JP4919679B2 - 回転体駆動装置、プロセスカートリッジ、及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、回転駆動源の回転力を歯車等の回転力伝達機構を介して回転体に供給すること）により回転体を回転駆動させる回転体駆動装置、並びにそれを備えたプロセスカートリッジ及び画像形成装置に関し、詳細には、回転力伝達機構の機械的加工精度の不足等により発生する回転体の速度変動の補正技術に関する。

例えば、感光体ドラム表面にトナー像を形成し、これを記録シート上に転写して画像を形成する電子写真式の画像形成装置においては、感光体ドラム表面に形成されたトナー像を忠実に記録シート上に転写するため、感光体ドラムの周速度と記録シートの搬送速度とを正確に一致させる必要がある。

この感光体ドラムを例えばＤＣモータで回転駆動する場合には、回転速度の安定化および駆動トルクの確保等の理由から、通常、モータを比較的高速で回転させ、この回転速度を歯車式減速機等の減速手段により減速して感光体ドラムを駆動している。ところが、この場合、回転駆動源であるモータを安定した速度で回転させたとしても、歯車を含めた回転力伝達機構の加工精度誤差（歯車の累積ピッチ誤差、回転軸の偏心等）に起因して感光体ドラムの回転速度に周期的変動が発生し、再現画像が劣化するおそれがある。

そこで、このような速度変動を補正するため、予め画像形成装置の出荷時や感光体ドラムの交換時等にモータを一定速度で回転させ、その回転力を回転力伝達機構を介して回転体に供給すると共に、その回転体の回転速度の周期的変動成分を測定してメモリに記憶しておき、画像形成装置の使用時には、メモリから周期的変動成分を読み出し、逆相の速度補正を行うことで感光体ドラム上の速度変動を低減させるようにした回転体駆動装置が提案されている（特許文献１参照）。

この回転体駆動装置によれば、図２４に示すように、回転基準位置を検出するための単一のスリット１１４と、その他の回転位置を検出するための複数（ここでは４個）のスリット１１３とを有する円板状の被検出体（エンコーダ）１１１を感光体ドラムの回転軸１１２に取り付けると共に、感光体ドラムの回転に伴って移動する各スリットの回転位置を検出するための検出器１１７を被検出体（エンコーダ）１１１に対向させて配置しておく。そして、モータを一定速度で回転させると共に、検出器１１７が複数のスリット１１３を検出したタイミングの時間差を検出し、演算を行って周期的変動成分を抽出し、図２５に示すように、検出器１１７がスリット１１４を検出し、その次にスリット１１３を検出したタイミング（ホームポジション）と対応付けてメモリに記憶する。また、速度変動を補正するときには、上記ホームポジションを検出したときに、メモリから周期的変動成分をホームポジションに対応する位相から読み出し、周期的変動成分と逆相の速度補正を行うことで、図２６Ａ，Ｂに示すように、感光体ドラムの回転速度の周期的変動を抑制する。

しかし、この回転体駆動装置では、被検出体（エンコーダ）１１１に、回転基準位置を検出するためのスリット１１４を時間差検出用のスリット１１３と別に設けているため、例えばスリット１１３の数を多くして時間差検出精度を高め、精密な周期的変動成分の抽出を行おうとする場合はスリット１１４を設けることが困難となる。また、スリット１１４はホームポジション検出用のみのスリットであるため、検出器１１７でスリットを検出した後、そのスリットがホームポジション検出用のスリットか、補正データ検出用のスリットかの判定を一旦実行し、補正データ検出用と判定されたものだけをメモリに格納するための判定手段がスリットを検出する毎に必要であるため、ソフトウェア処理の負荷が増えるというデメリットもある。

そこで、本願の出願人は、図２４におけるスリット１１３のうち１つを被検出体（エンコーダ）１１１の周方向に幅広に構成すると共に、スリットの幅の相違による検出器１１７の検出信号の相違から幅広のスリットの通過を識別し、その時点から検出器１１７によるスリット１１３の周方向先端（エンコーダ１１１の回転方向前方側端）の検出数をカウントし、次に幅広のスリット１１３が来るはずのカウント数(図２４の場合は“４”)に対応するスリットの周方向先端を検出すると同時にホームポジション信号を発生させることにより、幅広のスリットをホームポジション検出及び速度変動検出に兼用するようにした回転検出装置を提案した（特願２００５−２６６７０８号）。

