JP5693191B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、電子写真方式の画像形成装置における、ファースト・プリントアウト・タイムの短縮化に関するものである。 The present invention relates to shortening of a first printout time in an electrophotographic image forming apparatus.
電子写真プロセスを用いた画像形成装置では、複数の画像形成部を並置して、これら複数の画像形成部に対向配置された中間転写ベルト上にトナー画像を順次転写し、そのトナー画像を記録用紙上に一括転写するタンデム型のカラー画像形成装置が広く知られている。 In an image forming apparatus using an electrophotographic process, a plurality of image forming units are juxtaposed, and toner images are sequentially transferred onto an intermediate transfer belt disposed opposite to the plurality of image forming units, and the toner images are recorded on a recording sheet. A tandem type color image forming apparatus that performs batch transfer onto the top is widely known.
このようなカラー画像形成装置では、感光ドラムと中間転写ベルトとを、画像形成を行わないときに離間状態にしておく形態が良くとられている。これは、常に感光ドラムと中間転写ベルトとを当接していると、感光ドラムと中間転写ベルトを介して対向し配置される転写ローラが接触圧により経時的に僅かに変形してしまう。そして、この変形が発生してしまうと、変形部分と非変形部とで、トナー画像の転写条件が異なってしまい、この転写条件の差異が、転写画像に影響を及ぼしてしまう。このような理由で、画像形成動作を行う時のみ、感光ドラムと中間転写ベルトとを当接する対策がとられている。 In such a color image forming apparatus, the photosensitive drum and the intermediate transfer belt are often separated from each other when image formation is not performed. This is because, when the photosensitive drum and the intermediate transfer belt are always in contact with each other, the transfer roller disposed to face the photosensitive drum via the intermediate transfer belt is slightly deformed with time due to the contact pressure. When this deformation occurs, the toner image transfer conditions differ between the deformed portion and the non-deformed portion, and the difference in the transfer conditions affects the transferred image. For this reason, only when the image forming operation is performed, measures are taken to bring the photosensitive drum into contact with the intermediate transfer belt.
また、画像形成時においては、当接動作を終了してから、所定時間後に、転写電圧制御(以下、ATVCと称す)を実行している。このATVCは、感光ドラムから中間転写ベルトに画像を転写させる為の転写ローラや中間転写ベルトの抵抗値が、環境要因や個体バラツキ要因で大きく変化する為に行われる。即ち、該ATVCは、動的に変動する抵抗値を把握し、適切な転写電圧を設定し、感光ドラム上に形成されたトナー画像を良好に記録用紙に転写するために行う制御である。このATVCに関連した技術が、例えば、特許文献1(特開2003−149963)に開示されている。 At the time of image formation, transfer voltage control (hereinafter referred to as ATVC) is executed after a predetermined time from the end of the contact operation. This ATVC is performed because the resistance value of the transfer roller for transferring an image from the photosensitive drum to the intermediate transfer belt and the resistance value of the intermediate transfer belt largely change due to environmental factors and individual variation factors. That is, the ATVC is a control performed to grasp a resistance value that dynamically changes, set an appropriate transfer voltage, and transfer a toner image formed on the photosensitive drum onto a recording sheet. A technique related to the ATVC is disclosed in, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2003-149963.
画像形成装置においては、最初の1ページ目がプリント可能となるまでの時間(ファースト・プリントアウト・タイム:以降FPOTと略する)を短縮化したいという要望がある。このFPOTを短縮する為に、例えば、上記当接動作の後半において当接動作と並行してATVCを動作させるような対策も考えられる。 In an image forming apparatus, there is a demand for shortening the time until the first page can be printed (first printout time: hereinafter abbreviated as FPOT). In order to shorten this FPOT, for example, a countermeasure may be considered in which the ATVC is operated in parallel with the contact operation in the latter half of the contact operation.
しかしながら、ATVCは、転写ローラに予め決められた定電流を流し、転写ローラの抵抗値とから定まる電圧を基にして転写バイアスを決定する為、ATVCを実行している間、転写ローラは安定駆動している状態が望ましい。ATVC実行中に、感光ドラムと転写ローラが離間状態から当接状態に遷移するプロセスを跨ぐ場合、当接時の衝撃により転写ローラに流している電流が不安定になり、ATVCの精度が損なわれてしまう。 However, ATVC applies a constant current to the transfer roller in advance, and determines the transfer bias based on the voltage determined from the resistance value of the transfer roller. Therefore, the transfer roller is driven stably during ATVC. It is desirable to have If the photosensitive drum and the transfer roller transition from the separated state to the contact state during ATVC execution, the current flowing to the transfer roller becomes unstable due to the impact at the time of contact, and the accuracy of ATVC is impaired. End up.
ここで、感光ドラムと中間転写ベルトとの当接動作は、当接・離間動作に用いられる機構部品(ソレノイドやクラッチ及びカム・ギヤなど)の部品個体差により動作時間にバラツキがある。その為、画像形成装置のシーケンス処理上、機構部品の動作が完了する時間は機構部品の個体バラツキを吸収できるだけ余裕を持った時間で設定して、当接動作が確実に完了してからATVCに移行する。 Here, the contact operation between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt varies in operation time due to individual differences in parts of the mechanical parts (solenoid, clutch, cam, gear, etc.) used for the contact / separation operation. For this reason, in the sequence processing of the image forming apparatus, the time for completing the operation of the mechanical parts is set to a time that can afford to absorb the individual variations of the mechanical parts. Transition.
このように、FPOTの短縮が要望されながらも、ATVCの精度を確保する為に、ある一定時間だけFPOTを長くすることはやむを得ない。また、ATVCに限らず、感光ドラムと中間転写ベルトとの当接動作によって動作精度に影響が出てしまう様な画像シーケンスであれば、ATVCと同様の問題を発生し得る。また、上の説明では、感光ドラムと中間転写ベルトについて説明を行ったが、感光ドラムから記録紙(記録材)にトナー像を直接転写する方式の画像形成装置における、感光ドラムと転写材担持体とについても同様の問題が発生する。即ち、感光ドラムと接して回転動作する無端状ベルトにおいて同様の問題が発生し得る。 As described above, while it is desired to shorten the FPOT, it is unavoidable to lengthen the FPOT for a certain period of time in order to ensure the accuracy of ATVC. Further, the image sequence is not limited to ATVC, and the same problem as ATVC may occur if the image sequence has an effect on the operation accuracy due to the contact operation between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt. In the above description, the photosensitive drum and the intermediate transfer belt have been described. However, the photosensitive drum and the transfer material carrier in the image forming apparatus that directly transfers the toner image from the photosensitive drum to the recording paper (recording material). The same problem arises for and. That is, the same problem may occur in an endless belt that rotates in contact with the photosensitive drum.
