JP2009222814A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】従来装置よりも安価な構成にて、色ズレのない良好なカラー画像を得ることが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】独立駆動制御が可能中間転写体と該中間転写体に接触する２次転写体を用いた画像形成装置において、中間転写体または２次転写体の少なくともどちらかを駆動する駆動源の負荷を検出するための負荷検出手段を有し、中間転写体と２次転写体が接触している状態下で、設定されている所定のタイミングで、負荷検出手段が出力する負荷検出値が、予め設定された値範囲内に留まるように、前記いずれかの駆動源の回転数の微調制御を行う。
【選択図】図７

Description

本発明は、電子写真方式のプリンタ、ＦＡＸ、複写機等の中間転写方式による画像形成装置に関し、特に中間転写体、２次転写体の駆動制御に関するに関する。

画像形成装置は、市場からの要求に伴い、カラー画像を形成するものが多くなってきている。その中でも、高速化が可能で、高い色ズレ品質が得られることから、複数の作像手段と中間転写体を用いるカラー画像形成装置（以下タンデム中間転写方式）が主流となってきている。このタンデム中間転写方式では、中間転写体上で、各色のトナー像を重ね合わせて、カラー画像を得るため、中間転写体の移動速度を高精度に保つ必要がある。
また、中間転写体上のトナー像を記録材に転写させるには、２次転写体を中間転写体に押圧し、その間に記録材を通過させ、その際に、電界をかけることにより、２次転写を行う方法が一般的である。ここで、中間転写体と２次転写体の表面速度は、ほぼ等速で接触することが望ましいが、それぞれの駆動源の回転数以外に、ローラの外径、ベルトの厚み、などの個々の部品バラツキや、さらには、その使用材質による環境変化（温度、湿度）によって表面速度は変化する。
そのため、この表面速度差による摩擦負荷を一定にするのは難しい。この摩擦負荷は、中間転写体の移動速度をばらつかせる原因となる。中間転写体の移動速度の精度が悪化すると各色のトナー像の重ね合わせの精度が悪化し、良好なカラー画像を得ることができない。

特許文献１では、２次転写体をトルクリミッタを介して駆動させ、中間転写体と２次転写体の速度差による２次転写部での摩擦負荷を一定レベルに制限することにより、中間転写体の移動速度の精度を確保する方法が提案されている。この方法の場合、トルクリミッタが重要な機能をもつことになるが、トルクリミッタの方式としてよく利用される、接触式のコイルバネを用いる方式は、コスト安ではあるものの、トルク制御の精度が低く、耐久性が低い。また、非接触式の永久磁石を用いる方式は、トルク制御の精度が高く、耐久性が高いものの、コスト高となる。いずれにしても、トルクリミッタが必要部品となり、要求機能レベルに応じて、コストアップ要因となる。
特許文献２では、中間転写体と２次転写体のそれぞれの速度情報と制御手段により、中間転写体と２次転写体の相対速度を一定に制御し、中間転写体と２次転写体の速度差による２次転写部での摩擦負荷を一定レベルに制限することにより、中間転写体の移動速度の精度を確保する方法が開示されている（特許文献２は、特に、瞬間的な負荷変動にも対応させたものである）。但し、この方法の場合、中間転写体、２次転写体の表面速度検知手段が必要となり、コストアップ要因となっている。
特開平１１−５２７５７号公報 特開２００４−６１８８２公報

本発明は、上述した実情を考慮してなされたもので、従来装置よりも安価な構成で色ズレのない良好なカラー画像を得ることが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、中間転写体と該中間転写体に接触する２次転写体を用いて、多色印刷を行う電子写真プロセス式の画像形成装置において、前記中間転写体と前記２次転写体は、それぞれに独立して駆動制御が可能で、前記中間転写体または前記２次転写体の少なくともどちらかを駆動する駆動源の負荷を検出するための負荷検出手段を有し、前記中間転写体と前記２次転写体が接触している状態下では、設定されている所定のタイミングで、前記負荷検出手段が出力する負荷検出値が、予め設定された値範囲内に留まるように、前記駆動源のいずれか一方の回転数の微調制御を行うことを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、非印刷時に、中間転写体に対して、２次転写体を離間する機構を有し、前記中間転写体と前記２次転写体とが接触している時の前記負荷検出手段による負荷検出値が、前記中間転写体と前記２次転写体とが離間している時の前記負荷検出手段が出力する負荷検出値を基準にして、所定の偏差範囲値内になるように前記駆動源のいずれか一方の回転数の微調制御を行うことを特徴とする。
また、請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記駆動源であるモータの負荷電流から前記駆動源の負荷を検出する前記負荷検出手段を備えたことを特徴とする。
また、請求項４に記載の発明は、請求項１または２に記載の画像形成装置において、前記駆動源の回転数の微調制御を、印刷動作終了後にのみ実行し、一連の印刷動作中には行わないようにしたことを特徴とする。
また、請求項５に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記中間転写体または２次転写体の駆動源の回転数の微調制御は、所定ページ数分の通紙処理経過毎に行われることを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記中間転写体または２次転写体の駆動源の回転数の微調制御は、当該画像形成装置内に設置される温度検出手段の検出結果により行われることを特徴とする。
また、請求項７に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記中間転写体または２次転写体の駆動源の回転数の微調制御は、当該画像形成装置内に設置される湿度検出手段の検出結果により行われることを特徴とする。
また、請求項８に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記中間転写体または２次転写体の駆動源の回転数の微調制御は、中間転写体または２次転写体の駆動源の負荷が、所定の条件外となった場合に行われることを特徴とする。
請求項９に記載の発明は、請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置において、前記中間転写体または２次転写体の駆動源の回転数の微調制御が実行された場合に、中間転写体上での色ズレのレジストレーション制御を実施することを特徴とする。