しかしながら、この回転検出装置では、幅広のスリットの通過を識別してから、感光体ドラムの１回転後に最初のホームポジション信号が生成されることになるため、モータのスタートからホームポジションを検出して、感光体ドラムが１回転するまで、速度変動の補正が開始されない。画像形成装置においては、省エネやユーザーに対するアプライアンスの観点からファーストコピー時間の短縮が要求されており、それを達成するためにモータをスタートとさせてからなるべく短い時間で感光体に画像を形成する必要がある。しかし、この回転検出装置では、コピー時間の短縮の要求を十分に満足させることが出来ないという問題点がある。

特開２００５−３１２２６２号公報

本発明は、前記従来の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転駆動源の回転力を回転力伝達機構を介して回転体に供給すると共に、予め測定しておいた回転体の回転速度の周期的変動成分に基づいて、回転体の回転速度の周期的変動を低減するようにした回転体駆動装置において、ホームポジション検出及び回転速度の周期的変動成分検出を共通の被検出部により行えるようにすると共に、迅速にホームポジション検出を行えるようにすることである。また、その目的は、回転駆動源の回転をスタートとさせてからなるべく短い時間で感光体ドラムに画像を形成し、コピー時間の短縮の要求を十分に満足させることである。

請求項１の発明は、回転駆動源と、前記回転駆動源の回転力を伝達する伝達機構と、前記伝達機構に連結され前記回転駆動源の回転力で回転駆動される回転体と、前記回転体の回転軸に取り付けられた円板の周方向に複数配設された被検出部であって、うち一つの被検出部は他の被検出部と前記円板の同一半径位置における周方向長が異なる形状である複数の被検出部と、前記回転体の回転に伴って前記回転軸の周りを移動する前記被検出部を所定の回転位置にて検出して検出信号を生成する検出器と、前記他の被検出部とは異なる一つの被検出部を前記検出器が検出すると、次に前記複数の被検出部のうちの何れかを前記検出器が検出したタイミングで前記回転駆動源又は回転体の基準回転位置を示す基準信号を生成する基準信号生成手段と、前記検出信号に基づいて得られた前記回転体の回転速度の周期的変動情報及びその位相情報の測定値が記憶される回転速度補正用データ記憶手段と、前記基準信号に基づいて、前記記憶手段から前記周期的変動情報を読み出し、前記回転駆動源の回転速度補正信号を生成する手段とを備えた回転体駆動装置である。
請求項２の発明は、請求項１記載の回転体駆動装置において、前記他の被検出部とは異なる一つの被検出部を前記検出器が検出すると、当該検出した被検出部を、前記基準信号を生成するホームポジションとなる被検出部の直前の被検出部であると認識することを特徴とする回転体駆動装置である。
請求項３の発明は、請求項１又は２に記載の回転体駆動装置において、前記検出器を複数備えたことを特徴とする回転体駆動装置である。
請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の回転体駆動装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に搭載されるプロセスカートリッジであって、前記回転体は感光体ドラムであることを特徴とするプロセスカートリッジである。
請求項５の発明は、請求項１乃至３の何れかに記載の回転体駆動装置を備えた画像形成装置であって、前記回転体は感光体ドラムであることを特徴とする画像形成装置である。

本発明によれば、回転駆動源の回転力を回転力伝達機構を介して回転体に供給すると共に、予め記憶しておいた回転体の回転速度の周期的変動成分の測定値に基づいて、回転体の回転速度の周期的変動を低減するようにした回転体駆動装置において、ホームポジション検出及び回転速度変動成分検出が共通の被検出部により可能となり、かつ迅速にホームポジション検出が行える。また、回転駆動源の回転をスタートとさせてからなるべく短い時間で感光体ドラムに画像を形成し、コピー時間の短縮の要求を十分に満足させることが出来る。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
［第１の実施形態］
図１に示すように、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置は、シアン（Ｃ），イエロー（Ｙ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）の４組の画像形成部を備えたカラー複写機であり、露光された複写原稿からの反射光を光電変換し、読取った原稿画像の画像データ処理を行うスキャナー部２と、画像データによって変調され、発光が制御されるレーザ光源からのレーザビームで感光面を照射する書き込み部２と、書き込み部２からのレーザビームで感光面が照射され、静電潜像が形成される感光体ドラム１とを備える。
感光体ドラム１の周りには、感光面を一様に帯電させる帯電部４と、潜像が形成された感光体ドラム１にトナーを付着させる現像部５と、感光体ドラム１に付着させたトナー画像を転写紙に転写する（中間転写ベルトを介して行う）ための転写部６とを備える。ここではタンデム方式によるので、これら現像及び感光体ドラム１周りの作像は、シアン(C)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、ブラック(K)の各色成分で独立に行うことが出来、また転写の過程で各色成分を合成する構成をとる。
また、給紙トレイを本体部７と給紙バンク８に、手差し給紙台９を本体部に備える。 また、作像済みの転写紙に温度と圧を加えて、トナーを用紙上に融着させるベルト定着ユニット１１と、定着ローラ１２と、加圧ローラ１３とを備える。

