JP3523707B2 - 画像形成装置およびその駆動方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は画像形成装置、特に、
レーザプリンタ、デジタル複写機等のレーザ走査装置を
備えた画像形成装置およびその駆動方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】画像形成装置として、例えば、デジタル
複写機は、原稿の画像を読み取るスキャナと、読み取ら
れた原稿の画像データに応じて感光体ドラム周面を露光
する露光装置と、を備えている。この露光装置は、画像
データに応じてレーザ光を出射するレーザ光源と、レー
ザ光源から出射されたレーザ光を連続的に偏向するポリ
ゴンミラーと、を有し、ポリゴンミラーはポリゴンモー
タにより一定の速度で回転駆動される。

【０００３】また、感光体ドラムは、駆動モータ、プー
リ、ベルト等を有する駆動系によって所定の速度で回転
される。そして、露光装置からのレーザ光によって感光
体ドラム周面を走査することにより、原稿に対応する静
電潜像が形成される。この静電潜像は、現像剤を用いた
現像器によって現像され、コピー用紙に転写される。

【０００４】高画質、高解像度の画像を形成するために
は、感光体ドラムの振動や回転ムラ等に起因するジッタ
画像を低減する必要がある。そこで、従来、感光体ドラ
ムを回転させる駆動系の回転軸にフライホイールを設け
て駆動モータを含む駆動系の振動および回転ムラ等を低
減し、ジッタ画像の発生を防止している。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、フライ
ホイールは、特に感光体ドラムの高周波領域の回転ムラ
低減には有効であるが、露光装置の振動等に起因するジ
ッタ画像の発生を防止することはできない。つまり、露
光装置は、ポリゴンモータ等の内部振動源およびドラム
駆動系の駆動モータ等の外部振動源の影響により振動す
るが、このような露光装置の振動は前述のフライホイー
ルによって低減することができない。そして、露光装置
の振動は、感光体ドラム周面を露光走査するレーザ光に
悪影響を及ぼしジッタ画像発生の原因となる。

【０００６】この発明は以上の点に鑑みなされたもの
で、その目的は、ジッタの発生による画像不良を改善
し、高画質、高解像度の画像を得ることのできる画像形
成装置および画像形成装置の駆動方法を提供することに
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、この発明に係る画像形成装置は、ドラム状の像担持
体を回転駆動する駆動モータと、上記駆動モータの回転
軸に設けられた歯車を有し上記駆動モータの駆動力を上
記像担持体に伝達する駆動機構と、レーザ光源と、上記
レーザ光源からのレーザ光を偏向しレーザ光により上記
像担持体を露光走査する回転自在な走査部材と、上記走
査部材を回転駆動する走査モータと、を有する露光手段
と、上記走査部材によりレーザ光によって露光走査され
た上記像担持体から現像剤像を形成する手段と、を備え
ている。上記駆動モータの回転周波数と上記歯車の歯数
との積に一致する駆動機構の噛み合い周波数Ｈｋ、およ
び上記走査モータの回転周波数Ｈｐは、｜Ｈｐ−ＨＫ｜
／ＨＰが０．２以上で、かつ、上記噛み合い周波数と走
査モータの回転周波数との比が整数倍とならない値にそ
れぞれ設定されていることを特徴としている。

【０００８】また、駆動モータの回転軸に設けられた歯
車を有した駆動機構を介して、上記駆動モータによりド
ラム状の像担持体を回転駆動し、走査モータにより走査
部材を回転駆動して、上記走査部材からのレーザ光によ
り上記像担持体を露光走査する画像形成装置の駆動方法
において、この発明に係る駆動方法は、上記駆動モータ
の回転周波数と上記歯車の歯数との積に一致する上記駆
動機構の噛み合い周波数Ｈｋおよび上記走査モータの回
転周波数Ｈｐを、｜Ｈｐ−Ｈｋ｜／Ｈｐが０．２以上
で、かつ、上記噛み合い周波数と上記走査モータの回転
周波数との比が整数倍とならない値にそれぞれ設定して
上記像担持体および走査部材を駆動することを特徴とし
ている。

【０００９】

【作用】上記のように構成された画像形成装置および駆
動方法において、像担持体は駆動機構を介して駆動モー
タにより回転駆動され、露光手段の走査部材は走査モー
タにより回転駆動される。そして、レーザ光源からのレ
ーザ光は回転する走査部材により偏向され、像担持体を
露光走査して静電潜像を形成する。この際、駆動機構の
振動、回転ムラ等が露光手段に伝達されるため、駆動機
構の噛み合い周波数と走査モータの回転周波数とが接近
している場合、共振により露光手段の振動振幅が増大す
る。

【００１０】そこで、噛み合い周波数ＨP および回転周
波数ＨK を｜ＨP −ＨK ｜／ＨP が０．２以上となるよ
うに設定し、これらの周波数にある程度差を設けて共振
による露光手段の振動振幅の増大を抑制している。ま
た、噛み合い周波数と走査モータの回転周波数との比が
整数倍になると、振動振幅の増大を生じるため、噛み合
い周波数ＨP および回転周波数ＨK はその比が整数倍と
ならないように設定されている。

【００１１】

【実施例】以下図面を参照しながら、この発明に係る画
像形成装置をデジタル複写機に適用した実施例について
詳細に説明する。図１に示すように、デジタル複写機は
装置本体１０を備え、この装置本体１０内には、後述す
る読み取り手段として機能するスキャナ４、および画像
形成手段として機能する画像形成部６が設けられてい
る。