本願発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、感光ドラムと無端状ベルトとの当接動作の後続する画像シーケンスへの影響を回避しつつ、FPOTを向上させることを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object thereof is to improve the FPOT while avoiding the influence of the contact operation between the photosensitive drum and the endless belt on the subsequent image sequence.
本発明は上述した課題を解決することを目的としてなされたもので、係る目的を達成する一手段として以下の構成を備える。 The present invention has been made for the purpose of solving the above-described problems, and includes the following configuration as one means for achieving the object.
即ち、本願発明における画像形成装置は、像担持体と、前記像担持体に画像形成を行う形成手段と、無端状ベルトと、前記像担持体及び前記無端状ベルトを当接及び離間させる当接・離間手段と、を備え、前記像担持体及び前記無端状ベルトを当接させた状態で前記像担持体に担持されたトナー像を前記無端状ベルト或いは前記無端状ベルトにより搬送される記録紙に転写する画像形成装置において、前記像担持体及び前記無端状ベルトの当接時の負荷変動に応じて、前記像担持体或いは前記無端状ベルトを回転駆動する駆動手段からの出力信号が、前記駆動手段への負荷が大きくなった場合の出力信号に変化することを検出し、検出結果に基づき前記像担持体及び前記無端状ベルトの当接に要する実動作時間を計測する計測手段と、前記計測手段により計測された実動作時間に従い、次工程の画像シーケンスを実行する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記計測手段による計測を行う際に、前記像担持体の回転速度と前記無端状ベルトの回転速度との回転速度差を、通常の画像形成時よりも大きくなるように前記像担持体及び前記無端状ベルトの何れかの回転速度を制御することを特徴とする。 In other words, the image forming apparatus according to the present invention includes an image carrier, a forming unit that forms an image on the image carrier, an endless belt, and a contact that abuts and separates the image carrier and the endless belt. A recording paper that is provided with a separating unit and that conveys a toner image carried on the image carrier by the endless belt or the endless belt in a state where the image carrier and the endless belt are in contact with each other; In the image forming apparatus to be transferred to the image forming apparatus, an output signal from a driving unit that rotationally drives the image carrier or the endless belt in response to a load fluctuation at the time of contact between the image carrier and the endless belt Measuring means for detecting a change in an output signal when the load on the driving means increases, and measuring an actual operation time required for contact between the image carrier and the endless belt based on a detection result ; Total According actual operation time measured by the unit, and a control means for executing an image sequence of the next step, the said control means, when performing measurement by the measuring means, wherein the rotational speed of the image carrier endless the rotational speed difference between the rotational speed of the Jo belt, characterized that you control either the rotational speed of the image bearing member and said endless belt so as to be larger than during normal image formation.
本発明によれば、感光ドラムと無端状ベルトとの当接に要する実際の時間を計測するので、当接動作の影響を回避しつつ、次工程の画像シーケンスを早期に開始することができ、結果、FPOTを短縮できる。 According to the present invention, since the actual time required for contact between the photosensitive drum and the endless belt is measured, the image sequence of the next process can be started early while avoiding the influence of the contact operation. As a result, FPOT can be shortened.
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 Hereinafter, exemplary embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. However, the constituent elements described in this embodiment are merely examples, and are not intended to limit the scope of the present invention only to them.
[画像形成装置の構成例]
図1は画像形成装置100の構成を示す図である。図1に示す画像形成装置100には、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の各色ごとに4つの画像形成部が配置されている。夫々の画像形成部は、感光ドラム101Y、101M、101C、101Bkを備えている。尚、以下では感光ドラムのことを抽象化した表現として像担持体と称する。また夫々の画像形成部は、像担持体101Y〜101Bkを一様に所定の電位に帯電するための帯電手段102Y、102M、102C、102Bkを備える。また夫々の画像形成部は、帯電された像担持体101Y〜101Bk上に各色画像データに対応したレーザ光103Y〜Bkを照射して静電潜像を形成するためのレーザスキャナユニット104Y、104M、104C、104Bkを備える。また夫々の画像形成部は、像担持体101Y〜101Bk上に形成された静電潜像を現像して顕像化するための現像手段105Y、105M、105C、105Bkを備える。また夫々の画像形成部は、現像手段105Y〜105Bk内の各色トナーを像担持体101Y〜101Bkに送り出すためのスリーブローラ106Y、106M、106C、106Bkを備える。また夫々の画像形成部は、像担持体101Y〜101Bk上に形成されたトナー画像(トナー像)を転写ベルト113に転写するための転写手段108Y、108M、108C、108Bkを備える。また夫々の画像形成部は、転写ベルト113へのトナーの転写後に像担持体101Y〜101Bk上に残留したトナーを除去するためのクリーニング手段109Y、109M、109C、109Bkを備える。また、110Y、110M、110C、110Bkは廃トナーを収納するための廃トナーユニットである。
