JP2018010097A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
モータと、
前記モータにより回転駆動される感光体と、
前記感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
現像剤を担持して回転する現像剤担持体を有し、前記感光体に形成された前記静電潜像を前記現像剤担持体に担持された前記現像剤を用いて現像して画像を形成する現像手段と、
前記感光体に接触しており、前記感光体に形成された前記画像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体に転写された測定用画像を測定する測定手段と、
前記潜像形成手段と前記現像手段とにより前記測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記測定用画像を測定させ、前記測定手段の測定結果に基づいて前記画像の画像形成位置を補正する補正処理を実行する補正手段と、
前記モータの回転速度が目標速度となるように前記モータを制御する制御手段と、
前記モータの回転トルクに関する情報を取得する取得手段と、
前記現像剤担持体が回転している状態で前記取得手段により取得された第一情報と、前記現像剤担持体が回転を停止している状態で前記取得手段により取得された第二情報とを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記第一情報と前記第二情報とに基づいて、前記目標速度を変更する変更手段と、を有し、
前記変更手段は、前記補正手段により前記補正処理が実行される場合、前記記憶手段に記憶された前記第一情報と前記第二情報とに基づいて前記目標速度を変更し、
前記変更手段は、前記記憶手段に記憶された前記第一情報と前記第二情報とが所定条件を満たした場合、前記補正手段により前記補正処理を実行させずに前記目標速度を変更することを特徴とする画像形成装置を提供する。
図1は画像形成装置100の主要部を示している。画像形成装置100は多色画像を形成するために四つの画像形成部5y、5c、5m、5bkを有している。画像形成部5y、5c、5m、5bkは、それぞれ色の異なるトナーを用いてトナー画像を形成する。ここでは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(Bk)といった色のトナーが使用される。参照符号の末尾に付与されているy、c、m、bkの文字はトナーの色を示している。
図2は現像装置1を示している。現像装置1はトナー補給槽20から供給されたトナーとキャリアとを撹拌しながら搬送するスクリュー等の撹拌部材6を有している。撹拌部材6はモータM1によって駆動される。トナーとキャリアとが撹拌されることで、トナーが帯電する。現像スリーブ8はトナーを担持する現像剤担持体である。現像スリーブ8は感光体ドラム10と対向するように配置される。現像スリーブ8はモータM2によって駆動される。なお、現像スリーブ8には現像電源2によって所定の現像バイアスが印加される。なお、一次転写ローラ23にも転写電源3によって所定の転写バイアスが印加される。
画像形成装置100で各色のトナー画像を重畳することで多色画像を形成する。そのため、各色のトナー画像の位置が理想位置からずれてしまうと、いわゆる色ずれが発生する。
感光体ドラム10と中間転写体24とは当接しながらトナー画像を転写する。そのため、感光体ドラム10の周速度と中間転写体24の周速度との差が所定値でなければ、トナー画像の伸縮やバンディングが発生することがある。したがって、感光体ドラム10の周速度と中間転写体24の周速度との差はトナー画像の伸縮やバンディングが顕在化しない程度に調整される。
図8は画像形成装置100の各部を制御する制御システムを示している。CPU800は記憶装置850に記憶されている制御プログラムを実行することで各種の機能を実現する。なお、これらの機能の一部またはすべてはASICやFPGAなどのハードウエアによって実現されてもよい。ASICは特定用途集積回路の略称である。FPGAはフィールドプログラマブルゲートアレイの略称である。記憶装置850はRAMやROMなどのメモリを有している。記憶装置850にはイメージ数851や差分データ852などが記憶される。イメージ数851は画像形成装置100により形成された画像の枚数である。差分データ852はモータM3の回転トルクの差分データである。
