JP2008203472A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンター等の静電複写プロセスによる画像形成に用いられる画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to an image forming apparatus used for image formation by an electrostatic copying process, such as a copying machine, a facsimile machine, and a printer.
近年、複写機やプリンタ等の画像形成装置は、市場からの要求にともない、フルカラーの画像を形成可能なものが多くなってきている。このようなカラー画像を形成可能な画像形成装置には、例えば一直線上にそれぞれ配置した像担持体上に異なる色のトナーで現像をする現像装置をそれぞれ設け、各像担持体上にそれぞれ単色トナー画像を形成し、その単色のトナー画像を、回動する中間転写ベルトに、像担持体に対向する位置に配置された各1次転写装置により順次重ね合わせていくように転写しフルカラーの合成カラー画像を形成し、その中間転写ベルト上の画像を2次転写装置により記録媒体上に一括転写することによって画像形成をする、いわゆるタンデム型のものがある。このようなタンデム型のカラー画像形成装置では、各感光体上に形成した異なる色のトナー画像を中間転写ベルト上に重ね合わせてカラー画像を形成するため、その各色の画像の重ね合わせ位置が互いにずれてしまうと、画像上において色ずれや微妙な色合いに変化が生じてしまうようになるので画像品質が低下してしまう。したがって、その各色のトナー画像の位置ずれ(色ずれ)は重要な問題となる。 In recent years, many image forming apparatuses such as copying machines and printers are capable of forming full-color images in accordance with market demands. In such an image forming apparatus capable of forming a color image, for example, a developing device for developing with different color toners is provided on each image carrier arranged on a straight line, and each image carrier is provided with a single color toner. An image is formed, and the single color toner image is transferred onto a rotating intermediate transfer belt so as to be sequentially overlapped by each primary transfer device disposed at a position facing the image carrier, and is a full color composite color. There is a so-called tandem type in which an image is formed and the image on the intermediate transfer belt is collectively transferred onto a recording medium by a secondary transfer device. In such a tandem type color image forming apparatus, a color image is formed by superimposing toner images of different colors formed on the photosensitive members on the intermediate transfer belt. If the color shift occurs, the color shift or subtle color tone will change on the image, resulting in a decrease in image quality. Therefore, the positional shift (color shift) of each color toner image becomes an important problem.
特に、複数の感光体に、非同期な周期的位置変動や速度ムラがある場合、画像上に位置ズレ、バンディングのなって画像品質を劣化させる要因となる。この感光体の速度変動は、一般的に、駆動源からの伝達系のギアの加工誤差(特にギアの偏芯や、歯型精度)や組立て誤差によって、ギアの1回転周期や1歯周期の速度変動として現れる。又、駆動モーター巻線の相数、若しくは、極数によるコギングによっても同様に速度むらが発生する。又、感光体ユニットが脱着可能な構成になっている駆動系では、駆動を連結するための部材、例えば、カックリングや、ジョイント、ギア等の偏芯等によっても発生する。これらの変動は、回転体の部品の加工精度や、組立て精度、モーターの構成等に依存
しているため、初期的には回転体1回転内でずれ量は毎回概ね同じになる。
そのため、この問題を解決するために、感光体の回転速度ムラを1度検出して、記憶し、記憶情報に基づいて、速度ムラを逆位相になる様に、目標の回転速度を補正して、実際の感光体の回転ムラを所定値以下にするようなフィードフォーワード制御を行なうことが提案されている。
In particular, when there are asynchronous periodic position fluctuations and speed irregularities in a plurality of photoconductors, positional deviation and banding occur on the image, causing deterioration in image quality. In general, the speed fluctuation of the photosensitive member is caused by one rotation period or one tooth period of a gear depending on a gear processing error (particularly gear eccentricity or tooth shape accuracy) or an assembly error from a driving source. Appears as a speed fluctuation. Similarly, unevenness in speed also occurs due to cogging due to the number of phases or the number of poles of the drive motor winding. Further, in the drive system in which the photosensitive unit is detachable, it is also generated by a member for connecting the drive, for example, eccentricity of a cock ring, a joint, a gear or the like. Since these fluctuations depend on the processing accuracy of parts of the rotating body, the assembling accuracy, the configuration of the motor, and the like, the amount of deviation is initially the same within each rotation of the rotating body.
Therefore, in order to solve this problem, the rotational speed unevenness of the photosensitive member is detected and stored once, and the target rotational speed is corrected based on the stored information so that the speed unevenness is in an opposite phase. In addition, it has been proposed to perform feedforward control so that the actual rotation unevenness of the photosensitive member is set to a predetermined value or less.