図２は、プロセスカートリッジを持つ作像エンジンの要部構成を示す。
感光体ドラム１C，１Y，１M，１Kの周りには、それぞれ帯電ユニット４C，４Y，４M，４K（光書き込み前の感光面を一様に帯電させる）と、現像ユニット５C，５Y，５M，５K（光書込みにより生成した静電潜像をトナーにより現像する）と、クリーニングユニット１５C，１５Y，１５M，１５K（感光体ドラム上の未転写トナーをクリーニングする）等よりなる作像ユニット２１C，２１Y，２１M，２１Kを備える。ここで、作像ユニット２１C，２１Y，２１M，２１Kは、感光体ドラム１C、帯電部４C、現像ユニット５K、及びクリーニングユニット１５Kを一体化して有するプロセスカートリッジとして構成され、装置本体に着脱可能に装着されている。

また、本実施形態では、各感光体ドラムに作像されたトナー画像を中間転写ベルト１９に一旦転写（１次転写）した後、中間転写ベルト１９上の画像を転写紙にさらに転写（２次転写）する２度の転写により、転写紙に画像を形成する。また、１回の通紙により画像形成を行うので、移動する中間転写ベルト１９の上流から下流に所定の間隔を隔てて配列された感光体ドラム１C，１Y，１M，１Kを経て中間転写ベルト１９上に転写される画像は、そのベルト上で重ね合わされ、カラー画像として形成され、その後、転写紙に転写される。即ち、それぞれ４色分の作像ユニットによって形成された感光体ドラム１C，１Y，１M，１K上のトナー像は、１次転写ローラ１６C，１６Y，１６M，１６Kによって、中間転写ベルト１９上に順次１次転写される。また、１次転写された中間転写ベルト１９上のカラー合成されたトナー像は、２次転写ローラ１７とこれに対向する２次転写対抗ローラ１８によって、転写紙上に２次転写される。なお、中間転写ベルト１９上に未転写トナーとして残留するトナーは、ベルトクリーニングユニット２０により除去される。

次に、本実施形態のカラー画像形成装置の感光体ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋの回転駆動制御について説明する。図１に示すカラー画像形成装置では、各色の感光体ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋを駆動するモータとして、ＤＣブラシレスモータを用い、そのモータの回転を歯車式減速機等の減速手段により減速して感光体ドラム１に供給している。このようなモータで各感光体ドラム１Ｃ，１Ｍ，１Ｙ，１Ｋを駆動する場合、駆動源であるモータを安定した速度で回転させたとしても、歯車を含めた回転力伝達機構の加工精度誤差（歯車の累積ピッチ誤差、回転軸の偏心等）に起因して感光体ドラムの回転速度に周期的変動が発生し、再現画像が劣化するおそれがある。

そこで、本実施形態では、図３に示す回転体駆動装置により回転体としての感光体ドラムを回転させることにより、感光体ドラムの回転速度に周期的変動を低減している。

この回転体駆動装置は、モータ２６と、カップリング２７を介してモータ２６に接続された駆動ギヤ２８と、駆動ギヤ２８と噛み合う従動ギヤ２９と、カップリング３０及び３１を介して従動ギヤ２９に接続された感光体ドラム１と、感光体ドラム１の回転軸１Ａに取り付けられた円板３２と、円板３２の縁付近に設けられた被検出部３３〜３６を検出する検出器３７と、検出器３７のセンサ検出信号ａ１が入力されると共に、それらの入力信号に基づいて、モータ２６の回転速度を制御するためのモータ駆動制御信号ａ２を生成してモータ２６に供給する制御装置３８とからなる。制御装置３８は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ等を備えており、詳細は後述するように、感光体ドラム１の回転速度の周期的変動成分を測定してＥＥＰＲＯＭに記憶しておき、画像形成時には、ＥＥＰＲＯＭから周期的変動成分を読み出し、逆相の速度補正を行うためのモータ駆動制御信号ａ２を生成する。また、制御装置３８は、モータ２６の回転角速度検出器（図示せず）から供給される回転速度情報ａ３に応じて、モータ２６を一定速度で回転させるためのフィードバック制御信号をモータ２６に供給する。

