JP2018185420A - 周回体駆動装置、画像形成装置、周回体位置調整方法、および周回体位置調整プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】駆動負荷に基づかない場合に較べて、周回体同士が接離を繰り返した場合にも周回体同士の距離を安定化させる。【解決手段】第１周回体と、第２周回体と、第１駆動機と、第２駆動機と、上記第１駆動機および上記第２駆動機の少なくとも一方における駆動の負荷を検出する負荷検出器と、上記第２周回体を接離方向に移動させる移動機と、上記第１周回体と上記第２周回体とを互いの周面の速度が異なるように駆動させ、上記移動機によってその第２周回体を移動させるとともに、上記負荷検出器によって駆動の負荷を検出させて、その第２周回体を、第１周回体と第２周回体との一方が他方に食い込みその負荷検出器により検出される駆動負荷が目標負荷に対して予め決められた程度に収束した収束位置へと移動させる検出制御器と、上記収束位置を基準として上記移動機によって上記第１周回体と上記第２周回体との相対位置を調整する位置調整器と、を備える。【選択図】 図３

Description

本発明は、周回体駆動装置、画像形成装置、周回体位置調整方法、および周回体位置調整プログラムに関する。

従来、画像形成装置に組み込まれる、転写や定着や用紙搬送などといった各種の機能装置において、ロール状やベルト状の周回体同士でニップ領域や隙間を形成する技術が知られている。

例えば特許文献１には、フォトインタラプタを用いることなく転写部材の離隔状態の検出を低コストで行う装置として、中間転写ベルト２３に対し圧接状態と離隔状態との間で移動可能な二次転写ローラ２８と、中間転写ベルト２３と二次転写ローラ２８との間に電圧を印加する電圧印加部６１とを有し、接離検出装置ＳＴ１は、電流Ｉを検出する抵抗Ｒ１と、検出された電流Ｉに基づいて接離状態を判断する判断部６３とを有するという装置が開示されている。

また、例えば特許文献２には、一対の転写部材により形成される間隙の距離を固定にした場合と比較して、転写の際に生ずる画質の劣化を抑制することができる転写装置として、間隙の距離が調整可能で、当該間隙に挟まれる用紙にトナー像を転写する転写部材を備えた二次転写装置が開示されている。

特開２００７−２２５８０７号公報 特開２０１４−１７８６３１号公報

転写や定着や用紙搬送などで所望の能力が得られるためには、周回体同士の接離が繰り返されても、離間距離や食い込み量（即ち周回体同士の距離）が安定して再現されることが求められる。しかし、周回体は、部品公差によるサイズのばらつきを有するし、温度や湿度といった環境の変化に伴いサイズや電気的特性が変化する。また、周回体は、摩耗や劣化などと言った経年変化も生じる。これらの変化の結果として、従来技術では、周回体同士が接離を繰り返した場合に周回体同士の距離が再現されず不安定であった。

本発明は、駆動負荷に基づかない場合に較べて、周回体同士が接離を繰り返した場合にも周回体同士の距離を安定化させることを目的とする。

請求項１に係る周回体駆動装置は、
少なくとも周面が周回移動する第１周回体と、
少なくとも周面が周回移動し、上記第１周回体に対して接近乖離する接離方向に移動自在な第２周回体と、
上記第１周回体を駆動する第１駆動機と、
上記第２周回体を駆動する第２駆動機と、
上記第１駆動機および上記第２駆動機の少なくとも一方における駆動の負荷を検出する負荷検出器と、
上記第２周回体を上記接離方向に移動させる移動機と、
上記第１周回体と上記第２周回体とを互いの周面の速度が異なるように駆動させ、上記移動機によってその第２周回体を移動させるとともに、上記負荷検出器によって駆動の負荷を検出させて、その第２周回体を、第１周回体と第２周回体との一方が他方に食い込みその負荷検出器により検出される駆動負荷が目標負荷に対して予め決められた程度に収束した収束位置へと移動させる検出制御器と、
上記収束位置を基準として上記移動機によって上記第１周回体と上記第２周回体との相対位置を調整する位置調整器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項２に係る周回体駆動装置は、
少なくとも周面が周回移動する第１周回体と、
少なくとも周面が周回移動し、上記第１周回体に対して接近乖離する接離方向に移動自在な第２周回体と、
上記第１周回体を駆動する第１駆動機と、
上記第２周回体を駆動する第２駆動機と、
上記第１駆動機および上記第２駆動機の少なくとも一方における駆動の負荷を検出する負荷検出器と、
上記第２周回体を上記接離方向に移動させる移動機と、
上記第１周回体と上記第２周回体とを互いの周面の速度が異なるように駆動させ、上記移動機によってその第２周回体を移動させるとともに、上記負荷検出器によって駆動の負荷を検出させて、第１周回体と第２周回体とが離間している離間状態から第１周回体と第２周回体との一方が他方に食い込んだ食い込み状態へと移行させる検出制御器と、
上記食い込み状態に至るまでの上記駆動の負荷の検出結果に基づいて得られる、駆動の負荷が、上記離間状態での負荷から上記食い込み状態での負荷へと変化し始める上記第２周回体の位置を基準として上記移動機によって第１周回体と第２周回体との相対位置を調整する位置調整器と、
を備えたことを特徴とする。

