JP2007164018A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】中間転写ベルトを逆転制御する画像形成装置であって、画像形成効率を向上できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】回転数検出器を具備した直流モータ２５により駆動される中間転写ベルト２３を用い、当該中間転写ベルト２３上に潜像を形成して用紙に転写し、当該画像形成処理の終了後に中間転写ベルト２３を逆転制御して、クリーニングを行う画像形成装置であって、画像形成処理終了後に直流モータ２５の駆動制御を停止してから、当該直流モータ２５の回転数検出器センサのパルス出力に基づいて、直流モータ２５の回転が停止しているか否かを推定し、直流モータ２５の回転が停止していると推定された時点でその直流モータ２５の逆転制御を開始する画像形成装置である。
【選択図】図１

Description

本発明は、中間転写ベルトを備えた画像形成装置に関する。

近年、プリンタや複写機等における画像形成装置では、ドラムから直接、用紙に転写する代りに、中間転写ベルトと呼ばれる担体に像を形成し、当該中間転写ベルトから用紙へ転写することで画質向上を図るものがある。こうした中間転写ベルトを用いた画像形成装置では、中間転写ベルト上に残存したトナーや用紙くずを排除するため、ドラムにおけるのと同様にブレードを中間転写ベルトの像形成面に当接させている。

しかし一方で、中間転写ベルトから剥がされたトナーや用紙くずがブレードの先端に堆積し、この堆積が中間転写ベルトへ逆に移って、像に影響することがある。そこで、プリント終了時に中間転写ベルトを１から５ミリメートル逆転させてブレード先端の汚れを一旦中間転写ベルト側へ引き受けて、再度正転させてブレードで引き剥がすことで、ブレード先端部の汚れを除去する技術が特許文献１などに開示されている。
特開平１０−１０９３９号公報

しかしながら、中間転写ベルトは、正転（画像形成中の動作方向）への駆動制御を停止した後にも惰性回転により正転してしまう。この惰性回転の正転時間は、機器個体ごとに異なり、また時を経るにつれて長くなるという傾向がある。一方、中間転写ベルトは、一般に直流モータで駆動しているが、直流モータは、正転方向に回転しているときに、逆転のための制御をかけると故障することがある。

そこで従来、プリント終了時などに中間転写ベルトを逆転制御するためには、逆転制御の開始タイミングを、直流モータが完全に停止した後にするため、予め実験により、使用時間の異なる複数の個体について、惰性回転の時間を測定し、そのうち最も長い時間に合わせて逆転制御を開始することになる。

このように従来では、惰性回転が最も長期となる場合に合わせて逆転制御を開始することとなるため、実際にはもっと短時間で惰性回転が停止する個体では、逆転制御開始までの待機時間が無駄になり、画像形成効率を向上できない。

本発明は上記実情に鑑みて為されたもので、中間転写ベルトを逆転制御する画像形成装置であって、画像形成効率を向上できる画像形成装置を提供することを、その目的の一つとする。

上記従来例の問題点を解決するための本発明は、回転数検出器を具備した直流モータにより駆動される中間転写ベルトを用い、当該中間転写ベルト上に潜像を形成して用紙に転写し、当該画像形成処理の終了後に前記中間転写ベルトを逆転制御して、クリーニングを行う画像形成装置であって、画像形成処理終了後に、前記直流モータの駆動制御を停止してから、当該直流モータの回転数検出器のパルス出力に基づいて、前記直流モータの回転が停止しているか否かを推定する停止推定手段と、前記直流モータの回転が停止していると推定された時点で、前記直流モータの逆転制御を開始する手段と、を含むことを特徴としている。

ここで前記停止推定手段は、前記直流モータの回転数検出器のパルス出力が消失後、所定時間経過後に、当該直流モータの回転が停止していると推定することとしてもよい。

また、本発明の一態様は、直流モータにより駆動される中間転写ベルトを用い、当該中間転写ベルト上に潜像を形成して用紙に転写し、当該画像形成処理の終了後に前記中間転写ベルトを逆転制御して、クリーニングを行う画像形成装置であって、前記直流モータの駆動軸ないし、前記中間転写ベルトの回転に追従するローラの駆動軸に設けられたロータリエンコーダと、画像形成処理終了後に、前記直流モータの駆動制御を停止してから、前記ロータリエンコーダの出力信号に基づいて、前記直流モータの回転が停止しているか否かを推定する停止推定手段と、前記直流モータの回転が停止していると推定された時点で、前記直流モータの逆転制御を開始する手段と、を含むことを特徴としている。

