JP2011017879A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源投入時や省電力モードからの復帰時における装置の消費電力を削減できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】ウオームアップモードの実行中に、ドラムモータ４２、カラー現像モータ４３、ブラック現像モータ４４、ＣＤＣＬモータ４５、ＢＤＣＬモータ４６、ベルト駆動モータ４７、一次転写駆動モータ４８を画像形成時よりも低速で回転させることにより、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ内の感光体ドラム１ａ〜１ｄや現像装置３ａ〜３ｄ、クリーニング装置５ａ〜５ｄ、中間転写ベルト８等を画像形成時よりも低速で駆動させる。
【選択図】図６

Description

本発明は、電子写真法を用いた画像形成装置に関し、特に電源投入時や省電力モードからの復帰時における駆動制御方法に関するものである。

電子写真プロセスを用いた画像形成装置においては、近年の画像処理速度の高速化に伴い、装置の消費電力が増加するという問題があった。そのため、画質安定性と共に、環境配慮の観点から省エネ対策として消費電力の削減、効率化の要望も高まりつつある。

ここで、駆動源であるモータの消費電力はトルクと回転数に依存し、トルクが一定の場合は回転数が増加すると消費電力も増加する。従って、装置各部の回転速度を低下させればモータの回転数も低下するため、消費電力の低減が可能であるが、感光体ドラムや現像装置等の印字に直接関係するユニットの回転速度は画像処理速度（印字線速）から決定されるため、通常の印字時においては回転速度を容易に変更することができない。

また、感光体ドラムの径を大きくするなどして、線速を維持しつつモータの回転数を低下させる方法も考えられるが、装置の小型化やカラー化によるレイアウトの制限もあり、ドラムの大径化は非常に困難である。

一方、クリーニング装置等の印字速度に依存しないユニットの場合、独立の駆動列として回転速度を変更可能である。例えば、特許文献１には、用紙の種類に応じて感光体ドラムの周速を変化させた場合、感光体ドラムとクリーニングローラの周速差が所定値となるようにクリーニングローラの周速を変更することにより、感光体ドラムの好適なクリーニング性能を維持するようにした画像形成装置が開示されている。

特開２００８−１６４６５９号公報

ところで、従来の画像形成装置では、電源投入時や省電力モードからの復帰時（以下、ウオームアップモードという）においても感光体ドラムや現像装置、クリーニング装置等を通常の印字時と同じ速度で駆動していた。しかしながら、高速機の場合、印字を行わないウオームアップモードにおける感光体ドラムや現像装置の回転速度が過剰となり、無駄な電力を消費するという問題点があった。また、装置各部を同時に駆動させて初期化を行う電源投入時には消費電力が急激に増大するため、電源投入時の消費電力が一般配線の許容値である１５００Ｗを超えるような場合、複数の電源コードや大容量の電源が別途必要になる。

一方、ユーザビリティーの観点からウオームアップ時間を極力短縮する必要があるが、ウオームアップ時間に大きく影響する定着装置の昇温時間を短縮するために定着装置への電力供給を増加させるとその分だけ消費電力も増大し、装置のランニングコストが上昇するという問題もあった。

本発明は、上記問題点に鑑み、電源投入時や省電力モードからの復帰時における装置の消費電力を削減できる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために本発明は、静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置と、前記像担持体表面に接触しながら回転することにより付着物を除去する研磨部材と、を含む画像形成部と、前記像担持体上に形成されたトナー像を直接若しくは中間転写体を介して記録媒体上に転写する転写手段と、該転写手段により記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着装置と、を備えた画像形成装置において、電源投入時若しくは省電力モードからの復帰時に、前記画像形成部の駆動速度を画像形成時よりも低下させることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、電源投入時若しくは省電力モードからの復帰時に、前記研磨部材を画像形成時よりも遅く、且つ前記像担持体よりも速い線速で駆動させることを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、電源投入時若しくは省電力モードからの復帰時に、前記画像形成部の駆動速度低下により生じた余剰電力を前記定着装置に追加供給することを特徴としている。

また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記像担持体上に形成されたトナー像が順次積層される無端状の中間転写体を備え、電源投入時若しくは省電力モードからの復帰時に、前記中間転写体を前記画像形成部と同一線速で駆動させることを特徴としている。