図４に示すように、被検出部３３〜３６は、円板３２の縁付近の周方向に９０°間隔で配置されている。ここでは、被検出部３３〜３６は台形のスリットであり、被検出部３３の周方向長（円板３２の周方向に対する被検出部３３の長さ＝円板３２の半径方向同一位置における台形の幅）は、その他の被検出部３４〜３６の周方向長よりも長い。検出器３７は、感光体ドラム１がモータ２６に駆動されて回転することにより円板３２が回転したときに円板３２の周方向に移動する被検出部３３〜３６を所定の回転位置にて検知出来るように、円板３２を挟んで対向配置された発光素子及び受光素子、或いは円板３２の片側に並んで配置された発光素子及び受光素子からなる。ここで、対向配置の場合は、発光素子から放出され、被検出部３３〜３６であるスリットを通過した光が受光素子で検出されたことに基づいて、被検出部３３〜３６を検出し、並んで配置した場合は、発光素子から放出された光が円板３２の表面で反射せずに被検出部３３〜３６であるスリットを通過し、受光素子で検出されなくなったことに基づいて、被検出部３３〜３６を検出する。何れの配置の場合も、検出信号の持続時間（立上がりから立下り迄の時間）はスリットの幅に対応しているので、幅広の被検出部３３の検出信号の持続時間は、その他の被検出部３４〜３６の検出信号の持続時間よりも長くなる。なお、被検出部３４〜３６と検出器３７とは、スリットと発光素子及び受光素子との組み合わせに限らず、磁性体と磁気センサとの組み合わせでもよい。また、被検出部３４〜３６の形状は台形に限らず、円板の同一半径位置における周方向長が異なる形状であればよい。

以上の構成を備えた回転駆動装置の動作を説明する。
まず、感光体ドラム１の１回転に相当する回転周期変動を軽減する補正制御の前に、そのための補正用情報として、感光体ドラム１の１回転の回転速度変動を検出し、制御装置３８のＥＥＰＲＯＭに格納する。この処理は例えば商品出荷前の製造工程、或いは感光体ドラム１の交換時に行う。

この処理を行うとき、制御装置３８はモータ２６を目標回転角速度ωmで駆動させる指令信号を出力し、回転駆動する。ここでは、図４の矢印Ｒに示すように、時計回りに回転させる。制御装置３８は、モータ６の回転角速度検出器から出力される回転速度情報ａ３より、目標とする回転速度に達していると判断した場合、感光体ドラム１のホームポジションの検出を行うと共に、感光体ドラム１の回転速度変動を測定してＥＥＰＲＯＭに格納する。

ホームポジションの検出手順について図５のタイミングチャート及び図６のフローチャートを参照しながら説明する。
図３の感光体ドラム１を一定速度で回転させたときに検出器３７で検出される波形は図５（A）のようになる。ここでは、検出器３７が被検出部３３〜３６を検出したときに制御装置３８にＬ（ロー）レベルが入力されるが、逆にＨ（ハイ）レベルが入力されるように構成することも出来る。制御装置３８の内部では、図５(A)に示すセンサ入力の立下りエッジを検出して図５(A’)に示すセンサエッジ信号を作成し、さらにセンサエッジ信号のタイミングから一定時間Ｔ後に、図５(B)に示すホームポジション抽出信号を生成する。ここで、時間Ｔは幅広でない被検出部３４〜３６からのセンサ入力のＬレベルの継続時間よりも長く、幅広の被検出部３３からのセンサ入力のＬレベルの継続時間よりは短い。次いで、ホームポジション抽出信号の生成時にセンサ入力がＬレベルのときに、そのセンサ入力をホームポジション（感光体ドラム１の回転基準位置）の直前の被検出部と認識し、次の被検出部の周方向前端（センサ入力の立ち下がり）を検出したときに、図５(C)に示すホームポジション信号を発生させる。

具体的には、例えばセンサ入力に応じて状態が変わるステート信号と、センサエッジ信号のカウンタ（以下、エッジ数カウンタと言う）とを設け、ステート信号の初期状態をＳ０、エッジ数カウンタの初期値を被検出部の総数から１を減算した３とする（図６のステップＳＴ１）。なお、図６において、”state”はステート信号、”hp_pos”はホームポジション抽出信号（図５（B）に対応）、”sens_in”はセンサ入力（図５（A）に対応）、”sens_edge”はセンサエッジ信号（図５（A´）に対応）、”edge_cnt”はエッジ数カウンタを示している。

次いで、ホームポジション抽出信号発生時のセンサ入力がＬレベルの場合にステートをＳ1とし（ステップＳＴ２でYES→ＳＴ３）、そのステートでセンサエッジ信号を検出したときにホームポジション信号を発生させる（ステップＳＴ４でYES→ＳＴ５）。

