(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第一の像担持体と、
第二の像担持体と、
前記第一の像担持体と前記第二の像担持体に接触して移動する移動体と、
前記第一の像担持体に駆動力を伝達し、前記第一の像担持体の移動速度を変更可能な駆動モータと、
前記第一の像担持体の特定の位相に対応する位置を第一の検出部材で検出し、前記第二の像担持体の特定の位相に対応する位置を第二の検出部材で検出することで前記第一の像担持体と前記第二の像担持体との相対的な位相の関係である位相関係を検出する検出手段と、
前記検出手段の検出結果に基づき前記駆動モータにより前記第一の像担持体の移動速度を前記第二の像担持体の移動速度と異なる移動速度に変更して前記移動体と摺擦させながら所定の時間移動させることで前記位相関係を調整する調整モードを実行する実行手段と、を有する画像形成装置において、
前記実行手段は、前記調整モードを実行する直前に前記検出手段によって検出された時点から前記移動速度を変更するまでの時間を、特定の時間に偏らないように変更することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記第一の像担持体の変更後の移動速度は前記移動体の移動速度と異なる移動速度であり、
前記第一の像担持体の前記移動速度の変更に伴う前記第一の像担持体が前記移動体に摺擦される位置は、前記第一の像担持体の特定の位相に対して所定角度ずつ移動することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記所定角度に対応する前記第一の像担持体の移動方向における移動距離の整数倍は、前記第一の像担持体の周長と異なることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記実行手段は、画像形成期間の終了後に前記第一の像担持体と第二の像担持体と前記移動体との移動を継続させる後回転期間に前記調整モードを実行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。
【請求項５】
前記実行手段は、前記調整モードにおいて、位相の遅れている前記第一の像担持体の移動速度を、前記第二の像担持体の移動速度より速い速度に変更することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記実行手段は、前記検出手段の検出結果に基づいて、変更後の前記第一の像担持体の前記移動速度と前記所定の移動時間とを設定することを特徴とする１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
中間転写体又は記録材搬送体に沿って複数の像担持体が配置された画像形成装置、詳しくは駆動モータが異なる２つの像担持体の回転の位相位置を合わせる制御に関する。
【背景技術】
【０００２】
中間転写体又は記録材搬送体（回転体）に沿って現像色がシアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの画像形成部を配置したタンデム型のフルカラー画像形成装置が広く用いられている。
【０００３】
タンデム型の画像形成装置では、図１を参照して説明すると、ブラックの画像形成部Ｐｄと中間転写ベルト（１０４）とを共通の駆動モータ（１０２ｄ）で駆動し、他色の画像形成部（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ）を別の駆動モータ（１１１）で駆動している場合がある。ブラックの画像形成部Ｐｄのみを用いてモノクロの画像形成を行うブラック単色モードを行う際に、イエロー、マゼンタ、シアンの画像形成部（Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ）を容易に停止できるからである（特許文献１）。
【０００４】
しかし、フルカラー画像における各色の色ずれを少なくするためには、各色の感光ドラム（１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ）は、画像形成時の回転位相が毎回等しく再現されることが望ましい。このとき、３つの感光ドラム（１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ）は、共通の駆動系によって回転位相を揃えられているため、独立した駆動系を持つブラックの感光ドラム（１０１ｄ）との間で回転位相を合わせる必要がある。
【０００５】
特許文献１には、シアン、マゼンタ、イエローの像担持体の駆動系とは独立した駆動系でブラックの像担持体と記録材搬送ベルトが駆動されるタンデム型のフルカラー画像形成装置が示される。ここでは、シアン、マゼンタ、イエローの像担持体の速度変動とブラックの像担持体の速度変動とを検出して、両者の速度変動の位相が揃うように、シアン、マゼンタ、イエローの像担持体の回転位相を調整し続けている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開平１１−２４３５６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