本発明の第１の構成によれば、ウオームアップモードにおける画像形成部の消費電力が画像形成時に比べて低下するため、ウオームアップモード時の消費電力を削減することができる。

また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、ウオームアップモード時に研磨部材を画像形成時よりも遅く、且つ像担持体以上の線速で駆動させることにより、像担持体と研磨部材とに線速差が生じるため、研磨部材によるドラム表面の研磨効果も向上する。

また、本発明の第３の構成によれば、上記第１又は第２の構成の画像形成装置において、画像形成部の駆動速度低下により生じた余剰電力を定着装置に追加供給することにより、定着装置の昇温を速やかに実施でき、消費電力を増加させることなくウオームアップ時間を短縮することができる。

また、本発明の第４の構成によれば、上記第１乃至第３のいずれかの構成の画像形成装置において、像担持体上に形成されたトナー像が順次積層される無端状の中間転写体を備える場合、電源投入時若しくは省電力モードからの復帰時に、中間転写体を画像形成部と同一線速で駆動させることにより、中間転写体上に転写された基準画像の濃度及び位置を検知して濃度及び色ずれ補正を行うキャリブレーションをウオームアップモード中に実行可能となる。

本発明の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図 図１における画像形成部Ｐａ周辺の部分拡大図 本発明の画像形成装置の制御経路を示すブロック図 画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ及びその駆動機構を示す斜視図 モータの回転数を変化させたときの負荷（トルク）と消費電力（電流値）との関係を示すグラフ 本発明の画像形成装置において実行されるウオームアップモードの制御例を示すフローチャート

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を詳細に説明する。図１は、本発明のタンデム型カラー画像形成装置の構成を示す概略図である。画像形成装置１００本体内には４つの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ及びＰｄが、図１では右側から順に配設されている。これらの画像形成部Ｐａ〜Ｐｄは、異なる４色（イエロー、シアン、マゼンタ及びブラック）の画像に対応して設けられており、それぞれ帯電、露光、現像及び転写の各工程によりイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの画像を順次形成する。

この画像形成部Ｐａ〜Ｐｄには、各色の可視像（トナー像）を担持する感光体ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ及び１ｄが配設されており、さらに図１において時計回りに回転する中間転写ベルト８が各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに隣接して設けられている。これらの感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に形成されたトナー像が、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに当接しながら移動する中間転写ベルト８上に順次転写された後、二次転写ローラ９において用紙Ｐ上に一度に転写され、さらに、定着装置７において用紙Ｐ上に定着された後、装置本体より排出される。感光体ドラム１ａ〜１ｄを図１において反時計回りに回転させながら、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに対する画像形成プロセスが実行される。

トナー像が転写される用紙Ｐは、装置下部の用紙カセット１６内に収容されており、給紙ローラ１２ａ及びレジストローラ対１２ｂを介して二次転写ローラ９へと搬送される。中間転写ベルト８には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。中間転写ベルト８及び二次転写ローラ９は、ベルト駆動モータ４７（図３参照）により感光体ドラム１ａ〜１ｄと同一線速で回転駆動される。また、画像形成部Ｐａから見て中間転写ベルト８の移動方向の上流側には中間転写ベルト８表面に残存するトナーを除去するためのベルトクリーニング装置１９が配置されている。

次に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄについて説明する。回転自在に配設された感光体ドラム１ａ〜１ｄの周囲及び下方には、感光体ドラム１ａ〜１ｄを帯電させる帯電装置２ａ、２ｂ、２ｃ及び２ｄと、各感光体ドラム１ａ〜１ｄに画像情報を露光する露光ユニット４と、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上にトナー像を形成する現像装置３ａ、３ｂ、３ｃ及び３ｄと、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に残留した現像剤（トナー）を除去するクリーニング装置５ａ、５ｂ、５ｃ及び５ｄが設けられている。

パソコン等の上位装置から画像データが入力されると、先ず、帯電装置２ａ〜２ｄによって感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面を一様に帯電させ、次いで露光ユニット４によって画像データに応じて光照射し、各感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に画像データに応じた静電潜像を形成する。現像装置３ａ〜３ｄは、感光体ドラム１ａ〜１ｄに対向配置された現像ローラ（現像剤担持体）を備え、それぞれイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックの各色のトナーが補給装置（図示せず）によって所定量充填されている。このトナーは、現像装置３ａ〜３ｄの現像ローラにより感光体ドラム１ａ〜１ｄ上に供給され、静電的に付着することにより、露光ユニット４からの露光により形成された静電潜像に応じたトナー像が形成される。