さらに、次のホームポジション抽出信号からステートをＳ２とし（ステップＳＴ６）、以降のセンサのエッジ数をカウントダウン（減数）する（ステップＳＴ７）。カウントダウンはホームポジション抽出信号が生成されたときに行う。カウントダウンを行い、カウント値が0になったら（ステップＳＴ８でYES）、カウント値を３に設定した後に再びステートをＳ１とし（ステップＳＴ９→ＳＴ３）、そのステートでセンサエッジ信号を検出したときにホームポジション信号を発生させる（ステップＳＴ４でYES→ＳＴ５）。以降これを繰り返すことにより、感光体ドラム１の１回転毎にホームポジション信号を発生させることが出来る。

制御装置３８は、このようにしてホームポジション信号を発生させると共に、センサエッジ信号又はホームポジション抽出信号の間隔をタイマで計測することにより、図２５に示すような感光体ドラム１の回転速度の周期的変動情報を測定し、ＥＥＰＲＯＭに格納する。この周期的変動情報の測定は感光体ドラム１の１回転で終了する。

制御装置３８は、感光体ドラム１の速度変動を補正するときには、モータ２６を目標回転角速度ωmで駆動させる指令信号を出力し、回転駆動する。モータ６の回転角速度検出器から出力される回転速度情報ａ３より、制御装置３８は目標とする回転速度に達していると判断した場合、感光体ドラム１のホームポジションの検出を行うと共に、ＥＥＰＲＯＭに記憶されている周期的変動成分をホームポジションに対応する位相から読み出し、周期的変動成分と逆相の速度補正を行うためのモータ駆動制御信号ａ２をモータ２６に供給する。この結果、図Ｚに示した場合と同様に、感光体ドラムの回転速度の周期変動が抑制される。

ここで、本実施形態の回転体駆動装置と、先に提案した回転体駆動装置とを比較すると、先に提案した回転体駆動装置の場合は図７に示すように、幅広の被検出部に対応するセンサ入力の立ち下がり（図７(A’)の先頭のセンサエッジ）が検出されてから感光体ドラムが１回転し、次に幅広の被検出部に対応するセンサ入力の立ち下がり（図７(A’)の先頭から５番目のセンサエッジ）が検出されたときにホームポジション信号が生成されるのに対し、本実施形態では、幅広の被検出部３３に対応するセンサ入力の立ち下がり（図５(A’)の先頭のセンサエッジ）が検出されてから感光体ドラムが略１／４回転し、幅広の被検出部３３の回転方向後方側の隣に設けられている幅広でない被検出部３４に対応するセンサ入力の立ち下がり（図５(A’)の先頭から２番目のセンサエッジ）が検出されたときにホームポジション信号が生成されるので、感光体ドラム１の速度変動の補正を開始するタイミングを早めることが出来る。

このように、本発明の第１の実施形態によれば、幅の異なる被検出部３３を検出してから1回転周期かかる先に提案した装置に比べて、ホームポジション信号を発生させるまでの時間が被検出部が4個の場合は１／４、n個の場合は１／ｎとなり、補正開始までの時間を短縮することが出来る。従って、プロセスカートリッジや感光体駆動部に適用することにより、画像形成装置のファーストコピー短縮の要求に応えることが可能となる。

［第２の実施形態］
図８は本発明の第２の実施形態の回転駆動装置の動作を示すタイミングチャート、図９はホームポジション信号生成処理のフローチャート、図１０は周期的変動成分の波形及び読み出しタイミングを説明するための図である。本実施形態の回転駆動装置の基本構成は第１の実施形態（図３）と同じであるが、以下の動作を行うように構成することで、補正開始までの時間を第１の実施形態よりもさらに短縮する。

まず、第１の実施形体と同様のタイミングでホームポジション抽出信号図（８(B)）を発生させる。そして、ホームポジション抽出信号の発生時にセンサ３３のセンサ入力（図８(A)）がＬレベルの場合はホームポジションを通過したと判断し（図９のステップＳＴ１１でYES）、直後にホームポジション検知信号（図８(D)）を発生させる（ステップＳＴ１2）。この時、被検出部３３の周方向前端からの時間遅延Ｔが生じるが、周期的変動成分の検出データについては、時間Ｔを制御装置３８で加算し、ＥＥＰＲＯＭに格納する。

即ち、例えばホームポジション信号発生時の検出データがＦ（ｔ）であれば、検出データとしてＦ（ｔ＋Ｔ）を格納する。このようにすることで、センサ入力のエッジからホームポジションを判定するまでの時間遅延Ｔを補正することが出来る。また、周期的変動の補正の際も、検出データを演算して求めた結果から図5のように時間Ｔだけ位相をずらして補正を開始することにより、時間遅延を補正出来る。