【００１２】装置本体１０の上面には、図示しないコン
トロールパネル、および、読取対象物、つまり原稿Ｄが
載置される透明なガラスからなる原稿載置台１２が設け
られている。また、装置本体１０の上面には、原稿載置
台１２上に原稿を自動的に送る自動原稿送り装置７（以
下、ＡＤＦと称する）が配設されている。このＡＤＦ７
は、原稿載置台１２に対して開閉可能に配設され、原稿
載置台に載置された原稿Ｄを原稿載置台１２に密着させ
る原稿押さえとしても機能する。

【００１３】ＡＤＦ７は、原稿Ｄがセットされる原稿ト
レイ８、原稿の有無を検出するエンプティセンサ９、原
稿トレイから原稿を一枚づつ取り出すピックアップロー
ラ１４、取り出された原稿を搬送する給紙ローラ１５、
原稿の先端を整位するアライニングローラ対１６、原稿
載置台１２のほぼ全体を覆うように配設された搬送ベル
ト１８を備えている。そして、原稿トレイ８に上向きに
セットされた複数枚の原稿は、その最下の頁、つまり、
最終頁から順に取り出され、アライニングローラ対１６
により整位された後、搬送ベルト１８によって原稿載置
台１２の所定位置へ搬送される。

【００１４】ＡＤＦ７において、搬送ベルト１８を挟ん
でアライニングローラ対１６と反対側の端部には、反転
ローラ２０、非反転センサ２１、フラッパ２２、排紙ロ
ーラ２３が配設されている。後述するスキャナ４により
画像情報の読み取られた原稿Ｄは、搬送ベルト１８によ
り原稿載置台１２上から送り出され、反転ローラ２０、
フラッパ２１、および排紙ローラ２２を介してＡＤＦ７
上面の原稿排紙部２４上に排出される。原稿Ｄの裏面を
読み取る場合、フラッパ２２を切換えることにより、搬
送ベルト１８によって搬送されてきた原稿Ｄは、反転ロ
ーラ２０によって反転された後、再度搬送ベルト１８に
より原稿載置台１２上の所定位置に送られる。

【００１５】装置本体１０内に配設されたスキャナ４
は、原稿載置台１２に載置された原稿Ｄを照明する蛍光
灯等の光源２５および原稿Ｄからの反射光を所定の方向
に偏向する第１のミラー２６を有し、これらの光源およ
び第１のミラーは、原稿載置台１２の下方に配設された
第１のキャリッジ２７に取り付けられている。第１のキ
ャリッジ１６は、原稿載置台１２と平行に移動可能に配
置され、図示しない歯付きベルト等を介して駆動モータ
により、原稿載置台の下方を往復移動される。

【００１６】また、原稿載置台１２の下方には、原稿載
置台と平行に移動可能な第２のキャリッジ２８が配設さ
れている。第２のキャリッジ２８には、第１のミラー２
６により偏向された原稿Ｄからの反射光を順に偏向する
第２および第３のミラー３０、３１が互いに直角に取り
付けられている。第２のキャリッジ２８は、第１のキャ
リッジ２７を駆動する歯付きベルト等により、第１のキ
ャリッジ２７に対して従動されるとともに、第１のキャ
リッジに対して、１／２の速度で原稿載置台１２に沿っ
て平行に移動される。

【００１７】また、原稿載置台１２の下方には、第２の
キャリッジ２８上の第３のミラー３１からの反射光を集
束する結像レンズ３２と、結像レンズにより集束された
反射光を受光して光電変換するＣＣＤセンサ３４とが配
設されている。結像レンズ３２は、第３のミラー３１に
より偏向された光の光軸を含む面内に、駆動機構を介し
て移動可能に配設され、自身が移動することで反射光を
所望の倍率で結像する。そして、ＣＣＤセンサ３４は、
入射した反射光を光電変換し、読み取った原稿Ｄに対応
する電気信号を出力する。

【００１８】一方、画像形成部６は、露光手段として作
用するレーザ露光装置４０を備えている。レーザ露光装
置４０は、光源としての半導体レーザ４１と、半導体レ
ーザ４１から出射されたレーザ光を連続的に偏向する走
査部材としてのポリゴンミラー３６と、ポリゴンミラー
を後述する所定の回転数で回転駆動する走査モータとし
てのポリゴンモータ３７と、ポリゴンミラーからのレー
ザ光を偏向して後述する感光体ドラムへ導く光学系４２
と、を備えている。このような構成のレーザ露光装置４
０は、装置本体１０の後述する支持フレームに固定およ
び支持されている。

【００１９】半導体レーザ４１は、スキャナ４により読
み取られた原稿Ｄの画像情報、あるいはファクシミリ送
受信文書情報等に応じてオン・オフ制御され、このレー
ザ光はポリゴンミラー３６および光学系４２を介して感
光体ドラムへ向けられ、感光体ドラム周面を走査するこ
とによりドラム周面上に静電潜像を形成する。

【００２０】また、画像形成部６は、装置本体１０のほ
ぼ中央に配設された像担持体としての回転自在な感光体
ドラム４４を有し、感光体ドラム周面は、レーザ露光装
置４０からのレーザ光により露光され、所望の静電潜像
が形成される。感光体ドラム４４の周囲には、ドラム周
面を所定の電荷に帯電させる帯電チャージャ４５、感光
体ドラム周面上に形成された静電潜像に現像剤としての
トナーを供給して所望の画像濃度で現像する現像器４
６、後述する用紙カセットから給紙された被転写材、つ
まり、コピー用紙Ｐを感光体ドラムから分離させるため
の剥離チャージャ４７を一体に有し、感光体ドラムに形
成されたトナー像を用紙Ｐに転写させる転写チャージャ
４８、感光体ドラム周面からコピー用紙を剥離する剥離
爪４９、感光体ドラム周面に残留したトナーを清掃する
清掃装置５０、および、感光体ドラム周面の除電する除
電器５１が順に配置されている。