そして、一次転写ローラ６ａ〜６ｄに所定の転写電圧を付与することにより、感光体ドラム１ａ〜１ｄ上のイエロー、シアン、マゼンタ及びブラックのトナー像が中間転写ベルト８上に一次転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。一次転写ローラ６ａ〜６ｄは、一次転写駆動モータ４８（図３参照）により感光体ドラム１ａ〜１ｄ及び中間転写ベルト８と同一線速で回転駆動される。その後、引き続き行われる新たな静電潜像の形成に備え、感光体ドラム１ａ〜１ｄの表面に残留したトナーがクリーニング装置５ａ〜５ｄにより除去される。

中間転写ベルト８は、従動ローラ１０、駆動ローラ１１及びテンションローラ２０に掛け渡されており、ベルト駆動モータ４７（図３参照）による駆動ローラ１１の回転に伴い中間転写ベルト８が時計回りに回転を開始すると、用紙Ｐがレジストローラ１２ｂから所定のタイミングで中間転写ベルト８に隣接して設けられた二次転写ローラ９と中間転写ベルト８のニップ部（二次転写ニップ部）へ搬送され、ニップ部において用紙Ｐ上にフルカラー画像が二次転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは定着装置７へと搬送される。

定着装置７に搬送された用紙Ｐは、定着ローラ対１３のニップ部（定着ニップ部）を通過する際に加熱及び加圧されてトナー像が用紙Ｐの表面に定着され、所定のフルカラー画像が形成される。フルカラー画像が形成された用紙Ｐは、複数方向に分岐した分岐部１４によって搬送方向が振り分けられる。用紙Ｐの片面のみに画像を形成する場合は、そのまま排出ローラ１５によって排出トレイ１７に排出される。

一方、用紙Ｐの両面に画像を形成する場合は、定着装置７を通過した用紙Ｐの一部を一旦排出ローラ１５から装置外部にまで突出させる。その後、用紙Ｐは排出ローラ１５を逆回転させることにより分岐部１４で用紙搬送路１８に振り分けられ、画像面を反転させた状態で二次転写ローラ９に再搬送される。そして、中間転写ベルト８上に形成された次の画像が二次転写ローラ９により用紙Ｐの画像が形成されていない面に転写され、定着装置７に搬送されてトナー像が定着された後、排出トレイ１７に排出される。

画像形成部Ｐｄの下流側且つ二次転写ローラ９の上流側直近には濃度検知センサ３５が配置されている。濃度検知センサ３５は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにおいて中間転写ベルト８上に形成される基準画像に測定光を照射し、基準画像からの反射光量を検出する。検出結果は受光出力信号として後述する制御部９０に送信される。濃度検知センサ３５としては、一般にＬＥＤ等から成る発光素子と、フォトダイオード等から成る受光素子を備えた光学センサが用いられる。基準画像濃の濃度を測定する際、発光素子から中間転写ベルト８上の基準画像に対し順次測定光を照射すると、測定光はトナーによって反射される光、及びベルト表面によって反射される光として受光素子に入射する。

トナーの付着量が多い場合には、ベルト表面からの反射光がトナーによって遮光されるので、受光素子の受光量が減少する。一方、トナーの付着量が少ない場合には、逆にベルト表面からの反射光が多くなる結果、受光素子の受光量が増大する。従って、受光した反射光量に基づく受光信号の出力値により各色の基準画像のトナー付着量（画像濃度）を検知し、予め定められた基準濃度と比較して露光量や現像バイアスの特性値などを調整することにより、各色について濃度補正が行われる。

濃度検知センサ３５は、測定対象物である基準画像までの距離を厳密に規定しておく必要があるため、図１に示すように、中間転写ベルト８表面までの距離変動の少ない駆動ローラ１１に対向するような位置に配置されている。

