(57)【要約】【課題】  定着ループ制御において、定着駆動モータの現状の目標速度とループ検知センサの出力信号に応じて、可変的に複数の定着駆動モータの目標速度を決定することで、定着駆動モータの少ない速度制御範囲で一定量のループを形成することができ、低騒音でかつ画像不良の発生しない高精度な画像形成装置を提供する。【解決手段】  複数の画像形成手段、無端状ベルト手段、複数の転写手段、定着手段、画像形成駆動源手段、定着駆動源手段、画像形成駆動伝達手段、定着駆動伝達手段、ループ検出手段、ループ制御手段、定着駆動源制御手段、及びループ検出手段の検出結果と現在の定着駆動源手段の駆動目標速度に基づいて可変的に複数の定着駆動目標速度を決定する定着駆動目標速度演算手段を備える。【選択図】  図１
2010054819.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光学部と潜像形成媒体を有する複数の画像形成手段と、
形成された画像を前記複数の画像形成部を順次通過する無端状ベルト上、又は、前記無端状ベルト上に保持されつつ搬送される記録材上に転写する複数の転写手段と、
前記記録材上に形成された画像を定着させる定着手段と、
前記画像形成手段及び転写手段を駆動する画像形成駆動源手段と、
前記定着手段を駆動する定着駆動源手段と、
前記画像形成駆動源手段から前記画像形成手段に駆動を伝達する画像形成駆動伝達手段と、
前記定着駆動源手段から前記定着手段に駆動を伝達する定着駆動伝達手段と、
前記転写手段と前記定着手段の間に生じる前記記録材のたわみ量を検知するループ検出手段と、前記記録材が前記画像形成手段と前記定着手段の双方に接している時に、前記転写手段と前記定着手段の間に生じる前記記録材のたわみ量が一定となるように、前記定着駆動源手段の駆動目標速度を設定する定着駆動源制御制御手段を有するカラー画像形成装置において、
前記定着駆動源制御手段は前記ループ検出手段の検出結果と、現在の前記定着駆動源手段の駆動目標速度に基づいて、可変的に複数の前記定着駆動目標速度を決定する定着駆動目標速度演算手段を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】
前記定着駆動源制御手段の制御周期は、前記定着駆動源制御手段が前記定着駆動源手段への駆動信号を出力してから前記記録材のたわみ量が変化する応答時間よりも長いことを特徴とする請求項１に記載のカラー画像形成装置。
【請求項３】
前記記録材の種類を記憶する記録材記憶手段を有し、前記記録材記憶手段の記憶結果に基づいて、異なる前記記録材毎の前記定着駆動目標速度を決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項４】
前記定着駆動源手段の駆動目標速度を予め定めた一定範囲内に決定することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のカラー画像形成装置。
【請求項５】
前記定着駆動源手段はステッピングモータであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項６】
前記定着駆動源手段はＤＣブラシレスモータであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項７】
前記無端状ベルトは記録材搬送ベルトであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【請求項８】
前記無端状ベルトは中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１〜請求項４のいずれかに記載のカラー画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、カラープリンタ、カラー複写機等の、特に、複数の画像形成部を有する電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置として、複数の搬送手段を用いて記録媒体の搬送を行う際に、複数の搬送手段により記録媒体にある程度のたわみ（ループ）を形成するように複数の搬送手段を制御する画像形成装置が知られている。
【０００３】
ここで、画像形成装置の一例としては、感光ドラム上のトナー像を記録媒体に転写する転写部と、転写部から送られた記録媒体上のトナー像を例えば熱ローラ方式により定着する定着部とを有する電子写真方式の画像形成装置が知られている。
【０００４】