例えば、特許文献1では、感光体の駆動では無く、転写駆動系に上記の考えを用いているため直接は本発明と関係がないが、駆動モーターを一定速度で回転させた時の、転写体駆動軸の角速度変化を記憶させ、記憶情報に基づいて、駆動モーターの目標値を変更して転写体の角速度を一定にするものである。特許文献2は、同様に、感光体ドラムに設けられた回転検出手段の回転情報に基づいて変動を相殺する様に、駆動モーターの目標値を変更するものである。
しかしながら、これらの方法では、経時的な、ギア、カップリングの磨耗や劣化による変化や、温度・環境変動による不測の回転変動には対応出来ない欠点があった。又、伝達関数の変化に対し制御が発振したるする欠点もあった。そのため、特許文献1において、適時に、回転速度変動と伝達関数を求め、ゲイン余裕と位相余裕を確認しながら、フィードバック定数を変更することが提案されている。しかしながら、この方法でも、回転体の速度変動を少なくとも1回は計測しなければならす、計測のための待ち時間が発生してしまい、効率が悪い。又、基本的に、フィードフォワード制御であるため、負荷である感光体に外乱負荷が入った場合、応答性が悪いと言う欠点もある。
For example, Patent Document 1 is not directly related to the present invention because the above concept is used in the transfer drive system, not the drive of the photoconductor, but the transfer body when the drive motor is rotated at a constant speed. Changes in the angular velocity of the drive shaft are stored, and based on the stored information, the target value of the drive motor is changed to make the angular velocity of the transfer body constant. Similarly, Patent Document 2 changes the target value of the drive motor so as to cancel the fluctuation based on the rotation information of the rotation detecting means provided on the photosensitive drum.
However, these methods have the disadvantage that they cannot cope with changes due to wear and deterioration of gears and couplings over time and unforeseen rotational fluctuations due to temperature and environmental fluctuations. There is also a drawback that the control oscillates with respect to the change of the transfer function. For this reason, Patent Document 1 proposes to obtain a rotation speed variation and a transfer function in a timely manner and change the feedback constant while confirming the gain margin and the phase margin. However, this method is also inefficient because a waiting time for the measurement, in which the speed fluctuation of the rotating body must be measured at least once, is generated. In addition, since the feed forward control is basically used, there is a disadvantage that the response is poor when a disturbance load is applied to the photosensitive member as a load.
そこで、本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、その課題は、経時、環境変動にも対応し、待ち時間も発生させずに、上記駆動伝達系の加工、組立て誤差に起因する位置ズレやバンディングを低減する画像形成装置を提供することにある。又、外乱負荷が入った場合でも、応答性を向上させることによって位置ズレやバンディングを低減させる画像形成装置を提供することにある。
また、駆動モーターの参照信号を、モーター自体の回転速度と切替えることで、像担持体のエンコーダーが汚れや破損によって正常な信号を発生しなくなった場合でも、正常な回転を行なわせ画像形成装置全体がダウンするのを防止する画像形成装置を提供することにある。
Therefore, the present invention has been made in view of the above-mentioned problems, and the problem is caused by processing and assembly errors of the drive transmission system without dealing with aging and environmental fluctuations and without waiting time. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that reduces misalignment and banding. Another object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of reducing positional deviation and banding by improving responsiveness even when a disturbance load is applied.
In addition, by switching the reference signal of the drive motor to the rotational speed of the motor itself, even if the encoder of the image carrier no longer generates a normal signal due to dirt or damage, the image forming apparatus as a whole can be rotated normally. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus that prevents the image from going down.
上記課題を解決する手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
本発明の画像形成装置では、像担持体を回転駆動する駆動モーターであって、回転速度を指令するため入力クロック信号と、回転体からの回転速度に応じたクロック信号を参照信号として入力し、PLL(Phase Locked Loop)制御する駆動モーターと、像担持体の回転速度、若くは、回転位置を検出するエンコーダーを有する画像形成装置において、像担持体の回転速度、若しくは、回転位置を検出するエンコーダーはセンサーを2個有する2相出力のエンコーダーであり、いずれか1方の出力を参照信号として直接駆動モーターにフィードバックし、他方の出力の回転速度、若しくは回転位置を演算する演算手段と、像担持体の1回転内の基準位置を検出する基準位置検出手段と、上記速度演算結果に基づいて駆動モーターの入力クロックを微調整する手段とを有する。
また、本発明の画像形成装置では、さらに、像担持体駆動モーターは、モーターローター自体の回転速度、若しくは回転位置を検出するエンコーダー機能を有し、駆動モーターの参照信号として切り替える、参照信号切替え手段を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置では、さらに、像担持体の回転速度、若しくは、回転位置を検出するエンコーダーは、センサーを2個有する2相出力のエンコーダーであって、駆動モーターの参照信号として、モーターローター自体の回転速度、若しくは回転位置を選択し、駆動モーターを回転させ、像担持体のエンコーダーからの2相出力の回転速度、若しくは、回転位置を演算する演算手段と、像担持体の1回転内の基準位置を検出する、基準位置検出手段を有し、参照信号として、像担持体からのエンコーダー2相信号のいずれか1方を選択した場合、上記演算の演算結果によって、駆動モーターの入力クロック信号を微調整する手段を有することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置では、さらに、像担持体の1回転内の基準位置を検出する基準位置検出手段は、像担持体、もしくは、像担持体と機械的に一体となって回転される連結部材に設けられ、駆動モーターの入力クロックを微調整する手段の基準信号とすることを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置では、さらに、像担持体は、像担持体を保持する保持部材と、像担持体を帯電するための帯電手段、露光後潜像をトナーによって顕像する為の現像手段、トナー転写後の残トナーを除去するためのトナークリーニング手段のいずれか1つ、若しくはすべてと一体的に構成され、画像形成装置本体に脱着可能な構成であって、本体側の駆動源からの駆動力を保持部材内に構成された像担持体に伝達して回転駆動する駆動伝達手段を有する画像形成装置において、像担持体の回転速度、若くは、回転位置を検出するエンコーダーは、上記一体的な保持部材内に装着されていることを特徴とする。
The features of the present invention, which is a means for solving the above problems, are listed below.