なお、濃度検知センサ３５は中間転写ベルト８上の基準画像を検知可能な他の位置に配置しても良いが、例えば二次転写ローラ９よりも下流側に配置した場合、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄにより基準画像が形成されてから濃度検知が行われるまでの時間が長くなり、さらに基準画像が二次転写ローラ９と接触することにより基準画像の表面状態が変化するおそれもある。そのため、図１のように中間転写ベルト８の移動方向に対し画像形成部Ｐｄよりも下流側且つ二次転写ローラ９の接触位置よりも上流側に配置することが好ましい。

図２は、図１における画像形成部Ｐａ付近の拡大図である。なお、画像形成部Ｐｂ〜Ｐｄについても基本的に同様の構成であるため説明を省略する。感光体ドラム１ａの周囲には、ドラム回転方向（図２の反時計回り）に沿って帯電装置２ａ、現像装置３ａ、クリーニング装置５ａが配設され、中間転写ベルト８を挟んで一次転写ローラ６ａが配置されている。また、感光体ドラム１ａに対し中間転写ベルト８の回転方向上流側には中間転写ベルト８を挟んで従動ローラ１０に対向するブラシローラ１９ａを備えたベルトクリーニング装置１９が配置されている。ブラシローラ１９ａは、中間転写ベルト８との当接面において中間転写ベルト８の線速よりも速い（ここでは１．２倍）線速で同一方向（順回転）に回転駆動される。

帯電装置２ａは、感光体ドラム１ａに接触してドラム表面に帯電バイアスを印加する帯電ローラ２１と、帯電ローラ２１をクリーニングするための帯電クリーニングローラ２３とを有している。現像装置４ａは、２本の攪拌搬送スクリュー２５と、磁気ローラ２７と、現像ローラ２９とを有するタッチダウン現像式であり、現像ローラ２９にトナーの帯電極性と同極性（正）の現像バイアスを印加してドラム表面にトナーを飛翔させる。

クリーニング装置５ａは、摺擦ローラ（研磨部材）３０、クリーニングブレード３１、及び回収スパイラル３３を有している。摺擦ローラ３０は感光体ドラム１ａに所定の圧力で圧接されており、カラードラムクリーニングモータ（図３参照、以下、ＣＤＣＬモータと略す）４５により感光体ドラム１ａとの当接面において同一方向に回転駆動されるが、その線速は感光体ドラム１ａの線速よりも速く（ここでは１．２倍）制御されている。摺擦ローラ３０としては、例えば金属シャフトの周囲にローラ体としてＥＰＤＭゴム製でアスカＣ硬度５５°の発泡体層を形成した構造が挙げられる。ローラ体の材質としてはＥＰＤＭゴムに限定されず、他の材質のゴムや発泡ゴム体であっても良く、アスカＣ硬度が１０〜９０°の範囲のものが好適に使用される。

感光体ドラム１ａ表面の、摺擦ローラ３０との当接面よりも回転方向下流側には、クリーニングブレード３１が感光体ドラム１ａに当接した状態で固定されている。クリーニングブレード３１としては、例えばＪＩＳ硬度が７８°のポリウレタンゴム製のブレードが用いられ、その当接点において感光体接線方向に対し所定の角度で取り付けられている。なお、クリーニングブレード３１の材質及び硬度、寸法、感光体ドラム１ａへの食い込み量及び圧接力等は、感光体ドラム１ａの仕様に応じて適宜設定される。

摺擦ローラ３０及びクリーニングブレード３１によって感光体ドラム１ａ表面から除去された残留トナーは、回収スパイラル３３の回転に伴ってクリーニング装置５ａ（図２参照）の外部に排出される。本発明に用いられるトナーとしては、トナー粒子表面にシリカ、酸化チタン、チタン酸ストロンチウム、アルミナ等から選択される研磨剤が埋め込まれて表面に一部突出するように保持されたものや、研磨剤がトナー表面に静電的に付着しているものが用いられる。

このように摺擦ローラ３０を感光体ドラム１ａに対し速度差を持って回転させることで研磨剤を含む残留トナーによって感光体ドラム１ａの表面を研磨し、摺擦ローラ３０及びクリーニングブレード３１によってドラム表面の水分や汚染物質を残留トナーと共に除去する。