起動加速時及び減速停止時における回転位相の制御の精度が高いモータを使用した場合、特許文献１に示される画像形成装置のように運転中を通じて回転位相の調整を続ける必要がない。画像形成に先立つ前回転時、後回転時、あるいは回転位相の大きなずれが検知された場合の画像形成間隔で２つの駆動系の回転位相を合わせればよい。非画像形成時にまとめて一気に回転位相を合わせることで、画像形成中の回転を安定させて、回転位相を合わせる制御に起因する色ずれの発生を阻止できる。
【０００８】
しかし、ブラックの像担持体と他色の像担持体の回転位相を合わせる制御をまとめて実行すると、回転位相を合わせる制御に伴って、他色の像担持体と回転体が速度差を持って摩擦する。毎回の位相合わせが他色の像担持体のほぼ同じ位相位置で繰り返されると、シアン、マゼンタ、イエローの像担持体の一周における特定位置に偏って摩耗が進行したり、摺擦傷が多く付いたりする。このため、出力画像の一部に偏って濃度ムラや画像傷が目立つようになり、像担持体寿命の早い段階で画像品質が低下してしまう。
【０００９】
本発明は、駆動モータが異なる像担持体の位相を合わせる制御に際して、特定位置に偏って摩耗が進行したり、摺擦傷が多く付いたりしないで済み、出力画像の濃度ムラや画像傷が目立たないで済む画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明の画像形成装置は、第一の像担持体と、第二の像担持体と、前記第一の像担持体と前記第二の像担持体に接触して移動する移動体と、前記第一の像担持体に駆動力を伝達し、前記第一の像担持体の移動速度を変更可能な駆動モータと、前記第一の像担持体の特定の位相に対応する位置を第一の検出部材で検出し、前記第二の像担持体の特定の位相に対応する位置を第二の検出部材で検出することで前記第一の像担持体と前記第二の像担持体との相対的な位相の関係である位相関係を検出する検出手段と、前記検出手段の検出結果に基づき前記駆動モータにより前記第一の像担持体の移動速度を前記第二の像担持体の移動速度と異なる移動速度に変更して前記移動体と摺擦させながら所定の時間移動させることで前記位相関係を調整する調整モードを実行する実行手段と、を有するものである。そして、前記実行手段は、前記調整モードを実行する直前に前記検出手段によって検出された時点から前記移動速度を変更するまでの時間を、特定の時間に偏らないように変更する。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の画像形成装置は、駆動モータが異なる第一の像担持体と第二の像担持体の回転位相を変更する調整に際して、実際に第一の像担持体と回転体とが摩擦し合う位置を前回と次回とでずらせていく。これにより、回転体と摩擦し合う位置が第一の像担持体又は第二の像担持体の一箇所に集中して重なり合わないようにする。好ましくは、摩擦し合う位置を第一の像担持体の外周に分散させる。なお、同一位置で複数回の移動速度の調整を繰り返した後に次の位置で移動速度の調整を行う場合も、複数回の最終回と次回とについて本発明が成立することは言うまでもない。
【００１２】
従って、第一の像担持体又は第二の像担持体の全周に移動速度が調整された位置が分散して、摩耗や摺擦傷が一部に集中しなくなる。共通の回転体に接触して駆動モータが異なる第一の像担持体と第二の像担持体の回転位相を変更する調整に際して、第一の像担持体又は第二の像担持体の一周の特定位置に偏って摩耗が進行したり、摺擦傷が多く付いたりしないで済む。その結果、これらに起因する出力画像の濃度ムラや画像傷が目立たないで済む。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】画像形成装置の構成の説明図である。
【図２】イエローの画像形成部の構成の説明図である。
【図３】感光ドラムの回転ムラの説明図である。
【図４】画像形成装置の制御系の構成の説明図である。
【図５】位相検出センサの配置の説明図である。
【図６】実施例１の位相合わせモードの制御のタイミングチャートである。
【図７】１回の起動立ち上げに伴って発生する回転位相差の説明図である。
【図８】感光ドラムの偏った摩耗の説明図である。
【図９】毎回の位相合わせモードのタイムチャートの変化の説明図である。
【図１０】回転位相の合わせ込み位置のシフト制御のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、図面を参照して本発明の実施形態を詳細に説明する。本発明は、感光ドラムの一周に分散した位置で毎回の位相合わせ制御が実行される限りにおいて、実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実施できる。
【００１５】
従って、現像方式、帯電方式、静電像形成方式の区別無く、また、画像形成部の数にかかわらず、２以上の像担持体を備えたタンデム型であれば、中間転写方式、記録材搬送方式の区別無く実施できる。
【００１６】
本実施形態では、トナー像の形成／転写に係る主要部のみを説明するが、本発明は、必要な機器、装備、筐体構造を加えて、プリンタ、各種印刷機、複写機、ＦＡＸ、複合機等、種々の用途で実施できる。
【００１７】
なお、特許文献１に示される画像形成装置の一般的な事項については、図示を省略して重複する説明を省略する。
【００１８】
＜画像形成装置＞
図１は画像形成装置の構成の説明図である。図２はイエローの画像形成部の構成の説明図である。図３は感光ドラムの回転ムラの説明図である。
【００１９】
図１に示すように、画像形成装置１００は、中間転写ベルト１０４に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを配列したタンデム型中間転写方式のフルカラープリンタである。