請求項３に係る周回体駆動装置は、請求項１または２の周回体駆動装置において、
上記位置調整器が、上記第１周回体と上記第２周回体との一方が他方に食い込む食い込み量を調整するものであることを特徴とする。

請求項４に係る周回体駆動装置は、請求項３の周回体駆動装置において、
上記位置調整器が、上記第１周回体に対する上記第２周回体の位置の調整に当たり、上記収束位置および上記食い込み状態の少なくとも一方に到達後、それら第１周回体と第２周回体とを離間させずに位置を調整するものであることを特徴とする。

請求項５に係る周回体駆動装置は、請求項１または２の周回体駆動装置において、
上記位置調整器が、上記第１周回体に対して上記第２周回体が離間した離間距離を調整するものであることを特徴とする。

請求項６に係る周回体駆動装置は、請求項１から５の周回体駆動装置において、
上記検出制御器が、上記移動器による移動と、停止と、その停止中の上記負荷検出器による負荷検出とを繰り返させるものであることを特徴とする。

請求項７に係る周回体駆動装置は、請求項１から６の周回体駆動装置において、
上記第１駆動機および上記第２駆動機は、定電圧制御の下で上記第１周回体および上記第２周回体を駆動するものであることを特徴とする。

請求項８に係る画像形成装置は、
少なくとも周面が周回移動する第１周回体と、
少なくとも周面が周回移動し、上記第１周回体に対して接近乖離する接離方向に移動自在な第２周回体と、
上記第１周回体を駆動する第１駆動機と、
上記第２周回体を駆動する第２駆動機と、
上記第１駆動機および上記第２駆動機の少なくとも一方における駆動の負荷を検出する負荷検出器と、
上記第２周回体を上記接離方向に移動させる移動機と、
上記第１周回体と上記第２周回体とを互いの周面の速度が異なるように駆動させ、上記移動機によってその第２周回体を移動させるとともに、上記負荷検出器によって駆動の負荷を検出させて、その第２周回体を、第１周回体と第２周回体との一方が他方に食い込みその負荷検出器により検出される駆動負荷が目標負荷に対して予め決められた程度に収束した収束位置へと移動させる検出制御器と、
上記収束位置を基準として上記移動機によって上記第１周回体と上記第２周回体との相対位置を調整する位置調整器と、
を備えた周回体駆動装置と、
画像を形成する画像形成機と、
上記画像形成機によって形成された画像が最終的に表面に定着される記録材を搬送する搬送器と、を備え、
上記第１周回体および上記第２周回体のそれぞれが、上記画像および上記記録材の少なくとも一方と周面が接触するものであることを特徴とする。

請求項９に係る周回体位置調整方法は、
少なくとも周面が周回移動する第１周回体と、少なくとも周面が周回移動し、上記第１周回体に対して接近乖離する接離方向に移動自在な第２周回体と、上記第１周回体を駆動する第１駆動機と、上記第２周回体を駆動する第２駆動機と、上記第１駆動機および上記第２駆動機の少なくとも一方における駆動の負荷を検出する負荷検出器と、上記第２周回体を上記接離方向に移動させる移動機と、を備えた周回体駆動装置について、上記第１周回体と上記第２周回体とを互いの周面の速度が異なるように駆動させ、上記移動機によってその第２周回体を移動させるとともに、上記負荷検出器によって駆動の負荷を検出させて、その第２周回体を、第１周回体と第２周回体との一方が他方に食い込みその負荷検出器により検出される駆動負荷が目標負荷に対して予め決められた程度に収束した収束位置へと移動させる検出制御過程と、
上記収束位置を基準として上記移動機によって上記第１周回体と上記第２周回体との相対位置を調整する位置調整過程と、
を経ることを特徴とする。

請求項１０に係る周回体位置調整プログラムは、
情報処理装置に組み込まれ、その情報処理装置に、
少なくとも周面が周回移動する第１周回体と、少なくとも周面が周回移動し、上記第１周回体に対して接近乖離する接離方向に移動自在な第２周回体と、上記第１周回体を駆動する第１駆動機と、上記第２周回体を駆動する第２駆動機と、上記第１駆動機および上記第２駆動機の少なくとも一方における駆動の負荷を検出する負荷検出器と、上記第２周回体を上記接離方向に移動させる移動機と、を備えた周回体駆動装置について、上記第１周回体と上記第２周回体とを互いの周面の速度が異なるように駆動させ、上記移動機によってその第２周回体を移動させるとともに、上記負荷検出器によって駆動の負荷を検出させて、その第２周回体を、第１周回体と第２周回体との一方が他方に食い込みその負荷検出器により検出される駆動負荷が目標負荷に対して予め決められた程度に収束した収束位置へと移動させる検出制御過程と、
上記収束位置を基準として上記移動機によって上記第１周回体と上記第２周回体との相対位置を調整する位置調整過程と、
を経る周回体位置調整方法を実行させることを特徴とする。