[Configuration example of image forming apparatus]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of the
画像形成装置100の下部には給紙装置部が有り、記録媒体107が収納された給紙カセット111が配置されている。給紙カセット111からの記録媒体107の搬送経路には、記録媒体の給紙用のピックアップローラ112、記録媒体を搬送路内に送り出すフィードローラ123、フィードローラ123と対向配置されるリタードローラ124が配置されている。また、記録媒体107の先端を検出し、転写ベルト113との転写位置において転写タイミングを図るためのレジセンサ114が配置されている。また、転写ベルト113上に一次転写されたトナー画像を記録媒体107上に二次転写するタイミングをとるためのレジストローラ115が配置されている。給紙カセット111から給送された記録媒体107は二次転写ローラ116の位置でトナー画像を二次転写される。117は定着手段であり、記録媒体107上に転写された4色のトナー画像を溶融定着させる。定着された記録媒体107は機外に排出され、画像形成動作を終了する。
The
[像担持体(感光ドラム)と中間転写体(無端状ベルト)の当接・離間の構成例]
画像形成装置の像担持体101と中間転写体113の当接・離間の状態を図2に示す。図2(a)は像担持体101と中間転写体113との離間状態、図2(b)は像担持体101と中間転写体113との当接状態を示している。118は像担持体101と中間転写体113との当接・離間を行うためのソレノイド(当接・離間ソレノイドと称する)、119は当接・離間ソレノイドと当接・離間ユニットとの連結ギヤ、120は当接・離間駆動カム、121は当接・離間ユニットである。
[Configuration example of contact / separation of image carrier (photosensitive drum) and intermediate transfer member (endless belt)]
FIG. 2 shows the contact / separation state of the image carrier 101 and the
当接動作時においては、制御部10の制御指示により当接・離間ソレノイド118が電磁的に吸引動作すると、連結ギヤ119が図中矢印方向(右回り)に回転し、連結ギヤ1回転あたり当接・離間駆動カム120を1/4回転右回りに駆動させる。当接・離間駆動カム120が1/4回転駆動すると、当接・離間駆動カム120の凸部分によって、当接・離間ユニット121が転写ローラ108とともに押し上げられ像担持体101と接触する。
During the contact operation, when the contact /
離間動作時においては、当接動作後に、当接・離間ソレノイド118が電磁的に吸引動作すると、連結ギヤ119が図中矢印方向(右回り)に回転し、連結ギヤ1回転あたり当接・離間駆動カム120を1/4回転右回りに駆動させる。当接・離間駆動カム120が1/4回転駆動すると、当接・離間駆動カム120の凸部分が移動するため、当接・離間ユニット121は転写ローラ108とともに下方に降り像担持体101から離間する。
At the time of the separation operation, after the contact operation, when the contact /
次回当接動作を行う前に、連結ギヤ119を2回転分移動させ、当接・離間駆動カム120を元の位置まで移動させておく。当接・離間駆動カム120及び当接・離間ユニット121の形状を工夫することで、例えばモノクロプリントに対応した、Bkの像担持体101Bkのみを当接し、像担持体101Y〜101Cを離間しておく等、別の当接・離間パターンの設定も可能である。
Before performing the next contact operation, the connecting
[像担持体刊の位相補正〜ATVCまでの一連動作のタイミング説明]
図3は、像担持体101Y、M、C、Bk間の位相補正、像担持体101と中間転写体113との当接、ATVCの一連の動作をタイミングチャートとして表したものである。図3において、1はシーケンス上の起点となるタイミングであり、画像形成装置の電源投入後のイニシャルシーケンス開始タイミングや、プリント開始タイミングなどが該当する。2は像担持体101(感光ドラム101)の位相補正を行う期間であり、像担持体101の位相補正の一例として2.5sec〜3sec程度の時間を要する。この像担持体101の位相補正についてより具体的に説明すると、例えば基準色をYとすると、像担持体101Yの回転位相に対して、所定の位相差の位置関係になるように、他の像担持体の回転位相を調整/制御することをいう。尚、像担持体101M、C、Bk間の位相差関係は像担持体の配置間隔等から決まる。3は像担持体101と中間転写体113との当接が行われる期間であり、約1sec程度の時間を要する。ただし、像担持体101と中間転写体113との当接の実動作にかかる時間は、機構部品の固体バラツキなどにより不明であるため、動作バラツキにマージンを持って確実に像担持体101と中間転写体113との当接が完了できる時間を設定している。4はATVCを行う期間であり、ATVCの一例として約4sec〜5sec程度の時間を要する。5は当接・離間ソレノイド118の動作状態を示す信号であり、Hiになるタイミングで当接・離間ソレノイド118がONされ、連結ギヤ119に駆動が伝達される。当接・離間ソレノイド118がOFFされた後も、当接・離間駆動カム120は当接・離間ソレノイド118の爪が連結ギヤ119に掛かるまで遅れて駆動を続ける。この為、当接・離間ソレノイド118のOFFタイミングが像担持体101と中間転写体113との当接完了のタイミングとは異なる。従って、画像形成装置のシーケンス上は、像担持体101と中間転写体113との当接期間3全体を当接に要する時間としている。6〜9はY、M、C、Bk夫々のATVCの実行タイミングである。各転写部単独のATVCに掛かる時間は6〜9の夫々Hiになるタイミングであり、約1.5sec程度の時間を要する。
[Explanation of the timing of a series of operations from phase correction to ATVC published by the image carrier]
FIG. 3 is a timing chart showing a series of operations of phase correction between the
[像担持体及び中間転写体の駆動手段の構成例]
ところで、上述説明してきた像担持体101や中間転写体113を駆動するモータには、高トルクが発生でき、低振動であることなどからDCブラシレスモータを用いられることが多い。
[Configuration example of driving means for image carrier and intermediate transfer member]
Incidentally, a DC brushless motor is often used as the motor for driving the image carrier 101 and the
ここで、DCブラシレスモータの構造及び制御回路の一例を図4に示す。図4において、50は各回転体の駆動制御を行うASIC、51はASIC50内部に設けられたモータの位置制御及び速度制御を行うモータ制御部である。また、52はモータ送る電力を制御するドライバであり、ハイ側トランジスタとロー側トランジスタを各3個備え、夫々コイル54のU、V、Wに接続されている。また、53はDCブラシレスモータ、DCブラシレスモータ53は、U、V、Wの3相スター結線されたコイル54とロータ55である。そしてロータの位置検出手段としてロータ55の磁極を検知する3個のホール素子56a、56b、56cを備えている。また、DCブラシレスモータ53は、ロータ55の外周にモータ基板上に磁気パターン57と磁気センサ58を設けている。磁気センサ58はロータ55が回転することで磁気パターン57に生じる起電力を検出し、ロータ55の回転速度に応じたパルス信号59(Frequency Generator Pulse:以降FGパルスと称する)を発生する。このFGパルス59(速度信号とも呼ぶ)をモータ制御部51に入力し、これをカウントすることによりモータの回転速度を算出している。また電流検出抵抗60により検出されたモータの駆動電流の電圧換算値を監視し、ドライバ52及びDCブラシレスモータ53の異常状態の検出を行っている。
