JP4588606B2 - ベルト駆動制御装置及びこれを用いる画像形成装置 - Google Patents
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Description
ここで、複数の潜像担持体上にそれぞれ形成した各色の画像が互いに重なり合うように記録用紙上に転写するタンデム型のカラー画像形成装置の一例について具体的に説明する。このタンデム型のカラー画像形成装置では、例えばイエロー、マゼンタ、シアンおよび黒の各単色画像を形成する画像形成ユニットが記録用紙の搬送方向に順次配置される。そして、レーザ露光ユニットにより潜像担持体である感光体表面に形成された静電潜像が各画像形成ユニットで現像されることによりトナー画像が形成される。そして、各色のトナー画像は静電力により紙搬送ベルトに付着されて搬送される記録用紙上に順次重ね合わられて転写され、その後、定着装置によってトナーが溶融圧着されることにより、記録用紙上にカラー画像が形成される。紙搬送ベルトは、互いに平行に配置された駆動ローラ(駆動支持回転体)と従動ローラ(従動支持回転体)との間に適当なテンションで掛け渡される。駆動ローラは、モータ(駆動源)によって所定の回転速度で回転駆動され、それに伴い紙搬送ベルトも所定の速度で回転移動する。記録用紙は給紙機構によって所定のタイミングで紙搬送ベルトの画像形成ユニット側に供給され、紙搬送ベルトの移動速度と同一速度で移動して搬送されることにより、各画像形成ユニットを順次通過する。このようなタンデム型のカラー画像形成装置では、記録用紙の搬送速度、つまり搬送ベルトの移動速度を所定の速度に維持することが、記録用紙上で重ね合わせられる各単色画像の相対位置ずれを低減させる上で極めて重要である。
詳しく説明すると、駆動ローラによってベルトが駆動されるとき、ベルトの内周面側は駆動ローラの外周面と同じ速度で移動しようとし、ベルトの外周面側にいくほど速い速度で移動しようとする。ベルト全体としてはベルト厚み方向の中央部の移動速度で駆動されることになる。ここで、ベルトの周方向に厚み変動があると、ベルトの内周面とベルト厚み方向の中央部との距離(以下、移動速度の基準となる「実効ベルト厚み」という。)も変動する。そのため、駆動ローラの回転角速度が一定であっても、駆動ローラで駆動されるベルトの移動速度は駆動ローラに接しているベルト部分の厚みが変わることによって変動してしまう。具体的には、駆動ローラに接しているベルト部分が厚い部分であるとベルトの移動速度は速くなり、そのベルト部分が薄い部分であるとベルトの移動速度は遅くなる。
従動ローラがベルトの移動に伴って従動回転するとき、ベルトの内周面と同じ速度で外周面が移動するように従動ローラが回転する。このベルトの内周面すなわち従動ローラの外周面は、ベルト全体としての移動速度(ベルト厚み方向の中央部の移動速度)よりも遅く移動する。そのため、ベルト全体としての移動速度が一定であったとしても、従動ローラの回転角速度は、その従動ローラに接しているベルト部分の厚みによって変動する。例えば、従動ローラに厚いベルト部分が接しているときは、従動ローラの回転が遅くなり、逆に従動ローラに薄いベルト部分が接しているときは、従動ローラの回転が速くなる。このようにベルトの厚みに応じて従動ローラの回転が変動する。
上記特許文献1で提案したベルト駆動制御方法では、ベルトの厚みに応じた従動ローラの回転変動を利用して次のような駆動制御を行う。すなわち、従動ローラの回転角変位又は回転角速度を検知し、この検知されたデータから、ベルトの周方向の周期的な厚み変動(ベルト厚み変動)に対応した周波数を有する、従動ローラの回転角速度の交流成分を抽出する。この抽出した交流成分の振幅及び位相は、ベルト厚み変動の振幅及び位相に対応している。よって、この交流成分の振幅及び位相から、ベルト厚み変動の振幅及び位相を把握することができる。そして、上記特許文献1で提案したベルト駆動制御方法では、この交流成分の振幅及び位相に基づき、駆動ローラに厚いベルト部分が接するタイミングには駆動ローラの回転角速度を低くし、逆に駆動ローラに薄いベルト部分が接しているときは駆動ローラの回転角速度を高くするように制御する。この制御を繰り返すことで、上記特許文献1で提案したベルト駆動制御方法によれば、ベルト厚み変動を考慮して、そのベルト厚み変動の影響を受けずにベルトを一定の移動速度で駆動することができる。
詳しく説明すると、ベルト駆動を停止した後にベルトをテンションが加わった状態のまま放置すると、ベルト移動経路上の特定地点におけるベルト厚みが変化することが確認された。本発明者らが確認した例では、駆動制御対象のベルトが弾性ベルトであって、後述の図3に示すベルト掛け渡し構成において入口ローラ61の巻き付き箇所(特定地点)におけるベルト部分の厚みが放置により厚くなった。また、2つのローラ62,63の間の特定地点におけるベルト部分の厚みは放置により薄くなった。このようにベルトを放置することによってベルト移動経路上の特定地点のベルト厚みが変化すると、放置後のベルト厚み変動の振幅及び位相が放置前のものとは変わってしまう。その結果、放置前に把握したベルト厚み変動に基づいてベルトの駆動制御を行っても、放置後のベルトの移動速度を一定にすることはできない。