請求項１および２に係る周回体駆動装置、請求項８に係る画像形成装置、請求項９に係る周回体位置調整方法、および請求項１０に係る周回体位置調整プログラムによれば、駆動負荷に基づかない場合に較べて、周回体同士の距離精度が高い。

請求項３に係る周回体駆動装置によれば、食い込み量を調整することができる。

請求項４に係る周回体駆動装置によれば、周回体同士が離間する場合に較べて食い込み量の調整が正確である。

請求項５に係る周回体駆動装置によれば、離間距離を調整することができる。

請求項６に係る周回体駆動装置によれば、移動、停止、検出を繰り返さない場合に較べ、駆動負荷の正確な検出ができる。

請求項７に係る周回体駆動装置によれば、低電圧制御でない場合に較べ、駆動負荷の正確な検出ができる。

本発明の一実施形態に相当する画像形成装置の概略構成図である。 転写装置の詳細を示す図である。 本発明の周回体位置調整方法の一実施形態を表すフローチャートである。 駆動負荷の検知例を示すグラフである。 駆動負荷の具体的な検知例を示すグラフである。

本発明の実施形態について、以下図面を参照して説明する。

図１は、本発明の一実施形態に相当する画像形成装置の概略構成図である。

この画像形成装置１は、いわゆる直接転写方式のモノクロプリンタである。

この画像形成装置１は、感光体ドラム１０を備えている。この感光体ドラム１０は、ドラム支持フレーム１０Ａに回転自在に支持されていて、感光体モータ１６によって駆動されて矢印Ａの向きに回転する。この感光体ドラム１０の周りには、帯電器１１、露光器１２、および現像器１３が備えられている。そして、帯電器１１による帯電と、露光器１２による露光と、現像器１３による現像との各プロセスを経て感光体ドラム１０の表面にトナー像が形成され、そのトナー像が感光体ドラム１０上に保持される。ここで、露光器１２は、画像形成装置１の外部から送られてくる画像データに従って感光体ドラム１０を露光し、画像データが表す画像がトナー像として感光体ドラム１０上に形成される。このような露光の精度確保のため、感光体ドラム１０は感光体モータ１６によって安定した回転速度で駆動されている。この感光体モータ１６による駆動は、定電圧制御の下で行われる。この感光体ドラム１０が、本発明にいう第１周回体の一例に相当し、感光体モータ１６が、本発明にいう第１駆動機の一例に相当する。

一方、不図示の用紙搬送器によって記録材の一種である用紙Ｐ（いわゆるカット紙）が矢印Ｘの向きに搬送され、感光体ドラム１０と後述する転写装置２０とに挟まれた転写領域Ｔを通過する。そして、この転写領域Ｔを通過する間に感光体ドラム１０上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。転写領域Ｔにおいてトナー像が転写された後の残りの、感光体ドラム１０上の残存トナーは、クリーナ１４により、感光体ドラム１０上から除去される。

転写領域Ｔでトナー像の転写を受けた用紙Ｐはさらに矢印Ｙの向きに搬送され、定着装置３０に送り込まれる。この定着装置３０は、矢印Ｄの向きに回転する加熱ロール３１と、矢印Ｅの向きに回転する加圧ロール３２とを備えている。それらの加熱ロール３１と加圧ロール３２は、互いに接触して定着領域Ｓを形成している。矢印Ｙ方向に走行してきた用紙Ｐはその定着領域Ｓに突入し、その定着領域Ｓを通過する間に加熱および加圧を受けて用紙Ｐ上のトナー像がその用紙Ｐ上に定着される。この定着の結果、用紙Ｐ上に定着トナー像からなる画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは、不図示の用紙送出器によってこの画像形成装置１の外部へと送り出される。

転写装置２０は、転写ロール２１と、圧接ロール２２と、剥離ロール２３と、それらのロールに架け回された無端状の転写ベルト２４を備えている。転写ロール２１、圧接ロール２２、および剥離ロール２３は、転写器支持フレーム２０Ａに回転自在に支持されている。

転写ロール２１は、転写モータ２１３によって駆動されて矢印Ｂの向きに回転し、転写ベルト２４を駆動する。転写モータ２１３による駆動も、定電圧制御の下で行われる。転写ベルト２４は、伸縮性の小さい樹脂ベルトであり、転写ロール２１による駆動力を受けて矢印Ｃの向きに循環移動する。転写ベルト２４が、本発明にいう第２周回体の一例に相当し、転写モータ２１３が、本発明にいう第２駆動器の一例に相当する。

転写ロール２１は、感光体ドラム１０の回転中心軸よりも用紙走行方向上流側に位置していて、転写ベルト２４の内側から転写ベルト２４を感光体ドラム１０に押し当てている。そして、この転写ロール２１により、感光体ドラム１０と転写ベルト２４とが互いに接触した転写領域Ｔの上流側の縁が定められている。