The image forming apparatus of the present invention is a drive motor that rotationally drives the image carrier, and inputs an input clock signal for instructing the rotation speed and a clock signal corresponding to the rotation speed from the rotation body as a reference signal, An encoder for detecting the rotational speed or rotational position of an image carrier in an image forming apparatus having a drive motor for controlling a PLL (Phase Locked Loop) and the rotational speed of the image carrier, or an encoder for detecting the rotational position Is a two-phase output encoder that has two sensors. The output of either one is directly fed back to the drive motor as a reference signal and the rotation speed or rotational position of the other output is calculated, and the image carrier A reference position detecting means for detecting a reference position within one rotation of the body, and a fine input clock of the drive motor based on the speed calculation result. And a means for settling.
In the image forming apparatus of the present invention, the image carrier driving motor further has an encoder function for detecting the rotational speed or rotational position of the motor rotor itself, and is switched as a reference signal for the driving motor. It is characterized by having.
In the image forming apparatus of the present invention, the encoder for detecting the rotational speed or rotational position of the image carrier is a two-phase output encoder having two sensors, and serves as a reference signal for the drive motor. A calculation means for selecting the rotation speed or rotation position of the motor rotor itself, rotating the drive motor to calculate the rotation speed or rotation position of the two-phase output from the encoder of the image carrier, and 1 of the image carrier When a reference position detection means for detecting a reference position in the rotation is selected and one of the encoder two-phase signals from the image carrier is selected as a reference signal, the drive motor A means for finely adjusting the input clock signal is provided.
In the image forming apparatus of the present invention, the reference position detecting means for detecting the reference position within one rotation of the image carrier is rotated integrally with the image carrier or the image carrier. And a reference signal for means for finely adjusting the input clock of the drive motor.
In the image forming apparatus of the present invention, the image carrier further includes a holding member for holding the image carrier, a charging unit for charging the image carrier, and a latent image after exposure with a toner. It is configured integrally with any one or all of the developing means and the toner cleaning means for removing the residual toner after toner transfer, and is configured to be detachable from the main body of the image forming apparatus. In an image forming apparatus having a drive transmission means for driving and rotating the image bearing member formed in the holding member to rotate, the encoder for detecting the rotational speed or the rotational position of the image bearing member is: It is mounted in the integral holding member.
以上説明したように、本発明の画像形成装置では、2相出力のエンコーダーを用いることで、エンコーダー自体の偏芯による回転速度の検出誤差による影響を軽減し、位置ズレを低減して、正常な回転を行なわせ、画像形成装置全体がダウンすることを防止することができる。 As described above, in the image forming apparatus of the present invention, by using a two-phase output encoder, the influence of the rotational speed detection error due to the eccentricity of the encoder itself is reduced, and the positional deviation is reduced. It is possible to prevent the entire image forming apparatus from going down by rotating.
以下に、本発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて説明する。なお、いわゆる当業者は特許請求の範囲内における本発明を変更・修正をして他の実施形態をなすことは容易であり、これらの変更・修正はこの特許請求の範囲に含まれるものであり、以下の説明はこの発明における最良の形態の例であって、この特許請求の範囲を限定するものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings. Note that it is easy for a person skilled in the art to make other embodiments by changing or correcting the present invention within the scope of the claims, and these changes and modifications are included in the scope of the claims. The following description is an example of the best mode of the present invention, and does not limit the scope of the claims.
