JP2016001268A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】感光ドラムの表面速度と中間転写ベルトの表面速度の周速差を精度よく検知し、画質を向上させること。
【解決手段】エンコーダ10、80により検知された回転速度に応じてモータ14、84を制御するCPU100は、高圧電源51から一次転写ローラ5に高電圧を印加していない状態において、中間転写ベルト7を回転駆動するモータ84を所定の回転速度で駆動し、感光ドラム1を回転駆動するモータ14の回転速度を段階的に変化させたときに検知されるモータ84のトルク特性(S1〜S6)と、高圧電源51から一次転写ローラ5に高電圧を印加した状態において、モータ84を所定の回転速度で駆動し、モータ14の回転速度を段階的に変化させたときに検知されるモータ84のトルク特性(S7〜S12)と、に基づいて、感光ドラム1の画像形成時の回転速度を決定する(S14、S15)。
【選択図】図4
【解決手段】エンコーダ10、80により検知された回転速度に応じてモータ14、84を制御するCPU100は、高圧電源51から一次転写ローラ5に高電圧を印加していない状態において、中間転写ベルト7を回転駆動するモータ84を所定の回転速度で駆動し、感光ドラム1を回転駆動するモータ14の回転速度を段階的に変化させたときに検知されるモータ84のトルク特性(S1〜S6)と、高圧電源51から一次転写ローラ5に高電圧を印加した状態において、モータ84を所定の回転速度で駆動し、モータ14の回転速度を段階的に変化させたときに検知されるモータ84のトルク特性(S7〜S12)と、に基づいて、感光ドラム1の画像形成時の回転速度を決定する(S14、S15)。
【選択図】図4
Description
本発明は、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置に関する。
複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置は、感光ドラムや中間転写ベルトなどの像担持体にトナー像を形成し、像担持体上のトナー像を記録材に転写した後、記録材上のトナー像を記録材に定着させる。一般的に、感光ドラムも中間転写ベルトも、画像が伸縮しないように定速回転又は定速駆動されている。感光ドラム及び中間転写ベルトの速度の精度が最終的に形成される記録材の画像再現性に影響を与え、微小な回転速度ムラによる画像の伸縮であってもバンディングと呼ばれる濃度の変動ムラとして記録材上に現れ、画像劣化の一因となる。
また、電子写真方式のカラー画像形成装置は、4つの色成分に対応する4つの感光ドラムを中間転写ベルトの回転方向に直列に配し、各感光ドラム上に形成されたトナー像が中間転写ベルトに重畳するよう転写されるタンデム方式が主流になっている。この方式の場合には、各感光ドラムにおける速度変動は、本来の感光ドラム上の作像位置及び中間転写ベルト上の転写位置からのズレとなり、中間転写ベルトの速度変動は各感光ドラムから中間転写ベルトへの転写位置のズレとなる。そのため、記録材上に形成される画像は、各色画像が、本来の転写位置からずれた状態、いわゆる色ずれとなって記録材上に現れ、画像劣化の一因となる。
感光ドラムや中間転写ベルトを回転する駆動装置では、ブラシレスDCモータを用いたPLL制御により、モータ速度が一定に制御される。しかし、モータ速度を一定にしても、ギヤの偏心などで、感光ドラムの速度や、中間転写ベルトを駆動する駆動ローラ速度が必ずしも一定にならないといった課題がある。そこで高画質を訴求する画像形成装置では、駆動モータの定速制御ではなく、負荷軸である感光ドラムや中間転写ベルトの駆動ローラに光学エンコーダ等の速度センサを設け、負荷軸の速度をフィードバック制御することにより定速制御する手法が用いられている。
ところが、負荷軸上のエンコーダを用いて負荷軸を定速制御しても、感光ドラムの場合には、ドラム径の公差から必ずしも感光ドラムの表面速度を目標速度にすることとは等価ではない。中間転写ベルトの場合も同様に、負荷軸(駆動ローラ軸)上のエンコーダを用いて負荷軸を定速制御しても、駆動ローラ径や中間転写ベルトの厚み公差から、やはり中間転写ベルトの表面速度を目標速度にすることとは等価にはならない。また、公差以外においても、周囲の環境温度の変化に起因して感光ドラムや中間転写ベルトの駆動ローラの外形が変化し、表面速度が所望の値から変化してしまう課題がある。その結果、摩擦力が大きくなり、感光ドラムと中間転写ベルトの速度ムラが大きくなり、色ずれ、バンディングが大きくなるといった課題が発生する。また、表面速度を検知する方法として、感光ドラムや中間転写体に等間隔のマーキングを施し、光学センサでマーキングの通過時間を読み取る方法や、ドップラ速度計を用いる方法が考えられるが、コストアップになってしまう。
このような課題に対して、例えば特許文献1では、次のような手法が提案されている。即ち、中間転写ベルトの回転速度を変化させて、そのときの感光ドラムにかかる負荷を検出し、中間転写ベルトの回転速度と感光ドラムの検出負荷との関係を示す線図を作成する。そして、作成された線図の変曲点では、感光ドラムと中間転写ベルトの回転速度が等しい状態であるとみなし、そのときの速度に所定の周速差を加えた目標速度で中間転写ベルトを回転駆動させる。
上述した特許文献1では、感光ドラムと中間転写ベルトの回転速度が等しい状態を、検出値に基づいて作成された線図の変曲点により求めている。ところが、変曲点を求める操作は微分演算を含むために検出誤差の影響を大きく受ける。そのため、高精度の結果が得られない可能性を有しているという課題がある。
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、感光ドラムの表面速度と中間転写ベルトの表面速度の周速差を精度よく検知し、画質を向上させることを目的とする。
前述の課題を解決するために、本発明は、以下の構成を備える。
(1)像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に当接し、前記像担持体に形成されたトナー像が転写されるベルト部材と、前記像担持体を回転駆動する第1の駆動手段と、前記像担持体の回転速度を検知する第1の検知手段と、前記ベルト部材を回転駆動する回転体と、前記回転体を回転駆動する第2の駆動手段と、前記回転体の回転速度を検知する第2の検知手段と、前記像担持体と前記ベルト部材との当接部において前記ベルト部材を介して前記像担持体と当接する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記第1及び前記第2の検知手段により検知された前記像担持体及び前記回転体の回転速度に応じて、前記第1及び前記第2の駆動手段により前記像担持体及び前記回転体の回転速度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加していない第1の状態において、前記第2の駆動手段を所定の回転速度で駆動し、前記第1の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第2の駆動手段の第1のトルク特性と、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加している第2の状態において、前記第2の駆動手段を前記所定の回転速度で駆動し、前記第1の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第2の駆動手段の第2のトルク特性と、に基づいて、前記像担持体の画像形成時の回転速度を決定することを特徴とする画像形成装置。