次に、本発明の画像形成装置の制御経路について説明する。図３は、本発明の画像形成装置に用いられる制御経路の一例を示すブロック図である。なお、画像形成装置１００を使用する上で装置各部の様々な制御がなされるため、画像形成装置１００全体の制御経路は複雑なものとなる。そこで、ここでは制御経路のうち、本発明の実施に必要となる部分を重点的に説明する。

制御部９０は、中央演算処理装置としてのＣＰＵ（Central Processing Unit）９１、読み出し専用の記憶部であるＲＯＭ（Read Only Memory）９２、読み書き自在の記憶部であるＲＡＭ（Random Access Memory）９３、一時的に画像データ等を記憶する一時記憶部９４、カウンタ９５、画像形成装置１００内の各装置に制御信号を送信したり操作部５０からの入力信号を受信したりする複数（ここでは２つ）のＩ／Ｆ（インターフェイス）９６を少なくとも備えている。また、制御部９０は、装置本体内部の任意の場所に配置可能である。

ＲＯＭ９２には、画像形成装置１００の制御用プログラムや、制御上の必要な数値等、画像形成装置１００の使用中に変更されることがないようなデータ等が収められている。ＲＡＭ９３には、画像形成装置１００の制御途中で発生した必要なデータや、画像形成装置１００の制御に一時的に必要となるデータ等が記憶される。カウンタ９５は、印刷枚数を積算してカウントする。

また、制御部９０は、画像形成装置１００における各部分、装置に対し、ＣＰＵ９１からＩ／Ｆ９６を通じて制御信号を送信する。また、各部分、装置からその状態を示す信号や入力信号がＩ／Ｆ９６を通じてＣＰＵ９１に送信される。制御部９０が制御する各部分、装置としては、例えば、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、露光ユニット４、一次転写ローラ６ａ〜６ｄ、定着装置７、中間転写ベルト８、二次転写ローラ９、ベルトクリーニング装置１９、画像入力部４０、モータ制御回路４１、操作部５０等が挙げられる。

画像入力部４０は、画像形成装置１００が図１に示すようなプリンタである場合、パーソナルコンピュータ等から送信される画像データを受信する受信部であり、画像形成装置１００が複写機である場合、複写時に原稿を照明するスキャナランプや原稿からの反射光の光路を変更するミラーが搭載された走査光学系、原稿からの反射光を集光して結像する集光レンズ、及び結像された画像光を電気信号に変換するＣＣＤ等から構成される画像読取部である。画像入力部４０より入力された画像信号はデジタル信号に変換された後、一時記憶部９４に送出される。

操作部５０には、液晶表示部５１、各種の状態を示すＬＥＤ５２、テンキー５３が設けられており、ユーザは操作部５０を操作して指示を入力することで、画像形成装置１００の各種の設定をし、画像形成等の各種機能を実行させる。液晶表示部５１は、画像形成装置１００の状態を示したり、画像形成状況や印刷部数を表示したり、タッチパネルとして、両面印刷や白黒反転等の機能や倍率設定、濃度設定など各種設定を行えるようになっている。テンキー５３は、印刷部数の設定や、画像形成装置１００がＦＡＸ機能も有する場合に相手方のＦＡＸ番号を入力等するためのものである。

その他、操作部５０には、画像形成を開始するようにユーザが指示するスタートボタン、画像形成を中止する際等に使用するストップ／クリアボタン、画像形成装置１００の各種設定をデフォルト状態にする際に使用するリセットボタン等が設けられている。

モータ制御回路４１は、ドラムモータ４２、カラー現像モータ４３、ブラック現像モータ４４、ＣＤＣＬモータ４５、ブラックドラムクリーニングモータ（以下、ＢＤＣＬモータと略す）４６、ベルト駆動モータ４７、一次転写駆動モータ４８と接続され、制御部９０からの出力信号により各モータ４２〜４８の駆動を制御する。

これらの各モータ４２〜４８はモータ制御回路４１からの制御信号によって、ドラムモータ４２は感光体ドラム１ａ〜１ｄを、カラー現像モータ４３及びブラック現像モータ４４は現像装置３ａ〜３ｄ内の攪拌搬送スクリュー２５、磁気ローラ２７、現像ローラ２９を、ＣＤＣＬモータ４５及びＢＤＣＬモータ４６はクリーニング装置５ａ〜５ｄ内の摺擦ローラ３０を、ベルト駆動モータ４７は中間転写ベルト８及び二次転写ローラ９を、一次転写駆動モータ４８は一次転写ローラ６ａ〜６ｄを、それぞれ所定の線速で駆動する。

