JP2007033525A - Image forming apparatus and phase adjustment method for the apparatus - Google Patents
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Description
この発明は、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体を接続し、複数の駆動モータを所定の通常速度で駆動することによって複数の像担持体を回転させながら、複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置に関するものであり、特に複数の像担持体間での位相関係を調整する技術に関するものである。 The present invention connects at least one or more image carriers to each of a plurality of drive motors, and drives a plurality of image carriers while rotating the plurality of image carriers by driving the plurality of drive motors at a predetermined normal speed. The present invention relates to an image forming apparatus that forms a color image by superimposing toner images formed on each of the carriers, and particularly relates to a technique for adjusting the phase relationship among a plurality of image carriers.
カラー画像を形成する装置として、いわゆるタンデム方式のカラー画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、それぞれが互いに異なる色のトナー像を形成する複数の画像形成ステーションが、中間転写ベルトなどの転写媒体の移動方向に沿って配置されている。また、各画像形成ステーションでは、感光体ドラムなどの像担持体が所定の回転速度で回転駆動されるとともに、像担持体の周囲に帯電部、像書込部および現像部が配置されている。そして、全ての像担持体を回転駆動しながら、各像担持体に形成されるトナー像が転写媒体上で重ね合わされてカラー画像が形成される。 As an apparatus for forming a color image, a so-called tandem color image forming apparatus is known. In this image forming apparatus, a plurality of image forming stations that form toner images of different colors are arranged along the moving direction of a transfer medium such as an intermediate transfer belt. In each image forming station, an image carrier such as a photosensitive drum is rotated at a predetermined rotational speed, and a charging unit, an image writing unit, and a developing unit are disposed around the image carrier. Then, while rotating all the image carriers, the toner images formed on the respective image carriers are superimposed on the transfer medium to form a color image.
このように複数の像担持体を回転駆動するために、従来より大きく分けて、(1)単一の駆動モータを用いるとともに、該駆動モータの回転駆動力を輪列により各像担持体に伝達して駆動する方式と、(2)複数の駆動モータを用いる方式とが存在している。特に後者の方式として、例えば特許文献1に記載の装置では、イエロー、マゼンタおよびシアンの3色については組立段階で既に位相合わせを行った上で共通の駆動モータで回転駆動する一方、ブラック色については別個の独立した駆動モータで回転駆動している。 In order to rotationally drive a plurality of image carriers in this way, it is roughly divided from the conventional ones. (1) A single drive motor is used and the rotational driving force of the drive motor is transmitted to each image carrier by a train wheel. And (2) a method using a plurality of drive motors. In particular, as the latter method, in the apparatus described in Patent Document 1, for example, three colors of yellow, magenta, and cyan are already phase-adjusted at the assembly stage and rotated by a common drive motor, while the black color is used. Is driven to rotate by a separate and independent drive motor.
ところで、このように複数の駆動モータを用いたタンデム装置では、各像担持体の軸ぶれ、各像担持体に直結されたギアの偏心などの要因により周期的な色ずれが発生することがある。そこで、この周期的な色ずれを補正するために、複数の駆動モータを個別に制御している。つまり、各駆動モータを個別に制御することによって、4色の像担持体の位相を制御して各色の像担持体間での位相関係を調整している。これにより、周期的な色ずれを抑えて画像品質の向上を図っている。 By the way, in such a tandem apparatus using a plurality of drive motors, periodic color misregistration may occur due to factors such as shaft runout of each image carrier and eccentricity of a gear directly connected to each image carrier. . Therefore, in order to correct this periodic color shift, a plurality of drive motors are individually controlled. That is, by controlling each drive motor individually, the phase relationship between the image carriers of the respective colors is adjusted by controlling the phases of the image carriers of the four colors. As a result, periodic color misregistration is suppressed and image quality is improved.
上記従来装置では、各駆動モータは常に一定の立ち上がり特性で駆動されるという前提で位相調整が行われている。しかしながら、駆動モータにかかる負荷は種々の要因により変動する。例えば像担持体は個体差を有しており、駆動すべき像担持体が異なるのに応じて立ち上がり特性が異なることがある。また、駆動モータの駆動力を用いて像担持体のみならず該像担持体に対応する現像部を作動させる場合には、現像部に貯留されている残留トナー量に応じて駆動モータへの負荷が変動する。したがって、位相調整を高精度に行うためには、駆動モータの立ち上がり特性をも考慮する必要がある。 In the conventional apparatus, the phase adjustment is performed on the assumption that each drive motor is always driven with a constant rising characteristic. However, the load applied to the drive motor varies depending on various factors. For example, the image carrier has individual differences, and the rising characteristics may differ depending on the image carrier to be driven. Further, when operating not only the image carrier but also the developing unit corresponding to the image carrier using the driving force of the drive motor, the load on the drive motor according to the residual toner amount stored in the developing unit Fluctuates. Therefore, in order to perform the phase adjustment with high accuracy, it is necessary to consider the rising characteristics of the drive motor.
この発明は上記課題に鑑みなされたものであり、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体を接続し、複数の駆動モータを所定の通常速度で駆動することによって複数の像担持体を回転させながら、複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、像担持体間での位相関係を高精度に調整することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above-described problems, and connects a plurality of image carriers by connecting at least one image carrier to each of a plurality of drive motors and driving the plurality of drive motors at a predetermined normal speed. In an image forming apparatus for forming a color image by superimposing toner images formed on each of a plurality of image carriers while rotating the body, the object is to adjust the phase relationship between the image carriers with high accuracy And
この発明は、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体を接続し、複数の駆動モータを所定の通常速度で駆動することによって複数の像担持体を回転させながら、複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置であって、上記目的を達成するため、複数の像担持体の各々に対応して設けられ、それぞれが対応する像担持体の基準位置を検出して検出信号を出力する複数の位相検出手段と、各駆動モータの立ち上がり特性に関連する立ち上がり情報を求めるとともに、複数の駆動モータを通常速度よりも遅い位相検出速度で駆動しながら複数の位相検出手段からの検出信号の出力時間差を算出し、該算出結果および立ち上がり情報に基づき位相検出速度から通常速度に加速するタイミングを各駆動モータ毎に制御して複数の像担持体間での位相関係を調整する位相調整処理を実行する位相制御手段とを備えたことを特徴としている。 The present invention connects at least one or more image carriers to each of a plurality of drive motors, and drives a plurality of image carriers while rotating the plurality of image carriers by driving the plurality of drive motors at a predetermined normal speed. An image forming apparatus that forms a color image by superimposing toner images formed on each of the carriers, and is provided corresponding to each of the plurality of image carriers to achieve the above object. A plurality of phase detection means for detecting the reference position of the image carrier to be output and outputting a detection signal, and obtaining rise information related to the rise characteristics of each drive motor, and detecting a plurality of drive motors at a phase slower than the normal speed The output time difference of the detection signals from the plurality of phase detection means is calculated while driving at the speed, and the acceleration is performed from the phase detection speed to the normal speed based on the calculation result and the rise information. The timing is controlled for each drive motor is characterized in that a phase control means for performing a phase adjustment process for adjusting the phase relationship between a plurality of image bearing members.
また、この発明は、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の像担持体を接続し、複数の駆動モータを所定の通常速度で駆動することによって複数の像担持体を回転させながら、複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置において、複数の像担持体間での位相関係を調整する位相調整方法であって、上記目的を達成するため、各駆動モータの立ち上がり特性に関連する立ち上がり情報を求める工程と、複数の駆動モータを通常速度よりも遅い位相検出速度で駆動しながら、複数の像担持体の各々について、該像担持体の基準位置を検出して検出信号を出力する工程と、複数の像担持体間での検出信号の出力時間差を求める工程と、出力時間差および立ち上がり情報に基づき位相検出速度から通常速度に加速するタイミングを各駆動モータ毎に制御して複数の像担持体間での位相関係を調整する工程とを備えたことを特徴としている。 Further, the present invention connects at least one or more image carriers to each of the plurality of drive motors, and drives the plurality of drive motors at a predetermined normal speed while rotating the plurality of image carriers. A phase adjustment method for adjusting a phase relationship between a plurality of image carriers in an image forming apparatus for forming a color image by superimposing toner images formed on each of the image carriers, and achieving the above object Therefore, for each of the plurality of image carriers, the step of obtaining the rise information related to the rise characteristics of each drive motor and driving the plurality of drive motors at a phase detection speed slower than the normal speed Detecting a reference position and outputting a detection signal, obtaining a detection signal output time difference between a plurality of image carriers, and detecting a phase based on the output time difference and rise information The timing of accelerating the normal speed by controlling each drive motor is characterized by comprising the step of adjusting the phase relationship between a plurality of image bearing members from time.
