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発明の名称 ベルト駆動装置,画像形成装置,ベルト駆動方法,およびプログラム
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−4130(P2007−4130A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2006−128559(P2006−128559)
出願日 平成18年5月2日(2006.5.2)
代理人 【識別番号】100070150
【弁理士】
【氏名又は名称】伊東 忠彦
発明者 堺 良博
要約 課題
ベルト駆動モータの立ち上がり時に、そのベルト駆動モータの脱調や停止等の誤動作を防止する。

解決手段
ベルト駆動装置のモータ制御部70が、ベルト駆動モータ7を起動してからセンサ切換規定時間を経過するまでは第2センサ6B(中間転写ベルト10の駆動力を伝達する駆動伝達部110を構成する駆動ローラに取り付けられたエンコーダ80内の回転ディスク81のスケールの目盛を検知するセンサ)の出力信号を、センサ切換規定時間を経過した後は第1センサ6A(中間転写ベルト10のスケールの目盛を検知するセンサ)の出力信号を、それぞれベルト駆動モータ7のフィードバック制御に使用するように切り換える。
特許請求の範囲
【請求項1】
ベルトを駆動するモータをフィードバック信号に基づいてフィードバック制御して前記ベルトを駆動するベルト駆動装置において、
前記ベルトの周方向に沿って形成されたスケールの目盛を検知する第1センサと、
該目盛以外の前記ベルトの駆動に連動する被検知物を検知する第2センサと、
前記モータを起動してから所定の条件が満たされるまでの間は前記第2センサの出力信号を前記フィードバック信号として選択して前記フィードバック制御を実行し、該所定の条件が満たされた後は前記第1センサの出力信号を前記フィードバック信号として選択して前記フィードバック制御を実行するように、前記第1センサの出力信号と前記第2センサの出力信号とを切り換えるセンサ切換手段とを設けたことを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項2】
予め設定された規定時間が経過すると、それに応答して前記センサ切換手段が前記第2センサの出力信号から前記第1センサの出力信号に切り換えることを特徴とする請求項1記載のベルト駆動装置。
【請求項3】
前記規定時間は、前記モータを起動してから前記ベルトの駆動速度が所定の速度に到達するのに要する時間であることを特徴とする請求項1記載のベルト駆動装置。
【請求項4】
前記ベルトの駆動速度が所定の速度に到達したことを検出すると、それに応答して前記センサ切換手段が前記第2センサの出力信号から前記第1センサの出力信号に切り換えることを特徴とする請求項1記載のベルト駆動装置。
【請求項5】
請求項1記載のベルト駆動装置において、
前記被検知物は、前記モータの回転軸に取り付けられたエンコーダ内のディスクに形成された目盛であることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項6】
請求項1記載のベルト駆動装置において、
前記被検知物は、前記ベルトを回動させる駆動ローラの回転軸に取り付けられたエンコーダ内のディスクに形成された目盛であることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項7】
請求項1記載のベルト駆動装置において、
前記被検知物は、前記ベルトの回動により従動回転する従動ローラの回転軸に取り付けられたエンコーダ内のディスクに形成された目盛であることを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項8】
請求項1記載のベルト駆動装置において、
前記規定時間を前記モータの負荷側の条件に合わせて設定することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項9】
請求項1記載のベルト駆動装置において、
センサ切換手段は、前記モータを起動してからの経過時間が前記規定時間を経過した後でも、前記第1センサの出力信号が異常であった場合には、前記第2センサの出力信号を前記フィードバック信号として選択することを特徴とするベルト駆動装置。
【請求項10】
ベルトを駆動するモータと、
該モータをフィードバック信号に基づいてフィードバック制御するコントローラと、
前記ベルトの周方向に沿って形成されたスケールの目盛を検知する第1センサと、
該目盛以外の前記ベルトの駆動に連動する被検知物を検知する第2センサと、
前記モータを起動してから所定の条件が満たされるまでの間は前記第2センサの出力信号を前記フィードバック信号として選択して前記フィードバック制御を実行させ、該所定の条件が満たされた後は前記第1センサの出力信号を前記フィードバック信号として選択して前記フィードバック制御を実行させるように、前記第1センサの出力信号と前記第2センサの出力信号とを切り換えるセンサ切換手段
を含むことを特徴とする画像形成装置。
【請求項11】
予め設定された規定時間が経過すると、それに応答して前記センサ切換手段が前記第2センサの出力信号から前記第1センサの出力信号に切り換えることを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。
【請求項12】
前記規定時間は、前記モータを起動してから前記ベルトの駆動速度が所定の速度に到達するのに要する時間であることを特徴とする請求項10記載の画像形成装置。
【請求項13】
前記ベルトの駆動速度が所定の速度に到達したことを検出すると、それに応答して前記センサ切換手段が前記第2センサの出力信号から前記第1センサの出力信号に切り換えることを特徴とする請求項10記載のベルト駆動装置。