なお、ベルトクリーニング装置１９のブラシローラ１９ａは、クリーニング装置５ａ〜５ｄ内の回収スパイラル３３を回転駆動するスパイラル駆動モータ（図示せず）に連結されており、印字線速に依存しない回収スパイラル３３と同系列の駆動系列となっている。

図４は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ及びその駆動機構を示す斜視図である。なお、図４では画像形成装置の後側から見た状態を示しており、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄの順序が図１と逆になっている。図４に示すように、ドラムモータ４２は各画像形成部Ｐａ〜Ｐｄに対しそれぞれ１基ずつ、計４基搭載されており、感光体ドラム１ａ〜１ｄは個別に駆動可能となっている。

また、イエロー、シアン、マゼンタの画像形成部Ｐａ〜Ｐｃに対しカラー現像モータ４３及びＣＤＣＬモータ４５が各１基搭載されており、現像装置３ａ〜３ｃ及びクリーニング装置５ａ〜５ｃは互いに連動して駆動される。また、ブラックの画像形成部Ｐｄに対しブラック現像モータ４４及びＢＤＣＬモータ４６が各１基搭載されており、現像装置３ｄ、クリーニング装置５ｄは独立して駆動可能となっている。なお、図４ではベルト駆動モータ４７及び一次転写駆動モータ４８は図示していない。

図５は、モータの回転数を変化させたときの負荷（トルク）と消費電力（電流値）との関係を示すグラフである。図５に示すように、例えば１００ｍＮｍのトルクが必要な場合、モータの回転数を１０８３ｒｐｍとしたとき（図の実線）の電流値が０．９４Ａであるのに対し、回転数を１４８９ｒｐｍ（図の破線）、１７８４ｒｐｍ（図の一点鎖線）、２１２７ｒｐｍ（図の二点鎖線）に増加させた場合は電流値がそれぞれ１．１４Ａ、１．３４Ａ、１．４５Ａに上昇する。

モータの消費電力（Ｗ）は電流（Ａ）×電圧（Ｖ）で表されるから、このときの電圧を２４Ｖとすると、消費電力は回転数１０８３ｒｐｍのとき０．９４×２４≒２２．６（Ｗ）となり、回転数１４８９ｒｐｍ、１７８４ｒｐｍ、２１２７ｒｐｍのとき、それぞれ２７．４Ｗ、３２．２Ｗ、３４．８Ｗとなる。

また、駆動に必要な動力（モータ出力；Ｗ）は、回転数（ｒｐｍ）×トルク（Ｎｍ）×ｋ（定数；０．１０４７）で表されるから、回転数１０８３ｒｐｍのとき０．９４×０．１×０．１０４７≒１１．１（Ｗ）となり、回転数１４８９ｒｐｍ、１７８４ｒｐｍ、２１２７ｒｐｍのとき、それぞれ１５．６Ｗ、１８．７Ｗ、２２．３Ｗとなる。即ち、トルクが一定の場合にモータの回転数が増加すると、消費電力及び駆動に必要なモータ出力が増加する。

そこで、本発明の画像形成装置では、ウオームアップモードの実行中に、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ内の感光体ドラム１ａ〜１ｄや現像装置３ａ〜３ｄ、クリーニング装置５ａ〜５ｄ、中間転写ベルト８を画像形成時よりも低速で駆動させることとしている。具体的には、ウオームアップモード時にドラムモータ４２、カラー現像モータ４３、ブラック現像モータ４４、ＣＤＣＬモータ４５、ＢＤＣＬモータ４６、ベルト駆動モータ４７、一次転写駆動モータ４８を画像形成時よりも低速で回転させる。

これにより、各モータ４２〜４８の消費電力が画像形成時に比べて低下するため、ウオームアップモード時の消費電力を削減することができる。

このとき、摺擦ローラ３０による感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の研磨効果を高めたい場合は、ＣＤＣＬモータ４５、ＢＤＣＬモータ４６の回転速度をドラムモータ４２より若干速く、且つ画像形成時よりも遅い速度に設定して、感光体ドラム１ａ〜１ｄと摺擦ローラ３０との間に線速差を設けておけば良い。

