JP2009271488A - ベルト駆動装置及び画像形成装置 - Google Patents

ベルト駆動装置及び画像形成装置 Download PDF

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Abstract

【課題】ホームポジションセンサを設けることによるコストアップを回避しつつ、中間転写ベルト8と、感光体1Y,M,Cとの接離に起因して生ずる周期の把握結果の誤差による色ずれを回避することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】中間転写ベルト8に接触している感光体の数に変化があったベルトの周回である接触状態変化周回の次の周回では、接触状態変化周回における中間転写ベルト8の周期に代えて、接触状態変化周回よりも1つ前の周回で把握した周期に基づいて、ベルト駆動モータの駆動速度を制御するように、制御部を構成した。
【選択図】図1

Description

本発明は、ベルト部材の1周あたりにおける速度変動パターンを把握しながら、ベルト部材を無端移動せしめる駆動回転体の駆動源の駆動速度を制御するベルト駆動装置に関するものである。また、かかるベルト駆動装置を用いる複写機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置に関するものである。
従来、この種の画像形成装置としては、特許文献1に記載のものが知られている。この画像形成装置は、ベルト部材たる無端状の中間転写ベルトを駆動ローラ及び複数の従動ローラによって張架しながら無端移動せしめる転写ユニットを有している。また、像担持体として、イエロー,マゼンタ,シアン,ブラック(以下、Y,M,C,Kと記す)用のそれぞれ独立した4つの感光体を有している。そして、それぞれの感光体に個別に形成したY,M,C,Kトナー像を、前述の転写ユニットによって中間転写ベルトに順次重ね合わせて転写することでフルカラー画像を得る。中間転写ベルトを用いる代わりに、無端移動する表面に記録紙を保持しながら搬送する紙搬送ベルトを用い、Y,M,C,K用の感光体のそれぞれに形成したY,M,C,Kトナー像を紙搬送ベルト上の記録紙に直接重ね合わせて転写する方式の画像形成装置もある。これらの画像形成装置のように、複数の像担持体にそれぞれ形成した各色のトナー像をベルト部材の表面あるいはベルト部材上の記録紙に重ね合わせて転写する方式は、タンデム方式と呼ばれている。
タンデム方式の画像形成装置においては、ベルト部材の速度変動が起こると、各色のトナー像が互いに位置ずれした状態でベルト部材や記録紙に重ね合わせて転写されて、いわゆる色ずれが発生してしまう。ベルト部材の速度変動をきたす要因としては、ベルト部材の周方向における厚みムラが挙げられる。ベルト部材を駆動する駆動ローラ上にベルト厚の比較的厚い部分が巻き付いているときにはベルト移動速度が速くなり、反対にベルト厚の比較的薄い部分が巻き付いているときにはベルト移動速度が遅くなる。これにより、ベルト部材が1周する間に速度変動を引き起こす。遠心成型法で成型されたベルト部材では、金型の偏心に起因して、ベルト1周あたりにおいて最大厚み箇所と最小厚み箇所とが180[°]の位相差をもって出現する厚みムラを引き起こし易い。かかるベルト部材では、ベルト1周あたりにおける速度変動が1周期分のサインカーブを描く特性となる。
そこで、特許文献1に記載の画像形成装置では、中間転写ベルトを張架しながらベルトの無端移動に伴って従動回転する従動ローラにエンコーダーを設け、このエンコーダーからの出力パルスに基づいてベルトの無端移動速度を検出している。そして、検出した無端移動速度を所定周期で記憶してベルト1周あたりにおける速度変動パターンを把握し、その速度変動パターンの波形の位相とは逆位相の関係になるように、駆動ローラの駆動源である駆動モータの駆動速度を調整する。これにより、ベルトの厚みムラによる速度変動に対し、この速度変動を打ち消し得る、駆動速度調整によるベルトの速度変動を重畳して、中間転写ベルトを安定した速度で走行させるようにしている。
このようにして駆動モータの駆動速度を制御するためには、中間転写ベルトの周方向(無端移動方向)における所定の基準箇所が1周する毎の基準タイミングを把握する必要がある。かかる基準タイミングを把握する方法として、ホームポジションセンサを用いる方法が知られている。この方法では、中間転写ベルト等のベルト部材の基準箇所にホームポジションマークを付すとともに、これを検知するホームポジションセンサをベルト部材の周りの所定位置に固定する。そして、ホームポジションセンサによってホームポジションマークを検知したときを基準タイミングとする。
特開2006−106642号公報
しかしながら、この方法においては、ベルト部材にホームポジションマークを付したり、ホームポジションセンサを設けたりすることにより、コストアップを引き起こしてしまうという不具合がある。
そこで、本発明者らは、次のような方法により、ホームポジションセンサを用いることなく基準タイミングを把握する画像形成装置を開発中である。即ち、ベルト部材の1周あたりの厚みムラに起因する速度変動パターンの波形は、上述したように、1周期分のサインカーブを描く特性となる。このサインカーブの最大値、最小値あるいは中間値など、所定の波形箇所が出現するタイミングについては、ベルトの仮想の基準箇所が仮想のホームポジションに進入した基準タイミングであるとみなすことができる。プリントジョブ中には、駆動モータの駆動速度を調整してベルト部材の速度変動を低減しているが、エンコーダー出力に基づくベルト速度と、駆動速度との差に基づいて、ベルト厚みムラに起因する速度変動パターンの波形を抽出することが可能である。このようにして抽出した波形に基づいて基準タイミングを特定し、その基準タイミングに基づいて、基準タイミングよりも後の周回におけるベルトの駆動速度を調整するのである。かかる構成では、ホームポジションセンサを設けることによるコストアップを回避することができる。
ところが、かかる構成のベルト駆動装置においては、像担持体(例えば感光体)とベルト部材との接離動作が発生すると、その周回で把握した基準タイミングに大きな誤差を発生させるおそれがあった。具体的には、タンデム方式の画像形成装置では、モノクロ画像を形成するモノクロモードにおいて、Y,M,C,K用の像担持体のうち、K用の像担持体だけをベルト部材に接触させながら画像形成動作を行うようにするのが一般的である。また、画像形成動作中に、新たな画像情報を受信した場合には、その画像形成動作を終えた後に、像担持体やベルト部材の駆動を停止させることなく、新たな画像情報についての画像動作を引き続き行うようにするのが一般的である。かかる構成の画像形成装置において、上述した仮想のホームポジションを採用したとする。すると、モノクロモードの画像形成動作を行っているときに、カラーの画像情報を受信した場合には、次のような一連の動作が行われる。即ち、まず、モノクロモードの画像形成動作が終了した後に、ベルト部材の駆動を継続した状態でそれまでベルト部材から離間させていたY,M,C用の感光体と、ベルト部材とを接触させる。そして、ベルト部材の駆動を継続したままで、カラーモードの画像形成動作を開始するのである。このような一連の動作において、Y,M,C用の感光体とベルト部材とを接触させた際には、駆動モータに対する負荷を急激に増大させてベルト部材の走行速度を瞬間的に大きく低下させることがある。すると、ベルト部材の速度変動パターンの波形が大きく乱れて、ベルト部材の仮想の基準箇所には対応していない波形箇所の出現タイミングを、基準箇所が仮想のホームポジションに進入した基準タイミングであると誤検知するおそれがある。このような誤検知が起こると、基準タイミングの把握結果に大きな誤差が発生してしまう。また、カラーモードの画像形成動作を行っているときに、モノクロの画像情報を受信した場合には、カラーモードの画像形成動作を終了した後にそれまでベルト部材に接触させていたY,M,C用の像担持体とベルト部材とを離間させる。この際、駆動モータに対する負荷を急激に低下させてベルト部材の走行速度を瞬間的に大きく増加させることがある。このような走行速度の瞬間的な増加によっても、基準タイミングの把握結果に大きな誤差を発生させてしまうおそれがある。
ベルト部材の基準タイミングの把握結果に大きな誤差が生ずると、次の周回において、ベルト部材の走行速度を安定化させることができずに、顕著な色ずれを発生させてしまうことになる。
これまで、ベルト部材に対して像担持体を接離させる構成において生ずる問題について説明してきたが、ベルト部材に対向している何らかの対向部材を接離させる構成においても、同様の問題が生じ得る。例えば、ベルト部材の表面に付着している転写残トナーをクリーニングするベルトクリーニング装置や、ベルト部材の表面に当接して転写ニップを形成する転写部材などの対向部材を、ベルト部材に対して接離させる構成である。
本発明は以上の背景に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、次のようなベルト駆動装置及び画像形成装置を提供することである。即ち、ホームポジションセンサを設けることによるコストアップを回避しつつ、ベルト部材と像担持体又は対向部材との接離に起因して生ずる基準タイミングの把握結果の誤差による色ずれを回避することができるベルト駆動装置等である。