【請求項14】
請求項11記載の画像形成装置において、
前記規定時間は、前記モータの起動時点から画像形成を開始するまでの時間以内であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項15】
請求項10記載の画像形成装置において、
前記ベルトが、感光体ベルト、転写ベルト、中間転写ベルト、画像記録媒体搬送用ベルトのうちのいずれか1つ以上であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項16】
ベルトを駆動するモータをフィードバック制御して前記ベルトを駆動するベルト駆動方法において、
前記モータを起動してから所定の条件が満たされた後は前記ベルトの周方向に沿って形成されたスケールの目盛を検知する第1センサの出力信号に基づいて前記フィードバック制御を実行し、
前記モータを起動してから該所定の条件が満たされるまでの間は該目盛以外の前記ベルトの駆動に連動する被検知物を検知する第2センサの出力信号に基づいて前記フィードバック制御を実行する
各段階を含むことを特徴とするベルト駆動方法。
【請求項17】
ベルトを駆動するモータをフィードバック制御して前記ベルトを駆動するベルト駆動装置を制御するコンピュータに、
前記モータを起動してから所定の条件が満たされた後は前記ベルトの周方向に沿って形成されたスケールの目盛を検知するセンサの出力信号に基づいて前記フィードバック制御を実行させ、前記モータを起動してから該所定の条件が満たされるまでの間は該目盛以外の前記ベルトの駆動に連動する被検知物を検知するセンサの出力信号に基づいて前記フィードバック制御を実行させることを特徴とするプログラム。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
この発明は、ベルトの周方向に沿って形成されたスケールの目盛を検知するセンサの出力信号に基づいてモータをフィードバック制御して上記ベルトを駆動するベルト駆動装置、そのベルト駆動装置を備えたカラープリンタやカラー複写機等の画像形成装置、上記ベルト駆動装置におけるベルト駆動方法、および上記ベルト駆動装置を制御するコンピュータに必要な機能を実現させるためのプログラムに関する。
【背景技術】
【0002】
従来、例えば画像形成装置の中間転写ベルトを駆動するベルト駆動装置においては、所定間隔で配置された複数の目盛を有するシール状のスケールシールを、ベルト周方向に沿ってベルト表面の側端付近に貼り付け、そのスケールシールの各目盛をセンサ(反射型フォトセンサ)により検知する。各目盛の検出に応じてセンサから出力される出力パルスに基づいてベルトの速度を検出し、更にその速度検出結果に基づいて、中間転写ベルトを駆動するベルト駆動モータをフィードバック制御する。このフィードバック制御により、中間転写ベルトが理想的な速度(等速)で走行するように構成されている。
【0003】
上記制御動作の結果、図10および図11にそれぞれ示すように複数の感光体91Y,91C,91M,91Kを有するタンデム型のカラー画像形成装置であっても、シート搬送ベルトや中間転写ベルトの速度変動を防止することができ、色ずれを極力抑えることが可能となる。
【0004】
しかしなから、上述したようなシール状のスケールシールを中間転写ベルトの周方向に沿って一周に亘って貼り付けた場合、中間転写ベルト長の偏差などにより、スケールシールの先端と後端との間に継目ができてしまうことは避けられない。センサがその継目箇所を検知した場合、センサの検知パルスは、図12に示すように継目以外の場所における検知パルス(図13の等速時のパルス参照)に比べて、パルス間隔が広くなってしまう。
【0005】
このように間隔が広まった検知パルスを使用してフィードバック制御を行った場合、パルス間隔が広くなったことを検出した制御系は、実際にはベルト速度が遅くなったわけではないにもかかわらずベルト速度が遅くなったと判断してしまう。この結果、ベルト速度を速めるようにフィードバック制御が実行され、特にベルト駆動モータの起動時には、モータが正常に起動しない等の不具合が発生する恐れがある。
【0006】
従来のベルト駆動装置において、例えば特許文献1では、スケールセンサがスケールの継目を読み取るタイミングに先立って無端ベルト上に設けられたホームマークを検出するホームセンサを設ける。このホームセンサがホームマークを検出すると、第1スケールセンサを有する第1の速度制御装置による制御を無効にし、第2スケールセンサを有する第2速度制御装置に制御を移して、この第2速度制御装置により無端ベルトの表面速度を制御する。
【0007】
また特許文献2では、スケールを読み取るセンサの出力信号に変化が無い場合には、センサが読み取っている位置がスケールの継目であると判断し、その直前の中間転写ベルトの速度を維持するようにベルトを駆動する。
【特許文献1】特開2004−191845号公報
【特許文献2】特開2004−198624号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0008】
特許文献1に記載の画像形成装置では、第1速度制御装置と第2速度制御装置とに加え、更にホームマークとホームセンサとを設ける必要がある。また、ベルト駆動モータの起動時には、負荷側の個々の特性を考慮しながらベルト駆動モータの速度を複雑に制御して、目標速度に到達するまで速度を上昇させていく必要があるが、その途中でホームマークの検出に応答して第1速度制御装置から第2速度制御装置に制御を切り換えると、第1センサの出力信号と第2センサの出力信号とで位相が異なるため、フィードバック信号(センサ信号)が急に変化してしまう。モータは一般に、起動してから目標速度に到達するまでの期間において最も大きなトルクを必要とするために、この期間途中でフィードバック信号(センサ信号)が急に変化すると、モータの動作が変化に対応できず、ベルト駆動モータが脱調したり停止したりする等の誤動作が発生する。