また、請求項2の発明は、請求項1のベルト駆動制御装置において、上記目標値補正手段は、上記停止位置検知手段が検知した停止位置に基づき、該停止位置に応じて位相が変化した後のベルト厚み変動に対応した目標値データとなるように、該目標値記憶手段に記憶された目標値データを補正する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1のベルト駆動制御装置において、上記回転制御手段は、上記ベルトの駆動を停止する際、予め決められた基準停止位置で該ベルトが停止するように制御する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のベルト駆動制御装置において、上記基準停止位置は、上記ベルトを駆動停止状態で放置することにより該ベルトの厚みが変化する特定地点に、放置前におけるベルト周方向で最も厚いベルト部分又は最も薄いベルト部分が停止する位置であることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトからなり、表面に記録材を担持してこれを搬送する記録材搬送部材と、該記録材搬送部材により搬送される記録材上に画像を形成する画像形成手段と、回転駆動力を発生する駆動源と、該駆動源を制御して、該記録材搬送部材が掛け渡された複数の支持回転体のうち該駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御する駆動制御手段とを有する画像形成装置において、上記駆動制御手段として、請求項1、2、3又は4のベルト駆動制御装置を用いることを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトからなる像担持体と、該像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、回転駆動力を発生する駆動源と、該駆動源を制御して、該像担持体が掛け渡された複数の支持回転体のうち該駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御する駆動制御手段とを有し、該像担持体上の画像を最終的に記録材上に転移させて該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、上記駆動制御手段として、請求項1、2、3又は4のベルト駆動制御装置を用いる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5又は6の画像形成装置において、上記画像形成手段は、複数の潜像担持体上に互いに異なる色の画像をそれぞれ形成して、各色の画像が上記像担持体上又は上記記録材搬送部材により搬送される記録材上に互いに重なり合うように画像を形成することを特徴とするものである。
本発明では、ベルトを放置することによって変化する放置後のベルト厚み変動を次のようにして把握する。すなわち、上述したように、本発明者らの研究の結果、ベルト駆動を停止した後にベルトをテンションが加わった状態のまま放置すると、ベルト移動経路上の特定地点でベルト厚みがその放置時間に応じて変化することを確認した。そして、この特定地点及び放置時間に応じたベルト厚みの変化量は、本発明者らの研究結果から、そのベルトの平均厚さやベルト厚み変動に依存せず、ベルトの材質やベルトの掛け渡し構成などの装置構成さえ決まれば一義的に決まるとの結論を得た。よって、装置構成が決まれば、放置によりベルト厚みが変化する特定地点及び放置時間に応じたベルト厚みの変化量を、予め把握することができる。したがって、ベルトの駆動停止時におけるベルト停止位置に基づいて当該特定地点に位置するベルト部分を特定でき、時間計測手段が計測した放置時間から、その放置時間分の放置後における当該ベルト部分の厚みを把握することができる。これにより、放置後におけるベルト厚み変動を把握することができる。このように、ベルト駆動停止時におけるベルトの停止位置と、その駆動停止から次の駆動開始までの放置時間とから、その放置後のベルト厚み変動を把握できることから、その放置前の目標値データを、その放置後のベルト厚み変動によるベルト移動速度の変動をキャンセルするための目標値データに補正することができる。
以上のように、本発明では、ベルト駆動停止時におけるベルトの停止位置と、その駆動停止から次の駆動開始までの放置時間とに基づき、放置後における適正な目標値データを得ることができる。これにより、初期時のベルト厚み変動を予め把握しておき、これに対応した目標値データを用意しておけば、停止位置検知手段、時間計測手段及び目標値補正手段という、上記特許文献1で提案したベルト駆動制御方法で用いる高価なフィルタに比べて安価な手段によって、放置後のベルト厚み変動によるベルト移動速度の変動をキャンセルするための目標値データを得ることができる。
以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式の直接転写方式によるカラーレーザプリンタ(以下、「レーザプリンタ」という。)に適用した一実施形態(以下、本実施形態を「実施形態1」という。)について説明する。
図2は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。