【００２１】装置本体１０内の下部には、それぞれ装置
本体から引出し可能な上段カセット５２、中段カセット
５３、下段カセット５４が互いに積層状態に配設され、
各カセット内にはサイズの異なるコピー用紙が装填され
ている。これらのカセットの側方には大容量フィーダ５
５が設けられ、この大容量フィーダには、使用頻度の高
いサイズのコピー用紙、例えば、Ａ４サイズのコピー用
紙が約３０００枚収納されている。また、大容量フィー
ダ５５の上方には、手差しトレイ５６を兼ねた給紙カセ
ット５７が脱着自在に装着されている。

【００２２】装置本体１０内には、各カセットおよび大
容量フィーダ５５から感光体ドラム４４と転写チャージ
ャ４８との間に位置した転写部を通って延びる搬送路５
８が形成され、搬送路の終端には定着装置６０が設けら
れている。定着装置６０に対向した装置本体１０の側壁
には排出口６１が形成され、排出口には排紙トレイ６２
が装着されている。

【００２３】上段カセット５２、中段カセット５３、下
段カセット５４、給紙カセット５７の近傍および大容量
フィーダ５５の近傍には、カセットあるいは大容量フィ
ーダから用紙を一枚づつ取り出すピックアップローラ６
３がそれぞれ設けられている。また、搬送路５８には、
ピックアップローラ６３により取り出されたコピー用紙
Ｐを搬送路５８を通して搬送する多数の給紙ローラ対６
４が設けられている。

【００２４】搬送路５８において感光体ドラム４４の上
流側にはレジストローラ対６５が設けられている。レジ
ストローラ対６５は、取り出されたコピー用紙Ｐの傾き
を補正するとともに、感光体ドラム４４上のトナー像の
先端とコピー用紙Ｐの先端とを整合させ、感光体ドラム
周面の移動速度と同じ速度でコピー用紙Ｐを転写部へ給
紙する。レジストローラ対６５の手前、つまり、給紙ロ
ーラ６４側には、コピー用紙Ｐの到達を検出するアライ
ニング前センサ６６が設けられている。

【００２５】ピックアップローラ６３により各カセット
あるいは大容量フィーダ５５から１枚づつ取り出された
コピー用紙Ｐは、給紙ローラ対６４によりレジストロー
ラ対６５へ送られる。そして、コピー用紙Ｐは、レジス
トローラ対６５により先端が整位された後、転写部に送
られる。転写部において、感光体ドラム４４上に形成さ
れた現像剤像、つまり、トナー像が、転写チャージャ４
８により用紙Ｐ上に転写される。トナー像の転写された
コピー用紙Ｐは、剥離チャージャ４７および剥離爪４９
の作用により感光体ドラム４４周面から剥離され、搬送
路５２の一部を構成する搬送ベルト６７を介して定着装
置６０に搬送される。そして、定着装置６０によって現
像剤像がコピー用紙Ｐに溶融定着さた後、コピー用紙Ｐ
は、給紙ローラ対６８および排紙ローラ対６９により排
出口６１を通して排紙トレイ６２上へ排出される。

【００２６】搬送路５８の下方には、定着装置６０を通
過したコピー用紙Ｐを反転して再びレジストローラ対６
５へ送る自動両面装置７０が設けられている。自動両面
装置７０は、コピー用紙Ｐを一時的に集積する一時集積
部７１と、搬送路５８から分岐し、定着装置６０を通過
したコピー用紙Ｐを反転して一時集積部７１に導く反転
路７２と、一時集積部に集積されたコピー用紙Ｐを一枚
づつ取り出すピックアップローラ７３と、取り出された
用紙を搬送路７４を通してレジストローラ対６５へ給紙
する給紙ローラ７５と、を備えている。また、搬送路５
８と反転路７２との分岐部には、コピー用紙Ｐを排出口
６１あるいは反転路７２に選択的に振り分ける振り分け
ゲート７６が設けられている。

【００２７】両面コピーを行なう場合、定着装置６０を
通過したコピ用紙Ｐは、振り分けゲート７６により反転
路７２に導かれ、反転された状態で一時集積部７１に一
時的に集積された後、ピックアップローラ７３および給
紙ローラ対７５により、搬送路７４を通してレジストロ
ーラ対６５へ送られる。そして、コピー用紙Ｐはレジス
トローラ対６５により整位された後、再び転写部に送ら
れ、コピー用紙Ｐの裏面にトナー像が転写される。その
後、コピー用紙Ｐは、搬送路５８、定着装置６０および
排紙ローラ６９を介して排紙トレイ６２上に排紙され
る。

【００２８】図２ないし図４は、画像形成部６の駆動機
構の一部を示している。この駆動機構８０は、装置本体
１０の支持フレーム８１に取り付けられた駆動モータ、
複数の歯車、プーリ等によって構成されている。詳細に
述べると、支持フレーム８１の一部に長円形状の開口８
２が形成され、支持フレームの一方の面に、開口８２と
対向するようにして断面Ｕ字形の載置板８３が固定され
ている。載置板８３には駆動モータとして機能するメイ
ンモータ８４が取り付けられている。メインモータ８４
の回転軸は載置板８３を通して開口８２側に突出し、そ
の突出端には歯車８４ａが切られている。なお、回転軸
に直接歯車を形成する代わりに、別体の歯車を回転軸に
取り付けるようにしてもよい。