図２はループを一定量に保持するように制御する構成を説明する図である。２０３は搬送方向最下流側感光ドラムと無端状ベルトを駆動する為の駆動ローラと搬送方向最下流の現像カートリッジを駆動する現像カートリッジ駆動モータである。２０４は定着ローラ及び加圧ローラを駆動する定着駆動モータである。２０１は現像カートリッジ駆動モータ２０３及び定着駆動モータを制御するＣＰＵであり、２０２はＣＰＵからの制御命令に応答して前述のモータを駆動するためのモータドライバである。１１２は感光ドラムと転写ローラが近接する転写部と定着ローラとが用紙に形成するループが一定量に達したか否かを判定するループ検知センサであり、１１３は定着ローラより用紙搬送方向下流側に設けられている、用紙の通過を検知する用紙検知センサである。ＰＣからプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリンタ可能状態となると、用紙カセットから用紙が供給され搬送ベルトに到達し、搬送ベルトにより用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。搬送ベルトによる用紙搬送とタイミングを合せて、各色の画像信号が各レーザスキャナに送られ、感光ドラム上に静電潜像が形成され、現像器でトナーが現像され、転写部で用紙上に転写される。その後用紙は搬送ベルトから分離され、定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。
【０００５】
このような電子写真方式の画像形成装置において説明すると、転写部と定着部とが記録媒体に与える搬送速度が熱ローラ径の変化等により、それぞれ異なったものとなると、転写部と定着部とで記録媒体を引っ張りあうことがある。また、記録媒体に必要以上に大きなループが生じさせることにより画像劣化が発生する場合がある。
【０００６】
この問題点を解決するため、以下の方法が用いられている。転写部と定着部により記録媒体に形成されるループを検出する検出手段を設け、定着駆動モータ２０４の目標速度を基準値より早い値と遅い値の２値のどちらかをループ検出結果に応じて選択し、ループを一定量に保持するよう搬送手段を制御する。（特許文献１参照）
図３はループ検知センサの構成を説明する図である。３０２は用紙に接触することで可動するメカフラグ、３０１は遮光を検知するフォトインタラプタである。用紙にループが形成されるとメカフラグの用紙接触部材３０２ａが用紙に押されることによりメカフラグが回転し、それに伴ってフォトインタラプタ３０１を遮光していた（ループ検知センサ“ＯＦＦ”／図３（ｂ））遮光部材３０２ｂが回転して遮光が解除される。（ループ検知センサ“ＯＮ”／図３（ａ））
図４はループを一定量に保持するよう搬送手段を制御した場合のタイミングチャートである。転写部を通過した用紙を用紙検知センサで検知すると、ＣＰＵは定着駆動モータ２０４の目標速度を基準値よりも遅い値Ｖｄを選択し、相信号をモータドライバへ送信する。モータドライバは相信号に応じてモータの巻線（ステータ）を励磁する。定着部の搬送速度は基準値よりも遅い為、最下流転写部−定着部間の記録媒体はたわみ（ループ）を形成していく。ループがある一定量以上になると、ループ検知センサの出力信号が“ＯＦＦ”から“ＯＮ”に切り替わる。ＣＰＵはループ検知センサの出力信号が“ＯＦＦ”から“ＯＮ”に切り替わったことを検知すると、定着駆動モータ２０４の目標速度を基準値より早い値Ｖｕを選択し、相信号をモータドライバへ送信する。モータドライバは相信号に応じてモータの巻線（ステータ）を励磁する。定着部の搬送速度は基準値よりも速い為、記録媒体が最下流転写部−定着部間に形成したループは徐々に消滅していく。ループがある一定量以下になると、ループ検知センサの出力信号が“ＯＮ”から“ＯＦＦ”に切り替わる。ＣＰＵはループ検知センサの出力信号が“ＯＮ”から“ＯＦＦ”切り替わったことを検知すると、定着駆動モータ２０４の目標速度を基準値より早い値Ｖｕを選択し、相信号をモータドライバへ送信する。ＣＰＵは記録媒体後端が最下流転写部を通過するタイミングを転写部駆動モータを駆動する駆動パルスのＣＰＵ内部カウンタのカウントで検知する。ＣＰＵ内部カウンタが記録媒体後端が最下流転写部を通過するタイミングのカウント値Ｃ１に到達した場合、定着駆動モータ２０４の目標速度は基準値Ｖｒｅｆを選択し、相信号をモータドライバへ送信する。本制御を順次ループ検知センサの出力信号に応じて行うことで、ループを一定量に保持するよう定着駆動モータ２０４を制御する。
【特許文献１】特開平１０−３４００１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記従来例では以下のような問題点があった。
【０００８】
図５はモータの速度変化を説明する図である。Ｇ５０１は定着駆動モータの目標速度、Ｇ５０３はイナーシャの小さいモータを定着駆動モータに使用した時の定着駆動モータ速度である。
【０００９】
前記、従来技術の制御を行う場合、記録媒体のループ量を増加するために目標速度を基準値より早い値Ｖｕから基準値より遅い値Ｖｄへ急激に切り換える。逆に、記録媒体のループ量を減少するために目標速度を基準値より遅い値Ｖｄから基準値より早い値Ｖｕへ急激に切り換える。上記ＶｕとＶｄは搬送する用紙の材質等の種々の条件によって最適な値は異なる。従来技術の制御の場合、全ての用紙を考慮して最大のＶｕと最小のＶｄで目標速度の切り換えを行う。
【００１０】
イナーシャの小さいモータを定着駆動モータに使用する場合、急激な速度変動により、モータから振動が発生し、画像形成装置から発生する騒音が大きくなる（Ｇ５０３）。