【００２０】
画像形成部Ｐａでは、感光ドラム１０１ａにイエロートナー像が形成されて中間転写ベルト１０４に一次転写される。画像形成部Ｐｂでは、感光ドラム１０１ｂにマゼンタトナー像が形成されて中間転写ベルト１０４のイエロートナー像に重ねて一次転写される。画像形成部Ｐｃ、Ｐｄでは、それぞれ感光ドラム１０１ｃ、１０１ｄにシアントナー像、ブラックトナー像が形成されて同様に中間転写ベルト１０４に順次重ねて一次転写される。
【００２１】
中間転写ベルト１０４に一次転写された四色のトナー像は、二次転写部Ｔ２へ搬送されて記録材Ｐへ一括二次転写される。記録材カセット１２０から引き出された記録材Ｐは、分離ローラ１２１で１枚ずつに分離してレジストローラ１２２へ送り出される。レジストローラ１２２は、停止状態で記録材Ｐを受け入れて待機させ、中間転写ベルト１０４のトナー像にタイミングを合わせて記録材Ｐを二次転写部Ｔ２へ送り込む。
【００２２】
四色のトナー像を二次転写された記録材Ｐは、定着装置１０７で加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着された後に、機体外部へ排出される。
【００２３】
回転体の一例である中間転写ベルト１０４は、テンションローラ１２４、駆動ローラ１０５、及び対向ローラ１０６に掛け渡して支持され、駆動ローラ１０５に駆動されて１４０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ２方向に回転する。二次転写ローラ１２３は、対向ローラ１０６に内側面を支持された中間転写ベルト１０４に当接して二次転写部Ｔ２を形成する。対向ローラ１０６は接地電位に接続されており、二次転写ローラ１２３に直流電圧が印加されることによって、中間転写ベルト１０４に担持されたトナー像が記録材Ｐへ二次転写される。ベルトクリーニング装置１２５は、中間転写ベルト１０４にクリーニングブレードを摺擦させて、記録材Ｐへの転写を逃れて二次転写部Ｔ２を通過して中間転写ベルト１０４に残った転写残トナーを回収する。
【００２４】
画像形成部Ｐａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄは、それぞれの現像装置で用いるトナーの色がイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックと異なる以外は、実質的にほぼ同一に構成される。以下では、図２を参照して画像形成部Ｐａについて説明し、画像形成部Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄについては、画像形成部Ｐａの構成部材に付した符号末尾のａをｂ、ｃ、ｄに読み替えて説明されるものとする。
【００２５】
図２に示すように、画像形成部Ｐａは、第一の像担持体の一例である感光ドラム１０１ａの周囲に、帯電ローラ１２７ａ、露光装置１２６ａ、現像装置１３０ａ、一次転写ローラ１２８ａ、クリーニング装置１２９ａを配置している。感光ドラム１０１ａは、アルミニウムシリンダの外周面に帯電極性が負極性の感光層が形成され、１４０ｍｍ／ｓｅｃのプロセススピードで矢印Ｒ１方向に回転する。
【００２６】
帯電ローラ１２７ａは、感光ドラム１０１ａに当接して従動回転し、直流電圧に交流電圧を重畳した振動電圧を印加されることにより、感光ドラム１０１ａの表面を一様な負極性の暗部電位ＶＤに帯電させる。露光装置１２６ａは、イエローの分解色画像を展開した走査線画像データをＯＮ−ＯＦＦ変調したレーザービームを回転ミラーで走査して、帯電した感光ドラム１０１ａの表面に画像の静電像を書き込む。現像装置１３０ａは、二成分現像剤を帯電させて現像スリーブ１０９ａに穂立ち状態で担持させ、二成分現像剤の穂先で感光ドラム１０１ａを摺擦して静電像（露光部）を反転現像する。
【００２７】
一次転写ローラ１２８ａは、中間転写ベルト１０４の内側面を押圧して、感光ドラム１０１ａと中間転写ベルト１０４との間に一次転写部Ｔａを形成する。一次転写ローラ１２８ａへ正極性の直流電圧が印加されることにより、感光ドラム１０１ａに担持されたトナー像が、一次転写部Ｔａを通過する中間転写ベルト１０４へ一次転写される。クリーニング装置１２９ａは、感光ドラム１０１ａにクリーニングブレードを摺擦させて、中間転写ベルト１０４への転写を逃れて感光ドラム１０１ａに残った転写残トナーを回収する。
【００２８】
近年、電子写真方式の画像形成装置（複写機、プリンタ、ＦＡＸなど）は、モノクロ機からフルカラー機へ急速にシフトしてきている。フルカラー画像形成装置を大別すると、１ドラム型とタンデム型の各方式に分けられる。
【００２９】
１ドラム型は、１つの像担持体の回りに複数色の現像装置を備え、それぞれの現像装置で現像した各色のトナー像を中間転写体上で重ね合わせて合成トナー像を形成し、合成トナー像を記録材に転写してフルカラー画像を記録する。一方、タンデム型は、並べて備えた複数の像担持体にそれぞれ単色のトナー像を同時並列的に形成する。そして、それらの単色トナー像を連続的に転写して中間転写体上で重ね合わせて合成トナー像を形成し、合成トナー像を記録材に転写してフルカラー画像を記録する。
【００３０】