このレーザプリンタは、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組の画像形成手段としてのトナー像形成部1Y,1M,1C,1Kが、記録材としての転写紙100の移動方向における上流側から順に配置されている。なお、以下の説明において、各符号の添字Y、M、C、Kは、それぞれイエロー、マゼンダ、シアン、黒用の部材であることを示す。トナー像形成部1Y,1M,1C,1Kは、それぞれ、潜像担持体である感光体ドラム11Y,11M,11C,11Kと、現像ユニットとを備えている。また、各トナー像形成部1Y,1M,1C,1Kの配置は、各感光体ドラムの回転軸が平行になるように、かつ、転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。本レーザプリンタは、上記トナー像形成部1Y,1M,1C,1Kのほか、光書込ユニット2、給紙カセット3,4、レジストローラ対5、転写紙100を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する記録材搬送部材としての紙搬送ベルト60を有するベルト駆動装置としての転写ユニット6、ベルト定着方式の定着ユニット7、排紙トレイ8等を備えている。また、手差しトレイMF、トナー補給容器TCを備え、図示しない廃トナーボトル、両面反転ユニット、電源ユニットなども二点鎖線で示したスペースSの中に備えている。上記光書込ユニット2は、光源、ポリゴンミラー、fθレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム11Y,11M,11C,11Kの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
この転写ユニット6で使用した紙搬送ベルト60は、体積抵抗率が109〜1011[Ωcm]である高抵抗の無端状単層ベルトであり、その材質はPVDF(ポリフッ化ビニリデン)である。この紙搬送ベルト60は、各トナー像形成部の感光体ドラム11Y,11M,11C,11Kに接触対向する各転写位置を通過するように、支持回転体である支持ローラ61〜68に掛け回されている。これらの支持ローラのうち、転写紙移動方向上流側の入口ローラ61には、電源80aから所定電圧が印加された静電吸着ローラ80が対向するように紙搬送ベルト60の外周面に配置されている。この2つのローラ61,80の間を通過した転写紙100は紙搬送ベルト60上に静電吸着される。ローラ63は、紙搬送ベルト60を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されていて図中矢印の方向に回転駆動する。この駆動ローラ63には、図示しないロータリーエンコーダが取り付けられている。また、符号81で示す部材は、紙搬送ベルト60に書き込まれた図示しない原点マークを読み取るためのマーク検知センサであり、プリンタ本体に固定されている。
図4は、パルスモータ110の角変位を駆動ローラ63の状態検出信号(ここではエンコーダ111の出力信号)に基づいてデジタル制御する制御系の構成を示すブロック図である。
図4において、符号101は、マイクロプロセッサ102、リードオンリメモリ(ROM)103、ランダムアクセスメモリ(RAM)104からなるマイクロコンピュータであり、マイクロプロセッサ102、ROM103、RAM104がそれぞれバス105を介して接続されている。符号106は従動ローラ66の目標角変位を指令する状態指令信号を出力する指令発生装置であり、この指令発生装置106は角変位指令信号を発生する。この指令発生装置106の出力側もバス105へ接続されている。符号107は、エンコーダ111の出力パルスを処理してデジタル数値に変換する検出用インターフェース装置である。この検出用インターフェース装置107は、エンコーダ111の出力パルスを計数するカウンタを備えており、このカウンタのカウントした数値に、あらかじめ定められたパルス数対角変位の変換定数をかけて駆動ローラ63の角変位に変換する。符号108はパルスモータ駆動用のインターフェースであり、このパルスモータ駆動用インターフェース108はマイクロコンピュータ101の演算結果(制御出力)を、パルスモータドライブ装置109を構成する例えばパワー半導体を動作させるパルス状信号(制御信号)に変換する。パルスモータドライブ装置109は、パルスモータ駆動用インターフェース108からのパルス状信号に基づき動作し、パルスモータを回転駆動する。この結果、駆動ローラ63は指令発生装置106による所定の角変位に追値制御される。