このように構成された発明(画像形成装置および該装置における位相調整方法)では、駆動モータは、通常速度に駆動される前に、その通常速度よりも遅い位相検出速度で駆動される。このモータ駆動によって複数の像担持体が回転するとともに、各像担持体に対応して設けれた位相検出手段が基準位置を検出して検出信号を出力する。したがって、像担持体間での検出信号の出力時間差が像担持体間の位相差に相当することとなる。そこで、各駆動モータを位相検出速度から通常速度に加速するにあたって、出力時間差に応じて加速タイミングを制御することで、像担持体間での位相関係を調整することが可能となる。ただし、各駆動モータの立ち上がり特性は個々に相違することがある。この点を考慮し、本発明では通常速度に加速させる前に各駆動モータの立ち上がり特性に関連する立ち上がり情報が求め、上記出力時間差と立ち上がり情報とに基づき位相検出速度から通常速度に加速するタイミングが各駆動モータ毎に制御されて複数の像担持体間での位相関係が調整される。したがって、それらの駆動モータにかかる負荷が相互に異なり、各駆動モータの立ち上がり特性が異なったとしても、像担持体間での位相関係を適切に、かつ高精度に調整することができる。 In the invention thus configured (image forming apparatus and phase adjustment method in the apparatus), the drive motor is driven at a phase detection speed slower than the normal speed before being driven to the normal speed. A plurality of image carriers are rotated by this motor drive, and phase detection means provided corresponding to each image carrier detects a reference position and outputs a detection signal. Therefore, the difference in detection signal output time between the image carriers corresponds to the phase difference between the image carriers. Therefore, when accelerating each drive motor from the phase detection speed to the normal speed, the phase relationship between the image carriers can be adjusted by controlling the acceleration timing according to the output time difference. However, the rising characteristics of each drive motor may differ individually. In view of this point, in the present invention, the rising information related to the rising characteristics of each drive motor is obtained before accelerating to the normal speed, and the timing for accelerating from the phase detection speed to the normal speed is determined based on the output time difference and the rising information. The phase relationship among a plurality of image carriers is adjusted by being controlled for each drive motor. Therefore, even if the loads applied to the drive motors are different from each other and the rising characteristics of the drive motors are different, the phase relationship between the image carriers can be adjusted appropriately and with high accuracy.
ここで、「立ち上がり特性に関連する立ち上がり情報」としては、各駆動モータの加速度、各駆動モータが所定速度に達するまでに要する時間、また該時間等についての駆動モータ間での相対差などが含まれる。例えば、複数の駆動モータの各々が予め設定された速度あるいは該設定速度を含む所定範囲に達するとレディ信号を出力する装置では、レディ信号を利用して立ち上がり情報を求めることができる。すなわち、複数の駆動モータの各々について、設定速度として位相検出速度に設定することにより該駆動モータを停止状態から位相検出速度に加速するとともに、該駆動モータからレディ信号が出力されるまでの検出用加速時間に基づき「立ち上がり情報」を求めることができる。また、複数の駆動モータ間での検出用加速時間の差に応じて位相検出速度から通常速度への加速の際に生じる複数の駆動モータ間での立ち上がり時間の差を求め、「立ち上がり情報」としてもよい。そして、出力時間差および立ち上がり情報に基づき複数の駆動モータ間で加速タイミングを制御することで複数の像担持体間での位相関係を調整してもよい。 Here, the “rise information related to the rise characteristics” includes the acceleration of each drive motor, the time required for each drive motor to reach a predetermined speed, and the relative difference between the drive motors for the time, etc. It is. For example, in a device that outputs a ready signal when each of a plurality of drive motors reaches a preset speed or a predetermined range including the set speed, rising information can be obtained using the ready signal. That is, for each of the plurality of drive motors, by setting the phase detection speed as the set speed, the drive motor is accelerated from the stopped state to the phase detection speed, and until the ready signal is output from the drive motor. Based on the acceleration time, “rise information” can be obtained. Also, the rise time difference between multiple drive motors that occurs when accelerating from the phase detection speed to the normal speed according to the difference in detection acceleration time between multiple drive motors is obtained as “rise information”. Also good. Then, the phase relationship between the plurality of image carriers may be adjusted by controlling the acceleration timing between the plurality of drive motors based on the output time difference and the rise information.
また、立ち上がり情報を予め記憶手段に記憶しておき、該立ち上がり情報および出力時間差に基づき位相検出速度から通常速度に加速するタイミングを各駆動モータ毎に制御するようにしてもよい。このように記憶手段に立ち上がり情報を記憶させる装置では、位相検出速度から通常速度に加速する際に立ち上がり情報を同時に求め、記憶手段に記憶されている立ち上がり情報を補正してもよい。例えば複数の駆動モータの各々について、設定速度として通常速度に設定することにより該駆動モータを位相検出速度から通常速度に加速するとともに、該駆動モータからレディ信号が出力されるまでの立ち上がり時間を求め、該立ち上がり時間に基づき記憶手段に記憶されている立ち上がり情報を補正することができる。このように立ち上がり情報を補正することで立ち上がり情報の質を高めることができ、位相調整の精度をさらに高めることができる。 Further, the rising information may be stored in advance in the storage means, and the timing of acceleration from the phase detection speed to the normal speed may be controlled for each drive motor based on the rising information and the output time difference. In the apparatus that stores the rising information in the storage unit as described above, the rising information stored in the storage unit may be corrected by obtaining the rising information at the same time when accelerating from the phase detection speed to the normal speed. For example, for each of a plurality of drive motors, the normal speed is set as the set speed to accelerate the drive motor from the phase detection speed to the normal speed, and obtain the rise time until the ready signal is output from the drive motor. The rising information stored in the storage means can be corrected based on the rising time. By correcting the rising information in this way, the quality of the rising information can be improved, and the accuracy of phase adjustment can be further improved.
さらに、位相調整処理については一種類に限定されるものではなく、予め位相調整処理として下記の第1位相調整処理および下記の第2位相調整処理を有し、いずれか一方を選択的に実行するように構成してもよい。すなわち、第1位相調整処理は、複数の駆動モータの各々について、設定速度として位相検出速度に設定することにより該駆動モータを停止状態から位相検出速度に加速するとともに、該駆動モータからレディ信号が出力されるまでの検出用加速時間に基づき立ち上がり情報を求めた後、位相検出速度で駆動しながら複数の位相検出手段からの検出信号の出力時間差を算出し、該算出結果および立ち上がり情報に基づき位相検出速度から通常速度に加速するタイミングを各駆動モータ毎に制御して複数の像担持体間での位相関係を調整する処理であり、第2位相調整処理は、記憶手段から立ち上がり情報を読み出すとともに、位相検出速度で駆動しながら複数の位相検出手段からの検出信号の出力時間差を算出し、該算出結果および立ち上がり情報に基づき位相検出速度から通常速度に加速するタイミングを各駆動モータ毎に制御して複数の像担持体間での位相関係を調整する処理である。このように、位相調整処理を切替制御することで装置の稼動状況などに応じて適切な位相調整処理を行うことができる。例えば、装置への電源投入直後に所定の初期化動作が実行されることが多く、この初期化動作と並行して第1位相調整処理を実行することができる。 Further, the phase adjustment process is not limited to one type, and has the following first phase adjustment process and the following second phase adjustment process as the phase adjustment process in advance, and selectively executes one of them. You may comprise as follows. That is, in the first phase adjustment process, for each of the plurality of drive motors, the drive motor is accelerated from the stopped state to the phase detection speed by setting the phase detection speed as the set speed, and a ready signal is output from the drive motor. After obtaining the rise information based on the acceleration time for detection until output, calculate the output time difference of the detection signals from the plurality of phase detection means while driving at the phase detection speed, and based on the calculated result and the rise information This is a process of adjusting the phase relationship between a plurality of image carriers by controlling the timing of acceleration from the detection speed to the normal speed for each drive motor. The second phase adjustment process reads the rising information from the storage means. The output time difference of the detection signals from the plurality of phase detection means is calculated while driving at the phase detection speed, and the calculation result and the rise time are calculated. The timing to accelerate the normal rate from the phase detection rate based on the information is a process of adjusting the phase relationship between the plurality of image carriers by controlling each drive motor. In this way, by controlling the switching of the phase adjustment process, an appropriate phase adjustment process can be performed according to the operating status of the apparatus. For example, a predetermined initialization operation is often performed immediately after power-on of the apparatus, and the first phase adjustment process can be performed in parallel with this initialization operation.
図1は本発明にかかる画像形成装置の一実施形態を示す図である。この装置1は、ブラック(K)、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)の4色のトナー(現像剤)を重ね合わせてフルカラー画像を形成するカラー印字処理、およびブラック(K)のトナーのみを用いてモノクロ画像を形成する単色印字処理を選択的に実行する画像形成装置である。この画像形成装置1では、ホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令(印字指令)がメインコントローラ(図示省略)に与えられると、このメインコントローラからの指令に応じてエンジンコントローラ(図示省略)がエンジン部EG各部を制御して所定の画像形成動作を実行し、複写紙、転写紙、用紙およびOHP用透明シートなどのシート(記録材)Sに画像形成指令に対応する画像を形成する。 FIG. 1 is a diagram showing an embodiment of an image forming apparatus according to the present invention. The apparatus 1 includes color printing processing for forming a full-color image by superposing four color toners (developers) of black (K), cyan (C), magenta (M), and yellow (Y), and black (K ) To selectively execute a monochrome printing process for forming a monochrome image using only toner. In this image forming apparatus 1, when an image forming command (printing command) is given to a main controller (not shown) from an external device such as a host computer, an engine controller (not shown) is operated in accordance with the command from the main controller. Each part EG is controlled to execute a predetermined image forming operation, and an image corresponding to the image forming command is formed on a sheet (recording material) S such as a copy sheet, a transfer sheet, a sheet, and an OHP transparent sheet.