図1は、本発明の実施形態である画像形成装置の構成を示す全体図である。同図に示す画像形成装置はタンデム方式のカラー複写機であるが、本発明では、複写機だけでなくプリンタやファクシミリ装置あるいは印刷機を対象とすることも可能である。図1において、画像形成装置には、色分解色に対する補色関係にある色のトナーであるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)および黒(K)を用いた画像を形成可能な像担持体(8)Y、M、C、Kが水平方向で同一線上に並置されている。各像担持体は、一つの像担持体ユニット(25)に配置されており、このユニットには、画像形成処理工程である、帯電、及びクリーニング、現像、除電などの工程を実行する装置が含まれている。像担持体ユニットの上部には像担持体Y、M、C、Kの並置方向に平行する展張面を有するベルトが用いられた1次転写装置(20)を収容している中間転写ユニット(1)が配置されている。像担持体ユニットの下方には、走査装置が配置されている書き込みユニット(9)が配置されている。各像担持体に対向している展張面を有する中間転写ベルト(10)に対して各像担持体からの色画像を順次転写し、1次転写により重畳された画像を給紙装置(20)から送り出される記録媒体に対して、一括転写する2次転写装置(3)が配置されている。各像担持体と対峠する位置にローラで構成された1次転写装置が設置されており、そして、中間転写駆動ローラ(5)の対峠する位置にローラで構成された2次転写装置が配置されている。 FIG. 1 is an overall view showing a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment of the present invention. The image forming apparatus shown in FIG. 1 is a tandem type color copying machine. However, in the present invention, not only a copying machine but also a printer, a facsimile machine, or a printing machine can be targeted. In FIG. 1, the image forming apparatus can form an image using yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (K), which are toners having a complementary color relationship to the color separation color. Image carriers (8) Y, M, C, and K are juxtaposed on the same line in the horizontal direction. Each image carrier is arranged in one image carrier unit (25), and this unit includes an apparatus for performing the image forming processing steps such as charging, cleaning, developing, and static elimination. It is. An intermediate transfer unit (1) containing a primary transfer device (20) using a belt having a developing surface parallel to the juxtaposition direction of the image carriers Y, M, C, and K is provided above the image carrier unit. ) Is arranged. A writing unit (9) in which a scanning device is disposed is disposed below the image carrier unit. A color image from each image carrier is sequentially transferred to an intermediate transfer belt (10) having a stretched surface facing each image carrier, and an image superimposed by primary transfer is fed to a paper feeder (20). A secondary transfer device (3) for batch transfer is disposed on the recording medium fed from the printer. A primary transfer device composed of a roller is installed at a position facing each image carrier, and a secondary transfer device composed of a roller is disposed at a position facing the intermediate transfer drive roller (5). Is arranged.
カラー複写機では、各像担持体に対する帯電後に書き込み走査に応じた静電潜像が形成され、静電潜像が現像装置によって可視像処理されると転写装置に対して各像担持体から色画像が1次転写装置を介して順次転写されて重畳画像が形成され、重畳画像が画像媒体に対して2次転写装置により一括転写される。2次転写装置によって重畳画像を一括転写された記録媒体は排紙トレイ(24)に至る搬送路中に設けられている定着装置(6)によって定着処理されて排出される。
図2は、2次転写装置のまわりの構成を示す図である。2次転写ユニット(3)には、2次転写ローラ(4)が定位置に設置されている。この2次転写ローラ(4)は中間転写駆動ローラ(5)の対峠位置にあり、水平ライン(B)に対して、角度θを持って配置されている。そのθの概ねライン延長上には2次転写ユニット加圧スプリング(13)が設置されており、これによって2次転写ユニット(3)全体に加圧することができ、2次転写ユニット回転支点(17)を中心に中間転写駆動ローラ(5)へ加圧する機構となっている。
In a color copying machine, an electrostatic latent image corresponding to a writing scan is formed after charging each image carrier, and when the electrostatic latent image is subjected to a visible image processing by a developing device, the image is transferred from each image carrier to the transfer device. The color images are sequentially transferred through the primary transfer device to form a superimposed image, and the superimposed image is collectively transferred to the image medium by the secondary transfer device. The recording medium onto which the superimposed images are collectively transferred by the secondary transfer device is fixed by the fixing device (6) provided in the conveyance path to the paper discharge tray (24) and is discharged.
FIG. 2 is a diagram illustrating a configuration around the secondary transfer device. A secondary transfer roller (4) is installed at a fixed position in the secondary transfer unit (3). The secondary transfer roller (4) is located opposite to the intermediate transfer drive roller (5) and is disposed with an angle θ with respect to the horizontal line (B). A secondary transfer unit pressurizing spring (13) is installed approximately on the line extension of θ, whereby the entire secondary transfer unit (3) can be pressurized, and the secondary transfer unit rotation fulcrum (17 ) Around the intermediate transfer driving roller (5).
図3は、本発明の実施例1の概略を示す構成図である。
像担持体(8)が像担持体駆動軸(54)と像担持体フランジ(58)を介して固定され、像担持体保持部材(25)の軸受けを介して回転自在に保持されている。像担持体保持部材(25)には、図示はしていないが、現像器、クリーニングユニット等も一緒に保持されている。像担持体のフランジ(58)には、エンコーダープレートが一体的に保持され、像担持体と一体的に回転する。エンコーダープレート(56)は、透明なシート状フィルムにスクリーン印刷やフォトマスク処理を行なって、概ね放射状の明暗パターンが作成されている。概ね放射状にパターンを作成することにより、プレートの偏芯による角速度検出精度の劣化を極力抑えるように構成している。プレートのパターン部の明暗を読み取る為に、エンコーダーセンサー(57)が像担持体保持部材側に脱着可能に設けられている。エンコーダーセンサー(57)は、像担持体の回転速度に比例した周波数のクロックを出力する。像担持体ユニット側駆動軸の先端には本体側のカップリング2(52)と連結して駆動を伝達されるためのカップリング1(51)が取り付けられている。像担持体保持部材(25)を図示しない本体側のガイド部材にそって本体に装着すると、上記のカップリング同士が連結し、駆動力が伝達され像担持体が回転する。
FIG. 3 is a configuration diagram showing an outline of the first embodiment of the present invention.