【0009】
特許文献2に記載の画像形成装置では、スケールを読み取るセンサの出力信号に変化が無い場合にセンサが読み取っている位置がスケールの継目であると判断し、その直前の中間転写ベルトの速度を維持するようにベルト駆動すると、継目の位置では速度が一定に保たれ変化しないことになる。ベルト駆動モータの速度を目標速度まで上昇させている期間において、このような制御をすることは好ましくない。
【0010】
本発明は、ベルトのスケールに継目があった場合でも、ベルト駆動モータが目標速度に到達するまで速度を上昇させている期間中に、ベルト駆動モータの脱調や停止等の誤動作を防止することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0011】
ベルトを駆動するモータをフィードバック信号に基づいてフィードバック制御して前記ベルトを駆動するベルト駆動装置は、前記ベルトの周方向に沿って形成されたスケールの目盛を検知する第1センサと、該目盛以外の前記ベルトの駆動に連動する被検知物を検知する第2センサと、前記モータを起動してから所定の条件が満たされるまでの間は前記第2センサの出力信号を前記フィードバック信号として選択して前記フィードバック制御を実行し、該所定の条件が満たされた後は前記第1センサの出力信号を前記フィードバック信号として選択して前記フィードバック制御を実行するように、前記第1センサの出力信号と前記第2センサの出力信号とを切り換えるセンサ切換手段とを設けたことを特徴とする。
【0012】
また画像形成装置は、ベルトを駆動するモータと、該モータをフィードバック信号に基づいてフィードバック制御するコントローラと、前記ベルトの周方向に沿って形成されたスケールの目盛を検知する第1センサと、該目盛以外の前記ベルトの駆動に連動する被検知物を検知する第2センサと、前記モータを起動してから所定の条件が満たされるまでの間は前記第2センサの出力信号を前記フィードバック信号として選択して前記フィードバック制御を実行させ、該所定の条件が満たされた後は前記第1センサの出力信号を前記フィードバック信号として選択して前記フィードバック制御を実行させるように、前記第1センサの出力信号と前記第2センサの出力信号とを切り換えるセンサ切換手段を含むことを特徴とする。
【0013】
またベルトを駆動するモータをフィードバック制御して前記ベルトを駆動するベルト駆動方法は、前記モータを起動してから所定の条件が満たされた後は前記ベルトの周方向に沿って形成されたスケールの目盛を検知する第1センサの出力信号に基づいて前記フィードバック制御を実行し、前記モータを起動してから該所定の条件が満たされるまでの間は該目盛以外の前記ベルトの駆動に連動する被検知物を検知する第2センサの出力信号に基づいて前記フィードバック制御を実行する各段階を含むことを特徴とする。
【0014】
また本発明によるプログラムは、ベルトを駆動するモータをフィードバック制御して前記ベルトを駆動するベルト駆動装置を制御するコンピュータに、前記モータを起動してから所定の条件が満たされた後は前記ベルトの周方向に沿って形成されたスケールの目盛を検知するセンサの出力信号に基づいて前記フィードバック制御を実行させ、前記モータを起動してから該所定の条件が満たされるまでの間は該目盛以外の前記ベルトの駆動に連動する被検知物を検知するセンサの出力信号に基づいて前記フィードバック制御を実行させることを特徴とする。
【発明の効果】
【0015】
本発明によるベルト駆動装置は、ベルト駆動モータを起動してから所定の条件が満たされるまでの間(例えば規定時間が経過するまで)はベルトのスケールの目盛以外のベルトの駆動に連動する被検知物を検知するセンサの出力信号をベルト駆動モータのフィードバック制御に使用し、その所定の条件が満たされた後(例えば規定時間が経過した後)はベルトのスケールの目盛を検知するセンサの出力信号をベルト駆動モータのフィードバック制御に使用する。従って、ベルトのスケールに継目があっても、ベルト駆動モータの立ち上がり時に、そのベルト駆動モータの脱調や停止等の誤動作を防止することができる。本発明による画像形成装置は、上記ベルト駆動装置を備えることにより、高品質の画像を確実に生成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
以下、この発明を実施するための最良の形態を図面に基づいて具体的に説明する。
【0017】
図1は本発明の一実施例である画像形成装置のベルト駆動装置を示す概略図、図2は画像形成装置の全体構成の一例を示す図、図3は図1のベルト駆動装置の中間転写ベルト上に設けた目盛とそれを検知する第1センサを示す平面図である。
【0018】
図2にカラー画像形成装置の一例として示したカラー複写機は、イエロー(Y),シアン(C),マゼンタ(M),ブラック(K)の4つのドラム状の感光体40Y,40C,40M,40K(以下、特定しない場合には単に感光体40と呼ぶ)と、その各感光体40に形成された画像がそれぞれローラ状の1次転写装置62が設けられた各1次転写位置で転写される中間転写ベルト10とを備えたタンデム型の画像形成装置である。
【0019】
このカラー複写機のベルト駆動装置には、例えば図3に示すように、中間転写ベルト10の表面の周方向に多数の目盛5aからなるスケール5(図1には一部のみ簡略化して図示している)を、全周に亘って例えば貼着により設けてある。このスケール5の開始端部(先端部)11aと終了端部(後端部)11bとの間には、継目11が存在する。なお、貼着により設けたスケール5は、スケールシールともいう。
【0020】