図1において、本実施形態の画像形成装置1は、ハウジング本体2と、ハウジング本体2の前面(同図の右手側面)に開閉自在に装着された第1の開閉部材3と、ハウジング本体2の上面に開閉自在に装着された第2の開閉部材(排紙トレイを兼用している)4とを有している。
1, an image forming apparatus 1 according to the present embodiment includes a
ハウジング本体2内には、電源回路基板、メインコントローラおよびエンジンコントローラを内蔵する電装品ボックス5が設けられている。また、画像形成ユニット6、転写ベルトユニット9および給紙ユニット10もハウジング本体2内に配設されている。一方、第1の開閉部材3側には、定着ユニット12が配設されている。なお、この実施形態では、画像形成ユニット6および給紙ユニット10内の消耗品は、ハウジング本体2に対して着脱自在に構成されている。そして、これらの消耗品および転写ベルトユニット9については、それぞれ取り外して修理または交換を行うことが可能な構成になっている。
In the housing
転写ベルトユニット9は、ハウジング本体2の下方に配設され後述するブラック用駆動モータにより回転駆動される駆動ローラ14と、駆動ローラ14の斜め上方に配設される従動ローラ15と、この2本のローラ14、15間に張架されて図示矢印方向D16へ循環駆動される中間転写ベルト16と、中間転写ベルト16の表面に当接されるベルトクリーナ17とを備えている。この従動ローラ15は駆動ローラ14に対して斜め上方(図1中の左手上方)に配置されている。このため、中間転写ベルト16は傾斜状態のまま方向D16に回転移動する。また、中間転写ベルト16を駆動した際のベルト搬送方向D16が下向き(図1の右下向き)になるベルト面16aは下方に位置している。本実施形態においては、ベルト面16aがベルト駆動時のベルト張り面(駆動ローラ14により引っ張られる面)となっており、各色の感光体ドラム(像担持体)20の周速よりも遅い周速を有している。このように中間転写ベルト16の周速を各感光体ドラム20の周速よりも遅くなるように設定することで、感光体ドラム20は中間転写ベルト16に回転を抑える向きに引っ張られるようにして駆動している。
The
駆動ローラ14は、2次転写ローラ19のバックアップローラを兼ねている。駆動ローラ14の周面には、厚さ3mm程度、体積抵抗率が100kΩ・cm以下のゴム層が形成されており、金属製の軸を介して接地することにより、図示を省略する2次転写バイアス発生部から2次転写ローラ19を介して供給される2次転写バイアスの導電経路としている。このように駆動ローラ14に高摩擦かつ衝撃吸収性を有するゴム層を設けることにより、2次転写部へシートSが進入する際の衝撃が中間転写ベルト16に伝達しにくく、画質の劣化を防止することができる。
The
また、本実施形態においては、駆動ローラ14の径を従動ローラ15の径より小さくしている。これにより、2次転写後のシートSがシートS自身の弾性力で剥離し易くすることができる。また、従動ローラ15をベルトクリーナ17のバックアップローラとして兼用させている。このベルトクリーナ17は、搬送方向下向きのベルト面16a側に設けられており、図1に示すように、残留トナーを除去するクリーニングブレード17aと、除去したトナーを搬送するトナー搬送部材とを備えている。そして、クリーニングブレード17aは従動ローラ15への中間転写ベルト16の巻きかけ部において中間転写ベルト16に当接して2次転写後に中間転写ベルト16の表面に残留しているトナーをクリーニング除去する。
In the present embodiment, the diameter of the driving
駆動ローラ14および従動ローラ15は転写ベルトユニット9の支持フレーム(図示省略)に回転自在に支持されている。また、中間転写ベルト16の搬送方向下向きのベルト面16a裏面には、後述する各画像形成ステーションY,M,C,Kの感光体ドラム20に対向して1次転写ローラ21が設けられている。これら4つの1次転写ローラ21は上記支持フレームに対して回転自在に軸支され、図示を省略する1次転写バイアス発生部と電気的に接続されており、適当なタイミングで1次転写バイアス発生部から1次転写バイアスが印加される。
The driving
上記支持フレームは、駆動ローラ14を回動中心として矢印方向D21にハウジング本体2に対して回動自在となっている。そして、図示を省略するアクチュエータを作動させることで支持フレームが回動してイエロー(Y)、マゼンタ(M)およびシアン(C)の画像形成ステーションY,M,Cの感光体ドラム20に対向して配置された1次転写ローラ21が感光体ドラム20に向かって近接し、また感光体ドラム20から離間移動する。このため、イエロー、マゼンタおよびシアン用の1次転写ローラ21が感光体ドラム20に向かって近接移動すると、中間転写ベルト16を挟んで該感光体ドラム20に当接する(図1中の実線)。そして、この当接位置が1次転写位置となっており、該1次転写位置でトナー像が中間転写ベルト16に転写される。逆に、イエロー、マゼンタおよびシアン用の1次転写ローラ21が感光体ドラム20から離間移動すると、画像形成ステーションY,M,Cの感光体ドラム20と中間転写ベルト16とは互いに離間する(図1中の破線)。一方、ブラック(K)の画像形成ステーションKの感光体ドラム20に対向して配置された1次転写ローラ21については、中間転写ベルト16を挟んで該感光体ドラム20に当接されたまま回転するように構成されている。したがって、図1の実線で示すように、全1次転写ローラ21を感光体ドラム20側に位置させることでカラー印字処理が実行可能となる。一方、同図の破線で示すように、ブラック用の1次転写ローラ21を残して他の1次転写ローラ21を感光体ドラム20から離間させることでモノクロ印字処理のみを実行しつつ中間転写ベルト16が画像形成ステーションY,M,Cから離間してイエロー、マゼンタおよびシアン色については非印字状態とすることができる。なお、ブラック用の1次転写ローラ21についても、必要に応じて感光体ドラム20から離間移動させるように構成してもよい。
The support frame is rotatable with respect to the housing
また、転写ベルトユニット9の支持フレームには、駆動ローラ14に近接してテストパターンセンサ18が設置されている。このテストパターンセンサ18は、中間転写ベルト16上の各色トナー像の位置決めを行うとともに、各色トナー像の濃度を検出し、各色画像の色ずれや画像濃度を補正するためのセンサである。
A
画像形成ユニット6は、複数(本実施形態では4つ)の異なる色の画像を形成する画像形成ステーションY(イエロー用),M(マゼンタ用),C(シアン用),K(ブラック用)を備えている。各画像形成ステーションY,M,C,Kにはそれぞれ、本発明の「像担持体」に相当する感光体ドラム20が設けられている。また、各感光体ドラム20の周囲には、帯電部22、像書込部23、現像部24および感光体クリーナ25が配設されている。そして、これらの機能部によって帯電動作、潜像形成動作およびトナー現像動作が実行される。なお、図1において、画像形成ユニット6の各画像形成ステーションは構成が互いに同一のため、図示の便宜上、一部の画像形成ステーションのみに符号を付けて他の画像形成ステーションについては符号を省略する。また、各画像形成ステーションY,M,C,Kの配置順序は任意である。
The image forming unit 6 includes image forming stations Y (for yellow), M (for magenta), C (for cyan), and K (for black) that form a plurality (four in this embodiment) of different color images. I have. Each of the image forming stations Y, M, C, and K is provided with a
各画像形成ステーションY,M,C,Kの感光体ドラム20は1次転写位置TR1で中間転写ベルト16の搬送方向下向きのベルト面16aに当接されるように配置されている。その結果、各画像形成ステーションY,M,C,Kも駆動ローラ14に対して図で左側に傾斜する方向に配設されることになる。また、これらの感光体ドラム20はそれぞれ専用の駆動モータに接続され、図示矢印D20に示すように、中間転写ベルト16の搬送方向に所定周速で回転駆動される。なお、感光体ドラム20の駆動機構および駆動制御については後で詳述する。
The
帯電部22は、その表面が弾性ゴムで構成された帯電ローラを備えている。この帯電ローラは帯電位置で感光体ドラム20の表面と当接して従動回転するように構成されており、感光体ドラム20の回転動作に伴って感光体ドラム20に対して従動方向に周速で従動回転する。また、この帯電ローラは帯電バイアス発生部(図示省略)に接続されており、帯電バイアス発生部からの帯電バイアスの給電を受けて帯電位置で感光体ドラム20の表面を帯電させる。
The charging
像書込部23は、発光ダイオードやバックライトを備えた液晶シャッタ等の素子を感光体ドラム20の軸方向(図1の紙面に対して垂直な方向)に列状に配列したアレイ状書込ヘッドを用いており、感光体ドラム20から離間配置されている。また、アレイ状書込ヘッドは、レーザー走査光学系よりも光路長が短くてコンパクトである。そのため、感光体ドラム20に対して近接配置が可能であり、装置全体を小型化できるという利点を有する。
The
次に、現像部24の詳細について、画像形成ステーションKを代表して説明する。この現像部24は、トナーを貯留するトナー貯留容器26と、このトナー貯留容器26内に配設された2つのトナー撹拌供給部材28,29と、トナー撹拌供給部材29に近接配置された仕切部材30と、仕切部材30の上方に配設されたトナー供給ローラ31と、トナー供給ローラ31および感光体ドラム20に当接して所定の周速で図示矢印方向に回転する現像ローラ33と、現像ローラ33に当接される規制ブレード34とから構成されている。
Next, details of the developing
そして、各現像部24では、トナー撹拌供給部材29により撹拌、運び上げられたトナーは、仕切部材30の上面に沿ってトナー供給ローラ31に供給される。また、こうして供給されたトナーは供給ローラ31を介して現像ローラ33の表面に供給される。そして、現像ローラ33に供給されたトナーは規制ブレード34により所定厚さの層厚に規制され、感光体ドラム20へと搬送される。そして、現像ローラ33と電気的に接続された現像バイアス発生部(図示省略)から現像ローラ33に印加される現像バイアスによって、現像ローラ33と感光体ドラム20とが当接する現像位置において、帯電トナーが現像ローラ33から感光体ドラム20に移動して、像書込部23により形成された静電潜像が顕像化される。