(2)像担持体と、前記像担持体にトナー像を形成する像形成手段と、前記像担持体に当接し、前記像担持体に形成されたトナー像が転写されるベルト部材と、前記像担持体を回転駆動する第1の駆動手段と、前記像担持体の回転速度を検知する第1の検知手段と、前記ベルト部材を回転駆動する回転体と、前記回転体を回転駆動する第2の駆動手段と、前記回転体の回転速度を検知する第2の検知手段と、前記像担持体と前記ベルト部材との当接部において前記ベルト部材を介して前記像担持体と当接する転写手段と、前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、前記第1及び前記第2の検知手段により検知された前記像担持体及び前記回転体の回転速度に応じて、前記第1及び前記第2の駆動手段により前記像担持体及び前記回転体の回転速度を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加していない第1の状態において、前記第2の駆動手段を所定の回転速度で駆動し、前記第1の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第1の駆動手段の第3のトルク特性と、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加している第2の状態において、前記第2の駆動手段を前記所定の回転速度で駆動し、前記第1の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第1の駆動手段の第4のトルク特性と、に基づいて、前記像担持体の画像形成時の回転速度を決定することを特徴とする画像形成装置。
本発明によれば、感光ドラムの表面速度と中間転写ベルトの表面速度の周速差を精度よく検知し、画質を向上させることができる。
以下に、図面を参照して本発明の実施の形態について詳細に説明する。
[第1の実施の形態]
<画像形成装置の構成>
図1(a)は、第1の実施の形態の電子写真方式を用いた画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4つの画像形成ステーションを有している。図1(a)において、符号の末尾に付されたa〜dは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ステーションに対応している。各画像形成ステーションの構成は同一であり、以降の説明では、特定の画像形成ステーションの部材を示す場合を除き、末尾のa〜dを省略した符号を用いるものとする。
<画像形成装置の構成>
図1(a)は、第1の実施の形態の電子写真方式を用いた画像形成装置の概略構成図である。画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4つの画像形成ステーションを有している。図1(a)において、符号の末尾に付されたa〜dは、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成ステーションに対応している。各画像形成ステーションの構成は同一であり、以降の説明では、特定の画像形成ステーションの部材を示す場合を除き、末尾のa〜dを省略した符号を用いるものとする。
図1(a)において、後述するCPU100(図1(b)参照)は、画像形成装置全体の制御を司る。CPU100は、記録材Pへの作像命令を受けると、画像形成のための前回転の制御を行う。これにより、像担持体である感光ドラム1、ベルト部材である中間転写ベルト7を回転駆動する駆動ローラ8、帯電ローラ2、現像スリーブ41、一次転写ローラ5、二次転写ローラ9、定着装置20内の各ローラは、図中の矢印方向に回転を始める。帯電ローラ2には不図示の高圧電源が接続されており、高圧電源から直流電圧に交流電圧を重畳した高電圧が印加される。これにより、帯電ローラ2に接触している感光ドラム1の表面は、高圧電源から印加された直流電圧と同電位に一様に帯電される。次に、帯電された感光ドラム1の表面が回転し、露光装置3からのレーザ照射位置に到達すると、露光装置3によって画像信号に応じた露光がなされ、感光ドラム1上に静電潜像が形成される。その後、現像器4では、不図示の高圧電源によって、直流電圧に交流電圧を重畳した高電圧が現像スリーブ41に印加される。これにより、現像スリーブ41上のトナーにより静電潜像が現像されて可視像(トナー像)となり、更に感光ドラム1は転写手段である一次転写ローラ5の方向に回転する。
そして、各画像形成ステーションの感光ドラム1a〜1d上に形成されたトナー像は、感光ドラム1a〜1dと中間転写ベルト7が当接する当接部において、一次転写ローラ5によって、中間転写ベルト7上に重ねて転写される。感光ドラム1から中間転写ベルト7に転写されたトナー像は、その後、二次転写ローラ9によって記録材Pに転写される。なお、感光ドラム1上のトナー像が中間転写ベルト7に転写される際には、一次転写ローラ5に、トナー像を転写するための直流の高電圧が高圧電源51(図2参照)から印加される。同様に、中間転写ベルト7上のトナー像が記録材Pに転写される際にも、二次転写ローラ9に、トナー像を転写するための直流の高電圧が不図示の高圧電源から印加される。また、中間転写ベルト7に転写されずに感光ドラム1上に残ったトナーは、感光ドラムクリーナ6によって掻き取られ、回収される。同様に、記録材Pに転写されずに中間転写ベルト7に残ったトナーは、中間転写ベルトクリーナ17によって掻き取られ、回収される。記録材Pに転写されたトナー像は、定着装置20において圧力と熱が加えられることにより、記録材Pに定着される。
<中間転写ベルトの駆動部の構成>
図1(b)は、中間転写ベルト7を駆動する駆動ローラ8の駆動部と、その駆動部を制御する制御部の概略構成図である。図1(b)は、図1(a)に示す駆動ローラ8を図1(a)の側面側(図の右側又は左側)の方向から見た場合の図である。図1(b)において、制御手段であるCPU100は、ブラシレスDCモータ84(以下、モータ84という)を制御する。第2の駆動手段であるモータ84は、CPU100からの制御に基づいて回転体である駆動ローラ8を駆動する。駆動ローラ8は、回転軸81で保持されながら回転する円柱形状の回転体であり、駆動ローラ8が回転することにより、中間転写ベルト7も従動回転する。また、回転軸81には、円板86とモータ84からの駆動力を伝達するための駆動ローラギヤ83が固定されている。モータ84の回転がモータギヤ85を介して、駆動ローラギヤ83に伝達されることにより、駆動ローラ8が駆動され、中間転写ベルト7が回転する。
図1(b)は、中間転写ベルト7を駆動する駆動ローラ8の駆動部と、その駆動部を制御する制御部の概略構成図である。図1(b)は、図1(a)に示す駆動ローラ8を図1(a)の側面側(図の右側又は左側)の方向から見た場合の図である。図1(b)において、制御手段であるCPU100は、ブラシレスDCモータ84(以下、モータ84という)を制御する。第2の駆動手段であるモータ84は、CPU100からの制御に基づいて回転体である駆動ローラ8を駆動する。駆動ローラ8は、回転軸81で保持されながら回転する円柱形状の回転体であり、駆動ローラ8が回転することにより、中間転写ベルト7も従動回転する。また、回転軸81には、円板86とモータ84からの駆動力を伝達するための駆動ローラギヤ83が固定されている。モータ84の回転がモータギヤ85を介して、駆動ローラギヤ83に伝達されることにより、駆動ローラ8が駆動され、中間転写ベルト7が回転する。