上記目的を達成するために、請求項1の発明は、可視像を担持する複数の像担持体と、それら像担持体に可視像を形成する可視像形成手段と、該可視像形成手段を制御する像形成制御手段と、無端移動する無端状のベルト部材の表面、あるいは該表面に保持される記録部材に、それら像担持体上の可視像を重ね合わせて転写する転写手段と、それら像担持体のうちの少なくとも1つと該ベルト部材の表面とを接離させるか、あるいは該ベルト部材に対向している対向部材と該ベルト部材とを接離させるかする接離手段とを備える画像形成装置に搭載され、該ベルト部材のループ内側で該ベルト部材を張架しながら自らの回転駆動によって該ベルト部材を無端移動せしめる駆動回転体と、該ベルト部材に接触しながら該ベルト部材の無端移動に伴って従動回転する従動回転体と、該駆動回転体の駆動速度を検知する第1検知手段と、該従動回転体の回転角変位又は回転角速度を検知する第2検知手段と、該ベルト部材の互いに連続する先行周回及び後続周回のうち、先行周回における該第1検知手段による検知データと該第2検知手段による検知データとに基づいて、先行周回の基準タイミング、及び先行周回における該ベルト部材の速度変動パターンを把握した後、後続周回で該基準タイミング及び速度変動パターンに基づいて該駆動回転体の駆動源の駆動速度を制御するベルト駆動制御手段とを有するベルト駆動装置において、上記ベルト部材に接触している上記像担持体の数に変化があった該ベルト部材の周回、該ベルト部材から離間している上記対向部材と該ベルト部材との接触があった該ベルト部材の周回、又は該ベルト部材に接触している該対向部材と該ベルト部材との離間があった該ベルト部材の周回、である接触状態変化周回の次の周回では、該接触状態変化周回における該ベルト部材の上記基準タイミングに代えて、該接触状態変化周回よりも前の周回で把握した上記基準タイミングに基づいて、上記駆動源の駆動速度を制御するように、上記ベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、可視像を担持する複数の像担持体と、それら像担持体に可視像を形成する可視像形成手段と、該可視像形成手段を制御する像形成制御手段と、無端移動する無端状のベルト部材の表面、あるいは該表面に保持される記録部材に、それら像担持体上の可視像を重ね合わせて転写する転写手段と、それら像担持体のうちの少なくとも1つと該ベルト部材の表面とを接離させるか、あるいは該ベルト部材に対向している対向部材を該ベルト部材に対して接離させるかする接離手段と、該ベルト部材を駆動するベルト駆動装置とを備える画像形成装置において、上記ベルト駆動装置として、請求項1のベルト駆動装置を用いたことを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記接触状態変化周回の次の周回で、該接触状態変化周回よりも1つ前の周回にて把握しておいた上記速度変動パターンに基づいて上記駆動源の駆動速度を制御するように、上記ベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項3の画像形成装置において、上記接離手段として、上記像担持体と上記ベルト部材とを接離させるものを用いるとともに、上記接触状態変化周回で、該ベルト部材に接触している該像担持体の数が、2以上から1に減少した場合には、該接触状態変化周回の次の周回で、該接触状態変化周回よりも前の周回にて把握しておいた上記速度変動パターンに基づいて上記駆動源の駆動速度を制御する処理に代えて、該駆動速度を一定にする処理を実施するように、上記ベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記接触状態変化周回よりも後の周回に、上記ベルト部材の駆動を継続したままで上記可視像形成手段による可視像の形成を行うのに先立って、可視像の形成を開始せずに、該接触状態変化周回よりも1つ前の周回で把握しておいた上記速度変動パターンに基づいて上記駆動源の駆動速度を制御しながら、あるいは該駆動速度を一定に制御しながら、上記第1検知手段による検知データと上記第2検知手段による検知データとに基づいて上記ベルト部材の上記基準タイミング及び速度変動パターンを把握する非画像形成周回を設けた後に、該非画像形成周回で把握しておいた該基準タイミング及び速度変動パターンに基づいて該駆動速度を制御しながら、上記可視像形成手段による可視像の形成を開始する画像形成周回を設けるように、上記像形成制御手段及びベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の画像形成装置において、上記接離手段として、上記像担持体と上記ベルト部材とを接離させるものを用いるとともに、上記接触状態変化周回で、該ベルト部材に接触している上記像担持体の数が、2以上から1に減少した場合には、上記非画像形成周回及び画像形成周回を設ける処理に代えて、該接触状態変化周回の次の周回で、上記駆動源の駆動速度を一定に制御しながら上記可視像形成手段による可視像の形成を開始する処理を実施するように、上記像形成制御手段及びベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、請求項2の画像形成装置において、上記接触状態変化周回の次の周回で、該接触状態変化周回よりも前の周回にて把握しておいた上記速度変動パターンに基づいて上記駆動源の駆動速度を制御する第1処理と、該接触状態変化周回よりも後の周回に、上記ベルト部材の駆動を継続したままで上記可視像形成手段による可視像の形成を行うのに先立って、該接触状態変化周回の後に、可視像の形成を開始せずに、該接触状態変化周回よりも1つ前の周回で把握しておいた上記速度変動パターンに基づいて上記駆動源の駆動速度を制御しながら、あるいは該駆動速度を一定に制御しながら、上記第1検知手段による検知データと上記第2検知手段による検知データとに基づいて上記ベルト部材の上記基準タイミング及び速度変動パターンを把握する非画像形成周回を設けてから、該非画像形成周回で把握しておいた該基準タイミング及び速度変動パターンに基づいて該駆動速度を制御しながら、上記可視像形成手段による可視像の形成を開始する画像形成周回を設ける第2処理とのうち、何れか1つの処理を選択して実施するように、上記像形成制御手段及びベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項8の発明は、請求項7の画像形成装置において、直近に検出した接触状態変化周回の前の周回が接触状態変化周回でない場合には、上記第1処理を実施する一方で、直近に検出した接触状態変化周回の前の周回も接触状態変化周回であった場合には、上記第2処理を実施するように、上記像形成制御手段及びベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とするものである。
また、請求項9の発明は、請求項7の画像形成装置において、上記接触状態変化周回の連続発生数と、操作者によって設定された数値との比較に基づいて、上記第1処理と上記第2処理とのうち、何れを選択するのかを決定するように、上記像形成制御手段及びベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とするものである。
これらの発明においては、ベルト部材の速度変動パターンの波形に基づいてベルト部材の基準タイミングを把握することで、ホームポジションセンサを用いることなくベルト部材の基準タイミングを把握する。これにより、ホームポジションセンサを設けることによるコストアップを回避することができる。
また、これらの発明では、ベルト部材の速度変動パターンの波形を大きく乱してしまう可能性が高い接触状態変化周回において、ベルト部材の基準タイミングを把握しないか、あるいは把握したとしてもその結果を次の周回における駆動源の駆動速度の制御には反映させない。接触状態変化周回の次の周回では、接触状態変化周回よりも1つ前の周回における基準タイミングの把握結果に基づいて、駆動源の駆動速度を制御することでベルト部材の走行速度の安定化を図る。このように、接触状態変化周回の次の周回においては、接触状態変化周回における基準タイミングの把握結果を駆動源の駆動速度の制御に反映させずに、接触状態変化周回よりも1つ前の周回における基準タイミングの把握結果を制御に反映させることで、ベルト部材と像担持体又は対向部材との接離に起因して生ずる基準タイミングの把握結果の誤差による色ずれを回避することができる。
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式のプリンタ(以下、単にプリンタという)の一実施形態について説明する。
まず、本プリンタの基本的な構成について説明する。図1は、本プリンタを示す概略構成図である。同図において、このプリンタは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック(以下、Y、M、C、Kと記す)のトナー像を形成するための4つのプロセスユニット6Y,M,C,Kを備えている。これらは、画像形成物質として、互いに異なる色のY,M,C,Kトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっており、寿命到達時に交換される。Yトナー像を生成するためのプロセスユニット6Yを例にすると、図2に示すように、潜像担持体たるドラム状の感光体1Y、ドラムクリーニング装置2Y、除電装置(不図示)、帯電装置4Y、現像器5Y等を備えている。プロセスユニット6Yは、プリンタ本体に脱着可能であり、一度に消耗部品を交換できるようになっている。
