JP6748500B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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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、及び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現像剤を用いて画像を形成する。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)といった色の現像剤が使用される。参照符号の末尾に付与されているy、c、m、bkの文字は現像剤の色を示している。
図2は画像形成部5の要部概略図である。現像装置1は現像剤補給槽20から供給された現像剤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。現像剤とキャリアとが撹拌されることで、現像剤が摩擦帯電する。現像スリーブ8は現像剤を担持する現像剤担持体である。現像スリーブ8は感光ドラム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。電源ユニット2は、静電潜像を現像する場合、現像スリーブ8に直流電圧に交流電圧を重畳させた重畳電圧(現像バイアス)を印加する。電源ユニット2は、感光ドラム10と現像スリーブ8との間に電位差を生じさせるように重畳電圧を印加する電圧印加手段として機能する。なお、電源ユニット3は、感光ドラム10上の画像を中間転写ベルト24へ転写する場合、一次転写ローラ23に所定の直流電圧(転写バイアス)を印加する。電源ユニット3は、感光ドラム10と中間転写ベルト24との間に電位差が生じるように、一次転写ローラ23に直流電圧を印加する。
画像形成部5y、5c、5m、及び5bkにより形成される画像は中間転写ベルト24に重なるように転写される。これによって、フルカラーの画像が中間転写ベルト24に担持される。そのため、画像形成部5y、5c、5m、及び5bkの画像形成位置(画像形成タイミング)が異なってしまうとフルカラーの画像の色味が補償できない。例えば、画像形成装置100の温度変化や画像形成枚数によって、画像形成部5y、5c、5m、及び5bkの画像形成位置が変化する可能性がある。画像形成部5y、5c、5m、及び5bkに形成される画像の相対的な位置のずれはカラーミスレジストレーションと呼ばれる。
感光ドラム10と中間転写ベルト24とは当接しながら回転駆動される。そのため、感光ドラム10の周速度と中間転写ベルト24の周速度とが一致していなければ、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、感光ドラム10の周速度と中間転写ベルト24の周速度との差は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。以下に記載の画像形成装置は、転写効率を高効率にする目的で、感光ドラム10の周速度が中間転写ベルト24の周速度より速くなるように、感光ドラム10の目標速度と中間転写ベルト24の目標速度とが異なる値に設定されている。
画像形成装置100は、画像形成動作の実行中、ニップ部に現像剤が介在する状態のPWM信号値とニップ部に現像剤が介在しない状態のPWM信号値とを取得する。そして、画像形成装置100は2つの状態において取得したPWM信号値に基づいて感光ドラム10の目標速度を変更するか否かを制御する。感光ドラム10の目標速度を調整する調整処理について以下に説明する
画像形成装置100の制御ブロック図を図7に基づいて説明する。CPU1000は画像形成装置100の各部を制御する制御回路である。ROM1100は、CPU1000により実行される、後述のフローチャートの各種処理等を実行するために必要な制御プログラムが記憶されている。RAM1200はCPU1000が動作するためのシステムワークメモリである。温度センサ1005は画像形成装置100の内部温度を測定する。
ΔPWMduty=PWMduty2−PWMduty1・・・(式1)
PWM信号値の差ΔPWMdutyが第1の閾値Thaより大きい場合、ニップ部に現像剤が介在している状態とニップ部に現像剤が介在していない状態との摩擦力が画像不良を引き起こすほど増大していることを意味する。
目標速度Vt(n+1)=現在の目標速度Vt(n)−係数×ΔPWMduty・・・(式2)
そして、CPU1000は色ずれ調整を実行し(S902)、目標速度の調整処理を終了する。係数は正の値である。