エンコーダ111の出力を処理する検出用インターフェース装置107の出力、すなわち駆動ローラ63の角変位情報P(i−1)は、演算部121に与えられる。この演算部121は、制御目標値である駆動ローラ63の目標角変位Ref(i)と駆動ローラ63の角変位P(i−1)との差e(i)を算出する。このe(i)は制御コントローラ部122に入力される。制御コントローラ部122は例えばPI制御系で構成される。演算部121で算出されたe(i)は、ブロック123で積分され、ブロック124で定数KIがかけられて演算部125に与えられる。また、同時に、演算部121で算出されたe(i)はブロック126で定数KPがかけられて演算部125に与えられる。演算部125は、プロック124,126からの2つの入力信号を加えて、その結果を演算部127に与える。その後、演算部127では、一定パルス入力Refp_cが加えられ、駆動パルス周波数u(i)が決定される。なお、ローパスフィルタは、制御コントローラ部122とモータドライバーとの間に設定する。すなわち、u(i)はローパスフィルターがかかった状態である。この演算部127で求めた駆動パルス周波数u(i)がパルスモータ駆動用インターフェース108、パルスモータドライブ装置109を介してパルスモータ110へ出力されて、伝達系を介して駆動ローラ63が回転し、以上のループ動作が繰返される。
ここで、制御コントローラ部122は、一例としてPI制御系を用いたが、これに限定されるものではない。
本実施形態1では、上述したように駆動ローラ63の角変位を目標角変位Ref(i)に追値制御する。よって、本実施形態1では、ベルト厚み変動に起因した上記変動成分として、紙搬送ベルト60の目標位置に対するズレ(ベルト位置変動)を駆動ローラ63の角変位に換算したものを用いる。ただし、説明の簡略化のため、以下の説明では、ベルト厚み変動に起因して変動するベルト移動速度を求め、これを積分することによりベルト位置変動を求めることにする。
図6は、放置時間に応じた、入口ローラ61の近傍(特定地点)のベルト部分の厚み変化を示すグラフである。なお、このグラフは、入口ローラ61の近傍におけるベルト厚みの変化量を縦軸にとり、放置時間を横軸にとったものである。
今までは放置によりベルト厚みの変化はないものと考えられていたが、本発明者らの実験により、図6のグラフに示すとおり、放置時間に応じて特定地点におけるベルト厚みが変化することが確認された。そして、本発明者らの研究により、放置によりベルト厚みが変化する特定地点及びその特定地点における放置時間に応じたベルト厚みの変化量は、そのベルトの平均厚さやベルト厚み変動に依存せず、ベルトの材質やベルトの掛け渡し構成などの装置構成さえ決まれば一義的に決まるとの結論を得た。よって、例えば本実施形態1における装置構成であれば、どのようなベルト厚み変動を有するベルトであっても、ベルトを放置すると入口ローラ61の近傍でベルト厚みが変化し、その放置時間に応じた変化量も図6に示すグラフのようになる。
次に、目標値データである目標角変位Ref(i)の一補正例(以下、本補正例を「補正例1」という。)について説明する。
図1は、本補正例1における制御の流れを示すフローチャートである。
紙搬送ベルト60の駆動を開始した後にその駆動の停止命令を受けたら(S1)、まず、パルスモータ110の駆動を停止し(S2)、その紙搬送ベルト60の停止位置を把握すべくパルスモータ110の停止位置(角変位)を記憶する(S3)。また、その駆動停止時における時刻t1も記憶する(S4)。これらの停止位置のデータ及び時刻t1のデータは、不揮発性メモリに記憶しておけばよい。その後、紙搬送ベルト60の駆動信号がONになったら(S5)、そのときの時刻t2を記憶し(S6)、時刻t1と時刻t2との差分から放置時間を求める(S7)。そして、その放置時間に基づいて図6に示したグラフのデータと上記S2で記憶した停止位置とから、目標角変位Ref(i)をその放置時間分の放置により上記特定地点におけるベルト厚み変化後のベルト厚み変動に対応した目標角変位とするための補正値を求める(S8)。その後、得られた補正後の目標角変位Ref(i)を用いてパルスモータ110を駆動する(S9)。
次に、目標値データである目標角変位Ref(i)の他の補正例(以下、本補正例を「補正例2」という。)について説明する。
図7は、本補正例2における制御の流れを示すフローチャートである。
紙搬送ベルト60の駆動を開始した後にその駆動の停止命令を受けたら(S1)、本補正例2では、紙搬送ベルト60が予め決められた基準停止位置で停止するようにパルスモータ110の駆動を停止する(S10)。これにより、紙搬送ベルト60の停止位置は固定されるので、上記補正例1のようにベルト駆動停止のたびにベルトの停止位置を把握する必要がなくなる。以後の制御は、上記補正例1の場合と同様であるので、説明を省略する。
また、本補正例2において、放置前におけるベルト周方向で最も薄いベルト部分が上記特定地点で停止するように上記基準停止位置を設定すれば、ベルト厚み変動の振幅を小さくすることができる。よって、ベルト厚み変動に応じてパルスモータ110の回転角速度を変更させる変更幅を小さくでき、より正確な駆動制御が可能となる。
次に、本発明を、画像形成装置である電子写真方式の中間転写方式によるカラー複写機に適用した他の実施形態(以下、本実施形態を「実施形態2」という。)について説明する。
図8は、本実施形態2に係るカラー複写機を示す概略構成図である。