帯電装置4Yは、図示しない駆動手段によって図中時計回りに回転せしめられる像担持体としての感光体1Yの表面を一様帯電せしめる。一様帯電せしめられた感光体1Yの表面は、レーザ光Lによって露光走査されてY用の静電潜像を担持する。このYの静電潜像は、Yトナーと磁性キャリアとを含有するY現像剤を用いる現像器5YによってYトナー像に現像される。そして、後述する中間転写ベルト8上に中間転写される。ドラムクリーニング装置2Yは、中間転写工程を経た後の感光体1Y表面に残留したトナーを除去する。また、上記除電装置は、クリーニング後の感光体1Yの残留電荷を除電する。この除電により、感光体1Yの表面が初期化されて次の画像形成に備えられる。他色のプロセスユニット(6M,C,K)においても、同様にして感光体(1M,C,K)上に(M,C,K)トナー像が形成されて、ベルト部材としての中間転写ベルト8上に中間転写される。
現像器5Yは、そのケーシングの開口から一部露出させるように配設された現像ロール51Yを有している。また、互いに平行配設された2つの搬送スクリュウ55Y、ドクターブレード52Y、トナー濃度センサ(以下、Tセンサという)56Yなども有している。
現像器5Yのケーシング内には、磁性キャリアとYトナーとを含む図示しないY現像剤が収容されている。このY現像剤は2つの搬送スクリュウ55Yによって撹拌搬送されながら摩擦帯電せしめられた後、上記現像ロール51Yの表面に担持される。そして、ドクターブレード52Yによってその層厚が規制されてからY用の感光体1Yに対向する現像領域に搬送され、ここで感光体1Y上の静電潜像にYトナーを付着させる。この付着により、感光体1Y上にYトナー像が形成される。現像器5Yにおいて、現像によってYトナーを消費したY現像剤は、現像ロール51Yの回転に伴ってケーシング内に戻される。
2つの搬送スクリュウ55Yの間には仕切壁が設けられている。この仕切壁により、現像ロール51Yや図中右側の搬送スクリュウ55Y等を収容する第1供給部53Yと、図中左側の搬送スクリュウ55Yを収容する第2供給部54Yとがケーシング内で分かれている。図中右側の搬送スクリュウ55Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、第1供給部53Y内のY現像剤を図中手前側から奥側へと搬送しながら現像ロール51Yに供給する。図中右側の搬送スクリュウ55Yによって第1供給部53Yの端部付近まで搬送されたY現像剤は、上記仕切壁に設けられた図示しない開口部を通って第2供給部54Y内に進入する。第2供給部54Y内において、図中左側の搬送スクリュウ55Yは、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられ、第1供給部53Yから送られてくるY現像剤を図中右側の搬送スクリュウ55Yとは逆方向に搬送する。図中左側の搬送スクリュウ55Yによって第2供給部54Yの端部付近まで搬送されたY現像剤は、上記仕切壁に設けられたもう一方の開口部(図示せず)を通って第1供給部53Y内に戻る。
透磁率センサからなる上述のTセンサ56Yは、第2供給部54Yの底壁に設けられ、その上を通過するY現像剤の透磁率に応じた値の電圧を出力する。トナーと磁性キャリアとを含有する二成分現像剤の透磁率は、トナー濃度と良好な相関を示すため、Tセンサ56YはYトナー濃度に応じた値の電圧を出力することになる。この出力電圧の値は、図示しない制御部に送られる。この制御部は、Tセンサ56Yからの出力電圧の目標値であるY用Vtrefを格納したRAMを備えている。このRAM内には、他の現像器に搭載された図示しないTセンサからの出力電圧の目標値であるM用Vtref、C用Vtref、K用Vtrefのデータも格納されている。Y用Vtrefは、後述するY用のトナー搬送装置の駆動制御に用いられる。具体的には、上記制御部は、Tセンサ56Yからの出力電圧の値をY用Vtrefに近づけるように、図示しないY用のトナー搬送装置を駆動制御して第2供給部54Y内にYトナーを補給させる。この補給により、現像器5Y内のY現像剤中のYトナー濃度が所定の範囲内に維持される。他のプロセスユニットの現像器についても、M,C,K用のトナー搬送装置を用いた同様のトナー補給制御が実施される。
先に示した図1において、プロセスユニット6Y,M,C,Kの図中下方には、潜像書込装置としての光書込ユニット7が配設されている。光書込ユニット7は、画像情報に基づいて発したレーザ光Lを、プロセスユニット6Y,M,C,Kにおけるそれぞれの感光体に照射して露光する。この露光により、感光体1Y,M,C,K上にY,M,C,K用の静電潜像が形成される。なお、光書込ユニット7は、光源から発したレーザ光(L)を、モータによって回転駆動したポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学レンズやミラーを介して感光体に照射するものである。
光書込ユニット7の図中下側には、紙収容カセット26、これらに組み込まれた給紙ローラ27など有する紙収容手段が配設されている。紙収容カセット26は、シート状の記録体たる転写紙Pを複数枚重ねて収納しており、それぞれの一番上の転写紙Pには給紙ローラ27を当接させている。給紙ローラ27が図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転せしめられると、一番上の転写紙Pが給紙路70に向けて送り出される。
この給紙路70の末端付近には、レジストローラ対28が配設されている。レジストローラ対28は、転写紙Pを挟み込むべく両ローラを回転させるが、挟み込んですぐに回転を一旦停止させる。そして、転写紙Pを適切なタイミングで後述の2次転写ニップに向けて送り出す。
プロセスユニット6Y,M,C,Kの図中上方には、ベルト部材たる中間転写ベルト8を張架しながら無端移動せしめる転写ユニット15が配設されている。ベルト駆動装置としての転写ユニット15は、中間転写ベルト8の他に、2次転写バイアスローラ19、ベルトクリーニング装置10などを備えている。また、4つの1次転写バイアスローラ9Y,M,C,K、駆動ローラ12、クリーニングバックアップローラ13、エンコーダーローラ14なども備えている。中間転写ベルト8は、これら7つのローラに張架されながら、駆動ローラ12の回転駆動によって図中反時計回りに無端移動せしめられる。1次転写バイアスローラ9Y,M,C,Kは、このように無端移動せしめられる中間転写ベルト8を感光体1Y,M,C,Kとの間に挟み込んでそれぞれ1次転写ニップを形成している。これらは中間転写ベルト8の裏面(ループ内周面)にトナーとは逆極性(例えばプラス)の転写バイアスを印加する方式のものである。1次転写バイアスローラ9Y,M,C,Kを除くローラは、全て電気的に接地されている。中間転写ベルト8は、その無端移動に伴ってY,M,C,K用の1次転写ニップを順次通過していく過程で、感光体1Y,M,C,K上のY,M,C,Kトナー像が重ね合わせて1次転写される。これにより、中間転写ベルト8上に4色重ね合わせトナー像(以下、4色トナー像という)が形成される。
駆動ローラ12は、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップを形成している。中間転写ベルト8上に形成された可視像たる4色トナー像は、この2次転写ニップで転写紙Pに転写される。そして、転写紙Pの白色と相まって、フルカラートナー像となる。2次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト8には、転写紙Pに転写されなかった転写残トナーが付着している。これは、ベルトベルトクリーニング装置10によってクリーニングされる。2次転写ニップで4色トナー像が一括2次転写された転写紙Pは、転写後搬送路71を経由して定着装置20に送られる。
定着装置20は、内部にハロゲンランプ等の発熱源を有する定着ローラ20aと、これに所定の圧力で当接しながら回転する加圧ローラ20bとによって定着ニップを形成している。定着装置20内に送り込まれた転写紙Pは、その未定着トナー像担持面を定着ローラ20aに密着させるようにして、定着ニップに挟まれる。そして、加熱や加圧の影響によってトナー像中のトナーが軟化せしめられて、フルカラー画像が定着せしめられる。
定着装置20内でフルカラー画像が定着せしめられた転写紙Pは、定着装置20を出た後、排紙路72と反転前搬送路73との分岐点にさしかかる。この分岐点には、第1切替爪75が揺動可能に配設されており、その揺動によって転写紙Pの進路を切り替える。具体的には、爪の先端を反転前送路73に近づける方向に動かすことにより、転写紙Pの進路を排紙路72に向かう方向にする。また、爪の先端を反転前搬送路73から遠ざける方向に動かすことにより、転写紙Pの進路を反転前搬送路73に向かう方向にする。
第1切替爪75によって排紙路72に向かう進路が選択されている場合には、転写紙Pは、排紙路72から排紙ローラ対100を経由した後、機外へと配設されて、プリンタ筺体の上面に設けられたスタック50a上にスタックされる。これに対し、第1切替爪75によって反転前搬送路73に向かう進路が選択されている場合には、転写紙Pは反転前搬送路73を経て、反転ローラ対21のニップに進入する。反転ローラ対21は、ローラ間に挟み込んだ転写紙Pをスタック部50aに向けて搬送するが、転写紙Pの後端をニップに進入させる直前で、ローラを逆回転させる。この逆転により、転写紙Pがそれまでとは逆方向に搬送されるようになり、転写紙Pの後端側が反転搬送路74内に進入する。
