JPH10186533A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 走査光学系の停止位置精度を向上させること
により、画像形成装置の小型化及び固定保持手段の信頼
性の向上を図ることである。 【解決手段】 Ｌ（ホームポジションＬ４０１−画像先
端部Ｌ４０３間距離），Ｖｃ（設定倍率Ｃと機械設定速
度Ｖから求められる速度）に関して、Ｌ＝（ｔ−ａ）＊
Ｖｃ＋ａ＊Ｖｃ／２が成り立つ。ホームポジションＬ４
０１から、画像先端部Ｌ４０３までの所要時間ｔを測定
し、倍率を加味して演算すれば、停止状態から所定速度
に達する時間ａが導き出せる。走査光学系４は、停止時
から正転を開始した時と定速時から逆転ブレーキをかけ
た時との時間に対する速度変化の傾きが逆となる。従っ
て、時間ａから、バックスキャン時において、画先セン
サ４２２を検知してからｔ２秒後に逆転ブレーキをかけ
るまでの時間ｔ２と、そこからショートブレーキに切り
替えるまでの時間ｔ１を求めることができ、所定の位置
に停止させるための最適なブレーキ制御を行なうことが
できる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、原稿走査を行な
い、シート材上に画像を形成する、例えば複写機等の画
像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来の複写機の画像形成動作を図６を用
いて説明する。

【０００３】１０００は複写機（画像形成装置）本体、
１は原稿を露光位置に搬送する自動原稿搬送装置、２は
原稿載置台としての原稿台ガラスである。また、４は画
像を読取る走査光学系であり、原稿照明ランプ（露光ラ
ンプ）３と、走査ミラー９とレンズ８で構成されてい
る。この走査光学系４は、図示しないモーターによって
駆動されている。そして、モーターにより走査しつつ露
光ランプ３で原稿を照明し、原稿からの反射光を走査ミ
ラー９とレンズ８とにより感光体ドラム１１に結像させ
る。

【０００４】走査光学系４は、図６上で左から右に倍率
の必要速度で、また紙種、倍率により必要とされる距離
だけ走査を行なうと、反転して一定のバックスピードに
制御され、右から左に戻ってきて、走査光学系４を検知
するセンサのタイミングをとってブレーキをかけ、走査
光学系４の走査スタート位置であるホームポジションで
停止させる。

【０００５】上記感光体ドラム１１の周囲には、１次帯
電器１２と、現像器１３と、転写帯電器１６と、分離帯
電器２２とが配設されており、これらと感光体ドラム１
１等により画像記録手段が構成されている。

【０００６】感光体ドラム１１は図示しないメインモー
ターにより図６中に示す矢印の方向に回転するもので、
１次帯電器１２によりコロナ帯電されており、走査光学
系４から原稿の反射光が結像すると、静電潜像が形成さ
れる。この静電潜像は、現像器１３により現像されてト
ナー像として可視化される。

【０００７】一方、本体１０００の底部には、転写用の
シート材３０を積載収納するカセット１５が配設されて
おり、ピックアップローラー４０により１枚ずつ分離さ
れて給紙されたシート材３０は、搬送路１９を通して、
上記感光体ドラム１１の方へ送られる。

【０００８】転写帯電器１６の手前まで搬送されたシー
ト材３０は、その先端とトナー像の先端とが一致するよ
うに、センサ１４の検知信号を用いタイミングがとられ
た後、感光体ドラム１１に給送され、転写帯電器１６に
よりトナー像が転写される。この転写後、転写紙は分離
帯電器２２により感光体ドラム１１から分離され、搬送
ベルト２３により定着器に導かれて加圧１０、加熱１１
の両ローラーにより定着され、この後排出ローラー１８
により本体１０００の外に排出される。

【０００９】これに対し近年流し読みと呼ばれる動作モ
ードを有する複写機が発売されている。

【００１０】前述の走査光学系による原稿走査を行なわ
ず、走査光学系を固定し、自動原稿搬送装置１により原
稿自体を移動し、露光ランプ３に対し、原稿を走査させ
るものである。

【００１１】図７（ａ）〜（ｄ）に動作遷移図を示す。

【００１２】コピースタート命令が入力されると、自動
原稿搬送装置１はプラテンガラス上の決められた位置ま
で第１の原稿Ｔ₁ を送る（図７（ａ））。走査光学系４
は走査のためにホームポジション４０１の位置に待機し
ており、自動原稿搬送装置の動作完了を待って、第１の
原稿Ｔ₁ の走査を行なう。走査光学系４は、走査完了後
停止せずそのまま流し読みモードホームポジション４０
２へ移動する。