図9は回転トルクの測定処理を示すフローチャートである。S901でCPU800(作像制御部806)は作像が指示されたかどうかを判定する。たとえば、CPU800は操作部からコピーを指示されたり、ホストコンピュータから印刷を指示されたりすると、S902に進む。S902でCPU800(作像制御部806)は作像を開始する。作像制御部806は前回転処理を実行し、感光体ドラム10を含む画像形成部5y〜5bkや中間転写体24などを、それぞれ画像形成を実行可能な状態に制御する。作像制御部806はイメージスキャナやホストコンピュータから入力された画像データにしたがって各色を担当する露光装置22を駆動し、各色の静電潜像を形成させる。なお、静電潜像は上述した手順にしたがってトナー画像に変換される。トナー画像は感光体ドラム10と中間転写体24を経由してシートPに転写され、定着装置27によりシートPに定着する。
図10(A)は中間転写体24の耐久が少ない状態における感光体ドラム10の速度設定値とPWMデューティとの関係を示している。図10(B)は中間転写体24の耐久が多い状態における感光体ドラム10の速度設定値とPWMデューティとの関係を示している。実線はトナーが有る状態(駆動状態)でのPWMデューティを示している。破線はトナーが無い状態(非駆動状態)でのPWMデューティを示している。図10(A)と図10(B)とを比較するとわかるように、耐久の進み具合にかかわらず、トナーが有る状態ではPWMデューティは大きく変化しない。一方で、トナーが無い状態でのPWMデューティは耐久の進み具合に大きく依存している。図10(B)が示すように、速度設定値が0.05%未満では、PWMデューティが相対的に小さいため、感光体ドラム10が中間転写体24に従動している。一方で、速度設定値が0.05%を超えていれば、PWMデューティが相対的に大きいため、中間転写体24が感光体ドラム10に従動している。また、速度設定値が0.05%のときに、トナーが有る状態のPWMデューティとトナーが無い状態でのPWMデューティが一致している。つまり、速度設定値を0.05%に設定すれば、感光体ドラム10の周速度と中間転写体24の周速度との速度差がゼロになる。速度決定部805はトナーが有る状態でのPWMデューティとトナーが無い状態でのPWMデューティとの差分が小さくなるような(可能であれば0となるような)モータM3の目標速度を決定する。これにより、感光体ドラム10の回転トルクの上昇が抑制され、バンディングが減少する。
図11は色ずれ補正と測定調整処理を示すフローチャートである。色ずれ補正と測定調整処理とを一緒に実行することは必須ではないが、ここでは両者が一緒に説明される。
ここで、Sd2は新たに決定された速度設定値である。Sd1はこれまで使用されていた速度設定値である。gはゲインであり、工場出荷時に決定される。Δは回転トルクの差分データである。ここでは、M個の差分データの平均値がΔに代入される。
ここで、Xは、感光体ドラム10の表面(周面)において露光位置から一次転写位置までの距離である。Dは感光体ドラム10の直径である。ω1は、変更前の速度設定値Sd1に対応する角速度である。ω1は、変更後の速度設定値Sd2に対応する角速度である。
図1などを用いて説明したように感光体ドラム10は像担持体の一例である。図5を用いて説明したようにモータM3は感光体ドラム10を駆動する第一駆動手段の一例である。図2を用いて説明したように現像スリーブ8は感光体ドラム10と対向する位置に配置され、現像剤を担持し、感光体ドラム10に形成された静電潜像に現像剤を供給して現像する現像剤担持体の一例である。モータM2は現像剤担持体を駆動する第二駆動手段の一例である。中間転写体24は感光体ドラム10から転写された現像剤像(トナー画像)を搬送する中間転写体の一例である。図6に示したようにモータM4は中間転写体24を駆動する第三駆動手段の一例である。負荷測定部801はモータM3またはモータM4の回転トルクに相関した負荷パラメータ(例:PWMデューティ)を検知する検知手段の一例である。また、負荷測定部801はモータの回転トルクに関する情報を取得する取得手段の一例である。以上の実施例ではモータM3の回転トルクが検出されるものとして説明したが中間転写体24のモータM4の回転トルクが検出されてもよい。感光体ドラム10と中間転写体24とは当接しながら回転しているため、感光体ドラム10の摩擦力の上昇はモータM4の回転トルクにも反映される。この場合、第一調整条件や第二調整条件はモータM4の回転トルクを利用した条件に変更される。なお、負荷測定部801により測定されたモータM4の回転トルクに応じて各色のモータM3の回転速度が変更されてもよいし、モータM4の回転速度が変更されてもよい。これは、最終的に感光体ドラム10の周速度と中間転写体24の周速度との差が所定値になれば十分だからである。記憶装置850は、負荷測定部801により検知されたPWMデューティの差分を記憶する記憶手段の一例である。この差分は第一情報と第二情報との差分である。第一情報は、現像スリーブ8がモータM2により駆動されている駆動状態で負荷測定部801により検知されたPWMデューティである。第二情報は、現像スリーブ8がモータM2により駆動されていな非駆動状態で負荷測定部801により検知されたPWMデューティである。