【００２９】載置板８３の裏面側には、プーリ８６ａを
一体に有する歯車８６およびプーリ８７ａを一体に有す
る歯車８７が取り付けられ、これらの歯車８６、８７は
歯車８４ａと歯合している。そして、メインモータ８４
の駆動力は、歯車８４ａを介して歯車８６ａ、８７ａに
伝達され、ドラム駆動部と他の駆動部とへ分配される。

【００３０】ドラム駆動部は、支持フレーム８１を貫通
した状態で支持フレームに回転自在に支持されたドラム
駆動軸８８と、支持フレームの一方の面側におけてドラ
ム駆動軸に固定されたプーリ９０およびフライホイ−ル
９１と、プーリ８６ａ、９０間に掛け渡された駆動ベル
ト９２と、を備えている。駆動ベルト９２の中途部に
は、ばね９３により駆動ベルトに向かって付勢されたテ
ンションプーリ９４が転接している。

【００３１】支持フレーム８１の他面側に突出したドラ
ム駆動軸８８の端部には、ばね９５を介してドラム駆動
用のカップリング９６が固定されている。そして、この
カップリング９６に、感光体ドラム４４の回転軸４４ａ
の一端が脱着自在に連結されている。従って、感光体ド
ラム４４は、ドラム駆動軸８８、プーリ９０、駆動ベル
ト９２、プーリ８６ａおよび歯車８６を介して、メイン
モータ８４により回転駆動される。

【００３２】また、他の駆動部は、それぞれ支持フレー
ム８１に回転自在に支持されて支持フレームの他面側に
位置した現像器駆動歯車９８、清掃装置駆動歯車１０
０、および定着装置駆動歯車１０２を備えている。これ
らの歯車９８、１００、１０２の回転軸にはプーリ９８
ａ、１００ａ、１０２ａがそれぞれ固定され、これらの
プーリおよびプーリ８７ａに駆動ベルト１０４が掛け渡
されている。駆動ベルト１０４の中途部には、ばね１０
５により駆動ベルト１０４に向かって付勢されたテンシ
ョンプーリ１０６が転接している。

【００３３】従って、メインモータ８４の駆動力は、歯
車８７、プーリ８７ａ、駆動ベルト１０４、プーリ９８
ａ、１００ａ、１０２ａを介して、現像器駆動歯車９
８、清掃装置駆動歯車１００、および定着装置駆動歯車
１０２にそれぞれ伝達され、これらの歯車によって現像
器４６、清掃装置５０のトナー回収オーガ、定着装置６
０がそれぞれ駆動される。

【００３４】図５は、上記のように構成されたデジタル
複写機の制御機構を概略的に示している。この制御機構
は、大別して、コントロールパネル１７０を制御するコ
ントロールパネル部１１０、原稿Ｄから画像情報を読み
取るスキャナ４を制御するスキャナ部１２０、入力され
た画像情報に基づいて用紙Ｐに画像を形成する画像形成
部としてのプリンタ部１３０、スキャナ部４および後述
する外部装置から供給される画像データを処理するメモ
リ編集部１４０、たとえば、ファクシミリ装置、ハード
ディスク装置、あるいは、周知のローカルエリアネット
ワーク (以下、ＬＡＮと示す) に接続されたコンピュー
タおよびワードプロセッサなどからの画像データの入力
を管理するシステム部１５０、及び、コントロールパネ
ル部１１０、スキャナ部１２０、プリンタ部１３０、メ
モリ編集部１４０およびシステム部１５０のそれぞれの
間の信号の受け渡しを制御するメインコントロール部１
６０を備えている。

【００３５】コントロールパネル部１１０は、コントロ
ールパネルＣＰＵ１１１、コントロールパネルＣＰＵ１
１１に接続されたリード・オンリ・メモリ (以下、ＲＯ
Ｍと示す) １１２、ランダム・アクセス・メモリ (以
下、ＲＡＭと示す) １１３、およびプライオリティ用カ
ード入力部１７１により構成されている。

【００３６】コントロールパネルＣＰＵ１１１は、ＲＯ
Ｍ１１２およびＲＡＭ１１３に記憶されているデータを
もとに、コントロールパネル１７０に設けられた種々の
スイッチおよびタッチパネルによる入力の検知、タッチ
パネルへの表示、及び、ＬＥＤの点灯および消灯などを
制御する。

【００３７】スキャナ部１２０は、スキャナＣＰＵ１２
１、スキャナＣＰＵ１２１に接続されたＲＯＭ１２２お
よびＲＡＭ１２３を含み、ＲＯＭ１２２およびＲＡＭ１
２３に記憶されている制御データに基づくスキャナＣＰ
Ｕ１２１の制御により、スキャナ４のＣＣＤセンサ３４
を動作させて原稿Ｄの画像情報を光の明暗情報として取
り込むとともに、第１のキャリッジ２７および第２のキ
ャリッジ２８を所定の速度で移動させるための図示しな
いＤＣモータなどを付勢するための機構制御部１２４に
所定の駆動信号を出力する。

【００３８】また、スキャナ部１２０は、ＣＣＤセンサ
３４から出力されたアナログ画像データを周知のＡ／Ｄ
変換によりディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路１
２５、Ａ／Ｄ変換回路１２５によってディジタル信号に
変換された画像信号からＣＣＤセンサ３４の出力の個体
誤差ならびに照明ランプ２５の光量の不均一性などに関
する影響を除去するシェーディング補正回路１２６、及
び、ＣＣＤセンサ３４により読み取られた原稿Ｄの画像
情報を所定のタイミングで後段に接続されたメモリ編集
部１４０に供給するためのラインメモリ１２７を有し、
ＲＯＭ１２２およびＲＡＭ１２３のデータに基づくスキ
ャナＣＰＵ１２１の制御により、ＣＣＤセンサ３４によ
り読み取られた原稿Ｄの画像情報を電気信号に変換した
のち所定のスレショルドレベルで２値化して、後段に接
続されたメモリ編集部１４０の後述するページメモリに
出力する。