さらに、各モータ４２〜４８の消費電力低下により生じた余剰の電力を、定着装置７内の定着ローラ対１３を加熱するヒータに追加供給することで、消費電力を増加することなくウオームアップ時間を短縮することができる。

ところで、感光体ドラム１ａ〜１ｄから中間転写ベルト８上に転写された基準画像の濃度及び位置を濃度検知センサ３５により検知して濃度及び色ずれ補正を行うキャリブレーションをウオームアップモード中に実行する場合、中間転写ベルト８へ基準画像を転写するまでの画像形成プロセス速度を一定にしておく必要がある。そのため、ドラムモータ４２、カラー現像モータ４３、ブラック現像モータ４４、ベルト駆動モータ４７、及び一次転写駆動モータ４８の回転速度を一定の割合で減速し、感光体ドラム１ａ〜１ｄ、現像装置３ａ〜３ｄ、一次転写ローラ６ａ〜６ｄ、中間転写ベルト８及び二次転写ローラ９を同一線速としている。

なお、定着ローラ対１３、回収スパイラル３３、ブラシローラ１９ａ等はキャリブレーションの実行に無関係であるため、ウオームアップモード中の定着ローラ対１３、回収スパイラル３３及びブラシローラ１９ａの線速は任意であるが、感光体ドラム１ａ〜１ｄや中間転写ベルト８等と同様に画像形成時よりも低速で駆動すれば、その分だけ消費電力の削減効果が期待できる。また、キャリブレーションを実行しない場合は感光体ドラム１ａ〜１ｄ及び中間転写ベルト８上に付着したトナーを除去する必要はないため、消費電力の削減のために回収スパイラル３３及びブラシローラ１９ａを停止させておくことが望ましい。

図６は、本発明の画像形成装置において実行されるウオームアップモードの制御例を示すフローチャートである。図１〜図４を参照しながら、図６のステップに沿ってウオームアップモードにおける装置各部の動作について説明する。

先ず、ユーザによる操作パネル５０の操作により電源がＯＮされると（ステップＳ１）、制御部９０はモータ制御回路４１に制御信号を送信し、ドラムモータ４２、カラー現像モータ４３、ブラック現像モータ４４、ベルト駆動モータ４７、一次転写駆動モータ４８の回転速度を変更して、画像形成プロセス線速を画像形成時（例えば４００ｍｍ／秒）の１／２（２００ｍｍ／秒）に設定する（ステップＳ２）。また、ＣＤＣＬモータ４５及びＢＤＣＬモータ４６の回転速度を可変して、クリーニング装置５ａ〜５ｄ内の摺擦ローラ３０の線速を画像形成時よりも遅く、且つ感光体ドラム１ａ〜１ｄの線速よりも若干速い線速（１／２＋α、例えば２４０ｍｍ／秒）となるように設定する（ステップＳ３）。

そして、設定された線速で感光体ドラム１ａ〜１ｄ、現像装置３ａ〜３ｄ、クリーニング装置５ａ〜５ｄを含む画像形成部Ｐａ〜Ｐｄ、一次転写ローラ６ａ〜６ｄ、中間転写ベルト８、二次転写ローラ９、定着ローラ対１３等の装置各部を駆動してウオームアップを開始する（ステップＳ４）。同時に、制御部９０は画像形成プロセス線速の低下により生じる余剰電力を算出し、通常供給される電力に追加して定着装置７の加熱ヒータに供給する（ステップＳ５）。

その後、所定時間が経過したか否かが判断され（ステップＳ６）、所定時間が経過して感光体ドラム１ａ〜１ｄ表面の予備研磨や現像装置３ａ〜３ｄ内の現像剤の予備帯電等が終了した場合は、画像形成部Ｐａ〜Ｐｄで形成された基準画像（パッチ画像）を中間転写ベルト８上に転写し、濃度検知センサ３５で濃度及び位置検知を行い、検知結果に基づいて濃度及び色ずれ補正を行うキャリブレーションを実行する（ステップＳ７）。