The image carrier (8) is fixed via an image carrier drive shaft (54) and an image carrier flange (58), and is rotatably held via a bearing of an image carrier holding member (25). Although not shown, the image carrier holding member (25) holds a developing device, a cleaning unit, and the like together. The encoder plate is integrally held on the flange (58) of the image carrier, and rotates integrally with the image carrier. The encoder plate (56) is subjected to screen printing or photomask processing on a transparent sheet-like film, and a generally radial light-dark pattern is created. By creating a pattern in a generally radial pattern, it is configured to suppress the deterioration of the angular velocity detection accuracy due to the eccentricity of the plate as much as possible. In order to read the brightness of the pattern portion of the plate, an encoder sensor (57) is detachably provided on the image carrier holding member side. The encoder sensor (57) outputs a clock having a frequency proportional to the rotation speed of the image carrier. A coupling 1 (51) for connecting the main body side coupling 2 (52) and transmitting drive is attached to the tip of the image carrier unit side driving shaft. When the image carrier holding member (25) is attached to the main body along a guide member on the main body side (not shown), the couplings are connected to each other, and the driving force is transmitted to rotate the image carrier.
像担持体駆動モーター(50)には、所定の回転速度指令を与える為の、速度指令信号(入力クロック信号)が入力され、さらに、上記エンコーダーの信号が照クロック信号として入力される。モーター内部では、PLL機能によって入力クロック信号と参照クロック信号の位相が合致する様に、電流制御されモーターが回転する。即ち、駆動ギアやカップリングの偏芯等があっても、像担持体の回転速度が入力クロック信号と同一になる様に自動的に制御される。 速度指令の入力クロック信号が一定であれば(通常は一定)モーター側の回転が駆動伝達系の誤差による回転変動と逆相に速度変動し、像担持体は一定速度で回転する。これによって、PLL制御を有する相担持体の駆動モーターの参照信号に像担持体の回転検出信号を直接用いている事により、外乱負荷に対する応答性を向上させ、位置ズレやバンディングを低減することができる。さらに、伝達系の加工誤差等による周期的な回転変動も、特に、記憶装置や演算装置を用いることなく計測低コストで低減することができる。また、像担持体の速度変動を計測する為の待ち時間を低減することができる。
また、この構成においては、像担持体の交換は像担持体の中心軸は、機械本体に残したまま像担持体を脱着する必要がある。その為、像担持体を脱着する際に、周辺に配置されている現像器、クリーニング装置、転写装置と干渉して、キズをつけてしまったり汚してしまったりする。特に現像器とのギャップは非常に狭く設定されており、キズをつけ易い。又、像担持体の脱着の際は、現像器を逃がすような機構が必要でコスト高になっていた。そこで、近年は、メンテナンス性を向上させるために、像担持体周辺の現像器、やクリーニング装置等をユニット化して全体を一体的に脱着する方式が一般的になっている。こうする事で、ギャップの狭いユニットごと脱着するので、像担持体にキズをつける事がない。そうなると、像担持体の駆動軸もユニット化された側に装着しているので、駆動軸を本体側の駆動軸と分離しなければならない。そのため、駆動を連結するためのカップリング機構が必要となる。カップリング機構が介在すると、カップリングの装着時の位置誤差による偏芯や軸角度誤差が発生し、本体側に装着してあるエンコーダーが一定回転する様に補正しても、エンコーダーまでのギアの偏芯による速度ムラは補正は可能であるが、カップリングで連結された後の像担持体の回転速度むらには、カップリングによる速度むらが残ってしまうと言う問題点がある。この速度むらは、感光体ユニットの脱着の度に噛合いが固定されていないため、変化する事になる。本発明の目的は、像担持体がユニットとして脱着され、カップリングで駆動が連結される場合でも像担持体の回転速度を一定に保ち位置ズレを防止し、高品質の画像を得ることができる。
A speed command signal (input clock signal) for giving a predetermined rotation speed command is input to the image carrier driving motor (50), and further, the encoder signal is input as an illumination clock signal. Inside the motor, the current is controlled by the PLL function so that the phases of the input clock signal and the reference clock signal match, and the motor rotates. That is, even if there is a drive gear or coupling eccentricity, the rotation speed of the image carrier is automatically controlled so as to be the same as the input clock signal. If the input clock signal of the speed command is constant (usually constant), the rotation on the motor side fluctuates in a phase opposite to the rotation fluctuation due to an error in the drive transmission system, and the image carrier rotates at a constant speed. As a result, the rotation detection signal of the image carrier is directly used as the reference signal for the drive motor of the phase carrier having PLL control, thereby improving the response to disturbance load and reducing positional deviation and banding. it can. Furthermore, periodic rotational fluctuations due to processing errors in the transmission system can also be reduced at low cost without using a storage device or arithmetic device. In addition, the waiting time for measuring the speed fluctuation of the image carrier can be reduced.