スケールシール5の目盛5aを第1センサ6Aにより検知し、第1センサ6Aの出力値を、制御部である図1に示したモータ制御装置70に供給する。モータ制御装置70は、上記出力値を基に、中間転写ベルト10を等速移動させるようにフィードバック制御を行う。
【0021】
フィードバック制御においては、スケールシール5の目盛5aを第1センサ6Aで読み取る(検知する)ことにより中間転写ベルト10の実際の速度を計算し、その実際の速度に応じて中間転写ベルト10の速度(以下、単にベルト速度ともいう)を目標速度に補正するように制御する。
【0022】
またこのフィードバック制御においては、第1センサ6Aに加え、第2センサ6B(図4参照)も使用する。第1センサ6Aは、スケールシール5の目盛5aを読み取るスケールセンサである。第2センサ6Bは、駆動ローラ9の回転軸に取り付けられたエンコーダに備えたセンサであり、回転ディスクに形成された目盛を光学的に読み取る。
【0023】
なお、スケール5を中間転写ベルト10の裏面に設けてもよい。また、スケール5の目盛5aは、多数のマークの代わりに、多数のスリットや透孔などによって形成したものであっても構わない。但し、第1センサ6Aは、使用する目盛5aの構成に合わせたものを使用する必要がある。例えば、目盛5aを多数のマークによって形成した場合には光反射型センサを使用し、目盛5aを多数のスリット又は透孔によって形成した場合には光透過型センサを使用する必要がある。
【0024】
図4は、駆動ローラ9に取り付けられたエンコーダに備えている回転ディスクの構成例を示す図である。
【0025】
回転ディスク81は、円盤状に多数の目盛8a(図4には一部のみ示している)を書き込んだスケールシール8を貼着により設けている。このスケールシール8の目盛8aを第2センサ6Bにより検知し、第2センサ6Bの出力値を、制御部である図1に示したモータ制御装置70に供給する。第2センサ6Bの構成は第1センサ6Aと同様の構成でよい。また、回転ディスク81には挿入穴8bが形成されており、挿入穴8bに駆動ローラ9の回転軸が挿入されるように構成されている。
【0026】
なお図4に示す回転ディスク81は、駆動ローラ9に取り付けられたものに限る必要はない。後述するように、回転ディスク81を備えたエンコーダ80をベルト駆動モータ7の回転軸に取り付ける構成であってもよいし、或いはまた中間転写ベルト10の動きに連動した他のローラ(例えば図1の従動ローラ15や16)に回転ディスク81を備えたエンコーダ80を取り付ける構成であってもよい。
【0027】
図5は、第1センサ6Aの構成及び動作の一例について説明するための図である。第1センサ6Aは、図5に示すように、例えば一対の発光素子6aと受光素子6bを備えた反射型光学センサである。発光素子6aからスケールシール5に向けて照射した光の反射光を受光素子6bで受光し、スケールシール5の目盛5aと目盛以外の部分5bとで異なる反射光量を検出する。第1センサ6Aはスケールシール5の目盛5aと目盛以外の部分5bとで異なる反射率の違いにより、HighとLowの2値の信号を出力する。
【0028】
例えば第1センサ6Aにおいて、受光素子6bが所定光量以上の光を受光するとHigh信号を出力する構成であるとする。この場合、スケールシール5の目盛5aの反射率が目盛以外の部分5bよりも高くなるように形成されているとすると、第1センサ6Aから出力される信号において、図5のtで示す範囲の出力が、目盛5aを第1センサ6Aにより検知している期間の出力となる。
【0029】
したがって、中間転写ベルト10が回動するに伴い、第1センサ6Aの検出範囲を通過する目盛5aの有無により、第1センサ6Aの出力がHigh及びLowを図示のように繰り返す。その信号がLowからHighに変化した時点から次のLowからHighに変化するまでの時間Tを求めることにより、中間転写ベルト10の表面の移動速度(ベルト速度)を計算することができる。
【0030】
なお、これはあくまで中間転写ベルト10のベルト速度を検出する方法の一例に過ぎず、本発明はこの構成に限定されるものではない。中間転写ベルト10に形成したスケールの目盛を読み取ることにより、ベルトの移動速度を計算することができる構成であれば、センサやスケールの種類はどのようなものであってもよいし、速度計算方法(検出方法)もどのような方法であってもよい。
【0031】
また、第2センサ6Bは第1センサ6Aと同様な構成であってよい。第2センサ6Bにより、回転ディスク81のスケールシール8の目盛8aを第1センサ6Aと同様に読み取り、回転ディスク81の回転速度から中間転写ベルト10の表面の移動速度を計算することが可能である。
【0032】
本発明のベルト駆動装置では、ベルト駆動モータ7を起動してから規定時間が経過するまでは第2センサ6Bの出力信号をベルト駆動モータ7のフィードバック制御に使用し、規定時間が経過した後は第1センサ6Aの出力信号をベルト駆動モータ7のフィードバック制御に使用する。このようにセンサ出力を切り換えるセンサ切換手段が、例えばモータ制御装置70内に設けられている。
【0033】
図2に示したカラー複写機は、給紙テーブル2上に複写機本体1を載置している。その複写機本体1の上にはスキャナ3を取り付けると共に、その上に原稿自動給送装置(ADF)4を取り付けている。
【0034】
複写機本体1内には、その略中央に無端ベルト状の中間転写ベルト10を有する転写装置20を設けており、中間転写ベルト10は駆動ローラ9と2つの従動ローラ15,16の間に張架されて図2で時計回り方向に回動するようになっている。また、この中間転写ベルト10は、従動ローラ15の左方に設けられているクリーニング装置17により、その表面に画像転写後に残留する残留トナーが除去されるようになっている。
【0035】