【００３９】なお、スキャナＣＰＵ１２１には、ＡＤＦ
７も接続されている。ＡＤＦ７は、後述するメインコン
トロール部１６０による制御に基づくスキャナＣＰＵ１
２１の制御により原稿Ｄを給送する。また、スキャナＣ
ＰＵ１２１には、図示しない座標入力装置からの編集デ
ータが入力された場合に、メモリ編集部１４０のページ
メモリに、所定の制御データを出力するとともに画像形
成に利用される画像データを保持するためのメモリエリ
アの大きさを制御するエディタ１２８が接続されてい
る。

【００４０】プリンタ部１３０は、プリンタＣＰＵ１３
１と、プリンタＣＰＵ１３１に接続されたＲＯＭ１３２
およびＲＡＭ１３３を含み、画像読み取り部４を介して
読み取られた画像情報および後述する外部装置から供給
される画像データに基づいて用紙Ｐに画像を形成する。

【００４１】プリンタＣＰＵ１３１には、駆動機構８０
のメインモータ８４、レーザ露光装置４０のポリゴンモ
ータ３７、その他、自動両面装置７０の駆動モータ、大
容量フィーダ（以下ＬＣＦと称する）や給紙カセットの
搬送機構の駆動モータ等を制御するモータ制御回路１３
４と、原稿載置台１２にセットされた原稿Ｄの位置を検
知する原稿位置検知センサ、ペーパーエンプティスイッ
チ、コピー用紙の詰まりなどを検知するレバースイッ
チ、アライニングセンサ６６等の種々のセンサおよびス
イッチから出力される信号の入力に利用される入力回路
１３５と、及び、例えば、自動両面装置７０の振り分け
ゲート７６あるいは清掃装置５０に含まれる図示しない
ソレノイドなどを付勢するための機構制御部１３６が接
続されている。

【００４２】また、プリンタＣＰＵ１３１には、帯電チ
ャージャ、現像装置および転写・剥離チャージャなどに
所定の電圧を与える電圧供給回路１３８、レーザ露光装
置４０のレーザ光源４１から出射されるレーザ光の光強
度を後述するページメモリから供給される画像データに
対応して強度変調するレーザ駆動回路１３９が接続さ
れ、ＲＯＭ１３２およびＲＡＭ１３３のデータに基づい
たプリンアＣＰＵ１３１の制御により、コピー用紙に画
像を形成する。

【００４３】メモリ編集部１４０は、メモリ制御ＣＰＵ
１４１を含み、メインコントロール部１６０の後述する
メインＣＰＵとシステム部１５０の後述するシステムＣ
ＰＵとの双方からの指示に応じてスキャナ部１２０ある
いは外部装置から供給される画像データを、プリンタ部
１３０のレーザ露光装置３２から出射されるレーザ光の
強度変調に利用されるビットマップデータに変換したの
ち、後段に示すページメモリに一時的に記憶させる。

【００４４】メモリ制御ＣＰＵ１４１には、システム部
１５０を経由して外部装置から供給された画像データと
スキャナ部１２０を介して読み取られたのち後述するメ
インコントロール部１６０の画像処理部により所定の形
式に変換された原稿Ｄの画像データとを編集する画像編
集部１４２、入力された画像データを圧縮または伸張す
る圧縮／伸張部１４３、入力された画像データを拡大、
縮小または回転する拡大／縮小／回転部１４４、画像編
集部１４２、圧縮／伸張部１４３および拡大／縮小／回
転部１４４を介して処理された画像データを１ページ分
ずつ記憶するページメモリ１４５、メモリアドレスを管
理するアドレス制御部１４６、メモリのデータを管理す
るメモリ管理制御部１４７、及び、画像編集部１４２に
取り込まれた画像データに対して圧縮／伸張および拡大
／縮小／回転などの処理のための指示を与える割込制御
部１４８とが接続されている。

【００４５】システム部１５０は、スキャナ部１２０以
外から供給される画像データの取り込みを制御するシス
テムＣＰＵ１５１を含み、システムＣＰＵ１５１に接続
された外部装置としてのファクシミリ装置１５２、ハー
ドディスク装置１５３、図示しないコンピュータおよび
ワードプロセッサなどが接続されたＬＡＮ１５４、及
び、ファクシミリ１５２、ハードディスク装置１５３お
よびＬＡＮ１５４を介して供給される画像データをコー
ドデータから複写機が処理可能な形式の画像データに変
換するプリンタコントローラ１５５のそれぞれを制御す
ることでメモリ編集部１４０の画像編集部１４２に画像
データを入力させる。

【００４６】メインコントロール部１６０は、デジタル
複写機の動作すなわちコントロールパネル部１１０、ス
キャナ部１２０、プリンタ部１３０、メモリ編集部１４
０およびシステム部１５０のそれぞれのＣＰＵ１２１，
１３１，１４１および１５１を制御するメインＣＰＵ１
６１を有している。

【００４７】メインＣＰＵ１６１には、デジタル複写機
を動作させるためのイニシャルデータなどが記憶されて
いるＲＯＭ１６２と、各ＣＰＵ１２１，１３１，１４１
および１５１の制御によりコントロールパネル部１１
０、スキャナ部１２０、プリンタ部１３０、メモリ編集
部１４０およびシステム部１５０のそれぞれから入力さ
れた種々のデータを保持するＲＡＭ１６３と、が接続さ
れている。