本発明によれば、低コストながら安定した中間転写駆動の実現が可能となり、色ズレのない良好なカラー画像が得られる画像形成装置を提供することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明を適用した画像形成装置の一実施形態として電子写真方式のカラー複写機（以下、単に「複写機」という）、について説明する。なお、本実施形態の複写機は、表面移動部材としての像担持体である中間転写ベルト（中間転写体）を備えたいわゆるタンデム型のカラー画像形成装置である。
図１は、本実施形態に係る複写機全体の概略構成図である。本実施形態では、後で詳述するように、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４の駆動制御に特徴を有しているが、以下では、この複写機の概略構成と一般的動作についても簡略に説明する。
図１に示すようにこの複写機は、複写機本体１５０と、この複写機本体を載置する給紙テーブル２００と、その複写機本体上に取り付けるスキャナ３００と、このスキャナの上部に取り付けられる原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）４００とから構成されている。

図２は、複写機本体１５０部分の要部構成を示す拡大図である。複写機本体１５０には、中間転写体としての無端ベルト状の中間転写ベルト１０が設けられている。この中間転写ベルト１０は、３つの支持部材である支持ローラ１４、１５、１６に張架された状態で、図２では、時計回り方向に回転駆動される。支持ローラのうちの第１支持ローラ１４と第２支持ローラ１５との間のベルト張架部分には、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４つの画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８ＢＫが並んで配置されている。
これらの画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８ＢＫの上方には、露光装置２１が設けられている（図２では図示を省略した、図１参照）。この露光装置２１は、スキャナ３００で読み取った原稿の画像情報に基づいて、各画像形成ユニットに設けられる潜像担持体としての感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上に静電潜像を形成するためのものである。また、支持ローラのうちの第３支持ローラ１６に対向する位置には、２次転写装置２２が設けられている。この２次転写装置２２は、２つのローラ２３ａ、２３ｂ間に表面移動部材としての転写部材である無端ベルト状の２次転写ベルト２４が張架した構成を有する。

そして、中間転写ベルト１０上のトナー像を転写紙上に２次転写する際には、２次転写ベルト２４を第３支持ローラ１６に巻き付いた中間転写ベルト１０部分に押し当てて２次転写を行う。なお、２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４を用いた構成でなくても、例えば表面移動部材としての転写ローラを用いた構成としてもよい。また、２次転写装置２２の２次転写ベルト２４による転写紙搬送方向下流側には、転写紙上に転写されたトナー像を定着させるための熱定着手段としての定着装置２５が設けられている。この定着装置２５は、加熱ローラ２６に加圧ローラ２７を押し当てた構成となっている。
また、中間転写ベルト１０の支持ローラのうちの第２支持ローラ１５に対向する位置には、ベルトクリーニング装置１７が設けられている。このベルトクリーニング装置１７は、記録材としての転写紙に中間転写ベルト１０上のトナー像を転写した後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去するためのものである。
このベルトクリーニング装置１７は、２つのファーブラシ９０、９１を備えている。これらのファーブラシ９０、９１は、それぞれ金属ローラ９２、９３に接触した状態で回転するように設けられている。

本実施形態では、中間転写ベルト１０の無端移動方向上流側の金属ローラ９２に電源９４から負極性の電圧を印加し、下流側の金属ローラ９３に電源９５から正極性の電圧が印加されている。これにより、ファーブラシ９０、９１には、それぞれ異なる極性のバイアスが印加される。なお、金属ローラ９２、９３には、それぞれブレード９６、９７が当接している。このベルトクリーニング装置１７は、中間転写ベルト１０の表面に対し、まず上流側のファーブラシ９０により負極性のバイアスを印加してクリーニングを行う。そして、ファーブラシ９０に転移したトナーは、さらに電位差によりファーブラシ９０から金属ローラ９２に転移し、ブレード９６により掻き落とされる。このようにして、ブレード９６、９７で掻き落とされたトナーは、図示しないタンクに回収される。
このようにして上流側のファーブラシ９０によるクリーニングを受けた中間転写ベルト１０の表面には、未だ多くのトナーが残留している。この残留しているトナーのほとんどは、もともと負極性トナーであったり、ファーブラシ９０に印加される負極性バイアスによる電荷注入や放電により負極性に帯電されて負極性トナーになったものである。よって、これらのトナーは、正極性のバイアスが印加された下流側のファーブラシ９１によりクリーニングされる。そして、ファーブラシ９０に転移したトナーは、さらに電位差によりファーブラシ９０から金属ローラ９２に転移し、ブレード９６により掻き落とされ、タンクに回収される。

次に、画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８ＢＫの構成について説明する。以下の説明では、黒色のトナー像を形成する画像形成ユニット１８ＢＫを例に挙げて説明するが、他の画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍも同様の構成を有する。なお、画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８ＢＫは、少なくとも感光体ドラム２０と、画像形成ユニットを構成する構成部品や構成装置の全部又は一部とを備えたプロセスカートリッジとして構成することができる。この場合、画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８ＢＫを複写機本体１５０に対して着脱自在に構成できるので、メンテナンス性が向上する。

図３は、隣り合う２つの画像形成ユニット１８Ｍ、１８ＢＫの構成を示す拡大図である。なお、図中の符号では、色の区別を示す「Ｍ」及び「ＢＫ」の記号を省略しており、以下の説明でも記号は適宜省略する。
画像形成ユニット１８には、感光体ドラム２０の周囲に、帯電装置６０、現像装置６１、感光体クリーニング装置６３及び除電装置６４が設けられている。また、感光体ドラム２０に対して中間転写ベルト１０を介して対向する位置には、１次転写装置６２が設けられている。
上記帯電装置６０は、帯電ローラを採用した接触帯電方式のものであり、感光体ドラム２０に接触して電圧を印加することにより感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。この帯電装置６０には、非接触のスコロトロンチャージャなどを採用した非接触帯電方式のものも採用できる。