なお、差分を記憶する代わりに、差分を求めるために必要となるこれらのPWMデューティが記憶装置850に記憶されていてもよい。第一判定部811は記憶装置850に記憶されている差分(または記憶されている第一情報と第二情報から求められた差分)の統計値(例:移動平均など)が第一閾値(例:10%)以上であるかを判定する判定手段の一例である。S1110やS1111に関して説明したように、速度決定部805は統計値が第一閾値以上になると、差分が小さくなるように差分の統計値に応じてモータM3の回転速度の設定値を決定する決定手段の一例である。また、速度決定部805は記憶装置850に記憶された第一情報と第二情報とに基づいて目標速度を変更する変更手段の一例である。このように、本実施例は、中間転写体24の周速度に対する感光体ドラム10の周速度をより適切なタイミングで調整することが可能となる。つまり、感光体ドラム10を駆動するモータM3の回転速度の調整タイミングは、モータM3の回転トルクに依存したタイミングであり、色ずれ補正のタイミング以外であってもよい。そのため、より適切なタイミングで回転速度が調整されるようになる。
Claims (13)
- モータと、
前記モータにより回転駆動される感光体と、
前記感光体に静電潜像を形成する潜像形成手段と、
現像剤を担持して回転する現像剤担持体を有し、前記感光体に形成された前記静電潜像を前記現像剤担持体に担持された前記現像剤を用いて現像して画像を形成する現像手段と、
前記感光体に接触しており、前記感光体に形成された前記画像が転写される中間転写体と、
前記中間転写体に転写された測定用画像を測定する測定手段と、
前記潜像形成手段と前記現像手段とにより前記測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記測定用画像を測定させ、前記測定手段の測定結果に基づいて前記画像の画像形成位置を補正する補正処理を実行する補正手段と、
前記モータの回転速度が目標速度となるように前記モータを制御する制御手段と、
前記モータの回転トルクに関する情報を取得する取得手段と、
前記現像剤担持体が回転している状態で前記取得手段により取得された第一情報と、前記現像剤担持体が回転を停止している状態で前記取得手段により取得された第二情報とを記憶する記憶手段と、
前記記憶手段に記憶された前記第一情報と前記第二情報とに基づいて、前記目標速度を変更する変更手段と、を有し、
前記変更手段は、前記補正手段により前記補正処理が実行される場合、前記記憶手段に記憶された前記第一情報と前記第二情報とに基づいて前記目標速度を変更し、
前記変更手段は、前記記憶手段に記憶された前記第一情報と前記第二情報とが所定条件を満たした場合、前記補正手段により前記補正処理を実行させずに前記目標速度を変更することを特徴とする画像形成装置。 - 前記所定条件が満たされているかどうかを判定するために、前記第一情報と前記第二情報との差分の統計値が第一閾値以上であるかを判定する判定手段をさらに有し、
前記変更手段は、前記統計値が前記第一閾値以上になると、前記差分が小さくなるように前記差分の統計値に応じて前記モータの回転速度の設定値を決定する決定手段を有することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記取得手段は、前記画像形成装置により形成された現像剤像の数が所定数に達するごとに前記第一情報と前記第二情報を取得して前記記憶手段に記憶させるとともに、一連の現像剤像を形成するジョブが完了した後に実行される後回転処理において前記第一情報と前記第二情報を取得して前記記憶手段に記憶させることを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記記憶手段に記憶されている最新のN個の前記第一情報と最新のN個の前記第二情報の差分である最新のN個の差分の平均値を前記統計値として求める第一統計手段をさらに有し、
前記判定手段は、前記最新のN個の差分の平均値が前記第一閾値以上であるかを判定することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。 - 前記モータの回転速度の設定値が前記決定手段により決定された設定値に変更されると、前記記憶手段に記憶されている前記第一情報と前記第二情報を消去する消去手段をさらに有することを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。
- 前記補正手段は、前記モータの回転速度の設定値が前記決定手段により決定された設定値に変更されると、前記決定手段により決定された設定値に応じて静電潜像の形成タイミングを調整する第一調整手段を有することを特徴とする請求項4または5に記載の画像形成装置。
- 前記感光体を一様に帯電させる帯電手段と、
前記感光体に担持されている現像剤像を前記中間転写体に一次転写する一次転写手段と、
前記中間転写体に一次転写された現像剤像をシートに二次転写する二次転写手段と、