つまり、ホームポジションの時の回転速度データに偏心による正弦波状の速度変動が発生した場合、速度変動の値が、
ω+Asin（ωｔ＋α） ・・・式〔１〕
（ω：基本角速度（偏心のないときの角速度）、Ａ：速度変動の振幅、α：位相 ）
となり、ホームポジションでの速度変動は
ω+Asinα ・・・式〔２〕
となるが、本実施形態でホームポジションを検知する場合は、ホームポジション発生時の速度変動を
ω+Ａsin（ωＴ+α） ・・・式〔３〕
とし、ホームポジション以降この値の逆相の補正データを用いることで回転速度の周期的変動を補正出来る。

なお、このときのＴはドラム1周に比べてきわめて短い時間となる（例：ドラム1周（１．５Ｈｚ：６６６ｍｓ、幅広の被検出部３３の通過時間２ｍｓ、幅広でないスリット３４の通過時間１ｍｓ、ホームポジション抽出信号発生のタイミング1.5ｍｓのときドラム1周の１／４４４)。

［第３の実施形態］
第１及び第２の実施形態にて説明したように、回転速度の周期的変動の補正を開始するためには、まず検出器３７で幅広の被検出部３３を検出し、ホームポジションを検出する必要があるが、幅広の被検出部３３は感光体ドラムの1周に1個しかないので、図１１に示すように、回転前の感光体ドラム１の停止位置によっては、最大でホームポジション検出までにほぼ１回転分の時間がかかってしまう。この時間も補正開始時間の短縮に対して大きな障害となるので、本実施形態では、検出器を複数個設け、先に幅広の被検出部３３を検出した検出器の出力を用いてホームポジションを検出することにより、上記最大時間を短縮している。

本発明の第３の実施形態では、図１２に示すように、円板３２の中心を挟んで対向する位置、即ち半径方向の両端部付近に一対の検出器３７ａ，３７ｂを設けている。そして、図１３のフローチャートに示すように、まず一方のセンサ３７ａの検出信号を用いて上記と同様の周期的変動データの検出及び記憶、並びに補正データの生成を実行し（ステップＳＴ２１，２２）、次に他方のセンサ３７ｂの検出信号を用いて周期的変動データの検出及び記憶、並びに補正データの生成を実行する（ステップＳＴ２３，２４）。そして、補正開始の際には、２個の検出器３７ａ，３７ｂのうち先に幅広の被検出器３３を検出した方の検出器を基準とし、以降その検出器を基準としたときのホームポジション信号、補正データを使用して速度変動の補正を行う。こうすることで、図１４に示すように、モータ６の回転スタートからホームポジション検知までの時間が、最長でも従来に比べて半分のほぼ１／２回転周期とすることが出来る。

図１５はホームポジション信号生成処理を示すフローチャートである。この図において、hp_pos37a、37bは、それぞれ検出器３７ａ、３７ｂのセンサエッジ信号（図５(A’)に対応）に基づいて生成したホームポジション抽出信号（図５(B)に対応）を表し、sens_in37a、37bは、それぞれ検出器３７ａ、３７ｂで検出されたセンサ入力（図５(A)に対応）を示す。

図１５に示すように、モータ６の回転をスタートさせ、エッジ数カウンタを３に設定する（ステップＳＴ３１）。次いで、検出器３７ａのセンサエッジ信号に基づいてホームポジション抽出信号が生成され、かつそのタイミングにて検出器３７ａのセンサ入力が０であるか否かを判定する（ステップＳＴ３２）。ステップＳＴ３２にてYESと判定したときは、ステップＳＴ３３〜３８により、図７におけるホームポジション判定時間Ｔ経過後のタイミングチャートに示す処理と同様な処理を実行し、ホームポジション信号を生成する。ステップＳＴ３２にてNOと判定したときは、ステップＳＴ４０〜４５により、図７におけるホームポジション判定時間Ｔ経過後のタイミングチャートに示す処理と同様な処理を実行し、ホームポジション信号を生成する。つまり、検出器３７ａが先に幅広の被検出部３３を検出した場合はステップＳＴ３３〜３８を実行し、検出器３７ｂが先に幅広の被検出部３３を検出した場合はステップＳＴ４０〜４５を実行する。

なお、図１２では２個の検出器３７ａ，３７ｂを円板３２の周縁部に１８０°間隔で配置しているが、図１６に示すように、４個の検出器３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄを円板３２の周縁部に９０°間隔で配置すれば、図１７に示すように、従来の１／４の時間で補正を開始することが出来る。さらに、センサを追加するに従い、より早い時間で補正を開始することが出来る。