また、上記現像装置６１は、一成分現像剤を使用してもよいが、本実施形態では、磁性キャリアと非磁性トナーからなる二成分現像剤を使用している。この現像装置６１は、攪拌部６６と現像部６７に大別できる。攪拌部６６では、二成分現像剤（以下、単に「現像剤」という。）が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ６５上に供給される。この攪拌部６６は、平行な２本のスクリュ６８が設けられており、２本のスクリュ６８の間には、両端部で互いが連通するように仕切るための仕切り板が設けられている。また、現像ケース７０には現像装置内の現像剤のトナー濃度を検知するためのトナー濃度センサ７１が取り付けられている。一方、現像部６７では、現像スリーブ６５に付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラム２０に転移される。
この現像部６７には、現像ケース７０の開口を通して感光体ドラム２０と対向する現像スリーブ６５が設けられており、その現像スリーブ６５内には図示しないマグネットが固定配置されている。また、現像スリーブ６５に先端が接近するようにドクタブレード７３が設けられている。

この現像装置６１では、現像剤を２本のスクリュ６８で攪拌しながら搬送循環し、現像スリーブ６５に供給する。現像スリーブ６５に供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げて保持される。現像スリーブ６５に汲み上げられた現像剤は、現像スリーブ６５の回転に伴って搬送され、ドクタブレード７３により適正な量に規制される。なお、規制された現像剤は攪拌部６６に戻される。このようにして感光体ドラム２０と対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブ６５に印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体ドラム２０上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。
これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム２０上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム２０上の静電潜像は可視像化され、トナー像が形成される。現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブ６５から離れ、攪拌部６６に戻される。
このような動作の繰り返しにより、攪拌部６６内のトナー濃度が薄くなると、それをトナー濃度センサ７１が検出し、その検出結果に基づいて攪拌部６６にトナーが補給される。

また、上記１次転写装置６２は、１次転写ローラを採用しており、中間転写ベルト１０を挟んで感光体ドラム２０に押し当てるようにして設置されている。１次転写装置６２は、ローラ形状のものでなくても、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどを採用してもよい。また、各１次転写装置６２の間には、中間転写ベルト１０の裏面すなわち内周面側に接触する導電性ローラ７４が設けられている。この導電性ローラ７４は、１次転写時に各１次転写装置６２により印加するバイアスが、中間転写ベルト１０の内周面側の層を通じて隣接する画像形成ユニットに流れ込むことを阻止するものである。
また、上記感光体クリーニング装置６３は、先端を感光体ドラム２０に押し当てられるように配置される、例えばポリウレタンゴム製のクリーニングブレード７５を備えている。また、本実施形態では、クリーニング性能を高めるために感光体ドラム２０に接触する導電性のファーブラシ７６を併用している。このファーブラシ７６には、金属製の電界ローラ７７からバイアスが印加されており、その電界ローラ７７にはスクレーパ７８の先端が押し当てられている。
そして、クリーニングブレード７５やファーブラシ７６により感光体ドラム２０から除去されたトナーは、感光体クリーニング装置６３の内部に収容される。その後、回収スクリュ７９により感光体クリーニング装置６３の片側に寄せられ、後述するトナーリサイクル装置８０を通じて現像装置６１へと戻され、再利用する。

また、除電装置６４は、除電ランプで構成されており、光を照射して感光体ドラム２０の表面電位を初期化する。
以上の構成をもつ画像形成ユニット１８では、感光体ドラム２０の回転とともに、まず帯電装置６０で感光体ドラム２０の表面を一様に帯電する。次いでスキャナ３００（図１）により読み取った画像情報に基づいて露光装置２１からレーザやＬＥＤ等による書込光Ｌを照射し、感光体ドラム２０上に静電潜像を形成する。その後、現像装置６１により静電潜像が可視像化されてトナー像が形成される。このトナー像は、１次転写装置６２により中間転写ベルト１０上に１次転写される。１次転写後に感光体ドラム２０の表面に残留した転写残トナーは、感光体クリーニング装置６３により除去され、その後、感光体ドラム２０の表面は、除電装置６４により除電されて、次の画像形成に供される。

次に、図１乃至図３を用いて本実施形態における複写機の動作について説明する。
上記構成をもつ複写機を用いて原稿のコピーをとる場合、まず、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。その後、ユーザーが図示しないスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときには、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。そして、スキャナ３００が駆動して第１走行体３３および第２走行体３４が走行を開始する。これにより、第１走行体３３からの光がコンタクトガラス３２上の原稿で反射し、その反射光が第２走行体３４のミラーで反射されて、結像レンズ３５を通じて読取センサ３６に案内される。このようにして原稿の画像情報を読み取る。

また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、図示しない駆動モータが駆動し、支持ローラ１４、１５、１６のうちの１つが回転駆動して中間転写ベルト１０が回転駆動する。また、これと同時に、各画像形成ユニット１８Ｙ、１８Ｃ、１８Ｍ、１８ＢＫの感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ及び２次転写装置２２の２次転写ベルト２４も回転駆動する。なお、これら中間転写ベルト１０、感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ及び２次転写ベルト２４は、これらの間で一定の相対速度が維持されるように、後述する同期制御がなされている。
その後、スキャナ３００の読取センサ３６で読み取った画像情報に基づき、露光装置２１から、各画像形成ユニットの感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上に書込光Ｌがそれぞれ照射される。これにより、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫには、それぞれ静電潜像が形成され、現像装置６１Ｙ、６１Ｃ、６１Ｍ、６１ＢＫにより可視像化される。そして、各感光体ドラム２０Ｙ、２０Ｃ、２０Ｍ、２０ＢＫ上には、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのトナー像が形成される。このようにして形成された各色トナー像は、各１次転写装置６２Ｙ、６２Ｃ、６２Ｍ、６２ＢＫにより、順次中間転写ベルト１０上に重なり合うようにそれぞれ１次転写される。これにより、中間転写ベルト１０上には、各色トナー像が重なり合った合成トナー像が形成される。なお、２次転写後の中間転写ベルト１０上に残留した転写残トナーは、ベルトクリーニング装置１７により除去される。