In this configuration, when replacing the image carrier, the image carrier needs to be detached while the central axis of the image carrier remains in the machine body. For this reason, when the image carrier is detached, it interferes with the developing device, cleaning device, and transfer device arranged in the vicinity, and is scratched or soiled. In particular, the gap with the developing device is set very narrow, and is easily scratched. Further, when the image carrier is detached, a mechanism for escaping the developing device is necessary and the cost is high. Therefore, in recent years, in order to improve maintainability, a system in which a developing device, a cleaning device, and the like around the image carrier are unitized to be attached and detached as a whole has become common. By doing so, the unit having a narrow gap is detached and attached, so that the image carrier is not damaged. In this case, since the drive shaft of the image carrier is also mounted on the unitized side, the drive shaft must be separated from the drive shaft on the main body side. Therefore, a coupling mechanism for connecting the drive is required. If the coupling mechanism is interposed, eccentricity and shaft angle errors due to position errors when the coupling is mounted occur, and even if the encoder mounted on the main body is corrected so that it rotates constantly, the gear to the encoder Although the speed unevenness due to the eccentricity can be corrected, there is a problem that the speed unevenness due to the coupling remains in the rotational speed unevenness of the image carrier after being coupled by the coupling. This unevenness of speed changes because the meshing is not fixed every time the photosensitive unit is detached. The object of the present invention is to maintain a constant rotational speed of the image carrier even when the image carrier is detached as a unit and the drive is coupled by coupling, thereby preventing positional displacement and obtaining a high-quality image. .
図4は、本発明の実施例2の概略を示す構成図である。実施例1と異なる所について説明する。
エンコダーセンサーA(57−1)、エンコーダーセンサB(57−2)が像担持体保持部材(25)に脱着可能装着されている。これらは、エンコーダープレートのパターン生成部に概ね180度で配置されている。配置角度は特に180度でなくても良い。又、像担持体の基準位置を検出するための基準位置検出センサー(60)も装着されている。実施例では、感光体上のマ−クを検出するように配置されているが、像担持体と一体的に回転する部材、例えば駆動ギア(54)や、本体側駆動軸(55)等で検出しても良い。
まず、実施例1と同様に、エンコーダーセンサーA(57−1)の信号を駆動モーターの参照信号とし、入力クロックを一定として像担持体を回転させる。これによって、2相出力のエンコーダーを用いることで、エンコーダー自体の偏芯による回転速度の検出誤差による影響を軽減し、位置ズレを低減することができる。
FIG. 4 is a configuration diagram showing an outline of the second embodiment of the present invention. Differences from the first embodiment will be described.
An encoder sensor A (57-1) and an encoder sensor B (57-2) are detachably attached to the image carrier holding member (25). These are arranged at approximately 180 degrees in the pattern generation section of the encoder plate. The arrangement angle may not be 180 degrees. A reference position detection sensor (60) for detecting the reference position of the image carrier is also mounted. In the embodiment, it is arranged so as to detect the mark on the photosensitive member. However, the member rotates integrally with the image carrier, for example, a driving gear (54), a main body side driving shaft (55), or the like. It may be detected.
First, as in the first embodiment, the signal of the encoder sensor A (57-1) is used as a reference signal for the drive motor, and the image carrier is rotated with the input clock kept constant. Thus, by using a two-phase output encoder, it is possible to reduce the influence of the rotational speed detection error due to the eccentricity of the encoder itself, and to reduce the positional deviation.
その時の各信号を図5に示す。図5は、A相の出力を参照信号とした場合の各信号を表した図である。A相の信号を参照信号として用いているので、A相の回転速度信号はほぼ一定に制御される。この時のエンコーダーセンサーBの回転速度はエンコーダープレート(56)の僅かな偏芯により、図5の実線の様に感光体1回転を周期とする速度むらが生じる。これは、像担持体補助部材を脱着しなければ、ほぼ、基準信号と位相が毎回同じになる。図5の速度むらはかなり誇張して書かれている。このエンコーダー偏芯による速度むらがあると、参照信号としてセンサーAの出力を用いた場合、エンコーダーの偏芯分も補正されてしまう為、像担持体の実際の回転速度は、点線のように偏芯分を含んだ状態で制御されてしまう。これは、B相で検出された振幅の約半分になる。 Each signal at that time is shown in FIG. FIG. 5 is a diagram illustrating each signal when the A-phase output is used as a reference signal. Since the A-phase signal is used as the reference signal, the A-phase rotational speed signal is controlled to be substantially constant. At this time, the rotation speed of the encoder sensor B is uneven due to the slight eccentricity of the encoder plate (56) as shown by the solid line in FIG. This is substantially the same in phase with the reference signal every time the image carrier auxiliary member is not removed. The speed unevenness in FIG. 5 is exaggerated. If there is uneven speed due to the eccentricity of the encoder, when the output of the sensor A is used as a reference signal, the eccentricity of the encoder is also corrected. Therefore, the actual rotational speed of the image carrier is deviated as shown by the dotted line. It will be controlled with the core part included. This is about half of the amplitude detected in the B phase.