また、圧接ロール２２は、感光体ドラム１０の回転中心軸よりも用紙走行方向下流側に位置していて、転写ベルト２４の内側から転写ベルト２４を感光体ドラム１０側に押し上げている。そして、この圧接ロール２２により、転写領域Ｔの下流側の縁が定められている。

また、剥離ロール２３は、転写ロール２１と比べ径の小さなロールであり、この剥離ロール２３で転写ベルト２４の走行方向を急激に曲げることで、その転写ベルト２４の上に載った状態にある用紙Ｐの先端を転写ベルト２４から剥離させる。転写ベルト２４から剥離した用紙Ｐは、ガイド部材４１に案内されて矢印Ｙ方向に進み、上述の通り、定着装置３０へと送られる。

また、この転写装置２０はクリーナ２５を備えている。転写ベルト２４に付着したトナーやその他の汚れは、このクリーナ２５により、転写ベルト２４上から除去される。

転写ロール２１は不図示の電源に接続されていて、その電源から転写バイアスが転写ロール２１に印加される。その転写バイアスの作用により、用紙Ｐが転写領域Ｔを通過する間に、感光体ドラム１０上のトナー像が用紙Ｐ上に転写される。

転写ロール２１は、回転軸２１１を有し、その回転軸２１１は軸支持フレーム２１２に回転自在に支持されている。この軸支持フレーム２１２は、転写装置２０の全体を支持する転写器支持フレーム２０Ａに、上下動自在に支持されている。

軸支持フレーム２１２とドラム支持フレーム１０Ａとの間には、軸支持フレーム２１２をドラム支持フレーム１０Ａから離れる方向へと付勢する押しバネ２１４が備えられている。また、転写装置２０には、転写器支持フレーム２０Ａによって回転軸が回転自在に指示され、軸支持フレーム２１２を押しバネ２１４の付勢力に逆らってドラム支持フレーム１０Ａ側に押す偏芯カム２１５も備えられている。図１には、軸支持フレーム２１２が偏芯カム２１５によって押されたことで転写ロール２１が転写ベルト２４を感光体ドラム１０に押し付けた押付状態が示されている。図１に示す状態から偏芯カム２１５が回転軸回りに半回転すると、軸支持フレーム２１２が押しバネ２１４の付勢力で図１の下方向へと押され、転写ロール２１と転写ベルト２４が感光体ドラム１０から離間した離間状態となる。

転写装置２０には、演算素子としてのＣＰＵや記憶素子としてのＲＡＭやＲＯＭを備えた情報処理装置の一種である制御部２９が備えられており、この制御部２９によって偏芯カム２１５の回転や転写モータ２１３の駆動などが制御されている。

図２は、転写装置２０の詳細を示す図である。

転写装置２０には、偏芯カム２１５を回転させるステッピングモータ２１６と、そのステッピングモータ２１６による偏芯カム２１５の回転を制御する偏芯カム制御部２８が備えられている。偏芯カム制御部２８は、偏芯カム２１５の回転角度をステッピングモータ２１６の駆動パルス数として与えられ、ステッピングモータ２１６に電力を供給して、その駆動パルス数の分だけステッピングモータ２１６を駆動させるものである。このようなステッピングモータ２１６の駆動による偏芯カム２１５の回転で、転写ロール２１および転写ベルト２４と感光体ドラム１０との距離（間隙距離やニップ量）が調整される。偏芯カム２１５とステッピングモータ２１６と偏芯カム制御部２８とを合わせたものが、本発明にいう移動機の一例に相当する。

転写装置２０には、転写モータ２１３に電力を供給するモータ電源２６と、その転写モータ２１３における駆動負荷を、例えばモータ電源２６による供給電流によって検知する負荷検知器２７も備えられている。この負荷検知器２７が、本発明にいう負荷検知器の一例に相当する。本実施形態では、駆動負荷を供給電流によって検知する負荷検知器２７が備えられているが、本発明にいう負荷検知器は、他の周知の検知方式で駆動負荷を検知するものであってもよい。

転写装置２０の上述した制御部２９は、内部機能として、計測制御部２９１と、ニップ基準算出部２９２と、ニップ制御部２９３とを備えている。計測制御部２９１は、本発明にいう検出制御器の一例に相当し、ニップ基準算出部２９２は、本発明にいう位置算出器の一例に相当し、ニップ制御部２９３は、本発明にいう位置調整器の一例に相当する。

制御部９０が有するこれらの内部機能は、本発明の周回体位置調整プログラムに一実施形態が制御部９０に組み込まれて実行されることで実現されている。また、これらの内部機能により、本発明の周回体位置調整方法の一実施形態が実行される。

次に、このような周回体位置調整方法の一実施形態についてフローチャートを参照して説明する。

図３は、本発明の周回体位置調整方法の一実施形態を表すフローチャートである。

この図３に示すフローチャートが表している本発明の周回体位置調整方法の一実施形態が制御部９０によって実行されることにより、制御部９０は、図２に示す各内部機能としての役割を果たす。従って、この図３に示すフローチャートは、図２に示す各内部機能を制御部９０に実現させる周回体位置調整プログラムの一実施形態も表している。