Here, FIG. 4 shows an example of the structure and control circuit of a DC brushless motor. In FIG. 4,
モータ制御部51は、ホール素子56a〜56cが発生するロータ位置信号HU〜Wにより、ロータ55の位置を特定し、相切り替え信号を生成する。相切り替え信号UU〜UW、LU〜LWは、ドライバ52の各トランジスタをON/OFF制御し励磁する相を順次切り替えロータ55を回転させる。
The
また、モータ制御部51は速度制御を行うために、回転速度目標値と回転速度情報を比較し速度誤差情報を得る。また、位置制御を行うために、回転速度情報を積分したロータ55の位置情報と、位置目標値と比較し、位置誤差情報を得る。上記、速度誤差情報と位置誤差情報からモータ操作量を演算し、その結果によりPWM信号を生成、出力する。PWM信号は0でduty0%、255でduty100%となる。PWM信号は相切り替え信号UU〜UWとNANDゲートにより駆動電流のチョッピング処理を行いモータの回転速度を制御する。尚、ロー側トランジスタを全相オンすることにより、モータにブレーキをかけることができる。
Further, in order to perform speed control, the
図5は実施例1の構成を説明する図である。本実施例を説明するにあたって、前述説明した符号については説明の詳細を省く。図5において、10は画像形成装置の制御部である。11は当接・離間ソレノイド118を制御部10からの指示により動作させるための動作信号である。12は像担持体駆動モータ13を駆動させるための制御信号である。Y、M、C、Bkの各像担持体101Y〜101Bkに夫々像担持体駆動モータ(13Y、13M、13C、13Bk)を配置しており、夫々の像担持体駆動モータに対して制御信号(12Y、12M、12C、12Bk)が接続されている。14は中間転写体駆動モータ15を駆動させるための制御信号である。16は検出抵抗60により検出された中間転写体駆動モータ15の駆動電流の電圧変換信号である。尚、ここでの検出抵抗60は、先の図4で説明した検出抵抗60に一致する。
FIG. 5 is a diagram illustrating the configuration of the first embodiment. In the description of the present embodiment, the detailed description of the reference numerals described above is omitted. In FIG. 5, 10 is a control unit of the image forming apparatus.
図6に像担持体101と中間転写体113が離間している状態から当接し最終的に離間する時の当接・離間ソレノイド118の動作タイミングと、中間転写体駆動モータ15電流波形の一例を示す。ここで中間転写体駆動モータ15の電流波形は、電流検出抵抗60の電圧値を検出することで行われる。
FIG. 6 shows an example of the operation timing of the contact /
図6において、17は当接・離間ソレノイド118の動作タイミングを示しており、18は中間転写体駆動モータ15の駆動電流波形を示す。19は中間転写体駆動モータ15が起動し始めるタイミング、20は当接・離間ソレノイド118が駆動信号により当接時の動作を開始するタイミング、21は中間転写体駆動モータ15の電流が変化しているタイミングである。このタイミング21で像担持体101と中間転写体113が当接することにより、中間転写体駆動モータ15に掛かる負荷電流が変化していることがわかる。本実施例による測定結果では、当接・離間ソレノイド118がONしてから、像担持体101と中間転写体113が当接するまでの実動作時間は約500msecであった。22は画像形成装置の制御部10が、像担持体101と中間転写体113との当接に掛かる時間を予め設定しているタイミングである。当接・離間ソレノイド118がONしてから、像担持体101と中間転写体113が当接するまでの時間見積りを約950msecとして設定している。23及び24は当接・離間ソレノイド118が駆動信号により離間時の動作を開始するタイミングである。23は1段階目として、Y、M、C、Bkの各像担持体のうち、Y、M、Cの像担持体のみ離間(即ちBkのみ当接)するタイミング、24は2段階目として、Bkの像担持体を離間するタイミングであり、すべての離間動作が完了する。
In FIG. 6, 17 indicates the operation timing of the contact /
図6における、タイミング20〜21(像担持体101と中間転写体113が当接する前)の中間転写体モータ15の駆動電流の拡大図を図7に示す。図7において、25はタイミング20〜21における中間転写体モータ15の駆動電流を検出する際のサンプリングの一例を示す。本実施例においては、中間転写体モータ15の駆動電流の1周期は約50μsecとなっている。これはDCブラシレスモータのモータ制御部51から出力されるPWMの発生周期によって定まる。この中間転写体モータ15の駆動電流1周期の中から複数ポイント測定(本実施例では4ポイント/周期)を行い、10周期、約500μsec分の計測結果(測定データ)を平均化することによって、中間転写体モータ15の電流レベルを算出する。26はタイミング20〜21(像担持体101と中間転写体113が当接する前)の平均電流レベルを表している。尚、複数ポイントの計測結果について平均処理に限定されるものではない。例えば5ポイント計測するうえでは、その真ん中の計測結果を採用するようにしても良い。
FIG. 7 shows an enlarged view of the drive current of the intermediate
次に図6における、タイミング21〜22(像担持体101と中間転写体113が当接した後)の中間転写体駆動モータ15の駆動電流の拡大図を図8に示す。
Next, FIG. 8 shows an enlarged view of the drive current of the intermediate transfer
図8において、27はタイミング21〜22における中間転写体駆動モータ15の駆動電流を検出する際のサンプリングの一例を示す。タイミング20〜21の場合と同様に、中間転写体モータ15の電流レベルを算出する。28はタイミング21〜22(像担持体101と中間転写体113が当接した後)の平均電流レベルを表す。
In FIG. 8,
当接・離間ソレノイド118がONされてから、タイミング20〜22にかけて、この平均電流レベル測定を10周期ごとに夫々行う。そして、像担持体101と中間転写体113が当接する前後の平均電流レベル26と28のレベル差が検出されたタイミングが像担持体101と中間転写体113が当接したタイミングと判断できる。
After the contact /
図9(a)は実施例1における、像担持体と中間転写体との当接時間を計測する当接時間計測モードについて説明するフローチャートである。尚、当接時間計測モードは、画像形成装置の新規購入時、その後の像担持体及び中間転写体の交換の際に1度実施し、当接時間情報の更新を行えば良い。 FIG. 9A is a flowchart for explaining the contact time measurement mode for measuring the contact time between the image carrier and the intermediate transfer member in the first embodiment. Note that the contact time measurement mode may be performed once when an image forming apparatus is newly purchased and when the image carrier and the intermediate transfer member are subsequently replaced, and the contact time information is updated.