複写機本体210は、外装ケース211内の中央よりもやや図中右寄りに、潜像担持体である感光体ドラム212を備えている。感光体ドラム212の周りには、その上に設置されている帯電器213から矢示の回転方向(反時計回り方向)へ順に、現像手段としての回転型現像装置214、中間転写ユニット215、クリーニング装置216、除電器217などが配置されている。これらの帯電器213、回転型現像装置214、クリーニング装置216、除電器217の上には、露光手段としての光書込み装置、例えばレーザ書込み装置218が設置される。回転型現像装置214は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーをそれぞれ収納した、現像ローラ221を有する現像器220A,220B,220C,220Dを備え、中心軸回りに回動して各色の現像器220A,220B,220C,220Dを選択的に感光体ドラム212の外周に対向する現像位置へ移動させる。
レーザ書込み装置218は、画像読取装置229から図示しない画像処理部を介して各色の画像信号が入力され、各色の画像信号により順次に変調されたレーザ光Lを一様帯電状態の感光体ドラム212に照射して感光体ドラム212を露光することで感光体ドラム212上に静電潜像を形成する。
画像読取装置229は複写機本体210の上面に設けられた原稿台230上にセットされた原稿Gの画像を色分解して読み取り、電気的な画像信号に変換する。記録媒体搬送路232は右から左へ用紙等の記録媒体を搬送する。記録媒体搬送路232には、中間転写ユニット215及び転写装置226より手前にレジストローラ対233が設置され、中間転写ユニット215及び転写装置226より下流側に搬送ベルト234、定着装置235、排紙ローラ対236が配置されている。
複写機本体210の右側には、手差しトレイ238が開閉自在に設けられ、この手差しトレイ238から挿入された記録媒体は複写機本体210内の手差し給紙路239を通して記録媒体搬送路232へ搬送される。複写機本体210の左側には、図示しない排紙トレイが着脱自在に取り付けられ、記録媒体搬送路232を通して排紙ローラ対236により排出された記録媒体が排紙トレイへ収容される。
同時に、給紙装置250内の給紙カセット251から給紙ローラ252で選択的に記録媒体が送り出され、この記録媒体は自動給紙路237、記録媒体搬送路232を通してレジストローラ対233に突き当たって止まる。
感光体ドラム212は、反時計回り方向に回転し、複数のローラ223のうちの駆動ローラの回転で中間転写ベルト224が時計回り方向へ回転する。感光体ドラム212は、回転に伴い、帯電器213により一様に帯電され、画像読取装置229から画像処理部を介してレーザ書込み装置218に加えられる1色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置218から照射されて静電潜像が形成される。
続いて、感光体ドラム212は、帯電器213により一様に帯電され、画像読取装置229から画像処理部を介してレーザ書込み装置218に加えられる2色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置218から照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム212上の静電潜像は回転型現像装置214の2色目の現像器220Bにより現像されて2色目の画像となり、感光体ドラム212上の2色目の画像は転写装置225により中間転写ベルト224上に1色目の画像と重ねて転写される。感光体ドラム212は、2色目の画像の転写後にクリーニング装置216でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器217で除電される。
さらに、感光体ドラム212は、帯電器213により一様に帯電され、画像読取装置229から画像処理部を介してレーザ書込み装置218に加えられる4色目の画像信号で変調されたレーザ光がレーザ書込み装置218から照射されて静電潜像が形成される。感光体ドラム212上の静電潜像は回転型現像装置214の4色目の現像器220Dにより現像されて4色目の画像となり、感光体ドラム212上の4色目の画像が転写装置225により中間転写ベルト224上に1色目の画像、2色目の画像、3色目の画像と重ねて転写されることでフルカラー画像が形成される。
感光体ドラム212は、4色目の画像の転写後にクリーニング装置216でクリーニングされて残留トナーが除去され、除電器217で除電される。
以上4色重ね画像を形成する動作について説明したが、3色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム212上に3つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト224上に重ねて転写された後に記録媒体に一括して転写される。2色重ね画像を形成する場合には感光体ドラム212上に2つの異なる単色画像が順次に形成されて中間転写ベルト224上に重ねて転写された後に記録媒体に一括して転写される。
そこで、本実施形態2では、中間転写ベルト224を、上述した実施形態1における紙搬送ベルトと同様の駆動装置を用いてフィードバック制御する。したがって、中間転写ベルト224を駆動停止状態で放置することにより特定地点におけるベルト厚みが変化しても、その放置後において中間転写ベルト224を一定速度で駆動することができる。その結果、中間転写ベルト224の特定地点におけるベルト厚みが放置により変化しても、その放置における画像については色ズレのない高品質な画像を得ることができる。