また、ユーザーによりスタートスイッチが押されると、ユーザーが選択した転写紙に応じた給紙テーブル２００の給紙ローラ４２が回転し、給紙カセット４４の１つから転写紙が送り出される。送り出された転写紙は、分離ローラ４５で１枚に分離して給紙路４６に入り込み、搬送ローラ４７により複写機本体１５０内の給紙路４８まで搬送される。このようにして搬送された転写紙は、レジストローラ４９に突き当たったところで止められる。なお、給紙カセット４４にセットされていない転写紙を使用する場合、手差しトレイ５１にセットされた転写紙を給紙ローラ５０により送り出し、分離ローラ５２で１枚に分離した後、手差し給紙路５３を通って搬送される。そして、同じくレジストローラ４９に突き当たったところで止められる。 レジストローラ４９は、上述のようにして中間転写ベルト１０上に形成された合成トナー画像が２次転写装置２２の２次転写ベルト２４に対向する２次転写部に搬送されるタイミングに合わせて回転を開始する。

ここで、レジストローラ４９は、一般的には接地されて使用されることが多いが、転写紙の紙粉除去のためにバイアスを印加するようにしてもよい。その印加バイアスには、ＤＣ電圧が用いられるが、転写紙をより均一に帯電させるためにＤＣオフセット成分をもったＡＣ電圧を用いてもよい。なお、このようにバイアスが印加されたレジストローラ４９を通過した後の転写紙表面は、若干ながら負極性に帯電する。よって、この場合、中間転写ベルト１０から転写紙への２次転写時にはレジストローラ４９にバイアスが印加されなかった転写紙とは転写条件が変わるため、適宜転写条件を変更する必要が生じる。
レジストローラ４９により送り出された転写紙は、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４との間に形成される２次転写ニップに送り込まれ、２次転写装置２２により、中間転写ベルト１０上の合成トナー像が転写紙上に２次転写される。
その後、転写紙は、２次転写ベルト２４に吸着した状態で定着装置２５まで搬送され、定着装置２５で熱と圧力が加えられてトナー像の定着処理が行われる。定着装置２５を通過した転写紙は、排出ローラ５６により排紙トレイ５７に排出されスタックされる。なお、トナー像が定着された面の裏面にも画像形成を行う場合には、定着装置２５を通過した転写紙の搬送経路を切換爪５５により切り換える。そして、その転写紙は、２次転写装置２２の下方に位置するシート反転装置２８に送り込まれ、そこで反転し、再び２次転写部に案内される。

次に、本発明の特徴部分である、中間転写ベルト１０と２次転写ベルト２４の駆動制御について詳細に説明する。図４は、実施形態における駆動制御部１００の構成の一例を関連各部とともに示すブロック図である。駆動制御部１００は、制御デバイスである演算処理装置（ＣＰＵ）１０１、ＲＡＭ１０２およびＲＯＭ１０３からなる記憶装置を含み構成されている。
ＣＰＵ１０１には、中間転写体である中間転写ベルト１０の駆動源（中間転写体駆動源）１０４、および２次転写体である２次転写ベルト２４の駆動源（２次転写体駆動源）１０５は、いずれも駆動制御部１００のＣＰＵ１０１に接続制御されていて、中間転写体駆動源１０４は、ＤＣサーボモータであり、駆動制御部１００から所定のクロックが入力されることにより、所定の回転数（Ｎ１）で回転する。すなわち、駆動制御部１００からＯＮ／ＯＦＦ制御およびＯＮ時の回転数Ｎ１が制御可能である。また中間転写体駆動源１０４は、負荷検出手段として、モータの駆動負荷電流を電圧信号に変換する検出装置を具備しており、その出力信号は駆動制御部１００のＣＰＵ１０１に駆動負荷出力（Ｔ１）として入力される。
一方、２次転写体駆動源１０５は、ステッピングモータであり、駆動制御部１００より、所定のパルスが入力されることにより、所定の回転数（Ｎ２）で回転する。すなわち、駆動制御部１００からＯＮ／ＯＦＦ制御およびＯＮ時の回転数Ｎ２が制御可能である。なお、駆動制御部１００には、説明は省略するが、ＣＰＵ１０１配下で、スキャナ部／プリンタ制御部からの画像情報が取り込まれる画像メモリ１０６も備えられていて、周知のように、画像情報に応じて（露光装置２１の）ＬＤ駆動部１０７が、像担持体に潜像を書き込む。

次に、ここで検出された中間転写体の負荷出力（Ｔ１）に基づいた中間転写体駆動安定化制御（回転数制御）の一例を図５のフローチャートに示す。電源が投入されると（Ｓ５１）、中間転写体駆動源１０４と２次転写体駆動源１０５がＯＮされ、それぞれ、回転数（Ｎ１）、回転数（Ｎ２）に制御される（Ｓ５１）。続いて、先ず検出された負荷出力レベル（Ｔ１）を、あらかじめ設定されて制御部のＲＡＭ１０２に記録されている中間転写体ベルト１０の駆動源１０４の負荷範囲条件（Ｔｍｉｎ、Ｔｍａｘ）と比較する。比較のための中間転写体駆動負荷の入力は、１００ｍｓｅｃ間隔でサンプリング数３０の平均値（Ｔ１）を算出し（Ｓ５３）、（Ｔｍｉｎ）および（Ｔｍａｘ）と順次比較する（Ｓ５４、Ｓ５５）。設定範囲内であれば（Ｓ５５：Ｙｅｓ）今回制御は終了となるが、設定範囲外であれば（Ｓ４：Ｎｏ）または（Ｓ５５：Ｎｏ）、２次転写体駆動源１０５の回転数（Ｎ２）を変更する。（ステップＳ５４：Ｎｏ）の場合には、２次転写体駆動源の現在の駆動回転数（Ｎ２）を０．１％だけ減じた値に変更し（Ｓ５６）、（ステップＳ５５：Ｎｏ）の場合には、２次転写体駆動源の現在の駆動回転数（Ｎ２）を０．１％だけ加算した値に変更し（Ｓ５７）、その後（ステップＳ５３）に戻って、再度、中間転写体ベルト１０の駆動負荷の確認過程（Ｓ５３〜Ｓ５５）が実施され、負荷出力レベル（Ｔ１）が設定範囲内となるまでこの制御過程が繰り返される。中間転写体駆動源１０４の負荷は、２次転写体との接触摩擦負荷に影響されるため、２次転写体駆動源１０５の回転数を可変することで、中間転写体の駆動負荷が変化する。
このようにして、最終的には、中間転写体の駆動負荷は、所定の設定範囲内になるように、２次転写体駆動源１０５の回転数が微調される。