図３のフローチャートが表す周回体位置調整方法は、画像形成装置１のユーザやメンテナンス者による指示操作などに従って、例えば、画像形成装置１の設置時やメンテナンス時などに、通常の画像形成動作とは別に実行される。

この周回体位置調整方法が開始されると、計測制御部２９１によって、偏芯カム制御部２８やステッピングモータ２１６や偏芯カム２１５などを介して、転写ロール２１の位置が制御され、転写ロール２１および転写ベルト２４が、感光体ドラム１０から離間した離間位置へと移動する。そして、計測制御部２９１によって、モータ電源２６および転写モータ２１３を介して転写ロール２１が駆動され、その駆動における負荷が負荷検知器２７を介して計測制御部２９１によって検知される（ステップＳ１０１）。このような負荷の検知が例えば１秒間継続され、検知された負荷の平均値が制御部２９内の記憶素子に記憶される。

次に、計測制御部２９１によって、転写ロール２１が、感光体ドラム１０側に徐々に移動するように制御され、その移動と共に、転写モータ２１３における駆動の負荷が計測制御部２９１によって検知される（ステップＳ１０２）。より具体的には、転写ロール２１の移動後に転写ロール２１が例えば１秒間停止され、その停止中に駆動の負荷が検知される。このように移動と停止と検知が繰り返されることにより、負荷検知がより正確に行われることになる。

ここで、駆動負荷の理想的な検知例について説明する。

図４は、駆動負荷の理想的な検知例を示すグラフである。

図４のグラフの横軸は、図２に示す偏芯カム２１５の回転角を、ステッピングモータ２１６におけるパルス数で表しており、パルス数が大きい程、転写ロール２１は感光体ドラム１０に近づく。また、グラフの左の縦軸は、転写モータ２１３における駆動負荷を電流変化率で表している。この電流変化率は、負荷検知器２７で検知された供給電流値を、離間位置での平均値に対する変化率として表している。また、グラフの右の縦軸は、ニップ荷重を表しており、左の縦軸が表す電流変化率と右の縦軸が表すニップ荷重は対応している。

図４のグラフ中に示されたグラフ曲線３０１は、転写ロール２１が感光体ドラム１０に接近して離間状態から食い込み状態へと移行した場合に検知される電流変化率（即ち駆動負荷）の理想的な検知例を表している。即ち、転写ロール２１が感光体ドラム１０に接するまでは電流変化率がゼロに維持され、ニップ荷重もゼロとなっていて、転写ロール２１が感光体ドラム１０に接触した後は、転写ロール２１に感光体ドラム１０が食い込むにつれて電流変化率もニップ荷重も増加する。

図４に示す例では、偏芯カム２１５の回転角を表すパルス数が「６３０」であるときに、ニップ荷重ゼロで転写ロール２１が感光体ドラム１０に接触している接触開始状態になる。このような接触開始状態になっているときの転写ロール２１の位置を以下では接触開始位置と称する。接触開始状態は、常にパルス数「６３０」のときに実現する訳では無く、転写ロール２１や感光体ドラム１０が有する部品公差や、環境変化に伴う転写ロール２１などのサイズ変化などが原因で、接触開始状態が実現するパルス数（即ち接触開始位置）は変化する。

本実施形態では、偏芯カム２１５の周形状としてインボリュート曲線が用いられているので、偏芯カム２１５の回転角と転写ロール２１の移動量とが線形関係となっている。このため、食い込み状態でのグラフ曲線３０１は直線状となっていて、電流変化率およびニップ荷重は、偏芯カム２１５の回転角が増すにつれて線形的に増加する。上述した部品公差やサイズ変化などが生じた場合であっても偏芯カム２１５の回転角に対する電流変化率およびニップ荷重の線形成やグラフの傾きなどは変化しないが、偏芯カム２１５が摩耗などによって変形した場合には、傾き変化や非線形化を生じることになる。

電流変化率とニップ荷重との対応関係（即ちグラフの右側の縦軸と左側の縦軸との対応関係）は、上述した部品公差やサイズ変化などが生じた場合であっても変化しないが、ニップ荷重については例えば５０Ｎ以上に達しても回転角に対する線形性が保たれるのに対し、電流変化率についてはニップ荷重の例えば２０Ｎ程度に相当する電流変化率で最大値に達し、その後は偏芯カム２１５の回転角が増しても電流変化率は頭打ちとなる。

用紙Ｐが例えば普通紙である場合、通常は例えば５０Ｎ程度のニップ荷重が用いられるが、画像形成装置１内で実際に測定されるのは電流変化率であるため、電流変化率の検知による直接のニップ荷重調整では、必要とされるニップ荷重が得られない。

そこで、本実施形態では、最大値よりも十分に低い電流変化率（即ち駆動負荷）の目標値が設定されており、その目標値が実際に検知される偏芯カム２１５の回転角（即ち転写ロール２１の位置）が求められ、そのように求められた回転角（に相当する位置）が、転写ロール２１の位置調整の基準として用いられる。