さらに本発明の別の態様は、回転数検出器を具備した直流モータにより駆動される中間転写ベルトを用い、当該中間転写ベルト上に潜像を形成して用紙に転写し、当該画像形成処理の終了後に前記中間転写ベルトを逆転制御して、クリーニングを行う画像形成装置の制御方法であって、画像形成処理終了後に、前記直流モータの駆動制御を停止してから、当該直流モータの回転数検出器のパルス出力に基づいて、前記直流モータの回転が停止しているか否かを推定し、前記直流モータの回転が停止していると推定された時点で、前記直流モータの逆転制御を開始することを特徴としている。

本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本発明の実施の形態に係る画像形成装置は、図１に示すように、給紙部１１と、画像形成部１２と、転写部１３と、定着部１４と、制御部１５とを含んで構成される。

給紙部１１は、用紙トレイなどであり、用紙を蓄積している。この給紙部に蓄積されている用紙は、搬送機構Ｔによって、転写部１３へ輸送される。

画像形成部１２は、現像ユニット２１と、ドラム２２と、中間転写ベルト２３と、ベルトクリーナー２４と、中間転写ベルト２３を駆動する直流モータ２５と、中間転写ベルト２３を架け渡し、中間転写ベルト２３の動きに追従して回転する複数のローラ２６ａ，ｂ，…とを含んで構成される。この画像形成部１２では、現像ユニット２１にて各色のトナーの像がドラム２２上に逐次的に形成され、中間転写ベルト２３をトナーの数だけ回転させて、ドラム２２上に逐次的に形成した像を、中間転写ベルト２３上の所定の画像領域に重ね合わせて転写する。これにより中間転写ベルト２３上にカラー画像を形成する（いわゆるＮサイクル方式）。このカラー画像は、転写部１３において、搬送された用紙に転写される。

一方、ベルトクリーナー２４は、中間転写ベルト２３の像転写面側に当接する位置と、離間する位置とで往復駆動されるブレードを含む。このブレードは、画像形成後には、当接される位置に移動されて、中間転写ベルト２３上のトナーや用紙くずなどを除去する。

直流モータ２５は、制御部１５から入力される信号によって正転（画像形成時の回転方向）または逆転制御される。また、この直流モータ２５は、回転数検出器を具備し、回転中にパルス信号（回転検出信号）を出力する。このパルス信号は、単位時間あたりのパルス数が回転速度に比例する信号であるが、その性質から回転速度が所定のしきい値未満に低速になると、例えば惰性回転が完全に停止する以前にも出力されなくなることがある。

転写部１３は、中間転写ベルト２３上に形成されたカラー画像を、給紙部１１から搬送された用紙に転写する。定着部１４は、転写部１３において用紙へ転送された画像を、用紙上に定着させる。

制御部１５は、マイクロコンピュータ等であり、図示しないメモリに格納されたプログラムに従って動作する。この制御部１５は、画像形成装置の各部を制御している。また本実施の形態では、この制御部１５は、画像形成の処理が終了したときに、画像形成部１２の直流モータ２５を停止させ、直流モータ２５の回転が完全に停止するタイミングを推定し、当該タイミング後に、直流モータ２５の逆転制御を開始して、ベルトクリーナー２４のブレード先端部の汚れを除去する処理（クリーニング処理）を行なう。

以下、この制御部１５によるクリーニング処理の内容について説明する。制御部１５のクリーニング処理の一例は、図２に機能的に示すように、立ち上がりエッジ検出器３１と、クロック発生器３２と、カウンタ３３と、設定値出力部３４と、比較器３５とを含んで構成される。なお、ここではソフトウエア的にこの機能的構成を実現しているが、これらを対応するハードウエアで構成しても構わない。