図６は、上述制御過程により、中間転写体駆動源の駆動負荷の調整前と調整後のレベルと２次転写体の駆動回転数の関係を示した特性図上に制御の様子の一例を表したものである。制御スタート時に（Ｔｍａｘ）より大であった中間転写駆動源の負荷（Ｔ１）は、回転数が上昇するのにともなって、破線矢印に沿って下降して（Ｔｍａｘ）以下になった時点（例示の変更差分値０．１％では（Ｔｍｉｎ）は超えていない）で制御が終了する（エンド）。
このようにして、中間転写体（中間転写体ベルト１０）と２次転写体（２次転写ベルト２４）の摩擦負荷は一定化され、安定した中間転写駆動が実現される。これは、色ズレのない良好なカラー画像形成に繋がる。
なお、この実施形態では、２次転写体駆動源１０５の回転数を微調するようにして目的を達成しているが、回転数の微調整が可能な場合には中間転写体駆動源１０４側の回転数を微調してもよい。どちらの駆動源の回転数を微調するかは、所定の回転数の設定に対して、表面速度のバラツキが大きい方の駆動源を選択するのが適当である。
更には、この実施形態では、中間転写体用の駆動源にかかる駆動負荷を検出しているが、２次転写体駆動源１０５にて駆動負荷を検出するようにしてもよい。ただし、実施形態の場合、使用している駆動源のモータは、ステッピングモータのようにモータ負荷電流とモータ負荷トルクに相関が得られないモータであるから、駆動負荷の検出のために、適宜の新たなハード構成が必要となる。もし、前述したと同様に、モータの駆動負荷電流から制御のための信号を取り出すのであれば、この目的に適したモータ種類（ＤＣサーボモータ等）の選定が必要となる。

上述の説明のように、本実施形態では、中間転写体と２次転写体の駆動負荷のバラツキは、中間転写体と２次転写体の表面速度差により発生していること、その表面速度差は、中間転写体または２次転写体駆動源の負荷に反映されることに着目し、中間転写体または２次転写体駆動源の負荷の検出手段をもたせ、その駆動源の負荷を予め設定された負荷範囲になるように中間転写体または２次転写体駆動源の回転数を変更し、中間転写体駆動源の負荷を一定範囲内に制御している。駆動源の負荷検出は、モータの負荷電流を監視することで、比較的簡単に低コストで実現可能である。

［第２実施形態］
ところで、上述実施形態の場合は、負荷検出する駆動源の負荷が予め設定された負荷範囲内になるように中間転写体または２次転写体駆動源１０５の回転数を変更するが中間転写体または２次転写体の駆動負荷は少なからず個々のバラツキを有するため、その駆動制御の精度には限界がある。
次に、より精度の高い駆動制御を行うことができる第２の実施形態について説明する。この第２実施形態では、機械毎のバラツキ、さらにはその機械での使用環境、経時変動などを含めて最適な駆動制御を実現可能とし、安定した色ズレのないカラー画像を提供する。なお、本実施形態の後述特徴機能を実現するためには、中間転写体と２次転写体の接離機構が必要となるが、中間転写体と２次転写体の接離機構は、適宜知られた機構を採用すれば良いが、典型的な画像形成装置の場合、接触放置に伴う中間転写体または２次転写体の変形、化学的汚染などの防止目的で、従来より接離機構を有している場合が多く、新たに用意する必要が無いため、今回制御のために必要とする接離機構は直接的なコストアップ要因にならない場合が多い。この実施形態でも装置全体の構成と基本的動作は、前実施形態と略同様であるから、以下では重複する説明は省略し、専ら着目制御について説明する。

図７は、本実施形態における駆動制御部１００Ｂの構成の一例を関連各部とともに示すブロック図である。駆動制御部１００Ｂは、先の図４に、更に２次転写体接離機構駆動部１０８を備えていて、ＣＰＵ１０１によりＯＮ／ＯＦＦ制御が可能になっている。２次転写体接離機構は、周知のものでよくここでは説明しない。先の図４と同等部分には同一符号を付してあり、説明は省略する。この実施形態では、中間転写体ベルト１０と２次転写体ベルト２４が、離間状態になっている場合をデフォルト条件としている。
前実施形態同様に、中間転写体駆動源１０４は、ＤＣサーボモータであり、駆動制御部１００Ｂから所定のクロックが入力されることにより、所定の回転数（Ｎ１）で回転するとともに、制御部からＯＮ／ＯＦＦ制御される。一方、２次転写体駆動源１０５は、ステッピングモータであり、制御部より、所定のパルスが入力されることにより、所定の回転数（Ｎ２）で回転する。