ここで、電流変化率の検知（測定）は、充分な時間を掛けてゆっくりと行うのであれば、測定値が安定することが分かっているが、画像形成装置１内で実際に測定される場合には、生産性などの要請により、そのように時間を掛けることができない。このため、例えば１秒程度の短時間で測定が終了するため、得られる測定値は不安定である。このような不安定な測定値に基づいて、駆動負荷が目標値に十分近づいた（収束した）か否かを判定するための処理として、本実施形態では図３のステップＳ１０３で収束検出が行われる。この収束検出では、目標値に対する収束幅が予め決められており、転写ロール２１の停止中に駆動負荷が複数回測定され、それらの測定値のうち、予め決められた回数以上の測定値が上記収束幅内に納まっていれば、駆動負荷が目標値に収束したと判定される。このような収束検出について、駆動負荷の具体的な検知例に基づいて更に説明する。

図５は、駆動負荷の具体的な検知例を示すグラフである。

図５のグラフの各軸は、図４のグラフの各軸と同様に、回転角と電流変化率とニップ荷重を表している。

図５に示す具体的な検知例では、上述したように１秒程度の短時間で測定（検知）が行われているため、図４に示す理想的な理想的な検知例とは異なり、上述した不安定性のため、各測定値が真値に対してばらついている。特に、接触開始位置の近くでは、真値に対する測定値のばらつきが大きい。このため、収束検出のための目標値としては、接触開始位置からある程度食い込んだ状態に相当する駆動負荷（電流変化率）が設定されている。

図５に示す例では、収束検出のための目標値はニップ荷重で３Ｎに相当する電流変化率１５％に設定され、収束幅は±２％となっていて、偏芯カム２１５の回転角が６５０パルスでの測定で、予め決められた回数以上の測定値が、図中の斜線で示された収束領域に納まっている。従って、回転角が６５０パルスで電流変化率が１５％に収束したと判定される。このように収束が検出されたときの偏芯カム２１５の回転角（即ち転写ロール２１の位置）を以下では収束位置と称する場合がある。

なお、このように電流変化率が収束するまでに、偏芯カム２１５の回転角は、増加方向のみに変化する訳ではない。回転角の変化が小さいと検出時間が長くなりすぎるので、収束領域に近づくまでは回転角は大きく変更される。この結果、電流変化率が収束せずに収束領域を通り過ぎてしまう場合もある。このように通り過ぎた場合には、偏芯カム２１５が逆転され、収束検出が続けられることになる。

図３のステップＳ１０３で電流変化率の収束が確認されると、ステップＳ１０４に進み、偏芯カム２１５の角度変化に対する電流変化率の傾きが求められる。具体的には、収束位置に到達するまでの間に検知された、収束位置の前後における偏芯カム２１５の回転角と電流変化率とが用いられて収束位置の近傍における傾きが算出される。上述したように、偏芯カム２１５が摩耗などを生じている場合には、傾きが設計値からズレるため、本実施形態ではステップＳ１０４で傾きが求められる。しかし、偏芯カム２１５における摩耗の影響などが無視できる場合には、設計値通りの傾きがそのまま固定値で用いられてもよい。

ステップＳ１０４で傾きが求められると、ステップＳ１０５で、その傾きに基づいた外挿によって接触開始点が求められる。図５には、収束位置の検知点３０２を通り、ステップＳ１０４で求められた傾きを有する外挿ライン３０３が示されており、この外挿ライン３０３と、電流の変化率ゼロに相当する横軸との交点を、接触開始位置に相当する偏芯カムの角度を表した接触開始ライン３０４が通っている。図５の例では、接触開始位置に相応する偏芯カム２１５の角度は、パルス数で約６３０となっている。

図３のステップＳ１０６では、図２に示すニップ制御部２９３が、このように求められた接触開始位置を基準として転写ベルト２４および転写ロール２１と感光体ドラム１０との相対距離を調整する。

具体的には、接触開始位置に相当する偏芯カム２１５の回転角（図４の接触開始ライン３０３が示す回転角）を基準とし、ニップ量を調整する場合にはその角度よりもパルス数の多い領域で偏芯カム２１５の角度が調整され、隙間の距離を調整する場合には、接触開始位置に相当する角度よりもパルス数の少ない領域で偏芯カム２１５の角度が調整される。また、所望のニップ荷重に相当する回転角が、ステップＳ１０４で算出された傾きに基づいて算出される。なお、この傾きが固定値でよい場合には、所望のニップ荷重を得るための回転角も、接触開始位置や収束位置に対する相対的な回転角の固定値でよい。この所望のニップ荷重は、用紙の厚さや種類に応じたニップ荷重であり、偏芯カム２１５の回転角に相当する転写ロール２１の位置も、用紙の厚さや種類に応じた位置に調整される。例えば、用紙Ｐとして厚い記録用紙が用いられる場合などには、その記録用紙の進入に備えて微小な隙間が開くように転写ロール２１の位置が調整される。また、例えば、用紙Ｐとしてコート紙が用いられる場合には、平行する細線画像の転写に際し内圧増幅による細線崩れを防止するため、ニップ荷重が０Ｎとなる接触開始位置に位置調整される。また、例えば、用紙Ｐとして普通紙が用いられる場合には、用紙表面の凹凸を潰すことによる転写性向上を目的として、ニップ荷重が５０Ｎとなる位置に調整される。