次に、本発明を、画像形成装置である電子写真方式の中間転写方式によるカラー複写機に適用した更に他の実施形態(以下、本実施形態を「実施形態3」という。)について説明する。
図9は、本実施形態3のカラー複写機の概略構成図である。
図9において、像担持体としての感光体ベルト301は、閉ループ状のNLのベルト基材の外周面上に、有機光半導体(OPC)等の感光層が薄膜状に形成された無端状の感光体ベルトである。この感光体ベルト301は、3本の支持回転体としての感光体搬送ローラ302〜304によって支持され、駆動モータ(図示せず)によって矢印A方向に回動する。
感光体ベルト301と中間転写体317は、それぞれの駆動源(図示せず)により、矢印A、B方向にそれぞれ駆動される。この状態で、まず、帯電器305に−4〜5kV程度の高電圧が電源装置(図示せず)から印加され、帯電器305が感光体ベルト301の表面を一様に−700V程度に帯電させる。次に、感光体ベルト301にLSU306からブラックの画像信号に対応したレーザビームの露光光線314が照射され、感光体ベルト301は露光光線314が照射された部分の電荷が消えて静電潜像が形成される。
そこで、本実施形態3では、感光体ベルト301を、上述した実施形態1における紙搬送ベルトと同様の駆動装置を用いてフィードバック制御する。したがって、感光体ベルト301を駆動停止状態で放置することにより特定地点におけるベルト厚みが変化しても、その放置後において感光体ベルト301を一定速度で駆動することができる。その結果、感光体ベルト301の特定地点におけるベルト厚みが放置により変化しても、その放置における画像については色ズレのない高品質な画像を得ることができる。
次に、本発明を、画像形成装置である電子写真方式の中間転写方式によるタンデム型のカラー複写機に適用した更に他の実施形態(以下、本実施形態を「実施形態4」という。)について説明する。
図10は、本実施形態4のカラー複写機の概略構成図である。
図10において、符号491は複写機本体、492はそれを載せる給紙テーブル、493は複写機本体491上に取り付けるスキャナ、494はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置(ADF)である。
複写機本体491には、中央に、無端状のベルトである像担持体としての中間転写ベルト410を設ける。中間転写ベルト410が、本請求項における無端状ベルトに相当する。図10に示すとおり、図示例では3つの支持ローラ414,415,416に掛け回して図中時計回りに回転搬送可能とする。
この図示例では、3つのうち第2の支持ローラ415の左に、画像転写後に中間転写ベルト410上に残留する残留トナーを除去する中間転写ベルトクリーニング装置417を設ける。また、3つのうちの第1の支持ローラ414と第2の支持ローラ415との間に張り渡した中間転写ベルト410上には、その搬送方向に沿って、ブラック、シアン、マゼンタ、イエロの4つの画像形成手段418を横に並べて配置してタンデム画像形成装置420を構成する。
上記2次転写装置422には、画像転写後のシートをこの定着装置425へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、2次転写装置422として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
なお、図示例では、このような2次転写装置422および定着装置425の下に、上述したタンデム画像形成装置420と平行に、シートの両面に画像を記録すべくシートを反転するシート反転装置428を備える。
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置494に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス432上へと移動して後、他方コンタクトガラス432上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ493を駆動し、第1走行体433および第2走行体434を走行する。そして、第1走行体433で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第2走行体434に向け、第2走行体434のミラーで反射して結像レンズ435を通して読取りセンサ436に入れ、原稿内容を読み取る。
または、給紙ローラ450を回転して手差しトレイ451上のシートを繰り出し、分離ローラ452で1枚ずつ分離して手差し給紙路453に入れ、同じくレジストローラ449に突き当てて止める。
そして、中間転写ベルト410上の合成カラー画像にタイミングを合わせてレジストローラ449を回転し、中間転写ベルト410と2次転写装置422との間にシートを送り込み、2次転写装置422で転写してシート上にカラー画像を記録する。