１ドラム型とタンデム型とを比較すると、１ドラム型は像担持体が１つであるから、タンデム型と比べて全体構成を小型化でき、部品点数が少ないため低コストであるという利点がある。しかし、１つの像担持体を複数回転させて１枚のフルカラー画像を形成するため、画像形成の高速化に向いていない。これに対して、タンデム型は、小型化、低コストの面で１ドラム型に劣るものの、各色独立でトナー像を形成して１パスで合成トナー像を形成するため、画像形成速度の点からモノクロ並みのスピードが得られて、高速化に向いている。このため、画像形成装置１００は、タンデム型の構成を採用している。
【００３１】
ところが、タンデム型の画像形成装置は、構成上、１ドラム型に比較して各色のトナー像の形成位置の不一致が起こり易く、色ずれとなって画像に現れて出力画像の画像品質を低下させてしまう。感光ドラムの回転軸の振れ、樹脂成型ギアのゆがみ、歯形誤差、偏心等に起因して感光ドラムに周期的な回転ムラが発生し、中間転写ベルトにも周期的な速度ムラが発生する。このため、図３に示すように、周期的に感光ドラムの回転速度が変動して中間転写ベルト上の色ずれ量が変化するいわゆるＡＣ色ずれが発生し易い。
【００３２】
＜駆動構成とＡＣ色ずれ＞
図１に示すように、画像形成装置１００は、第一の像担持体の一例で有る感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと第二の像担持体の一例である感光ドラム１０１ｄとが移動体の一例である中間転写ベルト１０４に接触して移動する。そして、第一の像担持体の一例である感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃが第一の駆動モータ１１１により駆動される一方、第二の像担持体の一例である感光ドラム１０１ｄ及び中間転写ベルト１０４は、独立した第二の駆動モータ１０２ｄにより駆動される。
【００３３】
そして、起動加速時や減速停止時に感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと中間転写ベルト１０４とが不必要な摩擦をしないように、駆動モータ１１１と駆動モータ１０２ｄとは回転の立ち上がり、立下りが精密に制御される。このため、１回の起動と停止では、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと感光ドラム１０１ｄに大きな回転位相のずれは発生しない。しかし、起動と停止を繰り返していると、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと感光ドラム１０１ｄの位相のずれが累積して、図３の（ａ）に示すように、極端に大きなＡＣ色ずれが発生する可能性がある。
【００３４】
すなわち、図３の（ｂ）に示すように、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの回転ムラと感光ドラム１０ｄの回転ムラの位相が一致していれば、両者の回転ムラに起因する色ずれは一定水準以下に抑制される。しかし、図３の（ａ）に示すように、両者の回転ムラの位相が毎回ランダムに大きくずれると、予期しない大きな色ずれが発生する可能性がある。
【００３５】
また、ブラック単色モードを実行すると、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃが停止されるため、感光ドラム１０１ｄとの位相関係が不明な状態となり、次回の画像形成で極端に大きなＡＣ色ずれが発生する可能性がある。記録材のジャムが発生して緊急停止を行った際も、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと感光ドラム１０１ｄの位相関係が不明な状態で停止してしまい、次回の画像形成で極端に大きなＡＣ色ずれが発生する可能性がある。
【００３６】
そこで、以下の実施例では、非画像形成時の一例である後回転時に、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと感光ドラム１０１ｄの回転位相を所定の位相関係に復帰させる位相合わせモードの制御を実行する。
【００３７】
＜実施例１＞
図４は位相検出センサの配置の説明図である。図５は画像形成装置の制御系の構成の説明図である。図６は実施例１の位相合わせモードの制御のタイミングチャートである。
【００３８】
図１に示すように、駆動モータ１１１は、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを駆動するＤＣブラシレスモータである。感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、組み立て時に相互の回転速度差が最小となるように組み立てられて共通の駆動モータ１１１で駆動される。感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、同位相で組み立てられて共通の駆動モータ１１１で駆動されるため、図３の（ｂ）に示すように、常に同位相の回転ムラで回転する。
【００３９】
駆動モータ１０２ｄは、感光ドラム１０１ｄを駆動するＤＣブラシレスモータである。駆動モータ１０２ｄは、現像装置１３０ｄの現像スリーブ１０９ｄ及び中間転写ベルト１０４の駆動ローラ１０５も駆動する。これに対して、駆動モータ１１０は、現像装置１３０ａ、１３０ｂ、１３０ｃの現像スリーブ１０９ａ、１０９ｂ、１０９ｃを駆動し、駆動モータ１０８は、定着装置１０７の定着ローラ１０７ａを駆動する。
【００４０】