【００１１】
本発明は上記のような課題を解消するためになされたもので、定着駆動モータの現状の目標速度とループ検知センサの出力信号に応じて、可変的に複数の定着駆動モータの目標速度を決定する。これにより、定着駆動モータの少ない速度制御範囲で一定量のループを形成することができ、低騒音でかつ画像不良の発生しない高精度な画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記目的を達成するため、本出願に係る第１の発明は、光学部と潜像形成媒体を有する複数の画像形成手段と、形成された画像を前記複数の画像形成部を順次通過する無端状ベルト上、又は、前記無端状ベルト上に保持されつつ搬送される記録材上に転写する複数の転写手段と、前記記録材上に形成された画像を定着させる定着手段と、前記画像形成手段及び転写手段を駆動する画像形成駆動源手段と、前記定着手段を駆動する定着駆動源手段と、前記画像形成駆動源手段から前記画像形成手段に駆動を伝達する画像形成駆動伝達手段と、前記定着駆動源手段から前記定着手段に駆動を伝達する定着駆動伝達手段と、前記転写手段と前記定着手段の間に生じる前記記録材のたわみ量を検知するループ検出手段と、前記記録材が前記画像形成手段と前記定着手段の双方に接している時に、前記転写手段と前記定着手段の間に生じる前記記録材のたわみ量が一定となるように、前記定着駆動源手段の駆動目標速度を設定する定着駆動源制御制御手段を有するカラー画像形成装置において、前記定着駆動源制御手段は前記ループ検出手段の検出結果と、現在の前記定着駆動源手段の駆動目標速度に基づいて、可変的に複数の前記定着駆動目標速度を決定する定着駆動目標速度演算手段を有することを特徴とする。
【００１３】
本出願に係る第２の発明は、請求項１に記載のカラー画像形成装置において、前記定着駆動源制御手段の制御周期は、前記定着駆動源制御手段が前記定着駆動源手段への駆動信号を出力してから前記記録材のたわみ量が変化する応答時間よりも長いことを特徴とする。
【００１４】
本出願に係る第３の発明は、請求項１又は請求項２に記載のカラー画像形成装置において、前記記録材の種類を記憶する記録材記憶手段を有し、前記記録材記憶手段の記憶結果に基づいて、異なる前記記録材毎の前記定着駆動目標速度を決定することを特徴とする。
【００１５】
本出願に係る第４の発明は、請求項１又は請求項２に記載のカラー画像形成装置において、前記定着駆動源手段の駆動目標速度を予め定めた一定範囲内に決定することを特徴とする。
【００１６】
本出願に係る第５の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、前記定着駆動源手段はステッピングモータであることを特徴とする。
【００１７】
本出願に係る第６の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、前記定着駆動源手段はＤＣブラシレスモータであることを特徴とする。
【００１８】
本出願に係る第７の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、前記無端状ベルトは記録材搬送ベルトであることを特徴とする。
【００１９】
本出願に係る第８の発明は、請求項１〜請求項４のいずれかに記載のカラー画像形成装置において、前記無端状ベルトは中間転写ベルトであることを特徴とする。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明したように、本出願に係る第１〜第２及び第７〜第８の発明によれば、定着駆動モータの現状の目標速度とループ検知センサの出力信号に応じて、定着駆動モータの目標速度を決定することで、定着駆動モータの少ない速度制御範囲で一定量のループを形成することができる。その結果、低騒音でかつ画像不良の発生しない高精度な画像形成装置を提供出来る。
【００２１】
本出願に係る第３の発明によれば、印刷モード毎に速度補正量を切り換えることで、定着駆動モータの速度制御範囲を用紙の材質等といった印刷モード毎に最適な範囲で一定量のループを形成することができる。その結果、より低騒音でかつ画像不良の発生しない高精度な画像形成装置を提供出来る。
【００２２】
本出願に係る第４の発明によれば、定着駆動モータの目標速度を予め定めた一定範囲内に決定することで、画像不良を発生しないで、かつ低騒音で高精度な画像形成装置を提供出来る。
【００２３】
本出願に係る第５の発明によれば、駆動モータにステッピングモータを使用することで、安価な構成で画像不良の発生しない高精度な画像形成装置を提供出来る。
【００２４】
本出願に係る第６の発明によれば、駆動モータにＤＣブラシレスモータを使用することで、画像形成の高速駆動に対応し、かつ画像不良の発生しない高精度な画像形成装置を提供出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
次に、本発明の詳細を実施例の記述に従って説明する。
【実施例１】
【００２６】