これらの信号は、回転速度演算手段によって計測され、記憶される。図6は、A相の出力を参照信号とし、B相出力の速度演算結果で入力クロックを補正した場合の各信号を表した図である。次に、記憶された速度むらはクロック発生器に送られ、図6に示す様な、B相の速度むらの振幅の約半分で位相が180度ずれた信号を発生し速度指令としてモーターの入力クロックに送られる。2個のセンサーの配置によってずらす位相差が決定され、90度で配置した場合は90度位相がずれた信号を発生させる。これにより、像担持体の回転速度は。図6の点線に示す様に概ね一定になる。A相の回転速度むらは、入力信号とをPLL制御されることによって同一になる。B相は180度ずれた状態で振幅が同じになる。以上によって、エンコーダーの偏芯によって発生する像担持体の回転速度むらが補正される。これによって、さらに、モータローター自体のエンコーダーを参照信号とすることでモーターを一定速度で回転し、その時の像担持体の2相エンコーダーの回転速度を検出する事で、駆動伝達系や像担持体のエンコーダー偏芯の誤差による速度むらを検出記憶し、像担持体のエンコーダーによるフィードバックに変更したときに、速度目標値を逆補正することで、高精度の位置ズレ補正を行なうことができる。 These signals are measured and stored by the rotation speed calculation means. FIG. 6 is a diagram illustrating each signal when the output of the A phase is used as a reference signal and the input clock is corrected by the speed calculation result of the B phase output. Next, the stored speed unevenness is sent to the clock generator, and a signal whose phase is shifted by 180 degrees at about half the amplitude of the phase B speed unevenness is generated as shown in FIG. Sent to the clock. The phase difference to be shifted is determined by the arrangement of the two sensors, and when arranged at 90 degrees, a signal having a phase difference of 90 degrees is generated. As a result, the rotational speed of the image carrier is as follows. As shown by the dotted line in FIG. The non-uniformity in the rotation speed of the A phase becomes the same by performing PLL control on the input signal. The B phase has the same amplitude with a 180 degree deviation. As described above, the uneven rotation speed of the image carrier caused by the eccentricity of the encoder is corrected. As a result, the encoder of the motor rotor itself is used as a reference signal to rotate the motor at a constant speed, and the rotational speed of the two-phase encoder of the image carrier at that time is detected, so that the drive transmission system and the image carrier When the velocity unevenness due to the encoder eccentricity error is detected and stored, and the feedback is changed to the feedback by the encoder of the image carrier, the velocity target value is reversely corrected, so that highly accurate positional deviation correction can be performed.
図7に、本発明の実施例3の概略図を示している。像担持体駆動モーター(50)は、ローター自体の回転速度を検出するエンコーダー機能を有しており(通常FG信号と呼ばれる)、駆動モーターエンコーダー信号(60)を発生する。これは、像担持体側のエンコーダーセンサー(57)と共に信号切替え手段(61)に入力されており、モーターの参照信号として自由に切替えることが出来る。たとえば、エンコーダーセンサーA(57)が、汚れたりして、正常にしなくなった場合、参照信号を切替えることで、暫定的に機械をダウンさせずに画像形成動作を遂行することが可能となり、その間にサービスマンコールなどの表示を行いユーザーに清掃が必要であることを知らせることが出来る。これによって、駆動モーターの参照信号を、モーター自体の回転速度と切替えることで、像担持体のエンコーダーが汚れや破損によって正常な信号を発生しなくなった場合でも、正常な回転を行なわせ画像形成装置全体がダウンするのを防止できる。 FIG. 7 shows a schematic diagram of Embodiment 3 of the present invention. The image carrier drive motor (50) has an encoder function for detecting the rotational speed of the rotor itself (usually called an FG signal), and generates a drive motor encoder signal (60). This is input to the signal switching means (61) together with the encoder sensor (57) on the image carrier side, and can be freely switched as a motor reference signal. For example, when the encoder sensor A (57) becomes dirty and becomes abnormal, it is possible to perform the image forming operation without temporarily bringing down the machine by switching the reference signal. It is possible to notify the user that cleaning is necessary by displaying a service man call or the like. As a result, by switching the reference signal of the drive motor to the rotational speed of the motor itself, even if the encoder of the image carrier no longer generates a normal signal due to dirt or damage, the image forming apparatus can be rotated normally. The whole can be prevented from going down.