In each developing
また、この実施形態では、感光体ドラム20の回転方向D20において1次転写位置TR1の下流側に、感光体ドラム20の表面に当接して感光体クリーナ25が設けられている。この感光体クリーナ25は、感光体ドラム20の表面に当接することで1次転写後に感光体ドラム20の表面に残留するトナーをクリーニング除去する。
In this embodiment, a
給紙ユニット10は、シートSが積層保持されている給紙カセット35と、給紙カセット35からシートSを一枚ずつ給送するピックアップローラ36とからなる給紙部を備えている。第1の開閉部材3内には、2次転写領域TR2へのシートSの給紙タイミングを規定するレジストローラ対37と、駆動ローラ14および中間転写ベルト16に圧接される2次転写手段としての2次転写ローラ19と、定着ユニット12と、排紙ローラ対39と、両面プリント用搬送路40を備えている。
The
2次転写ローラ19は、中間転写ベルト16に対して離当接自在に設けられ、2次転写ローラ駆動機構(図示省略)により離当接駆動される。定着ユニット12は、ハロゲンヒータ等の発熱体を内蔵して回転自在な加熱ローラ45と、この加熱ローラ45を押圧付勢する加圧ローラ46とを有している。そして、シートSに2次転写された画像は、加熱ローラ45と加圧ローラ46で形成するニップ部で所定の温度でシートSに定着される。本実施形態においては、中間転写ベルト16の斜め上方に形成される空間、換言すれば、中間転写ベルト16に対して画像形成ユニット6と反対側の空間に定着ユニット12を配設することが可能になり、電装品ボックス5、画像形成ユニット6および中間転写ベルト16への熱伝達を低減することができ、各色の色ずれ補正動作を行う頻度を少なくすることができる。
The
また、こうして定着処理を受けたシートSは排紙ローラ対39を経由してハウジング本体2の上面部に設けられた第2の開閉部材(排紙トレイ)4に搬送される。また、シートSの両面に画像を形成する場合には、上記のようにして片面に画像を形成されたシートSの後端部が排紙ローラ対39後方の反転位置まで搬送されてきた時点で排紙ローラ対39の回転方向を反転し、これによりシートSは両面プリント用搬送路40に沿って搬送される。そして、レジストローラ対37の手前で再び搬送経路に乗せられるが、このとき、2次転写領域TR2において中間転写ベルト16と当接して画像を転写されるシートSの面は、先に画像が転写された面とは反対の面である。このようにして、シートSの両面に画像を形成することができる。
Further, the sheet S thus subjected to the fixing process is conveyed to a second opening / closing member (discharge tray) 4 provided on the upper surface portion of the
図2は中間転写ベルトと各色の感光体ドラムとの配置関係を示す模式図であり、また図3は感光体ドラムを回転駆動する駆動機構を示す図であり、図4は感光体ドラムの位相関係を制御する電気的構成を示すブロック図である。以下、これらの図面を参照しつつ、感光体ドラム20を駆動する駆動機構および駆動制御について詳述する。
FIG. 2 is a schematic diagram showing the positional relationship between the intermediate transfer belt and the photosensitive drums of the respective colors, FIG. 3 is a diagram showing a driving mechanism for rotating the photosensitive drum, and FIG. 4 is a phase diagram of the photosensitive drum. It is a block diagram which shows the electric constitution which controls a relationship. Hereinafter, a drive mechanism and drive control for driving the
この実施形態にかかる画像形成装置1では、4色の感光体ドラム20が設けられているが、これらの感光体ドラム20をそれぞれ回転駆動するために4つの駆動モータ50(50Y,50M,50C,50K)が設けられている。そして、各駆動モータ50を制御することで各色の感光体ドラム(像担持体)20を独立して回転させることが可能となっている。また、図2への図示を省略しているが、駆動モータ50Y,50M,50C,50Kはそれぞれ対応する現像部24と機械的に接続されており、回転駆動力を現像部24の現像ローラ33およびトナー撹拌供給部材28,29に与えている。したがって、現像部24に残留しているトナー量に応じて駆動モータ50にかかる負荷は異なる。なお、感光体ドラム20を回転駆動する駆動機構の構成は互いに同一であるため、ここでは、イエロー用の駆動機構についてのみ説明し、その他のトナー色については同一または相当符号を付して説明を省略する。
In the image forming apparatus 1 according to this embodiment, four color
この実施形態では、イエロー用駆動モータ50Yとして、DCブラシレスモータが採用されている。この駆動モータ50Yの回転軸にはモータピニオン51が取り付けられるとともに、このモータピニオン51に対してアイドルギア52が歯合配置されている。また、このアイドルギア52と同軸にアイドルギア53が取り付けられており、駆動モータ50Yの回転駆動力がモータピニオン51を介してアイドルギア52に伝達されると、アイドルギア52,53が一体的に回転する。一方、アイドルギア53は感光体ドラム20の回転軸と同軸に取り付けられた感光体ギア54と歯合されており、上記のようにしてアイドルギア53が回転駆動されることで、感光体ドラム20Yが回転駆動される。この実施形態では、感光体ドラム20を目標回転速度として132rpm(1周時間Tdef=454.5ms)で回転させながら画像形成を行うために、例えば駆動モータ50Yの通常速度Vdefを1584rpmに設定する一方、モータピニオン51、ギア52〜54のギア構成よりなる駆動力伝達機構の減速比を1/12に設定することができる。
In this embodiment, a DC brushless motor is employed as the
また、この実施形態では、感光体ドラム20の回転軸に直結された感光体ギア54は感光体ドラム20の直径(30mm)よりも大口径となっており、その外周部の一箇所に凹部55が本発明の「基準位置」として形成されている。そして、凹部55の回転軌跡上に反射型光学センサ56が位相検出センサとして配置されている。このため、感光体ドラム20の基準位置(凹部55)が位相検出センサ56を通過するたびに位相検出センサ56から検出信号がエンジンコントローラに設けられた位相制御ユニット57に出力される。すなわち、この実施形態では、位相検出センサ56が本発明の「位相検出手段」に相当しており、位相検出センサ56からの出力信号に基づき感光体ドラム20が基準位置を通過したか否かを正確に検出することができるとともに、感光体ドラム20の回転位相を検出することができる。
Further, in this embodiment, the
また、駆動モータ50Yには、周波数発生器59Yが設けられており、駆動モータ50Yの回転速度に応じた周波数信号(以下「FG信号」という)を生成して駆動モータ50と位相制御ユニット57に出力する。周波数発生器59Yの構成については特に限定されるものではないが、この実施形態では駆動モータ50Yの1回転を60等分したパルス信号がFG信号として出力されるように構成されている。したがって、周波数発生器59Yから出力されるFG信号は時々刻々と変化する駆動モータ50Yの回転駆動状態を反映したものとなり、駆動モータ50Yが位相制御ユニット57により設定された駆動速度に達して定常状態となっている最中はもちろんのこと、非定常状態となっている間、例えば回転速度を加速している最中であっても、FG信号を参照することで駆動モータ50Yの回転駆動状態を正確に把握することができる。
Further, the
各駆動モータ50および駆動機構は上記のように構成されているが、装置1がホストコンピュータなどの外部装置から画像形成指令(印字指令)を待っている間、全駆動モータ50は回転を停止している。そして、印字指令が与えられると、メインコントローラはエンジン部EGの動作指示に適した形式のジョブデータに変換し、エンジンコントローラに送出する。これを受けたエンジンコントローラは位相制御ユニット57に対して駆動指令を与えて感光体ドラム20を所望の目標回転速度(132rpm)で回転させる。より具体的には、位相制御ユニット57は次に説明する処理を実行することで感光体ドラム20間での位相関係を調整した後、各感光体ドラム20を所望の回転速度(132rpm)で定常回転させる。なお、図4中の符号58はメモリであり、次に説明する位相調整のための演算式や制御テーブルなどを記憶している。また、符号61は装置内部の温度(機内温度)を検出する温度センサである。
Each
図5は感光体ドラムの間での回転位相を調整する動作を示すフローチャートである。また、図6は位相差の導出および位相調整動作を示すタイミングチャートである。以下、これらの図を参照しつつ感光体ドラム間での位相差の検出動作および回転位相の調整動作について詳述する。なお、この位相調整処理は後で説明する実施形態における「第1位相調整処理」でもある。 FIG. 5 is a flowchart showing an operation for adjusting the rotational phase between the photosensitive drums. FIG. 6 is a timing chart showing the phase difference derivation and phase adjustment operations. Hereinafter, the phase difference detection operation and the rotation phase adjustment operation between the photosensitive drums will be described in detail with reference to these drawings. This phase adjustment process is also a “first phase adjustment process” in an embodiment described later.