その中間転写ベルト10の駆動ローラ9と従動ローラ15の間に架け渡された直線部分の上方には、その中間転写ベルト10の移動方向に沿って、上述した4個の各感光体40を、それぞれ図2で反時計回り方向に回転可能に設けている。そして、その各感光体40上に形成された各画像(トナー画像)が、中間転写ベルト10上に直接重ね合わせ状態に順次転写されていくようになっている。
【0036】
そのドラム状の各感光体40の回りには、帯電装置60、現像装置61、1次転写装置62、感光体クリーニング装置63、除電装置64をそれぞれ設けている。そして、その感光体40の上方に、露光装置21を設けている。
【0037】
一方、中間転写ベルト10の下側には、その中間転写ベルト10上の画像を記録材であるシートPに転写する転写部となる2次転写装置22を設けている。その2次転写装置22は、2つのローラ23,23間に無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡したものであり、その2次転写ベルト24が中間転写ベルト10を介して従動ローラ16に押し当たるようになっている。この2次転写装置22は、2次転写ベルト24と中間転写ベルト10との間に送り込まれるシートPに、中間転写ベルト10上のトナー画像を一括転写する。
【0038】
その2次転写装置22のシート搬送方向下流側には、シートP上のトナー画像を定着する定着装置25があり、そこでは無端ベルトである定着ベルト26に加圧ローラ27が押し当てられている。
【0039】
なお、2次転写装置22は、画像転写後のシートを定着装置25へ搬送する機能も果たす。また、この2次転写装置22は、転写ローラや非接触のチャージャを使用した転写装置であってもよい。
【0040】
その2次転写装置22の下側には、シートの両面に画像を形成する際にシートを反転させるシート反転装置28を設けている。
【0041】
このカラー複写機は、カラーのコピーをとるときは、原稿自動給送装置4の原稿台30上に原稿をセットする。また、手動で原稿をセットする場合には、原稿自動給送装置4を開いてスキャナ3のコンタクトガラス32上に原稿をセットし、原稿自動給送装置4を閉じてそれを押える。
【0042】
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動給送装置4に原稿をセットしたときは、その原稿がコンタクトガラス32上に給送される。また、手動で原稿をコンタクトガラス32上にセットしたときは、直ちにスキャナ3が駆動し、第1走行体33および第2走行体34が走行を開始する。そして、第1走行体33の光源から光が原稿に向けて照射され、その原稿面からの反射光が第2走行体34に向かうと共に、その光が第2走行体34のミラーで反射して結像レンズ35を通して読取りセンサ36に入射して、原稿の内容が読み取られる。
【0043】
また、上述したスタートスイッチの押下により、中間転写ベルト10が回動を開始する。さらに、それと同時に各感光体40(40Y,40C,40M,40K)が回転を開始して、その各感光体10上にイエロー(Y),シアン(C),マゼンタ(M),ブラック(K)の各単色画像を形成する動作を開始する。そして、その各感光体10上に形成された各色の画像は、図2で時計回り方向に回動する中間転写ベルト10上に重ね合わせ状態に順次転写されていき、そこにフルカラーの合成カラー画像が形成される。
【0044】
一方、上述したスタートスイッチの押下により、給紙テーブル2内の選択された給紙段の給紙ローラ42が回転し、ペーパーバンク43の中の選択された1つの給紙カセット44からシートPが繰り出され、それが分離ローラ45により1枚に分離されて給紙路46に搬送される。
【0045】
そのシートPは、搬送ローラ47により複写機本体1内の給紙路48に搬送され、レジストローラ49に突き当たって一旦停止する。
【0046】
また、手差し給紙の場合には、手差しトレイ51上にセットされたシートPが給紙ローラ50の回転により繰り出され、それが分離ローラ52により1枚に分離されて手差し給紙路53に搬送され、レジストローラ49に突き当たって一旦停止状態になる。
【0047】
そのレジストローラ49は、中間転写ベルト10上の合成カラー画像に合わせた正確なタイミングで回転を開始し、一旦停止状態にあったシートPを中間転写ベルト10と2次転写装置22との間に送り込む。そして、そのシートP上に2次転写装置22でカラー画像が転写される。
【0048】
その画像が転写されたシートPは、搬送装置としての機能も有する2次転写装置22により定着装置25へ搬送され、そこで熱と加圧力が加えられることにより転写画像が定着される。その後、そのシートPは、切換爪55により排出側に案内され、排出ローラ56により排紙トレイ57上に排出されてそこにスタックされる。
【0049】
また、両面コピーモードが選択されているときには、片面に画像を形成したシートPを切換爪55によりシート反転装置28側に搬送し、そこで反転させて再び転写位置へ導き、今度は裏面に画像を形成した後に、排出ローラ56によって排紙トレイ57上に排出する。
【0050】
図3に示した第1センサ6Aは、中間転写ベルト10の表面に全周に亘って設けたスケールシール5を読み取り可能なベルト幅方向の端部に配設されている。第1センサ6Aがスケールシール5の目盛5aを読み取る(検知する)ことにより生成した情報に基づいて、図6に示すモータ制御装置70が中間転写ベルト10の実際の速度を算出する。算出した速度に応じて、モータ制御装置70がベルト駆動モータ7を制御することにより、中間転写ベルト10の速度を目標速度(基本速度)に補正する。
【0051】
次に、中間転写ベルト10の駆動系およびその中間転写ベルト10のベルト速度検出系について説明する。
【0052】