図9(a)において、当接時間計測モードがスタートすると、像担持体101と中間転写体113が駆動を開始する(S101)。この開始のタイミングは先に説明した図3の1の起点のタイミングと略一致する。また、この時点では、像担持体101と中間転写体113は当接していない。
In FIG. 9A, when the contact time measurement mode starts, the image carrier 101 and the
次に、制御部10は、電圧変換信号16を検出することで、中間転写体駆動モータ15の駆動電流の測定を開始する(S102)。尚、ここでは実際には、図6に示されたような電流値変化に応じた電圧変化を制御部10により検出していることになるが、この電圧変化の検出のことを、以下においては電流を検出(或いは測定)すると称する。そして測定された電流値をもとに、制御部10は、像担持体101と中間転写体113が当接する前の平均電流を算出する(S103)。尚、駆動電流の測定は当接時間計測モードが終了するまで予め定められた所定時間毎(例えば上述図7で説明した駆動電流10周期分(約500μsec毎))に平均電流値を更新しながら計測を継続する。
Next, the
S104に進み、制御部10は、当接・離間ソレノイド118にONを指示し当接動作に移行する。そして、制御部10は、中間転写体駆動モータ15の駆動電流の測定を継続し、順次像担持体101と中間転写体113が当接した後の平均電流値を算出していく(S105)。
In step S104, the
そして、制御部10は、検出された電流変化より、実際の当接前後での中間転写体駆動モータ15の駆動電流平均値に一定条件のレベル差が発生したことを認識する(S106)。尚、この一定条件のレベル差の詳細については後述にて詳しく説明する。そして制御部10は、S106でYESと判断すると、当接・離間ソレノイド118をONさせたタイミングから、駆動電流平均値のレベル差を認識するまでのタイミングまでの時間を算出する(S107)。そしてこの時間を実動作上の像担持体101と中間転写体113との当接時間として不図示の不揮発性記憶部に格納し処理を終了する(S108)。尚、当接前後における中間転写体駆動モータ15の駆動電流平均値のレベル差については、中間転写体駆動モータ15の駆動電流の継続測定において、駆動電流の平均値に一定の変化が認識できたことをもって判定することができる。図7及び図8の説明における一例の場合、当接前後における駆動電流の平均値のレベル差は約500mAとなった。
Then, the
一方、制御部10は、S106で、一定期間、中間転写体駆動モータ15の駆動電流平均値のレベル差を認識できない場合処理をS109に進める。初期設定値を像担持体101と中間転写体113との当接時間として不図示の不揮発性記憶部に格納し処理を終了する。ここで、初期設定値とは、図6の説明で上述した画像形成装置の制御部10が、像担持体101と中間転写体113との当接に掛かる時間を予め見積もり設定しているタイミングである。例えば、工場においてデフォルト値として記憶した値に相当する。また、工場とは別に、前回で図9のフローチャートが実行された再のS108の処理で格納された値とすることもできる。
On the other hand, the
次に、図9(a)の当接時間計測モードが終了して、像担持体101と中間転写体113との当接に掛かる実動作時間を記憶手段に格納した後に、図9(b)のフローチャートが実行される。図9のフローチャートは、画像形成装置がプリント信号を受信した場合の処理フローチャートを示す。
Next, after the contact time measurement mode of FIG. 9A is completed and the actual operation time required for contact between the image carrier 101 and the
図9(b)において、画像形成装置がプリント信号を受信しプリント動作が開始されると、制御部10は、不図示の記憶手段に格納された像担持体101と中間転写体113との当接時間情報を当接に掛かる実動作時間として設定する(S110)。次に、制御部10の制御のもと像担持体101Y、M、C、K間の位相関係を補正する(S111)。そして位相補正が終了すると、制御部10は、当接・離間ソレノイドをONさせる(S112)。
In FIG. 9B, when the image forming apparatus receives the print signal and the printing operation is started, the
S113に進み、制御部10は、当接・離間ソレノイドをONさせたタイミングから、像担持体101と中間転写体113との当接に掛かる実動作時間として設定した時間になるまでをカウントする。そして、設定した当接時間が経過すると制御部10は処理をS114に進ませ、像担持体101と中間転写体113との当接は完了していると判断し、ATVCを開始する。そして、ATVCが終了した後に、画像形成シーケンスに移行する。
In step S113, the
以上説明したように、中間転写体駆動モータ15の電流を測定し、像担持体101と中間転写体113との当接時の負荷変動による電流変化を検出することによって、像担持体101と中間転写体113との実動作上の当接時間を知ることができる。そして実動作上の当接時間を、これ以降のプリント前シーケンスにおける像担持体101と中間転写体113との当接時間として適用することによって、FPOTを短縮することが可能である。
As described above, the current of the intermediate transfer
尚、本実施例で説明した当接時間計測モードは、画像形成装置の新規購入時の電源投入時、及びその後の像担持体または中間転写体の交換の度毎に1度実施し、当接時間情報の更新を行うことが想定される。 The contact time measurement mode described in this embodiment is performed once when the power is turned on when a new image forming apparatus is purchased and every time the image carrier or intermediate transfer member is replaced thereafter. It is assumed that the time information is updated.