本発明の実施例は、４色すなわち、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋの画像形成手段を備えたカラー画像形成装置を示すもので、図１１において、１０３は静電潜像を形成する感光ドラム（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは各々Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ用を示す）である。１０１は画像信号に応じて露光を行い感光ドラム１０３上に静電潜像を形成するレーザスキャナであり、１０６は用紙を各色の画像形成部に順次搬送する転写ベルトを兼ねた無端状の搬送ベルトである。１０７は図示しないモータとギア等でなる駆動手段と接続された搬送ベルト１０６を駆動する駆動ローラであり、１０８は搬送ベルト１０６の移動に従って回転し、かつ搬送ベルト１０６に一定の張力を付与する従動ローラである。１１０は用紙を加熱する定着ローラであり、１１１は用紙を搬送すると共に、定着ローラ１１０に回転力を与え、加圧する加圧ローラである。なお、定着ローラ１１０として、フィルム状電磁誘導発熱回転体のなかにコイルを配置し、そのコイルに電流を流すことにより、外周のフィルム状電磁誘導発熱回転体を加熱する電磁誘導加熱装置や、ハロゲンヒータ等の熱源を内蔵した装置等が用いられる。１１２は感光ドラム１０３と転写ローラ１０５が近接する転写部と定着ローラ１１０とが用紙に形成するループが一定量に達したか否かを判定するループ検知センサである。１１３は定着ローラ１１０より用紙搬送方向下流側に設けられている、用紙の通過を検知する用紙検知センサである。定着ローラ１１０と加圧ローラ１１１を駆動する定着駆動モータ２０４はステッピングモータで構成する。搬送ベルト１０６を駆動する駆動ローラ１０７を含む搬送方向最下流の現像カートリッジを駆動する現像カートリッジ駆動モータ２０３はステッピングモータで構成する。なお、本実施例では定着ローラ１１０より用紙搬送方向下流側に用紙検知センサ１１３を設けているが、定着ローラ１１０より搬送方向上流側における任意の位置に設けても良い。なお、図２は従来の技術にて説明している為、本実施例での説明は省略する。
【００２７】
ＰＣからプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリンタ可能状態となると、用紙カセットから用紙が供給され搬送ベルトに到達し、搬送ベルトにより用紙が各色の画像形成部に順次搬送される。搬送ベルトによる用紙搬送とタイミングを合せて、各色の画像信号が各レーザスキャナ１０１に送られ、感光ドラム１０３上に静電潜像が形成され、現像器１０２でトナーが現像され、転写部で用紙上に転写される。図１１ではＣ、Ｍ、Ｙ、Ｂｋの順に順次画像形成される。その後用紙は搬送ベルトから分離され、定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。
【００２８】
以下、本発明の実施例の動作について説明する。
【００２９】
図６は本実施例における画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。
【００３０】
ステップＳ６０２では、コントローラが不図示のビデオコントローラ等から送信される画像データを受信したか否かを監視する。
【００３１】
ステップＳ６０３では画像データを受信したこと（ステップＳ６０２でＹＥＳ）に応じて、画像形成動作を開始するとともに、ビデオコントローラや操作パネル等から指定された給紙口である給紙ユニットに積載された用紙を給紙ローラで給紙する。
【００３２】
ステップＳ６０４では、定着駆動モータ２０４の目標速度設定値Ｖを速度基準値Ｖｒｅｆに設定する。この動作は、ＣＰＵ２０１からモータドライバ２０２に制御命令を送信し、定着駆動モータ２０４の回転速度を制御することにより行う。なお、給紙された用紙は、プロセス速度で搬送されるとともに、現像カートリッジＣを通過する際に、感光ドラムＣ上に形成されたＣ（シアン）のトナー像が転写される。その後、搬送方向の順に現像カートリッジＹによりＹ（イエロー）のトナー像が、現像カートリッジＭによりＭ（マゼンタ）のトナー像が、最後に現像カートリッジＢｋによりＢｋ（ブラック）のトナー像が順次用紙上に転写され、最終的にフルカラーのトナー像が転写される。
【００３３】
ステップＳ６０５では、フルカラーのトナー像が転写された用紙が搬送されて用紙検知センサ１１３に到達し、センサの出力がＯＮになったか否かを監視する。
【００３４】
ステップＳ６０６では、用紙の先端が検知されたこと（ステップＳ６０５でＹＥＳ）に応じて、カウンタＣｎｔ１を０にリセットし、現像カートリッジ駆動モータ２０３の駆動パルスのカウントを開始する。
【００３５】
ステップＳ６０７では、ステップＳ６０６でカウントスタートしたカウンタＣｎｔ１がＣ１に達したか否かを監視する。
【００３６】
次にカウンタＣｎｔ１がＣ１未満であった場合を説明する。この場合、最下流転写部−定着部に用紙が存在しており、用紙のループが形成可能である。