円板86は、光を透過する透明の樹脂製の回転体であり、駆動ローラ8に同期して回転する。図1(b)において、駆動ローラ8に対向する円板86の表面には、光を遮光する複数のマーク(光学マーク)(不図示)が等間隔で設けられている。第2の検知手段である光学エンコーダ80(以下、エンコーダ80という)は、図1(b)に示すように、円板86と、発光部と受光部とからなるフォトセンサ82から構成される。駆動ローラ8に同期して回転している円板86上の光学マークの検知を行う。円板86上の光学マークが設けられていない箇所がフォトセンサ82を通過する場合には、フォトセンサ82の発光部からの照射光は受光部で検知される。一方、円板86上の光学マークが設けられた箇所がフォトセンサ82を通過する場合には、フォトセンサ82の発光部からの照射光は光学マークで遮光される。そのために、受光部では発光部からの照射光が検知されず、このとき、エンコーダ80(フォトセンサ82)は、エンコーダパルス信号をCPU100に出力する。CPU100は、エンコーダ80から出力されたエンコーダパルス信号の出力間隔に基づいて駆動ローラ8の回転速度を算出し、モータ84が所定の回転速度になるようにフィードバック制御演算を行い、駆動指令であるPWM信号をモータ84へ出力する。このようにして、CPU100は、モータ84の定速制御ではなく、負荷軸である駆動ローラ8の回転速度をフィードバック制御することにより、中間転写ベルト7の定速回転制御を実現している。なお、CPU100は、記憶手段であるROM101、RAM102を有している。ROM101には、CPU100が実行する制御プログラムやデータが格納されており、RAM102は、CPU100が実行する制御プログラムが一時的に情報を保存するために使用されるメモリである。更に、CPU100は、時間測定を行うタイマ機能を有している。
<感光ドラムの駆動部、一次転写部の構成>
図2は、感光ドラム1と中間転写ベルト7の駆動部、一次転写ローラ5と高圧電源51の構成、及びこれらを制御するCPU100を示す概略構成図である。図2は、図1(a)において示した画像形成装置の構成のうち、感光ドラム1、中間転写ベルト7の回転制御に関する構成を説明する図であり、例えば各画像形成ステーションの帯電ローラ2、露光装置3、現像器4等は省略されている。また、図2においては、図1(b)で説明した中間転写ベルト7を回転駆動する駆動ローラ8、モータ84等は、図1(b)の側面側の方向(図1(b)に示す矢印方向)から見た場合の図を示している。モータ84(図2中、破線枠部)の制御については、図1(b)にて説明したので、ここでの説明は省略する。
図2は、感光ドラム1と中間転写ベルト7の駆動部、一次転写ローラ5と高圧電源51の構成、及びこれらを制御するCPU100を示す概略構成図である。図2は、図1(a)において示した画像形成装置の構成のうち、感光ドラム1、中間転写ベルト7の回転制御に関する構成を説明する図であり、例えば各画像形成ステーションの帯電ローラ2、露光装置3、現像器4等は省略されている。また、図2においては、図1(b)で説明した中間転写ベルト7を回転駆動する駆動ローラ8、モータ84等は、図1(b)の側面側の方向(図1(b)に示す矢印方向)から見た場合の図を示している。モータ84(図2中、破線枠部)の制御については、図1(b)にて説明したので、ここでの説明は省略する。
各画像形成ステーションの感光ドラム1についても、図1(b)で説明した中間転写ベルト7と概略同じような構成の駆動部を備えており、その構成は各画像形成ステーションで同一である。即ち、CPU100は、破線枠部で示すブラシレスDCモータ14(以下、モータ14という)を制御する。第1の駆動手段であるモータ14は、CPU100からの制御に基づいて回転体である感光ドラム1を駆動する。感光ドラム1は、回転軸11で保持されながら回転する円柱形状の回転体である。また、回転軸11には、ハッチングで示す円板16とモータ14からの駆動力を伝達するためのドラムギヤ13が固定されている。モータ14の回転がモータギヤ15を介して、ドラムギヤ13に伝達されることにより、感光ドラム1が駆動される。
円板16は、前述した円板86と同様に、光を透過する透明の樹脂製の回転体であり、感光ドラム1に同期して回転し、その表面には、光を遮光する複数のマーク(光学マーク)(不図示)が設けられている。また、第1の検知手段である光学エンコーダ10(以下、エンコーダ10という)は、エンコーダ80と同様に、円板16と、発光部と受光部とからなるフォトセンサ12を有する。エンコーダ10(フォトセンサ12)(以下、フォトセンサ12という)は、感光ドラム1に同期して回転しているエンコーダ10(円板16)(以下、円板16という)上の光学マークの検知を行う。フォトセンサ12は、感光ドラム1の回転により、円板16上の光学マークのエッジが通過するごとに速度信号であるエンコーダパルス信号を出力し、出力されたエンコーダパルス信号はCPU100に入力される。CPU100は、入力されるエンコーダパルス信号から感光ドラム1の回転速度を算出し、モータ14が所定の回転速度になるようにフィードバック制御演算を行い、駆動指令であるPWM信号をモータ14へ出力する。このようにして、CPU100は、各画像形成ステーションの感光ドラム1の定速回転制御を実現している。
なお、本実施の形態の円板16、86は光を透過する透明の樹脂製の回転体であり、その表面には光を遮光する複数のマーク(光学マーク)(不図示)が設けられているが、この構成に限定されるものではない。例えば、円板が金属製で、光学マークの代わりにスリットが設けられ、エンコーダの受光部はスリットを通過する発光部からの光を検知し、スリット以外の部分は発光部からの光を遮断する構成でもよい。
また、中間転写ベルト7を介して、感光ドラム1と対向する一次転写ローラ5には、電圧印加手段である高圧電源51が接続されている。高圧電源51は、負電位に帯電されたトナー像を感光ドラム1から中間転写ベルト7に転写するために、正電位の高電圧を一次転写ローラ5に印加する。CPU100は、該当する一次転写ローラ5に高電圧の印加を指示する出力信号を高圧電源51に出力し、高圧電源51は、CPU100からの出力信号に応じて、該当する一次転写ローラ5に正電位の高電圧を印加する構成となっている。
<感光ドラムと中間転写ベルトの表面速度を算出するための制御シーケンス>
図4は、画像形成装置の感光ドラム1と中間転写ベルト7の表面速度が同じ速度となる感光ドラム1の速度指令値を算出するための制御シーケンスを示すフローチャートである。図4のフローチャートは、本実施の形態の感光ドラム1と中間転写ベルト7の速度調整を行う調整モードの動作シーケンスを示している。図4に示す調整モードは、感光ドラム1や中間転写ベルト7の交換を検知した場合や、画像形成装置のメンテナンス作業を行う保守者からの調整指示に基づいて起動され、CPU100により実行される。
図4は、画像形成装置の感光ドラム1と中間転写ベルト7の表面速度が同じ速度となる感光ドラム1の速度指令値を算出するための制御シーケンスを示すフローチャートである。図4のフローチャートは、本実施の形態の感光ドラム1と中間転写ベルト7の速度調整を行う調整モードの動作シーケンスを示している。図4に示す調整モードは、感光ドラム1や中間転写ベルト7の交換を検知した場合や、画像形成装置のメンテナンス作業を行う保守者からの調整指示に基づいて起動され、CPU100により実行される。
また、画像形成装置は、動作モードとして、カラープリントを行うカラーモードと、白黒プリントを行うモノクロモードの2つの動作モードを有している。カラーモードでは、中間転写ベルト7は各画像形成ステーションの感光ドラム1a〜1dに当接した状態となる。一方、モノクロモードでは、中間転写ベルト7はブラックの画像形成ステーションの感光ドラム1dに当接し、感光ドラム1a〜1cから離間した状態となる。図4に示す制御シーケンスは、動作モードがカラーモードの状態で起動され、図4に示す感光ドラム1に対応するモータ14についての制御は、全ての画像形成ステーションのモータ14について行われるものとする。即ち、CPU100は、各画像形成ステーションの円板16a、16b、16c、16dに対して、同一の回転速度となるように制御を行うものとする。