共通の駆動モータ１１１から駆動力が伝達される感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの中の一つである感光ドラム１０１ａの回転位相は、検出手段の一例である位相検出センサ１０３ａによって検出可能である。また、独立した駆動モータ１０２ｄから駆動力が伝達される感光ドラム１０１ｄの回転位相は、検出手段の一例である位相検出センサ１０３ｄによって検出可能である。従って、位相検出センサ１０３ａ、１０３ｄの検出結果に基いて両者の位相関係を検出可能である。
【００４１】
位相合わせモードでは、第一の駆動モータ１１１と第二の駆動モータ１０２ｄの少なくとも一方を制御して位相関係を調整することにより、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと感光ドラム１０１ｄの位相関係を所定の位相関係に復帰させる。調整手段の一例であるモータ制御部２０４が、感光ドラム１０１ｄと感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの位相関係が予め設定された位相関係になるように、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの移動速度を調整する。画像形成終了後の後回転時に、位相検出センサ１０３ａ、１０３ｄによる位相関係の検出を行って移動速度の調整を実行した後に、駆動モータ１１０と駆動モータ１０２ｄとを同期を保って停止させる。感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと感光ドラム１０１ｄのうち、回転位相の遅れている一方を加速して、回転位相の進んでいる他方に合わせ込む。
【００４２】
その結果、図３の（ａ）に示すように、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと感光ドラム１０１ｄの位相関係が所定の位相関係に復帰して、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと中間転写ベルト１０４の回転速度差が所定レベル以下に誘導される。しかし、この位相合わせモード時には中間転写ベルト１０４は回転しており、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄと中間転写ベルト１０４とは接触している状態であるため、摺擦キズが発生する可能性がある。
【００４３】
そこで、実行手段の一例であるモータ制御部２０４が、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの移動速度の調整を開始するタイミングを予め設定されているタイミングに対して変更可能にしている。すなわち、位相検出センサ１０３ａ、１０３ｄによる位相関係の検出に続いて移動速度の調整を実行し、位相検出センサ１０３ａ、１０３ｄによる位相関係の検出から移動速度の調整までの時間を変化させる。
【００４４】
これにより、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃにおける毎回の移動速度の調整に伴う摺擦位置が所定角度ずつ移動する。しかし、所定角度は、移動速度の調整に伴う摺擦位置が感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを所定角度ずつ移動して一周した際に重ならない角度に選択されている。言い換えれば、所定角度に対応する感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの移動方向における移動距離の整数倍は、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの周長と異なる。このため、摺擦位置は全周で均等に実行される。
【００４５】
図３の（ａ）は、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを駆動する駆動モータ１１１と感光ドラム１０１ｄを駆動する駆動モータ１０２ｄの回転位相が９０°ずれている状態を示している。このため、位相合わせモードを実行して、感光ドラム１０１ａの回転位相を検知する位相検出センサ１０３ａと感光ドラム１０１ｄの回転位相を検知する位相検出センサ１０３ｄの回転位相を合わせるように、例えば駆動モータ１１１の回転を制御する。これにより、図３の（ｂ）に示すように、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと感光ドラム１０１ｄの回転位相が合っている状態になり、ＡＣ色ずれが少ない状態に復帰する。
【００４６】
図４の（ａ）に示すように、位相合わせモードでは、位相検出センサ（フォトインタラプタ）１０３ｄが感光ドラム１０１ｄの回転位相を検知する。位相検出センサ１０３ｄは、感光ドラム１０１ｄと一体に回転して感光ドラム１０１ｄを駆動するギア１１４ｄの回転位相を、位相検出センサ１０３ｐによって検出する。ギア１１４ｄにはフラグ１１３ｄを設け、感光ドラム１０１ｄの回転に伴い、位相検出センサ１０３ｐの光路を遮るようにする。これにより、感光ドラム１０１ｄの１回転につき１回のフラグ検出信号が出力される。
【００４７】
図４の（ｂ）に示すように、位相合わせモードでは、位相検出センサ１０３ａが感光ドラム１０１ａの回転位相を検知する。位相検出センサ１０３ａは、感光ドラム１０１ａと一体に回転して感光ドラム１０１ａを駆動するギア１１４ａの回転位相を、位相検出センサ１０３ａによって検出する。ギア１１４ａに設けられたフラグ１１３ａを検出することで、感光ドラム１０１ａの１回転につき１回のフラグ検出信号が出力される。