【００３７】
ステップＳ６０８では、現像カートリッジ駆動モータ２０３の駆動パルスをカウンタＣｎｔ１に累積カウントする。
【００３８】
ステップＳ６０９では、ステップＳ６０６でカウントスタートしたカウンタＣｎｔ１が
Ｃｎｔ１ ％ Ｃ２ ＝ ０ ・・・・・（式１）
か否かを監視する。ここでＣ２は定着駆動モータ２０４の速度制御周期であり、Ｃ２＞０で定着駆動モータ２０４の駆動信号をＣＰＵ２０１が出力してから用紙のループが変動するまでの応答時間より大きい範囲内で任意に決定される。式１の「％」は剰余を意味し、式１はＣｎｔ１とＣ２の剰余が０であることを意味する。式１が成立する場合は、カウンタＣｎｔ１が速度制御周期Ｃ２と一致したことを意味し、式１が成立しない（Ｃｎｔ１ ％ Ｃ２ ≠ ０）場合（ステップＳ６０９でＮＯ）、ステップＳ６０８に戻り、上記処理を順に実行する。
【００３９】
ステップＳ６１０では、ループ検知センサ１１２の出力信号が“ＯＮ”であるか否かを監視する。
【００４０】
ステップＳ６１１では、カウンタＣｎｔ１が速度制御周期Ｃ２と一致し、かつ、ループ検知センサ１１２の出力信号が“ＯＮ”の場合（ステップＳ６１０でＹＥＳ）である。この場合、一定量のループが形成されたと判断し、定着駆動モータ２０４の目標速度設定値Ｖを現在の定着駆動モータ２０４の目標速度Ｖとｄの和に設定する。ここでｄは速度補正量であり、ｄ＞０の範囲内で任意に設定可能であるが、本実施例では、一例として、ｄはプロセス速度の１％であるｄ＝０．０１×Ｖｒｅｆとする。
【００４１】
ステップＳ６１２では、カウンタＣｎｔ１が速度制御周期Ｃ２と一致し、かつ、ループ検知センサ１１２の出力信号が“ＯＦＦ”の場合（ステップＳ６１０でＮＯ）である。この場合、一定量のループが形成されていないと判断し、定着駆動モータ２０４の目標速度設定値Ｖを現在の定着駆動モータ２０４の目標速度Ｖと速度補正量ｄの差に設定する。
【００４２】
その後、ステップＳ６０７に戻り、上記処理を順に実行する。
【００４３】
次にステップＳ６０７でカウント値Ｃｎｔ１がＣ１に一致した場合を説明する。この場合、用紙が最下流転写部を通過終了しており、用紙のループは形成出来ない。
【００４４】
ステップＳ６１３では、引続き画像形成するページがあるか否かを判定し、引続き画像形成するページがあればステップＳ６０３へ戻り、なければ画像形成動作を終了する。
【００４５】
図１は本実施例におけるループを一定量に保持するよう定着駆動源手段を制御した場合のタイミングチャートである。用紙検知センサ１１３が用紙を検知していない時は、定着駆動モータ２０４は速度基準値Ｖｒｅｆで駆動する。本実施例では一例として、用紙が定着部に到着直後ではループは形成されていないものとする。用紙検知センサ１１３が用紙を検知すると、用紙のループはまだ形成されていない状態の為、定着駆動モータ２０４の速度制御周期Ｃ２毎に、目標速度を現在の目標速度から補正量ｄずつ減少させた値に設定する。本実施例ではｄ＝０．０１×Ｖｒｅｆと設定しているので、プロセス速度に対して９９％、９８％、と順に目標速度を設定する。従って用紙のループは徐々に形成されていく。定着駆動モータ２０４を速度制御周期Ｃ２毎に速度補正量ｄずつ減少させた目標速度で駆動中、ループ検知センサが“ＯＮ”を検知すると用紙のループが一定量に到達したと判断し、定着駆動モータの速度制御周期Ｃ２毎に目標速度を現在の目標速度から補正量ｄだけ増加させた値に設定する。本実施例ではｄ＝０．０１×Ｖｒｅｆと設定しているので、プロセス速度の１％単位で加速した目標速度を設定する。従って用紙のループは徐々に解消されていく。定着駆動モータ２０４を速度制御周期Ｃ２毎に速度補正量ｄずつ増加させた目標速度で駆動中、ループ検知センサが“ＯＦＦ”を検知すると用紙のループが一定量を下回ったと判断し、定着駆動モータの速度制御周期Ｃ２毎に目標速度を現在の目標速度から補正量ｄだけ減少させた値に設定する。本実施例ではｄ＝０．０１×Ｖｒｅｆと設定しているので、プロセス速度の１％単位で減速した目標速度を設定する。従って用紙のループは再び徐々に形成されていく。
【００４６】
図１において、従来例での定着駆動モータの目標速度Ｖｕ及びＶｄはＶｕ＝Ｖｒｅｆ＋２×ｄ、Ｖｄ＝Ｖｒｅｆ−２×ｄである。従って本実施例によって、定着駆動モータの速度制御範囲が狭められている。
【００４７】
以上のように、定着駆動モータの現状の目標速度とループ検知センサの出力信号に応じて、可変的に複数の定着駆動モータの目標速度を決定することで、定着駆動モータの少ない速度制御範囲で一定量のループを形成することができる。その結果、低騒音でかつ画像不良の発生しない高精度な画像形成装置を提供することができる。
【実施例２】
【００４８】
第１の実施例と異なる点のみ説明する。図１１、図２、図３は第１の実施例と同様に、動作する。
【００４９】
第１の実施例において定着駆動モータ２０４の速度補正量は印刷モードに依存していなかったが、本実施例では印刷モード毎に速度補正量を切り換えることを特徴とする。
【００５０】