また、上述においてはATVCについて説明を行ったがそれには限定されない。感光ドラムと中間転写ベルトとの当接動作によって動作精度に影響が出てしまう様な画像シーケンスであれば、ATVC以外の画像シーケンスを適用することができ、精度向上というATVCの場合と同様の効果を得ることが出来る。 In the above description, ATVC has been described, but the present invention is not limited thereto. An image sequence other than ATVC can be applied as long as it is an image sequence in which the operation accuracy is affected by the contact operation between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt, and the same effect as the ATVC in improving accuracy can be applied. Can be obtained.
実施例2では、像担持体101と中間転写体113との当接時の電流変化を像担持体駆動モータ13の電流変化により検出する場合について説明する。
In the second embodiment, a case where a current change at the time of contact between the image carrier 101 and the
図10は実施例2における制御部10と他の構成との関係を説明する図である。本実施例の構成を説明するにあたって、前述説明した符号については説明の詳細を省く。図10において、29は像担持体駆動モータ13の駆動電流を検出するための検出抵抗である。像担持体駆動モータ13についても、図4で説明したものと同様の制御回路が備えられており、この検出抵抗29は、図4で説明した検出抵抗60に相当する。30は検出抵抗29により検出された像担持体駆動モータ13の駆動電流の電圧変換信号であり、制御部10に入力される。尚、本実施例では像担持体駆動モータ13の駆動電流を検出するための検出抵抗29は、像担持体101Bkを駆動する像担持体駆動モータ13Bkに接続するもののみを図示している。しかし、その他の像担持体101Y、101M、101Cを駆動する像担持体駆動モータ13Y、13M、13Cに駆動電流を検出するための検出抵抗を接続した場合でも同様の効果を得ることができる。
FIG. 10 is a diagram illustrating the relationship between the
像担持体101と中間転写体113との当接時の電流変化を、像担持体駆動モータ13の電流変化により検出する場合の電流波形の様子は、実施例1の中間転写体駆動モータ15の場合と同様に説明できる。
The state of the current waveform when the current change at the time of contact between the image carrier 101 and the
図11は実施例2における、像担持体と中間転写体との当接時間を計測する当接時間計測モードについて説明するフローチャートである。図11において、当接時間計測モードがスタートすると、先に説明したS101と同様に像担持体101と中間転写体113が駆動を開始する(S201)。
FIG. 11 is a flowchart for explaining a contact time measurement mode for measuring the contact time between the image carrier and the intermediate transfer member in the second embodiment. In FIG. 11, when the contact time measurement mode is started, the image carrier 101 and the
次に、制御部10は、電圧変換信号39を検出することで、像担持体駆動モータ13の駆動電流の測定を開始する(S202)。そして測定された電流値をもとに、制御部10は、像担持体101と中間転写体113が当接する前の平均電流を算出する(S203)。尚、駆動電流の測定は当接時間計測モードが終了するまで予め定められた所定時間毎(例えば上述図7説明の10周期、約500μsec毎)に平均電流値を更新しながら継続する。
Next, the
S204に進み、制御部10は、当接・離間ソレノイド118にONを指示し当接動作に移行する。そして、制御部10は、像担持体駆動モータ13の駆動電流の測定を継続し、順次像担持体101と中間転写体113が当接した後の平均電流値を算出していく(S205)。
In step S204, the
そして、制御部10は、検出された電流変化により、実際の当接前後での像担持体駆動モータ13の駆動電流平均値に一定条件のレベル差が発生したことを認識する(S206)。そして、制御部10はS206でYESと判断すると、当接・離間ソレノイド118をONさせたタイミングから、駆動電流平均値のレベル差を認識するまでのタイミングまでの時間を算出する(S207)。そしてこの時間を実動作上の像担持体101と中間転写体113との当接時間として不図示の不揮発性記憶部に格納し紙処理を終了する(S208)。尚、当接前後における像担持体駆動モータ13の駆動電流平均値のレベル差については、実施例1と同様に、像担持体駆動モータ13の駆動電流の継続測定において、駆動電流の平均値に一定の変化が認識できたことをもって判定することができる。
Then, the
一方、制御部10は、S206で一定期間、像担持体駆動モータ13の駆動電流平均値のレベル差を認識できない場合S209に進める。初期設定値を像担持体101と中間転写体113との当接時間として不図示の不揮発性記憶部に格納し処理を終了する。ここでの初期設定値とは実施例1で説明した通りである。
On the other hand, if the
そして、当接時間計測モードが終了した後に、画像形成装置がプリント信号を受信した場合の処理については、実施例1で説明した場合と同様に行われる。 The processing when the image forming apparatus receives a print signal after the contact time measurement mode ends is performed in the same manner as described in the first embodiment.
以上説明したように、像担持体駆動モータ13の電流を測定し、像担持体101と中間転写体113との当接時の負荷変動による電流変化を検出することによって、像担持体101と中間転写体113との実動作上の当接時間を知ることができる。そして実動作上の当接時間を、これ以降のプリント前シーケンスにおける像担持体101と中間転写体113との当接時間として適用することによって、FPOTを短縮することが可能である。
As described above, the current of the image carrier driving motor 13 is measured, and the change in current due to the load variation at the time of contact between the image carrier 101 and the
また、上述においてはATVCについて説明を行ったがそれには限定されない。感光ドラムと中間転写ベルトとの当接動作によって動作精度に影響が出てしまう様な画像シーケンスであれば、ATVC以外の画像シーケンスを適用することができ、精度向上というATVCの場合と同様の効果を得ることが出来る。 In the above description, ATVC has been described, but the present invention is not limited thereto. An image sequence other than ATVC can be applied as long as it is an image sequence in which the operation accuracy is affected by the contact operation between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt, and the same effect as the ATVC in improving accuracy can be applied. Can be obtained.