【００４８】
図５に示すように、プリンタ制御部２０１は、画像形成装置１００内の各装置を制御する。電源２０２は、各装置へ電力を供給する。表示部２０６は、画像形成装置１００の動作状況をユーザに報知する。通信コントローラ２０７は、プリンタ制御部２０１とホストコンピュータ２０８との通信を行う。ホストコンピュータ２０８は、画像形成装置１００に印刷するジョブのデータを転送する。
【００４９】
図５に示すように、モータ類２０５は、画像形成装置１００内の各装置の動力源であって、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを駆動する駆動モータ１１１と感光ドラム１０１ｄ及び中間転写ベルト１０４を含む。センサ類２０３は、画像形成装置１００内の各部の状況を検出しており、感光ドラム１０１ａ、１０１ｄの回転位相を検出する位相検出センサ１０３ａ、１０３ｄも含まれる。
【００５０】
モータ制御部２０４は、ＤＳＰ、もしくは、ＡＳＩＣ、ＣＰＵ等の高速演算処理回路が搭載されている。高速演算処理回路は、ＤＣブラシレスモータからのロータ位置信号により相切り替え制御、プリンタ制御部２０１からの制御信号によるモータの始動制御、及び停止制御を実行する。また、プリンタ制御部２０１からの速度信号と速度検知センサの出力とを比較し、ドライバを介して速度制御を行う。
【００５１】
図１を参照して図６に示すように、画像形成前の前回転を短くして、ファーストプリントタイム（起動待ち時間）を短縮するため、画像形成ジョブ終了後の後回転時に位相合わせモードを実行し、前回転時には実行しない。図６には、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃを駆動する駆動モータ１１１と感光ドラム１０１ｄを駆動する駆動モータ１０２ｄの位相差検知から位相制御を行うまでのタイミングが示される。
【００５２】
感光ドラム１０１ａ、１０１ｄの回転位相ずれは、主に感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの回転立ち上げ時に発生する。感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの起動立ち上げ時に、駆動モータ１１１と駆動モータ１０２ｄの回転位相差が生まれる。感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄや中間転写ベルト１０４により決まるトルク、そして、モータ固有の性能により、感光ドラム１０１ａと感光ドラム１０１ｄとの間に回転位相差が発生する。
【００５３】
一方、画像形成が開始されて連続画像形成に入ると、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの起動立ち上げ時に生じた回転位相差の状態は維持されてほとんど変化しない。そして、１回の回転立ち上げに伴って発生する感光ドラム１０１ａ、１０１ｄの回転位相ずれ量は小さいため、後回転時での制御でも、次回の画像形成ジョブにおいて、位相合わせモードの効果を十分に享有できる。
【００５４】
位相合わせモードでは、画像形成ジョブ終了後の後回転時に、回転位相差の検出（位相差検知）と回転位相の合わせ込み（位相制御）とを続けて実行する。後回転に入ると位相合わせモードが始まる。モータ制御部２０４は、位相が進んでいる感光ドラム１０１ｄを基準として、位相が遅れている感光ドラム１０１ｄの回転位相差を検出し、検出結果から回転位相を合わせるのに必要な駆動モータ１１１の回転速度と回転時間を算出する。算出後、駆動モータ１０２ｄを基準として駆動モータ１１１を加速させて回転位相を合わせ込む。駆動モータ１０２ｄによって回転駆動される感光ドラム１０１ｄの回転位相を基準にして、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの回転位相が調整される。
【００５５】
なお、実施例１では、相対的に回転位相が遅れた一方の駆動モータを加速して回転位相が進んだ他方の回転位相に合わせ込む。ここで、相対的に回転位相が進んだ一方の駆動モータを減速させて他方の駆動モータの回転位相に合わせ込む方法もあるが、この方法では制御時間が増えてしまう可能性がある。例えば、駆動モータ１０２ｄを減速させると中間転写ベルト１０４と感光ドラム１０１ａの摩擦により駆動モータ１１１にブレーキが作用して駆動モータ１１１に大きな負荷がかかる。基準側の駆動モータ１１１に大きな負荷がかかると、駆動モータ１１１の速度が安定するまでの時間がかかる分、位相制御に要するトータルの時間が増えてしまう。
【００５６】
また、実施例１では、毎回の後回転時に必ず位相合わせモードを実行している。しかし、画像形成前の前回転時に、同様な位相合わせモードを行ってもよい。所定枚数の画像形成が累積される毎（例えば１０００枚）に画像形成を中断して位相合わせモードを割り込み実施してもよい。１回おきの後回転時、又は所定枚数を超える画像形成の後回転時に位相合わせモードを実行してもよい。
【００５７】
また、検出手段は、感光ドラム１０１ｄや、感光ドラム１０１ｄと一体のシャフトにフラグを設け、このフラグがフォトセンサを遮光するような構成としてもよい。幅の異なるフラグを複数もつことで、感光ドラム１０１ｄの１回転につき、個別に長さの異なる複数回のフラグ検出信号を出力する構成としてもよい。
【００５８】
＜回転位相の合わせ込み位置のシフト制御＞