図1に示したように、ベルト駆動モータ7の回転力は、中間転写ベルト10を回動可能に張架すると共にそのベルトを駆動する駆動ローラ9に伝達される。中間転写ベルト10は、例えば弗素系樹脂,ポリカーボネート樹脂,ポリイミド樹脂等で形成するベルトであり、そのベルトの全層や、その一部を弾性部材で形成するようにした弾性ベルトを使用したりする。
【0053】
ベルト駆動モータ7は、駆動ローラ9を回転させることにより中間転写ベルト10を矢示C方向に回動させるが、その間の回転力の伝達は直接であってもよいし、間にギヤを介したものであってもよい。
【0054】
中間転写ベルト10の表面には、前述したようにスケールシール5を全周に亘って形成しているが(図示の都合上継目11付近の一部のみ図示)、そのスケールシール5のベルト幅方向の位置は感光体40の端部に対応する位置にし、それを非画像形成領域に位置させている。
【0055】
次に、モータ制御装置70が行うベルト速度のフィードバック基本制御について、図6を参照して説明する。
【0056】
モータ制御装置70は、図6に示す処理ルーチンを実施することにより、ベルト速度のフィードバック基本制御を行う。図6の処理ルーチンがスタートすると、まずステップS1において、図3に示した第1センサ6Aから入力した出力電圧値に基づいて目盛検知ピッチPrを演算する。この演算は、前述したHigh電圧(図5)の立ち上がり部或いはLow電圧の立ち下がり部の発生間隔を測定することによって行う。
【0057】
次にステップS2で、上記演算により求めた目盛検知ピッチPrがピッチ基準値Pb(この例では図5のT)と同じであるか否かを判断する。Pr=Pbであれば(YESの判断)、ベルト速度変動は生じていないので、図示しないメインルーチンにリターンする。Pr=Pbでない場合には、ベルト速度変動が生じているので、ベルト速度を設計基準速度(目標速度)に戻すべく、「Pr−Pb」の解に応じた比率でベルト駆動モータ7の回転速度を増減する(ステップS3)。
【0058】
このように、このカラー複写機では、目盛検知ピッチPrとピッチ基準値Pbとの比較結果をベルト駆動モータ7の駆動制御にフィードバックさせることにより、ベルト速度の変動を抑えるようにしている。
【0059】
なお、「Pr−Pb」の解がプラスの値になったときには、その値に応じた比率でベルト駆動モータ7の回転速度を速めることで、ベルト速度を設計基準速度に戻す。逆に、「Pr−Pb」の解がマイナスの値になったときには、その値に応じた比率でベルト駆動モータ7の回転速度を遅くすることで、ベルト速度を設計基準速度に戻す。
【0060】
この中間転写ベルト10の駆動を制御するフィードバック制御により、中間転写ベルト10の速度変動を抑えて、それに起因するカラー画像形成時における各色のトナー像の重ね合わせズレを抑えることができる。
【0061】
上記説明はフィードバック制御の基本説明であり、制御方法はこの限りではない。
【0062】
上記のような制御動作において、スケールシール5の端部11a及び11b間にある継目11での目盛ピッチの異常箇所は、モータ制御装置70に誤ったフィードバック制御を実行させる原因となる。即ち、目盛ピッチの異常箇所がセンサにより検出されると、モータ制御装置70が、ベルト速度が低下したと誤認して、ベルト速度を目標速度よりも速めるように制御してしまう。ベルト駆動モータ7を起動してから目標速度(等速)まで上昇させる期間中に、このようにフィードバック制御信号が急激に変動すると、ベルト駆動モータ7の脱調や停止等の異常動作が引き起こされる。
【0063】
そこで、この実施例によるカラー複写機では、ベルト駆動モータ7を起動してからベルト速度(中間転写ベルト10の速度)が目標速度(正常速度)に到達するまでは、スケールシール5の目盛5aを読み取る第1センサ6Aの出力信号は使わずに、駆動ローラ9に取り付けたエンコーダ内の回転ディスク81上のスケールシール8の目盛8aを読み取る第2センサ6Bの出力信号を使用する。つまり、第2センサ6Bの出力信号に基づいてモータ制御装置70がフィードバック制御を行うことにより、ベルト駆動モータ7の異常動作を防止する。
【0064】
以下に、2つのセンサを切り換えて実行するベルト速度のフィードバック制御について、図7を参照して具体的に説明する。
【0065】
図7は、このカラー複写機のベルト駆動装置の制御系の詳細例を示すブロックである。
【0066】
モータ制御装置70は、各種判断および処理機能を有する中央処理装置(CPU)と、各処理プログラムおよび固定データを格納したROMと、処理データを格納するデータメモリであるRAM(不揮発生RAMを含む)と、入出力回路(I/O)とからなるマイクロコンピュータを用いたコントローラを備えており、本発明の各種機能(センサ切換手段、規定時間設定手段、切換禁止手段の各機能)を実現することができる。モータ制御装置70には、前述したベルト速度のフィードバック制御を可能にするため、第1センサ6A、第2センサ6B、及びベルト駆動モータ7が接続されている。
【0067】
モータ制御装置70は、カラー複写機本体の動作(本体動作)を制御する本体制御装置100との間で、その本体動作に関する情報とベルト駆動装置の動作(ベルト動作)に関する情報をやりとりする。本体制御装置100は、スキャナ3(図2)の読取りセンサ36の読取データに基づく光書き込み動作の制御や、現像及び重ね合わせ中間転写等により4色トナー像を形成する動作の制御が可能になるように、読取りセンサ36、露光装置21、及び画像形成ユニット18等に接続されている。また、その他各種駆動系及び各種検出装置にも接続されている。
【0068】
図7において、110はベルト駆動モータ7の駆動力を伝達するための駆動伝達部であり、駆動ローラ9等からなる。80はエンコーダであり、前述したように回転ディスク81と第2センサ6Bとを備えている。
【0069】