ステップ(以下、Sという)1では、CPU100は、中間転写ベルト7の速度指令値を固定値であるVb_tarとする。そして、CPU100は、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarに、中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarよりも速度差−0.5%となる速度指令値(0.5%遅い速度指令値)を初期値として設定する。
感光ドラム1の速度指令値Vd_tar、及び中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarの単位は、CPU100の計算上、エンコーダ10及びエンコーダ80の角速度rad/sが用いられる。しかし、本実施の形態では、速度単位の記載を統一するために、感光ドラム1のドラム径や、中間転写ベルト7の駆動ローラ8のローラ径にベルト厚みを加えた公称値を用いて換算される表面速度換算値mm/sを速度として、便宜上記載することとする。なお、感光ドラム1の速度指令値Vd_tar、中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarは、それぞれ円板16、円板86が目標とする回転速度を指しており、感光ドラム1や中間転写ベルト7の表面速度の目標値を指しているわけではない。
上述した「速度指令値Vb_tarよりも速度差−0.5%となる速度指令値」とは、例えば、中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarが350mm/sのとき、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarは、次の値であることを意味する。即ち、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarは、348.25mm/s(=350mm/s×(100%−0.5%))となる。
S2では、CPU100は、駆動ローラ8を介して中間転写ベルト7を駆動するモータ84に、中間転写ベルト7の速度が速度指令値Vb_tarとなるPWM信号を出力し、モータ84を回転駆動させる。また、CPU100は、感光ドラム1を駆動するモータ14に、感光ドラム1の速度が速度指令値Vd_tarとなるPWM信号を出力し、モータ14を回転駆動させる。
ここで、CPU100は、感光ドラム1の速度が速度指令値Vd_tarと同じかどうかを判断するために、エンコーダ10から出力されたエンコーダパルス信号に基づいて、円板16の回転速度を算出する。円板16は、感光ドラム1と同じ回転軸11に取り付けられており、感光ドラム1に同期して回転するため、円板16の回転速度を算出することにより、感光ドラム1の回転速度を算出することになる。そして、CPU100は、算出された円板16の回転速度と速度指令値Vd_tarとの比較結果に応じて、感光ドラム1の回転速度が速度指令値Vd_tarと等しくなるようなデューティ値(duty)に対応したPWM信号をモータ14に出力する。なお、上述したCPU100によるモータ14に対するフィードバック制御は、全ての画像形成ステーションのモータ14に対して、図4に示す制御シーケンスにおいて、常に実行される。
また、CPU100は、中間転写ベルト7についても、感光ドラム1と同様の制御を行う。即ち、CPU100は、エンコーダ80から出力されたエンコーダパルス信号に基づいて、同じ回転軸81に取り付けられ、中間転写ベルト7を回転させる駆動ローラ8に同期して回転する円板86の回転速度、即ち中間転写ベルト7の回転速度を算出する。そして、CPU100は、算出された円板86の回転速度と中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarとの比較結果に応じて、中間転写ベルト7の回転速度が速度指令値Vb_tarと等しくなるデューティ値に対応したPWM信号をモータ84に出力する。なお、上述したCPU100によるモータ84に対するフィードバック制御は、図4に示す制御シーケンスにおいて、常に実行される。
このように、CPU100は、速度指令値Vd_tarに対して、上述した各感光ドラム1を駆動するモータ14のフィードバック制御を行うことにより、各感光ドラム1は定速回転した状態となる。S3では、CPU100は、タイマをリセット後にスタートさせ、タイマ値を読み出し、10ms(ミリ秒)経過するごとに、次の処理を行う。即ち、CPU100は、感光ドラム1の速度が速度指令値Vd_tarとなるようなモータ84へ出力するPWM信号に対応したデューティ値を取得する処理を行う。なお、この時の速度指令値Vd_tarはS1又はS6で設定される。なお、図4では、PWM信号に対応したデューティ値をPWMdutyとする。また、取得したサンプリング値は、その都度、RAM102に格納するようにしても良いし、その都度、サンプリング値を加算し、合計値をCPU100が保持するようにしても良い。S4では、CPU100は、1秒間に取得した100回分(=1秒(=1,000ミリ秒)/10ミリ秒)のサンプリングのデューティ値の平均値Tbを算出し、そのときの感光ドラム1の速度指令値Vd_tarと対応付けて、RAM102に記憶する。モータ84のトルク特性を示す平均値Tbの算出方法については、例えばS3にて取得したサンプリング値を順次加算することで合計値を求め、100回取得した時点で合計値を100で除することにより、平均値Tbを算出する。なお、S3、S4の処理においては、各画像形成ステーションの帯電ローラ2、現像スリーブ41、一次転写ローラ5は高電圧が印加されていない第1の状態であり、露光装置3による露光、及び現像スリーブ41の回転駆動も停止した状態である。
次に、S5では、CPU100は、速度差は+0.5%、即ち、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarが、中間転写ベルト7の速度目標値Vb_tarから+0.5%増加した速度指令値(0.5%速い速度指令値)であるか否かを判断する。具体的には、CPU100は、速度指令値Vd_tarが、速度目標値Vb_tarから+0.5%増加した速度指令値である351.75mm/s(=350mm/s×(100%+0.5%))に到達したか否かを判断する。CPU100は、速度指令値Vd_tarが351.75mm/sであると判断した場合にはS7に進み、351.75mm/sよりも小さい場合には、速度差は+0.5%に到達していないと判断し、S6に進む。
S6では、CPU100は、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarを、段階的に+0.1%ずつ変更、即ち、現行の感光ドラム1の速度指令値Vd_tarを、中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarの0.1%分だけ速い速度指令値に変更する。ここで、現行の感光ドラム1の速度指令値Vd_tarが速度指令値Vb_tarよりも速度差−0.5%となる速度指令値であるとする。CPU100は、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarを中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarに対する速度差が−0.4%(=−0.5%+0.1%)となる値に変更する。即ち、中間転写ベルト7の速度目標値Vb_tarが350mm/sのとき、感光ドラム1の速度目標値Vd_tarは348.6mm/s(=350mm/s×(100%−0.4%))となる。そして、CPU100は、変更された感光ドラム1の速度指令値Vd_tarにおける、モータ84へ出力するPWM信号に対応したデューティ値のサンプリングを行うため、S3の処理に戻る。