図７は１回の起動立ち上げに伴って発生する回転位相差の説明図である。図８は感光ドラムの偏った摩耗の説明図である。図９は毎回の位相合わせモードのタイムチャートの変化の説明図である。図１０は回転位相の合わせ込み位置のシフト制御のフローチャートである。
【００５９】
図６に示す位相合わせモードでは、位相検出をしてから位相制御開始までのタイミングが感光ドラム１０１ａ、１０１ｄの回転位相に同期した同じタイミングで毎回繰り返される可能性がある。このため、感光ドラム１０１ａ、１０１ｄの特定位置で、駆動モータ１１１と駆動モータ１０２ｄの回転位相の合わせ込みが繰り返し実行される可能性がある。
【００６０】
位相検出センサ１０３ａ、１０３ｄは、感光ドラム１０１ａ、１０１ｄと同期して回転するギアの一部に取り付けられている。このため、ギア位置を読み取った後、ソフト演算処理時間を含む一定時間後に駆動モータ１１１と駆動モータ１０２ｄの回転位相の合わせ込みを開始すると、感光ドラム１０１ａ、１０１ｄの一周における同じ位相位置になってしまう。
【００６１】
また、画像形成装置１００では、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの回転立ち上げ時に生じる回転位相差は、感光ドラム、中間転写ベルト、２つの駆動モータによって決まる。そのため、図７の（ａ）に示すように、１回の回転立ち上げ時に発生する回転位相差は、ある中心値をもったガウス分布を持つこととなる。このことは、図６に示す回転位相差の検出にかかる時間も同じような分布を持つことを意味する。
【００６２】
また、回転位相差の検出結果を位相制御にフィードバックするソフト算出時間は一定なことを考慮すると、位相差検知から位相制御開始までの時間はほとんど変化しないことになる。このことは、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの一周上で、常にある所定位置（角度）から位相制御が開始されて中間転写ベルト１０４に擦れることを意味する。また、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃが中間転写ベルト１０４と摺擦する位置が感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの特定位置に集中することを意味する。感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと中間転写ベルト１０４とが擦れると、そのニップ部にキャリア、紙紛やケバなど介在した場合に、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの表面に傷が入ってしまう。
【００６３】
ここで、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄの直径が３０ｍｍ、プロセススピードが１４０ｍｍ／ｓｅｃ、検出された感光ドラム１０１ｄとの回転位相差が約１０度だったとする。
【００６４】
この場合、図７の（ｂ）に示すように、回転位相差の検出にかかる時間は、１８．７ｍｓｅｃの中心値をもつガウス分布となる。このとき、駆動モータ１１１を等速の１２０％に増速して回転位相差を相殺するために必要な増速状態の継続時間、すなわち位相制御時間は、約１００ｍｓｅｃとなる。そして、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃは、１００ｍｓｅｃで約１／７周回転するため、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃが位相制御で中間転写ベルト１０４に擦れる領域は、感光ドラムの全周の約１／７となる。
【００６５】
このため、画像形成装置１００の起動停止ごとに位相合わせモードを実行して摺擦を繰り返すと、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの外周の約１／７に偏って傷が目立つようになる。図８ａに示すように、感光ドラム上のある特定位置が、中間転写ベルトと擦ることになるため、画像形成の累積に伴う劣化が早まる。
【００６６】
そこで、制御手段（２０１、２０４）は、検出手段（１０３ａ、１０３ｄ）による位相差の検出後、可変の時間経過後に駆動モータ（１１１、１０２ｄ）の回転位相の合わせ込みを開始している。具体的には、回転位相の合わせ込み開始のタイミングを２０ｍｓｅｃずつ毎回ずらせていくことで、位相制御が始まる感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの角度位置を異ならせている。
【００６７】
図１を参照して図７に示すように、次回の位相合わせモードでは、位相差検出から位相制御の開始までの時間を前回の位相合わせモードとは異ならせている。１回目の位相合わせモードに比較して、２回目では位相制御の開始が２０ｍｓｅｃ遅れ、３回目では位相制御の開始がさらに２０ｍｓｅｃ遅れる。なお、位相差検出から位相制御開始するまでの設定された時間の遅れが１００ｍｓｅｃに到達すると、遅れ時間をリセットし、再び遅れのない状態から位相制御開始する。
【００６８】
位相制御の開始タイミングを２０ｍｓｅｃずらすことで、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃにおける摺擦位置を分散させ、傷の成長と集中を抑えている。感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃと中間転写ベルト１０４とが摺擦する位置を制御して、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの同じ位置が毎回擦れることがないようにしている。