立ち上がりエッジ検出器３１は、回転検出信号の入力を受けて、そのパルスの立ち上がりエッジを検出したタイミングで、リセット信号をカウンタ３３に出力する。

クロック発生器３２は、所定の周期のパルス信号をクロック信号として出力する。

カウンタ３３は、カウント値を保持するレジスタを備え、クロック発生器３２が出力するクロック信号の立ち上がりエッジで、保持しているカウンタ値を「１」だけインクリメントする。また、このカウンタ３３は、立ち上がりエッジ検出器３１からリセット信号が入力されると、カウンタ値を「０」にリセットする。

設定値出力部３４は、惰性回転が停止したときのカウンタ３３のカウント値に対応する値を記憶しており、この記憶している値を表す信号を出力する。

比較器３５は、カウンタ３３のカウント値を表す信号と、設定値出力部３４が出力する信号とを比較し、設定値出力部３４から入力される信号が表す値を、カウンタ３３のカウント値が超えたときに、停止検出信号を出力する。制御部１５は、この停止検出信号が出力されるタイミングで、直流モータ２５を逆転制御する。

この例によると、図３に示すように、制御部１５が直流モータ２５を停止制御するまで（直流モータ２５が回転している間）は、回転検出信号が定期的なパルス信号として出力されており（図３（ｂ））、各パルスの立ち上がりにおいてカウンタ３３がリセットされるので、そのカウント値は、略「０」のままである。一方、制御部１５が直流モータ２５を停止制御すると、直流モータ２５の回転速度は時間とともに低下し（図３（ａ））、回転検出信号のパルス幅が増大して、立ち上がりエッジの検出間隔が増大する。このとき、カウンタ３３のカウント値のリセットが遅延するため、その間にカウント値が増大する。

直流モータ２５の回転速度が十分遅くなり、回転検出信号が出力されなくなったときにも、カウント値が上昇し続けるが、このときには回転検出信号の立ち上がりが検出されなくなる結果、カウント値はやがて、設定値出力部３４が出力するしきい値を超える。この時点では回転検出信号の最後の立ち上がりが検出されてから、所定の時間（クロック信号の立ち上がりの検出回数が予め定めた設定値を超えるまでの時間）が経過しており直流モータ２５は完全に停止していると推定される。そこで比較器３５が停止検出信号を出力する。制御部１５は、このタイミングで直流モータ２５を逆転制御する。

また、直流モータ２５の完全停止の推定は、この図２に示した処理の例に限られない。例えば回転検出信号の立ち上がりエッジを検出する立ち上がりエッジ検出器３１の出力信号が、所定単位時間あたりに何回入力されるかを検出し、当該検出回数が「０」となったタイミングで、直流モータ２５が完全に停止したと推定してもよい。なお、この場合は、所定単位時間あたりの検出回数が連続してＮ回（Ｎは１以上の整数）「０」となったタイミングで直流モータ２５が完全停止したと判断することとしてもよい。

この例によると、図４に示すように、制御部１５が直流モータ２５を停止制御するまで（直流モータ２５が回転している間）は、回転検出信号が定期的なパルス信号として出力されている（図４（ｂ））が、制御部１５が直流モータ２５を停止制御すると、直流モータ２５の回転速度は時間とともに低下し（図４（ａ））、回転検出信号のパルス幅が増大して、立ち上がりエッジの検出間隔が増大する。このとき、所定単位時間あたりの立ち上がりエッジの検出回数は漸減し、場合によっては完全に停止していないにも関わらず、所定単位時間内に立ち上がりエッジの検出が行なわれない場合もある（Ｘ）。

直流モータ２５の回転速度が十分遅くなり、回転検出信号が出力されなくなったときには、単位時間あたりの立ち上がりエッジの検出回数は連続的に「０」となる。連続してＮ回、「０」となったときに直流モータ２５が完全に停止したと判断する場合、検出回数が連続して複数回「０」となった時点では、回転検出信号の最後の立ち上がりが検出されてから所定の時間が経過しており、直流モータ２５は完全に停止していると推定される。そこで制御部１５は、このタイミングで直流モータ２５を逆転制御する。