実施例3では、像担持体101と中間転写体113との当接時の負荷変動を中間転写体駆動モータ15のFGパルス信号(以下FGパルスと称する)の変化により検出する場合について説明する。
In the third embodiment, a case will be described in which a load fluctuation at the time of contact between the image carrier 101 and the
図12は実施例3における制御部10と他の構成との関係を説明する図である。本実施例を説明するにあたって、前述説明した符号については説明の詳細を省く。図12において、31は中間転写体駆動モータ15から出力されるFGパルスであり、制御部10に入力されている。このFGパルス31からのパルス数をカウントすることによりモータの回転速度を算出している。
FIG. 12 is a diagram illustrating the relationship between the
図13に実施例3の動作を説明するタイミングチャートを示す。図13において、32は当接・離間ソレノイド118の動作タイミングを示しており、33は中間転写体113の駆動速度を示す。そして34は中間転写体駆動モータ15から出力されるFGパルスを示す。35は当接・離間ソレノイド118のONタイミングである。また、36は当接・離間ソレノイド118がONしてから、像担持体101と中間転写体113が実際に当接するまでの期間である。また37は像担持体101と中間転写体113との当接タイミング、38は像担持体101と中間転写体113との当接により中間転写体113の駆動速度が変動し、その後中間転写体駆動モータ15の速度制御により、速度変動が目標速度に収束していく期間である。
FIG. 13 is a timing chart for explaining the operation of the third embodiment. In FIG. 13, 32 indicates the operation timing of the contact /
中間転写体113の速度変動期間38において、像担持体101と中間転写体113との当接により、中間転写体113の速度が変動すると、中間転写体113の速度の低下に伴い、中間転写体駆動モータ15から出力されるFGパルスの周期が長くなる。制御部10は、この期間36と間38とのFGパルスのカウント周期が変動するタイミングを検出し、像担持体101と中間転写体113との当接タイミングを認識する。
If the speed of the
図14は実施例3における、像担持体と中間転写体との当接時間を計測する当接時間計測モードについて説明するフローチャートである。 FIG. 14 is a flowchart for explaining the contact time measurement mode for measuring the contact time between the image carrier and the intermediate transfer member in the third embodiment.
図14において、当接時間計測モードがスタートすると、先に説明したS101と同様に像担持体101と中間転写体113が駆動を開始する(S301)。
In FIG. 14, when the contact time measurement mode is started, the image carrier 101 and the
次に、制御部10は、中間転写体駆動モータ15のFGパルスの測定を開始する(S302)。そして制御部10は、測定(検出)されたFGパルスの周期をもとに、像担持体101と中間転写体113が当接する前の駆動速度を算出する(S303)。FGパルスはパルス周期が一定である間、駆動速度は一定として測定を継続していく。
Next, the
次に、制御部10は、S304に進み、当接・離間ソレノイド118にONを指示し当接動作に移行する。そして、制御部10は、中間転写体駆動モータ15のFGパルスの測定を継続し、順次像担持体101と中間転写体113が当接した後のFGパルスの周期変動から駆動速度を算出する(S305)。
Next, the
そして、制御部10は、検出されたFGパルス周期の変化により、実際の当接前後での中間転写体駆動モータ15の駆動速度に変動があったことを認識する(S306)。そして、制御部10はS306でYESと判断すると、当接・離間ソレノイド118をONさせたタイミングから、駆動電流平均値のレベル差を認識するまでのタイミングまでの時間を算出する(S307)。そして、この時間を実動作上の像担持体101と中間転写体113との当接時間として不図示の不揮発性記憶部に格納し処理を終了する(S308)。尚、S306で一定期間、制御部10が中間転写体駆動モータ15のFGパルスに変化が認識できない場合、S309に処理を進め、初期設定値を像担持体101と中間転写体113との当接時間として不図示の不揮発性記憶部に格納して終了する。ここでの初期設定値とは実施例1で説明した通りである。
Then, the
そして、当接時間計測モードが終了した後に、画像形成装置がプリント信号を受信した場合の処理については、実施例1で説明した場合と同様に行われる。 The processing when the image forming apparatus receives a print signal after the contact time measurement mode ends is performed in the same manner as described in the first embodiment.
以上説明したように、像担持体101と中間転写体113との当接時の負荷変動による中間転写体113の速度変動(FGパルス周期)を検出することによって、像担持体101と中間転写体113との実動作上の当接時間を知ることができる。そして実動作上の当接時間を、これ以降のプリント前シーケンスにおける像担持体101と中間転写体113との当接時間として適用することによって、FPOTを短縮することが可能である。
As described above, the image carrier 101 and the intermediate transfer member are detected by detecting the speed fluctuation (FG pulse cycle) of the
また、本実施例では、中間転写体駆動モータ15のFGパルスを測定し、中間転写体113の速度変動から、像担持体101と中間転写体113との当接タイミングを検出した。しかし、像担持体駆動モータ13のFGパルスを測定し、像担持体101の速度変動から、像担持体101と中間転写体113との当接タイミングを検出することも可能である。
In this embodiment, the FG pulse of the intermediate transfer
また、上述においてはATVCについて説明を行ったがそれには限定されない。感光ドラムと中間転写ベルトとの当接動作によって動作精度に影響が出てしまう様な画像シーケンスであれば、ATVC以外の画像シーケンスを適用することができ、精度向上というATVCの場合と同様の効果を得ることが出来る。 In the above description, ATVC has been described, but the present invention is not limited thereto. An image sequence other than ATVC can be applied as long as it is an image sequence in which the operation accuracy is affected by the contact operation between the photosensitive drum and the intermediate transfer belt, and the same effect as the ATVC in improving accuracy can be applied. Can be obtained.