モータ制御装置70は、コントローラ71、第1センサ6Aの出力信号と第2センサ6Bの出力信号とを切り換える入力切換器72、中間転写ベルト10の基本速度V0に対応する信号と入力切換器72からの信号とを比較する比較器73を備えている。
【0070】
図8は、本発明によるベルト駆動方法の一例を示すフローチャートである。以下に、図8を参照して、図7に示すベルト駆動装置の制御系を用いたベルト駆動制御について説明する。
【0071】
図7に示すモータ制御装置70では、本体制御装置100からスタート信号を受け取ると、入力切換器72がフィードバック信号をFBループの信号、つまり第2センサ6Bの出力信号を選択する(ステップS1)。コントローラ71は、ベルト駆動モータ7を起動し(ステップS2)、エンコーダ80の回転ディスク81のスケールシール8の目盛8aを読み取る第2センサ6Bの出力信号に基づいて、ベルト駆動モータ7のフィードバック制御を行う(ステップS3)。
【0072】
このとき、制御目標である基本速度V0は、例えば時間と共に徐々に上昇していくように設定されてよい。比較器73は、第2センサ6Bの出力信号と基本速度V0に対応する信号とを比較し、基本速度V0に比べ第2センサ6Bの出力信号が示す現在速度が早いか遅いかを示すデータをコントローラ71に供給する。コントローラ71は、そのデータに応じてベルト駆動モータ7に与える駆動電流を調整することにより、ベルト速度が基本速度に一致するように速度を調整する。
【0073】
ベルト駆動モータ7が起動してからベルト速度が目標速度に到達するのに要する予め設定された規定時間(センサ切換規定時間)が経過すると(ステップS4でYES)、入力切換器72は、コントローラ71からの指示によってフィードバック信号を速度制御ループの信号、つまり第1センサ6Aの出力信号に切り換える(ステップS5)。なおこの際、ステップS4では、基本速度V0の値及び比較器73の出力等に基づいてベルト速度が目標速度(定常状態での中間転写ベルト10の速度)に到達したか否かをコントローラ71が判断して、これに応答して、ステップS5で入力切換器72がフィードバック信号を第1センサ6Aの出力信号に切り換えるように構成してもよい。コントローラ71は、中間転写ベルト10のスケールシール5の目盛5aを読み取る第1センサ6Aの出力信号に基づいて、中間転写ベルト10を目標速度V0で等速移動させるフィードバック制御を行う(ステップS6)。
【0074】
このとき、制御目標である基本速度V0は、定常状態での中間転写ベルト10の速度(目標速度)に設定されてよい。比較器73は、第1センサ6Aの出力信号と目標速度V0に対応する信号とを比較し、目標速度V0に比べ第1センサ6Aの出力信号が早いか遅いかを示すデータをコントローラ71に供給する。コントローラ71は、そのデータに応じてベルト駆動モータ7に与える駆動電流を調整することにより、ベルト速度が目標速度V0に一致して等速となるように速度制御する。
【0075】
上記の等速制御において、第1センサ6Aの出力信号からスケールシール5の継目を検出した場合、その検出中は、上述した比較器73による比較結果に基づくベルト駆動モータ7に与える電流の調整を禁止するように構成してよい。或いは、第1センサ6Aの出力信号を使用せずに予め図示しないメモリ(例えば不揮発生RAM)に記憶されたダミー信号を用いることにより、継目を検出する前の速度に保持するように構成してよい。また或いは、本出願人が先に提出した特願2003−140376号等に記載された技術を用いてベルト駆動モータ7を制御するようにしてもよい。
【0076】
なお、ベルト駆動モータ7が駆動する負荷には、駆動伝達部110および中間転写ベルト10に加え、中間転写ベルト10と接触する2次転写ローラ23がある。この2次転写ローラ23は図示しない2次転写モータにより駆動される場合がある。この場合、中間転写ベルト10と2次転写ローラ23の駆動源が違うために、中間転写ベルト10の表面に2次転写ローラ23による擦れが発生する可能性がある。この問題を防止するためには、2次転写ローラ23の立ち上がりに合わせて(モータの負荷側の条件に合わせて)ベルト駆動モータ7を制御するとよい。この場合、2次転写ローラ23の立ち上がりに要する時間(立上時間)がセンサ切換規定時間となり、モータ制御装置70が、本体制御装置100からの指示により、上記立上時間をセンサ切換規定時間として予め設定しておけば、中間転写ベルト10の表面の擦れによる傷を回避することができる。
【0077】
また上記説明において、モータ制御装置70は、ベルト駆動モータ7を起動してからセンサ切換規定時間を経過するまでは第2センサ6Bの出力信号を、センサ切換規定時間を経過した後は第1センサ6Aの出力信号を、ベルト駆動モータ7のフィードバック制御に使用している。しかし例えば第1センサ6Aの出力信号が入力されていなかったり、その出力信号が異常な波形であったりする場合には、第1センサ6Aの出力信号への切り換えを禁止し、第2センサ6Bの出力信号に基づいたベルト駆動モータ7のフィードバック制御を継続するとよい。
【0078】
但し、ベルト駆動モータ7を起動して立ち上がった(ベルト速度が目標速度に達した)後もまだ第2センサ6Bの出力信号を使用してベルト駆動モータ7のフィードバック制御を継続するような場合、少なくとも感光体40に画像を書き込む(形成する)動作が開始される前に、第1センサ6Aの出力信号に切り換える必要がある。何故なら、感光体40への画像書き込み中に第1センサ6Aの出力信号への切り換えが行われると、中間転写ベルト10のわずかな速度変動が感光体40の微妙な速度変動を発生させ、各感光体40Y,40M,40C,40Kの画像書き込み位置が微妙に擦れ、色ずれとなってしまうためである。
【0079】
図9は、このカラー複写機のベルト駆動装置の制御系の他の詳細例を示すブロックであり、図7と同じ部分には同一符号を付している。なお、図9では、エンコーダ80内の回転ディスク81とセンサ6Bの図示を省略している。