【００４８】また、メインＣＰＵ１６１には、システム
部１５０を介して入力されたコードデータをメモリ編集
部１４０のページメモリ１４５に記憶させるために利用
されるプリンタフォントを保持するプリンタフォントＲ
ＯＭ１６４、図示しない編集用表示装置に対してシステ
ム部１５０を介して入力されたコードデータに対応する
画像を表示させるとともに、コントロールパネル１７０
の液晶表示／入力パネルに対して所定の画像を表示させ
るためのディスプレイフォントを保持するディスプレイ
フォントＲＯＭ１６５、スキャナ部１２０で読み取った
画像データの送り先の指定およびプリンタ部１３０へ供
給する画像データの切り替えなどに利用されるととも
に、スキャナ部１２０のラインメモリ１２７とメモリ編
集部１４０のページメモリ１４５との間およびページメ
モリ１４５とレーザ露光装置４０との間を転送される画
像データに対してバッファメモリとして機能するデータ
切り換え／バッファメモリ１６６、及び、入力された画
像データをマスキングあるいはトリミングする画像処理
部１６７が接続されている。

【００４９】一方、上記構成のデジタル複写機におい
て、レーザ露光装置４０のポリゴンモータ３７の回転周
波数Ｈｐ、および駆動機構８０のメインモータ８４に設
けられた歯車８４ａの噛み合い周波数Ｈｋ、つまり、メ
インモータ８４の回転周波数と歯車８４ａの歯数との
積、は、ポリゴンモータ３７およびメインモータ８４の
回転に起因するジッタ画像の発生を低減するため、以下
のように設定されている。

【００５０】つまり、駆動機構８０のメインモータ８４
およびレーザ露光装置４０は装置本体１０の支持フレー
ム８１に取り付けられていることから、メインモータの
振動は支持フレーム８１を介してレーザ露光装置４０に
伝達される。そのため、メインモータ８４の振動周波
数、つまり、噛み合い周波数Ｈk がポリゴンモータ３７
の回転周波数ＨP に接近していると、レーザ露光装置４
０が共振しその振動振幅が増大する。図６は、噛み合い
周波数ＨK （３８５Ｈｚ）が回転周波数ＨP （４２９Ｈ
ｚ）に接近している場合のレーザ露光装置４０の振動デ
ータを周波数分析したグラフであり、周波数ＨP 、ＨK
間の周波数帯での振幅レベル（出力レベル）が増大して
いることが分かる。このように両周波数間の周波数帯で
の振幅レベルが増大すると、レーザ露光装置４０により
正確に露光走査を行なうことが困難となり、形成される
画像に悪影響を及ぼす。従って、噛み合い周波数ＨK と
回転周波数ＨP とはある程度の差を有していることが必
要となる。

【００５１】しかしながら、周波数Ｈｐ、Ｈｋに差があ
る場合でも、これらの周波数の比がほぼ整数倍である
と、倍周期で発生する周波数成分により、上記と同様に
レーザ露光装置４０の振動振幅が増大する。図７は、噛
み合い周波数Ｈｋが２１５Ｈｚ、回転周波数Ｈｐが４２
９Ｈｚに設定され、これらの比がほぼ整数倍、すなわ
ち、Ｈｋ：Ｈｐ ≒ １：２となっている場合のレーザ露
光装置４０の振動データを周波数分析した結果を示して
いる。この分析結果から、周波数Ｈｋ、Ｈｐのいずれに
おいても振幅レベルが増大していることが分かる。

【００５２】更に、駆動機構８０のメインモータ８４と
しては主にＤＣモータが使用され、その回転数は約２０
００ｒｐｍ前後であるのに対して、ポリゴンモータ３７
の回転数は、解像度や印字速度に依存するが、メインモ
ータの約４ないし１５倍となっている。そのため、メイ
ンモータ８４の回転軸に形成あるいは取り付けられたさ
れた歯車８４ａの噛み合い周波数は、レーザ露光装置４
０の振動に大きく影響する。

【００５３】本実施例のデジタル複写機において、コピ
ー速度は３８コピー／分に設定され、これを実現するた
め、プロセス速度、つまり、感光体ドラム４４の周速度
は、１１８mm／秒に設定されている。また、解像度４０
０dpi を実現するため、ポリゴンモータ３７の回転数は
25,748 rpmに設定されている。

【００５４】本発明者は、メインモータ８４の回転数お
よびメインモータの回転軸に設けられた歯車４８ａの歯
数を種々変更し、形成画像に生じるジッタがこれら回転
数および歯数に応じてどの様に変化するかの実験を行な
った。図８は、実験を行なった１１種類の組合せを示す
もので、各組合せにおけるメインモータ８４の回転数、
歯車８４ａの歯数、その際の噛み合い周波数ＨK 、およ
びポリゴンモータ３７の回転周波数ＨP と噛み合い周波
数ＨK との差の絶対値をポリゴンモータの回転周波数Ｈ
P で正規化した値（｜ＨP −ＨK ｜／ＨP ）が示されて
いる。但し、ポリゴンモータ３７の回転周波数ＨP は約
４２９Ｈｚで一定とし、また、感光体ドラム４４の周速
度が一定となるように減速比を各々変更して実験を行な
った。

【００５５】そして、図９は、各組合せにおいて形成画
像に発生したジッタの測定結果を示している。ジッタの
評価値としは、２ドットペアラインの線間（２４５μ
ｍ）のバラツキ測定による標準偏差（３σ）の数値を用
いた。