反転搬送路74は、鉛直方向上側から下側に向けて湾曲しながら延在する形状になっており、路内に第1反転搬送ローラ対22、第2反転搬送ローラ対23、第3反転搬送ローラ対24を有している。転写紙Pは、これらローラ対のニップを順次通過しながら搬送されることで、その上下を反転させる。上下反転後の転写紙Pは、上述の給紙路70に戻された後、再び2次転写ニップに至る。そして、今度は、画像非担持面を中間転写ベルト8に密着させながら2次転写ニップに進入して、その画像非担持面に中間転写ベルトの第2の4色トナー像が一括2次転写される。この後、転写後搬送路71、定着装置20、排紙路72、排紙ローラ対100を経由して、機外のスタック部50a上にスタックされる。このような反転搬送により、転写紙Pの両面にフルカラー画像が形成される。
上記転写ユニット15と、これよりも上方にあるスタック部50aとの間には、ボトル支持部31が配設されている。このボトル支持部31は、Y,M,C,Kトナーを収容するトナー収容部たるトナーボトル32Y,M,C,Kを搭載している。トナーボトル32Y,M,C,Kは、互いに水平よりも少し傾斜した角度で並ぶように配設され、Y、M、C、Kという順で配設位置が高くなっている。トナーボトル32Y,M,C,K内のY,M,C,Kトナーは、それぞれ後述するトナー搬送装置により、プロセスユニット6Y,M,C,Kの現像器に適宜補給される。これらのトナーボトル32Y,M,C,Kは、プロセスユニット6Y,M,C,Kとは独立してプリンタ本体に脱着可能である。
本プリンタにおいては、モノクロ画像を形成するモノクロモードと、カラー画像を形成するカラーモードとで、感光体と中間転写ベルト8との接触状態を異ならせるようになっている。具体的には、転写ユニット15における4つの1次転写バイアスローラ9Y,M,C,Kのうち、K用の1次転写バイアスローラ9Kについては、他の1次転写バイアスローラとは別に、図示しない専用のブラケットで支持している。また、Y,M,C用の3つの1次転写バイアスローラ9Y,M,Cについては、それらを図示しない共通の移動ブラケットで支持している。この移動ブラケットについては、図示しないソレノイドの駆動によって、Y,M,C用の感光体1Y,M,Cに近づける方向と、感光体1Y,M,Cから遠ざける方向とに移動させることが可能である。移動ブラケットを感光体1Y,M,Cから遠ざける方向に移動させると、中間転写ベルト8の張架姿勢が変化して、中間転写ベルト8がY,M,C用の3つの感光体1Y,M,Cから離間する。但し、K用の感光体1Kと中間転写ベルト8とは接触したままである。モノクロモードにおいては、このように、K用の感光体1Kだけを中間転写ベルト8に接触させた状態で、画像形成動作を行う。
上述の移動ブラケットを3つの感光体1Y,M,Cに近づける方向に移動させると、中間転写ベルト8の張架姿勢が変化して、それまで3つの感光体1Y,M,Cから離間していた中間転写ベルト8がそれら3つの感光体1Y,M,Cに接触する。このとき、K用の感光体1Kと中間転写ベルト8とは接触したままである。カラーモードにおいては、このように、4つの感光体1Y,M,C,Kの全てを中間転写ベルト8に接触させた状態で、画像形成動作を行う。かかる構成においては、移動ブラケットや上述したソレノイドなどが、感光体と中間転写ベルト8とを接離させる接離手段として機能している。
本プリンタは、4つのプロセスユニット6Y,M,C,Kや、光書込ユニット7などの駆動を制御する像形成制御手段としての図示しないメイン制御部を備えている。このメイン制御部は、演算手段たるCPU(Central Processing Unit)、データ記憶手段たるRAM(Random Access Memory)、データ記憶手段たるROM(Read Only Memory)などを具備しており、ROMに記憶しているプログラムに基づいて、プロセスユニットや光書込ユニットの駆動を制御する。
また、上述の転写ユニット15は、ベルト駆動制御手段としての図示しないベルト駆動制御部を有している。そして、このベルト駆動制御部は、CPUや、ROM、データ記憶手段たる不揮発性RAMなどを具備しており、ROMに記憶しているプログラムに基づいて、後述するベルト駆動モータの駆動を制御する。
図3は、中間転写ベルト8とその周囲構成とを示す斜視図である。同図において、中間転写ベルト8を無端移動せしめる駆動ローラ12は、伝達機構を介して駆動源としてのベルト駆動モータ152からの回転駆動力が伝達されるようになっている。具体的には、ベルト駆動モータ152からの回転駆動力は、モータの出力軸152aに伝達される。出力軸152aに伝達された回転駆動力は、出力軸152aと噛み合っている第1ギヤ151に伝達された後、第1ギヤ151と噛み合っている第2ギヤ150に伝達される。この第2ギヤ150は、駆動ローラ12の回転軸部材12aとともに回転するように回転軸部材12aに固定されている。これにより、第2ギヤ150が回転すると、駆動ローラ12が回転する。
図4は、中間転写ベルト8と、これを張架する3つのローラとを示す拡大模式図である。本プリンタにおける中間転写ベルト8は、遠心成型法によって成形されたものであり、図示のように、ベルト周方向における最大厚み箇所と最小厚み箇所とが180[°]の位相差をもって出現する厚みムラを有している。同図においては、中間転写ベルト8の最大厚み箇所が駆動ローラ12に巻き付いている状態を示しているが、この状態が起こるときには、中間転写ベルト8の1周あたりにおいて、中間転写ベルト8が最も速く走行する。この逆に、中間転写ベルトの最小厚み箇所が駆動ローラ12に巻き付くときには、中間転写ベルト8の1周あたりにおいて、中間転写ベルト8が最も遅く走行する。かかる構成においては、中間転写ベルト8の1周あたりにおける速度変動が、図5に示すように、1周期分のサインカーブを描く特性になる。
次に、本プリンタの特徴的な構成について説明する。
図6は、駆動回転体としての駆動ローラ12を示す拡大斜視図である。駆動ローラ12のローラ部の両端面からそれぞれ突出している回転軸部材12aの一方には、ロータリーエンコーダーからなる第1検知手段としての駆動エンコーダーの回転円盤155が固定されている。駆動エンコーダーは、この回転円盤155の他、図示しない転写ユニットの側板に固定された光学センサ156を有している。
光学センサ156は、発光素子156aと受光素子156bとを、回転円盤155を介して対向させるように配設されている。そして、回転円盤155には、その円周方向に渡って所定ピッチで並ぶ図示しない複数のスリットが設けられている。発光素子156aから発せられた光は、回転円盤155のスリットを通過して受光素子156bに検知されるが、駆動ローラ12とともに回転円盤155が回転すると、その通過が一時的に遮断される。受光素子156bは、発光素子156aからの光を受光しているときだけ、上述したベルト駆動制御部に信号を出力するようになっている。この受光素子156bから出力される信号の1回あたりのオン及びオフは、駆動ローラ12の所定の回転角変位を示している。また、受光素子156bから出力されるパルス信号は、駆動ローラ12の回転角速度を示している。よって、駆動エンコーダーは、駆動ローラ12の回転角変位や回転角速度を検知する第1検知手段として機能している。なお、駆動モータ152としてステッピングモータを採用した場合には、駆動モータ152に対する駆動パルス数に基づいて駆動ローラ12の回転角変位や回転角速度を特定することができるため、駆動エンコーダーを設ける必要はない。この場合、駆動モータ152に対して駆動パルスを出力するモータドライバが、駆動ローラ12の回転角変位や回転角速度を検知する第1検知手段として機能する。
先に図1に示した従動回転体としてのエンコーダーローラ14には、駆動エンコーダーと同様の構成の図示しない従動エンコーダーの回転円盤が固定されている。この従動エンコーダーは、エンコーダーローラ14の回転角変位や回転角速度を検知する第2検知手段として機能している。
転写ユニット15のベルト駆動制御部は、駆動源たる駆動モータ152の駆動速度を制御する他に、上述したソレノイドの駆動によって中間転写ベルト8をY,M,C用の感光体1Y,M,Cに接離させる制御も行うようになっている。但し、駆動モータ152の駆動速度を制御するベルト駆動制御部と、中間転写ベルト8をY,M,C用の感光体1Y,M,Cに接離させる接離制御部とを別体で構成してもよい。この場合、接離制御部からベルト駆動制御部に信号を送信させることで、ベルト駆動制御部に対して接離の有無を認識させるようにする。