そこで、本実施形態4では、中間転写ベルト410を、上述した実施形態1における紙搬送ベルトと同様の駆動装置を用いてフィードバック制御する。したがって、中間転写ベルト410を駆動停止状態で放置することにより特定地点におけるベルト厚みが変化しても、その放置後において中間転写ベルト410を一定速度で駆動することができる。その結果、中間転写ベルト410の特定地点におけるベルト厚みが放置により変化しても、その放置における画像については色ズレのない高品質な画像を得ることができる。
また、上述した補正例1では、マイクロコンピュータ101は、検知したベルト停止位置に基づき、そのベルト停止位置に応じて位相が変化した後のベルト厚み変動に対応した目標角変位となるように、RAM104に記憶された目標角変位Ref(i)を補正する。特定地点に停止したベルト部分が放置により厚み変化を起こすと、放置前後でベルト厚み変動の位相が変わる場合がある。例えば、最も厚いベルト部分以外の部分が特定地点に停止して放置によりその部分の厚みが厚くなって当該最も厚いベルト部分よりもベルト厚みが厚くなった場合、あるいは、最も薄いベルト部分以外の部分が特定地点に停止して放置によりその部分の厚みが薄くなって当該最も薄いベルト部分よりもベルト厚みが薄くなった場合、ベルト厚み変動の位相が変化したと見なせる。そして、放置によりベルトが厚くなる又は薄くなる特定地点は予め把握できていることから、ベルト停止位置さえ把握できれば、放置前後の位相の変化量を求めることができる。よって、上述した補正例1では、ベルト停止位置に基づき位相に関して目標角変位Ref(i)を補正することにより、よりい適正な目標角変位Ref(i)を得ることができる。
また、上述した補正例2では、図4に示した駆動制御系は、ベルト60,224,301,410の駆動を停止する際、予め決められた基準停止位置でベルトが停止するように制御するので、上記補正例1のようにいちいちベルト停止位置を検知する必要がなくなり、制御を簡略化できる。特に、ベルト60,224,301,410を駆動停止状態で放置することによりベルト厚みが厚くなる特定地点(上記実施形態1であれば入口ローラ61の近傍)に、放置前におけるベルト周方向で最も厚いベルト部分が停止する位置を、上記基準停止位置とすれば、放置前後でベルト厚み変動の位相が変化することはない。よって、位相に関する目標角変位Ref(i)の補正が不要となり、より簡単な補正処理を実現できる。また、逆に、ベルト60,224,301,410を駆動停止状態で放置することによりベルト厚みが厚くなる特定地点(上記実施形態1であれば入口ローラ61の近傍)に、放置前におけるベルト周方向で最も薄いベルト部分が停止する位置を、上記基準停止位置とすれば、ベルト厚み変動の振幅を小さくすることが可能となる。ベルト厚み変動の振幅が小さくなれば、目標角変位Ref(i)に追値制御する際の駆動モータの駆動変動幅が小さくなるので、より正確な駆動制御が可能となる。
また、上記実施形態1の画像形成装置は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトからなり、表面に記録材を担持してこれを搬送する記録材搬送部材としての紙搬送ベルト60を備えている。また、この画像形成装置は、紙搬送ベルト60により搬送される転写紙上に画像を形成する画像形成手段としてのトナー像形成部1Y,1M,1C,1Kと、回転駆動力を発生する駆動源としてのパルスモータ110と、パルスモータ110を制御して、紙搬送ベルト60が掛け渡された複数の支持回転体である支持ローラ61〜68のうちパルスモータ110からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体としての駆動ローラ63の回転を制御する駆動制御手段とを有し、その駆動制御手段として上述したベルト駆動制御装置を用いる。この画像形成装置では、紙搬送ベルト60を駆動停止状態で放置することにより特定地点(入口ローラ61の近傍)におけるベルト厚みが変化しても、その放置後において紙搬送ベルト60を一定速度で駆動することができる。その結果、その放置における画像については色ズレや画像伸縮のない高品質な画像を得ることができる。
また、上記実施形態2、3及び4の画像形成装置は、複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトからなる像担持体として、中間転写ベルト224、感光体ベルト301及び中間転写ベルト410を備えている。また、これらの画像形成装置は、これらのベルト224,301,410上に画像を形成する画像形成手段、回転駆動力を発生する駆動源、及び、この駆動源を制御して、これらのベルト224,301,410が掛け渡された複数の支持回転体のうち駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体としての駆動ローラの回転を制御する駆動制御手段とを有し、これらのベルト224,301,410上の画像を最終的に記録材としての転写紙上に転移させて転写紙上に画像を形成する。これらの画像形成装置では、駆動制御手段として、上記実施形態1で説明したベルト駆動制御装置を用いるので、これらのベルト224,301,410を駆動停止状態で放置することにより特定地点におけるベルト厚みが変化しても、その放置後においてこれらのベルト224,301,410を一定速度で駆動することができる。その結果、その放置における画像については色ズレや画像伸縮のない高品質な画像を得ることができる。