【００５６】図９からよく分かるように、２ドットペア
ラインの線間バラツキの規定標準偏差を２０μｍに設定
すると、ポリゴンモータ３７の回転周波数で正規化した
値（｜ＨP −ＨK ｜／ＨP ）が０．２以上となるように
回転数および歯数を設定することによって、上記標準偏
差の規格を満たすことができる。但し、前述したよう
に、ポリゴンモータ３７の回転周波数ＨP と噛み合い周
波数ＨK との比がほぼ整数倍になる設定の場合、倍周期
で発生する周波数成分によりジッタが劣化する。

【００５７】以上のことから、本実施例によれば、ポリ
ゴンモータ３７の回転周波数ＨP および噛み合い周波数
ＨK が以下の条件を満たすように、メインモータ８４の
回転数および歯車８４ａの歯数を設定している。

【００５８】（１）｜Ｈｐ−Ｈｋ｜／Ｈｐは０．２以
上、（２）Ｈｐ、Ｈｋの比がほぼ整数倍とならない設定
とする。実施例に係るデジタル複写機においては、上記
の条件を考慮して、ポリゴンモータ３７の回転数を25,7
48 rpm、回転周波数を４２９Ｈｚ、メインモータ８４の
回転数を2,000rpm、メインモータの回転軸に設けられた
歯車８４ａの歯数を１０枚（図８における組合せ
「６」）に設定されている。それにより、噛み合い周波
数Ｈｋは333.3 Ｈｚ、｜Ｈｐ−Ｈｋ｜／Ｈｐの値は０．
２２となり、上記の条件（１）を満たしている。また、
噛み合い周波数Ｈｋとポリゴンモータ３７Ｈｐとの比
は、Ｈｋ：Ｈｐ ≒ １：１．２８であり整数倍とはなら
ず、上記の条件（２）も満たしている。

【００５９】図１０は、上記条件を満たす噛み合い周波
数ＨK に設定した場合におけるレーザ露光装置４０の振
動の周波数分析結果を示すもので、図６、７の場合に比
較して、噛み合い周波数ＨK および回転周波数ＨP のい
ずれにおいても振動振幅が減少し、かつ、これらの周波
数間の周波数帯域での振幅レベルの増大が抑えるられる
ことが分かる。また、形成画像のジッタを測定した所、
２ドットペアラインの線間距離のバラツキは規定標準偏
差２０μｍ以内に維持することができた。

【００６０】以上のように、本実施例に係るデジタル複
写機によれば、噛み合い周波数ＨPおよび回転周波数ＨK
を｜ＨP −ＨK ｜／ＨP が０．２以上となるように設
定し、これらの周波数にある程度差を設けて共振による
レーザ露光装置の振動振幅の増大を抑制している。ま
た、噛み合い周波数とポリゴンモータの回転周波数との
比がほぼ整数倍とならないように設定することにより、
倍周期で発生する周波数成分に起因するレーザ露光装置
の振動振幅の増大を防止している。

【００６１】このようにメインモータを含む駆動機構の
振動に起因するレーザ露光装置の振動増大を防止するこ
とにより、書き込み側であるレーザ露光装置の振動に起
因するジッタの発生を低減し、形成画像の品位および解
像度の改善を図ることができる。

【００６２】なお、この発明は上述した実施例に限定さ
れることなく、この発明の範囲内で種々変形可能であ
る。例えば、メインモータの回転軸に形成あるいは取り
付けられた歯車を用いる構成としたが、これに限らず、
歯車に代わって、歯付プーリをメインモータの回転軸に
取付け、歯付ベルトを介して駆動力を伝達するようにし
てもよい。この場合においても、噛み合い周波数は、メ
インモータの回転周波数および歯付プーリの歯数によっ
て決められる。

【００６３】また、レーザ露光装置に振動を与えるモー
タとしては、上述のメインモータに限らず、例えば、ス
キャナ部のキャリッジを駆動する駆動モータ、給紙機構
の駆動モータ等も考えられるが、これらのモータについ
ても、上述の条件を満たすように噛み合い周波数を設定
することにより、レーザ露光装置に与える影響を低減す
ることができる。

【００６４】なお、設定条件となる｜ＨP −ＨK ｜／Ｈ
P の数値は、ポリゴンモータの回転周波数で正規化した
値であるため、ポリゴンモータの回転周波数が異なる複
写機においても、上述の設定条件を満たすことにより本
実施例と同様の効果を得ることができる。

【００６５】また、走査部材および走査モータは、ポリ
ゴンミラーとポリゴンモータとの組合せに限らず、ガル
バノミラーおよびこれを駆動するモータの組合せとして
もよい。

【００６６】

【発明の効果】以上詳述したように、この発明によれ
ば、少なくとも像担持体を駆動する駆動系の噛み合い周
波数ＨK と露光手段の走査モータの回転周波数ＨP と
を、それぞれ｜ＨP −ＨK ｜／ＨP が０．２以上で、か
つ、噛み合い周波数と走査モータの回転周波数との比が
整数倍とならないように設定することにより、露光手段
の振動を低減し、ジッタの発生による画像不良を改善
し、高画質、高解像度の画像を得ることのできる画像形
成装置および駆動方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】この発明の一実施例に係るデジタル複写機全体
を示す断面図。

【図２】上記デジタル複写機の駆動機構を示す平面図。

【図３】上記駆動機構の正面図。

【図４】上記駆動機構の背面図。

【図５】上記デジタル複写機全体の制御系の構成を示す
ブロック図。

【図６】レーザ露光装置のポリゴンモータの回転周波数
と噛み合い周波数とが接近している場合の、レーザ露光
装置の振動周波数分析の結果を示すグラフ。

【図７】レーザ露光装置のポリゴンモータの回転周波数
と噛み合い周波数との比がほぼ整数倍に設定されている
場合の、レーザ露光装置の振動周波数分析の結果を示す
グラフ。