ベルト駆動制御部は、中間転写ベルト8について、先行周回で把握しておいた基準タイミング及び1周あたりの速度変動パターンに基づいて、後続周回において、駆動モータ152の駆動速度を制御する。具体的には、中間転写ベルト8の各周回において、所定周期でベルト速度に関するデータをサンプリングして、不揮発性RAMに記憶させていく。そして、各周回において、ほぼ一周分のデータをサンプリングした時点で、不揮発性RAM内に記憶させたデータに基づいて、「厚みムラによる速度変動パターン」や、中間転写ベルト8の実際の速度変動パターンを把握する。具体的には、駆動エンコーダーからのパルス信号に基づくデータと、従動エンコーダーからのパルス信号に基づくデータとの差分は、中間転写ベルト8の厚みムラによる基準速度からのズレ量を示す。そして、このズレ量の経時変化特性は、中間転写ベルト8の「厚みムラによる速度変動パターン」となる。そこで、ベルト駆動制御部は、両エンコーダーからのパルス信号を所定周期でサンプリングしながら前述の差分を順次求めて、結果を不揮発性RAMに記憶させていくのである。そして、ほぼ1周分の差分データが得られた時点で、それら差分データに基づいて「厚みムラによる速度変動パターン」の波形を解析して、その周回における基準タイミングを特定する。次いで、その速度変動パターンを不揮発性RAMに転送した後、RAM内の差分のデータを消去する。ベルト部材の周期や周回の始期については、速度変動パターンの最大値、最小値、中間値などといった、所定の波形箇所が出現するタイミングに基づいて特定する。この基準タイミングを、中間転写ベルト8の周方向における仮想の基準箇所をベルト周方向における仮想のホームポジションに進入させたタイミングであるとみなすのである。
また、ベルト駆動制御部は、中間転写ベルト8の各周回において、従動エンコーダーからのパルス信号のパルス数を、ベルト速度データとして所定周期で不揮発性RAMに記憶させていく。このベルト速度データのベルト1周分における経時変化特性は、中間転写ベルト8の実際の速度変動パターンを示している。駆動モータ152の駆動速度を調整していても、どうしても速度変動が残ってしまうが、この残されてしまう速度変動による速度変動パターンである。そこで、ベルト駆動制御部は、各周回において、ほぼ1周分のベルト速度データが得られた時点で、それらに基づいて実際の速度変動パターンを解析する。そして、解析した実際の速度変動パターンと、その周回で用いたベルト駆動モータ152の駆動速度調整パターンとに基づいて、速度変動をより低減し得る新たな駆動速度調整パターンを算出する。残されてしまった実際の速度変動パターンの各時点における波の高さの絶対値(その時点の振幅)を同じにし且つその高さの正負の符号を逆にする逆位相の速度変動を新たに生じせしめるように、前回使用した駆動速度パターンを補正するのである。そして、補正後の新たな駆動速度パターンと、基準タイミングとに基づいて、次のベルト周回における駆動モータ152の駆動速度を微調整する(駆動速度調整処理)。これにより、前の周回で残されていたベルト速度変動を、補正後の駆動速度パターンによる駆動速度調整で打ち消して、中間転写ベルト8を安定した速度で走行させる。
なお、先に示した図5においては、中間転写ベルト8の周方向の厚みムラに起因して生ずるベルト1周内でのベルト速度変動だけを示しているが、中間転写ベルト8の複数周回に渡る所定周期且つ所定の出現パターンの速度変動が発生する場合もある。このような速度変動も検出してベルト駆動モータ152の駆動速度の制御に反映させることも可能である。また、駆動ローラ152が偏心していると、それに起因してベルト厚みムラと同様のサインカーブ状のベルト速度変動が起こるが、厚みムラ及び偏心の両方に起因する2つのサインカーブが重畳されたものを検出してベルト駆動モータ152の駆動速度の制御に反映させることも可能である。
また、駆動エンコーダーからのパルス信号の代わりに、駆動モータ152への駆動パルスや、駆動モータ152の回転を検知するモーターエンコーダーからの出力パルスを用いても、中間転写ベルト8の「厚みムラによる速度変動パターン」を検出することが可能である。
図7は、転写ユニット15のベルト駆動制御部によって実施される制御の一部を示すフローチャートである。ベルト駆動制御部は、上述したメイン制御部からスタート信号が送られてくると(ステップ1でY:以下、ステップをSと記す)、中間転写ベルト8の駆動を開始する(S2)。中間転写ベルト8の初めの周回においては、前回の画像形成動作時に不揮発性RAM内に格納しておいた基準タイミングや速度変動パターンに基づいて、ベルト駆動モータ152の駆動速度を制御する。次に、1周分の速度変動パターンのサンプリングが終了すると(S3でY)、その速度変動パターンの周回について、中間転写ベルト8に接触している感光体の数に変化があった接触状態変化周回であるか否かを、メイン制御部からの接離動作実施信号の有無に基づいて判断する(S4)。この接触状態変化周回が発生するのは、本プリンタにおいては、モノクロモードの画像形成に引き続いてカラーモードの画像形成が行われるケース、及びカラーモードの画像形成に引き続いてモノクロモードの画像形成が行われるケースの2通りである。前者のケースでは、中間転写ベルト8に対する感光体の接触数が、Kのみの「1」から、Y,M,C,Kの「4」に増加する。また、後者のケースでは、接触数が「4」からKのみの「1」に減少する。ベルト駆動制御部は、速度変動パターンをサンプリングした周回が接触状態変化周回でなかった場合には(S4でN)、不揮発性RAM内の速度変動パターンや基準タイミングをサンプリングした新たなものに更新した後(S5)、メイン制御部からのストップ信号の有無を判定する(S6)。そして、ストップ信号がない場合には(S6でN)、制御フローを上記S3にループさせる。また、ストップ信号があった場合には(S6でY)、中間転写ベルト8の駆動を停止させる。
一方、ベルト駆動制御部は、上記S4の工程において、速度変動パターンをサンプリングした周回について接触状態変化周回であると判定すると(Y)、制御フローを上記S4から上記S6にループさせる。これにより、接触状態変化周回では、不揮発性RAM内の速度変動パターンや基準タイミングが接触状態変化周回のものに更新されずに、不揮発性RAM内の速度変動パターンや基準タイミングは、接触状態変化周回の前の周回のものがそのまま残される。このため、接触状態変化周回の次の周回では、接触状態変化周回の前の周回でサンプリングされた速度変動パターン及び基準タイミングに基づいて、ベルト駆動モータ152の駆動速度が制御される。このように、接触状態変化周回の次の周回におけるベルト駆動モータ152の駆動速度の制御においては、接触状態変化周回における基準タイミングをベルト駆動モータ152の駆動速度の制御に反映させずに、接触状態変化周回よりも1つ前の周回における基準タイミング及び速度変動パターンを制御に反映させる。これにより、感光体と中間転写ベルト8との接離に起因して生ずる基準タイミングの把握結果の誤差による色ずれを回避することができる。
次に、実施形態に係るプリンタに、より特徴的な構成を付加した実施例のプリンタについて説明する。なお、以下に特筆しない限り、実施例に係るプリンタの構成は実施形態と同様である。
[実施例]
実施例に係るプリンタの転写ユニット15におけるベルト駆動制御部は、上述した接触状態変化周回で、中間転写ベルト8に接触している感光体の数(以下、接触感光体数という)が、2以上である「4」から「1」に減少した場合には、次のような処理を行うようになっている。即ち、その接触状態変化周回の次の周回で、接触状態変化周回よりも1つ前の周回にてサンプリングしておいた速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御する処理に代えて、ベルト駆動モータ152の駆動速度を一定にする処理を実施するのである。具体的には、先に図7の制御フローにおいて、S4の判断結果がYesである場合には、接触状態変化周回で行った接離動作に基づいて、接触感光体数について、「4」から「1」に減少させたのか、あるいは「1」から「4」に増加させたのかを判断する。そして、接触感光体数を「1」から「4」に増加させた場合には、制御フローをS6に進める。これにより、実施形態に係るプリンタと同様に、接触状態変化周回の次の周回において、接触状態変化周回の1つ前の周回でサンプリングしておいた基準タイミング及び速度変動パターンに基づいて、ベルト駆動モータ152の駆動速度を制御する。これに対し、接触感光体数を「4」から「1」に減少させた場合には、それまで不揮発性RAMに記憶させていた速度変動パターンを、速度変動の全くない一直線状の変動ゼロ擬似パターンのデータに更新するとともに、基準タイミングについては接触状態変化周回の1つ前の値をそのままの状態で保持させておく。この後に、制御フローをS6に進める。すると、接触状態変化周回の次の周回においては、ベルト駆動モータを等速で駆動しながら、基準タイミングや速度変動パターンをサンプリングすることになる。なお、ベルト駆動モータ152を等速で駆動する時間については、接触状態変化周回の1つ前にサンプリングしておいた基準タイミングに相当する時間とし、この時間が経過した直後から、接触状態変化周回の2つ後の周回が始まったとみなす。そして、接触状態変化周回の次の周回でサンプリングしておいた基準タイミング及び速度変動パターンに基づくベルト駆動モータ152の駆動速度の制御を開始する。
このように、実施例に係るプリンタにおいては、接触状態変化周回で接触感光体数を「4」から「1」に減少させた場合には、接触状態変化周回の次の周回で、ベルト駆動モータ152の駆動速度を一定にする処理を実施するようにベルト駆動制御部を構成している。かかる処理を実施させるようにしたのは次に説明する理由による。即ち、接触感光体数を「4」から「1」に減少させた場合には、その後にモノクロモードの画像形成を行うことになる。モノクロモードでは、Kトナー像だけしか形成せず、複数色のトナー像の重ね合わせを行わないので、中間転写ベルト8の速度変動が起きたとしても色ずれを引き起こすことがない。このため、接触状態変化周回でベルト駆動モータ152を等速に駆動してベルト厚みムラに起因する速度変動を発生させたとしても、色ずれを引き起こすことはない。ベルト駆動モータ152を等速で駆動すると、上述した駆動エンコーダーによる回転角速度の結果がほぼ等速になるので、ベルト厚み変動による中間転写ベルト8の速度変動成分だけを、従動エンコーダーによる検知結果に基づいて高精度に検出することが可能になる。よって、接触状態変化周回の次の周回において、色ずれの発生を回避しつつ、接触状態変化周回の1つ前の周回における速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御する場合に比べて、ベルトの速度変動パターンを高精度に検出することができる。