S7では、CPU100は、再度、中間転写ベルト7の速度指令値を固定値であるVb_tarとし、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarを、中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarよりも速度差−0.5%となる速度指令値を初期値として設定する。そして、CPU100は、駆動ローラ8を介して中間転写ベルト7を駆動するモータ84に、中間転写ベルト7の速度が速度指令値Vb_tarとなるPWM信号を出力し、モータ84を回転駆動させる。また、CPU100は、感光ドラム1を駆動するモータ14に、感光ドラム1の速度が速度指令値Vd_tarとなるPWM信号を出力し、モータ14を回転駆動させる。
S8では、CPU100は、各画像形成ステーションの帯電ローラ2、現像スリーブ41、一次転写ローラ5に高電圧を印加する制御を行う。即ち、CPU100は、不図示の高圧電源から帯電ローラ2に、直流電圧に交流電圧を重畳した高電圧を印加し、感光ドラム1を帯電させる。そして、CPU100は、感光ドラム1上の帯電領域が、現像スリーブ41に到達するタイミングで、不図示の高圧電源から現像スリーブ41に直流電圧を印加させる。なお、不図示の現像用高圧電源は、交流電圧も印加できる電源であるが、図4に示す制御シーケンスでは、露光装置3による静電潜像の形成やトナー現像は行わない。従って、交流電圧は印加せず、現像スリーブ41の回転駆動も行わない。感光ドラム1の帯電電位に見合った直流電圧を現像スリーブ41に印加することにより、現像器4内のトナーの摩擦帯電に用いられるキャリヤやトナーが感光ドラム1へ付着することを防止することができる。
更に、CPU100は、感光ドラム1の帯電領域が一次転写部に到達するタイミングで、該当する一次転写ローラ5に高電圧を印加させるための出力信号を高圧電源51に出力し、高圧電源51は該当する一次転写ローラ5に直流電圧を印加する(第2の状態)。なお、高圧電源51から一次転写ローラ5に印加される直流電圧の電圧値は、通常の画像形成時に一次転写ローラ5に印加する電圧値でよい。一次転写ローラ5に直流電圧が印加されると、感光ドラム1と中間転写ベルト7の間に働く摩擦力は増加することが、実験により確認されている。本実施の形態において、感光ドラム1を帯電ローラ2により帯電させる理由は、感光ドラム1を帯電させない状態で、一次転写ローラ5に一次転写電圧を印加すると、感光ドラム1に期待しない電位メモリを残してしまう場合があるからである。
S9では、上述したS3と同様に、CPU100は、タイマをリセット後にスタートさせ、タイマ値を読み出す。そして、CPU100は、10ms(ミリ秒)経過するごとに、S7又は後述するS12で設定した感光ドラム1の速度指令値Vd_tarでの、モータ84へ出力するPWM信号に対応するデューティ値を取得する処理を行う。S10では、S4と同様に、CPU100は、1秒間に取得した100回分のサンプリングのデューティ値の平均値Tb’を算出し、そのときの感光ドラム1の速度指令値Vd_tarと対応付けて、RAM102に格納する。S11では、CPU100は、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarが、中間転写ベルト7の速度目標値Vb_tarから+0.5%増加した351.75mm/s(=350mm/s×(100%+0.5%))に達したかどうかを判断する。CPU100は、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarが、351.75mm/sに達していると判断した場合には、S9、S10におけるモータ84のPWM信号に対応するデューティ値のサンプリング処理が完了したのでS13に進む。一方、CPU100は、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarが、351.75mm/sに達していないと判断した場合には、S12に進む。S12では、上述したS6と同様に、CPU100は、現行の感光ドラム1の速度指令値Vd_tarを、中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarの0.1%分だけ速い速度指令値に変更し、S9の処理に戻る。
S13では、CPU100は、帯電ローラ2、現像スリーブ41、一次転写ローラ5に印加されている高電圧を順次停止するため、不図示の高圧電源や高圧電源51への出力信号の出力を停止する。更に、CPU100は、感光ドラム1を回転駆動するモータ14及び駆動ローラ8を介して中間転写ベルト7を回転駆動するモータ84の回転駆動を停止させるため、PWM信号の出力を停止する。
ここで、図3に示すグラフは、上述したS4、S10で算出されたモータ84のPWM信号に対応したデューティ値の平均値Tb、Tb’をプロットしたグラフである。図3において、破線で示すグラフは一次転写ローラ5に高電圧を印加しないときの平均値Tbを、実線で示すグラフは一次転写ローラ5に高電圧を印加したときの平均値Tb’をプロットしたものである。図3の縦軸は、モータ84のPWM信号に対応したデューティ値の大きさであるPWM信号のduty[単位:%]を示しており、一定速度に制御された状態において、デューティ値は、略モータ84の出力トルクに比例するパラメータでもある。また、図3の横軸は、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarと中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarの速度指令値の差[単位:%]を示し、横軸の数値は、[(Vd−tar−Vb_tar)/Vb−tar]×100の演算結果を示している。
図3に示すように、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarが増加するに従って、中間転写ベルト7と感光ドラム1の周速差により中間転写ベルト7が感光ドラム1を引きずる状態から、感光ドラム1が中間転写ベルト7を引きずる状態に変化する。即ち、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarが増加すると、図3に示すグラフよりデューティ値が減少し、駆動ローラ8を介して中間転写ベルト7を駆動するモータ84のトルクが減少していることがわかる。また、平均値Tb’の算出時には、一次転写ローラ5に高電圧が印加されているため、感光ドラム1と中間転写ベルトとの間の摩擦力が大きくなる。一方、平均値Tbの算出時には、一次転写ローラ5には高電圧が印加されていないため、感光ドラム1と中間転写ベルトとの間の摩擦力は、平均値Tb’の算出時に比べて小さい。そのため、モータ14とモータ84の速度指令値の差が大きいときには、図3より、デューティ値の平均値Tbと平均値Tb’との差分、即ちモータ84のトルクの変動が大きいことがわかる。