1 中間転写ユニット
2 中間転写ベルトクリーニングユニット
3 2次転写装置
4 2次転写ローラ
5 中間転写駆動ローラ
6 定着ユニット
7 トナー補給ユニット
8 像担持体
9 書き込みユニット
10 中間転写ベルト
11 読み取りユニット
20 1次転写装置
21 給紙装置
24 排紙トレー
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Intermediate transfer unit 2 Intermediate transfer belt cleaning unit 3 Secondary transfer device 4 Secondary transfer roller 5 Intermediate transfer drive roller 6 Fixing unit 7 Toner replenishment unit 8 Image carrier 9 Writing unit 10 Intermediate transfer belt 11 Reading unit 20 Primary transfer Device 21 Paper feeder 24 Paper discharge tray
Claims (5)
像担持体の回転速度、若しくは、回転位置を検出するエンコーダーはセンサーを2個有する2相出力のエンコーダーであり、いずれか1方の出力を参照信号として直接駆動モーターにフィードバックし、他方の出力の回転速度、若しくは回転位置を演算する演算手段と、像担持体の1回転内の基準位置を検出する基準位置検出手段と、上記速度演算結果に基づいて駆動モーターの入力クロックを微調整する手段とを有する
ことを特徴とする画像形成装置。 A drive motor for rotating the image carrier, and an input clock signal for instructing the rotation speed and a clock signal corresponding to the rotation speed from the rotation body are input as a reference signal, and PLL (Phase Locked Loop) control is performed. In the image forming apparatus having a drive motor and an encoder for detecting the rotational speed of the image carrier, or the rotational position,
The encoder for detecting the rotational speed or rotational position of the image carrier is a two-phase output encoder having two sensors. One of the outputs is directly fed back to the drive motor as a reference signal, and the other output is output. Calculation means for calculating the rotation speed or rotation position, reference position detection means for detecting a reference position within one rotation of the image carrier, and means for finely adjusting the input clock of the drive motor based on the speed calculation result An image forming apparatus comprising:
像担持体駆動モーターは、モーターローター自体の回転速度、若しくは回転位置を検出するエンコーダー機能を有し、駆動モーターの参照信号として切り替える、参照信号切替え手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1.
An image forming apparatus comprising: an image carrier driving motor having an encoder function for detecting a rotational speed or a rotational position of a motor rotor itself, and having a reference signal switching means for switching as a reference signal of the driving motor.
像担持体の回転速度、若しくは、回転位置を検出するエンコーダーは、センサーを2個有する2相出力のエンコーダーであって、駆動モーターの参照信号として、モーターローター自体の回転速度、若しくは回転位置を選択し、駆動モーターを回転させ、像担持体のエンコーダーからの2相出力の回転速度、若しくは、回転位置を演算する演算手段と、像担持体の1回転内の基準位置を検出する、基準位置検出手段を有し、参照信号として、像担持体からのエンコーダー2相信号のいずれか1方を選択した場合、上記演算の演算結果によって、駆動モーターの入力クロック信号を微調整する手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2.
The encoder that detects the rotation speed or rotation position of the image carrier is a two-phase output encoder that has two sensors, and selects the rotation speed or rotation position of the motor rotor itself as a reference signal for the drive motor. Then, by rotating the drive motor, the calculation means for calculating the rotational speed or rotational position of the two-phase output from the encoder of the image carrier and the reference position within one rotation of the image carrier are detected. And means for finely adjusting the input clock signal of the drive motor according to the calculation result of the above calculation when one of the encoder two-phase signals from the image carrier is selected as the reference signal. An image forming apparatus.
像担持体の1回転内の基準位置を検出する基準位置検出手段は、像担持体、もしくは、像担持体と機械的に一体となって回転される連結部材に設けられ、駆動モーターの入力クロックを微調整する手段の基準信号とする
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 2 or 3,
The reference position detecting means for detecting the reference position within one rotation of the image carrier is provided on the image carrier or a connecting member that is rotated mechanically and integrally with the image carrier, and is input clock of the drive motor. A reference signal for means for finely adjusting the image forming apparatus.
像担持体は、像担持体を保持する保持部材と、像担持体を帯電するための帯電手段、露光後潜像をトナーによって顕像する為の現像手段、トナー転写後の残トナーを除去するためのトナークリーニング手段のいずれか1つ、若しくはすべてと一体的に構成され、画像形成装置本体に脱着可能な構成であって、本体側の駆動源からの駆動力を保持部材内に構成された像担持体に伝達して回転駆動する駆動伝達手段を有する画像形成装置において、像担持体の回転速度、若くは、回転位置を検出するエンコーダーは、上記一体的な保持部材内に装着されている
ことを特徴とする画像形成装置。 The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4,
The image carrier is configured to remove a holding member for holding the image carrier, a charging unit for charging the image carrier, a developing unit for developing a latent image after exposure with toner, and a residual toner after toner transfer. The image forming apparatus main body is configured integrally with any one or all of the toner cleaning means for the image forming apparatus, and the driving force from the main body side driving source is configured in the holding member. In an image forming apparatus having a drive transmission unit that transmits and rotates to an image carrier, an encoder that detects the rotational speed or rotation position of the image carrier is mounted in the integral holding member. An image forming apparatus.
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JP2012226201A (en) * | 2011-04-21 | 2012-11-15 | Canon Inc | Rotating body speed detection device and image forming device |
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