【００１３】４０２において確実に固定するために、走
査光学系４は後述する固定保持手段によってロック状態
を確保する。

【００１４】自動原稿搬送装置１は、走査光学系４の４
０２への移動完了を待って、第２の原稿以降の原稿Ｔ
₂ ，Ｔ₃ ，Ｔ₄ を所定の走査スピードで原稿を連続して
送る（図７（ｃ），（ｄ））。

【００１５】図８に前述の固定保持手段とその動作を示
す。４１１はロックレバー、４１２は走査光学系４を動
作させるモーターとタイミングベルト等を介してメカニ
カルに連動して回転するロック円盤、４１３はロック円
盤４１２上に固定され、ロックレバー４１１との勘合に
より走査光学系４を固定保持（ロック）するためのロッ
クバーである。

【００１６】また、４１１は特に図示しないがソレノイ
ド等によって上下動作を行なう。

【００１７】１枚目の原稿は通常のスキャンを動作を行
なうため図８（ａ）の状態になっており、所定のスキャ
ン長の動作を行なう。その後そのまま前進し続け、流し
読みモードホームポジション４０２手前で、図８（ｂ）
に示すように、ロックレバー４１１がソレノイド等によ
ってもち上げられる。光学系４は、ブレーキをかけて減
速し、ロックレバー４１３は低速状態に移行したところ
で図８（ｃ）に示すように、ロックレバー４１１に押し
当たる。その後、特に図示しないソレノイドがオフし、
図８（ｄ）のように、ロックレバー４１１とロックバー
４１３が勘合し、走査光学系４が固定保持状態となり、
モーターがオフする。

【００１８】

【発明が解決しようとする課題】従来の複写機等の画像
形成装置では、走査を終え戻ってくる時の停止制御は、
パルスモーターであれば、前進方向のパルス数だけ戻せ
ば良いが、ＤＣモーターではセンサのタイミングを用い
て所定の時間走査した後反転させ、センサのタイミング
を用いてブレーキをかけ、スタート位置に停止するよう
にしている。

【００１９】この場合、モーター単体でのブレーキのば
らつきや、機器ごとの負荷ばらつき、昇温による磁力の
変化等により停止位置の変動が余儀なくされる。

【００２０】例えばバックスキャン時にブレーキの効き
が強めに働き、走査スタート位置であるホームポジショ
ンより手前で停止した場合、連続コピー時には、１枚毎
にホームポジションに戻るという動作が入ってしまい、
所定のコピースピードが得られなくなってしまう。

【００２１】逆にブレーキの効きが弱めに働くと、停止
位置が走査スタート位置をオーバーランし、匡体にぶつ
かってしまう。

【００２２】従って走査スタート位置より、走査方向と
反対側には、ばらつきを充分吸収するだけの幅を、設け
なくてはならず機器の小型化に対するネックとなってい
る。

【００２３】また前述の流し読みモードを有する画像形
成装置において、走査光学系４をロックさせる際に、構
成上ロックレバー４１１とロックバー４１３の衝突によ
る衝撃が生じてしまう。

【００２４】走査光学系４をロック位置まで移動する際
の走査スピードは、ユーザーの設定する倍率により変化
するため、どのようなスピードで走査を行ってもロック
レバー４１１とロックバー４１３の衝突時には、設定さ
れた倍率（それに伴う走査スピード）によって予め決め
られた計算式から求められるブレーキ量に変更し、衝突
時には充分低速に推移、安定させ最小限の衝撃におさ
え、高速領域で押し当てないようにしている。

【００２５】しかしながら、モーターのばらつきや、連
続動作に於ける昇温でのブレーキ量変化等、ブレーキの
効きに影響を与えるパラメーターが走査スピード以外に
も多く、充分低速になっていない状態、またはブレーキ
が効きすぎてしまう状態でロック部材に押し当たってし
まうという事態が生じる。