S14では、CPU100は、RAM102に格納した、感光ドラム1の各速度指令値Vd_tarにおけるモータ84に対するPWM信号に対応したデューティ値の平均値Tb、Tb’を読み出し、2つの平均値の差分を算出する。S15では、CPU100は、S14にて算出された2つの平均値Tb、Tb’の差分が略0となる、感光ドラム1を駆動するモータ14の速度指令値Vdを算出する。そして、CPU100は、中間転写ベルト7の速度指令値がVb_tarの場合には、感光ドラム1の速度指令値が算出された速度指令値Vdのときに、感光ドラム1の表面速度と中間転写ベルト7の表面速度が等しいとみなす。
図3において、中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarと感光ドラム1の速度指令値Vd_tarとの差が0%、即ち速度指令値Vd_tarが350mm/sのとき、平均値Tbと平均値Tb’の差分(Tb−Tb’)は、−0.31%である。一方、中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarと感光ドラム1の速度指令値Vd_tarとの差が+0.1%のときの平均値Tbと平均値Tb’の差分は、次のとおりである。即ち、感光ドラム1の速度指令値Vd_tarが350.35mm/s(=350mm/s×(100%+0.1%))のとき、平均値Tbと平均値Tb’の差分(Tb−Tb’)は、+0.33%である。ここで、速度指令値Vb_tarと速度指令値Vd_tarの差分が0%から+0.1%の間の平均値Tbと平均値Tb’の変化を線形と仮定して、平均値Tbと平均値Tb’の差分のゼロクロス点となる速度指令値を求める。その結果、平均値Tbと平均値Tb’の差分が0となるのは、速度指令値Vb_tarと速度指令値Vd_tarとの差(Vb_tar−Vd_tar)が+0.048%(=0.31%×0.1/(0.31%+0.33%))のときである。また、このときの感光ドラム1の速度指令値Vdは350.168mm/s(=350mm/s×(100%+0.048%))となる。
算出された感光ドラム1の速度指令値Vdが、感光ドラム1の表面速度と中間転写ベルト7の表面速度が等しくなる速度指令値とみなせるのは、次の理由によるものである。即ち、前述したように、図3に示すグラフは、高電圧の印加の有無により、発生する摩擦力は変動し、摩擦力の変動によりモータのトルク変動差が生じることを示している。従って、摩擦力が異なるのにモータのトルク値(デューティ値)が同じということは、感光ドラム1と中間転写ベルト7との当接部において、お互いに引っ張り合っていない等速状態であると考えられるからである。
以上、感光ドラム1と中間転写ベルト7の公差によるバラツキがあっても、図4により、中間転写ベルト7の速度指令値Vb_tarに対し、中間転写ベルト7と感光ドラム1の表面速度を等しくする感光ドラム1の速度指令値Vdを決定することができる。画質の観点から、感光ドラム1と中間転写ベルト7の表面速度が同じときに転写されるトナー像は、擦れることなく転写されるので細線の再現性が高いとされる。しかし、文字や線などの画像の中央部分が転写されずに白く抜ける、いわゆる中抜けという現象に対しては、表面速度差を与えることで低減できるとされる。実際の画像形成の場合には、算出された速度指令値Vdに中抜け等を考慮した速度で補正して速度指令値を決定することにより、量産による感光ドラム1や中間転写ベルト7の公差バラツキがあっても、バラツキを補正し良好な画像を形成することができる。
また、本実施の形態では、トルク特性をモータ84のPWM信号に対応するデューティ値としたが、例えば、同じくトルクと概略比例関係にあるモータ84への入力電流値を用いても良い。更に、本実施の形態では、感光ドラム1と中間転写ベルト7との摩擦力を変化させる手段として、一次転写ローラ5への印加電圧を用いたが、これに限定されるものではない。例えば、一次転写ローラ5を感光ドラム1に当接させるための圧力を変化させる加圧手段である、不図示のアクチュエータを用いても、感光ドラム1と中間転写ベルト7との摩擦力を変化させるようにしても良い。
図4の制御シーケンスでは、高電圧を印加せず摩擦力を低減した状態で、感光ドラム1と中間転写ベルト7との速度差を変更してモータ84のトルク特性(第1のトルク特性)を導出する。続いて、高電圧を印加して、摩擦力を増加させた状態で、感光ドラム1と中間転写ベルト7との速度差を変更してモータ84のトルク特性(第2のトルク特性)を導出する例を示した。例えば、図4の制御シーケンスにおいて、摩擦力を増加させたモータ84のトルク特性を先に取得しても良いし、感光ドラム1と中間転写ベルト7との速度差ごとに、摩擦力の有無を切り替えてモータ84のトルク特性を取得する順序でも良い。
また、画像形成装置は、白黒プリント時にイエロー、マゼンダ、シアンの画像形成ステーションの寿命を延ばすために、ブラックの感光ドラム1dのみを駆動させるモノクロモードの動作モードを有するものがある。このモノクロモードの場合、イエロー、マゼンダ、シアンに対応する一次転写ローラ5a〜5cは感光ドラム1a〜1cから離間し、ブラックに対応する一次転写ローラ5dのみが感光ドラム1dに当接した状態となる。そのため、中間転写ベルト7の張架のされ方が変化し、一次転写部の接触の仕方が異なるので、ブラックの感光ドラム1だけが中間転写ベルト7に接した状態において、図4の制御シーケンスにて表面速度が等しくなる速度指令値Vdを算出すれば良い。
以上説明したように、本実施の形態によれば、感光ドラムの表面速度と中間転写ベルトの表面速度の周速差を精度よく検知し、画質を向上させることができる。
[第2の実施の形態]
第1の実施の形態では、4つの感光ドラム1a〜1dに設定した速度指令値Vd_tarを+0.1%ずつ増加させ、各速度指令値Vd_tarにおける中間転写ベルト7のトルク特性Tb、Tb’を算出した。感光ドラム1a〜1dは、厳密にはそれぞれ異なるドラム径公差を有しているため、各感光ドラム1a〜1dを駆動するモータ14a〜14dを同一の速度指令値Vd_tarに基づいて駆動しても、各感光ドラム1a〜1dの表面速度は異なる。そこで、第2の実施の形態では、4つの感光ドラム1a〜1dを駆動するモータ14a〜14dのトルク特性Tda〜Tddを算出し、感光ドラム1a〜1dが中間転写ベルト7と表面速度が一致する速度指令値Vda〜Vddを算出する例について説明する。
第1の実施の形態では、4つの感光ドラム1a〜1dに設定した速度指令値Vd_tarを+0.1%ずつ増加させ、各速度指令値Vd_tarにおける中間転写ベルト7のトルク特性Tb、Tb’を算出した。感光ドラム1a〜1dは、厳密にはそれぞれ異なるドラム径公差を有しているため、各感光ドラム1a〜1dを駆動するモータ14a〜14dを同一の速度指令値Vd_tarに基づいて駆動しても、各感光ドラム1a〜1dの表面速度は異なる。そこで、第2の実施の形態では、4つの感光ドラム1a〜1dを駆動するモータ14a〜14dのトルク特性Tda〜Tddを算出し、感光ドラム1a〜1dが中間転写ベルト7と表面速度が一致する速度指令値Vda〜Vddを算出する例について説明する。
なお、本実施の形態での画像形成装置の構成、感光ドラム1及び中間転写ベルト7の駆動部や一次転写部の構成は、第1の実施の形態と同様である。本実施の形態では、第1の実施の形態と同一の構成については、同じ符号を使用することとし、本実施の形態での詳細な説明は省略する。
<感光ドラムと中間転写ベルトの表面速度を算出するための制御シーケンス>