図8の説明においてはPWM信号値PWMduty1は画像が形成される毎に取得されて更新する構成とした。しかしながら、例えば、感光ドラム10が1回転する期間にPWM信号値のサンプリングを複数回実行し、複数のPWM信号値の平均値からPWMduty1を決定する構成としてもよい。この構成によればPWM信号値の変化を高精度に取得できる。モータM3が感光ドラム10を回転する場合、モータM3の駆動力を伝達するギアなどのバックラッシや感光ドラム10の偏心によってPWM信号値が変化してしまうからである。
画像形成装置100は、感光ドラム10を回転させるモータM3のPWM信号値を取得する構成とした。その理由としては以下の2点がある。1つ目は、複数の感光ドラム10の各々に対して目標速度を変更できるからである。仮に中間転写ベルト24を駆動させるモータM4のPWM信号値に基づき感光ドラム10の目標速度を変更する場合、摩擦力が増大している感光ドラム10が特定できない。2つ目は、注目感光ドラム10と中間転写ベルト24とのニップ部にさえ現像剤が介在しなければ、他の感光ドラム10と中間転写ベルト24とのニップ部に現像剤が介在していてもPWM信号値PWMduty1を取得できるからである。仮に中間転写ベルト24を駆動させるモータM4のPWM信号値に基づき感光ドラム10の目標速度を変更する場合、全ての感光ドラム10と中間転写ベルト24とのニップ部に現像剤が介在していない状態においてPWM信号値を取得する必要がある。そのため、画像データが連続して転送された場合には、全ての感光ドラム10と中間転写ベルト24とのニップ部に現像剤が介在していない状態とならずPWM信号値を取得する機会が減少してしまう。
離形性の高い現像剤を使用する場合、現像スリーブ8の回転が停止していても現像バイアスによって現像スリーブ8から感光ドラム10へ現像剤が飛翔する可能性がある。ここで、現像バイアスの交流電圧を0に設定すると、現像スリーブ8から感光ドラム10へ飛翔する現像剤の量が略0になった。そこで、電源ユニット2は、ニップ部に現像剤が介在しない状態においてPWM信号値PWMduty2を取得する場合、直流電圧だけを印加する。
5 画像形成部
8 現像スリーブ
10 感光ドラム
24 中間転写ベルト
1000 CPU
1002 目標速度決定部
1300 モータドライバ
Claims (11)
- 像担持体と、
現像剤を担持して回転する現像剤担持体と、
前記現像剤担持体に担持された前記現像剤を用いて、前記像担持体に画像を形成する画像形成手段と、
前記像担持体とのニップ部において前記像担持体上の前記画像が転写される中間転写体と、
前記像担持体を回転駆動させるモータと、
前記像担持体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、
前記モータが前記像担持体を回転しながら前記現像剤担持体が回転している状態において前記モータのトルクに応じて変化する第1信号値を取得し、前記モータが前記像担持体を回転しながら前記現像剤担持体が回転していない状態において前記モータのトルクに応じて変化する第2信号値を取得し、前記第1信号値と前記第2信号値とに基づいて前記像担持体の前記目標速度を決定する決定手段と、を有し、
前記画像形成手段が前記画像を形成し終えた後に、前記決定手段は前記第1信号値を取得し、
前記画像形成手段が画像データに基づく全ての画像を形成し終えた後に、前記現像剤担持体の回転が停止され、
前記現像剤担持体の回転が停止された後に、前記決定手段は前記第2信号値を取得することを特徴とする画像形成装置。 - 前記中間転写体を駆動するために回転する他のモータを更に有し、
前記制御手段は、さらに、前記中間転写体の移動速度が他の目標速度となるように、前記他のモータを制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記決定手段は、さらに、前記現像剤担持体の回転が停止された後に前記他のモータに前記中間転写体の駆動を停止するまでの間に前記第2信号値を取得することを特徴とする請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記像担持体に接触し、前記像担持体上の前記現像剤を除去する除去部材をさらに有し、
前記決定手段は、さらに、前記像担持体と前記除去部材との間に前記現像剤が介在する状態において前記第2信号値を取得することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記モータの回転速度が前記目標速度となるように、前記モータに供給する電力を制御し、
前記第1信号値は、前記現像剤担持体が回転している状態において前記モータに流れる第1電流値に対応し、