さらに、ここまでの説明では、画像形成部１２において中間転写ベルト２３を直接的に駆動している直流モータ２５が、回転中に出力する信号を利用して、直流モータ２５の惰性回転の停止時点を推定することとしたが、これに代えて、中間転写ベルト２３の回転に追従して、受動的に回転しているローラ２６のいずれかの駆動軸（回転軸）にロータリエンコーダを取り付けて、このロータリエンコーダの出力により、回転しているか否かを検出してもよい。この場合も例えばロータリエンコーダの出力が回転角度に応じた電圧信号であれば、当該電圧信号が変化しなくなった時点から所定の待機時間が経過した時点を、直流モータ２５の回転が停止した時点と推定して、その時点から直流モータの逆転制御を開始してもよい。

本実施の形態によると。直流モータ２５が出力する信号や、それに追従して回転するロータに取り付けれたエンコーダなどから得られる信号を元に、直流モータ２５の惰性回転が停止した時点を推定する。ここで惰性回転が確実に停止してから逆転制御を行なうべく、各信号によって停止したと判断可能になった時点から、所定の待機時間だけ待機してから逆転制御を行なうが、この待機時間は、一般に実験的に定められる安全な時間よりも十分短くできることが期待でき、従って逆転制御までの時間を短縮でき、その結果、画像形成効率を向上できる。また、実験的に定めた時間に比べ、回転速度に係る情報を参照するので、停止していることが確実になった時点を推定しやすく、より安定した制御が可能となる。

本発明の実施の形態の一例を表す画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の一例を表す機能ブロック図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置における各信号の例を表す説明図である。 本発明の実施の形態に係る画像形成装置の動作例を表す説明図である。

符号の説明

１１ 給紙部、１２ 画像形成部、１３ 転写部、１４ 定着部、１５ 制御部、２１ 現像ユニット、２２ ドラム、２３ 中間転写ベルト、２４ ベルトクリーナー、２５ 直流モータ、２６ ローラ、３１ 立ち上がりエッジ検出器、３２ クロック発生器、３３ カウンタ、３４ 設定値出力部、３５ 比較器。

Claims (4)

1. 回転数検出器を具備した直流モータにより駆動される中間転写ベルトを用い、当該中間転写ベルト上に潜像を形成して用紙に転写し、当該画像形成処理の終了後に前記中間転写ベルトを逆転制御して、クリーニングを行う画像形成装置であって、
   画像形成処理終了後に、前記直流モータの駆動制御を停止してから、当該直流モータの回転数検出器のパルス出力に基づいて、前記直流モータの回転が停止しているか否かを推定する停止推定手段と、
   前記直流モータの回転が停止していると推定された時点で、前記直流モータの逆転制御を開始する手段と、
   を含むことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記停止推定手段は、前記直流モータの回転数検出器のパルス出力が消失後、所定時間経過後に、当該直流モータの回転が停止していると推定することを特徴とする画像形成装置。
3. 直流モータにより駆動される中間転写ベルトを用い、当該中間転写ベルト上に潜像を形成して用紙に転写し、当該画像形成処理の終了後に前記中間転写ベルトを逆転制御して、クリーニングを行う画像形成装置であって、
   前記直流モータの駆動軸ないし、前記中間転写ベルトの回転に追従するローラの駆動軸に設けられたロータリエンコーダと、
   画像形成処理終了後に、前記直流モータの駆動制御を停止してから、前記ロータリエンコーダの出力信号に基づいて、前記直流モータの回転が停止しているか否かを推定する停止推定手段と、
   前記直流モータの回転が停止していると推定された時点で、前記直流モータの逆転制御を開始する手段と、
   を含むことを特徴とする画像形成装置。
4. 回転数検出器を具備した直流モータにより駆動される中間転写ベルトを用い、当該中間転写ベルト上に潜像を形成して用紙に転写し、当該画像形成処理の終了後に前記中間転写ベルトを逆転制御して、クリーニングを行う画像形成装置の制御方法であって、画像形成処理終了後に、前記直流モータの駆動制御を停止してから、当該直流モータの回転数検出器のパルス出力に基づいて、前記直流モータの回転が停止しているか否かを推定し、前記直流モータの回転が停止していると推定された時点で、前記直流モータの逆転制御を開始することを特徴とする画像形成装置の制御方法。
   

Images