また、上記実施形態1及び上記実施形態4の画像形成装置は、画像形成手段が、複数の潜像担持体である感光体ドラム11,418上に互いに異なる色の画像をそれぞれ形成して、各色の画像が上記紙搬送ベルト60により搬送される転写紙上又は上記中間転写ベルト410上に互いに重なり合うように画像を形成する。よって、このようないわゆるタンデム型の画像形成装置であれば画像形成速度に優れているという利点があるが、感光体ドラム上の各画像間の位置合わせに極めて高い精度が要求される。そのため、放置によりベルト厚みが変化してベルト移動速度が一定でなくなると色ズレが発生し得るが、上記ベルト駆動制御装置によりこのような色ズレを抑制できる。
11Y,11M,11C,11K,212 感光体ドラム
60 紙搬送ベルト
61 入口ローラ
63 駆動ローラ
67Y,67M,67C,67K 転写バイアス印加部材
81 マーク検知センサ
100 転写紙
101 マイクロコンピュータ
102 マイクロプロセッサ
104 RAM
110 パルスモータ
111 エンコーダ
224 中間転写ベルト
301 感光体ベルト
410 中間転写ベルト
Claims (7)
- 複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトの周方向における周期的なベルト厚み変動によるベルト移動速度の変動をキャンセルするための目標値データを記憶する目標値記憶手段と、
該目標値記憶手段に記憶された目標値データに基づいて、該複数の支持回転体のうち回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御する回転制御手段と、
該ベルトの駆動停止時における該ベルトの停止位置を検知する停止位置検知手段と、
該ベルトの駆動停止から次の駆動開始までの放置時間を計測する時間計測手段と、
該停止位置検知手段が検知した停止位置に基づいて、該ベルトを駆動停止状態で放置することにより該ベルトの厚みが変化する特定地点に位置するベルト部分を特定し、かつ、該時間計測手段の計測結果に基づき、該計測結果に係る放置時間分の放置による該ベルト部分のベルト厚み変化後のベルト厚み変動に対応した目標値データとなるように、該目標値記憶手段に記憶された目標値データを補正する目標値補正手段とを有することを特徴とするベルト駆動制御装置。 - 請求項1のベルト駆動制御装置において、
上記目標値補正手段は、上記停止位置検知手段が検知した停止位置に基づき、該停止位置に応じて位相が変化した後のベルト厚み変動に対応した目標値データとなるように、該目標値記憶手段に記憶された目標値データを補正することを特徴とするベルト駆動制御装置。 - 請求項1のベルト駆動制御装置において、
上記回転制御手段は、上記ベルトの駆動を停止する際、予め決められた基準停止位置で該ベルトが停止するように制御することを特徴とするベルト駆動制御装置。 - 請求項3のベルト駆動制御装置において、
上記基準停止位置は、上記ベルトを駆動停止状態で放置することにより該ベルトの厚みが変化する特定地点に、放置前におけるベルト周方向で最も厚いベルト部分又は最も薄いベルト部分が停止する位置であることを特徴とするベルト駆動制御装置。 - 複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトからなり、表面に記録材を担持してこれを搬送する記録材搬送部材と、
該記録材搬送部材により搬送される記録材上に画像を形成する画像形成手段と、
回転駆動力を発生する駆動源と、
該駆動源を制御して、該記録材搬送部材が掛け渡された複数の支持回転体のうち該駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御する駆動制御手段とを有する画像形成装置において、
上記駆動制御手段として、請求項1、2、3又は4のベルト駆動制御装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 複数の支持回転体に掛け渡された無端状のベルトからなる像担持体と、
該像担持体上に画像を形成する画像形成手段と、
回転駆動力を発生する駆動源と、
該駆動源を制御して、該像担持体が掛け渡された複数の支持回転体のうち該駆動源からの回転駆動力が伝達される駆動支持回転体の回転を制御する駆動制御手段とを有し、
該像担持体上の画像を最終的に記録材上に転移させて該記録材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記駆動制御手段として、請求項1、2、3又は4のベルト駆動制御装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 - 請求項5又は6の画像形成装置において、
上記画像形成手段は、複数の潜像担持体上に互いに異なる色の画像をそれぞれ形成して、各色の画像が上記像担持体上又は上記記録材搬送部材により搬送される記録材上に互いに重なり合うように画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
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