この装置では、外部装置からの印字指令に応じてエンジンコントローラから位相制御ユニット57に駆動指令が与えられると、駆動モータ50Y,50M,50C,50Kの駆動速度を2段階に加速して通常速度Vdefに調整する。その第1段目として、全ての駆動モータ50Y,50M,50C,50Kの駆動が同時に開始される(ステップS101)。この実施形態では、この時点での駆動モータ50の駆動速度は、通常速度Vdefの半分の速度、つまり位相検出速度Vi
Vi=Vdef/2=1584rpm/2=792rpm
に設定されており、位相制御ユニット57は位相検出速度Viで各駆動モータ50を駆動させるように制御信号(パルス信号)を各モータ回転制御部60Y,60M,60C,60Kに与える。これによって、モータ回転制御部60Y,60M,60C,60Kがそれぞれ駆動モータ50Y,50M,50C,50Kを作動させて感光体ドラム20の駆動を開始する。また、位相制御ユニット57は、各色について駆動モータ50からレディ(READY)信号が出力されるのを待つ。このレディ(READY)信号は、駆動モータ50の回転速度が設定速度または設定速度範囲(設定速度±数%)に到達した際に駆動モータ50から出力される信号である。特に、この第1段目では位相検出速度Viが設定速度となっている。そして、全駆動モータ50からのレディ(READY)信号を検出することで第1段目の速度調整が完了し、駆動モータ50および感光体ドラム20が定常状態で駆動されていることを確認することができる。なお、駆動モータ50が位相検出速度Viで駆動されると、感光体ドラム20の回転数も画像形成時の回転数(132rpm)の半分の66rpmとなり、感光体ドラム20の1周時間Tiは909.1msに倍増する。
In this apparatus, when a drive command is given from the engine controller to the
Vi = Vdef / 2 = 15884 rpm / 2 = 792 rpm
The
また、この実施形態では、各トナー色について、上記したように設定速度を位相検出速度Viに設定して駆動モータ50を停止状態から位相検出速度Viに加速するとともに、該駆動モータ50からレディ信号が出力されるまでの時間を求めている。ここでは、4色の感光体ドラム20のうちの一を基準側とし、図6に示すように、基準側駆動モータ50の起動からレディ信号の出力までに要した時間tAsを検出している。一方、残りを制御側とし、制御側駆動モータ50の起動からレディ信号の出力までに要した時間tBsを検出している(ステップS102)。この実施形態では、時間tAs、tBsがそれぞれ本発明の「検出用加速時間」に相当する。そして、両者における立ち上がり情報の取得、位相差の検出および位相調整を実行している。なお、ここでは、残りの制御側感光体ドラム20の一についてのみ例示して説明するが、他の制御側感光体ドラム20についても同様である。
In this embodiment, for each toner color, the set speed is set to the phase detection speed Vi as described above, and the
次のステップS103ではステップS102で取得された検出用加速時間tAs、tBsの差を求める。そして、こうして得られた時間差(tAs−tBs)に応じた立ち上がり時間差(tA−tB)をメモリ58に記憶されている制御テーブル(図7)から読み出す(ステップS104)。この立ち上がり時間差(tA−tB)は、後で説明するように位相検出速度Viから通常速度Vdefに加速する際に駆動モータ50間で生じる立ち上がり時間の差を示す値であり、本発明の「立ち上がり特性に関連する立ち上がり情報」に相当する。なお、検出用加速時間tAs、tBs、それらの時間差(tAs−tBs)および立ち上がり時間差(tA−tB)の単位は(ms)である。また、立ち上がり時間差(tA−tB)の導出方式は上記した制御テーブル方式に限定されるものではなく、例えば演算式により求めるように構成してもよい。
In the next step S103, the difference between the acceleration times for detection tAs and tBs obtained in step S102 is obtained. Then, the rise time difference (tA-tB) corresponding to the time difference (tAs-tBs) thus obtained is read from the control table (FIG. 7) stored in the memory 58 (step S104). This rise time difference (tA−tB) is a value indicating the difference in rise time that occurs between the
そして、全駆動モータ50を位相検出速度Viで駆動しながら、感光体ドラム20間での位相差を検出する(ステップS105〜S108)。すなわち、駆動モータ50により感光体ドラム20が回転駆動されて感光体ドラム20の基準位置が位相検出センサ56を通過すると、位相検出センサ56から検出信号が位相制御ユニット57に出力される。この検出信号は感光体ドラム20の回転位相を検出する信号、つまり位相検出信号として機能するものであり、各色の位相検出信号を参照することで基準色に対する他の色の感光体ドラム20の位相差を求めることができる。つまり、基準側感光体ドラム20と制御側感光体ドラム20との位相差(位相角)は各感光体ドラム20に対応して設けられた位相検出センサ56から出力される検出信号の出力時間差Δtsに相当する。そして、検出信号の出力時間差Δtsを計測することで両者の位相差を求め、実測した位相差が予め設定した位相差(設定位相角α)からどの程度ずれているのかを導出することができる。そこで、この実施形態では、制御側感光体ドラム20の基準位置が検出される(ステップS105)と、この検出信号を受けた位相制御ユニット57は出力時間差Δtsのカウントを開始する(ステップS106)。なお、この実施形態では、カウントクロックCLKを1kHzに設定しており、出力時間差Δtsをカウント値としてデータ処理している。
Then, while driving all the
次に、基準側感光体ドラム20の基準位置が検出されるまで、出力時間差Δtsのカウントを継続する(ステップS107、S108)。これにより、基準側および制御側感光体ドラム20の位相差を示す出力時間差Δtsが得られる。
また、位相制御ユニット57は次式
Δtm=((Vi/(Vdef−Vi))*Δts)+((Tdef*Ti)/(Ti−Tdef)*(α/360))+(tA−tB)
に基づき出力時間差(位相差)Δtsおよび立ち上がり時間差(tA−tB)に応じた制御時間Δtmを算出する(ステップS109)。この制御時間Δtmは次に説明するように基準側と制御側とで駆動モータ50の駆動速度を通常速度Vdefに変更させるタイミング差に相当するものであり、タイミング差を設けることで両者の位相差を設定位相角αにほぼ一致させることができる。例えば、設定位相角αが「0」の場合には、
Δtm=((Vi/(Vdef−Vi))*Δts)+(tA−tB)
で決まる制御時間Δtmに設定することで基準側と制御側との位相角をゼロに調整することができる。
Next, the counting of the output time difference Δts is continued until the reference position of the reference side
Further, the
Based on the above, the control time Δtm corresponding to the output time difference (phase difference) Δts and the rise time difference (tA−tB) is calculated (step S109). This control time Δtm corresponds to a timing difference in which the drive speed of the
Δtm = ((Vi / (Vdef−Vi)) * Δts) + (tA−tB)
The phase angle between the reference side and the control side can be adjusted to zero by setting the control time Δtm determined by.