【００２６】衝突時のエネルギー量は、速度の２乗で変
化するから、充分低速になっていない状態では、設定速
度時に対して、衝突時の衝撃が飛躍的に大きくなり、耐
久性を落とすことになるだけでなく、衝突音も問題にな
る。また速度が早いほど衝突時の反発力も飛躍的に大き
くなり、図８（ｃ）から（ｄ）への状態遷移時に、モー
ターの押し込み力より跳ね返り力が大きくなってしま
う。その場合ロック機構が作動するわずかな時間の間に
固定位置にロックされず外れてしまう問題も生じる。

【００２７】逆にブレーキが効きすぎてしまう場合に
は、ブレーキを解除した段階で、所定速度より低速にな
ってしまうため、制御モーターの特性上、所定速度に戻
す制御を行ない、フルトルク電流を流す事態が生じる。
その時にロックレバー４１１とロックバー４１３の勘合
状態になってしまうと、フルトルク加速状態であるにも
関わらず回転動作ができないため、モーターロック状態
となってしまい異常状態を検知してエラーになってしま
ったり、モーターにダメージを与えてしまう問題が生じ
る。

【００２８】本発明は上記従来技術の課題を解決するた
めになされたものであって、その目的とするところは、
走査光学系の停止位置精度を向上させることにより、画
像形成装置の小型化及び固定保持手段の信頼性の向上を
図ることにある。

【００２９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、第１の発明は、移動及び／又は停止して原稿を読み
取る走査光学系と、該走査光学系を駆動する走査光学系
駆動手段と、少なくとも２か所以上の所定位置における
前記走査光学系の有無を検知する位置検知手段と、を有
する画像形成装置において、前記走査光学系が前記所定
位置のうちいずれか２か所間を移動する時間に基づいて
前記走査光学系駆動手段を制御することを特徴とする。

【００３０】ここで、走査光学系は、移動及び停止した
状態で原稿を読み取るものであっても、移動又は停止し
た状態で原稿を読み取るものであってもよい。

【００３１】このようにすれば、走査光学系駆動手段の
駆動条件のばらつきや変動にかかわらず、最適の駆動制
御が可能となり、走査光学系の停止位置精度が向上し、
停止位置のばらつきに対応するためのスペースを確保す
る必要がなくなり、画像形成装置の小型化を図ることが
できる。

【００３２】第２の発明は、第１の発明において、前記
走査光学系を所定の停止位置に保持する固定保持手段を
有することを特徴とする。

【００３３】このようにすれば、走査光学系の停止位置
精度の向上により、固定保持手段の保持動作の信頼性の
向上を図ることができる。

【００３４】

【発明の実施の形態】以下に図面を参照して本発明の実
施形態を説明する。

【００３５】（第１の実施形態）図１は本発明の第１の
実施形態に係る複写機の要部構成を示す図であり、従来
例における図６と同様の構成を有する部分は同一の符号
を付して説明を省略する。５０１は、走査光学系４を駆
動する走査光学系駆動手段としてのコントローラー一体
型ＤＣブラシレスモーター、５０２はコントローラー一
体型ＤＣブラシレスモーター５０１への動作ＯＮ／ＯＦ
Ｆ信号の送信、ロック信号（ＬＤ）の受信、演算を行う
ＣＰＵ、４２１は位置検知手段としてのホームポジショ
ンセンサ、４２２は位置検知手段としての画先センサで
各センサの役割については、次の図２を用いて詳細を述
べる。

【００３６】図２は本発明における構成図を示すもので
ある。４２１は、走査光学系がホームポジションＬ４０
１にいる事を検知するホームポジションセンサ、４２２
は走査光学系４が画像先端部Ｌ４０３にいる事を検知す
る画先センサである。

【００３７】走査光学系４は、Ｌ４０１からＬ４０３に
移動する間に所定の速度に達しており、４２２でタイミ
ングを取って感光体ドラムへの潜像形成を行なう。

【００３８】図３はホームポジションＬ４０１から動作
を開始し、画像先端部Ｌ４０３を通過するまでの時間対
速度を示したものである。

【００３９】原点はホームポジションセンサ位置Ｌ４０
１であり、横軸は、ｔが画像先端部Ｌ４０３に配された
画先センサ４２２に到達するまでの時間、ａは加速が完
了し、モーター制御がロック状態にはいるまでの時間で
あり、縦軸は走査光学系４の速度を示したものである。

