数
を異ならせ、初速に達するまでの時間に対する回転速度
の立ち上がりカーブの傾きが略同等になるよう設定する
ことにより、感光体ドラム11と転写搬送ベルト16との摺
擦を低減して感光体ドラム表面の傷の発生を抑え、感光
体ドラム11の寿命を延ばすことが可能となる。

【００３４】〔第２実施形態〕次に第２実施形態として
移動体を中間転写体として用いた画像形成装置について
説明する。図７は第２実施形態に係る４色フルカラーレ
ーザービームプリンタの全体構成を示す縦断面説明図で
ある。尚、前述した第１実施形態と同一機能を有する部
材については同一符号を付して説明を省略する。

【００３５】この画像形成装置は前述した第１実施形態
の画像形成装置と同様に、４個のドラム状像担持体であ
る感光体ドラム11（11Ｙ，11Ｍ，11Ｃ，11Ｋ）が並設さ
れている。４個の感光体ドラム上に画像を形成するプロ
セスについては、第１実施形態の画像形成装置での説明
と同様なので省略し、移動体としての中間転写搬送ベル
ト41の部分より説明を行う。

【００３６】各感光体ドラム11に対向して、無端の中間
転写搬送ベルト41が駆動ローラ42、従動ローラ43，44に
よって張架され配設されている。

【００３７】そして、感光体ドラム11及び前記駆動ロー
ラ42を前述した第１実施形態と同様に振動波モータ50，
51によって駆動し、且つ振動波モータ50，51の駆動停止
時、駆動立ち上げ時及び立ち下げ時は転写搬送ベルト16
が感光体ドラム11に非接触であり、前記振動波モータ5
0，51が定速駆動しているときに転写搬送ベルト16が感
光体ドラム11に接触し、あるいは離隔するように構成さ
れている。

【００３８】感光体ドラム11Ｙ上に形成されたトナー像
は、その回転により中間転写搬送ベルト41と接触し、中
間転写搬送ベルト41の裏面に配設された転写部材15Ｙに
所定のバイアスを印加することにより、中間転写搬送ベ
ルト41上に一次転写される。以下、これと同様の工程を
残る３個の感光体ドラム11Ｍ，11Ｃ，11Ｋ及び転写部材
15Ｍ、15Ｃ，15Ｋで繰り返し、一連の動作により中間転
写搬送ベルト41上に４色のトナー像を形成する。

【００３９】そして、中間転写搬送ベルト41に形成され
たトナー像は二次転写部45に移動され、二次転写ローラ
46によって、レジストローラ対47により所定のタイミン
グで搬送される転写材上に一括して二次転写される。

【００４０】二次転写部45に転写材Ｐを搬送するプロセ
ス、転写材に転写ざれたトナー画像を定着するプロセス
については、第１実施形態の画像形成装置の場合と同様
であり、説明は省略する。

【００４１】このような中間転写搬送ベルト41を用いた
画像形成装置においても、振動波モータ50，51を前述し
た実施形態と同様に駆動制御することにより、前述した
実施形態と同様の効果を得ることができる。

【００４２】

【発明の効果】本発明は前述のように構成したために、
慣性や負荷の異なる移動体と像担持体とを駆動する各振
動波モータの立上げ時の速度差を低減でき、像担持体表
面の傷の発生を抑え、像担持体の寿命を延ばすことがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施形態に係るカラー電子写真画像形成装
置の一態様である４色フルカラー複写機の全体構成を示
す縦断面説明図である。

【図２】振動波モータの駆動制御構成を示すブロック図
である。

【図３】振動波モータの初速から最終到達速度までの時
間に対する回転速度の比例関係を示すグラフである。

【図４】振動波モータの初速から最終到達速度までの時
間に対する回転速度を段階的に切り換える状態を示すグ
ラフである。

【図５】初期周波数を同じにして感光体ドラムと転写搬
送ベルト駆動の振動波モータを立ち上げた場合のそれぞ
れのモータ回転速度を示すグラフである。

【図６】慣性や負荷の相違に応じて初期周波数を異なら
せて感光体ドラムと転写搬送ベルト駆動の振動波モータ
を立ち上げた場合のそれぞれのモータ回転速度を示すグ
ラフである。