図１６の場合の周期的変動の生成及び補正時の生成処理のフローチャートを図１８に示し、ホームポジション信号生成処理のフローチャートを図１９及び２０に示す。図１８において図１３と同一の処理には図１３で使用した符号を付し、図１９及び２０において図１５と同一の処理には図１５で使用した符号を付した。また、図１９及び２０において、hp_pos37c、37dは、それぞれ検出器３７ｃ、３７ｄのセンサエッジ信号に基づいて生成したホームポジション抽出信号を表し、sens_in37c、37dは、それぞれ検出器３７ｃ、３７ｄで検出されたセンサ入力を示す。

図１８に示すように、周期的変動の生成及び補正時の生成処理は、図１３と同様に、センサ３７ａの検出信号を用いて、回転速度の周期的変動データの検出及び記憶、並びに補正データの生成を実行し（ステップＳＴ２１，２２）、次にセンサ３７ｂの検出信号を用いて、回転速度の周期的変動データの検出及び記憶、並びに補正データの生成を実行し、次いでセンサ３７ｃの検出信号を用いて、回転速度の周期的変動データの検出及び記憶、並びに補正データの生成を実行し（ステップＳＴ２５，２６）、最後にセンサ３７ｄの検出信号を用いて、回転速度の周期的変動データの検出及び記憶、並びに補正データの生成を実行する。そして、補正開始の際には、４個の検出器３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄのうち最も早くホームポジションを検知した検出器を基準とし、以降その検出器を基準としたときのホームポジション信号、補正データを使用して速度変動の補正を行う。

図１９及び２０に示すホームポジション信号生成処理において、ステップＳＴ３１（モータ６の回転をスタートさせ、エッジ数カウンタを３に設定する処理）から、ステップＳＴ４５までの処理は図１５と同じである。ここではさらに、検出器３７ｃのセンサエッジ信号に基づいてホームポジション抽出信号が生成され、かつそのタイミングにて検出器３７ｃのセンサ入力が０であるか否かを判定し（ステップＳＴ４６）、YESの場合はステップＳＴ４７〜５２により、図７におけるホームポジション判定時間Ｔ経過後のタイミングチャートに示す処理と同様な処理を実行し、検出器３７ｄのセンサエッジ信号に基づいてホームポジション抽出信号が生成され、かつそのタイミングにて検出器３７ｄのセンサ入力が０であるか否かを判定し（ステップＳＴ５３）、YESの場合はステップＳＴ５４〜５９により、図７におけるホームポジション判定時間Ｔ経過後のタイミングチャートに示す処理と同様な処理を実行する。

［第４の実施形態］
本実施形態は、第１の実施形態と第３の実施形態とを組み合わせたものである。本実施形態の回転体駆動装置は、図１２に示す第３の実施形態と同様に、円板３２の中心を挟んで対向する位置、即ち半径方向の両端部付近に一対の検出器３７ａ，３７ｂを設けている。そして、先に幅広の被検出部３３を検出した検出器の出力を用いてホームポジションを検出するときに、第１の実施形態（図５）と同様に、幅広の被検出部３３に対応するセンサ入力の立ち下がりが検出されてから感光体ドラムが略１／４回転し、幅広の被検出部３３の回転方向後方側の隣に設けられている幅広でない被検出部３４に対応するセンサ入力の立ち下がりが検出されたときにホームポジション信号を生成する。

これにより、先に提案した回転体駆動装置の場合は図２１に示すように、幅広の被検出部３３を検出してからホームポジション信号生成まで最大ドラム２回転周期かかっていたが、本実施形態では、図２２に示すように、１／２回転＋１／４回転＝３／４回転とすることが出来るので、従来比３７．５％の時間で補正を開始することが出来る。

この場合のホームポジション信号生成処理のフローチャートを図２３に示す。この図に示すように、モータ６の回転をスタートさせ、エッジ数カウンタを“３”に設定する（ステップＳＴ６１）。次いで、検出器３７ａのセンサエッジ信号に基づいてホームポジション抽出信号が生成され、かつそのタイミングにて検出器３７ａのセンサ入力が０であるか否かを判定する（ステップＳＴ６２）。ステップＳＴ６２にてYESと判定したときは、ステップＳＴ６３〜７１を実行することによりホームポジション信号を生成する。また、ステップＳＴ６２でNOと判定したときは、ステップＳＴ７３〜８１を実行することによりホームポジション信号を生成する。ここで、ステップＳＴ６３〜７１及びＳＴ７３〜８１は、図６のステップＳＴ１〜９と同様、図５(D)に示すタイミングでホームポジション信号を生成する処理である。