【００４０】倍率が１００％時の速度がＶ［ｍｍ／ｓｅ
ｃ］であれば、Ｃ％の時の速度Ｖｃは、 Ｖｃ＝（Ｖ／Ｃ）＊１００ この時のホームポジションから画先までの移動距離をＬ
とすると Ｌ＝（ｔ−ａ）＊Ｖｃ＋ａ＊Ｖｃ／２ となる。

【００４１】Ｌ：ホームポジション−画像先端部間距離 Ｖｃ：設定倍率Ｃと機械設定速度Ｖから求められる速度 この２つは、予め与えられる数値と計算で求められる数
値であり、よってホームポジションＬ４０１から、画像
先端部Ｌ４０３までの所要時間を測定し、倍率を加味し
て演算すれば、停止状態から所定速度に達する時間ａが
導き出せる。

【００４２】図４はバックスキャンから停止するまでの
時間対速度を示したものである。

【００４３】画先センサ４２２を検知してからｔ２秒後
に逆転ブレーキをかけ、そこからｔ１秒後にショートブ
レーキに切り替える制御を行ない停止させる。

【００４４】 Ｌ＝ｔ２＊Ｖｂ＋ｔ１＊Ｖｂ／２ …（１） Ｖｃ／Ｖｂ＝ａ／ｔ１ Ｌ：ホームポジション−画像先端部間距離 Ｖｃ：設定倍率Ｃ％の速度 Ｖｂ：バックスキャン速度 が成り立ち、ｔ１，ｔ２が求められる。ここで、ショー
トブレーキに切り替える時点での速度は無視し得る程度
の値である。

【００４５】走査光学系４は逆転信号（逆転ブレーキ）
をかけると、図３に示す加速角度と逆の傾きの減速を行
い、ａ秒後に速度０［ｍｍ／ｓｅｃ］に達する。ここ
で、本実施形態では、走査光学系４を駆動する際に、停
止時から正転を開始した時と定速時から逆転ブレーキを
かけた時とで、時間に対する走査光学系４の速度の傾き
が逆になるように制御しており、走査光学系４がホーム
ポジションから固定位置に向かう場合と、固定位置から
ホームポジションに戻る場合も同様である。

【００４６】よって、図４において逆転ブレーキをかけ
る時間ｔ１は ｔ１＝（Ｖｂ／Ｖｃ）＊ａ このｔ１を式（１）に代入することにより、画先検知セ
ンサ４２２を検知してから、逆転ブレーキをかけるまで
の時間ｔ２が求められる。

【００４７】よって、ｔの測定値からａを算出し、この
ａを用いてｔ１及びｔ２を算出することで適切なブレー
キ量が求められ、その値のブレーキをかければ、ばらつ
きや温度、経年変化に依存せず常にモーター状態に沿っ
た適切な停止制御が行なわれる。

【００４８】この結果、ホームポジションより、走査方
向と反対側に、ばらつきを吸収するためのスペースを確
保する必要がなくなり、画像形成装置の小型化を図るこ
とができる。

【００４９】（第２の実施形態）以下、本発明の第２の
実施形態を説明する。

【００５０】従来例及び第１の実施形態の同様の構成を
有する部分については、同様の符号を用いて説明を省略
する。

【００５１】本実施形態に係る複写機の構成は第１の実
施形態と同じであり、タイミングは第１の実施形態に関
する図３及び図５を用いて説明する。

【００５２】倍率が１００％＝Ｖ［ｍｍ／ｓｅｃ］とす
ると、Ｃ％の時の速度Ｖｃは Ｖｃ＝Ｖ／ｃ＊１００ この時のホームポジションから画先までの移動距離をＬ
とすると Ｌ＝（ｔ−ａ）＊Ｖｃ＋ａ＊Ｖｃ／２ となる。

【００５３】Ｌ：ホームポジション−画先間距離 Ｖｃ：設定倍率Ｃ％の速度 この２つは、予め与えられる数値と計算ででる数値であ
り、よってホームポジションＬ４０１から、画像先端部
Ｌ４０３までの所要時間を測定し、倍率を加味して演算
すれば、停止状態から所定速度に達する時間ａを導き出
せる。

【００５４】走査光学系４は逆転信号（逆転ブレーキ）
をかけると、０［ｍｍ／ｓｅｃ］からＶｃ［ｍｍ／ｓｅ
ｃ］までの加速角度と逆の傾きの減速を行うので、ａ秒
後に速度はほぼ０［ｍｍ／ｓｅｃ］に達する。ここで、
本実施形態では、走査光学系４を駆動する際に、停止時
から正転を開始した時と定速時から逆転ブレーキをかけ
た時とで、時間に対する走査光学系４の速度の傾きが逆
になるように制御している。