【図７】第２実施形態に係る４色フルカラーレーザービ
ームプリンタの全体構成を示す縦断面説明図である。

【符号の説明】

Ａ …読取装置 Ｂ …記録装置 Ｐ …転写材 １ …プラテンガラス ２ …光源 ３ａ，３ｂ，３ｃ …ミラー ４ …レンズ ５ …光電変換素子 ６ …第１キャリッジ ７ …第２キャリッジ ８ …原稿供給装置 ９ …画像処理部 10 …インターフェース部 11 …感光体ドラム 12 …帯電手段 13 …スキャナ部 14 …現像手段 14ａ …トナー容器 14ｂ …塗布ローラ 14ｃ …磁石 14ｄ …現像ローラ 15 …転写部材 16 …転写搬送ベルト 17 …従動ローラ 18 …駆動ローラ 19，20 …テンションローラ 21 …吸着帯電器 22ａ，22ｂ …カセット 23ａ，23ｂ …給送ローラ 24 …搬送ローラ対 25 …除電帯電器 26 …剥離帯電器 27 …定着前帯電器 28 …定着手段 29 …排出ローラ対 30 …排出部 31 …先端センサ 41 …中間転写搬送ベルト 42 …駆動ローラ 43，44 …従動ローラ 45 …二次転写部 46 …二次転写ローラ 47 …レジストローラ対 50，51 …振動波モータ 60 …ロータリエンコーダ 61 …速度差検出部 62 …駆動周波数発生部 63 …周波数制御部 64 …駆動パルス発生部 65 …ＲＡＭ 66 …レジスタ 67 …交流電圧発生部

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA17 DA22 DA50 ED02 ED24 EE03 EE04 EE06 EF02 EF06 2H032 AA05 AA15 BA01 BA09 BA18 CA02 2H035 CG01 2H071 CA02 DA09 DA15 DA26 DA31 DA32

Claims (9)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 像担持体上の像を移動体又は移動体に担
   持された転写材に転写する画像形成装置において、 像担持体と、該像担持体と前記転写手段の間に設けられ
   た移動体を接触させた状態でそれぞれ振動波モータによ
   って駆動開始するに際し、前記像担持体と前記移動体を
   駆動するそれぞれの振動波モータが異なる初期駆動周波
   数で駆動するよう構成したことを特徴とする画像形成装
   置。
2. 【請求項２】 前記それぞれの振動波モータを駆動する
   初期駆動周波数は、初期速度に達するまでの時間に対す
   る回転速度の立ち上がりカーブの傾きが略同等になるよ
   う設定したことを特徴とする請求項１記載の画像形成装
   置。
3. 【請求項３】 前記振動波モータの回転速度をモニタす
   るモニタ手段を有し、該モニタ手段としてロータリエン
   コーダを有することを特徴とする請求項１記載の画像形
   成装置。
4. 【請求項４】 前記振動波モータの回転速度をモニタす
   るモニタ手段を有し、該モニタ手段からの出力信号をフ
   ィードバックする閉ループ制御系を有することを特徴と
   する請求項１記載の画像形成装置。
5. 【請求項５】 前記振動波モータの回転速度の目標値で
   ある目標速度と、前記振動波モータの回転速度との速度
   差を周波数制御し、目標速度をとる駆動周波数を発生さ
   せる周波数制御部を有することを特徴とする請求項１記
   載の画像形成装置。
6. 【請求項６】 前記周波数制御部により発生させられた
   駆動周波数の駆動パルスを生成する駆動パルス発生部を
   有することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
7. 【請求項７】 前記周波数制御部及び前記駆動パルス発
   生部からなる駆動周波数発生部を有することを特徴とす
   る請求項６記載の画像形成装置。
8. 【請求項８】 前記振動波モータの回転速度の目標値で
   ある目標速度、前記駆動パルスのパルス幅、前記振動波
   モータの駆動開始時の駆動周波数である初期周波数、及
   び周波数制御部の制御ゲインはＲＡＭで設定されている
   ことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
9. 【請求項９】 前記像担持体を複数配列してカラー画像
   を記録可能にしたことを特徴とする請求項１乃至請求項
   ８のいずれか１項に記載の画像形成装置。