図5は、画像形成装置の感光ドラム1と中間転写ベルト7の表面速度が同じ速度となる感光ドラム1の速度指令値を算出するための制御シーケンスを示すフローチャートである。図5は、本実施の形態の感光ドラム1と中間転写ベルト7の速度調整を行う調整モードの動作シーケンスである。図5に示す調整モードは、感光ドラム1や中間転写ベルト7の交換を検知した場合や、画像形成装置のメンテナンス作業を行う保守者からの調整指示に基づいて起動され、CPU100により実行される。なお、図5に示す制御シーケンスは、第1の実施の形態の図4と同様に、動作モードがカラーモードの状態で起動され、感光ドラム1に対応するモータ14についての制御は、一度に全ての画像形成ステーションのモータ14について行われるものとする。即ち、CPU100は、各画像形成ステーションのモータ14a、14b、14c、14dに対して、同一の速度となるような制御を行うものとする。
図5は、画像形成装置の感光ドラム1と中間転写ベルト7の表面速度が同じ速度となる感光ドラム1の速度指令値を算出するための制御シーケンスを示すフローチャートである。図5は、本実施の形態の感光ドラム1と中間転写ベルト7の速度調整を行う調整モードの動作シーケンスである。図5に示す調整モードは、感光ドラム1や中間転写ベルト7の交換を検知した場合や、画像形成装置のメンテナンス作業を行う保守者からの調整指示に基づいて起動され、CPU100により実行される。なお、図5に示す制御シーケンスは、第1の実施の形態の図4と同様に、動作モードがカラーモードの状態で起動され、感光ドラム1に対応するモータ14についての制御は、一度に全ての画像形成ステーションのモータ14について行われるものとする。即ち、CPU100は、各画像形成ステーションのモータ14a、14b、14c、14dに対して、同一の速度となるような制御を行うものとする。
S21、S22の処理は、第1の実施の形態の図4のS1、S2と同様の処理であり、その処理内容の詳細については前述したので、ここでの説明を省略する。S23では、CPU100は、タイマをリセット後にスタートさせ、タイマ値を読み出し、10ms(ミリ秒)経過するごとに、次の処理を行う。即ち、CPU100は、S21又は後述するS26で設定した感光ドラム1の速度指令値Vd_tarでの、感光ドラム1a〜1dを駆動するモータ14a〜14dへ出力する各PWM信号に対応したデューティ値を取得する処理を行う。なお、図5では、PWM信号に対応したデューティ値をPWMdutyとする。また、取得したサンプリング値は、その都度、モータ14a〜14dごとにRAM102に格納するようにしても良いし、その都度、サンプリング値を加算し、モータ14a〜14dごとの合計値をCPU100が保持するようにしても良い。S24では、CPU100は、モータ14a、14b、14c、14dごとに、1秒間に取得した100回分のサンプリングしたPWM信号に対応するデューティ値の平均値Tda、Tdb、Tdc、Tddを算出する。そして、CPU100は、算出した平均値Tda、Tdb、Tdc、Tddと、そのときの感光ドラム1a〜1dの速度指令値Vd_tarを対応付けて、RAM102に記憶する。第3のトルク特性である各モータ14a〜14dのデューティ値の平均値Tda〜Tddは、例えばS23にて取得したサンプリング値を順次加算することで合計値を求め、100回取得した時点で合計値を100で除することにより算出することができる。なお、S23、S24の処理においては、各画像形成ステーションの帯電ローラ2、現像スリーブ41、一次転写ローラ5には高電圧は印加されておらず、露光装置3による露光、及び現像スリーブ41の回転駆動も停止した状態である。
S25〜S28の処理は、第1の実施の形態の図4のS5〜S8と同様の処理であり、ここでの説明は省略する。なお、後述するS29での処理は、感光ドラム1と中間転写ベルト7との間の摩擦力を増加させた状態で行うために、CPU100は、各画像形成ステーションの帯電ローラ2、現像スリーブ41、一次転写ローラ5に高電圧を印加する制御を行う。なお、図5に示す制御シーケンスでは、露光装置3による静電潜像の形成やトナー現像は行わないので、現像スリーブ41の回転駆動も行わない。
S29では、上述したS23と同様に、CPU100は、タイマをリセット後にスタートさせ、タイマ値を読み出し、10ms(ミリ秒)経過するごとに、次の処理を行う。即ち、CPU100は、S27又は後述するS32で設定した感光ドラム1の速度指令値Vd_tarでの、感光ドラム1a〜1dを駆動するモータ14a〜14dへ出力する各PWM信号に対応したデューティ値を取得する処理を行う。S30では、CPU100は、第4のトルク特性である、1秒間に取得した100回分のモータ14a、14b、14c、14dのPWM信号に対応したデューティ値の平均値Tda’、Tdb’、Tdc’、Tdd’を算出する。そして、CPU100は、算出した平均値Tda’、Tdb’、Tdc’、Tdd’と、そのときの感光ドラム1a〜1dの速度指令値Vd_tarを対応付けて、RAM102に記憶する。S31〜S33の処理は、第1の実施の形態の図4のS11〜S13と同様の処理であり、ここでの説明を省略する。
S34では、CPU100は、RAM102に記憶された感光ドラム1a〜1dの各速度指令値Vd_tarにおけるモータ14a〜14dのデューティ値の平均値Tda〜Tdd、Tda’〜Tdd’を読み出す。そして、CPU100は、モータ14a〜14dごとに、トルク特性を示す2つの平均値TdaとTda’、TdbとTdb’、TdcとTdc’、TddとTdd’の差分を算出する。S35では、CPU100は、モータ14a〜14dごとにS34にて算出された平均値の差分が0となる速度指令値Vda、Vdb、Vdc、Vddを算出する。なお、平均値の差分が0となる速度指令値の具体的な算出方法については、第1の実施の形態にて詳しく説明したので、ここでの説明は省略する。そして、CPU100は中間転写ベルト7の速度指令値がVb_tarの場合、感光ドラム1a、1b、1c、1dの速度指令値が速度指令値Vda、Vdb、Vdc、Vddのときに、各感光ドラム1と中間転写ベルト7のそれぞれの表面速度が等しいとみなす。
以上、図5の制御シーケンスによって、各感光ドラム1a〜1dと中間転写ベルト7の公差によるバラツキがあっても、それぞれの表面速度を同じ速度にする速度指令値Vb_tarに対する速度指令値Vda、Vdb、Vdc、Vddを決定することができる。実際の作像を行う場合においては、算出された速度指令値Vda、Vdb、Vdc、Vddに中抜け等を考慮した速度を設定する。これにより、量産による感光ドラム1や中間転写ベルト7の公差バラツキがあっても、それを補正し良好な画像を出力することができる。また、本実施の形態では、4つの感光ドラム1a、1b、1c、1dの速度指令値をすべて変化させた場合の制御シーケンスについて説明した。例えば、3つの感光ドラム1(例えば感光ドラム1b〜1d)の速度指令値を固定し、1つの感光ドラム1(例えば感光ドラム1a)の速度指令値のみを変化させて、その感光ドラム1を駆動するモータ14のトルク特性を個別に検知する。そして、検知されたモータ14のトルク特性に基づいて、感光ドラム1の表面速度の算出を行い、この処理を各感光ドラムについて行うようにしてもよい。また、本実施の形態では、トルク特性をモータ14のPWM信号に対応するデューティ値としたが、例えば、同じくトルクと概略比例関係にあるモータ14への入力電流値を用いても良い。
以上説明したように、本実施の形態によれば、感光ドラムの表面速度と中間転写ベルトの表面速度の周速差を精度よく検知し、画質を向上させることができる。
1 感光ドラム
5 一次転写ローラ
7 中間転写ベルト
10、80 エンコーダ
14、84 モータ
100 CPU
51 高圧電源
5 一次転写ローラ
7 中間転写ベルト
10、80 エンコーダ
14、84 モータ
100 CPU
51 高圧電源
Claims (16)
- 像担持体と、
前記像担持体にトナー像を形成する像形成手段と、
前記像担持体に当接し、前記像担持体に形成されたトナー像が転写されるベルト部材と、