一般的に搬送する用紙の種類、厚み等の材質により定着ローラ１１０のニップ厚が変化するため、用紙の搬送速度といった印刷モードを切り換える必要がある。
【００５１】
図７は本実施例における印刷モード毎の速度補正量を説明する表である。
【００５２】
ＣＰＵ２０１は、印刷モード毎に、定着駆動モータ２０４の速度補正量を印刷モードテーブルから参照し、定着駆動モータ２０４の駆動速度を演算する。本実施例では、一例として、２３種類の印刷モード毎の速度補正量を印刷モードテーブルから参照し、図６と同様に動作する。
【００５３】
普通紙モードに比べて厚紙モードの場合、用紙のコシが普通紙に比べて強い為、用紙のループ量を変動させるには、普通紙よりも大きな速度変化を与える必要がある。従って、図７では普通紙モードに比べて厚紙モードの速度補正量の絶対値を大きく設定している。
【００５４】
普通紙モードに比べて薄紙モードの場合、用紙のコシが普通紙に比べて弱い為、用紙のループ量を変動させるには、普通紙よりも小さな速度変化で変動させることが出来る。従って、図７では普通紙モードに比べて薄紙モードの速度補正量の絶対値を小さく設定している。
【００５５】
以上のように、印刷モード毎に速度補正量を切り換えることで、定着駆動モータの速度制御範囲を用紙の材質等といった印刷モード毎に最適な範囲で一定量のループを形成することができ、より低騒音でかつ画像不良の発生しない高精度な画像形成装置を提供することが出来る。
【実施例３】
【００５６】
第１及び第２の実施例と異なる点のみ説明する。図１１、図２、図３は第１の実施例と同様に、動作する。
【００５７】
第１及び第２の実施例において定着駆動モータ２０４の目標速度に上下限の制約は無かったが、本実施例では目標速度を予め定めた一定範囲内に決定することを特徴とする。
【００５８】
定着駆動モータ２０４の速度を過剰に速く又は遅くした場合、用紙が上下の搬送ガイド部材に接触し、結果、画像不良が発生する。従って、ループを正常に検知出来ない場合、画像不良を防止する為、目標速度を予め定めた一定範囲内に決定する。
【００５９】
第１及び第２の実施例では無端状ベルトを用紙搬送ベルトとした画像形成装置としているが、中間転写ベルトである画像形成装置でも良い。本実施例では無端状ベルトを中間転写ベルトとした画像形成装置で説明する。
【００６０】
図１２は本発明の実施例に係る画像形成装置の全体を説明する図である。本発明の実施例は、４色すなわち、イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢｋの画像形成手段を備えたカラー画像形成装置を示すもので、図１２において、１０３は静電潜像を形成する感光ドラム（Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋは各々Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ用を示す）である。１０１は画像信号に応じて露光を行い感光ドラム１０３上に静電潜像を形成するレーザスキャナであり、１３０は感光ドラム１０３に形成されたトナー像を順次転写し搬送する中間転写ベルトである。１０７は図示しないモータとギア等でなる駆動手段と接続された中間転写ベルト１３０を駆動するベルト駆動ローラであり、１０８は中間転写ベルト１３０の移動に従って回転し、かつ中間転写ベルト１３０に一定の張力を付与するベルト従動ローラである。１３１は中間転写ベルト１３０によって搬送されたトナー像を用紙に転写する２次転写ローラであり、１２２は用紙カセットであり、１４０は用紙の両面にプリントを行う為に用紙の表裏を逆転する両面ユニットである。１１４は用紙を両面ユニット１４０に送る場合に搬送経路を切換えるフラッパであり、１１０は用紙を加熱する定着ローラであり、１１１は用紙を搬送すると共に、定着ローラ１１０に回転力を与え、加圧する加圧ローラである。なお、定着ローラ１１０として、フィルム状電磁誘導発熱回転体のなかにコイルを配置し、そのコイルに電流を流すことにより、外周のフィルム状電磁誘導発熱回転体を加熱する電磁誘導加熱装置や、ハロゲンヒータ等の熱源を内蔵した装置等が用いられる。１１２は感光ドラム１０３と転写ローラが近接する転写部と定着ローラ１１０とが用紙に形成するループが一定量に達したか否かを判定するループ検知センサである。１１３は定着ローラ１１０より用紙搬送方向下流側に設けられている、用紙の通過を検知する用紙検知センサである。定着ローラ１１０と加圧ローラ１１１を駆動する定着駆動モータ２０４はステッピングモータで構成する。中間転写ベルト１３０を駆動するベルト駆動ローラ１０７を含む搬送方向最下流の現像カートリッジを駆動する現像カートリッジ駆動モータ２０３はステッピングモータで構成する。なお、本実施例では定着ローラ１１０より用紙搬送方向下流側に用紙検知センサ１１３を設けているが、定着ローラ１１０より搬送方向上流側における任意の位置に設けても良い。
【００６１】
ＰＣからプリントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジンの方式に応じた画像形成が終了しプリンタ可能状態となると、図示しないモータやギア等からなる駆動手段と接続された、感光ドラム１０３や中間転写ベルト１３０が駆動を開始する。次に、各色の画像信号が各色のレーザスキャナ１０１に送られ、感光ドラム１０３上に静電潜像が形成され、図示しない現像器でトナーが現像され、図示しない転写部で中間転写ベルト１３０上に転写される。図１２では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋの順に順次画像形成される。同時に、中間転写ベルト１３０上の画像位置とタイミングを合わせて、用紙カセット１２２から用紙が２次転写ローラ１３１に供給され、トナー像が用紙上に転写され、定着器で熱によってトナー像が用紙上に定着され、外部へ排出される。
【００６２】
なお、第１及び第２の実施例では現像カートリッジ駆動モータ及び定着駆動モータはステッピングモータであったが、ＤＣブラシレスモータでも良い。本実施例では現像カートリッジ駆動モータ及び定着駆動モータがＤＣブラシレスモータである画像形成装置で説明する。
【００６３】
図８は、本実施例でループを一定量に保持するように制御する構成を説明する図である。１３０２は現像カートリッジ駆動モータ１３０４及び定着駆動モータ１３０５のロータに均等に着磁されたパターンを検出し、ロータの回転速度に応じたＳｉｎ波形を出力する強磁性磁気抵抗効果型センサ素子（以後ＭＲセンサ）である。１３０３はＭＲセンサから出力されたＳｉｎ波形を矩形のパルス波（例えば３６０パルス／回転）に変換する波形変換器である。
【００６４】
図９は本実施例における画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。ステップＳ９０１からステップＳ９０４までは第１及び第２の実施例と同様の動作を行う。
【００６５】
ステップＳ９０４２では、定着駆動モータ１３０５の上下限速度設定を行う。
【００６６】
Ｖａ＝Ｇａ×Ｖｒｅｆ（但しＧａ＞１）・・・・・（式２）
Ｖｂ＝Ｇｂ×Ｖｒｅｆ（但しＧｂ＜１）・・・・・（式３）
ここでＧａはゲインであり、Ｖａは、プロセス速度より高速度であれば任意に設定可能であるが、本実施例では、一例として、Ｖａはプロセス速度の１０３％の速度であるＶａ＝１．０３×Ｖｒｅｆとする。Ｇｂはゲインであり、Ｖｂは、プロセス速度より高速度であれば任意に設定可能であるが、本実施例では、一例として、Ｖｂはプロセス速度の９７％の速度であるＶｂ＝０．９７×Ｖｒｅｆとする。また、第１の実施例で記述した速度補正量ｄは、本実施例では、一例として、速度補正量ｄはプロセス速度の１％であるｄ＝０．０１×Ｖｒｅｆとする。従ってＶａ＝Ｖｒｅｆ＋３×ｄ、Ｖｂ＝Ｖｒｅｆ−３×ｄとなる。
【００６７】
ステップＳ９０５からステップＳ９１４までは第１及び第２の実施例と同様の動作を行う。
【００６８】
ステップＳ９１５では、ステップＳ９１１で設定された定着駆動モータ１３０５の目標速度ＶがステップＳ９０４２で設定した上限速度Ｖａより大きいか否かを比較する。
【００６９】
次に定着駆動モータ１３０５の目標速度Ｖが上限速度Ｖａより大きい場合（ステップＳ９１５でＹＥＳ）を説明する。この場合、上限速度Ｖａよりも大きな目標速度Ｖで定着駆動モータ１３０５を駆動すると、用紙が搬送ガイド部材に接触し、画像不良が発生してしまう。
【００７０】
ステップＳ９１６では、定着駆動モータ１３０５の目標速度ＶをステップＳ９０４２で設定した上限速度Ｖａに設定し、駆動する。
【００７１】
定着駆動モータ１３０５の目標速度Ｖが上限速度Ｖａより小さい場合（ステップＳ９１５でＮＯ）、ステップＳ９０７に戻り、上記及び第１の実施例で記述した処理を順に実行する。
【００７２】
ステップＳ９１７では、ステップＳ９１２で設定された定着駆動モータ１３０５の目標速度ＶがステップＳ９０４２で設定した下限速度Ｖｂより小さいか否かを比較する。
【００７３】
次に定着駆動モータ１３０５の目標速度Ｖが下限速度Ｖｂより小さい場合（ステップＳ９１７でＹＥＳ）を説明する。この場合、下限速度Ｖｂよりも小さな目標速度Ｖで定着駆動モータ１３０５を駆動すると、用紙が搬送ガイド部材に接触し、画像不良が発生してしまう。
【００７４】
ステップＳ９１８では、定着駆動モータ１３０５の目標速度ＶをステップＳ９０４２で設定した下限速度Ｖｂに設定し、駆動する。
【００７５】