なお、接触開始位置が位置調整の基準として用いられるのは、偏芯カム２１５の摩耗の影響などが無視できない場合であって、無視できる場合には、収束位置が位置調整の基準として用いられ、この収束位置から、設計値通りの傾きに従って、所望のニップ荷重に相当する回転角だけ偏芯カム２１５が回転されることになる。

収束位置や接触開始位置が基準として用いられることにより、転写ベルト２４および転写ロール２１と感光体ドラム１０との接触乖離が繰り返された場合であってもニップ量や隙間の距離が安定的に再現される。

上述したように、図３のフローチャートが表す周回体位置調整方法は、例えば、画像形成装置１の設置時やメンテナンス時などに実行される。このようなタイミングで上述した周回体位置調整方法が実行されることにより、接触開始位置が改めて求められることになるので、転写ベルト２４や転写ロール２１などで経時的な劣化や摩耗が生じた場合であっても、高い精度によるニップ量などの調整が実現される。

なお、周回体位置調整方法の実行タイミングとしては、画像形成装置１の設置時やメンテナンス時のみならず、用紙Ｐが転写ベルト２４および転写ロール２１と感光体ドラム１０との間に位置していない（画像の転写が行われていない）任意のタイミングが採用され得る。

また、上記説明では、本発明の画像形成装置の実施形態としてモノクロプリンタが例示されているが、本発明の画像形成装置は、カラープリンタであってもよいし、複写機やファクシミリや複合機であってもよい。

また、上記説明では、本発明の周回体駆動装置が転写装置に適用された例が示されているが、本発明の周回体駆動装置は、例えば転写装置や用紙搬送装置などに適用されてもよい。

また、上記説明では、本発明の画像形成装置の実施形態として直接転写方式の装置が例示されているが、本発明の画像形成装置は、感光体から中間転写体を経て記録材に像が転写される間接転写方式の装置であってもよい。また、そのような間接転写方式の装置である場合には、本発明の周回体駆動装置が、感光体から中間転写体へ像が１次転写される箇所に適用されてもよいし、中間転写体から記録材へ像が２次転写される箇所に適用されてもよい。

１……画像形成装置、１０……感光体ドラム、１１……帯電器、１２……露光器、１３……現像器、１６……感光体モータ、２０……転写装置、３０……定着装置、２１……転写ロール、２２……圧接ロール、２３……剥離ロール、２４……転写ベルト、２１１……回転軸、２１２……軸支持フレーム、２１３……転写モータ、２１４……押しバネ、２１５……偏芯カム、２１６……ステッピングモータ、２６……モータ電源、２７……負荷検知器、２９……制御部、２９１……計測制御部、２９２……ニップ基準算出部、２９３……ニップ制御部

Claims (10)