前記シートに対して二次転写された前記現像剤像を定着させる定着手段と
をさらに有し、
前記補正手段は、
前記測定用画像を形成して画像形成位置を補正する補正処理を実行するための実行条件が満たされると、前記潜像形成手段を制御して前記測定用画像に対応する静電潜像を形成させ、前記現像手段に当該静電潜像を現像させて前記測定用画像を形成させ、前記一次転写手段に前記測定用画像を前記中間転写体に一次転写させ、前記測定手段に前記測定用画像の形成位置を測定させ、前記測定用画像の形成位置に応じて静電潜像の形成タイミングを調整する第二調整手段と、
前記記憶手段に記憶されているM個の前記第一情報とM個の前記第二情報との差分であるM個の差分の平均値を前記統計値として求める第二統計手段と、を有し、
前記判定手段は、前記実行条件が満たされると、前記M個の差分の平均値が第二閾値以上であるかを判定し、
前記決定手段は、前記M個の差分の平均値が前記第二閾値以上になると、前記差分が小さくなるように前記M個の差分の平均値に応じて前記モータの回転速度の設定値を決定することを特徴とする請求項4ないし6のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記第二調整手段は、前記モータの回転速度の設定値が前記決定手段により決定された設定値に変更された後で、前記測定用画像に基づき静電潜像の形成タイミングを調整することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
- M>Nであることを特徴とする請求項7または8に記載の画像形成装置。
- 前記第二閾値は前記第一閾値よりも小さいことを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記第一情報および前記第二情報は、前記モータに供給されるパルス幅変調された駆動信号のデューティ比であることを特徴とする請求項1ないし10のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 像担持体と、
前記像担持体を駆動する第一駆動手段と、
前記像担持体と対向する位置に配置され、現像剤を担持し、前記像担持体に形成された静電潜像に前記現像剤を供給して現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を駆動する第二駆動手段と、
前記像担持体から転写された現像剤像を搬送する中間転写体と、
前記中間転写体を駆動する第三駆動手段と、
前記第一駆動手段または前記第三駆動手段の回転トルクに相関した負荷パラメータを検知する検知手段と、
前記現像剤担持体が前記第二駆動手段により駆動されている駆動状態で前記検知手段により検知された負荷パラメータと、前記現像剤担持体が前記第二駆動手段により駆動されていな非駆動状態で前記検知手段により検知された負荷パラメータとの差分を記憶する記憶手段と、
前記記憶手段により記憶されている差分の統計値が第一閾値以上であるかを判定する判定手段と、
前記統計値が前記第一閾値以上になると、前記差分が小さくなるように前記差分の統計値に応じて前記第一駆動手段の回転速度の設定値を決定する決定手段と
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 像担持体と、
前記像担持体を駆動する第一駆動手段と、
前記像担持体と対向する位置に配置され、現像剤を担持し、前記像担持体に形成された静電潜像に前記現像剤を供給して現像する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体を駆動する第二駆動手段と、
前記像担持体から転写された現像剤像を搬送する中間転写体と、
前記中間転写体を駆動する第三駆動手段と、
前記第一駆動手段または前記第三駆動手段の回転トルクに相関した負荷パラメータを検知する検知手段と、
前記像担持体の周速度と前記中間転写体の周速度との差分が小さくなるように前記負荷パラメータに応じて前記第一駆動手段の回転速度の設定値を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定された設定値に応じて静電潜像の形成タイミングを調整する第一調整手段と、
前記中間転写体に形成された測定用画像の形成位置を測定し、測定結果に応じて静電潜像の形成タイミングを調整する第二調整手段と、を有し、
前記決定手段は、前記第二調整手段の作動条件が満たされ、かつ、前記負荷パラメータの統計値が第二閾値以上である場合に前記設定値を変更し、前記第二調整手段の作動条件が満たされていなくても、前記負荷パラメータの統計値が前記第二閾値よりも大きな第一閾値以上であれば前記設定値を変更することを特徴とする画像形成装置。
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