【図８】上記デジタル複写機のメインモータの回転数お
よびメインモータの回転軸に設けられた歯車の歯数を種
々変更して、ジッタの発生状態を実験した際の、各設定
値を示す図。

【図９】ポリゴンモータの回転周波数ＨP と噛み合い周
波数ＨK との差の絶対値をポリゴンモータの回転周波数
ＨP で正規化した値（｜ＨP −ＨK ｜／ＨP ）と標準偏
差との関係を示すグラフ。

【図１０】レーザ露光装置のポリゴンモータの回転周波
数および噛み合い周波数が所定の条件を満たして設定さ
れている場合の、レーザ露光装置の振動周波数分析の結
果を示すグラフ。

【符号の説明】 ３６…ポリゴンミラー、３７…ポリゴンモータ、４０…
レーザ露光装置、４４…感光体ドラム、８０…駆動機
構、８１…支持フレーム、８４…メインモータ、８４
ａ、８６、８７…歯車、８６ａ、８７ａ、９０、９８
ａ、１００ａ、１０２ａ…プーリ、９１…フライホイー
ル。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) G03G 15/00 G03G 15/00 107 G03G 15/00 550 G03G 15/04 - 15/056 G03G 13/04 - 13/056 G03G 21/16 - 21/18 G02B 26/10 - 26/10 109

Claims (4)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ドラム状の像担持体を回転駆動する駆動
   モータと、上記駆動モータの回転軸に設けられた歯車を有し 上記駆
   動モータの駆動力を上記像担持体に伝達する駆動機構
   と、 レーザ光源と、上記レーザ光源からのレーザ光を偏向し
   レーザ光により上記像担持体を露光走査する回転自在な
   走査部材と、上記走査部材を回転駆動する走査モータ
   と、を有する露光手段と、 上記走査部材によりレーザ光によって露光走査された上
   記像担持体から現像剤像を形成する手段と、を備え、上記駆動モータの回転周波数と上記歯車の歯数との積に
   一致する 駆動機構の噛み合い周波数Ｈｋ、および上記走
   査モータの回転周波数Ｈｐは、｜Ｈｐ−ＨＫ｜／ＨＰが
   ０．２以上で、かつ、上記噛み合い周波数と走査モータ
   の回転周波数との比が整数倍とならない値にそれぞれ設
   定されていることを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 ドラム状の像担持体を回転駆動する駆動
   モータと、 上記駆動モータの駆動力を上記像担持体に伝達する駆動
   機構と、 レーザ光源と、上記レーザ光源からのレーザ光を偏向し
   レーザ光により上記像担持体を露光走査する回転自在な
   走査部材と、上記走査部材を回転駆動する走査モータ
   と、を有する露光手段と、 上記走査部材によりレーザ光によって露光走査された上
   記像担持体から現像剤像を形成する手段と、を備え、 上記駆動機構は、上記駆動モータの回転軸に設けられた
   歯車と、上記歯車の回転に応じて駆動され上記像担持体
   に駆動力を伝達する伝達部材と、を有し、 上記駆動モータの回転周波数と上記歯車の歯数との積に
   一致する駆動機構の噛み合い周波数Ｈｋ、および上記走
   査モータの回転周波数Ｈｐは、 ｜Ｈｐ−Ｈｋ｜／Ｈｐが０．２以上で、かつ、上記噛み
   合い周波数と走査モータの回転周波数との比が整数倍と
   ならない値にそれぞれ設定されていることを特徴とする
   画像形成装置。
3. 【請求項３】 ドラム状の像担持体を回転駆動する駆動
   モータと、上記駆動モータの回転軸に設けられた歯車を有し 上記駆
   動モータの駆動力を上記像担持体に伝達する駆動機構
   と、 レーザ光源と、上記レーザ光源からのレーザ光を偏向し
   レーザ光により上記像担持体を露光走査するポリゴンミ
   ターと、上記ポリゴンミラーを回転駆動するポリゴンモ
   ータと、を有する露光手段と、 上記走査部材によりレーザ光によって露光走査された上
   記像担持体から現像剤像を形成する手段と、を備え、 上記駆動モータの回転周波数と上記歯車の歯数との積に
   一致する駆動機構の噛み合い周波数Ｈｋ、および上記ポ
   リゴンモータの回転周波数Ｈｐは、 ｜Ｈｐ−Ｈｋ｜／Ｈｐが０．２以上で、かつ、上記噛み
   合い周波数とポリゴンモータの回転周波数との比が整数
   倍とならない値にそれぞれ設定されていることを特徴と
   する画像形成装置。
4. 【請求項４】 駆動モータの回転軸に設けられた歯車を
   有した駆動機構を介して、上記駆動モータによりドラム
   状の像担持体を回転駆動し、走査モータにより走査部材
   を回転駆動して、上記走査部材からのレーザ光により上
   記像担持体を露光走査する画像形成装置の駆動方法にお
   いて、上記駆動モータの回転周波数と上記歯車の歯数との積に
   一致する 上記駆動機構の噛み合い周波数Ｈｋおよび上記
   走査モータの回転周波数Ｈｐを、｜Ｈｐ−Ｈｋ｜／Ｈｐ
   が０．２以上で、かつ、上記噛み合い周波数と上記走査
   モータの回転周波数との比が整数倍とならない値にそれ
   ぞれ設定して上記像担持体および走査部材を駆動するこ
   とを特徴とする画像形成装置の駆動方法。