次に、ここで検出された中間転写体の負荷出力（Ｔ１）に基づいた中間転写体駆動安定化制御（回転数制御）の一例を図８のフローチャートに示す。電源が投入されると（Ｓ８１）、２次転写体接離機構がＯＦＦの離間状態で（Ｓ８２）、中間転写体駆動源１０４と２次転写体駆動源１０５がＯＮされ、それぞれ、回転数（Ｎ１）、回転数（Ｎ２）に制御される（Ｓ８３）。続いて、負荷出力レベル（Ｔ１）の検出のために、中間転写体駆動負荷出力を、１００ｍｓｅｃ間隔でサンプリング数３０の平均値（Ｔ１）を算出する（Ｓ８４）。そして、２次転写体接離機構をＯＮとし接触状態とする（Ｓ８５）。この接触状態で、中間転写体駆動負荷出力を、１００ｍｓｅｃ間隔でサンプリング数３０の平均値（Ｔ２）を算出する（Ｓ８６）。続いて、中間転写体と２次転写体が離間状態で検出した中間転写体の駆動負荷（Ｔ１）と中間転写体と２次転写体が接触状態で検出した中間転写体の駆動負荷（Ｔ２）を比較する（Ｓ８７、Ｓ８８）。すなわち、先ず、（Ｔ２）が、（Ｔ１）より所定一定値Δを減じた値より大である場合（Ｓ８７：Ｙｅｓ）には（Ｓ８８）の比較を行うが、（Ｓ８７：Ｎｏ）であれば、２次転写体駆動源の現在の駆動回転数（Ｎ２）を０．１％だけ加算した値に変更して（Ｓ５７）、ステップ（Ｓ８６）に戻る。ステップ（Ｓ８８）の比較では、（Ｔ２）が、（Ｔ１）より所定一定値Δを加算した値より小である場合（Ｓ８８：Ｙｅｓ）には今回制御は終了となるが、（Ｓ８８：Ｎｏ）であれば、２次転写体駆動源の現在の駆動回転数（Ｎ２）を０．１％だけ減じた値に変更して（Ｓ９０）、ステップ（Ｓ８６）に戻る。中間転写体駆動源１０４の負荷は、２次転写体との接触摩擦負荷に影響されるため、２次転写体駆動源１０５の回転数を可変することで、中間転写体の駆動負荷が変化する。最終的に、負荷出力レベル（Ｔ１）が設定範囲内となるまでこの制御過程が繰り返される。
以上のように、上述制御では、先ず、中間転写体と２次転写体が離間状態（ＯＦＦ制御時）において、中間転写体駆動源１０４からモータの駆動負荷電流を電圧信号に変換された出力信号が基準信号値（デフォルト値）として駆動制御部１００Ｂに駆動負荷（Ｔ１）として入力される。

次に、駆動制御部１００Ｂより、２次転写体の接離機構を駆動させ、中間転写体と２次転写体を接触させる。この状態下で、再度、中間転写体駆動源１０４からモータの駆動負荷電流を電圧信号に変換された出力信号が駆動制御部１００Ｂに、中間転写体と２次転写体を接触させている時の新たな駆動負荷（Ｔ２）として入力される。
そして、駆動負荷（Ｔ２）が、駆動負荷（Ｔ１）を基準にして決められた所定の設定範囲外であれば、２次転写体駆動源１０５の回転数（Ｎ２）を変更し、再度、中間転写体の駆動負荷の確認が実施される。中間転写体駆動源１０４の負荷は、２次転写体との接触摩擦負荷に影響されるため、２次転写体駆動源１０５の回転数を可変することで、中間転写体の駆動負荷が変化する。
これにより、最終的には、中間転写体の駆動負荷は、中間転写体と２次転写体が離間しているときの中間転写体の駆動負荷を基準にして、所定の範囲内になるように、２次転写体駆動源１０５の回転数が微調整される。以上のようにして、中間転写体と２次転写体の摩擦負荷は一定化される。

この実施形態においても、中間転写体と２次転写体の駆動負荷のバラツキは、中間転写体と２次転写体の表面速度差により発生していること、その表面速度差は、中間転写体または２次転写体駆動源１０５の負荷に反映されることに着目し、さらに、中間転写体と２次転写体の表面速度差がなければ、中間転写体と２次転写体の接触時と離間時の各駆動源の負荷は、ほぼ同一レベルとなることに着目し、中間転写体または２次転写体駆動源１０５の負荷の検出手段をもたせ、中間転写体と２次転写体が離間しているときの検出負荷を基準にして、中間転写体と２次転写体が接触しているときの駆動負荷を一定範囲内になるように中間転写体または２次転写体駆動源１０５の回転数を変更し、中間転写体駆動源１０４の負荷を一定範囲内に制御している。

図９は、本制御により、中間転写体の駆動負荷の調整前と調整後のレベルと２次転写体の駆動回転数の関係を示している。以上説明したようにこの実施形態によれば、機械毎のバラツキさらにはその機械での使用環境、経時変動などを含めて最適な駆動制御の実現が可能となり、安定した色ズレのないカラー画像を提供できる。
なお、上述の本実施形態では、中間転写体駆動源１０４にて駆動負荷を検出しているが、前実施形態同様に、２次転写体駆動源１０５にて駆動負荷を検出してもよい。ただし、既述したように、その場合には、使用する駆動源のモータがステッピングモータのようにモータ負荷電流とモータ負荷トルクに相関が得られないモータであると駆動負荷の検出のために、新たなハード構成が必要となるため、モータ種類の選定は必要となる。
なお、この実施形態においても、２次転写体駆動源１０５の回転数を微調して、目的を達成しているが、中間転写体駆動源１０４の回転数を微調しても無論よい。どちらの駆動源の回転数を微調するかは、所定の回転数の設定に対して、表面速度のバラツキが大きい方の駆動源を選択するのが適当である。