次に、実施形態に係るプリンタの各変形例について説明する。なお、以下に特筆しない限り、各変形例に係るプリンタの構成は、実施形態と同様である。
[第1変形例]
図8は、第1変形例に係るプリンタのメイン制御部によって実施される制御の一部を示すフローチャートである。メイン制御部は、図示しないパーソナルコンピュータ等から送られてくる画像情報を受信すると(S1でY)、転写ユニット15のベルト駆動制御部にスタート信号を送信する。このスタート信号を受信したベルト駆動制御部は、先に図7に示したように、ベルト駆動モータ152の駆動を開始する。
ベルト駆動制御部にスタート信号を送信したメイン制御部は、次に、画像情報に基づく画像形成を開始する(S3)。ここで言う画像形成を開始するとは、具体的には、各色のプロセスユニットの駆動を開始した後、光書込ユニット7による感光体への光書込を開始することである。感光体への光書込が終了すると(S4でY)、次の画像情報を受信しているか否かについて判断する(S5)。そして、次の画像情報を受信していない場合には(S5でY)、ベルト駆動制御部にストップ信号を受信した後(S6)、一連の制御フローを終了する。なお、このとき、各色のプロセスユニットなど、各機器の駆動も停止させる。また、メイン制御部からのストップ信号を受信したベルト駆動制御部は、先に図7に示したように、ベルト駆動モータ152の停止によってベルト駆動を停止させる。
メイン制御部は、上記S5の工程において、次の画像情報を受信していると判断した場合には(S5でY)、次に、モード切替について必要であるか否かを判断する(S7)。このモード切替とは、モノクロモードからカラーモードの切り替えや、カラーモードからモノクロモードへの切り替えを意味している。モード切替が必要でない場合には(S7でN)、中間転写ベルト8のY,M,C用の感光体1Y,M,Cに対する接離動作が不要であるため、ベルト駆動制御部に対して接離指示を行わないまま、次の画像情報に基づく光書込を開始する(S10)。そして、その光書込が終了すると(S11でY)、制御フローを上記S5にループさせる。これにより、更なる新たな画像情報を受信している場合には、S7〜S11のフローを実施することになる。また、更なる新たな画像情報を受信していない場合には、S6の工程を実施した後に、制御フローを終了することになる。
次の画像情報に基づく画像形成を開始する前に、モード切替が必要な場合には(S7でY)、ベルト駆動制御部に対して接離指示信号を送信する(S8)。この接離指示信号を受けたベルト駆動制御部は、接触状態変化周回の次の周回において、接触状態変化周回の1つ前の周回でサンプリングしておいた基準タイミング及び速度変動パターンに基づいて、ベルト駆動モータ152の駆動速度を制御する。そして、接触状態変化周回の次の周回が終了すると、準備完了信号をメイン制御部に送信する。
ベルト駆動制御部からの準備完了信号を受信したメイン制御部は、図8に示すように(S9でY)、次の画像情報に基づく光書込を開始させる(S10)。そして、画像形成が終了すると(S11でY)、制御フローをS5にループさせる。
以上の構成の本プリンタにおいては、接触状態変化周回よりも後の周回に、中間転写ベルト8の駆動を継続したままで光書込ユニット7による光書込を行うのに先立って、非画像形成周回を設けることになる。この非画像形成周回は、光書込を開始せずに、接触状態変化周回よりも1つ前の周回で把握しておいた速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御しながら、駆動エンコーダーと従動エンコーダーとの検知結果の差分に基づいて中間転写ベルト8の基準タイミング及び速度変動パターンをサンプリングする周回である。そして、かかる非画像形成周回を設けた後に、非画像形成周回でサンプリングしておいた基準タイミング及び速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御しながら、光書込を開始する画像形成周回を設ける。
接触状態変化周回においては、感光体の接離に伴う駆動負荷の急激な変化により、中間転写ベルト8の駆動速度を一時的に増加あるいは減少させてしまうので、接触状態変化周回の基準タイミングは、接触状態変化周回よりも1つ前の周回における基準タイミングと僅かに異なってくる。にもかかわらず、実施形態に係るプリンタにおいては、接触状態変化周回の終わるタイミングや、接触状態変化周回の次の周回の終わるタイミングを、接触状態変化周回よりも1つ前の周回における基準タイミングに基づいて特定している。このため、接触状態変化周回の次の周回において、駆動速度変化パターンと、実際のベルト速度変動パターンとに僅かな位相ずれを引き起こすことになる。そして、この僅かな位相ずれにより、ベルト速度の安定化の精度が低下してしまう。
これに対し、本プリンタにおいては、接触状態変化周回の次の周回を上述した非画像形成周回とし、その非画像形成周回における基準タイミングや速度変動パターンをサンプリングしてから、更に次の周回で光書込を開始するので、光書込時には中間転写ベルト8の速度安定化を高精度に実施することができる。これにより、駆動速度変化パターンと、実際のベルト速度変動パターンとの位相ずれによるベルト速度の不安定化を抑えることができる。
なお、接触状態変化周回の次の周回において、接触状態変化周回の1つ前にサンプリングしておいた速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御する例について説明したが、その周回に限って、ベルト駆動モータ152の駆動速度を等速にしてもよい。接触状態変化周回の次の周回を上述した非画像形成周回としていることから、ベルト厚みムラに起因するベルト速度変動を発生させたとしても、画像に影響を及ぼさないからである。
また、本プリンタにおいては、接触状態変化周回で接触感光体数を「4」から「1」に減少させた場合には、接触状態変化周回の次に周回を非画像形成周回とする処理に代えて、接触状態変化周回の次の周回において、ベルト駆動モータ152を等速(一定)に制御しながら、光書込を開始する制御を実施するようになっている。これにより、実施例に係るプリンタと同様に、カラーモードからモノクロモードに切り替えた場合には、色ずれの発生を回避しつつ、接触状態変化周回の1つ前の周回における速度変動パターンに基づく制御を行う場合に比べて、ベルトの速度変動パターンを高精度に検出することができる。
[第2変形例]
第2変形例に係るプリンタのメイン制御部は、第1変形例に係るプリンタと同様に、図8に示した制御を実施する。上述したように、この制御において、メイン制御部はベルト駆動制御部に接離指示信号を送信すると(S8)、ベルト駆動制御部から準備完了信号が送られてきた後に(S9でY)、次の光書込を開始する(S10)。
転写ユニット15のベルト駆動制御部は、メイン制御部からの接離指示信号を受信すると、その接離指示信号に従って中間転写ベルト8をY,M,C用の感光体1Y,M,Cに接触させるか、あるいは感光体1Y,M,Cから離間させるかする。このときの中間転写ベルト8の周回は、接触状態変化周回になるが、これよりも1つ前の周回も接触状態変化周回であったか否か、即ち、1つ目の周回でもベルトの接離動作を行ったか否かを判定する。本プリンタでは、記録紙のサイズや印字方向によっては、1つの周回内で、光書込、現像、及び2次転写と、ベルトの接離動作とを完了することができる。このため、1枚の記録紙に対するモノクロ画像形成とカラー画像形成とを交互に行う場合、記録紙のサイズや印字方向によっては、接触状態変化周回が連続して発生することになる。そして、ベルト駆動制御部は、メイン制御部からの接離指示信号を受信してベルトの接離動作を実施すると、その前の周回も接触状態変化周回であったか否かを判定する。
接離動作を実施した周回の1つ前の周回も接触状態変化周回であった場合には、ベルト駆動制御部は、第1変形例と同様の制御を行う。即ち、直近の接触状態変化周回に続く周回を、上述した非画像形成周回とした後、準備完了信号をメイン制御部に送信する。これにより、非画像形成周回の次の周回において、次の画像のための光書込が開始される。
一方、ベルト駆動制御部は、直近の接触状態変化周回よりも1つ前の周回が接触状態変化周回でなかった場合には、接触状態変化周回の次の周回が開始されると、準備完了信号を速やかにメイン制御部に送信する。これにより、接触状態変化周回の次の周回で、次の画像のための光書込が開始される。このとき、ベルト駆動モータ152の駆動速度については、接触状態変化周回の1つ前にサンプリングされた基準タイミング及び速度変動パターンに基づいて制御される。