また、基準側の基準位置(凹部55)が検出されると、位相制御ユニット57は通常速度Vdefで基準側駆動モータ50を駆動させるように制御信号を基準側モータ回転制御部60に与える。これによって、制御側駆動モータ50の駆動速度を位相検出速度Viに維持しつつ基準側駆動モータ50は通常速度Vdefで駆動される(ステップS110)。このように駆動モータ間で速度差(=Vdef−Vi)を設けることで基準側および制御側感光体ドラム20の位相角を時間経過とともに変化させることができる。そこで、この実施形態では、上記のようにして算出した制御時間Δtmだけ速度差を維持して位相角を調整する(ステップS111〜S113)。すなわち、基準側駆動モータ50の速度変更と同時にカウントを開始する(ステップS111)。そして、該カウント値が制御時間Δtmに対応するカウント値に達して制御時間Δtmの経過が確認される(ステップS112でYESと判定される)と、制御側の駆動モータ50についても駆動速度を位相検出速度Viから通常速度Vdefに変更する(ステップS113)。つまり、位相制御ユニット57は通常速度Vdefで制御側駆動モータ50を駆動させるように制御信号を制御側モータ回転制御部60に与える。このように制御時間Δtmだけ速度差を設けることで基準側および制御側感光体ドラム20間での位相差は設定位相角αとなり、位相関係の調整が完了するとともに、そのまま画像形成を行うことができる。
When the reference side reference position (concave portion 55) is detected, the
以上のように、この実施形態によれば、駆動モータ50を通常速度Vdefで駆動する前に、その通常速度Vdefよりも遅い位相検出速度Viで駆動しながら、位相検出センサ56から出力される検出信号に基づき感光体ドラム20間での位相差を出力時間差Δtsで求めている。また、各駆動モータ50の立ち上がり特性を考慮し、立ち上がり時間差(tA−tB)を求めている。そして、出力時間差Δtsおよび立ち上がり時間差(tA−tB)に基づき各駆動モータ50を位相検出速度Viから通常速度Vdefに加速するタイミングを制御することで感光体ドラム20間での位相差を設定位相角αに調整している。したがって、各駆動モータ50の立ち上がり特性が個々に相違したとしても、感光体ドラム20間での位相関係を適切に、かつ高精度に調整することができる。
As described above, according to this embodiment, before driving the
また、駆動モータ50の駆動速度を2段階に変化させて通常速度Vdefに調整する方法として、例えば位相検出速度Viを通常速度Vdefよりも速く設定し、位相差の検出(出力時間差Δts)後に減速して通常速度Vdefに変更することが考えられる。しかしながら、上記実施形態では駆動モータ50としてDCモータを使用しているため、かかる減速制御を正確に行うことが難しく、各駆動モータ50への負荷状態に応じて減速パターンが変動することがある。したがって、位相検出速度Viを通常速度Vdefよりも遅く設定することは、上記問題の発生を未然に防止する上で、効果的であり、特に駆動モータ50としてDCモータを使用する装置では有益であるといえる。
Further, as a method of adjusting the drive speed of the
なお、本発明は上記した実施形態に限定されるものではなく、その趣旨を逸脱しない限りにおいて上述したもの以外に種々の変更を行うことが可能である。例えば、上記実施形態では、出力時間差Δtsおよび立ち上がり時間差(tA−tB)に応じた制御時間Δtmを演算式に基づき算出しているが、例えば図8に示すような制御テーブルを用いてもよい。この制御テーブルは、立ち上がり時間差(tA−tB)毎に、出力時間差(カウント値)Δtsと制御時間Δtmとを関連付けたものであり、予めメモリ58に記憶させておくことができる。なお、図8では立ち上がり時間差(tA−tB)が22(ms)のときの制御テーブルのみを図示している。そして、実測された出力時間差Δtsに対応する制御時間Δtmを、該当する立ち上がり時間差(tA−tB)の制御テーブルから読み出して決定するようにしてもよい。このように制御テーブルを用いることにより上記した演算処理が不要となり、位相調整制御をより簡素化することができる。
The present invention is not limited to the above-described embodiment, and various modifications other than those described above can be made without departing from the spirit of the present invention. For example, in the above embodiment, the control time Δtm corresponding to the output time difference Δts and the rise time difference (tA−tB) is calculated based on an arithmetic expression. However, for example, a control table as shown in FIG. 8 may be used. This control table associates the output time difference (count value) Δts and the control time Δtm for each rise time difference (tA−tB), and can be stored in the
また、図8の制御テーブルから明らかなように、設定位相角αが比較的大きな場合には、制御時間Δtmが感光体ドラム20の1周時間Tiよりも長くなる。そこで、例えば1周時間Ti分を差し引いた時間を制御時間Δtmとして設定してもよい。これにより、余分な低速回転動作を省略して位相調整に要する時間を短縮することができる。なお、この点に関しては、演算式で制御時間Δtmを求める実施形態においても同様である。
As apparent from the control table of FIG. 8, when the set phase angle α is relatively large, the control time Δtm is longer than the one-round time Ti of the
また、装置内部の温度、いわゆる機内温度により駆動モータ50にかかる負荷状態が変動することがある。これに対応するために、予め複数種類、例えば高温用制御テーブル、常温用制御テーブルおよび低温用制御テーブルをメモリ58に記憶させることができる。そして、位相制御ユニット57が温度センサ61により検出された機内温度に応じた制御テーブルを用いて位相調整を行うように構成することができる。この場合、機内温度の変動が生じた場合であっても、それに対応した位相調整を行うことができ、感光体ドラム20間の位相関係をより正確に調整することができる。なお、この点に関しては、演算式で制御時間Δtmを求める実施形態においても同様である。
Further, the load state applied to the
また、上記実施形態では、駆動モータ50を停止状態から位相検出速度Viに加速する際に検出用加速時間tAs、tBsを検出し、これらの時間差(tAs−tBs)に基づき立ち上がり時間差(tA−tB)を求めているが、立ち上がり時間差(tA−tB)を求める方法はこれに限定されるものではない。例えば、時間差(tA−tB)を本発明の「記憶手段」に相当するメモリ58に記憶させておき、必要に応じてメモリ58から時間差(tA−tB)を読み出すように構成してもよい。また、各駆動モータ50の駆動速度を位相検出速度Viから通常速度Vdefに加速している間に時間差(tA−tB)を求めるように構成してもよく、こうして得られた時間差(tA−tB)によりメモリ58中の立ち上がり時間差(tA−tB)を補正してもよい。以下、図9を参照しながら、本発明の他の実施形態について詳述する。
In the above embodiment, when the
図9は本発明にかかる画像形成装置の他の実施形態を示すフローチャートである。この実施形態が先の実施形態(図5)と大きく相違する点は、立ち上がり時間差(tA−tB)の導出方法であり、その他の構成は基本的に先の実施形態と同一である。以下、相違点を中心に本実施形態での位相調整処理を説明する。なお、この位相調整処理は次に説明する実施形態における「第2位相調整処理」でもある。 FIG. 9 is a flowchart showing another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. The main difference between this embodiment and the previous embodiment (FIG. 5) is the method of deriving the rise time difference (tA−tB), and the other configurations are basically the same as those of the previous embodiment. Hereinafter, the phase adjustment processing in this embodiment will be described focusing on the differences. This phase adjustment process is also a “second phase adjustment process” in the embodiment described below.
この実施形態においては、メモリ58に立ち上がり時間差(tA−tB)の既定値が記憶されている。この既定値としては、例えば装置の工場出荷段階で設定したものであったり、前回の電源遮断時点における立ち上がり時間差(tA−tB)を保存したものであってもよい。そして、外部装置からの印字指令に応じてエンジンコントローラから位相制御ユニット57に駆動指令が与えられると、位相制御ユニット57はメモリ58から立ち上がり時間差(tA−tB)を読み出す(ステップS201)とともに、駆動モータ50Y,50M,50C,50Kの駆動速度を2段階に加速して通常速度Vdefに調整する。その第1段目として、全ての駆動モータ50Y,50M,50C,50Kの駆動が同時に開始される(ステップS202)。
In this embodiment, the
そして、第1段目の速度調整が完了し、駆動モータ50および感光体ドラム20が定常状態で駆動されている間に、制御側感光体ドラム20の基準位置が検出される(ステップS203)。この検出信号を受けた位相制御ユニット57は出力時間差Δtsのカウントを開始する(ステップS204)。このカウント動作は基準側感光体ドラム20の基準位置が検出されるまで行われ(ステップS205、S206)、これによって基準側および制御側感光体ドラム20の位相差を示す出力時間差Δtsが得られる。
また、位相制御ユニット57は次式
Δtm=((Vi/(Vdef−Vi))*Δts)+((Tdef*Ti)/(Ti−Tdef)*(α/360))+(tA−tB)
に基づき出力時間差(位相差)Δtsおよび立ち上がり時間差(tA−tB)に応じた制御時間Δtmを算出する(ステップS207)。また、基準側の基準位置(凹部55)が検出されると、位相制御ユニット57は通常速度Vdefで基準側駆動モータ50を駆動させるように制御信号を基準側モータ回転制御部60に与える。これによって、制御側駆動モータ50の駆動速度を位相検出速度Viに維持しつつ基準側駆動モータ50は通常速度Vdefで駆動される(ステップS208)。この速度変更と同時に、時間tAの取得を開始する(ステップS209)とともに、カウントを開始する(ステップS210)。すなわち、この速度変更により、駆動モータ50の駆動速度が通常速度Vdefに達すると、該駆動モータ50からレディ信号が出力されるため、この信号に基づき基準側駆動モータ50を位相検出速度Viから通常速度Vdefに立ち上げるまでに要する時間tAを位相制御ユニット57が求める。また、カウント値が制御時間Δtmに対応するカウント値に達して制御時間Δtmの経過が確認される(ステップS211でYESと判定される)と、制御側の駆動モータ50についても駆動速度を位相検出速度Viから通常速度Vdefに変更する(ステップS212)。つまり、位相制御ユニット57は通常速度Vdefで制御側駆動モータ50を駆動させるように制御信号を制御側モータ回転制御部60に与える。このように制御時間Δtmだけ速度差を設けることで基準側および制御側感光体ドラム20間での位相差は設定位相角αとなり、位相関係の調整が完了するとともに、そのまま画像形成を行うことができる。
Then, the reference position of the control-side
Further, the
Based on the above, a control time Δtm corresponding to the output time difference (phase difference) Δts and the rise time difference (tA−tB) is calculated (step S207). When the reference side reference position (concave portion 55) is detected, the
また、制御側駆動モータ50の速度変更と同時に、時間tBの取得を行う(ステップS213)。つまり、この速度変更からレディ信号の出力までの時間を計測し、これを制御側駆動モータ50の立ち上がり時間tBとして取得する。そして、立ち上がり時間差(tA−tB)を演算し(ステップS214)、その値に基づきメモリ58に記憶されている立ち上がり時間差(tA−tB)を補正する(ステップS215)。この補正内容としては、既に上記のように求められた複数の立ち上がり時間差(tA−tB)を単純に平均化したり、重み付け処理を行いつつ補正するように構成してもよい。例えば、今回算出した値(tA−tB)[0]を含め直前10回分((tA−tB)[0]、(tA−tB)[1]…(tA−tB)[9])をメモリ58に記憶しておき、次式
(tA−tB)={(tA−tB)[9]+(tA−tB)[8]+…(tA−tB)[0]}/10
にしたがって立ち上がり時間差(tA−tB)を補正してもよい。
Further, the time tB is acquired simultaneously with the speed change of the control side drive motor 50 (step S213). That is, the time from the speed change to the output of the ready signal is measured, and this is acquired as the rise time tB of the control
(tA−tB) = {(tA−tB) [9] + (tA−tB) [8] +... (tA−tB) [0]} / 10
Accordingly, the rise time difference (tA-tB) may be corrected.