前記第2信号値は、前記現像剤担持体が回転していない状態において前記モータに流れる第2電流値に対応することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記決定手段は、前記第1電流値と前記第2電流値との差が閾値より大きければ、前記目標速度を減少させることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成手段は、前記現像剤担持体と前記像担持体との間に電位差を生じさせるように電圧を印加する電圧印加手段をさらに有し、
前記電圧印加手段は、前記画像形成手段が前記画像を形成する場合、交流電圧と直流電圧とを重畳させた重畳電圧を印加し、
前記電圧印加手段は、前記決定手段が前記第2信号値を取得する場合、交流電圧を印加せずに直流電圧を印加することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成手段は、前記像担持体と前記中間転写体との間に電位差が生じるように、電圧を印加する他の電圧印加手段を更に有し、
前記決定手段は、前記他の電圧印加手段によって前記電圧が印加されている期間に前記第2信号値を取得することを特徴とする請求項1乃至7のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 第1像担持体と、
現像剤を担持して回転する第1現像剤担持体と、
前記第1現像剤担持体に担持された前記現像剤を用いて、前記第1像担持体に第1画像を形成する第1画像形成手段と、
第2像担持体と、
現像剤を担持して回転する第2現像剤担持体と、
前記第2現像剤担持体に担持された前記現像剤を用いて、前記第2像担持体に第2画像を形成する第2画像形成手段と、
前記第1像担持体とのニップ部において前記第1像担持体上の前記第1画像が転写され、前記第2像担持体とのニップ部において前記第2像担持体上の前記第2画像が転写される中間転写体と、
前記第1像担持体を回転駆動させる第1モータと、
前記第2像担持体を回転駆動させる第2モータと、
前記第1像担持体の回転速度が第1目標速度となるように前記第1モータを制御し、前記第2像担持体の回転速度が第2目標速度となるように前記第2モータを制御する制御手段と、
前記第1モータが前記第1像担持体を回転しながら前記第1現像剤担持体が回転している状態において前記第1モータのトルクに応じて変化する第1信号値を取得し、前記第1モータが前記第1像担持体を回転しながら前記第1現像剤担持体が回転していない状態において前記第1モータのトルクに応じて変化する第2信号値を取得し、前記第1信号値と前記第2信号値とに基づいて前記第1像担持体の前記第1目標速度を決定する第1決定手段と、
前記第2モータが前記第2像担持体を回転しながら前記第2現像剤担持体が回転している状態において前記第2モータのトルクに応じて変化する第3信号値を取得し、前記第2モータが前記第2像担持体を回転しながら前記第2現像剤担持体が回転していない状態において前記第2モータのトルクに応じて変化する第4信号値を取得し、前記第3信号値と前記第4信号値とに基づいて前記第2像担持体の前記第2目標速度を決定する第2決定手段と、を有し、
前記第1画像形成手段が前記第1画像を形成し終えた後に、前記第1決定手段は前記第1信号値を取得し、
前記第2画像形成手段が前記第2画像を形成し終えた後に、前記第2決定手段は前記第3信号値を取得し、
前記第1画像形成手段が画像データに基づき全ての第1画像を形成し終えた後、前記第1現像剤担持体の回転が停止され、
前記第1現像剤担持体の回転が停止された後に、前記第1決定手段は前記第2信号値を取得し、
前記第2画像形成手段が前記画像データに基づき全ての第2画像を形成し終えた後、前記第2現像剤担持体の回転が停止され、
前記第2現像剤担持体の回転が停止された後に、前記第2決定手段は前記第4信号値を取得することを特徴とする画像形成装置。 - 前記中間転写体上の測定用画像を測定する測定手段と、
前記第1画像と前記第2画像との相対的な位置を前記測定手段の測定結果に基づいて調整する調整手段と、をさらに有し、
前記調整手段は、前記第1目標速度が変更された場合、前記第1画像形成手段に第1測定用画像を形成させ、前記第2画像形成手段に第2測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記第1測定用画像と前記第2測定用画像とを測定させることを特徴とすることを特徴とする請求項9に記載の画像形成装置。 - 前記調整手段は、前記第2目標速度が変更された場合、前記第1画像形成手段に第1測定用画像を形成させ、前記第2画像形成手段に第2測定用画像を形成させ、前記測定手段に前記第1測定用画像と前記第2測定用画像とを測定させることを特徴とすることを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
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