このような制御を行う本プリンタでは、直近に検出した接触状態変化周回の前の周回が接触状態変化周回でない場合には、第1処理を実施する一方で、直近に検出した接触状態変化周回の前の周回も接触状態変化周回であった場合には、第2処理を実施することになる。ここで、第1処理とは、次のような処理である。即ち、実施形態に係るプリンタと同様に、接触状態変化周回の次の周回で、接触状態変化周回よりも1つ前の周回にて把握しておいた速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御する処理である。また、第2処理とは、第1変形例に係るプリンタと同様に、接触状態変化周回よりも後の周回に、中間転写ベルト8の駆動を継続したままで光書込を開始するのに先立って、接触状態変化周回の後に、光書込を開始せずに、非画像形成周回を設ける処理である。
ベルト速度の安定化という観点からすれば、実施形態に係るプリンタのように、接触状態変化周回の次の周回で光書込を開始するよりも、第1変形例に係るプリンタのように、接触状態変化周回の次の周回として非画像形成周回を設けた後に光書込を開始する法がよい。しかし、非画像形成周回を設けると、少なくともベルト1周分だけ光書込の開始タイミングを遅らせるため、ユーザーの待ち時間を増やしてしまうことになる。よって、ユーザーの待ち時間の短縮化という観点からすれば、非画像形成周回を設けずに、接触状態変化周回の次の周回で光書込を開始した方がよい。接触状態変化周回の次の周回においては、上述したように、ベルト駆動モータ152の駆動速度変化パターンと、実際のベルトの速度変動パターンとに僅かな位相差が発生する。この位相差は、接触状態変化周回が連続して発生していない場合にはそれほど大きくないため、位相差による色ずれは軽度なものに留まる。しかしながら、接触状態変化周回が連続して発生した場合、個々の接触状態変化周回における基準タイミングの検出誤差が積み重なるため、位相差が比較的大きくなって顕著な色ずれを引き起こしてしまうおそれがある。
そこで、本プリンタにおいては、直近に検出した接触状態変化周回の前の周回が接触状態変化周回でない場合には、第1処理を実施することで、ベルト速度の安定化よりもユーザーの待ち時間の短縮化を優先する。これに対し、直近に検出した接触状態変化周回の前の周回も接触状態変化周回であった場合には、第2処理を実施することで、ユーザーの待ち時間の短縮化よりもベルト速度の安定化を優先する。かかる構成では、大きな色ずれを引き起こす可能性が低い場合には、ベルト速度の安定化よりもユーザーの待ち時間の短縮化を優先する一方で、大きな色ずれを引き起こす可能性が高い場合には、ユーザーの待ち時間の短縮化よりもベルト速度の安定化を優先することができる。
[第3変形例]
第3変形例に係るプリンタは、以下に説明する点が、第2変形例に係るプリンタと異なるが、その他の点は第2変形例と同様になっている。即ち、第3変形例に係るプリンタにおいては、図示しないテンキーやディスプレイ等からなる操作表示部をユーザーが操作することで、接触状態変化周回が何回連続したら第2処理を実施するのかを各制御部に認識させるための連続閾値を設定することができるようになっている。
ベルト駆動制御部は、メイン制御部からの接離指示信号を受信してベルトの接離動作を実施すると、その周回を含めて、接触状態変化周回の直近の連続発生数がいくつであるのかを特定する。例えば、その周回の前の周回が接触状態変化周回でなければ、連続発生数は「1」である。また、その周回と、1つ前の周回とだけ、互いに接触状態変化周回として連続している場合には、連続発生数は「2」である。ベルト駆動制御部は、接触状態変化周回の連続発生数を特定すると、次に、その特定結果と、上述した連続閾値とを比較する。そして、特定結果が連続閾値を上回る場合には第2処理を実施する一方で、特定結果が連続位置以下である場合には第1処理を実施する。例えば、接触状態変化周回の連続発生数が「2」であるのに対し、連続閾値が「1」である場合には、第2処理を実施する。
かかる構成においては、接触状態変化周回がどの程度連続したら、ユーザーの待ち時間の短縮化を優先する第1処理に代えて、ベルト速度の安定化を優先する第2処理を実施するのかを、ユーザーによって設定してもらうことができる。
これまで、各感光体に形成した各色トナー像をベルト部材としての中間転写ベルト8に重ね合わせて1次転写した後、記録紙に一括2次転写するプリンタについて説明してきた。かかる構成の代わりに、各感光体に形成した各色トナー像をベルト部材としての紙搬送ベルトの表面に保持している記録紙に直接重ね合わせて転写する構成を備える画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。
また、中間転写ベルト8と感光体とを接離させる画像形成装置について説明してきたが、ベルト部材と、ベルトクリーニング装置10や2次転写ローラ19などの対向部材とを接離させる画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。
また、第1検知手段としてロータリーエンコーダーを用いた例について説明してきたが、ベルト駆動モータ152としてステッピングモータを採用した場合には、ステッピングモータに対して駆動パルスを与えるモータドライバを第1検知手段として用いることも可能である。
以上、実施形態に係るプリンタにおいては、接触状態変化周回の次の周回で、接触状態変化周回よりも1つ前の周回にて把握しておいた速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御するように、ベルト駆動制御部を構成している。かかる構成では、接触状態変化周回の次の周回において、接触状態変化周回よりも1つ前の周回で把握しておいた速度変動パターンに基づいて、ベルト駆動モータ152の駆動速度変化パターンを構築することができる。
また、実施例に係るプリンタにおいては、接触状態変化周回で、中間転写ベルト8に接触している感光体の数である接触感光体数が、2以上である「4」から「1」に減少した場合には、接触状態変化周回の次の周回で、接触状態変化周回よりも1つ前の周回にて把握しておいた速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御する処理に代えて、駆動速度を一定にする処理を実施するように、ベルト駆動制御部を構成している。かかる構成では、既に説明したように、接離動作後の画像形成がモノクロモードである場合には、色ずれの発生を回避しつつ、接触状態変化周回の1つ前の周回における速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御する場合に比べて、ベルトの速度変動パターンを高精度に検出することができる。
また、第1変形例に係るプリンタにおいては、接触状態変化周回よりも後の周回に、中間転写ベルト8の駆動を継続したままで次の画像形成を行うのに先立って、光書込を開始せずに、接触状態変化周回よりも1つ前の周回で把握しておいた速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御しながら(あるいは該駆動速度を一定に制御しながら)、2つのエンコーダーの検知結果の差分に基づいて基準タイミング及び速度変動パターンを把握する非画像形成周回を設ける。そして、この非画像形成周回の後に、非画像形成周回で把握しておいた基準タイミング及び速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御しながら、光書込を開始する画像形成周回を設けるように、像形成制御手段たるメイン制御部、及びベルト駆動制御部を構成している。かかる構成では、既に説明したように、非画像形成周回を設けない場合に比べて、駆動速度変化パターンと、実際のベルト速度変動パターンとの位相ずれによるベルト速度の不安定化を抑えることができる。
また、第1変形例に係るプリンタにおいては、接触状態変化周回で、接触感光体数が、2以上である「4」から1に減少した場合には、非画像形成周回及び画像形成周回を設ける処理に代えて、接触状態変化周回の次の周回で、ベルト駆動モータ152の駆動速度を一定に制御しながら光書込を開始する処理を実施するように、メイン制御部及びベルト駆動制御部を構成している。かかる構成では、既に説明したように、接離動作後の画像形成がモノクロモードである場合には、色ずれの発生を回避しつつ、接触状態変化周回の1つ前の周回における速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御する場合に比べて、ベルトの速度変動パターンを高精度に検出することができる。
また、第2変形例に係るプリンタにおいては、接触状態変化周回の次の周回で、接触状態変化周回よりも1つ前の周回にて把握しておいた速度変動パターンに基づいてベルト駆動モータ152の駆動速度を制御する第1処理と、接触状態変化周回よりも後の周回に、非画像形成周回及び画像形成周回を設ける第2処理とのうち、何れか1つの処理を選択して実施するように、メイン制御部及びベルト駆動制御部を構成している。かかる構成では、何れかの処理を選択することで、ベルト速度の安定化よりもユーザーの待ち時間の短縮化を優先するのか、あるいは、ユーザーの待ち時間の短縮化よりもベルト速度の安定化を優先するのかを選択することができる。
また、第2変形例に係るプリンタにおいては、直近に検出した接触状態変化周回の前の周回が接触状態変化周回でない場合には、第1処理を実施する一方で、直近に検出した接触状態変化周回の前の周回も接触状態変化周回であった場合には、第2処理を実施するように、メイン制御部及びベルト駆動制御部を構成している。かかる構成では、既に説明したように、大きな色ずれを引き起こす可能性が低い場合には、ベルト速度の安定化よりもユーザーの待ち時間の短縮化を優先する一方で、大きな色ずれを引き起こす可能性が高い場合には、ユーザーの待ち時間の短縮化よりもベルト速度の安定化を優先することができる。