キャリブレーションの終了後、画像形成プロセスを停止する（ステップＳ８）。なお、定着装置７への電力供給は継続する。そして、定着装置７の温度が所定温度まで上昇したか否かが判断され（ステップＳ９）、所定温度まで上昇した場合は省電力モードに移行し（ステップＳ１０）処理を終了する。

上記手順によれば、従来に比べてウオームアップモードの消費電力を増加させることなくウオームアップ時間を短縮することができる。また、感光体ドラム１ａ〜１ｄと摺擦ローラ３０とに線速差を持たせることで、ウオームアップに合わせてドラム表面の研磨も行うことができる。さらに、感光体ドラム１ａ〜１ｄを含む画像形成部Ｐａ〜Ｐｄと中間転写ベルト８を同一線速で駆動させることにより、ウオームアップ時のキャリブレーションも実行可能となる。

なお、図６に示した制御は一例に過ぎず、例えばウオームアップ時の画像形成プロセス速度は装置の仕様等に応じて適宜変更可能であり、定着装置７への余剰電力の供給やキャリブレーションの実行も任意である。余剰電力を定着装置７へ供給しない場合はウオームアップ時間の短縮はできないが、代わりにウオームアップ時の消費電力を削減できる。また、ここでは電源投入時のウオームアップモードを例に挙げて説明したが、省電力モードからの復帰時におけるウオームアップについても全く同様に説明できる。

その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば本発明は、図１に示したようなタンデム式のカラー画像形成装置に限らず、ロータリー方式のカラー画像形成装置、モノクロ複写機、モノクロプリンタ、デジタル複合機、ファクシミリ等の他の画像形成装置にも適用可能である。

本発明は、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に利用可能であり、電源投入時若しくは省電力モードからの復帰時に、画像形成部の駆動速度を画像形成時よりも低下させるものである。これにより、ウオームアップモード中の無駄な電力の消費を抑制して消費電力を削減することができ、画像形成装置の低ランニングコスト化に寄与する。

また、画像形成部の駆動速度低下により生じた余剰電力を定着装置に追加供給することで、消費電力を増加させることなくウオームアップ時間を短縮可能となる。

１ａ〜１ｄ 感光体ドラム（像担持体）
２ａ〜２ｄ 帯電装置
３ａ〜３ｄ 現像装置
４ 露光ユニット
５ａ〜５ｄ クリーニング装置
６ａ〜６ｄ 一次転写ローラ（転写手段）
７ 定着装置
８ 中間転写ベルト（中間転写体）
９ 二次転写ローラ（転写手段）
１９ ベルトクリーニング装置
３０ 摺擦ローラ（研磨部材）
３１ クリーニングブレード
４２ ドラムモータ
４３ カラー現像モータ
４４ ブラック現像モータ
４５ ＣＤＣＬモータ
４６ ＢＤＣＬモータ
４７ ベルト駆動モータ
４８ 一次転写駆動モータ
９０ 制御部
１００ 画像形成装置
Ｐａ〜Ｐｄ 画像形成部

Claims (4)

1. 静電潜像が形成される像担持体と、該像担持体表面に静電潜像に応じたトナー像を形成する現像装置と、前記像担持体表面に接触しながら回転することにより付着物を除去する研磨部材と、を含む画像形成部と、
   前記像担持体上に形成されたトナー像を直接若しくは中間転写体を介して記録媒体上に転写する転写手段と、
   該転写手段により記録媒体上に転写されたトナー像を定着する定着装置と、
   を備えた画像形成装置において、
   電源投入時若しくは省電力モードからの復帰時に、前記画像形成部の駆動速度を画像形成時よりも低下させることを特徴とする画像形成装置。
2. 電源投入時若しくは省電力モードからの復帰時に、前記研磨部材を画像形成時よりも遅く、且つ前記像担持体よりも速い線速で駆動させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 電源投入時若しくは省電力モードからの復帰時に、前記画像形成部の駆動速度低下により生じた余剰電力を前記定着装置に追加供給することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記像担持体上に形成されたトナー像が順次積層される無端状の中間転写体を備え、電源投入時若しくは省電力モードからの復帰時に、前記中間転写体を前記画像形成部と同一線速で駆動させることを特徴とする請求項１乃至請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。

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