【００６９】
図８の（ｂ）に示すように、位相差検知から位相制御開始までのタイミングをずらしていくことで、画像形成の累積に伴う感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの劣化を分散させている。感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの外周上の同じ位置が擦れて摩耗したり傷が集中したりしないように制御している。
【００７０】
図１を参照して図１０に示すように、プリンタ制御部２０１は、画像形成ジョブを受信すると、モータ制御部２０４を制御して感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、及び中間転写ベルト１０４を起動・前回転させる（Ｓ１１）。その後、画像形成を実行して（Ｓ１２）、最後の画像形成が終了すると（Ｓ１３のＹＥＳ）、後回転へ移行する（Ｓ１４）。プリンタ制御部２０１は、位相検出センサ１０３ａ、１０３ｄの検出結果に基いて位相差検出を行い（Ｓ１５）、位相差に応じた合わせ込みの位相差制御時間を計算する（Ｓ１６）。
【００７１】
プリンタ制御部２０１は、感光ドラム１０１ａの一周における前回の合わせ込み位置に重複しない今回の合わせ込み位置を求める（Ｓ１７）。プリンタ制御部２０１は、位相検出センサ１０３ａのフラグ検出からのタイムカウントで感光ドラム１０１ａが中間転写ベルト１０４に接触している刻々の位置を認識できる。そして、今回の合わせ込みタイミングに達するのを待って（Ｓ１８のＹＥＳ）、位相制御の合わせ込みを実行する（Ｓ１９）。
【００７２】
プリンタ制御部２０１は、後回転の制御項目がすべて終了すると（Ｓ２０のＹＥＳ）、感光ドラム１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ、及び中間転写ベルト１０４を減速・停止させる（Ｓ２１）。
【００７３】
実施例１の制御によれば、位相制御を行う画像形成装置１００において、駆動モータの位相制御の開始位置をずらして制御することで、感光ドラムの特定位置の劣化が進むことを防止している。感光ドラムと中間転写ベルトが擦れる位置を、分散させて、感光ドラムの外周が満遍なく全体的に擦れるようにしている。
【００７４】
＜実施例２＞
ＤＣ帯電方式、放電電流の少ないＡＣ帯電方式、クリーナレス方式と言った感光ドラム削れ量が少ない画像形成装置では、傷が感光ドラム寿命に影響する割合が多く、寿命を延ばす妨げとなる。放電電流の多いＡＣ帯電方式、クリーニングブレード方式に比較して、表面が削れる速度が遅くて、摩耗によって傷を回復させる効果が少ないためである。
【００７５】
表１にこのような感光ドラム削れ量が少ないＤＣ帯電方式、放電電流の少ないＡＣ帯電方式、クリーナレス方式の画像形成装置において、本発明の効果を比較した結果を示す。
【００７６】
【表１】
0005473567.tif 000002
【００７７】
表１に示すように、感光ドラム削れ量が少ない画像形成装置においても、実施例１の制御によれば、図１の画像形成装置１００と同様に、画像形成の累積に伴う感光ドラムの傷成長を大幅に低減して、感光ドラムの寿命を延ばすことができる。
【００７８】
＜実施例３＞
図１０のフローチャートのＳ１７に示される「過去の実行位置に重ならない位相制御位置」の求め方は、上述した位相制御の開始タイミングを「前回のタイミング＋２０ｍｓｅｃ」とする方法には限定されない。例えば、次のような方法が可能である。
（１）位相検出センサ１０３ａのフラグ検出からのタイムカウントで感光ドラム１０１ａの全周に位相制御の開始タイミングを分散させる。
（２）位相検出センサ１０３ａのフラグ検出からの感光ドラム１０１ａの回転角度を３５度ずつ毎回ずらせて、一周した際に最初の位置に重ならないようにする。
（３）毎回の位相制御位置を記録して、それらに一致しない位相位置を次回の位相制御に用いる。一致しない位相位置が無くなった以降は最も古い時期に一致した制御位置を次回の位相制御に用いる。
【符号の説明】
【００７９】
１００  画像形成装置
１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄ      感光ドラム
１０２ｄ、１０８、１１０、１１１  駆動モータ
１０３ａ、１０３ｄ  位相検出センサ、１０４  中間転写ベルト
１０５  駆動ローラ、１０６  対向ローラ、１０７      定着装置
１１３ａ、１１３ｄ  フラグ、１１４ａ、１１４ｄ  ギア
１２６ａ、１２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄ      露光装置
２０１  プリンタ制御部、２０４          モータ制御部、２０３  センサ類
２０５  モータ類
【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】
0005473567.tif 000009
【図８】
0005473567.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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