［第３実施形態］
以下では、更に、他の実施形態について説明する。一連の印刷動作途中で、中間転写体または２次転写体駆動源の回転数の微調制御を行った場合、一連の印刷物の中で、倍率誤差変動、色味変動が発生する可能性がある。すなわち、中間転写体の回転数を微調した場合は、色ズレレベルが多少なりと変化し、２次転写体の回転数を微調した場合は、倍率誤差が多少なりと変化することが考えられる。この点に対処するため、これまで説明した実施形態において、前述の回転数の微調制御の実施タイミングを制限することが有効で、これにより、同一の印刷物の中で倍率誤差変動、色味変動の発生をより確実に防止することができる。
中間転写体または２次転写体駆動源１０５の回転数の微調制御を実施するタイミングの制限の一つには、一連の印刷動作終了後に実施し、一連の印刷動作中には行わないようにすることが考えられる。一連の印刷ＪＯＢの途中での中間転写体駆動源１０４または２次転写体駆動源１０５の回転数の微調制御の実行を制限し、同一の印刷物の中で倍率誤差変動、色味変動を防止する。こうして、同一の印刷作業での中間転写体、２次転写体の速度は維持され、同一の印刷物の中で倍率誤差変動、色味変動の発生を防止できる。

［第４実施形態］
次に、既述した、中間転写体または２次写体の駆動源の回転数の微調制御では、中間転写体および２次転写体の制御に対応させた駆動が必要となる。頻繁に実施すると駆動時間の増加により、機械、部品の耐久性に影響する。よって、適時に既述した如き微調制御を行うようにすれば、中間転写体、２次転写体の不要な駆動時間増加による耐久性低下を防止するのに好適である。
中間転写体と２次転写体との表面速度差が変化する要因としては、関連当該部品や関連部品において生じる、摩耗や摩擦係数変化などによる経時変化、機内温度変化による部品の膨張変化などがある。これらは、通紙ページ（通紙枚数）と相関をもつ。既述した中間転写体または２次写体の駆動源の回転数の微調制御は、中間転写体および２次転写体の駆動が必要となる。頻繁に実施すると駆動時間の増加により、機械、部品の耐久性に影響する。そこで、適時に回転数の微調制御を行い、中間転写体、２次転写体の不要な駆動時間増加による耐久性低下を防止する。

このような制御に適した、第４の実施形態について説明する。図１０に、この実施形態のブロック図を示す。全体的な構成は、略これまで説明したものと同等である。本実施形態では、印刷ページカウンタ１０９を備えるようにして、所定の通紙ページ毎に、前述した如きの、中間転写体または２次転写体駆動源１０５の回転数の微調制御を実施している。
この実施形態では、２次転写体は、ゴム材質のローラ部材とする。この場合には、ローラ部材は、短期的には、図１１に示すように、通紙に伴う機内の温度上昇による熱膨張により、外径は膨張し、表面速度はアップする。また、一方で長期的には、図１２に示すように、通紙に伴う摩耗により、外径は減少し、表面速度はダウンしてゆく。いずれにしても、２次転写ローラの外径は、通紙ページ数に従って変化することになる。
そこで、この実施形態の場合は、中間転写体駆動源１０４（または２次転写体駆動源１０５を制御しても良い）の回転数の微調制御を、所定ページ数分の通紙処理経過毎に行う。すなわち、図１０に示すブロック図における印刷ページカウンタが積算した値により、一定ページを超えた印刷ＪＯＢ終了後に、中間転写体駆動源１０４（または２次転写体駆動源１０５）の回転数の微調制御の実行するようにする。
このように、２次転写体の変動要素（＝２次転写体の外径変化）と関連する印刷ページに従って、適時に中間転写体駆動源１０４（または２次転写体駆動源１０５）の回転数の微調制御を実行する。こうして、中間転写体、２次転写体の不要な駆動時間増加による耐久性低下を防止することができる。

［第５実施形態］
ところで、中間転写体と２次転写体との表面速度差が変化する要因としては、機内温度変化による部品の膨張変化がある。前実施形態にて、機内の温度上昇により、２次転写体の表面速度が変化する事例を示したが、あるいは、前実施形態と同様の目的で、駆動源の回転数の微調制御を頻繁に実施して駆動時間の増加により、機械、部品の耐久性に影響するのを耐久性低下を防止する目的で、直接的に、機内の温度変化の情報をもとに、中間転写体または２次転写体駆動源１０５の回転数の微調制御を実行させても良い。具体的には、図１３に示すブロック図における温度センサによる機内温度変化を駆動制御部１００Ｂにて認識し、一定の機内温度変化が生じた場合の印刷ＪＯＢ終了後に、中間転写体または２次転写体駆動源１０５の回転数の微調制御を実行するように構成する。こうして、機内の温度検出手段の検出結果に基づき、前述した如くに、中間転写体または２次転写体駆動源１０５の回転数の微調制御が実施されるので、中間転写体、２次転写体の不要な駆動時間増加による耐久性低下を防止できる。
ちなみに、最近のカラー画像形成装置では、作像プロセスを機内温湿度情報をもとに、転写電流、等を変更することは一般的であり、その目的のため、機内に温湿度センサを配置している場合が多い。よって、ここで説明した制御のために、温湿度センサを用意することなしに、本実施形態の装置が実現可能な場合が多い。

［第６実施形態］
同様に、駆動源の回転数の微調制御を頻繁に実施して駆動時間の増加により、機械、部品の耐久性に影響するのを耐久性低下を防止するために、この他にも、直接的に、機内の湿度変化の情報をもとに、中間転写体または２次転写体駆動源１０５の回転数の微調制御を実行させても良い。２次転写体で使用される材料（特にゴム材質）よっては、湿度に対して、膨張変化する場合などに有効である。この場合には、前述実施形態の温度センサの代わりに、湿度センサを配置し、機内の湿度変化に従って、中間転写体または２次転写体駆動源１０５の回転数の微調制御の実行する（図１４の駆動制御回路ブロック図参照）。既に、他の目的で温湿度センサを備えていれば、これを本実施形態で共用できる。