【0080】
この例では、ベルト駆動モータ7の回転軸にエンコーダ80を取り付け、そのエンコーダ80内の回転ディスク81のスケールシール8の目盛8aを読み取る第2センサ6Bの出力信号に基づいて、ベルト駆動モータ7の立ち上げ時のフィードバック制御を行う。
【0081】
なお、第2センサ6Bが読み取る中間転写ベルト10の駆動に連動する被検知物を、図7の例ではベルト駆動モータ7を回動させる駆動ローラ9の回転軸に取り付けられたエンコーダ80内の回転ディスク81の目盛、図9の例ではベルト駆動モータ7の回転軸に取り付けられたエンコーダ80内の回転ディスク81の目盛としたが、それらに限るものではない。例えば、中間転写ベルト10の回動により従動回転する従動ローラ15又は16の回転軸にエンコーダ80を取り付け、そのエンコーダ80内の回転ディスク81のスケールシール8の目盛8aを読み取る第2センサ6Bの出力信号に基づいてベルト駆動モータ7の立ち上げを行うようにしてもよい。
【0082】
また、ベルト駆動モータ7として、エンコーダ80の機能を持ったものを使用することもできる。
【0083】
さらに、この実施例では、中間転写ベルト10の速度制御を行っているが、中間転写ベルト10の位置制御を行うようにしてもよい。
【0084】
さらにまた、図7又は図9によって説明したコントローラ71,入力切換器72,比較器73の機能を、コントローラ71内のCPU(コンピュータ)がROM内のこの発明によるプログラムを実行することによって実現することも可能である。それによって、そのプログラムが、コントローラ71内のCPUに、センサ切換手段,規定時間設定手段,切換禁止手段の機能を実現させることができる。
【0085】
この発明によるプログラムは、はじめからROMに格納しておいてもよいが、記録媒体であるCD−ROMあるいはフレキシブルディスク,SRAM,EEPROM,メモリカード等の不揮発性記録媒体(メモリ)に記録して提供することもできる。そのメモリに記録されたプログラムをCPUに実行させるか、CPUにそのメモリからこのプログラムを読み出して実行させることにより、上述した各処理手順を実行させることができる。
【0086】
また、ネットワークに接続され、プログラムを記録した記録媒体を備える外部機器あるいはプログラムを記憶手段に記憶した外部機器からダウンロードして実行させることも可能である。
【0087】
以上、本発明を、中間転写ベルトの駆動制御を行うベルト駆動装置を備えたカラー複写機に適用した実施例について説明したが、本発明はこの実施例に限られるものではない。本発明は、画像形成用の他のベルト(感光体ベルト,転写ベルト,転写搬送ベルト,又は画像記録媒体搬送用ベルト)の駆動制御を行うベルト駆動制御装置、及びそのようなベルト駆動制御装置を備えたカラー複写機やカラープリンタ等の画像形成装置にも適用可能である。
【0088】
すなわち、中間転写ベルト上に各色の感光対が並べられて配設されるタンデム式のカラー複写機におけるベルト駆動装置に本発明を適用した例について説明したが、本発明が適用可能な画像形成装置及びベルト駆動装置はこの構成に限られるものではない。複数のローラに張架された無端状ベルトをそのローラのうちの少なくとも1以上のローラによって回転駆動するベルト駆動装置を有する画像形成装置であれば、そのベルトの種類に関わらず、ベルト駆動装置に本発明を適用することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【0089】
本発明は、ベルトを安定して駆動することが必要なベルト駆動装置に適用することができる。また、ベルトの安定駆動が必要なベルト駆動装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、融合器等の画像形成装置に適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【0090】
【図1】この発明の一実施例である画像形成装置のベルト駆動装置を示す概略図である。
【図2】同じくその画像形成装置の一例を示す全体構成図である。
【図3】図1のベルト駆動装置の中間転写ベルト上に設けた目盛とそれを検知する第1センサを示す平面図である。
【図4】図1の駆動ローラ9に取り付けられたエンコーダに備えている回転ディスクの構成例を示す平面図である。
【図5】図3の第1センサがスケールの目盛を検知して出力する2値のセンサ出力信号を示す図である。
【図6】モータ制御装置が行うベルト速度のフィードバック基本制御のルーチンを示すフロー図である。
【図7】図2に示した画像形成装置のベルト駆動装置の制御系の詳細例を示すブロックである。
【図8】本発明によるベルト駆動方法の一例を示すフローチャートである。
【図9】同じくベルト駆動装置の制御系の他の詳細例を示すブロックである。
【図10】従来の直接転写方式の画像形成装置の一例を画像形成部のみ示す構成図である。
【図11】従来の間接転写方式の画像形成装置の一例を画像形成部のみ示す構成図である。
【図12】スケールシールの継目箇所とその付近をセンサが検知した場合の検知パルスを示す波形図である。
【図13】同じくそのセンサがスケールシールの継目箇所以外の部分を検知した場合の検知パルスを示す波形図である。
【符号の説明】
【0091】
5,8:スケールシール
5a,8a:目盛
6A:第1センサ
6B:第2センサ
7:ベルト駆動モータ
8b:挿入穴
9:駆動ローラ
10:中間転写ベルト
11:継目
15,16:従動ローラ
70:モータ制御装置
71:コントローラ
72:入力切換器
73:比較器
80:エンコーダ
81:回転ディスク
100:本体制御装置
110:駆動伝達部




 

 


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