同様に、検出器の数を図１６に示すように４個にすれば、従来比２５％の時間で補正を開始することが可能となる。

なお、以上の各実施形態は、本発明を感光体ドラム１の１回転周期で発生している回転速度の周期的変動の補正に適用したものであるが、本発明は、モータ２６の１回転周期で発生している回転速度の周期的変動の補正にも適用出来る。この周期的変動は、駆動ギヤ２８における歯の累積ピッチ誤差や偏心による伝達誤差が主な原因で起こるものであり、その補正のためには、図４に示す円板３２に駆動ギヤ２８の１回転周期に対応する被検出部を設ければよい。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置におけるプロセスカートリッジの構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の回転体駆動装置の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の回転体駆動装置における円板の構成を示す図である。 本発明の第１の実施形態の回転体駆動装置のホームポジション信号生成動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第１の実施形態の回転体駆動装置のホームポジション信号生成処理を示すフローチャートである。 先に提案した回転体駆動装置のホームポジション信号生成動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態の回転体駆動装置のホームポジション信号生成動作を示すタイミングチャートである。 本発明の第２の実施形態の回転体駆動装置のホームポジション信号生成処理を示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態の回転体駆動装置の回転速度補正処理を示すタイミングチャートである。 先に提案した回転体駆動装置におけるホームポジション検出までの最長時間を示す図である。 本発明の第３の実施形態の回転体駆動装置における検出器の配置を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態の回転体駆動装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態の回転体駆動装置におけるホームポジション検出までの最長時間を示す図である。 本発明の第３の実施形態の回転体駆動装置のホームポジション信号生成処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態の回転体駆動装置における検出器の配置の変形例を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態の回転体駆動装置の変形例におけるホームポジション信号生成までの最長時間を示す図である。 本発明の第３の実施形態の回転体駆動装置の変形例の動作を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態の回転体駆動装置の変形例のホームポジション信号生成処理の一部を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施形態の回転体駆動装置の変形例のホームポジション信号生成処理の残りの一部を示すフローチャートである。 従来の回転体駆動装置におけるホームポジション信号生成までの最長時間を示す図である。 本発明の第４の実施形態の回転体駆動装置におけるホームポジション信号生成までの最長時間を示す図である。 本発明の第４の実施形態の回転体駆動装置の変形例のホームポジション信号生成処理を示すフローチャートである。 従来の回転体駆動装置における円板と検出器との関係を示す図である。 従来の回転体駆動装置にて測定及び記憶される回転速度の周期的変動を示す図である。 従来の回転体駆動装置の回転速度の周期的変動の補正原理を示す図である。

符号の説明

１・・・感光体ドラム、２１Ｙ，２１Ｃ，２１Ｍ，２１Ｋ・・・プロセスカートリッジ、２６・・・モータ、２７，２８，３０，３１・・・カップリング、２８・・・駆動ギヤ、２９・・・従動ギヤ、３２・・・円板、３３〜３６・・・被検出部、３７，３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ・・・検出器、３８・・・制御装置。

Claims (5)

1. 回転駆動源と、
   前記回転駆動源の回転力を伝達する伝達機構と、
   前記伝達機構に連結され前記回転駆動源の回転力で回転駆動される回転体と、
   前記回転体の回転軸に取り付けられた円板の周方向に複数配設された被検出部であって、うち一つの被検出部は他の被検出部と前記円板の同一半径位置における周方向長が異なる形状である複数の被検出部と、
   前記回転体の回転に伴って前記回転軸の周りを移動する前記被検出部を所定の回転位置にて検出して検出信号を生成する検出器と、
   前記他の被検出部とは異なる一つの被検出部を前記検出器が検出すると、次に前記複数の被検出部のうちの何れかを前記検出器が検出したタイミングで前記回転駆動源又は回転体の基準回転位置を示す基準信号を生成する基準信号生成手段と、
   前記検出信号に基づいて得られた前記回転体の回転速度の周期的変動情報及びその位相情報の測定値が記憶される回転速度補正用データ記憶手段と、
   前記基準信号に基づいて、前記記憶手段から前記周期的変動情報を読み出し、前記回転駆動源の回転速度補正信号を生成する手段とを備えた回転体駆動装置。
2. 請求項１記載の回転体駆動装置において、
   前記他の被検出部とは異なる一つの被検出部を前記検出器が検出すると、当該検出した被検出部を、前記基準信号を生成するホームポジションとなる被検出部の直前の被検出部であると認識することを特徴とする回転体駆動装置。
3. 請求項１又は２に記載の回転体駆動装置において、
   前記検出器を複数備えたことを特徴とする回転体駆動装置。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載の回転体駆動装置を備えた電子写真方式の画像形成装置に搭載されるプロセスカートリッジであって、
   前記回転体は感光体ドラムであることを特徴とするプロセスカートリッジ。
5. 請求項１乃至３の何れかに記載の回転体駆動装置を備えた画像形成装置であって、
   前記回転体は感光体ドラムであることを特徴とする画像形成装置。

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