［第７実施形態］
既に、電源ＯＮをトリガーにして、中間転写体または２次写体の駆動源の回転数の微調制御を実行する実施形態については、示したが、更には、随時又は定期的に、中間転写体と２次転写体が接触しているときの中間転写体または２次転写体駆動源１０５の駆動負荷を検出し、その検出した駆動負荷が想定範囲値より異常に増加、または減少する等で、所定の条件を超えて、駆動源の回転数の微調制御（速度制御）の必要度が高くなっていることをトリガーにして、中間転写体または２次写体の駆動源の回転数の微調制御を実行するように構成することが可能である。なお、これまで説明した他の条件に基づく微調制御と適宜併用することが望ましい。
このように、前述中間転写体または２次転写体駆動源１０５の回転数の微調制御は、中間転写体または２次転写体駆動源１０５の負荷が、所定の条件外となった場合に主に行うことで、中間転写体、２次転写体の不要な駆動時間増加による耐久性低下を防止する。

［第８実施形態］
ところで、駆動源の回転数の微調制御に関連して、中間転写体または２次転写体の回転数を変更した場合に、中間転写体上での色ズレが考えられる。そこで、色ズレに対するレジストレーションの再調整を行うようにするのが好ましい。すなわち、中間転写体の回転数を微調した場合は、色ズレレベルが変化し、２次転写体の回転数を微調した場合は、倍率誤差が変化するため、中間転写体または２次転写体駆動源１０５の回転数の微調制御の実施直後に、中間転写体上での色ズレのレジストレーション制御を実施するように構成することが考えられる。このように、中間転写体または２次写体の駆動源の回転数の微調制御の実施に同期して、中間転写体上での色ズレのレジストレーション制御を実施することにより、色ズレ品質を確保することができる。

本発明の実施形態に係る複写機全体の概略構成図である。 同複写機の本体部分の要部構成を示す拡大図である。 同複写機における隣り合う２つの画像形成ユニットの構成を示す拡大図である。 実施形態における駆動制御の構成例を示すブロック図である。 実施形態における駆動制御の流れを示すフローチャートである。 実施形態における駆動制御による中間転写体の駆動負荷の調整前と調整後と２次転写体の駆動回転数の関係図である。 第２実施形態における駆動制御の構成を示すブロック図である。 同実施形態における駆動制御の流れを示すフローチャートである。 同実施形態における駆動制御による中間転写体の駆動負荷の調整前と調整後と２次転写体の駆動回転数の関係図である。 第４実施形態における駆動制御の構成を示すブロック図である。 同実施形態における２次転写ローラ外径変動（温度変化）を示す説明図である。 同実施形態における２次転写ローラ外径変動（経時摩耗）を示す説明図である。 第５実施形態における駆動制御の構成を示すブロック図である。 第６実施形態における駆動制御の構成を示すブロック図である。

符号の説明

１０ 中間転写ベルト、１１ 転写紙検知センサ、１２ 制御部、１３ 第１駆動モータ、１８ 画像形成ユニット、２０ 感光体ドラム、２４ ２次転写ベルト、２５ 定着装置、２９ 第２駆動モータ、６１ 現像装置、１００、（１００Ｂ〜Ｅ） 駆動制御部、１０１ ＣＰＵ、１０２ ＲＡＭ、１０３ ＲＯＭ、１０４ 中間転写体駆動源（ＤＣサーボモータ）、１０５ ２次転写体駆動源（ステッピングモータ）、１０６ 画像メモリ、１０７ ＬＤ駆動部、１０８ ２次転写体接離機構駆動部、１０９ 印刷ページカウンタ、１１１、１１２ 温湿度センサ、１５０ 複写機本体、２００ 給紙テーブル、３００ スキャナ、４００ 原稿自動搬送装置、Ｐ 転写紙

Claims (9)

1. 中間転写体と該中間転写体に接触する２次転写体を用いて、多色印刷を行う電子写真プロセス式の画像形成装置において、
   前記中間転写体と前記２次転写体は、それぞれに独立して駆動制御が可能で、
   前記中間転写体または前記２次転写体の少なくともどちらかを駆動する駆動源の負荷を検出するための負荷検出手段を有し、
   前記中間転写体と前記２次転写体が接触している状態下では、設定されている所定のタイミングで、前記負荷検出手段が出力する負荷検出値が、予め設定された値範囲内に留まるように、前記駆動源のいずれか一方の回転数の微調制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
2. 非印刷時に、中間転写体に対して、２次転写体を離間する機構を有し、
   前記中間転写体と前記２次転写体とが接触している時の前記負荷検出手段による負荷検出値が、前記中間転写体と前記２次転写体とが離間している時の前記負荷検出手段が出力する負荷検出値を基準にして、所定の偏差範囲値内になるように前記駆動源のいずれか一方の回転数の微調制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記駆動源であるモータの負荷電流から前記駆動源の負荷を検出する前記負荷検出手段を備えたことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記駆動源の回転数の微調制御を、印刷動作終了後にのみ実行し、一連の印刷動作中には行わないようにしたことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記中間転写体または２次転写体の駆動源の回転数の微調制御は、所定ページ数分の通紙処理経過毎に行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記中間転写体または２次転写体の駆動源の回転数の微調制御は、当該画像形成装置内に設置される温度検出手段の検出結果により行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記中間転写体または２次転写体の駆動源の回転数の微調制御は、当該画像形成装置内に設置される湿度検出手段の検出結果により行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記中間転写体または２次転写体の駆動源の回転数の微調制御は、中間転写体または２次転写体の駆動源の負荷が、所定の条件外となった場合に行われることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記中間転写体または２次転写体の駆動源の回転数の微調制御が実行された場合に、中間転写体上での色ズレのレジストレーション制御を実施することを特徴とする請求項１〜８のいずれか１項に記載の画像形成装置。

Images