[変形例]
尚、上記実施例で説明した当接時間計測モードは、画像形成装置の新規購入時の電源投入時、及びその後の像担持体または中間転写体の交換の度毎に1度実施することが想定される。この当接時間情報の更新を行うことで、像担持体101と中間転写体113との実際の当接時間をプリント前シーケンスに適用することができ、FPOTを短縮することができる。
[Modification]
Note that the contact time measurement mode described in the above embodiment is assumed to be performed once when the image forming apparatus is newly purchased and every time the image carrier or intermediate transfer body is replaced. Is done. By updating the contact time information, the actual contact time between the image carrier 101 and the
また、像担持体101の駆動速度と中間転写体113の駆動速度の周速差(回転速度差)をより大きく設定することで、像担持体101と中間転写体113との当接時の負荷変動を大きくすることができる。つまり、当接時間計測モードにおける、像担持体101の駆動速度と中間転写体113の駆動速度を、少なくとも通常の画像形成時における周速差をより大きく予め設定する。こう設定することで、像担持体101と中間転写体113との当接前の駆動電流の最大値(I1b)と、像担持体101と中間転写体113との当接後の駆動電流の最小値(I1a)との関係を、より差分が大きい状態でI1b<I1aとできる。これにより、当接時間計測モードにおいて、中間転写体駆動モータ15の駆動電流が急峻に変化するポイントをより容易に検出することができ、これを像担持体101と中間転写体113との当接するポイントと判別することが可能となる。
Further, by setting a larger peripheral speed difference (rotational speed difference) between the driving speed of the image carrier 101 and the driving speed of the
また、当接時間計測モードにおける、像担持体101の駆動速度と中間転写体113の駆動速度を、少なくとも通常の画像形成時における周速差をより大きく予め設定することは実施例2、3においても同様である。実施例2の場合には、上述の説明で、中間転写体駆動モータ15の駆動電流を算出していたところを、像担持体駆動モータ13について行えば良い。また実施例3の場合には、周速差を大きく設定したうえで、FGパルス信号の変化を説明した如く検出すれば良い。また、像担持体101と中間転写体113との周速差を、少なくとも通常の画像形成時における周速差よりも大きく設定するにあたっては、中間転写体駆動モータ15及び像担持体駆動モータ13の何れ、又は両方を制御するようにすればよい。
In the second and third embodiments, the driving speed of the image carrier 101 and the driving speed of the
また、上述の各実施例の説明では、感光ドラムと中間転写ベルトについて説明を行ったが、感光ドラムから記録紙(記録材)にトナー像を直接転写する方式の画像形成装置においても適用可能である。 In the above description of each embodiment, the photosensitive drum and the intermediate transfer belt have been described. However, the present invention can also be applied to an image forming apparatus that directly transfers a toner image from a photosensitive drum to a recording sheet (recording material). is there.
10 制御部
11 当接・離間ソレノイドを動作させるための動作信号
12 像担持体駆動モータを駆動させるための制御信号
13 像担持体駆動モータ
14 中間転写体駆動モータを駆動させるための制御信号
15 中間転写体駆動モータ
16 中間転写体駆動モータの駆動電流を検出する信号
31 中間転写体駆動モータのFGパルス
50 ASIC
51 モータ制御部
52 モータドライバ
53 DCブラシレスモータ
100 画像形成装置
101 像担持体
108 転写ローラ
113 中間転写体
118 当接・離間ソレノイド
120 当接・離間駆動カム
121 当接・離間ユニット
DESCRIPTION OF
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記像担持体及び前記無端状ベルトの当接時の負荷変動に応じて、前記像担持体或いは前記無端状ベルトを回転駆動する駆動手段からの出力信号が、前記駆動手段への負荷が大きくなった場合の出力信号に変化することを検出し、検出結果に基づき前記像担持体及び前記無端状ベルトの当接に要する実動作時間を計測する計測手段と、
前記計測手段により計測された実動作時間に従い、次工程の画像シーケンスを実行する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記計測手段による計測を行う際に、前記像担持体の回転速度と前記無端状ベルトの回転速度との回転速度差を、通常の画像形成時よりも大きくなるように前記像担持体及び前記無端状ベルトの何れかの回転速度を制御することを特徴とする画像形成装置。 An image carrier, a forming unit that forms an image on the image carrier, an endless belt, and a contact / separation unit that contacts and separates the image carrier and the endless belt. In the image forming apparatus for transferring the toner image carried on the image carrier to the endless belt or the recording paper conveyed by the endless belt in a state where the carrier and the endless belt are in contact with each other,
In response to a load change at the time of contact between the image carrier and the endless belt, an output signal from a drive unit that rotationally drives the image carrier or the endless belt increases a load on the drive unit. Measuring means for measuring the actual operation time required to contact the image carrier and the endless belt based on the detection result,
In accordance with the actual operation time measured by the measuring means, the control means for executing the image sequence of the next process ,
The control means, when performing the measurement by the measurement means, makes the difference between the rotation speed of the image carrier and the rotation speed of the endless belt larger than that during normal image formation. an image forming apparatus comprising that you control either the rotational speed of the carrier and the endless belt.
前記計測手段は、前記複数の像担持体のすべてと前記無端状ベルトの当接に要する実動作時間を計測することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。 Comprising a plurality of image carriers,
Said measuring means, an image forming apparatus according to any one of claims 1 to 3, characterized in that to measure the actual operation time required for contact of all said endless belt of said plurality of image bearing members .
無端状ベルトと、
前記像担持体及び前記無端状ベルトを当接及び離間させる当接・離間手段と、を備え、前記像担持体及び前記無端状ベルトを当接させた状態で前記像担持体に担持されたトナー像を前記無端状ベルト或いは前記無端状ベルトにより搬送される記録紙に転写する画像形成装置において、
前記像担持体或いは前記無端状ベルトを回転駆動する駆動手段からの出力される出力信号を検出する検出手段と、
前記検出手段による検出結果に基づき、前記像担持体と前記無端状ベルトが離間した状態から当接した状態になるまでの時間を計測する計測手段と、
前記計測手段による計測を行う際に、前記像担持体の回転速度と前記無端状ベルトの回転速度との回転速度差を、通常の画像形成時よりも大きくなるように前記像担持体及び前記無端状ベルトの何れかの回転速度を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 An image carrier;
An endless belt,
Contact / separation means for contacting and separating the image carrier and the endless belt, and a toner carried on the image carrier in a state where the image carrier and the endless belt are in contact with each other In an image forming apparatus for transferring an image onto the endless belt or a recording sheet conveyed by the endless belt,
Detecting means for detecting an output signal output from a driving means for rotationally driving the image carrier or the endless belt;
Measuring means for measuring the time until the image carrier and the endless belt are brought into contact with each other based on the detection result by the detection means;
When performing measurement by the measuring means, the image carrier and the endless so that the rotational speed difference between the rotational speed of the image carrier and the rotational speed of the endless belt is larger than that during normal image formation. An image forming apparatus comprising: a control unit that controls a rotational speed of any one of the belts .
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