1. 少なくとも周面が周回移動する第１周回体と、
   少なくとも周面が周回移動し、前記第１周回体に対して接近乖離する接離方向に移動自在な第２周回体と、
   前記第１周回体を駆動する第１駆動機と、
   前記第２周回体を駆動する第２駆動機と、
   前記第１駆動機および前記第２駆動機の少なくとも一方における駆動の負荷を検出する負荷検出器と、
   前記第２周回体を前記接離方向に移動させる移動機と、
   前記第１周回体と前記第２周回体とを互いの周面の速度が異なるように駆動させ、前記移動機によって該第２周回体を移動させるとともに、前記負荷検出器によって駆動の負荷を検出させて、該第２周回体を、該第１周回体と該第２周回体との一方が他方に食い込み該負荷検出器により検出される駆動負荷が目標負荷に対して予め決められた程度に収束した収束位置へと移動させる検出制御器と、
   前記収束位置を基準として前記移動機によって前記第１周回体と前記第２周回体との相対位置を調整する位置調整器と、
   を備えたことを特徴とする周回体駆動装置。
2. 少なくとも周面が周回移動する第１周回体と、
   少なくとも周面が周回移動し、前記第１周回体に対して接近乖離する接離方向に移動自在な第２周回体と、
   前記第１周回体を駆動する第１駆動機と、
   前記第２周回体を駆動する第２駆動機と、
   前記第１駆動機および前記第２駆動機の少なくとも一方における駆動の負荷を検出する負荷検出器と、
   前記第２周回体を前記接離方向に移動させる移動機と、
   前記第１周回体と前記第２周回体とを互いの周面の速度が異なるように駆動させ、前記移動機によって該第２周回体を移動させるとともに、前記負荷検出器によって駆動の負荷を検出させて、該第１周回体と該第２周回体とが離間している離間状態から該第１周回体と該第２周回体との一方が他方に食い込んだ食い込み状態へと移行させる検出制御器と、
   前記食い込み状態に至るまでの前記駆動の負荷の検出結果に基づいて得られる、該駆動の負荷が、前記離間状態での負荷から前記食い込み状態での負荷へと変化し始める前記第２周回体の位置を基準として前記移動機によって該第１周回体と該第２周回体との相対位置を調整する位置調整器と、
   を備えたことを特徴とする周回体駆動装置。
3. 前記位置調整器が、前記第１周回体と前記第２周回体との一方が他方に食い込む食い込み量を調整するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の周回体駆動装置。
4. 前記位置調整器が、前記第１周回体に対する前記第２周回体の位置の調整に当たり、前記収束位置および前記食い込み状態の少なくとも一方に到達後、それら第１周回体と第２周回体とを離間させずに位置を調整するものであることを特徴とする請求項３に記載の周回体駆動装置。
5. 前記位置調整器が、前記第１周回体に対して前記第２周回体が離間した離間距離を調整するものであることを特徴とする請求項１または２に記載の周回体駆動装置。
6. 前記検出制御器が、前記移動器による移動と、停止と、その停止中の前記負荷検出器による負荷検出とを繰り返させるものであることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の周回体駆動装置。
7. 前記第１駆動機および前記第２駆動機は、定電圧制御の下で前記第１周回体および前記第２周回体を駆動するものであることを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の周回体駆動装置。
8. 少なくとも周面が周回移動する第１周回体と、
   少なくとも周面が周回移動し、前記第１周回体に対して接近乖離する接離方向に移動自在な第２周回体と、
   前記第１周回体を駆動する第１駆動機と、
   前記第２周回体を駆動する第２駆動機と、
   前記第１駆動機および前記第２駆動機の少なくとも一方における駆動の負荷を検出する負荷検出器と、
   前記第２周回体を前記接離方向に移動させる移動機と、
   前記第１周回体と前記第２周回体とを互いの周面の速度が異なるように駆動させ、前記移動機によって該第２周回体を移動させるとともに、前記負荷検出器によって駆動の負荷を検出させて、該第２周回体を、該第１周回体と該第２周回体との一方が他方に食い込み該負荷検出器により検出される駆動負荷が目標負荷に対して予め決められた程度に収束した収束位置へと移動させる検出制御器と、
   前記収束位置を基準として前記移動機によって前記第１周回体と前記第２周回体との相対位置を調整する位置調整器と、
   を備えた周回体駆動装置と、
   画像を形成する画像形成機と、
   前記画像形成機によって形成された画像が表面に定着される記録材を搬送する搬送器と、を備え、
   前記第１周回体および前記第２周回体のそれぞれが、前記画像および前記記録材の少なくとも一方と周面が接触するものであることを特徴とする画像形成装置。
9. 少なくとも周面が周回移動する第１周回体と、少なくとも周面が周回移動し、前記第１周回体に対して接近乖離する接離方向に移動自在な第２周回体と、前記第１周回体を駆動する第１駆動機と、前記第２周回体を駆動する第２駆動機と、前記第１駆動機および前記第２駆動機の少なくとも一方における駆動の負荷を検出する負荷検出器と、前記第２周回体を前記接離方向に移動させる移動機と、を備えた周回体駆動装置について、前記第１周回体と前記第２周回体とを互いの周面の速度が異なるように駆動させ、前記移動機によって該第２周回体を移動させるとともに、前記負荷検出器によって駆動の負荷を検出させて、該第２周回体を、該第１周回体と該第２周回体との一方が他方に食い込み該負荷検出器により検出される駆動負荷が目標負荷に対して予め決められた程度に収束した収束位置へと移動させる検出制御過程と、
   前記収束位置を基準として前記移動機によって前記第１周回体と前記第２周回体との相対位置を調整する位置調整過程と、
   を経ることを特徴とする周回体位置調整方法。
10. 情報処理装置に組み込まれ、その情報処理装置に、
    少なくとも周面が周回移動する第１周回体と、少なくとも周面が周回移動し、前記第１周回体に対して接近乖離する接離方向に移動自在な第２周回体と、前記第１周回体を駆動する第１駆動機と、前記第２周回体を駆動する第２駆動機と、前記第１駆動機および前記第２駆動機の少なくとも一方における駆動の負荷を検出する負荷検出器と、前記第２周回体を前記接離方向に移動させる移動機と、を備えた周回体駆動装置について、前記第１周回体と前記第２周回体とを互いの周面の速度が異なるように駆動させ、前記移動機によって該第２周回体を移動させるとともに、前記負荷検出器によって駆動の負荷を検出させて、該第２周回体を、該第１周回体と該第２周回体との一方が他方に食い込み該負荷検出器により検出される駆動負荷が目標負荷に対して予め決められた程度に収束した収束位置へと移動させる検出制御過程と、
    前記収束位置を基準として前記移動機によって前記第１周回体と前記第２周回体との相対位置を調整する位置調整過程と、
    を経る周回体位置調整方法を実行させることを特徴とする周回体位置調整プログラム。

Images