図１０は本実施例におけるループを一定量に保持するよう定着駆動源手段を制御した場合のタイミングチャートである。本タイミングチャートでは、一例として、定着駆動モータ１３０５の目標速度が上限速度Ｖａを超える場合を説明する。用紙検知センサ１１３が用紙を検知していない時は定着駆動モータ１３０５は速度基準値Ｖｒｅｆで駆動する。用紙検知センサ１１３が用紙を検知すると用紙のループはまだ形成されていない状態の為、定着駆動モータ１３０５の速度制御周期Ｃ２毎に、目標速度を現在の目標速度から補正量ｄだけ減少させた値に設定する。本実施例ではｄ＝０．０１×Ｖｒｅｆと設定しているので、プロセス速度に対して９９％、９８％、と順に目標速度を設定する。従って用紙のループは徐々に形成されていく。定着駆動モータ１３０５を速度制御周期Ｃ２毎に補正量ｄずつ減少させた目標速度で駆動中、ループ検知センサが“ＯＮ”を検知すると、用紙のループが一定量に到達したと判断し、定着駆動モータの速度制御周期Ｃ２毎に目標速度を現在の目標速度から補正量ｄだけ増加させた値に設定する。本実施例ではｄ＝０．０１×Ｖｒｅｆと設定しているので、プロセス速度の１％単位で加速した目標速度を設定する。定着駆動モータ１３０５の目標速度がプロセス速度の１０３％の速度（Ｖｒｅｆ＋３×ｄ）で、かつ、上限速度Ｖａがプロセス速度の１０３％の速度（Ｖａ＝１．０３×Ｖｒｅｆ）である。次の速度制御周期でループ検知センサが“ＯＮ”を検知した場合、定着駆動モータ１３０５の目標速度はプロセス速度の１０４％の速度（Ｖｒｅｆ＋４×ｄ）ではなく、上限速度であるプロセス速度の１０３％の速度（Ｖ＝Ｖａ＝Ｖｒｅｆ＋３×ｄ）に設定される。従って用紙のループは画像不良を発生することなく解消されていく。定着駆動モータ１３０５を速度制御周期Ｃ２毎に補正量ｄずつ増加させた目標速度で駆動中、ループ検知センサが“ＯＦＦ”を検知すると、用紙のループが一定量を下回ったと判断し、定着駆動モータの速度制御周期Ｃ２毎に目標速度を現在の目標速度から補正量ｄだけ減少させた値に設定する。本実施例ではｄ＝０．０１×Ｖｒｅｆと設定しているので、プロセス速度の１％単位で減速した目標速度を設定する。従って用紙のループは再び徐々に形成されていく。
【００７６】
以上のように、目標速度を予め定めた一定範囲内に決定することで、画像不良を発生しないで、かつ低騒音で高精度な画像形成装置を提供することができる。
【００７７】
第１から第３の実施例では潜像形成媒体は感光ドラムとしているが、ベルト状の感光体を懸架し、駆動ローラにて駆動しても良い。
【００７８】
第３の実施例で定着駆動モータの上下限速度を速度補正量単位で設定しているが、速度補正量単位でなくても良い。
【００７９】
フルカラーのトナー像が転写された用紙が定着ローラに搬送されたか否かの検知を用紙検知センサ１１３を使用しているが、ループ検知センサ１１２を使用しても良い。この場合、一例として、用紙が定着ローラに搬送されるまでは、定着駆動モータの駆動速度は速度基準値よりも遅い速度に設定することで転写−定着間に用紙ループを作成し、ループ検知センサ１１２の出力信号が切り替わったことで用紙通過を判断する。
【００８０】
速度基準値は画像形成装置の環境温度、湿度に応じて可変としても良い。
【００８１】
第１から第３の実施例では現像カートリッジ駆動モータ及び定着駆動モータはステッピングモータ又はＤＣブラシレスモータとしているが、どちらか一方がステッピングモータで、もう一方がステッピングモータでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００８２】
【図１】本発明の実施例１に係るループを一定量に保持するよう定着駆動源手段を制御した場合のタイミングチャート。
【図２】本発明の従来の技術に係るループを一定量に保持するように制御する構成を説明する図。
【図３】本発明の従来の技術に係るループ検知センサの構成を説明する図。
【図４】本発明の従来の技術に係るループを一定量に保持するよう搬送手段を制御した場合のタイミングチャート。
【図５】本発明の従来の技術に係るモータの速度変化を説明する図。
【図６】本発明の実施例１に係る画像形成装置の動作を説明するフローチャート。
【図７】本発明の実施例２に係る速度基準値記憶手段を説明する表。
【図８】本発明の実施例３に係るループを一定量に保持するように制御する構成を説明する図。
【図９】本発明の実施例３に係る画像形成装置の動作を説明するフローチャート。
【図１０】本発明の実施例３に係るループを一定量に保持するよう定着駆動源手段を制御した場合のタイミングチャート。
【図１１】本発明の実施例１及び２に係る画像形成装置の全体を説明する図。
【図１２】本発明の実施例３に係る画像形成装置の全体を説明する図。
【符号の説明】
【００８３】
１０１Ｃ、１０１Ｍ、１０１Ｙ、１０１Ｂｋ  レーザスキャナ
１０２Ｃ、１０２Ｍ、１０２Ｙ、１０２Ｂｋ  現像器
１０３Ｃ、１０３Ｍ、１０３Ｙ、１０３Ｂｋ  感光ドラム
１０４Ｃ、１０４Ｍ、１０４Ｙ、１０４Ｂｋ  現像ローラ
１０５Ｃ、１０５Ｍ、１０５Ｙ、１０５Ｂｋ  転写ローラ
１０６  紙搬送ベルト
１０７  ベルト駆動ローラ
１０８  ベルト従動ローラ
１１０  定着ローラ
１１１  加圧ローラ
１１２  ループ検知センサ
１１３  用紙検知センサ
１２２  用紙カセット
１３０  中間転写ベルト
１３１  ２次転写ローラ
２０１  ＣＰＵ
２０２  モータドライバ
２０３  現像カートリッジ駆動モータ
２０４  定着駆動モータ
３０１  フォトインタラプタ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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