【００５５】よって、図５に示すように、常に基本速度
Ｖ（倍率＝１００％）時の１０％の速度に安定させるた
めの所要時間ｔ３は、 ｔ３＝ａ＊［１−｛ｃ（％）／１００｝＊｛１０（％）
／１００｝］ で求められる。

【００５６】例えば、 ５０％時は、０．９５＊ａ₅₀ １００％時は、０．９＊ａ₁₀₀ ２００％時は、０．８＊ａ₂₀₀ の時間ブレーキをそれぞ
れかけることにより、常にＶの１０％の速度に推移され
る。

【００５７】よって、ｔを測定し加速所要時間ａを求
め、そこから所望の速度までブレーキをかける時間ｔ３
を導き出しブレーキをかければ、ばらつきや温度、経年
変化に依存せずスキャンスピードからロックスピードへ
の推移が安定して行なわれる。

【００５８】この結果、ロックレバー４１１とロックバ
ー４１３が勘合する際に過剰な衝撃を生じることがな
く、衝撃音を低減することができるとともにロックレバ
ー４１１とロックバー４１３の耐久性を向上させること
ができる。

【００５９】また、走査光学系４の停止位置精度の向上
により、ロックレバー４１１とロックバー４１３とがう
まく勘合しなかったり、はずれたりすることがなくな
り、ロック機構の信頼性が向上する。また、モーターロ
ック状態となることもない。

【００６０】

【発明の効果】以上、説明したように、第１の発明によ
れば、走査光学系が所定位置のうちいずれか２か所間を
移動する時間に基づいて走査光学系駆動手段を制御する
ようにしたので、走査光学系駆動手段の駆動条件のばら
つきや変動にかかわらず、最適の駆動制御が可能とな
り、走査光学系の停止位置精度が向上し、停止位置のば
らつきに対応するためのスペースを確保する必要がなく
なり、画像形成装置の小型化を図ることができる。

【００６１】第２の発明によれば、走査光学系を所定の
停止位置に保持する固定保持手段を有する画像形成装置
においても、走査光学系の停止位置精度の向上により、
固定保持手段の保持動作の信頼性の向上を図ることがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】図１は第１及び第２の実施形態に係る複写機の
要部構成を示す図である。

【図２】図２（ａ）及び図２（ｂ）は第１及び第２の実
施形態に係る複写機の走査光学系の位置関係を示す図で
ある。

【図３】図３は第１及び第２の実施形態に係る複写機の
走査光学系の加速特性図である。

【図４】図４は第１の実施形態に係る複写機の走査光学
系の減速特性図である。

【図５】図５は第２の実施形態に係る複写機の走査光学
系の減速特性図である。

【図６】図６は従来例，本発明の第１及び第２の実施形
態に係る複写機の概略構成図である。

【図７】図７（ａ）〜（ｄ）は従来例，本発明の第１及
び第２の実施形態に係る複写機の動作遷移図である。

【図８】図８（ａ）〜（ｄ）は従来例，本発明の第１及
び第２の実施形態に係る複写機の固定保持手段の動作遷
移図である。

【符号の説明】

１ 自動原稿搬送装置 ２ 原稿台ガラス ３ 原稿照明ランプ ４ 走査光学系 １１ 感光体ドラム ３０ 転写用シート材 ４０１ ホームポジション位置 ４０２ 流し読みモードホームポジション位置 ４０３ 画像先端部位置 ４１１ ロックレバー ４１２ ロック円盤 ４１３ ロックバー ４２１ ホームポジションセンサ ４２２ 画先センサ １０００ 複写機本体

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 移動及び／又は停止して原稿を読み取る
   走査光学系と、 該走査光学系を駆動する走査光学系駆動手段と、 少なくとも２か所以上の所定位置における前記走査光学
   系の有無を検知する位置検知手段と、 を有する画像形成装置において、 前記走査光学系が前記所定位置のうちいずれか２か所間
   を移動する時間に基づいて前記走査光学系駆動手段を制
   御することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 前記走査光学系を所定の停止位置に保持
   する固定保持手段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。