以上のように、この実施形態によれば、先の実施形態と同様に、メモリ58から立ち上がり時間差(tA−tB)を求めた上で、出力時間差Δtsおよび立ち上がり時間差(tA−tB)に基づき各駆動モータ50を位相検出速度Viから通常速度Vdefに加速するタイミングを制御しているので、感光体ドラム20間での位相関係を適切に、かつ高精度に調整することができる。また、位相検出速度Viから通常速度Vdefに駆動モータ50を加速する際の立ち上がり時間tA、tBを実測し、それらに基づきメモリ58中の立ち上がり時間差(tA−tB)を補正している。したがって、装置の稼動状況に応じて駆動モータ50への負荷が変化したとしても、立ち上がり時間差(tA−tB)がその変化に対応した値に修正される。その結果、感光体ドラム20の位相関係をより高精度に調整することができる。
As described above, according to this embodiment, the rise time difference (tA−tB) is obtained from the
図10は本発明にかかる画像形成装置の別の実施形態を示すフローチャートである。この実施形態では、位相調整処理として2種類、つまり「第1位相調整処理」および「第2位相調整処理」を有しており、装置の稼動状況に応じて選択的に位相調整処理を実行する。なお、「第1位相調整処理」は図5に示す調整処理であり、「第2位相調整処理」は図9に示す調整処理である。前者では、メモリ58の記憶内容を用いることなく、つまり以前の稼動状況を全く考慮することなく、位相調整が行われるため、電源投入時や画像形成ステーション交換直後の位相調整に適している。これに対し、後者では、メモリ58の記憶内容を用いる、つまり直前の位相調整状況を参照して位相調整が行われるため、装置構成を変更することなく装置が連続的あるいは断続的に稼動している状況での位相調整に適している。そこで、この実施形態では、以下のように装置の稼動状況に応じて位相調整処理を選択実行している。
FIG. 10 is a flowchart showing another embodiment of the image forming apparatus according to the present invention. In this embodiment, there are two types of phase adjustment processing, that is, “first phase adjustment processing” and “second phase adjustment processing”, and the phase adjustment processing is selectively executed according to the operating status of the apparatus. . The “first phase adjustment process” is the adjustment process shown in FIG. 5, and the “second phase adjustment process” is the adjustment process shown in FIG. The former is suitable for phase adjustment at power-on or immediately after replacement of the image forming station because phase adjustment is performed without using the storage contents of the
この実施形態では、装置の電源が投入される(ステップS1)と、装置各部に対して初期化動作を実行させるが、その初期化動作と並行して、第1位相調整処理を実行する(ステップS100)。このように初期化動作を実行している間に、第1位相調整処理を実行しているため、感光体ドラム20間の位相関係を調整するために専用の時間を設ける必要がなく、効率的な処理が可能となる。また、第1位相調整処理が完了すると、該位相調整処理中に求められた立ち上がり時間差(tA−tB)をメモリ58に記憶する(ステップS2)。そして、印字指令を待つ(ステップS3)。
In this embodiment, when the apparatus is turned on (step S1), each part of the apparatus is caused to execute an initialization operation. In parallel with the initialization operation, a first phase adjustment process is executed (step S1). S100). Since the first phase adjustment process is executed during the initialization operation as described above, it is not necessary to provide a dedicated time for adjusting the phase relationship between the
印字指令が与えられると、各色の画像形成ステーションY,M,C,Kの交換が直前にあったか否かを判定し、その判定結果に応じて第1位相調整処理(ステップS100)か第2位相調整処理(ステップS200)かを選択的に実行する。このようにステーション交換に応じて位相調整処理を選択理由は、ステーション交換直後においてはメモリ58に記憶されている立ち上がり時間差(tA−tB)が交換後の画像形成ステーションに対応する値となっておらず、そのまま参照することができないためである。そこで、ステップS4で「YES」と判定された際には第1位相調整処理が実行され(ステップS100)、さらに該位相調整中に求められた立ち上がり時間差(tA−tB)をメモリ58中のそれと書き換えて更新する(ステップS5)一方、逆に「NO」と判定された際には第2位相調整処理が実行される(ステップS200)。こうして、位相調整が完了すると印字処理を実行し(ステップS6)、ステップS3に戻って次の印字指令を待つ。
When a print command is given, it is determined whether or not the image forming stations Y, M, C, and K for each color have been replaced immediately before, and the first phase adjustment process (step S100) or the second phase is performed according to the determination result. The adjustment process (step S200) is selectively executed. As described above, the reason for selecting the phase adjustment processing according to the station replacement is that the rise time difference (tA−tB) stored in the
以上のように、本実施形態によれば、装置の稼動状況に応じて位相調整処理を切替制御することで稼動状況などに適切な位相調整処理を行うことができ、位相調整の精度を高めることができる。 As described above, according to the present embodiment, it is possible to perform phase adjustment processing appropriate to the operation status by switching control of the phase adjustment processing according to the operation status of the apparatus, and to improve the accuracy of phase adjustment. Can do.
また、上記実施形態では、位相検出速度Viを通常速度Vdefの半分に設定しているが、位相検出速度Viはこれに限定されるものではなく、通常速度Vdefよりも遅く設定することができる。また、上記実施形態では、立ち上がり情報として立ち上がり時間差(tA−tB)を用いているが、駆動モータの立ち上がり特性を反映させた情報である限り任意である。したがって、例えば検出用加速時間や駆動モータ50の加速度などを本発明の「立ち上がり情報」として用いることができる。
In the above embodiment, the phase detection speed Vi is set to half of the normal speed Vdef. However, the phase detection speed Vi is not limited to this, and can be set slower than the normal speed Vdef. In the above embodiment, the rise time difference (tA−tB) is used as the rise information, but it is arbitrary as long as the information reflects the rise characteristic of the drive motor. Therefore, for example, the acceleration time for detection and the acceleration of the
また、上記実施形態では、感光体ドラム20の回転軸に直結された感光体ギア54に設けた凹部55を検出することで感光体ドラム20の基準位置を検出して位相検出センサ56から位相検出信号が出力されているが、位相検出方式についてはこれに限定されるものではなく、感光体ドラム20の基準位置を検出することができるものであれば任意である。例えば、感光体ドラム20の一部に該ドラム回転とともに回転移動する特徴部位を設け、さらに該特徴部位の回転軌跡上にセンサを配置してもよい。
In the above-described embodiment, the reference position of the
また、上記実施形態では駆動モータ50Y,50M,50C,50Kに感光体ドラム20Y,20M,20C,20Kをそれぞれ接続して各感光体ドラム20を回転駆動しているが、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の感光体ドラムをそれぞれ接続して4色の感光体ドラムを回転駆動するように構成してもよい。例えばブラック用感光体ドラム20Kについてはブラック用駆動モータで駆動する一方、イエロー、マゼンタおよびシアン用の感光体ドラムについてはカラー用駆動モータで駆動してもよい。
In the above-described embodiment, the
さらに、上記各実施形態は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックの4色のトナーを用いてカラー画像を形成する装置に本発明を適用したものであるが、トナー色の種類および数については上記に限定されるものでなく、複数の駆動モータの各々に少なくとも1つ以上の感光体ドラムなどの像担持体をそれぞれ接続して複数の像担持体を回転駆動しながら、複数の像担持体の各々に形成されるトナー像を重ね合わせてカラー画像を形成する画像形成装置全般に適用することができる。 Further, in each of the above embodiments, the present invention is applied to an apparatus that forms a color image using toners of four colors of yellow, magenta, cyan, and black. The types and number of toner colors are described above. Without being limited thereto, each of the plurality of image carriers is connected to each of the plurality of drive motors while at least one image carrier such as a photosensitive drum is connected to rotate the plurality of image carriers. The present invention can be applied to all image forming apparatuses that form a color image by superimposing toner images formed on the surface.