前記像担持体を回転駆動する第1の駆動手段と、
前記像担持体の回転速度を検知する第1の検知手段と、
前記ベルト部材を回転駆動する回転体と、
前記回転体を回転駆動する第2の駆動手段と、
前記回転体の回転速度を検知する第2の検知手段と、
前記像担持体と前記ベルト部材との当接部において前記ベルト部材を介して前記像担持体と当接する転写手段と、
前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記第1及び前記第2の検知手段により検知された前記像担持体及び前記回転体の回転速度に応じて、前記第1及び前記第2の駆動手段により前記像担持体及び前記回転体の回転速度を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加していない第1の状態において、前記第2の駆動手段を所定の回転速度で駆動し、前記第1の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第2の駆動手段の第1のトルク特性と、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加している第2の状態において、前記第2の駆動手段を前記所定の回転速度で駆動し、前記第1の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第2の駆動手段の第2のトルク特性と、に基づいて、前記像担持体の画像形成時の回転速度を決定することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第1及び前記第2のトルク特性には、前記第1の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときのそれぞれの回転速度での、前記第2の駆動手段の回転速度を制御する信号のデューティ値を用いることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記第1及び前記第2のトルク特性には、前記第1の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときのそれぞれの回転速度での、前記第2の駆動手段への入力電流値を用いることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体の画像形成時の前記回転速度は、前記第1及び前記第2のトルク特性の前記デューティ値の差分が0となる前記第1の駆動手段の回転速度に応じた回転速度であることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記第1の駆動手段の回転速度が前記デューティ値の差分が0となる前記回転速度のとき、前記像担持体の表面の回転速度と前記ベルト部材の表面の回転速度とは同じ速度であるとみなすことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 複数の前記像担持体を有し、
前記第1及び前記第2のトルク特性の検知は、複数の前記像担持体と前記ベルト部材が当接した状態で行われることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 複数の前記像担持体を有し、
前記第1及び前記第2のトルク特性の検知は、ブラックの前記像担持体と前記ベルト部材が当接した状態で行われることを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 像担持体と、
前記像担持体にトナー像を形成する像形成手段と、
前記像担持体に当接し、前記像担持体に形成されたトナー像が転写されるベルト部材と、
前記像担持体を回転駆動する第1の駆動手段と、
前記像担持体の回転速度を検知する第1の検知手段と、
前記ベルト部材を回転駆動する回転体と、
前記回転体を回転駆動する第2の駆動手段と、
前記回転体の回転速度を検知する第2の検知手段と、
前記像担持体と前記ベルト部材との当接部において前記ベルト部材を介して前記像担持体と当接する転写手段と、
前記転写手段に電圧を印加する電圧印加手段と、
前記第1及び前記第2の検知手段により検知された前記像担持体及び前記回転体の回転速度に応じて、前記第1及び前記第2の駆動手段により前記像担持体及び前記回転体の回転速度を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加していない第1の状態において、前記第2の駆動手段を所定の回転速度で駆動し、前記第1の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第1の駆動手段の第3のトルク特性と、前記電圧印加手段により前記転写手段に電圧を印加している第2の状態において、前記第2の駆動手段を前記所定の回転速度で駆動し、前記第1の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときに検知される前記第1の駆動手段の第4のトルク特性と、に基づいて、前記像担持体の画像形成時の回転速度を決定することを特徴とする画像形成装置。 - 前記第3及び前記第4のトルク特性には、前記第1の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときのそれぞれの回転速度での、前記第1の駆動手段の回転速度を制御する信号のデューティ値を用いることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記第3及び前記第4のトルク特性には、前記第1の駆動手段の回転速度を段階的に変化させたときのそれぞれの回転速度での、前記第1の駆動手段への入力電流値を用いることを特徴とする請求項8に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体の画像形成時の前記回転速度は、前記第3及び前記第4のトルク特性の前記デューティ値の差分が0となる前記第1の駆動手段の回転速度に応じた回転速度であることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記第1の駆動手段の回転速度が前記デューティ値の差分が0となる前記回転速度のとき、前記像担持体の表面の回転速度と前記ベルト部材の表面の回転速度とは同じ速度であるとみなすことを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
- 複数の前記像担持体を有し、
前記第3及び前記第4のトルク特性の検知は、複数の前記像担持体と前記ベルト部材が当接した状態で行われることを特徴とする請求項8乃至12のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記複数の前記像担持体ごとに検知された前記第3及び前記第4のトルク特性に基づいて、前記画像形成時の回転速度を前記複数の前記像担持体ごとに決定することを特徴とする請求項13に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記第3及び第4のトルク特性の検知を、前記複数の前記像担持体について行うことを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
- 前記制御手段は、前記第3及び第4のトルク特性の検知を、前記複数の前記像担持体のうちの1つの前記像担持体について行うことを特徴とする請求項14に記載の画像形成装置。
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