また、第3変形例に係るプリンタにおいては、接触状態変化周回の連続発生数と、操作者によって設定された数値である連続閾値との比較に基づいて、第1処理と第2処理とのうち、何れを選択するのかを決定するように、メイン制御部及びベルト駆動制御部を構成している。かかる構成では、既に説明したように、接触状態変化周回がどの程度連続したら、ユーザーの待ち時間の短縮化を優先する第1処理に代えて、ベルト速度の安定化を優先する第2処理を実施するのかを、ユーザーによって設定してもらうことができる。
実施形態に係るプリンタを示す概略構成図。 同プリンタのY用のプロセスユニットと、その周囲とを示す拡大構成図。 同プリンタの中間転写ベルトとその周囲構成とを示す斜視図。 同中間転写ベルトと、これを張架する3つのローラとを示す拡大模式図。 同中間転写ベルトの1周あたりの速度変動パターンを示すグラフ。 同プリンタの転写ユニットの駆動ローラを示す拡大斜視図。 同転写ユニットのベルト駆動制御部によって実施される制御の一部を示すフローチャート。 、第1変形例に係るプリンタのメイン制御部によって実施される制御の一部を示すフローチャート。
符号の説明
1Y,M,C,K:感光体(像担持体)
6Y,M,C,K:プロセスユニット(可視像形成手段の一部)
7:光書込ユニット(可視像形成手段の一部)
8:中間転写ベルト(ベルト部材)
12:駆動ローラ(駆動回転体)
14:エンコーダーローラ(従動回転体)
15:転写ユニット(転写手段、ベルト駆動装置)
152:ベルト駆動モータ(駆動源)
155:回転円盤(第1検知手段たる駆動エンコーダーの一部)
156:光学センサ(第1検知手段たる駆動エンコーダーの一部)

Claims (9)

  1. 可視像を担持する複数の像担持体と、それら像担持体に可視像を形成する可視像形成手段と、該可視像形成手段を制御する像形成制御手段と、無端移動する無端状のベルト部材の表面、あるいは該表面に保持される記録部材に、それら像担持体上の可視像を重ね合わせて転写する転写手段と、それら像担持体のうちの少なくとも1つと該ベルト部材の表面とを接離させるか、あるいは該ベルト部材に対向している対向部材と該ベルト部材とを接離させるかする接離手段とを備える画像形成装置に搭載され、
    該ベルト部材のループ内側で該ベルト部材を張架しながら自らの回転駆動によって該ベルト部材を無端移動せしめる駆動回転体と、該ベルト部材に接触しながら該ベルト部材の無端移動に伴って従動回転する従動回転体と、該駆動回転体の駆動速度を検知する第1検知手段と、該従動回転体の回転角変位又は回転角速度を検知する第2検知手段と、該ベルト部材の互いに連続する先行周回及び後続周回のうち、先行周回における該第1検知手段による検知データと該第2検知手段による検知データとに基づいて、先行周回の基準タイミング、及び先行周回における該ベルト部材の速度変動パターンを把握した後、後続周回で該基準タイミング及び速度変動パターンに基づいて該駆動回転体の駆動源の駆動速度を制御するベルト駆動制御手段とを有するベルト駆動装置において、
    上記ベルト部材に接触している上記像担持体の数に変化があった該ベルト部材の周回、該ベルト部材から離間している上記対向部材と該ベルト部材との接触があった該ベルト部材の周回、又は該ベルト部材に接触している該対向部材と該ベルト部材との離間があった該ベルト部材の周回、である接触状態変化周回の次の周回では、該接触状態変化周回における該ベルト部材の上記基準タイミングに代えて、該接触状態変化周回よりも前の周回で把握した上記基準タイミングに基づいて、上記駆動源の駆動速度を制御するように、上記ベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とするベルト駆動装置。
  2. 可視像を担持する複数の像担持体と、それら像担持体に可視像を形成する可視像形成手段と、該可視像形成手段を制御する像形成制御手段と、無端移動する無端状のベルト部材の表面、あるいは該表面に保持される記録部材に、それら像担持体上の可視像を重ね合わせて転写する転写手段と、それら像担持体のうちの少なくとも1つと該ベルト部材の表面とを接離させるか、あるいは該ベルト部材に対向している対向部材を該ベルト部材に対して接離させるかする接離手段と、該ベルト部材を駆動するベルト駆動装置とを備える画像形成装置において、
    上記ベルト駆動装置として、請求項1のベルト駆動装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。
  3. 請求項2の画像形成装置において、
    上記接触状態変化周回の次の周回で、該接触状態変化周回よりも1つ前の周回にて把握しておいた上記速度変動パターンに基づいて上記駆動源の駆動速度を制御するように、上記ベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
  4. 請求項3の画像形成装置において、
    上記接離手段として、上記像担持体と上記ベルト部材とを接離させるものを用いるとともに、
    上記接触状態変化周回で、該ベルト部材に接触している該像担持体の数が、2以上から1に減少した場合には、該接触状態変化周回の次の周回で、該接触状態変化周回よりも前の周回にて把握しておいた上記速度変動パターンに基づいて上記駆動源の駆動速度を制御する処理に代えて、該駆動速度を一定にする処理を実施するように、上記ベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
  5. 請求項2の画像形成装置において、
    上記接触状態変化周回よりも後の周回に、上記ベルト部材の駆動を継続したままで上記可視像形成手段による可視像の形成を行うのに先立って、可視像の形成を開始せずに、該接触状態変化周回よりも1つ前の周回で把握しておいた上記速度変動パターンに基づいて上記駆動源の駆動速度を制御しながら、あるいは該駆動速度を一定に制御しながら、上記第1検知手段による検知データと上記第2検知手段による検知データとに基づいて上記ベルト部材の上記基準タイミング及び速度変動パターンを把握する非画像形成周回を設けた後に、該非画像形成周回で把握しておいた該基準タイミング及び速度変動パターンに基づいて該駆動速度を制御しながら、上記可視像形成手段による可視像の形成を開始する画像形成周回を設けるように、上記像形成制御手段及びベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
  6. 請求項5の画像形成装置において、
    上記接離手段として、上記像担持体と上記ベルト部材とを接離させるものを用いるとともに、上記接触状態変化周回で、該ベルト部材に接触している上記像担持体の数が、2以上から1に減少した場合には、上記非画像形成周回及び画像形成周回を設ける処理に代えて、該接触状態変化周回の次の周回で、上記駆動源の駆動速度を一定に制御しながら上記可視像形成手段による可視像の形成を開始する処理を実施するように、上記像形成制御手段及びベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
  7. 請求項2の画像形成装置において、
    上記接触状態変化周回の次の周回で、該接触状態変化周回よりも前の周回にて把握しておいた上記速度変動パターンに基づいて上記駆動源の駆動速度を制御する第1処理と、
    該接触状態変化周回よりも後の周回に、上記ベルト部材の駆動を継続したままで上記可視像形成手段による可視像の形成を行うのに先立って、該接触状態変化周回の後に、可視像の形成を開始せずに、該接触状態変化周回よりも1つ前の周回で把握しておいた上記速度変動パターンに基づいて上記駆動源の駆動速度を制御しながら、あるいは該駆動速度を一定に制御しながら、上記第1検知手段による検知データと上記第2検知手段による検知データとに基づいて上記ベルト部材の上記基準タイミング及び速度変動パターンを把握する非画像形成周回を設けてから、該非画像形成周回で把握しておいた該基準タイミング及び速度変動パターンに基づいて該駆動速度を制御しながら、上記可視像形成手段による可視像の形成を開始する画像形成周回を設ける第2処理とのうち、
    何れか1つの処理を選択して実施するように、上記像形成制御手段及びベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
  8. 請求項7の画像形成装置において、
    直近に検出した接触状態変化周回の前の周回が接触状態変化周回でない場合には、上記第1処理を実施する一方で、直近に検出した接触状態変化周回の前の周回も接触状態変化周回であった場合には、上記第2処理を実施するように、上記像形成制御手段及びベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
  9. 請求項7の画像形成装置において、
    上記接触状態変化周回の連続発生数と、操作者によって設定された数値との比較に基づいて、上記第1処理と上記第2処理とのうち、何れを選択するのかを決定するように、上記像形成制御手段及びベルト駆動制御手段を構成したことを特徴とする画像形成装置。
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