1…画像形成装置、 20,20Y,20M,20C,20K…感光体ドラム(像担持体)、 50,50Y,50M,50C,50K…駆動モータ、 56,56Y,56M,56C,56K…位相検出センサ(位相検出手段)、 57…位相制御ユニット、 58…メモリ(記憶手段)
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ...
Claims (10)
前記複数の像担持体の各々に対応して設けられ、それぞれが対応する像担持体の基準位置を検出して検出信号を出力する複数の位相検出手段と、
各駆動モータの立ち上がり特性に関連する立ち上がり情報を求めるとともに、前記複数の駆動モータを前記通常速度よりも遅い位相検出速度で駆動しながら前記複数の位相検出手段からの検出信号の出力時間差を算出し、該算出結果および前記立ち上がり情報に基づき前記位相検出速度から前記通常速度に加速するタイミングを各駆動モータ毎に制御して前記複数の像担持体間での位相関係を調整する位相調整処理を実行する位相制御手段と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。 At least one image carrier is connected to each of the plurality of drive motors, and the plurality of image carriers are rotated while driving the plurality of drive motors at a predetermined normal speed. In an image forming apparatus that forms a color image by superimposing toner images formed on each body,
A plurality of phase detection means provided corresponding to each of the plurality of image carriers, each detecting a reference position of the corresponding image carrier and outputting a detection signal;
Obtain rise information related to the rise characteristics of each drive motor, and calculate the output time difference of detection signals from the plurality of phase detection means while driving the plurality of drive motors at a phase detection speed slower than the normal speed. Then, based on the calculation result and the rise information, a timing for accelerating from the phase detection speed to the normal speed is controlled for each drive motor, and a phase adjustment process for adjusting a phase relationship among the plurality of image carriers is executed. An image forming apparatus comprising: a phase control unit that performs the same.
前記位相制御手段は、前記複数の駆動モータの各々について、前記設定速度として前記位相検出速度に設定することにより該駆動モータを停止状態から前記位相検出速度に加速するとともに、該駆動モータからレディ信号が出力されるまでの検出用加速時間に基づき前記立ち上がり情報を求める画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of drive motors outputs a ready signal when reaching a predetermined speed or a predetermined range including the set speed.
The phase control means accelerates the drive motor from the stopped state to the phase detection speed by setting the phase detection speed as the set speed for each of the plurality of drive motors, and outputs a ready signal from the drive motor. An image forming apparatus that obtains the rising information based on the acceleration time for detection until is output.
前記位相制御手段は、前記記憶手段から前記立ち上がり情報を読み出し、該立ち上がり情報および前記出力時間差に基づき前記位相検出速度から前記通常速度に加速するタイミングを各駆動モータ毎に制御する請求項1記載の画像形成装置。 Further comprising storage means for storing the rising information,
The phase control means reads the rising information from the storage means and controls the timing for accelerating from the phase detection speed to the normal speed for each drive motor based on the rising information and the output time difference. Image forming apparatus.
前記位相制御手段は、前記複数の駆動モータの各々について、前記設定速度として前記通常速度に設定することにより該駆動モータを前記位相検出速度から前記通常速度に加速するとともに、該駆動モータからレディ信号が出力されるまでの立ち上がり時間を求め、該立ち上がり時間に基づき前記記憶手段に記憶されている前記立ち上がり情報を補正する画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 5, wherein each of the plurality of drive motors outputs a ready signal when reaching a predetermined speed or a predetermined range including the set speed.
The phase control means accelerates the drive motor from the phase detection speed to the normal speed by setting the normal speed as the set speed for each of the plurality of drive motors, and a ready signal from the drive motor. An image forming apparatus that obtains a rising time until the image is output and corrects the rising information stored in the storage unit based on the rising time.
前記立ち上がり情報を記憶する記憶手段をさらに備え、
前記位相制御手段は、前記位相調整処理として下記の第1位相調整処理および下記の第2位相調整処理を有し、いずれか一方を選択的に実行する画像形成装置。
前記第1位相調整処理は、前記複数の駆動モータの各々について、前記設定速度として前記位相検出速度に設定することにより該駆動モータを停止状態から前記位相検出速度に加速するとともに、該駆動モータからレディ信号が出力されるまでの検出用加速時間に基づき前記立ち上がり情報を求めた後、前記位相検出速度で駆動しながら前記複数の位相検出手段からの検出信号の出力時間差を算出し、該算出結果および前記立ち上がり情報に基づき前記位相検出速度から前記通常速度に加速するタイミングを各駆動モータ毎に制御して前記複数の像担持体間での位相関係を調整する処理であり、
前記第2位相調整処理は、前記記憶手段から前記立ち上がり情報を読み出すとともに、前記位相検出速度で駆動しながら前記複数の位相検出手段からの検出信号の出力時間差を算出し、該算出結果および前記前記立ち上がり情報に基づき前記位相検出速度から前記通常速度に加速するタイミングを各駆動モータ毎に制御して前記複数の像担持体間での位相関係を調整する処理である。 The image forming apparatus according to claim 1, wherein each of the plurality of drive motors outputs a ready signal when reaching a predetermined speed or a predetermined range including the set speed.
Further comprising storage means for storing the rising information,
The phase control unit includes an image forming apparatus that selectively executes either one of the following first phase adjustment process and the following second phase adjustment process as the phase adjustment process.
In the first phase adjustment process, the drive motor is accelerated from a stopped state to the phase detection speed by setting the phase detection speed as the set speed for each of the plurality of drive motors, and from the drive motor After obtaining the rising information based on the acceleration time for detection until the ready signal is output, calculating the output time difference of the detection signals from the plurality of phase detection means while driving at the phase detection speed, the calculation result And a process of controlling the timing of acceleration from the phase detection speed to the normal speed based on the rising information for each drive motor to adjust the phase relationship between the plurality of image carriers,
The second phase adjustment process reads the rising information from the storage unit, calculates an output time difference of detection signals from the plurality of phase detection units while driving at the phase detection speed, and calculates the calculation result and the This is processing for adjusting the phase relationship between the plurality of image carriers by controlling the timing of acceleration from the phase detection speed to the normal speed for each drive motor based on the rise information.
前記位相制御手段は、前記初期化動作と並行して、前記第1位相調整処理を実行する画像形成装置。 The image forming apparatus according to claim 7, wherein a predetermined initialization operation is performed immediately after power is turned on to the apparatus.
The phase control unit is an image forming apparatus that executes the first phase adjustment process in parallel with the initialization operation.
各駆動モータの立ち上がり特性に関連する立ち上がり情報を求める工程と、
前記複数の駆動モータを前記通常速度よりも遅い位相検出速度で駆動しながら、前記複数の像担持体の各々について、該像担持体の基準位置を検出して検出信号を出力する工程と、
前記複数の像担持体間での検出信号の出力時間差を求める工程と、
前記出力時間差および前記立ち上がり情報に基づき前記位相検出速度から前記通常速度に加速するタイミングを各駆動モータ毎に制御して前記複数の像担持体間での位相関係を調整する工程と
を備えたことを特徴とする画像形成装置における位相調整方法。 At least one image carrier is connected to each of the plurality of drive motors, and the plurality of image carriers are rotated while driving the plurality of drive motors at a predetermined normal speed. In an image forming apparatus for forming a color image by superimposing toner images formed on each of the bodies, a phase adjustment method for adjusting a phase relationship between the plurality of image carriers,
Obtaining rise information related to the rise characteristics of each drive motor;
A step of detecting a reference position of the image carrier and outputting a detection signal for each of the plurality of image carriers while driving the plurality of drive motors at a phase detection speed slower than the normal speed;
Obtaining an output time difference of detection signals between the plurality of image carriers;
Adjusting the phase relationship between the plurality of image carriers by controlling the timing of acceleration from the phase detection speed to the normal speed for each drive motor based on the output time difference and the rising information. A phase adjustment method in an image forming apparatus.
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---|---|---|---|---|
JP2016224269A (en) * | 2015-05-29 | 2016-12-28 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image forming apparatus, image forming unit, and cleaning control method |
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2005
- 2005-07-22 JP JP2005212756A patent/JP2007033525A/en not_active Withdrawn
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